Сталёвыя трубы — гэта доўгія полыя трубкі, якія выкарыстоўваюцца для розных мэтаў. Іх вырабляюць двума рознымі метадамі, якія ў выніку дазваляюць атрымаць зварную або бясшвоўную трубу. У абодвух метадах сырая сталь спачатку адліваецца ў больш зручную для апрацоўкі зыходную форму. Затым з яе робяць трубу шляхам расцяжэння сталі ў бясшвоўную трубу або змацавання краёў разам і герметызацыі іх зварным швом. Першыя метады вытворчасці сталёвых труб былі ўведзены ў пачатку 1800-х гадоў, і яны паступова развіваліся ў сучасныя працэсы, якія мы выкарыстоўваем сёння. Штогод вырабляюцца мільёны тон сталёвых труб. Дзякуючы сваёй універсальнасці яна з'яўляецца найбольш часта выкарыстоўваным прадуктам, які вырабляецца ў сталеліцейнай прамысловасці.
Гісторыя
Людзі выкарыстоўвалі трубы тысячы гадоў. Магчыма, першымі іх ужылі старажытныя земляробы, якія адводзілі ваду з ручаёў і рэк на свае палі. Археалагічныя знаходкі сведчаць аб тым, што кітайцы выкарыстоўвалі трысняговыя трубы для транспарціроўкі вады ў патрэбныя месцы яшчэ ў 2000 годзе да нашай эры. Былі знойдзены гліняныя трубы, якія выкарыстоўваліся іншымі старажытнымі цывілізацыямі. У першым стагоддзі нашай эры ў Еўропе былі пабудаваны першыя свінцовыя трубы. У трапічных краінах для транспарціроўкі вады выкарыстоўваліся бамбукавыя трубы. Амерыканскі каланіяльны тэхналогію выкарыстоўваў дрэва для падобнай мэты. У 1652 годзе ў Бостане быў пабудаваны першы вадаправод з выкарыстаннем полых бярвенняў.
Зварная труба фармуецца шляхам пракаткі сталёвых палос праз серыю канаўковых ролікаў, якія надаюць матэрыялу круглую форму. Далей незвараная труба праходзіць праз зварачныя электроды. Гэтыя прылады герметызуюць два канцы трубы разам.
Ужо ў 1840 годзе жалезаробы маглі вырабляць бясшвовыя трубы. Паводле аднаго з метадаў, у круглай металічнай нарыхтоўцы свідравалася адтуліна. Затым нарыхтоўку награвалі і цягнулі праз шэраг штампаў, якія падаўжалі яе, утвараючы трубу. Гэты метад быў неэфектыўным, бо было цяжка прасвідраваць адтуліну ў цэнтры. У выніку труба атрымлівалася няроўнай, адзін бок якой быў таўсцейшы за другі. У 1888 годзе быў атрыманы патэнт на ўдасканалены метад. У гэтым працэсе цвёрдая нарыхтоўка адлівалася вакол вогнетрывалай цэглы. Пасля астывання цэгла вымалася, пакідаючы адтуліну пасярэдзіне. З таго часу гэтыя метады замянілі новыя метады вальцавання.
Дызайн
Існуе два тыпы сталёвых труб: бясшвовыя, а іншыя маюць адзін зварны шво па ўсёй даўжыні. Абодва тыпы маюць рознае прымяненне. Бясшвовыя трубы звычайна лягчэйшыя і маюць танчэйшыя сценкі. Іх выкарыстоўваюць для ровараў і перавозкі вадкасцей. Шовныя трубы цяжэйшыя і больш жорсткія. Яны маюць лепшую кансістэнцыю і звычайна больш прамыя. Іх выкарыстоўваюць для такіх рэчаў, як транспарціроўка газу, электрычныя трубы і сантэхніка. Звычайна яны выкарыстоўваюцца ў тых выпадках, калі труба не падвяргаецца высокай ступені нагрузкі.
Сыравіна
Асноўнай сыравінай для вытворчасці труб з'яўляецца сталь. Сталь складаецца ў асноўным з жалеза. Іншыя металы, якія могуць прысутнічаць у сплаве, ўключаюць алюміній, марганец, тытан, вальфрам, ванадый і цырконій. Часам падчас вытворчасці выкарыстоўваюцца некаторыя аздабленчыя матэрыялы. Напрыклад, можа выкарыстоўвацца фарба.
Бесшвовыя трубы вырабляюцца з дапамогай працэсу, пры якім суцэльная нарыхтоўка награваецца і фармуецца ў цыліндрычную форму, а затым пракатваецца да расцяжэння і выемкі. Паколькі полы цэнтр мае няправільную форму, падчас пракаткі праз сярэдзіну нарыхтоўкі прасоўваецца куляпадобны прабівальнік. Бесшвовыя трубы вырабляюцца з дапамогай працэсу, пры якім суцэльная нарыхтоўка награваецца і фармуецца ў цыліндрычную форму, а затым пракатваецца да расцяжэння і выемкі. Паколькі полы цэнтр мае няправільную форму, падчас пракаткі праз сярэдзіну нарыхтоўкі прасоўваецца куляпадобны прабівальнік. Звычайна ў канцы вытворчай лініі на сталёвыя трубы наносіцца невялікая колькасць алею. Гэта дапамагае абараніць трубу. Хоць серная кіслата насамрэч не з'яўляецца часткай гатовага прадукту, яна выкарыстоўваецца на адным з этапаў вытворчасці для ачысткі трубы.
