Čelične cijevi su duge, šuplje cijevi koje se koriste u različite svrhe. Proizvode se dvije različite metode, što rezultira zavarenom ili bešavnom cijevi. U obje metode, sirovi čelik se prvo lije u obradiviji početni oblik. Zatim se prerađuje u cijev istezanjem čelika u bešavnu cijev ili spajanjem rubova i njihovim zatvaranjem zavarom. Prve metode za proizvodnju čeličnih cijevi uvedene su početkom 19. stoljeća i stalno su se razvijale u moderne procese koje danas koristimo. Svake godine se proizvedu milioni tona čeličnih cijevi. Njegova svestranost čini ga najčešće korištenim proizvodom koji proizvodi čelična industrija.
Historija
Ljudi koriste cijevi hiljadama godina. Možda su ih prvi put koristili drevni poljoprivrednici koji su preusmjeravali vodu iz potoka i rijeka na svoja polja. Arheološki dokazi ukazuju na to da su Kinezi koristili cijevi od trske za transport vode do željenih lokacija još 2000. godine prije nove ere. Otkrivene su glinene cijevi koje su koristile i druge drevne civilizacije. Tokom prvog vijeka nove ere, prve olovne cijevi izgrađene su u Evropi. U tropskim zemljama, bambusove cijevi su korištene za transport vode. Kolonijalni Amerikanci su koristili drvo u sličnu svrhu. Godine 1652. prvi vodovod je napravljen u Bostonu korištenjem šupljih trupaca.
Zavarena cijev se formira valjanjem čeličnih traka kroz niz žljebljenih valjaka koji oblikuju materijal u kružni oblik. Zatim, nezavarena cijev prolazi pored elektroda za zavarivanje. Ovi uređaji zaptivaju dva kraja cijevi zajedno.
Već 1840. godine, željezari su mogli proizvoditi bešavne cijevi. U jednoj metodi, rupa bi se bušila kroz čvrsti metalni, okrugli komad. Kosi komad bi se zatim zagrijavao i provlačio kroz niz kalupa koji bi ga izduživali kako bi se formirala cijev. Ova metoda je bila neefikasna jer je bilo teško izbušiti rupu u sredini. To je rezultiralo neravnom cijevi s jednom stranom debljom od druge. Godine 1888. poboljšana metoda je dobila patent. U ovom procesu, čvrsti komad bi se lio oko vatrootporne jezgre od cigle. Kada bi se ohladio, cigla bi se uklanjala, ostavljajući rupu u sredini. Od tada su nove tehnike valjanja zamijenile ove metode.
Dizajn
Postoje dvije vrste čeličnih cijevi, jedna je bešavna, a druga ima jedan zavareni šav duž cijele svoje dužine. Obje imaju različitu upotrebu. Bešavne cijevi su obično lakše i imaju tanje stijenke. Koriste se za bicikle i transport tekućina. Šavne cijevi su teže i kruće. Imaju bolju konzistenciju i obično su ravnije. Koriste se za stvari kao što su transport plina, električne cijevi i vodovod. Obično se koriste u slučajevima kada cijev nije izložena visokom stepenu naprezanja.
Sirovine
Primarna sirovina u proizvodnji cijevi je čelik. Čelik se prvenstveno sastoji od željeza. Ostali metali koji mogu biti prisutni u leguri uključuju aluminij, mangan, titan, volfram, vanadij i cirkonij. Neki završni materijali se ponekad koriste tokom proizvodnje. Na primjer, boja može biti...
Bešavne cijevi se proizvode postupkom zagrijavanja i oblikovanja čvrste gredice u cilindrični oblik, a zatim valjanjem dok se ne istegne i izdubi. Budući da je šuplji centar nepravilnog oblika, probijač u obliku metka se probija kroz sredinu gredice dok se valja. Bešavne cijevi se proizvode postupkom zagrijavanja i oblikovanja čvrste gredice u cilindrični oblik, a zatim valjanja dok se ne istegne i izdubi. Budući da je šuplji centar nepravilnog oblika, probijač u obliku metka se probija kroz sredinu gredice dok se valja. Koristi se ako je cijev premazana. Obično se mala količina ulja nanosi na čelične cijevi na kraju proizvodne linije. To pomaže u zaštiti cijevi. Iako zapravo nije dio gotovog proizvoda, sumporna kiselina se koristi u jednom koraku proizvodnje za čišćenje cijevi.
