מבוא לייצור צינורות ללא תפרים
צינורות פלדה הם צינורות ארוכים וחלולים המשמשים בעיקר להעברת מוצרים ממקום אחד למשנהו. הם מיוצרים בעיקר על ידי שתי שיטות ייצור שונות שמביאות לצינור מרותך או צינור ללא תפרים. בשתי שיטות הייצור, פלדה גולמית מיוצקת תחילה לצורת התחלה נוחה יותר לעבודה (בילט חם או רצועה שטוחה). לאחר מכן הוא הופך לצינור על ידי מתיחה של הבלטה החמה החוצה לתוך צינור ללא תפר או אילץ את הקצוות של רצועת פלדה שטוחה יחד ואיטום אותם עם ריתוך. במאמר זה נדון בשיטות השונות הכרוכות בייצור צינורות ללא תפרים.
תהליך טחנת מנדרל
בתהליך טחנת מנדרל, נעשה שימוש בבליט פלדה עגול ומוצק. הבילט נטען לתוך תנור אח סיבובי. לאחר פריקת הבילט מתנור האח הסיבובי, מחוררים חור קטן בקצהו. הזחה זו משמשת כנקודת התחלה לסיוע בפירסינג סיבובי.
פירסינג סיבובי הוא תהליך גלגול מהיר מאוד ודינמי שמגלגל את הבילט המחומם מראש בין שני גלילים בצורת חבית במהירות גבוהה. גלגול הצלב גורם למתחי מתיחה גבוהים במרכז הבילט. העיצוב של גלילי הפירסר גורם למתכת לזרום לאורך הגליל ומעל נקודת פירסר ביציאה מהתהליך. נקודת הפירסר היא כלי סגסוגת מקורר מים בטמפרטורה גבוהה שנועד לאפשר למתכת לזרום מעליה כאשר נוצרת מעטפת צינור מהתהליך הסיבובי. לאחר הפקת מעטפת הצינור המנוקב, היא מועברת מיד לטחנת המדרול הצף.
טחנת המדרול הצף מורכבת מ-8 עמדות גלגול באמצעות 16 גלילים ומערכת של מוטות מדרלים. מוטות המדרל האלה מוכנסים למעטפת הצינור המנוקב ולאחר מכן מועברים לטחנת הציר ומגולגלים למעטפת צינור בגודל בינוני. מנגנון הגלגול של מעטפת הצינור דרך טחנת הדופן עם מוט המדרל בפנים פועל כבקרה ליצירת קוטר חיצוני סטנדרטי בינוני (OD) ועובי דופן מבוקר, על סמך הממד המתקבל של סט מוט המוט.
לאחר מכן, מעטפת טחנת המדרל מחוממת מחדש בתנור חימום כך שתוכל להשלים את תהליך הגלגול הסופי ולקבל את הממדים הסופיים והאיכויות המיקרו-מבניות שלה. ביציאה מתנור החימום, הצינור מקבל הסרת אבנית של מים בלחץ גבוה, המסיר את אבנית תחמוצת הברזל שנוצרה בתנור החימום. משטח נקי וללא אבנית הוא קריטי לאיכות משטח טובה.
מעטפת הצינור מצטמצמת עוד יותר למימדים שצוינו על ידי טחנת המתיחה. לאחר מכן, הצינורות מועברים למנגנון החיתוך, שם הם נחתכים לאורך שנקבע. לאחר מכן, צינורות אלו נאגדים ומופנים לפעולות גימור ובדיקה עוקבות לפני המשלוח.
תהליך טחנת תקע של Mannesmann
תהליך טחנת התקע של Mannesmann דומה במקצת לתהליך טחנת המנדרל עם הבדל גדול במפעל הגלגול במקום טחנת המדרל.
במפעל הגלגול פועלים זוג גלילים בצורת חרוט - אחד מסודר מעל השני - בכיוון ההפוך לזרימת החומר. מעטפת הצינור החלול עבה הדופן, ובתוכו ציר גלילי, מונחית לעבר גלילי טחנת הפקק. ברגע שהוא נאחז בחלק המחודד של מעבר העבודה, גל חומר קטן נגזש ממעטפת הצינור החלול. גל זה מחושל לעובי הדופן הרצוי על הציר על ידי החלק ההחלקה של מעבר העבודה, כאשר מעטפת הצינור החלול בתוספת הציר נעים אחורה באותו כיוון שבו הגלילים מסתובבים - כלומר בכיוון ההפוך לגלגול - עד הם מגיעים למעבר הסרק של הלחמניות ומשתחררים. עם סיבוב מעטפת הצינור החלול היא נדחפת שוב קדימה בין הגלילים, ומתחיל מחזור גלגול חדש.
תהליך שחול
שחול הוא תהליך יצירת מתכת שבו חתיכת עבודה בדרך כלל נאלצת לזרום דרך תבנית עם שטח חתך קטן יותר, ובכך ליצור את העבודה לחתך החדש. אורך החלק המוחלף ישתנה, בהתאם לכמות החומר בחתיכת העבודה והפרופיל שחולץ. חתכים רבים מיוצרים בשיטה זו.
ניתן להוציא צינורות ישירות באמצעות ציר המחובר לבלוק הדמה. נוצר חור דרך העבודה, במקביל לציר שעליו האיל מפעיל את הכוח ליצירת האקסטרוזיה. המדרל מותקן בתוך החור הזה. ברגע שהפעולה מתחילה, האיל נאלץ קדימה. המתכת המחולצת זורמת בין המדרל למשטחי התבנית, ויוצרת את החלק. הפרופיל הפנימי של שחול המתכת נוצר על ידי המדרל, בעוד הפרופיל החיצוני נוצר על ידי התבנית החולפת.
