Staalpype is lang, hol buise wat vir 'n verskeidenheid doeleindes gebruik word. Hulle word vervaardig deur twee verskillende metodes wat lei tot óf 'n gelaste óf 'n naatlose pyp. In beide metodes word rou staal eers in 'n meer werkbare beginvorm gegiet. Dit word dan in 'n pyp gemaak deur die staal in 'n naatlose buis uit te rek of die rande bymekaar te dwing en dit met 'n sweislas te verseël. Die eerste metodes vir die vervaardiging van staalpype is in die vroeë 1800's bekendgestel, en hulle het geleidelik ontwikkel tot die moderne prosesse wat ons vandag gebruik. Elke jaar word miljoene tonne staalpype vervaardig. Die veelsydigheid daarvan maak dit die mees gebruikte produk wat deur die staalbedryf vervaardig word.
Geskiedenis
Mense gebruik pype al vir duisende jare. Miskien was die eerste gebruik deur antieke landbouers wat water van strome en riviere na hul lande afgelei het. Argeologiese bewyse dui daarop dat die Chinese rietpype gebruik het om water na verlangde plekke te vervoer so vroeg as 2000 v.C. Kleibuise wat deur ander antieke beskawings gebruik is, is ontdek. Gedurende die eerste eeu n.C. is die eerste loodpype in Europa gebou. In tropiese lande is bamboesbuise gebruik om water te vervoer. Koloniale Amerikaners het hout vir 'n soortgelyke doel gebruik. In 1652 is die eerste waterwerke in Boston gebou met behulp van hol stompe.
Gelaste pype word gevorm deur staalstroke deur 'n reeks gegroefde rollers te rol wat die materiaal in 'n sirkelvorm vorm. Vervolgens gaan die ongesweisde pyp deur sweiselektrodes. Hierdie toestelle verseël die twee punte van die pyp aan mekaar.
Reeds in 1840 kon ysterwerkers naatlose buise vervaardig. Met een metode is 'n gat deur 'n soliede metaal, ronde billet geboor. Die billet is dan verhit en deur 'n reeks matryse getrek wat dit verleng het om 'n pyp te vorm. Hierdie metode was ondoeltreffend omdat dit moeilik was om die gat in die middel te boor. Dit het gelei tot 'n ongelyke pyp met die een kant dikker as die ander. In 1888 is 'n verbeterde metode gepatenteer. In hierdie proses is die soliede billet om 'n vuurvaste baksteenkern gegiet. Toe dit afgekoel het, is die baksteen verwyder en 'n gat in die middel gelaat. Sedertdien het nuwe roltegnieke hierdie metodes vervang.
Ontwerp
Daar is twee tipes staalpype, een is naatloos en 'n ander het 'n enkele gelaste naat langs sy lengte. Beide het verskillende gebruike. Naatlose buise is tipies ligter en het dunner wande. Hulle word gebruik vir fietse en die vervoer van vloeistowwe. Naatbuise is swaarder en meer rigied. Hulle het 'n beter konsekwentheid en is tipies reguit. Hulle word gebruik vir dinge soos gasvervoer, elektriese leidings en loodgieterswerk. Tipies word hulle gebruik in gevalle waar die pyp nie onder 'n hoë mate van spanning geplaas word nie.
Grondstowwe
Die primêre grondstof in pypproduksie is staal. Staal bestaan hoofsaaklik uit yster. Ander metale wat in die legering teenwoordig kan wees, sluit in aluminium, mangaan, titanium, wolfram, vanadium en sirkonium. Sommige afwerkingsmateriale word soms tydens produksie gebruik. Verf kan byvoorbeeld gebruik word.
Naatlose pyp word vervaardig deur 'n proses wat 'n soliede billet in 'n silindriese vorm verhit en vorm en dit dan rol totdat dit gerek en uitgehol is. Aangesien die uitgeholde middelpunt onreëlmatig gevorm is, word 'n koeëlvormige deurboorpunt deur die middel van die billet gedruk terwyl dit gerol word. Naatlose pyp word vervaardig deur 'n proses te gebruik wat 'n soliede billet in 'n silindriese vorm verhit en vorm en dit dan rol totdat dit gerek en uitgehol is. Aangesien die uitgeholde middelpunt onreëlmatig gevorm is, word 'n koeëlvormige deurboorpunt deur die middel van die billet gedruk terwyl dit gerol word. Dit word gebruik as die pyp bedek is. Tipies word 'n ligte hoeveelheid olie aan die einde van die produksielyn op staalpype aangewend. Dit help om die pyp te beskerm. Alhoewel dit nie eintlik deel van die finale produk is nie, word swaelsuur in een vervaardigingstap gebruik om die pyp skoon te maak.
