As tubaxes de aceiro son tubos longos e ocos que se empregan para diversos fins. Prodúcense mediante dous métodos distintos que dan lugar a tubaxes soldadas ou sen soldaduras. En ambos os métodos, o aceiro en bruto móvese primeiro nunha forma inicial máis traballable. Despois convértese nunha tubaxe estirando o aceiro nun tubo sen soldaduras ou forzando os bordos xuntos e selándoos cunha soldadura. Os primeiros métodos para producir tubaxes de aceiro introducíronse a principios do século XIX e evolucionaron constantemente ata os procesos modernos que empregamos hoxe en día. Cada ano prodúcense millóns de toneladas de tubaxes de aceiro. A súa versatilidade convérteas no produto máis utilizado pola industria siderúrxica.
Historia
A xente leva miles de anos usando tubaxes. Quizais o primeiro uso fose por parte dos antigos agricultores, que desviaban a auga dos regatos e ríos cara aos seus campos. As evidencias arqueolóxicas suxiren que os chineses usaban tubaxes de cana para transportar auga aos lugares desexados xa no ano 2000 a. C. Descubríronse tubos de arxila que xa usaron outras civilizacións antigas. Durante o século I d. C., construíronse as primeiras tubaxes de chumbo en Europa. Nos países tropicais, usábanse tubos de bambú para transportar auga. Os colonos americanos usaban a madeira para un propósito similar. En 1652, construíuse a primeira obra hidráulica en Boston utilizando troncos ocos.
Os tubos soldados fórmanse laminando tiras de aceiro a través dunha serie de rolos ranurados que moldean o material nunha forma circular. A continuación, o tubo sen soldar pasa por uns eléctrodos de soldadura. Estes dispositivos selan os dous extremos do tubo xuntos.
Xa en 1840, os ferraxeiros xa podían producir tubos sen costura. Nun método, perforábase un burato a través dun lingote redondo de metal sólido. O lingote quentábase e estirábase a través dunha serie de matrices que o alongaban para formar un tubo. Este método era ineficiente porque era difícil perforar o burato no centro. Isto resultaba nun tubo irregular cun lado máis groso que o outro. En 1888, concedeuse unha patente para un método mellorado. Neste proceso, o lingote sólido fundíase arredor dun núcleo de ladrillo ignífugo. Cando se arrefriaba, o ladrillo retirábase deixando un burato no medio. Desde entón, novas técnicas de rolos substituíron estes métodos.
Deseño
Hai dous tipos de tubos de aceiro, un sen costura e outro ten unha única costura soldada ao longo da súa lonxitude. Ambos teñen usos diferentes. Os tubos sen costura adoitan ser máis lixeiros e teñen paredes máis delgadas. Úsanse para bicicletas e para o transporte de líquidos. Os tubos con costura son máis pesados e máis ríxidos. Teñen unha mellor consistencia e adoitan ser máis rectos. Úsanse para cousas como o transporte de gas, condutos eléctricos e fontanería. Normalmente, úsanse en casos nos que o tubo non está sometido a un alto grao de tensión.
Materias primas
A principal materia prima na produción de tubos é o aceiro. O aceiro está composto principalmente de ferro. Outros metais que poden estar presentes na aliaxe inclúen aluminio, manganeso, titanio, tungsteno, vanadio e circonio. Algúns materiais de acabado úsanse ás veces durante a produción. Por exemplo, a pintura pode ser...
Os tubos sen costura fabrícanse mediante un proceso que quenta e moldea un lingote sólido nunha forma cilíndrica e logo o enrola ata que se estira e se oca. Dado que o centro oco ten unha forma irregular, empúxase unha punta perforadora en forma de bala polo medio do lingote mentres se lamina. Os tubos sen costura fabrícanse mediante un proceso que quenta e moldea un lingote sólido nunha forma cilíndrica e logo o enrola ata que se estira e se oca. Dado que o centro oco ten unha forma irregular, empúxase unha punta perforadora en forma de bala polo medio do lingote mentres se lamina. Úsase se o tubo está revestido. Normalmente, aplícase unha lixeira cantidade de aceite aos tubos de aceiro ao final da liña de produción. Isto axuda a protexer o tubo. Aínda que en realidade non forma parte do produto acabado, o ácido sulfúrico úsase nun paso de fabricación para limpar o tubo.
