સ્ટીલ પાઇપ લાંબા, હોલો ટ્યુબ હોય છે જેનો ઉપયોગ વિવિધ હેતુઓ માટે થાય છે. તે બે અલગ અલગ પદ્ધતિઓ દ્વારા બનાવવામાં આવે છે જેના પરિણામે વેલ્ડેડ અથવા સીમલેસ પાઇપ બને છે. બંને પદ્ધતિઓમાં, કાચા સ્ટીલને પહેલા વધુ કાર્યક્ષમ શરૂઆતના સ્વરૂપમાં નાખવામાં આવે છે. પછી સ્ટીલને સીમલેસ ટ્યુબમાં ખેંચીને અથવા કિનારીઓને એકસાથે દબાણ કરીને અને વેલ્ડથી સીલ કરીને તેને પાઇપ બનાવવામાં આવે છે. સ્ટીલ પાઇપ બનાવવા માટેની પ્રથમ પદ્ધતિઓ 1800 ના દાયકાની શરૂઆતમાં રજૂ કરવામાં આવી હતી, અને તે આજે આપણે જે આધુનિક પ્રક્રિયાઓનો ઉપયોગ કરીએ છીએ તેમાં સતત વિકસિત થઈ છે. દર વર્ષે, લાખો ટન સ્ટીલ પાઇપનું ઉત્પાદન થાય છે. તેની વૈવિધ્યતા તેને સ્ટીલ ઉદ્યોગ દ્વારા ઉત્પાદિત સૌથી વધુ ઉપયોગમાં લેવાતું ઉત્પાદન બનાવે છે.
ઇતિહાસ
લોકો હજારો વર્ષોથી પાઈપોનો ઉપયોગ કરી રહ્યા છે. કદાચ તેનો પહેલો ઉપયોગ પ્રાચીન કૃષિશાસ્ત્રીઓ દ્વારા કરવામાં આવ્યો હતો જેમણે નદીઓ અને નદીઓમાંથી પાણીને તેમના ખેતરોમાં વાળ્યું હતું. પુરાતત્વીય પુરાવા સૂચવે છે કે ચીની લોકો 2000 બીસીની શરૂઆતમાં પાણીને ઇચ્છિત સ્થાનો પર પહોંચાડવા માટે રીડ પાઇપનો ઉપયોગ કરતા હતા, અન્ય પ્રાચીન સંસ્કૃતિઓ દ્વારા ઉપયોગમાં લેવાતી માટીની નળીઓ મળી આવી છે. પ્રથમ સદી એડી દરમિયાન, યુરોપમાં પ્રથમ સીસાની નળીઓ બનાવવામાં આવી હતી. ઉષ્ણકટિબંધીય દેશોમાં, પાણીના પરિવહન માટે વાંસની નળીઓનો ઉપયોગ કરવામાં આવતો હતો. વસાહતી અમેરિકનો સમાન હેતુ માટે લાકડાનો ઉપયોગ કરતા હતા. 1652 માં, બોસ્ટનમાં હોલો લોગનો ઉપયોગ કરીને પ્રથમ વોટરવર્ક્સ બનાવવામાં આવ્યું હતું.
વેલ્ડેડ પાઇપ સ્ટીલના પટ્ટાઓને ખાંચવાળા રોલરોની શ્રેણી દ્વારા ફેરવીને બનાવવામાં આવે છે જે સામગ્રીને ગોળાકાર આકાર આપે છે. આગળ, અનવેલ્ડેડ પાઇપ વેલ્ડીંગ ઇલેક્ટ્રોડ્સમાંથી પસાર થાય છે. આ ઉપકરણો પાઇપના બંને છેડાને એકસાથે સીલ કરે છે.
