Paip keluli ialah tiub panjang berongga yang digunakan untuk pelbagai tujuan. Ia dihasilkan melalui dua kaedah berbeza yang menghasilkan sama ada paip yang dikimpal atau paip tanpa sambungan. Dalam kedua-dua kaedah, keluli mentah dituang terlebih dahulu ke dalam bentuk permulaan yang lebih mudah digunakan. Ia kemudiannya dibuat menjadi paip dengan meregangkan keluli keluar ke dalam tiub tanpa sambungan atau memaksa tepi bersama-sama dan menutupnya dengan kimpalan. Kaedah pertama untuk menghasilkan paip keluli diperkenalkan pada awal tahun 1800-an, dan ia telah berkembang dengan pesat menjadi proses moden yang kita gunakan hari ini. Setiap tahun, berjuta-juta tan paip keluli dihasilkan. Kebolehgunaannya menjadikannya produk yang paling kerap digunakan yang dihasilkan oleh industri keluli.
Sejarah
Orang ramai telah menggunakan paip selama ribuan tahun. Mungkin penggunaan pertama adalah oleh ahli pertanian kuno yang mengalihkan air dari anak sungai ke ladang mereka. Bukti arkeologi menunjukkan bahawa orang Cina menggunakan paip buluh untuk mengangkut air ke lokasi yang dikehendaki seawal tahun 2000 SM. Tiub tanah liat yang digunakan oleh tamadun kuno lain telah ditemui. Pada abad pertama Masihi, paip plumbum pertama dibina di Eropah. Di negara-negara tropika, tiub buluh digunakan untuk mengangkut air. Orang Amerika Kolonial menggunakan kayu untuk tujuan yang serupa. Pada tahun 1652, loji air pertama dibuat di Boston menggunakan kayu balak berongga.
Paip kimpalan dibentuk dengan menggulung jalur keluli melalui satu siri penggelek beralur yang membentuk bahan tersebut menjadi bentuk bulat. Seterusnya, paip yang tidak dikimpal melalui elektrod kimpalan. Peranti ini menutup kedua-dua hujung paip bersama-sama.
Seawal tahun 1840, tukang besi sudah boleh menghasilkan tiub tanpa sambungan. Dalam satu kaedah, lubang digerudi melalui bilet bulat logam pepejal. Bilet tersebut kemudiannya dipanaskan dan ditarik melalui satu siri acuan yang memanjangkannya untuk membentuk paip. Kaedah ini tidak cekap kerana sukar untuk menggerudi lubang di tengahnya. Ini mengakibatkan paip yang tidak sekata dengan satu sisi lebih tebal daripada yang lain. Pada tahun 1888, kaedah yang dipertingkatkan telah dianugerahkan paten. Dalam proses ini, paruh pepejal dituang di sekeliling teras bata kalis api. Apabila ia disejukkan, bata tersebut dibuang dan meninggalkan lubang di tengahnya. Sejak itu, teknik penggelek baharu telah menggantikan kaedah ini.
Reka Bentuk
Terdapat dua jenis paip keluli, satu tanpa sambungan dan satu lagi mempunyai sambungan kimpalan tunggal di sepanjangnya. Kedua-duanya mempunyai kegunaan yang berbeza. Tiub tanpa sambungan biasanya lebih ringan dan mempunyai dinding yang lebih nipis. Ia digunakan untuk basikal dan mengangkut cecair. Tiub bersambung lebih berat dan lebih tegar. Ia mempunyai konsistensi yang lebih baik dan biasanya lebih lurus. Ia digunakan untuk perkara seperti pengangkutan gas, saluran elektrik dan paip. Biasanya, ia digunakan dalam keadaan apabila paip tidak diletakkan di bawah tekanan yang tinggi.
Bahan Mentah
Bahan mentah utama dalam pengeluaran paip ialah keluli. Keluli diperbuat terutamanya daripada besi. Logam lain yang mungkin terdapat dalam aloi termasuk aluminium, mangan, titanium, tungsten, vanadium dan zirkonium. Sesetengah bahan kemasan kadangkala digunakan semasa pengeluaran. Contohnya, cat mungkin digunakan.