O proceso de fabricación
As tubaxes de aceiro fabrícanse mediante dous procesos diferentes. O método de produción xeral para ambos os procesos implica tres pasos. Primeiro, o aceiro en bruto convértese nunha forma máis traballable. A continuación, a tubaxe fórmase nunha liña de produción continua ou semicontinua. Finalmente, a tubaxe córtase e modifícase para satisfacer as necesidades do cliente. Algúns fabricantes de tubaxes de aceiro empregaránmáquina de corte láser de tubosa un corte ou baleirado previo do tubo para aumentar a competitividade dos tubos
Os tubos sen soldadura fabrícanse mediante un proceso que quenta e moldea un lingote sólido para darlle forma cilíndrica e logo enrólao ata que se estira e se oca. Dado que o centro oco ten unha forma irregular, unha punta perforadora en forma de bala empúxase polo medio do lingote mentres se lamina.
produción de lingotes
1. O aceiro fundido fabrícase fundindo mineral de ferro e coque (unha substancia rica en carbono que se produce cando o carbón se quenta en ausencia de aire) nun forno e, a continuación, eliminando a maior parte do carbono inxectando osíxeno no líquido. O aceiro fundido vértese entón en moldes de ferro grandes de paredes grosas, onde se arrefría ata converterse en lingotes.
2. Para formar produtos planos como placas e láminas, ou produtos longos como barras e varas, os lingotes moldéanse entre grandes rolos baixo unha presión enorme. Producindo blooms e placas
3. Para producir unha bloom, o lingote pásase por un par de rolos de aceiro con ranuras que están apilados. Estes tipos de rolos denomínanse "laminadoras de dúas alturas". Nalgúns casos, utilízanse tres rolos. Os rolos están montados de xeito que as súas ranuras coinciden e móvense en direccións opostas. Esta acción fai que o aceiro se comprima e estire en pezas máis delgadas e longas. Cando o operador humano inverte os rolos, o aceiro tírase cara atrás, facéndoo máis delgado e longo. Este proceso repítese ata que o aceiro alcanza a forma desexada. Durante este proceso, unhas máquinas chamadas manipuladores voltean o aceiro para que cada lado se procese uniformemente.
4. Os lingotes tamén se poden laminar en placas nun proceso similar ao de fabricación de blooms. O aceiro pásase por un par de rolos apilados que o estiran. Non obstante, tamén hai rolos montados no lateral para controlar o ancho das placas. Cando o aceiro adquire a forma desexada, córtanse os extremos irregulares e as placas ou blooms córtanse en anacos máis curtos. Procesamento posterior
5. Normalmente, os lingotes procesanse máis antes de convertelos en tubos. Os lingotes convértense en lingotes sometendoos a máis dispositivos de rolamento que os fan máis longos e estreitos. Os lingotes córtanse mediante dispositivos coñecidos como tesoiras voadoras. Trátase dun par de tesoiras sincronizadas que se moven xunto co lingote en movemento e o cortan. Isto permite cortes eficientes sen deter o proceso de fabricación. Estes lingotes apílanse e finalmente convértense en tubos sen costura.