૧૮૪૦ ની શરૂઆતમાં, લોખંડના કામદારો પહેલાથી જ સીમલેસ ટ્યુબ બનાવી શકતા હતા. એક પદ્ધતિમાં, ઘન ધાતુ, ગોળ બિલેટ દ્વારા છિદ્ર ડ્રિલ કરવામાં આવતું હતું. ત્યારબાદ બિલેટને ગરમ કરીને ડાઈની શ્રેણી દ્વારા ખેંચવામાં આવતું હતું જે તેને પાઇપ બનાવવા માટે લંબાવતું હતું. આ પદ્ધતિ બિનકાર્યક્ષમ હતી કારણ કે મધ્યમાં છિદ્ર ડ્રિલ કરવું મુશ્કેલ હતું. આના પરિણામે અસમાન પાઇપ બન્યું જેની એક બાજુ બીજી બાજુ કરતા જાડી હતી. ૧૮૮૮ માં, એક સુધારેલી પદ્ધતિને પેટન્ટ આપવામાં આવી. આ પ્રક્રિયામાં ઘન બિલ્ડને અગ્નિરોધક ઈંટના કોરની આસપાસ નાખવામાં આવ્યું હતું. જ્યારે તેને ઠંડુ કરવામાં આવ્યું, ત્યારે ઈંટ દૂર કરવામાં આવી અને મધ્યમાં એક છિદ્ર છોડી દેવામાં આવ્યું. ત્યારથી નવી રોલર તકનીકોએ આ પદ્ધતિઓનું સ્થાન લીધું છે.
ડિઝાઇન
સ્ટીલ પાઇપ બે પ્રકારના હોય છે, એક સીમલેસ હોય છે અને બીજામાં તેની લંબાઈ સાથે એક જ વેલ્ડેડ સીમ હોય છે. બંનેના ઉપયોગ અલગ અલગ હોય છે. સીમલેસ ટ્યુબ સામાન્ય રીતે વધુ હળવા વજનના હોય છે, અને તેમની દિવાલો પાતળી હોય છે. તેનો ઉપયોગ સાયકલ અને પ્રવાહી પરિવહન માટે થાય છે. સીમવાળી ટ્યુબ ભારે અને વધુ કઠોર હોય છે. તેમાં વધુ સારી સુસંગતતા હોય છે અને તે સામાન્ય રીતે સીધી હોય છે. તેનો ઉપયોગ ગેસ પરિવહન, ઇલેક્ટ્રિકલ નળી અને પ્લમ્બિંગ જેવી વસ્તુઓ માટે થાય છે. સામાન્ય રીતે, તેનો ઉપયોગ એવા કિસ્સાઓમાં થાય છે જ્યાં પાઇપ પર વધુ ભાર ન હોય.
કાચો માલ
પાઇપ ઉત્પાદનમાં મુખ્ય કાચો માલ સ્ટીલ છે. સ્ટીલ મુખ્યત્વે લોખંડનું બનેલું હોય છે. એલોયમાં હાજર અન્ય ધાતુઓમાં એલ્યુમિનિયમ, મેંગેનીઝ, ટાઇટેનિયમ, ટંગસ્ટન, વેનેડિયમ અને ઝિર્કોનિયમનો સમાવેશ થાય છે. ઉત્પાદન દરમિયાન ક્યારેક કેટલીક અંતિમ સામગ્રીનો ઉપયોગ થાય છે. ઉદાહરણ તરીકે, પેઇન્ટ હોઈ શકે છે.