Die Vervaardigingsproses
Staalpype word deur twee verskillende prosesse vervaardig. Die algehele produksiemetode vir beide prosesse behels drie stappe. Eerstens word rou staal omskep in 'n meer werkbare vorm. Vervolgens word die pyp op 'n deurlopende of semi-deurlopende produksielyn gevorm. Laastens word die pyp gesny en aangepas om aan die kliënt se behoeftes te voldoen. Sommige staalpypvervaardigers sal gebruik maak vanbuis laser snymasjienom die buis voorheen te sny of uit te hol om die mededingendheid van die buise te verhoog
Naatlose pyp word vervaardig deur 'n proses wat 'n soliede billet in 'n silindriese vorm verhit en vorm en dit dan rol totdat dit gerek en uitgehol is. Aangesien die uitgeholde middelpunt onreëlmatig gevorm is, word 'n koeëlvormige deurboorpunt deur die middel van die billet gedruk terwyl dit gerol word.
Staafproduksie
1. Gesmelte staal word gemaak deur ystererts en kooks (’n koolstofryke stof wat ontstaan wanneer steenkool in die afwesigheid van lug verhit word) in ’n oond te smelt, en dan die meeste van die koolstof te verwyder deur suurstof in die vloeistof te blaas. Die gesmelte staal word dan in groot, dikwandige ystervorms gegooi, waar dit in blokke afkoel.
2. Om plat produkte soos plate en velle, of lang produkte soos stawe en stange te vorm, word blokke tussen groot rollers onder enorme druk gevorm. Vervaardiging van blomme en plate
3. Om 'n bloeisel te produseer, word die staaf deur 'n paar gegroefde staalrollers gelei wat gestapel is. Hierdie tipe rollers word "twee-hoë meulens" genoem. In sommige gevalle word drie rollers gebruik. Die rollers is so gemonteer dat hul groewe saamval, en hulle beweeg in teenoorgestelde rigtings. Hierdie aksie veroorsaak dat die staal in dunner, langer stukke saamgepers en gerek word. Wanneer die rollers deur die menslike operateur omgekeer word, word die staal teruggetrek om dit dunner en langer te maak. Hierdie proses word herhaal totdat die staal die verlangde vorm bereik. Tydens hierdie proses draai masjiene, genaamd manipuleerders, die staal om sodat elke kant eweredig verwerk word.
4. Stawe kan ook in plate gerol word in 'n proses soortgelyk aan die blommaakproses. Die staal word deur 'n paar gestapelde rollers gelei wat dit rek. Daar is egter ook rollers wat aan die kant gemonteer is om die breedte van die plate te beheer. Wanneer die staal die verlangde vorm verkry, word die ongelyke punte afgesny en die plate of blomme in korter stukke gesny. Verdere verwerking
5. Bloeisels word tipies verder verwerk voordat hulle in pype gemaak word. Bloeisels word in knuppels omskep deur hulle deur meer roltoestelle te plaas wat hulle langer en smaller maak. Die knuppels word gesny deur toestelle wat bekend staan as vlieënde skêre. Dit is 'n paar gesinchroniseerde skêre wat saam met die bewegende knuppel beweeg en dit sny. Dit maak doeltreffende snitte moontlik sonder om die vervaardigingsproses te stop. Hierdie knuppels word gestapel en sal uiteindelik naatlose pype word.
6. Plate word ook herbewerk. Om hulle smeebaar te maak, word hulle eers verhit tot 2 200° F (1 204° C). Dit veroorsaak dat 'n oksiedlaag op die oppervlak van die plaat vorm. Hierdie laag word afgebreek met 'n skaalbreker en hoëdrukwaterspuit. Die plate word dan deur 'n reeks rollers op 'n warm meul gestuur en in dun, smal stroke staal gemaak, wat skelp genoem word. Hierdie meul kan so lank as 'n halwe myl wees. Soos die plate deur die rollers gaan, word hulle dunner en langer. Binne ongeveer drie minute kan 'n enkele plaat omskep word van 'n 6 duim (15,2 cm) dik stuk staal na 'n dun staallint wat 'n kwartmyl lank kan wees.
