כיצד מיוצרים צינור פלדה?

צינורות הטיל הם צינורות ארוכים וחלולים המשמשים למגוון מטרות. הם מיוצרים בשתי שיטות שונות המביאות לצינור מרותך או חלק. בשתי השיטות יציקה פלדה גולמית לראשונה לצורת התחלה מעשית יותר. לאחר מכן הוא נוצר לצינור על ידי מתיחת הפלדה החוצה לצינור חלק או אילוץ הקצוות זה לזה ואטום אותם עם ריתוך. השיטות הראשונות לייצור צינור פלדה הוצגו בראשית 1800, והן התפתחו בהתמדה לתהליכים המודרניים בהם אנו משתמשים כיום. בכל שנה מיוצרים מיליוני טונות של צינור פלדה. הרבגוניות שלו הופכת אותו למוצר המשומש לרוב המיוצר על ידי תעשיית הפלדה.

צינורות פלדה נמצאים במגוון מקומות. מכיוון שהם חזקים, הם משמשים מתחת לאדמה להובלת מים וגז ברחבי ערים ועיירות. הם מועסקים גם בבנייה להגנה על חוטי חשמל. בעוד שצינורות פלדה חזקים, הם יכולים להיות גם בעלי משקל קל. זה הופך אותם למושלמים לשימוש בייצור מסגרות אופניים. מקומות אחרים שהם מוצאים בהם שימוש הם במכוניות, יחידות קירור, מערכות חימום ואינסטלציה, מוטות דגל, פנסי רחוב ותרופות, אם נזכיר כמה.

היסטוריה

אנשים השתמשו בצינורות במשך אלפי שנים. אולי השימוש הראשון היה על ידי חקלאים קדומים שהסיטו מים מנחלים ונהרות לשדותיהם. עדויות ארכיאולוגיות מראות כי הסינים השתמשו בצינור קנה כדי להעביר מים למקומות מבוקשים כבר ב 2000B.C.התגלו צינורות טיט ששימשו תרבויות קדומות אחרות. במהלך המאה הראשונהA.D.צינורות העופרת הראשונים הוקמו באירופה. במדינות טרופיות שימשו צינורות במבוק להובלת מים. אמריקאים קולוניאליים השתמשו בעץ למטרה דומה. ב- 1652, עבודות המים הראשונות נוצרו בבוסטון באמצעות בולי עץ חלולים.

ניתן לעקוב אחר פיתוח צינור הפלדה המרותך המודרני לימינו 1800. ב- 1815, ויליאם מרדוק המציא מערכת מנורות בוערות פחם. כדי להתאים את כל העיר לונדון לאורות האלה, מרדוק חיבר יחד את החביות ממושקים מושלכים. הוא השתמש בצינור רציף זה בכדי להעביר את גז הפחם. כאשר מערכת התאורה שלו הוכיחה את עצמה כמוצלחת נוצר ביקוש רב יותר לצינורות מתכת ארוכים. כדי לייצר מספיק צינורות כדי לענות על דרישה זו, ממציאים מגוון ממציאים לעבוד על פיתוח תהליכים חדשים לייצור צינורות.

שיטה מוקדמת לייצור צינורות מתכת במהירות ובזול הוגשה כפטנט על ידי ג'יימס ראסל ב- 1824. בשיטתו נוצרו צינורות על ידי חיבור זה לזה בקצוות מנוגדים של פס ברזל שטוח. המתכת התחממה תחילה עד שהיא הייתה ניתנת לסחירה. בעזרת פטיש טיפה, הקצוות מקופלים זה לזה ומרתכים. הצינור הושלם בכך שהוא העביר אותו דרך החריץ והטחנה.

שיטת ראסל' לא הייתה בשימוש זמן רב מכיוון שבשנה שלאחר מכן פיתחה קומליוס ווייטהאוס שיטה טובה יותר לייצור צינורות מתכת. תהליך זה, המכונה תהליך ריתוך התחת הוא הבסיס להליכי ייצור הצינור הנוכחיים שלנו. בשיטתו, גיליונות ברזל דקים היו מחוממים ונמשכים דרך פתח בצורת חרוט. כאשר המתכת עברה דרך הפתח, קצוותיה התכרבלו ויצרו צורת צינור. שני הקצוות מולחו יחד כדי לסיים את הצינור. מפעל הייצור הראשון לשימוש

Welded pipe is formed by rolling steel strips through a series of grooved rollers that mold the material into a circular shape. Next, the unwelded pipe passes by welding electrodes. These devices seal the two ends of the pipe together.

