Țevile de oțel sunt tuburi lungi și goale, utilizate în diverse scopuri. Sunt produse prin două metode distincte, care au ca rezultat fie o țeavă sudată, fie una fără sudură. În ambele metode, oțelul brut este mai întâi turnat într-o formă inițială mai ușor de prelucrat. Apoi este transformat într-o țeavă prin întinderea oțelului într-un tub fără sudură sau prin forțarea marginilor împreună și sigilarea lor cu o sudură. Primele metode de producere a țevilor de oțel au fost introduse la începutul anilor 1800 și au evoluat constant în procesele moderne pe care le folosim astăzi. În fiecare an, se produc milioane de tone de țevi de oțel. Versatilitatea sa o face cel mai des utilizat produs realizat de industria siderurgică.
Istorie
Oamenii au folosit țevi timp de mii de ani. Probabil că prima utilizare a fost de către agricultorii din antichitate, care deviau apa din pâraie și râuri către câmpurile lor. Dovezile arheologice sugerează că chinezii foloseau țevi din stuf pentru transportul apei în locații dorite încă din anul 2000 î.Hr. Au fost descoperite tuburi de lut folosite de alte civilizații antice. În secolul I d.Hr., primele țevi de plumb au fost construite în Europa. În țările tropicale, tuburile de bambus erau folosite pentru transportul apei. Americanii coloniali foloseau lemnul într-un scop similar. În 1652, prima instalație de apă a fost construită la Boston folosind bușteni goi.
Țeava sudată este formată prin laminarea benzilor de oțel printr-o serie de role canelate care modelează materialul într-o formă circulară. Apoi, țeava nesudată trece pe lângă electrozi de sudură. Aceste dispozitive etanșează cele două capete ale țevii împreună.
Încă din 1840, fierarii puteau produce deja tuburi fără sudură. Într-o metodă, se gălea o gaură printr-o țaglă rotundă, solidă, din metal. Țagla era apoi încălzită și trasă printr-o serie de matrițe care o alungeau pentru a forma o țeavă. Această metodă era ineficientă deoarece era dificil să se găurească gaura în centru. Acest lucru a dus la o țeavă neuniformă, cu o parte mai groasă decât cealaltă. În 1888, o metodă îmbunătățită a fost brevetată. În acest proces, țagla solidă era turnată în jurul unui miez de cărămidă ignifugă. După răcire, cărămida era îndepărtată, lăsând o gaură în mijloc. De atunci, noi tehnici de prelucrare cu role au înlocuit aceste metode.
Proiecta
Există două tipuri de țevi de oțel, una este fără sudură, iar cealaltă are o singură sudură pe lungime. Ambele au utilizări diferite. Tuburile fără sudură sunt de obicei mai ușoare și au pereți mai subțiri. Sunt utilizate pentru biciclete și transportul lichidelor. Tuburile cu sudură sunt mai grele și mai rigide. Au o consistență mai bună și sunt de obicei mai drepte. Sunt utilizate pentru lucruri precum transportul de gaze, conducte electrice și instalații sanitare. De obicei, sunt utilizate în cazurile în care țeava nu este supusă unui grad ridicat de solicitare.
Materii prime
Principala materie primă în producția de țevi este oțelul. Oțelul este alcătuit în principal din fier. Alte metale care pot fi prezente în aliaj includ aluminiu, mangan, titan, tungsten, vanadiu și zirconiu. Uneori, în timpul producției se folosesc materiale de finisare. De exemplu, vopseaua poate fi...
Țeava fără sudură este fabricată folosind un proces care încălzește și modelează o țaglă solidă într-o formă cilindrică, apoi o rulează până când este întinsă și golită. Deoarece centrul golit are o formă neregulată, un vârf de perforare în formă de glonț este împins prin mijlocul țaglei în timp ce aceasta este laminată. Țeava fără sudură este fabricată folosind un proces care încălzește și modelează o țaglă solidă într-o formă cilindrică, apoi o rulează până când este întinsă și golită. Deoarece centrul golit are o formă neregulată, un vârf de perforare în formă de glonț este împins prin mijlocul țaglei în timp ce aceasta este laminată. Se utilizează dacă țeava este acoperită. De obicei, o cantitate ușoară de ulei este aplicată pe țevile de oțel la capătul liniei de producție. Acest lucru ajută la protejarea țevii. Deși nu face parte din produsul finit, acidul sulfuric este utilizat într-o singură etapă de fabricație pentru a curăța țeava.
