Stålrør er lange, hule rør som brukes til en rekke formål. De produseres med to forskjellige metoder som resulterer i enten et sveiset eller sømløst rør. I begge metodene støpes råstål først til en mer bearbeidbar startform. Det lages deretter til et rør ved å strekke stålet ut til et sømløst rør eller tvinge kantene sammen og forsegle dem med en sveis. De første metodene for å produsere stålrør ble introdusert tidlig på 1800-tallet, og de har jevnt utviklet seg til de moderne prosessene vi bruker i dag. Hvert år produseres millioner av tonn stålrør. Allsidigheten gjør det til det mest brukte produktet produsert av stålindustrien.
Historie
Folk har brukt rør i tusenvis av år. Kanskje den første bruken var av gamle jordbrukere som ledet vann fra bekker og elver til åkrene sine. Arkeologiske funn tyder på at kineserne brukte sivrør til å transportere vann til ønskede steder så tidlig som 2000 f.Kr. Leirrør som ble brukt av andre gamle sivilisasjoner har blitt oppdaget. I løpet av det første århundre e.Kr. ble de første blyrørene konstruert i Europa. I tropiske land ble bambusrør brukt til å transportere vann. Kolonitidens amerikanere brukte tre til et lignende formål. I 1652 ble det første vannverket bygget i Boston med hule tømmerstokker.
Sveisede rør formes ved å rulle stålstrimler gjennom en serie rillede valser som former materialet til en sirkulær form. Deretter passerer det usveisede røret forbi sveiseelektroder. Disse enhetene forsegler de to endene av røret sammen.
Så tidlig som i 1840 kunne jernarbeidere produsere sømløse rør. Med én metode ble et hull boret gjennom en solid, rund metallbarre. Barren ble deretter varmet opp og trukket gjennom en rekke matriser som forlenget den for å danne et rør. Denne metoden var ineffektiv fordi det var vanskelig å bore hullet i midten. Dette resulterte i et ujevnt rør der den ene siden var tykkere enn den andre. I 1888 ble en forbedret metode patentert. I denne prosessen ble den solide barren støpt rundt en brannsikker mursteinskjerne. Da den var avkjølt, ble mursteinen fjernet, slik at det ble et hull i midten. Siden den gang har nye valseteknikker erstattet disse metodene.
Design
Det finnes to typer stålrør, én er sømløs og en annen har en enkelt sveiset søm langs lengden. Begge har forskjellige bruksområder. Sømløse rør er vanligvis lettere og har tynnere vegger. De brukes til sykler og transport av væsker. Sømmede rør er tyngre og stivere. De har en bedre konsistens og er vanligvis rettere. De brukes til ting som gasstransport, elektriske rør og rørleggerarbeid. Vanligvis brukes de i tilfeller der røret ikke utsettes for høy belastning.
Råvarer
Det primære råmaterialet i rørproduksjon er stål. Stål består hovedsakelig av jern. Andre metaller som kan være tilstede i legeringen inkluderer aluminium, mangan, titan, wolfram, vanadium og zirkonium. Noen etterbehandlingsmaterialer brukes noen ganger under produksjonen. For eksempel kan maling være det.
Sømløse rør produseres ved hjelp av en prosess som varmer og støper en solid barre til en sylindrisk form, og deretter ruller den til den er strukket og uthulet. Siden det uthulede senteret er uregelmessig formet, skyves en kuleformet stikkspiss gjennom midten av barren mens den valses. Sømløse rør produseres ved hjelp av en prosess som varmer og støper en solid barre til en sylindrisk form, og deretter ruller den til den er strukket og uthulet. Siden det uthulede senteret er uregelmessig formet, skyves en kuleformet stikkspiss gjennom midten av barren mens den valses. brukes hvis røret er belagt. Vanligvis påføres en lett mengde olje på stålrør på slutten av produksjonslinjen. Dette bidrar til å beskytte røret. Selv om det faktisk ikke er en del av det ferdige produktet, brukes svovelsyre i ett produksjonstrinn for å rengjøre røret.
Produksjonsprosessen
Stålrør lages ved hjelp av to forskjellige prosesser. Den overordnede produksjonsmetoden for begge prosessene involverer tre trinn. Først omdannes råstål til en mer bearbeidbar form. Deretter formes røret på en kontinuerlig eller semikontinuerlig produksjonslinje. Til slutt kuttes og modifiseres røret for å møte kundens behov. Noe stålrørsprodusenter vil brukerørlaserskjæremaskinå tidligere kutte eller hule ut røret for å øke rørenes konkurranseevne
Sømløse rør produseres ved hjelp av en prosess som varmer opp og støper en solid barre til en sylindrisk form, og deretter ruller den til den er strukket og uthulet. Siden den uthulede midten er uregelmessig formet, skyves en kuleformet piercerspiss gjennom midten av barren mens den rulles.
Produksjon av barrer
1. Smeltet stål lages ved å smelte jernmalm og koks (et karbonrikt stoff som oppstår når kull varmes opp uten luft) i en ovn, og deretter fjerne mesteparten av karbonet ved å blåse oksygen inn i væsken. Det smeltede stålet helles deretter i store, tykkveggede jernformer, hvor det avkjøles til barrer.