Вытворчы працэс
Сталёвыя трубы вырабляюцца двума рознымі працэсамі. Агульны метад вытворчасці для абодвух працэсаў складаецца з трох этапаў. Спачатку сырая сталь пераўтвараецца ў больш апрацавальную форму. Затым труба фармуецца на бесперапыннай або паўбесперапыннай вытворчай лініі. Нарэшце, труба разразаецца і мадыфікуецца ў адпаведнасці з патрэбамі кліента. Некаторыя вытворцы сталёвых труб выкарыстоўваюцьстанок для лазернай рэзкі трубда папярэдняга разразання або выдзімання трубы для павышэння канкурэнтаздольнасці труб
Бесшвовыя трубы вырабляюцца з дапамогай працэсу, пры якім цвёрдая нарыхтоўка награваецца і фармуецца ў цыліндрычную форму, а затым пракатваецца да расцяжэння і атрымання полых адтулін. Паколькі полы цэнтр мае няправільную форму, падчас пракаткі праз сярэдзіну нарыхтоўкі прасоўваецца куляпадобны прабівальнік.
Вытворчасць зліткаў
1. Расплаўленая сталь вырабляецца шляхам плаўлення жалезнай руды і коксу (вельмі багатага вугляродам рэчыва, якое ўтвараецца пры награванні вугалю без доступу паветра) у печы, а затым выдалення большай часткі вугляроду шляхам удування кіслароду ў вадкасць. Затым расплаўленая сталь разліваецца ў вялікія жалезныя формы з тоўстымі сценамі, дзе яна астывае ў зліткі.
2. Для атрымання плоскіх вырабаў, такіх як пліты і лісты, або доўгіх вырабаў, такіх як пруткі і стрыжні, зліткі фармаюцца паміж вялікімі ролікамі пад велізарным ціскам. Вытворчасць блюмаў і пліт.
3. Для атрымання блюма злітак прапускаецца праз пару канаўковых сталёвых ролікаў, размешчаных адзін на адным. Такія тыпы ролікаў называюцца «двухступеньчатымі млынамі». У некаторых выпадках выкарыстоўваюцца тры ролікі. Ролікі ўсталяваны такім чынам, каб іх пазы супадалі, і яны рухаюцца ў процілеглых напрамках. Гэта дзеянне прыводзіць да таго, што сталь сціскаецца і расцягваецца на больш тонкія і доўгія кавалкі. Калі аператар перагортвае ролікі, сталь выцягваецца назад, робячы яе танчэйшай і даўжэйшай. Гэты працэс паўтараецца, пакуль сталь не набудзе патрэбнай формы. Падчас гэтага працэсу машыны, якія называюцца маніпулятарамі, перагортваюць сталь так, каб кожны бок апрацоўваўся раўнамерна.
4. Зліткі таксама можна пракатваць у пліты ў працэсе, падобным да працэсу вырабу блюмаў. Сталь прапускаецца праз пару ўстаўленых адзін на аднаго ролікаў, якія расцягваюць яе. Аднак збоку таксама ўсталяваны ролікі для рэгулявання шырыні пліт. Калі сталь набывае патрэбную форму, няроўныя канцы абразаюцца, і пліты або блюмы разразаюцца на больш кароткія кавалкі. Далейшая апрацоўка.
5. Блюмы звычайна падвяргаюцца дадатковай апрацоўцы, перш чым з іх ператвараюцца ў трубы. Блюмы пераўтвараюцца ў нарыхтоўкі шляхам прапускання іх праз дадатковыя пракатныя прылады, якія робяць іх даўжэйшымі і вузейшымі. Нарыхтоўкі разразаюцца прыладамі, вядомымі як лятучыя нажніцы. Гэта пара сінхранізаваных нажніц, якія рухаюцца разам з рухомай нарыхтоўкай і разразаюць яе. Гэта дазваляе эфектыўна рэзаць, не спыняючы вытворчага працэсу. Гэтыя нарыхтоўкі складаюцца ў штабелі, і ў рэшце рэшт яны становяцца бясшвоўнымі трубамі.