Proizvodni proces
Čelične cijevi se proizvode putem dva različita procesa. Ukupna metoda proizvodnje za oba procesa uključuje tri koraka. Prvo, sirovi čelik se pretvara u obradiviji oblik. Zatim se cijev oblikuje na kontinuiranoj ili polukontinuiranoj proizvodnoj liniji. Konačno, cijev se reže i modificira kako bi se zadovoljile potrebe kupca. Neki proizvođači čeličnih cijevi će koristitiMašina za lasersko rezanje cijeviprethodnom rezanju ili izdubljivanju cijevi radi povećanja konkurentnosti cijevi
Bešavne cijevi se proizvode postupkom zagrijavanja i oblikovanja čvrste gredice u cilindrični oblik, a zatim valjanjem dok se ne rastegne i izdubi. Budući da je šupljina u sredini nepravilnog oblika, probojac u obliku metka se probija kroz sredinu gredice dok se valja.
Proizvodnja ingota
1. Rastaljeni čelik se proizvodi topljenjem željezne rude i koksa (supstance bogate ugljikom koja nastaje zagrijavanjem uglja u odsustvu zraka) u peći, a zatim uklanjanjem većine ugljika upuhivanjem kisika u tekućinu. Rastaljeni čelik se zatim izlijeva u velike, debelozidne željezne kalupe, gdje se hladi u ingote.
2. Da bi se oblikovali ravni proizvodi poput ploča i limova ili dugi proizvodi poput šipki i štapova, ingoti se oblikuju između velikih valjaka pod ogromnim pritiskom. Proizvodnja blumova i ploča
3. Da bi se dobio blum, ingot se propušta kroz par žljebljenih čeličnih valjaka koji su složeni jedan na drugi. Ove vrste valjaka nazivaju se "dvostruki mlinovi". U nekim slučajevima koriste se tri valjka. Valjci su postavljeni tako da se njihovi žljebovi poklapaju i kreću se u suprotnim smjerovima. Ova radnja uzrokuje da se čelik stisne i istegne u tanje, duže komade. Kada ljudski operater okrene valjke, čelik se povlači nazad, čineći ga tanjim i dužim. Ovaj proces se ponavlja sve dok čelik ne postigne željeni oblik. Tokom ovog procesa, mašine koje se nazivaju manipulatori okreću čelik tako da se svaka strana ravnomjerno obrađuje.
4. Ingoti se također mogu valjati u ploče procesom koji je sličan procesu izrade blumova. Čelik se propušta kroz par naslaganih valjaka koji ga rastežu. Međutim, postoje i valjci postavljeni sa strane za kontrolu širine ploča. Kada čelik dobije željeni oblik, neravni krajevi se odsijecaju, a ploče ili blumovi se režu na kraće komade. Daljnja obrada
5. Cjeloviti komadi se obično dalje obrađuju prije nego što se od njih naprave cijevi. Cjeloviti komadi se pretvaraju u gredice propuštanjem kroz više uređaja za valjanje koji ih čine dužim i užim. Gredice se režu uređajima poznatim kao leteće makaze. To je par sinhronizovanih makaza koje se kreću zajedno s pokretnom gredicom i režu je. To omogućava efikasno rezanje bez zaustavljanja proizvodnog procesa. Ove gredice se slažu i na kraju će postati bešavne cijevi.
6. Ploče se također prerađuju. Da bi se mogle savijati, prvo se zagrijavaju na 1.204°C. To uzrokuje stvaranje oksidnog premaza na površini ploče. Ovaj premaz se lomi pomoću razbijača kamenca i vodenog prskanja pod visokim pritiskom. Ploče se zatim šalju kroz niz valjaka na vrućem mlinu i pretvaraju u tanke uske trake čelika koje se nazivaju "skelp". Ovaj mlin može biti dug i do pola milje. Kako ploče prolaze kroz valjke, postaju tanje i duže. U roku od otprilike tri minute, jedna ploča može se pretvoriti iz komada čelika debljine 15,2 cm u tanku čeličnu traku koja može biti dugačka četvrt milje.