Procesul de fabricație
Țevile de oțel sunt fabricate prin două procese diferite. Metoda generală de producție pentru ambele procese implică trei etape. Mai întâi, oțelul brut este transformat într-o formă mai prelucrabilă. Apoi, țeava este formată pe o linie de producție continuă sau semicontinuă. În cele din urmă, țeava este tăiată și modificată pentru a satisface nevoile clientului. Unele companii producătoare de țevi de oțel vor utiliza...mașină de tăiat cu laser pentru tuburităierea sau scobirea anterioară a tubului pentru a crește competitivitatea tuburilor
Țeava fără sudură este fabricată folosind un proces care încălzește și modelează o țaglă solidă într-o formă cilindrică, apoi o laminează până când este întinsă și scobită. Deoarece centrul scobit are o formă neregulată, un vârf perforator în formă de glonț este împins prin mijlocul țaglei pe măsură ce aceasta este laminată.
Producția de lingouri
1. Oțelul topit se obține prin topirea minereului de fier și a cocsului (o substanță bogată în carbon care rezultă atunci când cărbunele este încălzit în absența aerului) într-un cuptor, apoi îndepărtarea majorității carbonului prin injectarea de oxigen în lichid. Oțelul topit este apoi turnat în forme mari de fier cu pereți groși, unde se răcește în lingouri.
2. Pentru a forma produse plate, cum ar fi plăci și foi, sau produse lungi, cum ar fi bare și tije, lingourile sunt modelate între role mari sub o presiune enormă. Producând blumi și brame
3. Pentru a produce o bloom, lingoul este trecut printr-o pereche de role de oțel canelate care sunt suprapuse. Aceste tipuri de role sunt numite „moră cu două înălțimi”. În unele cazuri, se folosesc trei role. Rolele sunt montate astfel încât canelurile lor să coincidă și se mișcă în direcții opuse. Această acțiune face ca oțelul să fie comprimat și întins în bucăți mai subțiri și mai lungi. Când rolele sunt inversate de către operatorul uman, oțelul este tras înapoi, devenind mai subțire și mai lung. Acest proces se repetă până când oțelul capătă forma dorită. În timpul acestui proces, niște mașini numite manipulatoare întorc oțelul astfel încât fiecare parte să fie prelucrată uniform.
4. Lingourile pot fi, de asemenea, laminate în plăci într-un proces similar cu procesul de fabricare a blumurilor. Oțelul este trecut printr-o pereche de role suprapuse care îl întind. Cu toate acestea, există și role montate pe lateral pentru a controla lățimea plăcilor. Când oțelul capătă forma dorită, capetele neuniforme sunt tăiate, iar plăcile sau blumurile sunt tăiate în bucăți mai scurte. Prelucrare ulterioară
5. Bloom-urile sunt de obicei prelucrate suplimentar înainte de a fi transformate în țevi. Bloom-urile sunt transformate în țagle prin trecerea lor prin mai multe dispozitive de rulare, care le fac mai lungi și mai înguste. Țaglele sunt tăiate cu dispozitive cunoscute sub numele de foarfece volante. Acestea sunt o pereche de foarfece sincronizate care se deplasează odată cu țagla în mișcare și o taie. Acest lucru permite tăieri eficiente fără a opri procesul de fabricație. Aceste țagle sunt stivuite și vor deveni în cele din urmă țevi fără sudură.
6. Plăcile sunt, de asemenea, prelucrate. Pentru a le face maleabile, acestea sunt mai întâi încălzite la 1.204° C (2.200° F). Acest lucru determină formarea unui strat de oxid pe suprafața plăcii. Acest strat este îndepărtat cu un detartrator și pulverizare cu apă la presiune înaltă. Plăcile sunt apoi trecute printr-o serie de role pe o moară fierbinte și transformate în fâșii subțiri și înguste de oțel numite skelp. Această moară poate avea o lungime de până la o jumătate de milă. Pe măsură ce plăcile trec prin role, acestea devin mai subțiri și mai lungi. În decurs de aproximativ trei minute, o singură placă poate fi transformată dintr-o bucată de oțel cu grosimea de 15,2 cm (6 in) într-o panglică subțire de oțel care poate avea o lungime de un sfert de milă.
