Tubos de aceroSon tubos largos y huecos que se utilizan para diversos fines.Se producen mediante dos métodos distintos que dan como resultado un tubo soldado o sin costura.En ambos métodos, el acero en bruto se funde primero hasta darle una forma inicial más trabajable.Luego se convierte en un tubo estirando el acero hasta formar un tubo sin costura o juntando los bordes y sellándolos con una soldadura.Los primeros métodos para producir tubos de acero se introdujeron a principios del siglo XIX y han evolucionado constantemente hasta convertirse en los procesos modernos que utilizamos hoy.Cada año se producen millones de toneladas de tubos de acero.Su versatilidad lo convierte en el producto más utilizado en la industria siderúrgica.
Historia
La gente ha utilizado pipas durante miles de años.Quizás el primer uso fue por parte de los antiguos agricultores que desviaban el agua de arroyos y ríos hacia sus campos.La evidencia arqueológica sugiere que los chinos usaban tuberías de caña para transportar agua a los lugares deseados ya en el año 2000 a. C. Se han descubierto tubos de arcilla que fueron utilizados por otras civilizaciones antiguas.Durante el siglo I d. C. se construyeron las primeras tuberías de plomo en Europa.En los países tropicales se utilizaban tubos de bambú para transportar agua.Los americanos coloniales utilizaron la madera para un propósito similar.En 1652, se construyó la primera planta de abastecimiento de agua en Boston utilizando troncos huecos.
La tubería soldada se forma enrollando tiras de acero a través de una serie de rodillos ranurados que moldean el material en forma circular.A continuación, el tubo no soldado pasa por electrodos de soldadura.Estos dispositivos sellan juntos los dos extremos de la tubería.
Ya en 1840 los herreros podían producir tubos sin soldadura.En un método, se perforaba un agujero a través de un tocho redondo de metal sólido.Luego, el tocho se calentaba y se pasaba a través de una serie de troqueles que lo alargaban para formar un tubo.Este método era ineficiente porque era difícil perforar el agujero en el centro.Esto resultó en una tubería desigual con un lado más grueso que el otro.En 1888, se concedió una patente a un método mejorado.En este proceso, la pieza sólida se fundió alrededor de un núcleo de ladrillo ignífugo.Cuando se enfrió, se quitó el ladrillo dejando un agujero en el medio.Desde entonces, nuevas técnicas con rodillos han reemplazado estos métodos.
Diseño
Hay dos tipos de tubos de acero, uno sin costura y otro con una sola costura soldada a lo largo de su longitud.Ambos tienen usos diferentes.Los tubos sin costura suelen ser más livianos y tienen paredes más delgadas.Se utilizan para bicicletas y transporte de líquidos.Los tubos con costura son más pesados y rígidos.Tienen una mejor consistencia y suelen ser más rectos.Se utilizan para cosas como el transporte de gas, conductos eléctricos y plomería.Por lo general, se utilizan en casos en los que la tubería no está sometida a un alto grado de tensión.
Materias primas
La principal materia prima en la producción de tubos es el acero.El acero se compone principalmente de hierro.Otros metales que pueden estar presentes en la aleación incluyen aluminio, manganeso, titanio, tungsteno, vanadio y circonio.A veces se utilizan algunos materiales de acabado durante la producción.Por ejemplo, puede ser pintura.
Los tubos sin costura se fabrican mediante un proceso que calienta y moldea un tocho sólido en forma cilíndrica y luego lo enrolla hasta que se estira y se ahueca.Dado que el centro hueco tiene una forma irregular, se empuja una punta perforadora en forma de bala a través del centro del tocho mientras se lamina. La tubería sin costura se fabrica mediante un proceso que calienta y moldea un tocho sólido en forma cilíndrica y luego lo enrolla. hasta que quede estirada y ahuecada.Dado que el centro hueco tiene una forma irregular, se empuja una punta perforadora en forma de bala a través del centro del tocho mientras se enrolla. Se utiliza si el tubo está recubierto.Normalmente, se aplica una ligera cantidad de aceite a los tubos de acero al final de la línea de producción.Esto ayuda a proteger la tubería.Si bien en realidad no forma parte del producto terminado, el ácido sulfúrico se utiliza en un paso de fabricación para limpiar la tubería.
El proceso de manufactura
Los tubos de acero se fabrican mediante dos procesos diferentes.El método de producción general para ambos procesos implica tres pasos.En primer lugar, el acero en bruto se convierte en una forma más trabajable.A continuación, se forma el tubo en una línea de producción continua o semicontinua.Finalmente, la tubería se corta y modifica para satisfacer las necesidades del cliente.
Los tubos sin costura se fabrican mediante un proceso que calienta y moldea un tocho sólido en forma cilíndrica y luego lo enrolla hasta que se estira y se ahueca.Dado que el centro hueco tiene una forma irregular, se empuja una punta perforadora en forma de bala a través del centro del tocho mientras se enrolla.
producción de lingotes
1. El acero fundido se fabrica fundiendo mineral de hierro y coque (una sustancia rica en carbono que se produce cuando el carbón se calienta en ausencia de aire) en un horno y luego se elimina la mayor parte del carbono inyectando oxígeno al líquido.Luego, el acero fundido se vierte en grandes moldes de hierro de paredes gruesas, donde se enfría y forma lingotes.
2. Para formar productos planos, como placas y láminas, o productos largos, como barras y varillas, se moldean lingotes entre grandes rodillos bajo una enorme presión.