7. Nakon istezanja, čelik se kiseli. Ovaj proces uključuje propuštanje kroz niz rezervoara koji sadrže sumpornu kiselinu kako bi se metal očistio. Za kraj se ispire hladnom i vrućom vodom, suši, a zatim se mota na velike kaleme i pakuje za transport do pogona za proizvodnju cijevi. Izrada cijevi
8. I skelp i gredice se koriste za izradu cijevi. Skelp se prerađuje u zavarene cijevi. Prvo se stavlja na mašinu za odmotavanje. Dok se kalem čelika odmotava, on se zagrijava. Čelik se zatim propušta kroz niz užljebljenih valjaka. Dok prolazi, valjci uzrokuju da se rubovi skelpa uvijaju zajedno. Ovo formira nezavarenu cijev.
9. Čelik zatim prolazi pored elektroda za zavarivanje. Ovi uređaji zatvaraju dva kraja cijevi. Zavareni šav se zatim propušta kroz valjak visokog pritiska koji pomaže u stvaranju čvrstog zavara. Cijev se zatim reže na željenu dužinu i slaže za daljnju obradu. Zavarena čelična cijev je kontinuirani proces i, ovisno o veličini cijevi, može se proizvesti brzinom od čak 335,3 m u minuti.
10. Kada su potrebne bešavne cijevi, za proizvodnju se koriste kvadratni gredice. One se zagrijavaju i oblikuju u cilindrični oblik, koji se naziva i okrugli. Okrugla gredica se zatim stavlja u peć gdje se zagrijava do usijanja. Zagrijana okrugla gredica se zatim valja pod velikim pritiskom. Ovo valjanje pod visokim pritiskom uzrokuje istezanje gredice i stvaranje rupe u sredini. Budući da je ova rupa nepravilnog oblika, šiljak u obliku metka se probija kroz sredinu gredice dok se valja. Nakon faze probijanja, cijev i dalje može biti nepravilne debljine i oblika. Da bi se to ispravilo, prolazi kroz još jednu seriju valjaonica. Završna obrada
11. Nakon što se bilo koja vrsta cijevi napravi, može se provući kroz mašinu za ravnanje. Također se mogu opremiti spojevima tako da se dva ili više komada cijevi mogu spojiti. Najčešći tip spoja za cijevi manjih promjera je navoj - uski žljebovi koji se izrezuju na kraju cijevi. Cijevi se također šalju kroz mjernu mašinu. Ove informacije, zajedno s drugim podacima o kontroli kvalitete, automatski se utiskuju na cijev. Cijev se zatim prska tankim slojem zaštitnog ulja. Većina cijevi se obično tretira kako bi se spriječilo hrđanje. To se radi pocinčavanjem ili nanošenjem premaza cinkom. Ovisno o upotrebi cijevi, mogu se koristiti i druge boje ili premazi.
Kontrola kvalitete
Poduzimaju se različite mjere kako bi se osiguralo da gotova čelična cijev ispunjava specifikacije. Na primjer, rendgenski mjerači se koriste za regulaciju debljine čelika. Mjerači rade korištenjem dva rendgenska zraka. Jedan zrak je usmjeren na čelik poznate debljine. Drugi je usmjeren na čelik koji prolazi kroz proizvodnu liniju. Ako postoji bilo kakva razlika između dva zraka, mjerač će automatski pokrenuti promjenu veličine valjaka radi kompenzacije.
Cijevi se također pregledavaju na nedostatke na kraju procesa. Jedna od metoda ispitivanja cijevi je korištenje posebne mašine. Ova mašina puni cijev vodom, a zatim povećava pritisak kako bi se vidjelo da li drži. Neispravne cijevi se vraćaju u staro željezo.