צינורות פלדה הם צינורות ארוכים וחלולים המשמשים למגוון מטרות. הם מיוצרים בשתי שיטות שונות, המובילות לצינור מרותך או צינור חלק. בשתי השיטות, פלדה גולמית נוצקת תחילה לצורת התחלה נוחה יותר לעבודה. לאחר מכן היא מיוצרת לצינור על ידי מתיחת הפלדה לצינור חלק או דחיסת הקצוות יחד ואיטומם בריתוך. השיטות הראשונות לייצור צינורות פלדה הוצגו בתחילת המאה ה-19, והן התפתחו בהתמדה לתהליכים המודרניים בהם אנו משתמשים כיום. מדי שנה מיוצרים מיליוני טונות של צינורות פלדה. הרבגוניות שלהם הופכת אותם למוצר הנפוץ ביותר המיוצר על ידי תעשיית הפלדה.
הִיסטוֹרִיָה
אנשים השתמשו בצינורות במשך אלפי שנים. ייתכן שהשימוש הראשון היה על ידי חקלאים קדומים שהסיטו מים מנחלים ונהרות לשדותיהם. עדויות ארכיאולוגיות מצביעות על כך שהסינים השתמשו בצינור קנים להובלת מים למקומות רצויים כבר בשנת 2000 לפני הספירה. צינורות חרס ששימשו תרבויות עתיקות אחרות התגלו. במהלך המאה הראשונה לספירה נבנו צינורות העופרת הראשונים באירופה. במדינות טרופיות, צינורות במבוק שימשו להובלת מים. אמריקאים קולוניאליים השתמשו בעץ למטרה דומה. בשנת 1652 נבנתה בבוסטון מפעל המים הראשון באמצעות בולי עץ חלולים.
צינור מרותך נוצר על ידי גלגול רצועות פלדה דרך סדרה של גלילים מחורצים המעצבים את החומר לצורה מעגלית. לאחר מכן, הצינור הלא מרותך עובר דרך אלקטרודות ריתוך. התקנים אלה אוטמים את שני קצוות הצינור יחד.
כבר בשנת 1840, עובדי ברזל כבר יכלו לייצר צינורות חלקים. בשיטה אחת, נקדח חור דרך בילט עגול ממתכת מוצקה. לאחר מכן, הבילט חומם ומשוך אותו דרך סדרה של תבניות שהאריכו אותו ליצירת צינור. שיטה זו לא הייתה יעילה משום שהיה קשה לקדוח את החור במרכז. כתוצאה מכך, נוצר צינור לא אחיד שצד אחד עבה יותר מהשני. בשנת 1888, שיטה משופרת זכתה בפטנט. בתהליך זה, הבילט המוצק נוצק סביב ליבת לבנה חסינת אש. לאחר קירור הלבנה הוסרה והותירה חור באמצע. מאז, טכניקות גליל חדשות החליפו שיטות אלה.
לְעַצֵב
ישנם שני סוגים של צינורות פלדה, אחד חלק והשני בעל תפר מרותך יחיד לאורכו. לשניהם שימושים שונים. צינורות חלקים הם בדרך כלל קלים יותר ובעלי דפנות דקות יותר. הם משמשים לאופניים ולהובלת נוזלים. צינורות עם תפר הם כבדים וקשיחים יותר. יש להם עקביות טובה יותר והם בדרך כלל ישרים יותר. הם משמשים לדברים כמו הובלת גז, צינורות חשמל ואינסטלציה. בדרך כלל, הם משמשים במקרים בהם הצינור אינו נמצא תחת רמת לחץ גבוהה.
חומרי גלם
חומר הגלם העיקרי בייצור צינורות הוא פלדה. פלדה עשויה בעיקר מברזל. מתכות אחרות שעשויות להימצא בסגסוגת כוללות אלומיניום, מנגן, טיטניום, טונגסטן, ונדיום וזירקוניום. חומרי גימור מסוימים משמשים לעיתים במהלך הייצור. לדוגמה, צבע עשוי להיות...
צינור חלק מיוצר באמצעות תהליך המחמם ויוצר בילט מוצק לצורה גלילית ולאחר מכן מגלגל אותו עד שהוא נמתח וחלול. מכיוון שהמרכז החלול מעוצב באופן לא סדיר, נקודת ניקוב בצורת כדור נדחפת דרך מרכז הבילט בזמן שהוא מגולגל. צינור חלק מיוצר באמצעות תהליך המחמם ויוצר בילט מוצק לצורה גלילית ולאחר מכן מגלגל אותו עד שהוא נמתח וחלול. מכיוון שהמרכז החלול מעוצב באופן לא סדיר, נקודת ניקוב בצורת כדור נדחפת דרך מרכז הבילט בזמן שהוא מגולגל. צינור זה משמש אם הצינור מצופה. בדרך כלל, כמות קלה של שמן מוחלת על צינורות פלדה בסוף קו הייצור. זה מסייע בהגנה על הצינור. למרות שהיא אינה חלק מהמוצר המוגמר, חומצה גופרתית משמשת בשלב ייצור אחד לניקוי הצינור.