7. Na die strek word die staal gepekel. Hierdie proses behels dat dit deur 'n reeks tenks loop wat swaelsuur bevat om die metaal skoon te maak. Om af te rond, word dit met koue en warm water afgespoel, gedroog en dan op groot rolle opgerol en verpak vir vervoer na 'n pypmaakfasiliteit. Pypmaak
8. Beide skelp en billets word gebruik om pype te maak. Skelp word in 'n gelaste pyp gemaak. Dit word eers op 'n afwikkelmasjien geplaas. Soos die staalspoel afgewikkel word, word dit verhit. Die staal word dan deur 'n reeks gegroefde rollers gelei. Soos dit verbygaan, veroorsaak die rollers dat die rande van die skelp saamkrul. Dit vorm 'n ongesweisde pyp.
9. Die staal gaan vervolgens deur sweiselektrodes. Hierdie toestelle verseël die twee punte van die pyp aan mekaar. Die gelaste naat word dan deur 'n hoëdrukroller gelei wat help om 'n digte las te skep. Die pyp word dan tot 'n verlangde lengte gesny en gestapel vir verdere verwerking. Gelaste staalpype is 'n deurlopende proses en afhangende van die grootte van die pyp, kan dit so vinnig as 1 100 vt (335,3 m) per minuut gemaak word.
10. Wanneer naatlose pype benodig word, word vierkantige knuppels vir produksie gebruik. Hulle word verhit en gegiet om 'n silindervorm te vorm, ook genoem 'n ronde pyp. Die ronde pyp word dan in 'n oond geplaas waar dit witwarm verhit word. Die verhitte ronde pyp word dan met groot druk gerol. Hierdie hoëdrukrol veroorsaak dat die knuppel uitrek en 'n gat in die middel vorm. Aangesien hierdie gat onreëlmatig gevorm is, word 'n koeëlvormige deurboorpunt deur die middel van die knuppel gedruk terwyl dit gerol word. Na die deurboorstadium kan die pyp steeds van onreëlmatige dikte en vorm wees. Om dit reg te stel, word dit deur 'n ander reeks rolmeulens gegaan. Finale verwerking
11. Nadat enige tipe pyp gemaak is, kan hulle deur 'n reguitmaakmasjien geplaas word. Hulle kan ook met verbindings toegerus word sodat twee of meer stukke pyp verbind kan word. Die mees algemene tipe verbinding vir pype met kleiner deursnee is skroefdraad - stywe groewe wat in die punt van die pyp gesny word. Die pype word ook deur 'n meetmasjien gestuur. Hierdie inligting, tesame met ander kwaliteitsbeheerdata, word outomaties op die pyp gesjabloneer. Die pyp word dan met 'n ligte lagie beskermende olie gespuit. Die meeste pype word tipies behandel om te verhoed dat dit roes. Dit word gedoen deur dit te galvaniseer of 'n laag sink te gee. Afhangende van die gebruik van die pyp, kan ander verf of bedekkings gebruik word.
Gehaltebeheer
'n Verskeidenheid maatreëls word getref om te verseker dat die voltooide staalpyp aan spesifikasies voldoen. Byvoorbeeld, x-straalmeters word gebruik om die dikte van die staal te reguleer. Die meters werk deur twee x-strale te gebruik. Een straal word gerig op 'n staal van bekende dikte. Die ander word gerig op die verbygaande staal op die produksielyn. Indien daar enige afwyking tussen die twee strale is, sal die meter outomaties 'n verandering van die grootte van die rollers veroorsaak om te kompenseer.
Pype word ook aan die einde van die proses vir defekte geïnspekteer. Een metode om 'n pyp te toets, is deur 'n spesiale masjien te gebruik. Hierdie masjien vul die pyp met water en verhoog dan die druk om te sien of dit hou. Defekte pype word vir skroot terugbesorg.