2. For å danne flate produkter som plater og ark, eller lange produkter som stenger og stenger, formes barrer mellom store valser under enormt trykk. Produksjon av blokker og plater
3. For å produsere en oppblomstring føres barren gjennom et par rillede stålvalser som er stablet. Denne typen valser kalles «to-høye møller». I noen tilfeller brukes tre valser. Valsene er montert slik at sporene deres sammenfaller, og de beveger seg i motsatte retninger. Denne handlingen fører til at stålet klemmes og strekkes til tynnere, lengre biter. Når valsene reverseres av den menneskelige operatøren, trekkes stålet tilbake gjennom, noe som gjør det tynnere og lengre. Denne prosessen gjentas til stålet oppnår ønsket form. Under denne prosessen snur maskiner kalt manipulatorer stålet slik at hver side bearbeides jevnt.
4. Ingots kan også valses til plater i en prosess som ligner på bloom-produksjonsprosessen. Stålet føres gjennom et par stablede valser som strekker det. Det er imidlertid også valser montert på siden for å kontrollere bredden på platene. Når stålet får ønsket form, kuttes de ujevne endene av, og platene eller bloomene kuttes i kortere biter. Videre bearbeiding
5. Blooms blir vanligvis bearbeidet videre før de lages til rør. Blooms blir omdannet til barrer ved å føre dem gjennom flere valseanordninger som gjør dem lengre og smalere. Barrene kuttes av enheter kjent som flygende sakser. Dette er et par synkroniserte sakser som løper langs den bevegelige barren og kutter den. Dette muliggjør effektive kutt uten å stoppe produksjonsprosessen. Disse barrene stables og vil til slutt bli sømløse rør.
6. Plater blir også omarbeidet. For å gjøre dem formbare blir de først varmet opp til 1204 °C. Dette fører til at det dannes et oksidbelegg på overflaten av platen. Dette belegget brytes av med en skalknuser og høytrykksvannspray. Platene sendes deretter gjennom en serie valser på en varmvalse og lages til tynne, smale stålstrimler kalt skelp. Denne valsen kan være så lang som en halv kilometer. Etter hvert som platene passerer gjennom valsene, blir de tynnere og lengre. I løpet av omtrent tre minutter kan en enkelt plate omdannes fra et 15,2 cm tykt stålstykke til et tynt stålbånd som kan være en kvart kilometer langt.
7. Etter strekking blir stålet beitet. Denne prosessen innebærer å kjøre det gjennom en rekke tanker som inneholder svovelsyre for å rense metallet. Til slutt skylles det med kaldt og varmt vann, tørkes og rulles deretter opp på store spoler og pakkes for transport til et rørproduksjonsanlegg. Rørproduksjon
8. Både ståltråd og barrer brukes til å lage rør. Ståltråd sveises til et rør. Det plasseres først på en avviklingsmaskin. Når stålspolen avvikles, varmes den opp. Stålet føres deretter gjennom en serie rillede valser. Når det passerer, får valsene kantene på ståltråden til å krølle seg sammen. Dette danner et usveiset rør.
9. Stålet passerer deretter sveiseelektroder. Disse enhetene forsegler de to endene av røret sammen. Den sveisede sømmen føres deretter gjennom en høytrykksvalse som bidrar til å skape en tett sveis. Røret kuttes deretter til ønsket lengde og stables for videre bearbeiding. Sveiset stålrør er en kontinuerlig prosess, og avhengig av rørets størrelse kan det lages så raskt som 335,3 m per minutt.
10. Når det er behov for sømløse rør, brukes firkantede emner til produksjon. De varmes opp og støpes til en sylinderform, også kalt en rund rør. Røret plasseres deretter i en ovn hvor det varmes opp hvitglødende. Det oppvarmede rundrøret valses deretter med stort trykk. Denne høytrykksvalsingen får emnet til å strekke seg ut og det dannes et hull i midten. Siden dette hullet har en uregelmessig formet form, skyves en kuleformet hullspiss gjennom midten av emnet mens det valses. Etter hullsettingsfasen kan røret fortsatt ha uregelmessig tykkelse og form. For å korrigere dette føres det gjennom en annen serie valseverk. Sluttbehandling
11. Etter at begge rørtypene er laget, kan de føres gjennom en rettetang. De kan også utstyres med skjøter slik at to eller flere rørstykker kan kobles sammen. Den vanligste typen skjøt for rør med mindre diametre er gjenging – tette spor som skjæres inn i enden av røret. Rørene sendes også gjennom en målemaskin. Denne informasjonen sammen med andre kvalitetskontrolldata sjabloneres automatisk på røret. Røret sprayes deretter med et tynt lag med beskyttende olje. De fleste rør behandles vanligvis for å forhindre rust. Dette gjøres ved å galvanisere det eller gi det et sinkbelegg. Avhengig av bruken av røret, kan andre malinger eller belegg brukes.
Kvalitetskontroll
En rekke tiltak iverksettes for å sikre at det ferdige stålrøret oppfyller spesifikasjonene. For eksempel brukes røntgenmålere til å regulere tykkelsen på stålet. Målerne fungerer ved å bruke to røntgenstråler. Én stråle er rettet mot et stål med kjent tykkelse. Den andre er rettet mot det passerende stålet på produksjonslinjen. Hvis det er noen avvik mellom de to strålene, vil måleren automatisk utløse en endring av størrelsen på valsene for å kompensere.
Rørene blir også inspisert for defekter på slutten av prosessen. En metode for å teste et rør er å bruke en spesiell maskin. Denne maskinen fyller røret med vann og øker deretter trykket for å se om det holder. Defekte rør returneres til skrap.