7. După întindere, oțelul este decapat. Acest proces implică trecerea acestuia printr-o serie de rezervoare care conțin acid sulfuric pentru a curăța metalul. În final, este clătit cu apă rece și caldă, uscat și apoi rulat pe bobine mari și ambalat pentru transport către o fabrică de țevi. Fabricarea țevilor
8. Atât oțelul sudat, cât și țaglele sunt folosite pentru fabricarea țevilor. Oțelul sudat este transformat în țeavă. Mai întâi este plasat pe o mașină de derulat. Pe măsură ce bobina de oțel este derulată, aceasta este încălzită. Oțelul este apoi trecut printr-o serie de role canelate. Pe măsură ce trece, rolele fac ca marginile oțelului să se onduleze împreună. Aceasta formează o țeavă nesudată.
9. Oțelul trece apoi prin electrozii de sudură. Aceste dispozitive etanșează cele două capete ale țevii. Îmbinarea sudată este apoi trecută printr-o rolă de înaltă presiune, care ajută la crearea unei suduri strânse. Țeava este apoi tăiată la lungimea dorită și stivuită pentru prelucrare ulterioară. Țeava de oțel sudată este un proces continuu și, în funcție de dimensiunea țevii, poate fi produsă cu o viteză de până la 335,3 m pe minut.
10. Când sunt necesare țevi fără sudură, se utilizează pentru producție țagle pătrate. Acestea sunt încălzite și turnate pentru a forma o formă cilindrică, numită și țaglă rotundă. Tagla rotundă este apoi introdusă într-un cuptor unde este încălzită până la foc mare. Tagla rotundă încălzită este apoi laminată cu presiune mare. Această laminare la presiune mare face ca țagla să se întindă și să se formeze o gaură în centru. Deoarece această gaură are o formă neregulată, un vârf de perforare în formă de glonț este împins prin mijlocul țaglei în timp ce aceasta este laminată. După etapa de perforare, țeava poate avea încă o grosime și o formă neregulate. Pentru a corecta acest lucru, este trecută printr-o altă serie de laminoare. Prelucrare finală
11. După fabricarea oricărui tip de țeavă, aceasta poate fi trecută printr-o mașină de îndreptat. De asemenea, pot fi prevăzute cu îmbinări, astfel încât să poată fi conectate două sau mai multe bucăți de țeavă. Cel mai comun tip de îmbinare pentru țevile cu diametre mai mici este filetarea - caneluri strânse care sunt tăiate în capătul țevii. Țevile sunt, de asemenea, trecute printr-o mașină de măsurat. Aceste informații, împreună cu alte date de control al calității, sunt imprimate automat pe țeavă. Țeava este apoi pulverizată cu un strat subțire de ulei protector. Majoritatea țevilor sunt de obicei tratate pentru a preveni ruginirea. Acest lucru se face prin galvanizare sau prin aplicarea unui strat de zinc. În funcție de utilizarea țevii, se pot utiliza alte vopsele sau acoperiri.
Controlul calității
O varietate de măsuri sunt luate pentru a se asigura că țeava de oțel finită îndeplinește specificațiile. De exemplu, se utilizează calibre cu raze X pentru a regla grosimea oțelului. Calibrele funcționează utilizând două raze X. O rază este îndreptată către un oțel cu grosime cunoscută. Cealaltă este îndreptată către oțelul care trece pe linia de producție. Dacă există vreo variație între cele două raze, calibrele vor declanșa automat o redimensionare a rolelor pentru a compensa.
Țevile sunt, de asemenea, inspectate pentru defecte la sfârșitul procesului. O metodă de testare a unei țevi este utilizarea unei mașini speciale. Această mașină umple țeava cu apă și apoi crește presiunea pentru a vedea dacă rezistă. Țevile defecte sunt returnate pentru fier vechi.