સીમલેસ પાઇપ એક એવી પ્રક્રિયાનો ઉપયોગ કરીને બનાવવામાં આવે છે જે ઘન બિલેટને ગરમ કરે છે અને નળાકાર આકારમાં મોલ્ડ કરે છે અને પછી તેને ખેંચીને હોલો થાય ત્યાં સુધી ફેરવે છે. હોલો થયેલ કેન્દ્ર અનિયમિત આકારનું હોવાથી, ગોળી આકારના પિયર્સર પોઇન્ટને બિલેટની મધ્યમાં ધકેલવામાં આવે છે જ્યારે તે રોલ કરવામાં આવે છે. સીમલેસ પાઇપ એક એવી પ્રક્રિયાનો ઉપયોગ કરીને બનાવવામાં આવે છે જે ઘન બિલેટને નળાકાર આકારમાં ગરમ કરીને મોલ્ડ કરે છે અને પછી તેને ખેંચીને હોલો થાય ત્યાં સુધી ફેરવે છે. હોલો થયેલ કેન્દ્ર અનિયમિત આકારનું હોવાથી, ગોળી આકારના પિયર્સર પોઇન્ટને બિલેટની મધ્યમાં ધકેલવામાં આવે છે જ્યારે તે રોલ કરવામાં આવે છે. જો પાઇપ કોટેડ હોય તો તેનો ઉપયોગ થાય છે. સામાન્ય રીતે, ઉત્પાદન લાઇનના અંતે સ્ટીલ પાઇપ પર થોડી માત્રામાં તેલ લગાવવામાં આવે છે. આ પાઇપને સુરક્ષિત કરવામાં મદદ કરે છે. જ્યારે તે વાસ્તવમાં ફિનિશ્ડ પ્રોડક્ટનો ભાગ નથી, ત્યારે પાઇપને સાફ કરવા માટે સલ્ફ્યુરિક એસિડનો ઉપયોગ એક ઉત્પાદન પગલામાં થાય છે.
ઉત્પાદન પ્રક્રિયા
સ્ટીલ પાઇપ બે અલગ અલગ પ્રક્રિયાઓ દ્વારા બનાવવામાં આવે છે. બંને પ્રક્રિયાઓ માટે એકંદર ઉત્પાદન પદ્ધતિમાં ત્રણ પગલાં શામેલ છે. પ્રથમ, કાચા સ્ટીલને વધુ કાર્યક્ષમ સ્વરૂપમાં રૂપાંતરિત કરવામાં આવે છે. આગળ, પાઇપ સતત અથવા અર્ધ-સતત ઉત્પાદન લાઇન પર બનાવવામાં આવે છે. અંતે, ગ્રાહકની જરૂરિયાતોને પૂર્ણ કરવા માટે પાઇપ કાપીને તેમાં ફેરફાર કરવામાં આવે છે. કેટલાક સ્ટીલ પાઇપ ઉત્પાદકો ઉપયોગ કરશેટ્યુબ લેસર કટીંગ મશીનટ્યુબની સ્પર્ધાત્મકતા વધારવા માટે ટ્યુબને અગાઉથી કાપવા અથવા હોલો કરવા માટે
સીમલેસ પાઇપ એક એવી પ્રક્રિયાનો ઉપયોગ કરીને બનાવવામાં આવે છે જે ઘન બિલેટને ગરમ કરીને નળાકાર આકારમાં મોલ્ડ કરે છે અને પછી તેને ખેંચીને હોલો થાય ત્યાં સુધી ફેરવે છે. હોલો થયેલ કેન્દ્ર અનિયમિત આકારનું હોવાથી, જ્યારે તે રોલ કરવામાં આવે છે ત્યારે બિલેટની મધ્યમાં એક બુલેટ આકારનો પિયર્સર પોઇન્ટ ધકેલવામાં આવે છે.
પિંડનું ઉત્પાદન
૧. પીગળેલા સ્ટીલને ભઠ્ઠીમાં આયર્ન ઓર અને કોક (હવાની ગેરહાજરીમાં કોલસાને ગરમ કરવાથી ઉત્પન્ન થતો કાર્બન-સમૃદ્ધ પદાર્થ) પીગળીને બનાવવામાં આવે છે, પછી પ્રવાહીમાં ઓક્સિજનનો વિસ્ફોટ કરીને મોટાભાગના કાર્બનને દૂર કરવામાં આવે છે. પીગળેલા સ્ટીલને પછી મોટા, જાડા-દિવાલોવાળા લોખંડના મોલ્ડમાં રેડવામાં આવે છે, જ્યાં તે ઠંડુ થઈને ઇંગોટ્સ બની જાય છે.