3. Para producir una floración, el lingote pasa a través de un par de rodillos de acero ranurados que están apilados.Este tipo de rodillos se denominan “molinos de dos alturas”.En algunos casos se utilizan tres rodillos.Los rodillos se montan de manera que sus ranuras coincidan y se muevan en direcciones opuestas.Esta acción hace que el acero se apriete y se estire en piezas más delgadas y más largas.Cuando el operador humano invierte los rodillos, el acero retrocede haciéndolo más delgado y más largo.Este proceso se repite hasta que el acero alcance la forma deseada.Durante este proceso, unas máquinas llamadas manipuladores voltean el acero para que cada lado se procese de manera uniforme.
4. Los lingotes también se pueden laminar para formar placas en un proceso similar al proceso de fabricación de flores.El acero pasa a través de un par de rodillos apilados que lo estiran.Sin embargo, también hay rodillos montados en el lateral para controlar el ancho de las losas.Cuando el acero adquiere la forma deseada, se cortan los extremos irregulares y las losas o lomos se cortan en trozos más cortos.Procesamiento posterior
5. Las flores generalmente se procesan más antes de convertirlas en pipas.Las flores se convierten en palanquillas al pasarlas por más dispositivos rodantes que las hacen más largas y estrechas.Los tochos se cortan mediante dispositivos conocidos como cizallas volantes.Se trata de un par de cizallas sincronizadas que corren junto con el tocho en movimiento y lo cortan.Esto permite cortes eficientes sin detener el proceso de fabricación.Estos tochos se apilan y eventualmente se convertirán en tubos sin costura.
6. También se reelaboran las losas.Para hacerlos maleables, primero se calientan a 2200 °F (1204 °C).Esto hace que se forme una capa de óxido en la superficie de la losa.Este recubrimiento se rompe con un descascarillador y un rociador de agua a alta presión.Luego, las losas se envían a través de una serie de rodillos en un laminador en caliente y se convierten en tiras delgadas y estrechas de acero llamadas skelp.Este molino puede tener hasta media milla de largo.A medida que las losas pasan por los rodillos, se vuelven más delgadas y más largas.En el transcurso de unos tres minutos, una sola losa se puede convertir de una pieza de acero de 15,2 cm (6 pulgadas) de espesor a una delgada cinta de acero que puede tener un cuarto de milla de largo.
7. Después del estiramiento, el acero se decapa.Este proceso implica pasarlo por una serie de tanques que contienen ácido sulfúrico para limpiar el metal.Para terminar, se enjuaga con agua fría y caliente, se seca y luego se enrolla en grandes carretes y se empaqueta para su transporte a una instalación de fabricación de tuberías.Fabricación de tuberías
8. Para fabricar tuberías se utilizan tanto skelp como tochos.Skelp se convierte en tubería soldada.Primero se coloca en una máquina desenrolladora.A medida que se desenrolla el carrete de acero, se calienta.Luego, el acero pasa a través de una serie de rodillos ranurados.A medida que pasa, los rodillos hacen que los bordes de la alga marina se enrollen entre sí.Esto forma un tubo sin soldar.
9. El acero pasa a continuación por electrodos de soldadura.Estos dispositivos sellan juntos los dos extremos de la tubería.Luego, la costura soldada pasa a través de un rodillo de alta presión que ayuda a crear una soldadura firme.Luego, el tubo se corta a la longitud deseada y se apila para su posterior procesamiento.La tubería de acero soldada es un proceso continuo y, dependiendo del tamaño de la tubería, se puede fabricar a una velocidad de hasta 335,3 m (1100 pies) por minuto.
10. Cuando se necesitan tubos sin costura, se utilizan tochos cuadrados para la producción.Se calientan y se moldean para darles forma de cilindro, también llamado redondo.Luego, la ronda se coloca en un horno donde se calienta al rojo vivo.A continuación, la bala calentada se hace rodar con gran presión.Este laminado a alta presión hace que el tocho se estire y se forme un agujero en el centro.Dado que este orificio tiene una forma irregular, se empuja una punta perforadora en forma de bala a través del centro del tocho mientras se enrolla.Después de la etapa de perforación, es posible que el tubo todavía tenga un grosor y una forma irregulares.Para corregirlo se pasa por otra serie de laminadores. Procesamiento final
11. Después de fabricar cualquier tipo de tubería, se pueden pasar por una máquina enderezadora.También pueden estar provistos de juntas para poder conectar dos o más tramos de tubería.El tipo de unión más común para tuberías con diámetros más pequeños es la rosca: ranuras apretadas que se cortan en el extremo de la tubería.Los tubos también se envían a través de una máquina de medición.Esta información, junto con otros datos de control de calidad, se graba automáticamente en la tubería.Luego se rocía la tubería con una ligera capa de aceite protector.La mayoría de las tuberías suelen recibir un tratamiento para evitar que se oxiden.Esto se hace galvanizándolo o dándole una capa de zinc.Dependiendo del uso de la tubería se podrán utilizar otras pinturas o revestimientos.
Control de calidad
Se toman una variedad de medidas para garantizar que la tubería de acero terminada cumpla con las especificaciones.Por ejemplo, se utilizan medidores de rayos X para regular el espesor del acero.Los medidores funcionan utilizando dos rayos X.Un rayo se dirige a un acero de espesor conocido.El otro está dirigido al acero que pasa por la línea de producción.Si hay alguna variación entre los dos rayos, el medidor activará automáticamente un cambio de tamaño de los rodillos para compensar.
Las tuberías también se inspeccionan en busca de defectos al final del proceso.Un método para probar una tubería es utilizar una máquina especial.Esta máquina llena la tubería con agua y luego aumenta la presión para ver si aguanta.Las tuberías defectuosas se devuelven para desguace.