צינור מרותך נוצר על ידי גלגול רצועות פלדה דרך סדרה של גלילים מחורצים המעצבים את החומר לצורה עגולה. בשלב הבא הצינור הלא-מרותך עובר על ידי אלקטרודות ריתוך. מכשירים אלה חותמים את שני קצוות הצינור זה לזה.

תהליך זה בארצות הברית נפתח ב- 1832 בפילדלפיה.

בהדרגה בוצעו שיפורים בשיטת Whitehouse. אחד החידושים החשובים ביותר הוצג על ידי ג'ון מון ב- 1911. הוא הציע את שיטת התהליך הרציפה שבה מפעל ייצור יכול לייצר צינור בזרם בלתי פוסק. הוא בנה מכונות למטרה ספציפית זו ומתקני ייצור רבים של צינורות אימצו אותה.

תוך כדי פיתוח תהליכי הצינור המרותך, מעורר צורך בצינורות מתכת חלקים. צינורות חלקים הם אלה שאין להם תפר מרותך. הם נוצרו תחילה על ידי קידוח חור במרכז צילינדר מוצק. שיטה זו פותחה במהלך 1800 המאוחרים. סוגים אלה של צינורות היו מושלמים למסגרות אופניים מכיוון שיש להם קירות דקים, קלים משקל אך הם חזקים. ב- 1895 נבנה המפעל הראשון שייצר צינורות חלקים. כאשר ייצור האופניים פינה את מקומו לייצור רכב, עדיין נדרשו צינורות חלקים לקווי בנזין ושמן. דרישה זו גוברה עוד יותר ככל שנמצאו מרבצי נפט גדולים יותר.

כבר ב 1840, עובדי הברזל כבר יכלו לייצר צינורות חלקים. בשיטה אחת, נקדח חור דרך מתכת מוצקה וסיבוב עגול. לאחר מכן הוחמם השלט ונמשך דרך סדרת מתים שהאריך אותה כדי ליצור צינור. שיטה זו לא הייתה יעילה מכיוון שהיה קשה לקדוח את החור במרכז. זה הביא לצינור לא אחיד שהצד האחד שלו עבה יותר מהצד השני. ב- 1888 הוענק שיטה משופרת לפטנט. בתהליך זה הטיל החיפוי המוצק סביב ליבת לבנים חסינת אש. כשהוא התקרר, הוסרו הלבנים והותירו חור באמצע. מאז החליפו טכניקות רולר חדשות בשיטות אלה.

עיצוב

ישנם שני סוגים של צינור פלדה, אחד הוא חלק ולשני יש תפר מרותך יחיד לאורכו. לשניהם שימושים שונים. צינורות חלקים הם בדרך כלל במשקל קל יותר, וקירותיהם דקים יותר. הם משמשים לאופניים ולהובלת נוזלים. צינורות תפרים כבדים ונוקשים יותר. יש להם עקביות טובה יותר והם בדרך כלל ישרים יותר. הם משמשים לדברים כמו הובלת גז, צינור חשמל ואינסטלציה. בדרך כלל משתמשים בהם במקרים בהם הצינור אינו מופעל תחת לחץ גבוה.

ניתן לשלוט במאפייני צינור מסוימים במהלך הייצור. לדוגמה, קוטר הצינור משתנה לעתים קרובות בהתאם לאופן השימוש בו. הקוטר יכול לנוע בין צינורות זעירים המשמשים לייצור מחטים היפודרמיות, ועד צינורות גדולים המשמשים להובלת גז ברחבי העיר. ניתן לשלוט גם בעובי הקיר של הצינור. לעתים קרובות לסוג הפלדה תהיה השפעה גם על הצינור' זה חוזק וגמישות. מאפיינים נשלטים אחרים כוללים אורך, חומר ציפוי וגימור קצה.

חמרי גלם

חומר הגלם העיקרי בייצור צינורות הוא פלדה. פלדה מורכבת בעיקר מברזל. מתכות אחרות שעשויות להיות בסגסוגת כוללות אלומיניום, מנגן, טיטניום, טונגסטן, ונדיום וזירקוניום. לפעמים משתמשים בחומרי גמר במהלך הייצור. לדוגמא, צבע עשוי להיות

Seamless pipe is manufactured using a process that heats and molds a solid billet into a cylindrical shape and then rolls it until it is stretched and hollowed. Since the hollowed center is irregularly shaped, a bullet-shaped piercer point is pushed through the middle of the billet as it is being rolled.