2. પ્લેટો અને શીટ્સ જેવા સપાટ ઉત્પાદનો અથવા બાર અને સળિયા જેવા લાંબા ઉત્પાદનો બનાવવા માટે, મોટા રોલરો વચ્ચે ભારે દબાણ હેઠળ ઇંગોટ્સનો આકાર આપવામાં આવે છે. ફૂલો અને સ્લેબનું ઉત્પાદન
3. મોર ઉત્પન્ન કરવા માટે, પિંડને ખાંચવાળા સ્ટીલ રોલર્સની જોડીમાંથી પસાર કરવામાં આવે છે જે સ્ટેક કરેલા હોય છે. આ પ્રકારના રોલર્સને "બે-ઉચ્ચ મિલ્સ" કહેવામાં આવે છે. કેટલાક કિસ્સાઓમાં, ત્રણ રોલર્સનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે. રોલર્સને એવી રીતે માઉન્ટ કરવામાં આવે છે કે તેમના ખાંચો એકરૂપ થાય છે, અને તે વિરુદ્ધ દિશામાં આગળ વધે છે. આ ક્રિયા સ્ટીલને સ્ક્વિઝ્ડ કરે છે અને પાતળા, લાંબા ટુકડાઓમાં ખેંચે છે. જ્યારે માનવ ઓપરેટર દ્વારા રોલર્સને ઉલટાવી દેવામાં આવે છે, ત્યારે સ્ટીલને પાછું ખેંચવામાં આવે છે જેનાથી તે પાતળું અને લાંબું બને છે. સ્ટીલ ઇચ્છિત આકાર પ્રાપ્ત ન કરે ત્યાં સુધી આ પ્રક્રિયા પુનરાવર્તિત થાય છે. આ પ્રક્રિયા દરમિયાન, મેનિપ્યુલેટર નામના મશીનો સ્ટીલને ફેરવે છે જેથી દરેક બાજુ સમાન રીતે પ્રક્રિયા થાય.
૪. ઇંગોટ્સને પણ સ્લેબમાં ફેરવી શકાય છે જે બ્લૂમ બનાવવાની પ્રક્રિયા જેવી જ છે. સ્ટીલને સ્ટેક્ડ રોલર્સની જોડીમાંથી પસાર કરવામાં આવે છે જે તેને ખેંચે છે. જો કે, સ્લેબની પહોળાઈને નિયંત્રિત કરવા માટે બાજુ પર રોલર્સ પણ લગાવવામાં આવે છે. જ્યારે સ્ટીલ ઇચ્છિત આકાર પ્રાપ્ત કરે છે, ત્યારે અસમાન છેડા કાપી નાખવામાં આવે છે અને સ્લેબ અથવા બ્લૂમને ટૂંકા ટુકડાઓમાં કાપવામાં આવે છે. વધુ પ્રક્રિયા
૫. ફૂલોને સામાન્ય રીતે પાઈપોમાં બનાવવામાં આવે તે પહેલાં વધુ પ્રક્રિયા કરવામાં આવે છે. ફૂલોને વધુ રોલિંગ ઉપકરણો દ્વારા મૂકીને તેમને બિલેટ્સમાં રૂપાંતરિત કરવામાં આવે છે જે તેમને લાંબા અને વધુ સાંકડા બનાવે છે. બિલેટ્સને ફ્લાઇંગ શીર્સ તરીકે ઓળખાતા ઉપકરણો દ્વારા કાપવામાં આવે છે. આ સિંક્રનાઇઝ્ડ શીર્સની જોડી છે જે ફરતા બિલેટ સાથે દોડે છે અને તેને કાપી નાખે છે. આ ઉત્પાદન પ્રક્રિયા બંધ કર્યા વિના કાર્યક્ષમ કાપને મંજૂરી આપે છે. આ બિલેટ્સ સ્ટેક કરવામાં આવે છે અને આખરે સીમલેસ પાઇપ બની જશે.
