Čelične cijevisu dugačke, šuplje cijevi koje se koriste u različite svrhe.Proizvode se pomoću dvije različite metode koje rezultiraju ili zavarenom ili bešavnom cijevi.U obje metode, sirovi čelik se prvo lijeva u obradiviji početni oblik.Zatim se od njega pravi cijev rastezanjem čelika u bešavnu cijev ili prisiljavanjem rubova zajedno i zaptivanje zavarom.Prve metode za proizvodnju čeličnih cijevi uvedene su u ranim 1800-im godinama, i one su stalno evoluirale u moderne procese koje koristimo danas.Svake godine se proizvedu milioni tona čeličnih cijevi.Njegova svestranost čini ga najčešće korištenim proizvodom u industriji čelika.
istorija
Ljudi koriste cijevi hiljadama godina.Možda su ga prvi koristili drevni poljoprivrednici koji su vodu iz potoka i rijeka preusmjeravali u svoja polja.Arheološki dokazi sugeriraju da su Kinezi koristili cijevi od trske za transport vode do željenih lokacija još 2000. godine prije Krista otkrivene su glinene cijevi koje su koristile druge drevne civilizacije.Tokom prvog veka nove ere, prve olovne cevi su konstruisane u Evropi.U tropskim zemljama bambusove cijevi su korištene za transport vode.Kolonijalni Amerikanci koristili su drvo u sličnu svrhu.Godine 1652. u Bostonu je napravljen prvi vodovod od šupljih trupaca.
Zavarena cijev se formira valjanjem čeličnih traka kroz niz užljebljenih valjaka koji oblikuju materijal u kružni oblik.Zatim, nezavarena cijev prolazi kroz elektrode za zavarivanje.Ovi uređaji zatvaraju dva kraja cijevi zajedno.
Već 1840. godine, željezari su već mogli proizvoditi bešavne cijevi.U jednoj metodi, rupa je izbušena kroz čvrstu metalnu, okruglu gredicu.Potom je gredica zagrijana i provučena kroz niz kalupa koje su ga izdužile kako bi se formirala cijev.Ova metoda je bila neefikasna jer je bilo teško izbušiti rupu u centru.To je rezultiralo neravnom cijevi s jednom stranom koja je deblja od druge.Godine 1888, poboljšana metoda je dobila patent.U ovom procesu, čvrsta ploča je izlivena oko vatrostalnog jezgra od opeke.Kada se ohladila, cigla je uklonjena ostavljajući rupu u sredini.Od tada su nove tehnike valjaka zamijenile ove metode.
Dizajn
Postoje dvije vrste čeličnih cijevi, jedna je bešavna, a druga ima jedan zavareni šav duž svoje dužine.Oba imaju različite namjene.Bešavne cijevi su obično manje težine i imaju tanje zidove.Koriste se za bicikle i transport tečnosti.Cijevi sa šavovima su teže i čvršće.Imaju bolju konzistenciju i obično su ravniji.Koriste se za stvari kao što su transport gasa, električni vodovi i vodovod.Obično se koriste u slučajevima kada cijev nije izložena velikom naprezanju.
Sirovine
Primarna sirovina u proizvodnji cijevi je čelik.Čelik se sastoji prvenstveno od gvožđa.Ostali metali koji mogu biti prisutni u leguri uključuju aluminijum, mangan, titan, volfram, vanadijum i cirkonijum.Neki završni materijali se ponekad koriste tokom proizvodnje.Na primjer, boja može biti.
Bešavne cijevi se proizvode postupkom koji zagrijava i oblikuje čvrstu gredicu u cilindrični oblik, a zatim se kotrlja dok se ne rastegne i izdubi.Budući da je izdubljeno središte nepravilnog oblika, probodna točka u obliku metka se gura kroz sredinu gredice dok se valja. Bešavna cijev se proizvodi postupkom koji zagrijava i oblikuje čvrsti komad u cilindrični oblik, a zatim ga kotrlja. dok se ne rastegne i izdubi.Budući da je udubljeni centar nepravilnog oblika, probodna točka u obliku metka se gura kroz sredinu gredice dok se valja. Koristi se ako je cijev presvučena.Obično se mala količina ulja nanosi na čelične cijevi na kraju proizvodne linije.Ovo pomaže u zaštiti cijevi.Iako zapravo nije dio gotovog proizvoda, sumporna kiselina se koristi u jednom proizvodnom koraku za čišćenje cijevi.
Proces proizvodnje
Čelične cijevi se izrađuju pomoću dva različita procesa.Ukupna proizvodna metoda za oba procesa uključuje tri koraka.Prvo, sirovi čelik se pretvara u obradiviji oblik.Zatim se cijev formira na kontinuiranoj ili polukontinuiranoj proizvodnoj liniji.Na kraju, cijev se reže i modificira kako bi zadovoljila potrebe kupca.
Bešavne cijevi se proizvode postupkom koji zagrijava i oblikuje čvrstu gredicu u cilindrični oblik, a zatim se kotrlja dok se ne rastegne i izdubi.Budući da je izdubljen centar nepravilnog oblika, probijajući vrh u obliku metka se gura kroz sredinu gredice dok se valja.
Proizvodnja ingota
1. Otopljeni čelik se proizvodi topljenjem željezne rude i koksa (tvar bogata ugljikom koja nastaje kada se ugalj zagrije u odsustvu zraka) u peći, a zatim se uklanja veći dio ugljika ubacivanjem kisika u tekućinu.Istopljeni čelik se zatim sipa u velike željezne kalupe debelih zidova, gdje se hladi u ingote.