צינור ללא תפר מיוצר בתהליך המחמם ומעצב בילט מוצק לצורה גלילית ואז מגלגל אותו עד שהוא נמתח וחלול. מכיוון שהמרכז החלול מעוצב באופן לא סדיר, נקודת פירסינג בצורת כדור נדחפת דרך אמצע השלט בזמן שהוא מתגלגל.

משמש אם הצינור מצופה. בדרך כלל, כמות קלה של שמן מוחלת על צינורות פלדה בסוף פס הייצור. זה עוזר להגן על הצינור. אמנם זה לא חלק מהמוצר המוגמר, אך חומצה גופרתית משמשת בשלב ייצור אחד לניקוי הצינור.

התעשייה
תהליך

צינורות פלדה מיוצרים על ידי שני תהליכים שונים. שיטת הייצור הכוללת לשני התהליכים כוללת שלושה שלבים. ראשית, פלדה גולמית מומרת לצורה מעשית יותר. בשלב הבא, הצינור נוצר על קו ייצור רציף או רציף. לבסוף, הצינור נחתך ומשונה כדי לענות על צורכי הלקוח'

ייצור מטילות

1 פלדה מותכת מיוצרת על ידי התכת עפרות ברזל וקולה (חומר עשיר בפחמן שנוצר כאשר מחממים פחם בהיעדר אוויר) בתנור, ואז מוציאים את מרבית הפחמן על ידי פיצוץ חמצן בנוזל. לאחר מכן מוזגים את הפלדה המותכת לתבניות ברזל גדולות ועבותות, שם היא מתקררת למטלות.
2 על מנת ליצור מוצרים שטוחים כמו צלחות וסדינים, או מוצרים ארוכים כמו מוטות ומוטות, מעצבים מטילים בין גלילים גדולים בלחץ עצום.

הפקת פריחות ולוחות

3 כדי לייצר פריחה, המטיל מועבר דרך זוג גלילי פלדה מחורצים המוערמים. גלילים מסוג זה נקראים" טחנות דו-גבוהות." במקרים מסוימים משתמשים בשלושה גלילים. הגלילים מורכבים כך שהחריצים שלהם יופיעו זה בזה, והם נעים בכיוונים מנוגדים. פעולה זו גורמת לסחיטת הפלדה ומתיחה לחתיכות דקות וארוכות יותר. כאשר הגלילים מתהפכים על ידי המפעיל האנושי, הפלדה מושכת לאחור דרך הופכת אותה לדקה יותר וארוכה יותר. תהליך זה חוזר על עצמו עד שהפלדה משיגה את הצורה הרצויה. במהלך תהליך זה מכונות המכונות מניפולטורים מניפים את הפלדה כך שכל אחד מהצדדים מעובד באופן שווה.
4 ניתן גם לגלגל מטילים לתבניות בתהליך הדומה לתהליך ייצור הפריחה. הפלדה מועברת דרך זוג גלילים מוערמים המותחים אותה. עם זאת, ישנם גם גלילים המותקנים בצד כדי לשלוט ברוחב הלוחות. כאשר הפלדה משיגה את הצורה הרצויה, הקצוות הלא אחידים נחתכים והלוחות או הפריחות נחתכים לחתיכות קצרות יותר.

עיבוד נוסף

5 פרחים מעובדים בדרך כלל עוד יותר לפני שהם הופכים לצינורות. פרחים הופכים לשרטוטים על ידי הכנתם באמצעות מכשירים מתגלגלים יותר אשר הופכים אותם לארוכים וצרים יותר. השלטים נחתכים על ידי מכשירים המכונים מספריים מעופפים. אלה זוג מספריים מסונכרנים שמתמודדים יחד עם השלט הנע וחותכים אותו. זה מאפשר קיצוצים יעילים מבלי לעצור את תהליך הייצור. בילטות אלה נערמות ויהפכו בסופו של דבר לצינור חלק.
6 גם לוחות מעובדים מחדש. כדי להפוך אותם לניפוחים, הם מחוממים תחילה ל- {{1}}, 200 ° F (1, 204 ° C). זה גורם ליצירת ציפוי תחמוצת על פני הלוח. ציפוי זה מופר באמצעות מפסק בקנה מידה וספריי מים בלחץ גבוה. לאחר מכן נשלחים הלוחות דרך סדרת גלילים על טחנה לוהטת ויוצרים לרצועות פלדה דקות וצרות הנקראות גלגול. טחנה זו יכולה להיות ארוכה וחצי קילומטר. ככל שהלוחות עוברים דרך הגלילים הם נעשים דקים יותר וארוכים יותר. במהלך כשלוש דקות ניתן להמיר לוח בודד מפיסת פלדה עבה 6 5 2 ס"מ) בסרט פלדה דק שיכול להיות רבע קילומטר ארוך.
7 לאחר מתיחה, הפלדה כבושה. תהליך זה כרוך בהפעלתו דרך סדרת טנקים המכילים חומצה גופרתית לניקוי המתכת. לסיום, הוא שטוף במים קרים וחמים, מיובש ואז מגולגל על סלילים גדולים ונארז להובלה למתקן לייצור צינורות.