૬. સ્લેબ પર પણ ફરીથી કામ કરવામાં આવે છે. તેમને નરમ બનાવવા માટે, તેમને પહેલા ૨,૨૦૦° F (૧,૨૦૪° C) સુધી ગરમ કરવામાં આવે છે. આ કોટિંગને સ્કેલ બ્રેકર અને ઉચ્ચ દબાણવાળા પાણીના સ્પ્રેથી તોડી નાખવામાં આવે છે. પછી સ્લેબને ગરમ મિલ પર રોલર્સની શ્રેણી દ્વારા મોકલવામાં આવે છે અને સ્કેલ્પ નામના સ્ટીલના પાતળા સાંકડા પટ્ટાઓમાં બનાવવામાં આવે છે. આ મિલ અડધા માઇલ જેટલી લાંબી હોઈ શકે છે. જેમ જેમ સ્લેબ રોલર્સમાંથી પસાર થાય છે, તેમ તેમ તે પાતળા અને લાંબા થતા જાય છે. લગભગ ત્રણ મિનિટમાં એક જ સ્લેબને ૬ ઇંચ (૧૫.૨ સે.મી.) જાડા સ્ટીલના ટુકડામાંથી પાતળા સ્ટીલ રિબનમાં રૂપાંતરિત કરી શકાય છે જે એક ક્વાર્ટર માઇલ લાંબો હોઈ શકે છે.
7. ખેંચાણ પછી, સ્ટીલને અથાણું બનાવવામાં આવે છે. આ પ્રક્રિયામાં ધાતુને સાફ કરવા માટે સલ્ફ્યુરિક એસિડ ધરાવતી ટાંકીઓની શ્રેણીમાંથી તેને ચલાવવાનો સમાવેશ થાય છે. સમાપ્ત કરવા માટે, તેને ઠંડા અને ગરમ પાણીથી ધોઈ નાખવામાં આવે છે, સૂકવવામાં આવે છે અને પછી મોટા સ્પૂલ પર ફેરવવામાં આવે છે અને પાઇપ બનાવવાની સુવિધામાં પરિવહન માટે પેક કરવામાં આવે છે. પાઇપ બનાવવા
8. પાઈપો બનાવવા માટે સ્કેલ્પ અને બિલેટ બંનેનો ઉપયોગ થાય છે. સ્કેલ્પમાંથી વેલ્ડેડ પાઇપ બનાવવામાં આવે છે. તેને પહેલા એક અનવાઈન્ડિંગ મશીન પર મૂકવામાં આવે છે. જેમ જેમ સ્ટીલનો સ્પૂલ ખોલવામાં આવે છે, તેમ તેમ તેને ગરમ કરવામાં આવે છે. ત્યારબાદ સ્ટીલને ગ્રુવ્ડ રોલર્સની શ્રેણીમાંથી પસાર કરવામાં આવે છે. જેમ જેમ તે પસાર થાય છે, તેમ તેમ રોલર્સ સ્કેલ્પની કિનારીઓને એકસાથે વળાંક આપે છે. આ એક અનવેલ્ડ પાઇપ બનાવે છે.
9. ત્યારબાદ સ્ટીલ વેલ્ડિંગ ઇલેક્ટ્રોડ્સમાંથી પસાર થાય છે. આ ઉપકરણો પાઇપના બંને છેડાને એકસાથે સીલ કરે છે. ત્યારબાદ વેલ્ડેડ સીમને ઉચ્ચ દબાણવાળા રોલરમાંથી પસાર કરવામાં આવે છે જે ચુસ્ત વેલ્ડ બનાવવામાં મદદ કરે છે. પછી પાઇપને ઇચ્છિત લંબાઈ સુધી કાપવામાં આવે છે અને વધુ પ્રક્રિયા માટે સ્ટેક કરવામાં આવે છે. વેલ્ડેડ સ્ટીલ પાઇપ એક સતત પ્રક્રિયા છે અને પાઇપના કદના આધારે, તેને પ્રતિ મિનિટ 1,100 ફૂટ (335.3 મીટર) જેટલી ઝડપથી બનાવી શકાય છે.