6. As lousas tamén se retraballan. Para facelas maleables, primeiro quéntanse a 1204 °C (2200 °F). Isto provoca a formación dunha capa de óxido na superficie da lousa. Esta capa retírase cun rompedor de incrustacións e pulverización de auga a alta presión. Despois, as lousas pásanse por unha serie de rolos nun muíño quente e convértense en tiras finas e estreitas de aceiro chamadas skelp. Este muíño pode ter ata media milla de longo. A medida que as lousas pasan polos rolos, vólvense máis delgadas e longas. No transcurso duns tres minutos, unha soa lousa pódese converter dunha peza de aceiro de 15,2 cm (6 polgadas) de grosor nunha fina cinta de aceiro que pode ter un cuarto de milla de longo.
7. Despois do estiramento, o aceiro é decapado. Este proceso implica pasalo por unha serie de tanques que conteñen ácido sulfúrico para limpar o metal. Para rematar, enxáugase con auga fría e quente, sécase e logo enrólase en grandes bobinas e empaquetase para o seu transporte a unha planta de fabricación de tubos. Fabricación de tubos
8. Tanto o aceiro lingote como os tochos utilízanse para fabricar tubos. O aceiro lingote convértese en tubo soldado. Primeiro colócase nunha máquina desenroladora. A medida que se desenrola o carrete de aceiro, quéntase. Despois, o aceiro pásase por unha serie de rolos ranurados. Ao pasar, os rolos fan que os bordos do aceiro lingote se enrolen. Isto forma un tubo sen soldar.
9. O aceiro pasa a continuación por uns eléctrodos de soldadura. Estes dispositivos selan os dous extremos do tubo. A costura soldada pásase entón por un rolo de alta presión que axuda a crear unha soldadura axustada. Despois, o tubo córtase á lonxitude desexada e apílase para o seu posterior procesamento. Os tubos de aceiro soldados son un proceso continuo e, dependendo do tamaño do tubo, pódense fabricar a unha velocidade de ata 335,3 m por minuto.
10. Cando se precisan tubos sen costura, utilízanse lingotes cadrados para a súa produción. Quéntanse e moldéanse para formar un cilindro, tamén chamado lingote. O lingote introdúcese entón nun forno onde se quenta ata quedar incandescente. O lingote quentado láminase a gran presión. Este laminado a alta presión fai que o lingote se estire e se forme un burato no centro. Dado que este burato ten unha forma irregular, empúxase unha punta perforadora en forma de bala polo medio do lingote mentres se lamina. Despois da fase de perforación, o tubo aínda pode ter un grosor e unha forma irregulares. Para corrixir isto, pásase por outra serie de laminadores. Procesamento final
11. Despois de fabricar calquera dos tipos de tubaxe, pódense pasar por unha máquina endereitadora. Tamén se lles poden equipar unións para que se poidan conectar dúas ou máis pezas de tubaxe. O tipo de unión máis común para tubaxes con diámetros máis pequenos é a roscada: ranuras axustadas que se cortan no extremo da tubaxe. As tubaxes tamén se pasan por unha máquina de medición. Esta información, xunto con outros datos de control de calidade, grávase automaticamente na tubaxe. Despois, a tubaxe pulverízase cunha fina capa de aceite protector. A maioría das tubaxes adoitan tratarse para evitar que se oxiden. Isto faise galvanizándoas ou dándolles unha capa de zinc. Dependendo do uso da tubaxe, pódense usar outras pinturas ou revestimentos.
Control de calidade
Tómanse diversas medidas para garantir que o tubo de aceiro acabado cumpra as especificacións. Por exemplo, utilízanse medidores de raios X para regular o grosor do aceiro. Os medidores funcionan utilizando dous raios X. Un raio diríxese a un aceiro de grosor coñecido. O outro diríxese ao aceiro que pasa pola liña de produción. Se hai algunha variación entre os dous raios, o medidor activará automaticamente un cambio de tamaño dos rolos para compensar.
As tubaxes tamén se inspeccionan ao final do proceso para detectar defectos. Un método para probar unha tubaxe é usar unha máquina especial. Esta máquina énchea con auga e despois aumenta a presión para ver se aguanta. As tubaxes defectuosas devólvense como chatarra.