2. Da bi se formirali ravni proizvodi kao što su ploče i limovi, ili dugi proizvodi kao što su šipke i šipke, ingoti se oblikuju između velikih valjaka pod ogromnim pritiskom.
3. Da bi se proizveo bloom, ingot se propušta kroz par čeličnih valjaka sa žljebovima koji su naslagani.Ove vrste valjaka se nazivaju "mlinovi sa dva visoka".U nekim slučajevima se koriste tri valjka.Valjci su postavljeni tako da im se žljebovi poklapaju i kreću se u suprotnim smjerovima.Ova akcija uzrokuje da se čelik stisne i rasteže u tanje, duže komade.Kada ljudski operater okrene valjke, čelik se povlači unazad, čineći ga tanjim i dužim.Ovaj postupak 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 uvaljati u ploče u procesu koji je sličan procesu izrade cvjetova.Čelik se provlači 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 odrežu, a ploče ili bloomovi seku na kraće komade.
5. Cvjetovi se obično dalje obrađuju prije nego što se naprave u cijevi.Cvjetovi se pretvaraju u gredice tako što se provlače kroz više uređaja za valjanje koji ih čine dužima i užima.Gredice se režu pomoću uređaja poznatih kao leteće makaze.Ovo su par sinkroniziranih makaza koje jure zajedno s pokretnom gredicom i režu je.Ovo omogućava efikasno sečenje bez zaustavljanja proizvodnog procesa.Ove gredice su složene i na kraju će postati bešavne cijevi.
6. Ploče se takođe prerađuju.Da bi postali savitljivi, prvo se zagrevaju na 2.200° F (1.204° C).To uzrokuje stvaranje oksidnog premaza na površini ploče.Ovaj premaz se lomi pomoću razbijača kamenca i vodenog spreja pod visokim pritiskom.Ploče se zatim šalju kroz niz valjaka na vrući mlin i prave tanke uske trake čelika koje se nazivaju skelp.Ovaj mlin može biti dugačak i do pola milje.Kako ploče prolaze kroz valjke, one postaju tanje i duže.U toku oko tri minuta jedna ploča se može pretvoriti iz komada čelika debljine 6 inča (15,2 cm) u tanku čeličnu traku koja može biti dugačka četvrt milje.
7. Nakon istezanja, čelik se kiseli.Ovaj proces uključuje provođenje kroz niz rezervoara koji sadrže sumpornu kiselinu za čišćenje metala.Za kraj se ispere hladnom i toplom vodom, osuši i zatim namota na velike kaleme i pakuje za transport u postrojenje za proizvodnju lula.
8. Za izradu cijevi koriste se i skelp i gredice.Skelp se izrađuje u zavarene cijevi.Prvo se postavlja na mašinu za odmotavanje.Kako se kalem čelika odmotava, zagrijava se.Čelik se zatim provlači kroz niz užljebljenih valjaka.Dok prolazi, valjci uzrokuju da se ivice skelpa savijaju zajedno.Time se formira nezavarena cijev.
9. Čelik zatim prolazi kroz elektrode za zavarivanje.Ovi uređaji zatvaraju dva kraja cijevi zajedno.Zavareni šav se zatim prolazi kroz valjak visokog pritiska koji pomaže u stvaranju čvrstog zavara.Cijev se zatim reže na željenu dužinu i slaže za dalju obradu.Zavarene čelične cijevi su kontinuirani proces i ovisno o veličini cijevi, može se napraviti brzinom od 1100 stopa (335,3 m) u minuti.
10. Kada su potrebne bešavne cijevi, za proizvodnju se koriste kvadratne gredice.Oni se zagrijavaju i oblikuju u oblik cilindra, koji se također naziva okrugli.Krug se zatim stavlja u peć gdje se zagrijava do bijele boje.Zagrijani krug se zatim valja uz veliki pritisak.Ovo valjanje pod visokim pritiskom uzrokuje da se gredica rasteže i da se u sredini formira rupa.Budući da je ova rupa nepravilnog oblika, probodna točka u obliku metka se gura kroz sredinu gredice dok se kotrlja.Nakon faze probijanja, cijev može i dalje biti nepravilne debljine i oblika.Da bi se to ispravilo, prolazi kroz drugu seriju valjaonica. Završna obrada
11. Nakon izrade bilo koje vrste cijevi, one se mogu provući kroz mašinu za ravnanje.Oni također mogu biti opremljeni spojnicama tako da se mogu spojiti dva ili više komada cijevi.Najčešći tip spoja za cijevi manjeg promjera je navoj – čvrsti žljebovi koji se urezuju na kraju cijevi.Cijevi se također šalju kroz mjernu mašinu.Ove informacije zajedno s drugim podacima o kontroli kvaliteta automatski su šablonizirane na cijevi.Cijev se zatim poprska laganim premazom zaštitnog ulja.Većina cijevi se obično tretira kako bi se spriječilo rđanje.To se postiže pocinčavanjem ili premazivanjem cinkom.Ovisno o upotrebi cijevi, mogu se koristiti i druge boje ili premazi.
Kontrola kvaliteta
Poduzimaju se razne 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 x zraka.Jedan zrak je usmjeren na čelik poznate debljine.Drugi je usmjeren na čelik koji prolazi na proizvodnoj liniji.Ako postoji bilo kakva odstupanja između dva zraka, mjerač će automatski pokrenuti promjenu veličine valjaka radi kompenzacije.
Cijevi se također provjeravaju zbog nedostataka na kraju procesa.Jedna metoda testiranja cijevi je korištenje posebne mašine.Ova mašina puni cijev vodom, a zatim povećava pritisak da vidi da li se drži.Neispravne cijevi se vraćaju na otpad.