ייצור צינורות

8 משמשות גם גולגלות וגם בילטות לייצור צינורות. הגולגולת נעשית בצינור מרותך. זה מונח לראשונה על מכונה הרפתקה. כאשר סליל הפלדה מתפתל, הוא מחומם. לאחר מכן מועברת הפלדה דרך סדרת גלילים מחורצים. כאשר הוא עובר, הגלילים גורמים לשולי הגלישה להתכרבל זה לזה. זה יוצר צינור לא מרותך.
9 הפלדה הבאה עוברת על ידי אלקטרודות ריתוך. מכשירים אלה חותמים את שני קצוות הצינור זה לזה. לאחר מכן מועבר התפר המרותך דרך רולר בלחץ גבוה המסייע ביצירת ריתוך הדוק. לאחר מכן חותכים את הצינור לאורך הרצוי ומערמים אותו לעיבוד נוסף. צינור פלדה מרותך הוא תהליך רציף ובהתאם לגודל הצינור, ניתן לבצע אותו במהירות כמו 1, 100 רגל (335. 3 מ ') לכל דקה.
10 כאשר יש צורך בצינור חלק, בילטות מרובעות משמשות לייצור. הם מחוממים ומעוצבים ליצירת צורת גליל, המכונה גם עגולה. לאחר מכן מכניסים את הסיבוב לתנור בו הוא מחומם לבן-חם. הסיבוב המחומם מגולגל ואז בלחץ גדול. גלגול בלחץ גבוה זה גורם לשרשרת נמתחת ולנוצר חור במרכז. מכיוון שחור זה מעוצב בצורה לא סדירה, נקודת פירסינג בצורת כדור נדחפת דרך אמצע השלט בזמן שהוא מתגלגל. לאחר שלב הפירסינג, הצינור עדיין עשוי להיות בעובי ובצורה לא סדירים. כדי לתקן זאת הוא מועבר דרך סדרה נוספת של טחנות מתגלגלות.

עיבוד סופי

11 לאחר ייצור של כל אחד מסוגי הצינור, ניתן להכניס אותם דרך מכונת יישור. הם עשויים להיות מצוידים גם במפרקים כך שניתן לחבר בין שני חלקי צינור או יותר. הסוג המפרק הנפוץ ביותר לצינורות בקטרים קטנים יותר הוא הברגה - חריצים הדוקים שנחתכים לקצה הצינור. הצינורות נשלחים גם דרך מכונת מדידה. מידע זה יחד עם נתוני בקרת איכות אחרים משובצים באופן אוטומטי על הצינור. לאחר מכן מרססים את הצינור בציפוי קל של שמן מגן. בדרך כלל מטפלים ברוב הצינור כדי למנוע חלודה. זה נעשה על ידי גלוון או מתן לו ציפוי של אבץ. בהתאם לשימוש בצינור, ניתן להשתמש בצבעים או ציפויים אחרים.

בקרת איכות

ננקטים מגוון צעדים בכדי להבטיח שצינור הפלדה המוגמר יעמוד במפרט. לדוגמא, מדדי רנטגן משמשים לוויסות עובי הפלדה. המדידה פועלת על ידי שימוש בשני קרני x. קרן אחת מכוונת לפלדה בעובי ידוע. השני מופנה לפלדה העוברת על קו הייצור. אם יש שונות בין שני הקרניים, מד יפעיל באופן אוטומטי שינוי גודל של הגלילים לפיצוי.

צינורות נבדקים גם אם הם פגומים בסוף התהליך. שיטה אחת לבדיקת צינור היא באמצעות מכונה מיוחדת. מכונה זו ממלאת את הצינור במים ואז מגדילה את הלחץ כדי לראות אם היא מחזיקה. צינורות פגומים מוחזרים לגרוטאות.