Paip lancar dihasilkan menggunakan proses yang memanaskan dan membentuk bilet pepejal menjadi bentuk silinder dan kemudian menggulungnya sehingga ia diregangkan dan dilubangi. Oleh kerana bahagian tengah berlubang berbentuk tidak sekata, mata penebuk berbentuk peluru ditolak melalui bahagian tengah bilet semasa ia digulung. Paip lancar dihasilkan menggunakan proses yang memanaskan dan membentuk bilet pepejal menjadi bentuk silinder dan kemudian menggulungnya sehingga ia diregangkan dan dilubangi. Oleh kerana bahagian tengah berlubang berbentuk tidak sekata, mata penebuk berbentuk peluru ditolak melalui bahagian tengah bilet semasa ia digulung. Ia digunakan jika paip disalut. Biasanya, sedikit minyak disapu pada paip keluli di hujung barisan pengeluaran. Ini membantu melindungi paip. Walaupun ia sebenarnya bukan sebahagian daripada produk siap, asid sulfurik digunakan dalam satu langkah pembuatan untuk membersihkan paip.
Proses Pembuatan
Paip keluli dibuat melalui dua proses yang berbeza. Kaedah pengeluaran keseluruhan untuk kedua-dua proses melibatkan tiga langkah. Pertama, keluli mentah ditukar kepada bentuk yang lebih boleh digunakan. Seterusnya, paip dibentuk pada barisan pengeluaran berterusan atau separa berterusan. Akhir sekali, paip dipotong dan diubah suai untuk memenuhi keperluan pelanggan. Sesetengah pengeluar paip keluli akan menggunakanmesin pemotong laser tiubuntuk memotong atau mengosongkan tiub sebelum ini untuk meningkatkan daya saing tiub
Paip tanpa sambungan dihasilkan menggunakan proses yang memanaskan dan membentuk bilet pepejal menjadi bentuk silinder dan kemudian menggulungnya sehingga ia diregangkan dan dilonggarkan. Oleh kerana bahagian tengah yang berlonggakan berbentuk tidak sekata, mata penebuk berbentuk peluru ditolak melalui bahagian tengah bilet semasa ia digulung.
Pengeluaran jongkong
1. Keluli cair dihasilkan dengan meleburkan bijih besi dan kok (bahan kaya karbon yang terhasil apabila arang batu dipanaskan tanpa udara) di dalam relau, kemudian mengeluarkan sebahagian besar karbon dengan meletupkan oksigen ke dalam cecair. Keluli cair kemudiannya dituang ke dalam acuan besi besar berdinding tebal, di mana ia disejukkan menjadi jongkong.
2. Untuk membentuk produk rata seperti plat dan kepingan, atau produk panjang seperti bar dan rod, jongkong dibentuk di antara penggelek besar di bawah tekanan yang sangat tinggi. Menghasilkan bunga dan papak
3. Untuk menghasilkan bunga, jongkong dilalukan melalui sepasang penggelek keluli beralur yang disusun. Jenis penggelek ini dipanggil "kilang dua tinggi". Dalam beberapa kes, tiga penggelek digunakan. Penggelek dipasang supaya alurnya serentak, dan ia bergerak dalam arah yang bertentangan. Tindakan ini menyebabkan keluli dihimpit dan diregangkan menjadi kepingan yang lebih nipis dan lebih panjang. Apabila penggelek diterbalikkan oleh pengendali manusia, keluli ditarik ke belakang menjadikannya lebih nipis dan lebih panjang. Proses ini diulang sehingga keluli mencapai bentuk yang diingini. Semasa proses ini, mesin yang dipanggil manipulator membalikkan keluli supaya setiap sisi diproses secara sekata.
4. Jongkong juga boleh digulung menjadi kepingan dalam proses yang serupa dengan proses pembuatan bunga. Keluli dilalukan melalui sepasang penggelek bertindan yang meregangkannya. Walau bagaimanapun, terdapat juga penggelek yang dipasang di sisi untuk mengawal lebar kepingan. Apabila keluli memperoleh bentuk yang diingini, hujung yang tidak rata dipotong dan kepingan atau bunga dipotong menjadi kepingan yang lebih pendek. Pemprosesan lanjut
5. Bunga biasanya diproses lebih lanjut sebelum dijadikan paip. Bunga ditukar menjadi bilet dengan memasukkannya melalui lebih banyak peranti penggelek yang menjadikannya lebih panjang dan lebih sempit. Bilet dipotong oleh peranti yang dikenali sebagai gunting terbang. Ini adalah sepasang gunting serentak yang berlumba bersama bilet yang bergerak dan memotongnya. Ini membolehkan pemotongan yang cekap tanpa menghentikan proses pembuatan. Bilet ini disusun dan akhirnya akan menjadi paip tanpa sambungan.