תהליך הייצור
צינורות פלדה מיוצרים בשני תהליכים שונים. שיטת הייצור הכוללת עבור שני התהליכים כוללת שלושה שלבים. ראשית, פלדה גולמית מומרת לצורה ניתנת לעבודה יותר. לאחר מכן, הצינור נוצר בקו ייצור רציף או חצי רציף. לבסוף, הצינור נחתך ומשונה כדי לענות על צרכי הלקוח. חלק מייצור צינורות הפלדה ישתמש ב...מכונת חיתוך לייזר צינורותלחתוך או לחלול קודם את הצינור כדי להגביר את התחרותיות של הצינורות
צינור חלק מיוצר באמצעות תהליך המחמם ויוצר בילט מוצק לצורה גלילית ולאחר מכן מגלגל אותו עד שהוא נמתח ונוצר חלול. מכיוון שהמרכז החלול מעוצב בצורה לא סדירה, נקודת ניקוב בצורת כדור נדחפת דרך מרכז הבילט בזמן שהוא מגולגל.
ייצור מטילי
1. פלדה מותכת מיוצרת על ידי התכת עפרות ברזל וקוק (חומר עשיר בפחמן הנוצר בעת חימום פחם בהיעדר אוויר) בכבשן, ולאחר מכן הוצאת רוב הפחמן על ידי הזרמת חמצן לתוך הנוזל. לאחר מכן, הפלדה המותכת נשפכת לתבניות ברזל גדולות ועבות דופן, שם היא מתקררת למטילים.
2. על מנת ליצור מוצרים שטוחים כגון לוחות ויריעות, או מוצרים ארוכים כגון מוטות ומוטות, מטילי עץ מעוצבים בין גלילים גדולים תחת לחץ עצום. ייצור בלוחות ולוחות
3. כדי לייצר פלומה, המטיל מועבר דרך זוג גלילי פלדה מחורצים המוערמים זה בזה. גלילים מסוג זה נקראים "טחנות דו-גבוהות". במקרים מסוימים, משתמשים בשלושה גלילים. הגלילים מורכבים כך שהחריצים שלהם חופפים, והם נעים בכיוונים מנוגדים. פעולה זו גורמת לפלדה להילחץ ולמתוח לחתיכות דקות וארוכות יותר. כאשר הגלילים מתהפכים על ידי המפעיל האנושי, הפלדה נמשכת לאחור והופכת אותה לדקה וארוכה יותר. תהליך זה חוזר על עצמו עד שהפלדה משיגה את הצורה הרצויה. במהלך תהליך זה, מכונות הנקראות מניפולטורים הופכות את הפלדה כך שכל צד מעובד באופן שווה.
4. ניתן גם לגלגל מטילי פלדה ללוחות בתהליך דומה לתהליך ייצור הפלדה. הפלדה מועברת דרך זוג גלילים מוערמים אשר מותחים אותה. עם זאת, ישנם גם גלילים המותקנים בצד כדי לשלוט ברוחב הלוחות. כאשר הפלדה מקבלת את הצורה הרצויה, הקצוות הלא אחידים נחתכים והלוחות או הפלדה נחתכים לחתיכות קצרות יותר. עיבוד נוסף
5. פלחים עוברים בדרך כלל עיבוד נוסף לפני שהם הופכים לצינורות. פלחים הופכים לבילטים על ידי העברתם דרך מכשירי גלגול נוספים שהופכים אותם לארוכים וצרים יותר. הבילטים נחתכים על ידי מכשירים המכונים מספריים מעופפות. אלו זוג מספריים מסונכרנות שדוהרות יחד עם הבילטים הנע וחותכות אותם. זה מאפשר חיתוכים יעילים מבלי לעצור את תהליך הייצור. בילטים אלה נערמים ובסופו של דבר יהפכו לצינור חלק.