6. Пліты таксама падвяргаюцца перапрацоўцы. Каб зрабіць іх гнуткімі, іх спачатку награваюць да 1204°C (2200°F). Гэта прыводзіць да ўтварэння аксіднага пакрыцця на паверхні пліты. Гэта пакрыццё разбураецца з дапамогай акалінаразбуральніка і распылення вады пад высокім ціскам. Затым пліты прапускаюцца праз серыю валкоў на гарачым станку і ператвараюцца ў тонкія вузкія сталёвыя палоскі, якія называюцца шпількамі. Гэты стан можа мець даўжыню да паўмілі. Па меры праходжання пліт праз валкі яны становяцца танчэйшымі і даўжэйшымі. На працягу прыкладна трох хвілін адна пліта можа быць пераўтворана з кавалка сталі таўшчынёй 6 цаляў (15,2 см) у тонкую сталёвую стужку, якая можа мець даўжыню чвэрць мілі.
7. Пасля расцяжэння сталь праходзіць травленне. Гэты працэс прадугледжвае прапусканне яе праз серыю рэзервуараў, якія змяшчаюць серную кіслату для ачысткі металу. Напрыканцы сталь прамываюць халоднай і гарачай вадой, сушаць, а затым змотваюць на вялікія шпулькі і ўпакоўваюць для транспарціроўкі на завод па вытворчасці труб. Выраб труб
8. Для вырабу труб выкарыстоўваюцца як драўняны ліст, так і нарыхтоўкі. З драўнянага ліста вырабляюць зварныя трубы. Спачатку яго змяшчаюць на размотвальную машыну. Падчас размотвання сталі шпулька награваецца. Затым сталь прапускаецца праз шэраг канаўковых ролікаў. Па меры праходжання міма ролікаў краю драўнянага ліста скручваюцца разам. У выніку атрымліваецца нязварная труба.
9. Далей сталь праходзіць праз зварачныя электроды. Гэтыя прылады злучаюць два канцы трубы разам. Звараны шов прапускаецца праз ролік высокага ціску, які дапамагае стварыць шчыльнае зварное злучэнне. Затым труба разразаецца на патрэбную даўжыню і складаецца ў штабелі для далейшай апрацоўкі. Звараныя сталёвыя трубы - гэта бесперапынны працэс, і ў залежнасці ад памеру трубы, яе можна вырабляць з хуткасцю да 1100 футаў (335,3 м) у хвіліну.
10. Калі патрэбныя бясшвовыя трубы, для вытворчасці выкарыстоўваюцца квадратныя нарыхтоўкі. Іх награваюць і фармуюць, каб яны набылі цыліндрычную форму, якую таксама называюць круглай. Затым круглы пракат змяшчаюць у печ, дзе ён награваецца дабела. Нагрэты круглы пракат затым пракатваецца пад вялікім ціскам. Гэтая пракатка пад высокім ціскам прыводзіць да расцяжэння нарыхтоўкі і ўтварэння адтуліны ў цэнтры. Паколькі гэтая адтуліна мае няправільную форму, падчас пракаткі праз сярэдзіну нарыхтоўкі прасоўваецца куляпадобны прабівальнік. Пасля этапу праколвання труба можа ўсё яшчэ мець няправільную таўшчыню і форму. Каб выправіць гэта, яе прапускаюць праз яшчэ адну серыю пракатных станоў. Канчатковая апрацоўка.
11. Пасля вырабу труб любога тыпу іх можна прапусціць праз выпроствальную машыну. Яны таксама могуць быць абсталяваны злучэннямі, каб можна было злучыць два ці больш кавалкаў трубы. Найбольш распаўсюджаным тыпам злучэння для труб меншага дыяметра з'яўляецца разьба — шчыльныя пазы, якія выразаюцца на канцы трубы. Трубы таксама праходзяць праз вымяральную машыну. Гэтая інфармацыя разам з іншымі дадзенымі кантролю якасці аўтаматычна наносіцца на трубу па трафарэце. Затым на трубу апырскваюць тонкім пластом ахоўнага алею. Большасць труб звычайна апрацоўваюцца, каб прадухіліць іх іржу. Гэта робіцца шляхам ацынкавання або нанясення цынкавага пакрыцця. У залежнасці ад выкарыстання трубы могуць выкарыстоўвацца іншыя фарбы або пакрыцці.
Кантроль якасці
Для таго, каб гатовая сталёвая труба адпавядала патрабаванням, прымаецца шэраг мер. Напрыклад, для рэгулявання таўшчыні сталі выкарыстоўваюцца рэнтгенаўскія датчыкі. Датчыкі працуюць на аснове двух рэнтгенаўскіх прамянёў. Адзін прамень накіраваны на сталь вядомай таўшчыні. Другі — на сталь, якая праходзіць па вытворчай лініі. Калі паміж двума прамянямі ёсць якое-небудзь адхіленне, датчык аўтаматычна запусціць змену памеру ролікаў для кампенсацыі.
У канцы працэсу трубы таксама правяраюцца на наяўнасць дэфектаў. Адзін са спосабаў праверкі трубы — выкарыстанне спецыяльнай машыны. Гэтая машына напаўняе трубу вадой, а затым павялічвае ціск, каб праверыць, ці трымаецца яна. Дэфектныя трубы вяртаюцца на металалом.