6. Papak juga diolah semula. Untuk menjadikannya mudah dibentuk, ia dipanaskan terlebih dahulu hingga 2,200° F (1,204° C). Ini menyebabkan salutan oksida terbentuk pada permukaan papak. Salutan ini dipecahkan dengan pemutus kerak dan semburan air tekanan tinggi. Papak kemudiannya dihantar melalui satu siri penggelek pada pengisar panas dan dibuat menjadi jalur keluli nipis dan sempit yang dipanggil skelp. Pengisar ini boleh sepanjang setengah batu. Apabila papak melalui penggelek, ia menjadi lebih nipis dan lebih panjang. Dalam masa kira-kira tiga minit, satu papak boleh ditukar daripada sekeping keluli setebal 6 inci (15.2 cm) kepada reben keluli nipis yang boleh sepanjang suku batu.
7. Selepas diregangkan, keluli dijeruk. Proses ini melibatkan mengalirkannya melalui satu siri tangki yang mengandungi asid sulfurik untuk membersihkan logam. Untuk kemasan akhir, ia dibilas dengan air sejuk dan panas, dikeringkan dan kemudian digulung pada gelendong besar dan dibungkus untuk diangkut ke kemudahan pembuatan paip. Pembuatan paip
8. Kedua-dua skelp dan bilet digunakan untuk membuat paip. Skelp dibuat menjadi paip yang dikimpal. Ia diletakkan terlebih dahulu pada mesin pembuka. Semasa gelendong keluli dilonggarkan, ia dipanaskan. Keluli kemudiannya dilalukan melalui satu siri penggelek beralur. Semasa ia melaluinya, penggelek menyebabkan tepi skelp bergulung bersama. Ini membentuk paip yang tidak dikimpal.
9. Keluli seterusnya melalui elektrod kimpalan. Peranti ini menutup kedua-dua hujung paip bersama-sama. Jahitan yang dikimpal kemudiannya dilalui melalui penggelek tekanan tinggi yang membantu menghasilkan kimpalan yang ketat. Paip kemudiannya dipotong kepada panjang yang dikehendaki dan disusun untuk pemprosesan selanjutnya. Paip keluli yang dikimpal adalah proses berterusan dan bergantung pada saiz paip, ia boleh dibuat sepantas 1,100 kaki (335.3 m) seminit.
10. Apabila paip lancar diperlukan, bilet segi empat sama digunakan untuk pengeluaran. Ia dipanaskan dan dibentuk untuk membentuk bentuk silinder, juga dipanggil bulat. Bulat tersebut kemudiannya dimasukkan ke dalam relau di mana ia dipanaskan sehingga panas. Bulat yang dipanaskan kemudiannya digulung dengan tekanan yang tinggi. Penggulungan tekanan tinggi ini menyebabkan bilet meregang dan lubang terbentuk di tengahnya. Oleh kerana lubang ini berbentuk tidak sekata, mata penebuk berbentuk peluru ditolak melalui bahagian tengah bilet semasa ia digulung. Selepas peringkat penebuk, paip mungkin masih mempunyai ketebalan dan bentuk yang tidak sekata. Untuk membetulkannya, ia dilalui melalui satu lagi siri kilang penggelek. Pemprosesan akhir
11. Selepas mana-mana jenis paip dibuat, ia boleh dimasukkan melalui mesin pelurus. Ia juga boleh dipasang dengan sambungan supaya dua atau lebih keping paip boleh disambungkan. Jenis sambungan yang paling biasa untuk paip dengan diameter yang lebih kecil ialah penguliran—alur ketat yang dipotong pada hujung paip. Paip juga dihantar melalui mesin pengukur. Maklumat ini bersama-sama dengan data kawalan kualiti lain distensil secara automatik pada paip. Paip kemudian disembur dengan lapisan minyak pelindung yang ringan. Kebanyakan paip biasanya dirawat untuk mengelakkannya daripada berkarat. Ini dilakukan dengan menggemblengkannya atau memberinya lapisan zink. Bergantung pada penggunaan paip, cat atau lapisan lain mungkin digunakan.
Kawalan Kualiti
Pelbagai langkah diambil untuk memastikan paip keluli yang telah siap memenuhi spesifikasi. Contohnya, tolok sinar-x digunakan untuk mengawal ketebalan keluli. Tolok ini berfungsi dengan menggunakan dua sinar-x. Satu sinar dihalakan pada keluli yang diketahui ketebalannya. Satu lagi sinar dihalakan pada keluli yang melaluinya di barisan pengeluaran. Jika terdapat sebarang varians antara kedua-dua sinar tersebut, tolok akan secara automatik mencetuskan perubahan saiz penggelek untuk mengimbanginya.
Paip juga diperiksa untuk kecacatan pada akhir proses. Satu kaedah menguji paip adalah dengan menggunakan mesin khas. Mesin ini mengisi paip dengan air dan kemudian meningkatkan tekanan untuk melihat sama ada ia tahan. Paip yang rosak akan dikembalikan untuk skrap.