6. לוחות גם הם עוברים עיבוד מחדש. כדי להפוך אותם לגמישים, הם מחוממים תחילה ל-1,204 מעלות צלזיוס (2,200 מעלות פרנהייט). זה גורם לציפוי תחמוצת להיווצר על פני השטח של הלוח. ציפוי זה נשבר באמצעות שובר אבנית וריסוס מים בלחץ גבוה. לאחר מכן, הלוחות נשלחים דרך סדרה של גלילים על מטחנת פלדה חמה ומיוצרים לרצועות פלדה דקות וצרות הנקראות סקלפ (skelp). מטחנת פלדה זו יכולה להיות באורך של עד חצי מייל. כאשר הלוחות עוברים דרך הגלילים, הם הופכים דקים וארוכים יותר. בתוך כשלוש דקות ניתן להמיר לוח בודד מחתיכת פלדה בעובי 15.2 ס"מ (6 אינץ') לסרט פלדה דק שיכול להיות באורך של רבע מייל.
7. לאחר המתיחה, הפלדה עוברת כבישה. תהליך זה כולל העברתה דרך סדרה של מיכלים המכילים חומצה גופרתית לניקוי המתכת. לסיום, היא נשטפת במים קרים וחמים, מיובשת ולאחר מכן מגולגלת על סלילים גדולים וארוזה להובלה למתקן לייצור צינורות. ייצור צינורות
8. גם סליל וגם בילט משמשים לייצור צינורות. סליל מרותך לצינור. תחילה הוא מונח על מכונת פריסה. כאשר סליל הפלדה נפרש, הוא מחומם. לאחר מכן הפלדה מועברת דרך סדרה של גלילים מחורצים. כשהיא עוברת, הגלילים גורמים לקצוות הסקלפ להתכרבל יחד. זה יוצר צינור לא מרותך.
9. לאחר מכן, הפלדה עוברת דרך אלקטרודות ריתוך. מכשירים אלה אוטמים את שני קצוות הצינור יחד. לאחר מכן, תפר הריתוך מועבר דרך גליל בלחץ גבוה המסייע ביצירת ריתוך הדוק. לאחר מכן, הצינור נחתך לאורך הרצוי ונערם לעיבוד נוסף. צינור פלדה מרותך הוא תהליך רציף, ובהתאם לגודל הצינור, ניתן לייצר אותו במהירות של עד 335.3 מטרים לדקה.
10. כאשר נדרש צינור חלק, משתמשים בילטים מרובעים לייצור. הם מחוממים ומעוצבים ליצירת צורת גליל, הנקראת גם צינור עגול. לאחר מכן, הצינור העגול מוכנס לתנור שם הוא מחומם עד לוהט. לאחר מכן, הצינור העגול המחומם מגולגל בלחץ רב. גלגול בלחץ גבוה זה גורם לבילט להימתח וליצירת חור במרכז. מכיוון שצורתו של חור זה אינה סדירה, נקודת ניקוב בצורת כדור נדחפת דרך אמצע הבילט בזמן שהוא מגולגל. לאחר שלב הניקוב, הצינור עדיין עשוי להיות בעל עובי וצורה לא סדירים. כדי לתקן זאת, הוא מועבר דרך סדרה נוספת של מפעלי גלגול. עיבוד סופי
11. לאחר ייצור כל אחד מסוגי הצינורות, ניתן להעביר אותם דרך מכונת יישור. ניתן גם להתקין עליהם חיבורים כך שניתן לחבר שני חלקי צינור או יותר. הסוג הנפוץ ביותר של חיבור לצינורות בקטרים קטנים יותר הוא הברגה - חריצים הדוקים הנחתכים בקצה הצינור. הצינורות נשלחים גם דרך מכונת מדידה. מידע זה יחד עם נתוני בקרת איכות אחרים מוטבע אוטומטית על הצינור. לאחר מכן, הצינור מרוסס בציפוי קל של שמן מגן. רוב הצינורות מטופלים בדרך כלל כדי למנוע ממנו להחליד. זה נעשה על ידי גלוון או ציפוי אבץ. בהתאם לשימוש בצינור, ניתן להשתמש בצבעים או ציפויים אחרים.
בקרת איכות
מגוון אמצעים ננקטים כדי להבטיח שצינור הפלדה המוגמר יעמוד במפרטים. לדוגמה, מדי רנטגן משמשים לוויסות עובי הפלדה. המדידים פועלים באמצעות שתי קרני רנטגן. קרן אחת מופנית לפלדה בעובי ידוע. השנייה מופנית לפלדה העוברת בקו הייצור. אם יש שונות כלשהי בין שתי הקרניים, המדידה תפעיל אוטומטית שינוי גודל של הגלילים כדי לפצות.
צינורות נבדקים גם כן לאיתור פגמים בסוף התהליך. שיטה אחת לבדיקת צינור היא באמצעות מכונה מיוחדת. מכונה זו ממלאת את הצינור במים ולאחר מכן מגבירה את הלחץ כדי לראות אם הוא מחזיק מעמד. צינורות פגומים מוחזרים לגרוטאות.