૧૦. જ્યારે સીમલેસ પાઇપની જરૂર પડે છે, ત્યારે ઉત્પાદન માટે ચોરસ બિલેટ્સનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે. તેને ગરમ કરીને સિલિન્ડર આકાર બનાવવા માટે મોલ્ડ કરવામાં આવે છે, જેને ગોળ પણ કહેવાય છે. ત્યારબાદ ગોળને ભઠ્ઠીમાં મૂકવામાં આવે છે જ્યાં તેને સફેદ-ગરમ ગરમ કરવામાં આવે છે. પછી ગરમ કરેલા ગોળને ખૂબ દબાણથી ફેરવવામાં આવે છે. આ ઉચ્ચ દબાણવાળા રોલિંગને કારણે બિલેટ ખેંચાય છે અને મધ્યમાં એક છિદ્ર બને છે. આ છિદ્ર અનિયમિત આકારનું હોવાથી, જ્યારે તે રોલ કરવામાં આવે છે ત્યારે બુલેટ આકારના પિયર્સર પોઇન્ટને બિલેટની મધ્યમાં ધકેલવામાં આવે છે. પિયર્સિંગ સ્ટેજ પછી, પાઇપ હજુ પણ અનિયમિત જાડાઈ અને આકારની હોઈ શકે છે. આને સુધારવા માટે તેને રોલિંગ મિલોની બીજી શ્રેણીમાંથી પસાર કરવામાં આવે છે. અંતિમ પ્રક્રિયા
૧૧. કોઈપણ પ્રકારના પાઇપ બનાવ્યા પછી, તેમને સીધા કરવા માટે મશીન દ્વારા મૂકી શકાય છે. તેમાં સાંધા પણ લગાવી શકાય છે જેથી પાઇપના બે કે તેથી વધુ ટુકડાઓ જોડી શકાય. નાના વ્યાસવાળા પાઇપ માટે સૌથી સામાન્ય પ્રકારનો સાંધા થ્રેડીંગ છે - ચુસ્ત ખાંચો જે પાઇપના છેડામાં કાપવામાં આવે છે. પાઇપ માપન મશીન દ્વારા પણ મોકલવામાં આવે છે. આ માહિતી અન્ય ગુણવત્તા નિયંત્રણ ડેટા સાથે આપમેળે પાઇપ પર સ્ટેન્સિલ કરવામાં આવે છે. પછી પાઇપને રક્ષણાત્મક તેલના હળવા કોટિંગથી છાંટવામાં આવે છે. મોટાભાગની પાઇપને કાટ લાગવાથી બચાવવા માટે સામાન્ય રીતે સારવાર આપવામાં આવે છે. આ તેને ગેલ્વેનાઇઝ કરીને અથવા તેને ઝીંકનું કોટિંગ આપીને કરવામાં આવે છે. પાઇપના ઉપયોગના આધારે, અન્ય પેઇન્ટ અથવા કોટિંગનો ઉપયોગ કરી શકાય છે.
ગુણવત્તા નિયંત્રણ
ફિનિશ્ડ સ્ટીલ પાઇપ સ્પષ્ટીકરણોને પૂર્ણ કરે છે તેની ખાતરી કરવા માટે વિવિધ પગલાં લેવામાં આવે છે. ઉદાહરણ તરીકે, સ્ટીલની જાડાઈને નિયંત્રિત કરવા માટે એક્સ-રે ગેજનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે. ગેજ બે એક્સ-રેનો ઉપયોગ કરીને કાર્ય કરે છે. એક કિરણ જાણીતી જાડાઈના સ્ટીલ પર નિર્દેશિત થાય છે. બીજો ઉત્પાદન લાઇન પર પસાર થતા સ્ટીલ પર નિર્દેશિત થાય છે. જો બે કિરણો વચ્ચે કોઈ તફાવત હોય, તો ગેજ આપમેળે રોલર્સનું કદ બદલવાનું શરૂ કરશે જેથી વળતર મળે.
પ્રક્રિયાના અંતે ખામીઓ માટે પાઈપોનું પણ નિરીક્ષણ કરવામાં આવે છે. પાઈપનું પરીક્ષણ કરવાની એક પદ્ધતિ ખાસ મશીનનો ઉપયોગ કરીને કરવામાં આવે છે. આ મશીન પાઈપમાં પાણી ભરે છે અને પછી તે ટકી રહે છે કે નહીં તે જોવા માટે દબાણ વધારે છે. ખામીયુક્ત પાઈપોને સ્ક્રેપ માટે પરત કરવામાં આવે છે.