Tubat e çelikut janë tuba të gjatë dhe të zbrazët që përdoren për qëllime të ndryshme. Ato prodhohen me dy metoda të dallueshme që rezultojnë në një tub të salduar ose pa qepje. Në të dyja metodat, çeliku i papërpunuar fillimisht derdhet në një formë fillestare më të punueshme. Pastaj shndërrohet në tub duke e shtrirë çelikun në një tub pa qepje ose duke i bashkuar skajet dhe duke i vulosur ato me një saldim. Metodat e para për prodhimin e tubave të çelikut u prezantuan në fillim të viteve 1800 dhe ato kanë evoluar vazhdimisht në proceset moderne që përdorim sot. Çdo vit, prodhohen miliona ton tuba çeliku. Shkathtësia e tij e bën atë produktin më të përdorur të prodhuar nga industria e çelikut.
Histori
Njerëzit kanë përdorur tuba për mijëra vjet. Ndoshta përdorimi i parë ka qenë nga bujqit e lashtë, të cilët e devijonin ujin nga përrenjtë dhe lumenjtë në fushat e tyre. Provat arkeologjike sugjerojnë se kinezët përdornin tuba kallami për transportimin e ujit në vendet e dëshiruara që në vitin 2000 para Krishtit. Janë zbuluar tuba balte që përdoreshin nga qytetërime të tjera të lashta. Gjatë shekullit të parë pas Krishtit, tubat e parë prej plumbi u ndërtuan në Evropë. Në vendet tropikale, tubat prej bambuje u përdorën për të transportuar ujin. Amerikanët kolonialë përdorën dru për një qëllim të ngjashëm. Në vitin 1652, ujësjellësi i parë u ndërtua në Boston duke përdorur trungje të zbrazëta.
Tubi i salduar formohet duke rrotulluar shirita çeliku përmes një serie rrotulluesish me kanale që e modelojnë materialin në një formë rrethore. Më pas, tubi i pasalduar kalon pranë elektrodave të saldimit. Këto pajisje i vulosin dy skajet e tubit së bashku.
Që në vitin 1840, punëtorët e hekurit mund të prodhonin tuba pa qepje. Në njërën metodë, një vrimë shpohej përmes një shufre metalike të fortë, të rrumbullakët. Shufra më pas ngrohej dhe tërhiqej përmes një serie matricash të cilat e zgjatnin atë për të formuar një tub. Kjo metodë ishte joefikase sepse ishte e vështirë të shpohej vrima në qendër. Kjo rezultoi në një tub të pabarabartë me njërën anë më të trashë se tjetra. Në vitin 1888, një metodë e përmirësuar u patentua. Në këtë proces, shufra e fortë derdhej rreth një bërthame tulle rezistente ndaj zjarrit. Kur ftohej, tulla hiqej duke lënë një vrimë në mes. Që atëherë, teknikat e reja të rrotullimit i kanë zëvendësuar këto metoda.
Dizajn
Ekzistojnë dy lloje tubash çeliku, njëri është pa qepje dhe tjetri ka një shtresë të vetme të salduar përgjatë gjatësisë së tij. Të dy kanë përdorime të ndryshme. Tubat pa qepje zakonisht janë më të lehtë dhe kanë mure më të holla. Ato përdoren për biçikleta dhe transportimin e lëngjeve. Tubat me qepje janë më të rëndë dhe më të ngurtë. Kanë një konsistencë më të mirë dhe zakonisht janë më të drejtë. Ato përdoren për gjëra të tilla si transporti i gazit, kanalizimet elektrike dhe hidraulikët. Zakonisht, ato përdoren në rastet kur tubi nuk i nënshtrohet një shkalle të lartë stresi.
Lëndë të para
Lënda e parë kryesore në prodhimin e tubave është çeliku. Çeliku përbëhet kryesisht nga hekuri. Metale të tjera që mund të jenë të pranishme në aliazh përfshijnë aluminin, manganin, titanin, tungstenin, vanadiumin dhe zirkonin. Disa materiale përfundimi përdoren ndonjëherë gjatë prodhimit. Për shembull, bojë mund të përdoret.
Tubi pa qepje prodhohet duke përdorur një proces që ngroh dhe formon një pjesë të ngurtë në një formë cilindrike dhe më pas e rrotullon atë derisa të shtrihet dhe të bëhet bosh. Meqenëse qendra e boshllëkuar ka formë të çrregullt, një majë shpuese në formë plumbi shtyhet nëpër mes të pjesës së ngurtë ndërsa ajo mbështillet. Përdoret nëse tubi është i veshur. Zakonisht, një sasi e lehtë vaji aplikohet në tubat e çelikut në fund të linjës së prodhimit. Kjo ndihmon në mbrojtjen e tubit. Ndërsa në fakt nuk është pjesë e produktit të përfunduar, acidi sulfurik përdoret në një hap prodhimi për të pastruar tubin.
Procesi i Prodhimit
Tubat e çelikut prodhohen me dy procese të ndryshme. Metoda e përgjithshme e prodhimit për të dy proceset përfshin tre hapa. Së pari, çeliku i papërpunuar shndërrohet në një formë më të punueshme. Më pas, tubi formohet në një linjë prodhimi të vazhdueshme ose gjysmë të vazhdueshme. Së fundmi, tubi pritet dhe modifikohet për të përmbushur nevojat e klientit. Disa prodhues tubash çeliku do të përdorinmakinë prerëse me lazer tubashpër prerjen ose zbrazjen e mëparshme të tubit për të rritur konkurrueshmërinë e tubave
Tubi pa qepje prodhohet duke përdorur një proces që ngroh dhe modelon një copë të ngurtë në një formë cilindrike dhe më pas e rrotullon atë derisa të shtrihet dhe të bëhet bosh. Meqenëse qendra e boshllëkut ka formë të çrregullt, një majë shpuese në formë plumbi shtyhet nëpër mes të copës së trashë ndërsa ajo rrotullohet.
Prodhimi i lingotave
1. Çeliku i shkrirë prodhohet duke shkrirë xeherorin e hekurit dhe koksin (një substancë e pasur me karbon që formohet kur qymyri nxehet në mungesë të ajrit) në një furrë, dhe më pas duke hequr pjesën më të madhe të karbonit duke hedhur oksigjen në lëng. Çeliku i shkrirë më pas derdhet në kallëpe të mëdha hekuri me mure të trasha, ku ftohet në formë lingotash.
2. Për të formuar produkte të sheshta si pllaka dhe fletë, ose produkte të gjata si shufra dhe shufra, lingotat formohen midis rulave të mëdhenj nën një presion të madh. Duke prodhuar lulëzime dhe pllaka.
3. Për të prodhuar një lulëzim, lingoti kalon nëpër një palë rula çeliku me kanale që janë të vendosura njëra mbi tjetrën. Këto lloje rulash quhen "mulli me dy lartësi". Në disa raste, përdoren tre rula. Rulat montohen në mënyrë që kanalet e tyre të përputhen dhe ato lëvizin në drejtime të kundërta. Ky veprim bën që çeliku të shtrydhet dhe të shtrihet në copa më të holla dhe më të gjata. Kur rulat përmbysen nga operatori njerëzor, çeliku tërhiqet prapa duke e bërë atë më të hollë dhe më të gjatë. Ky proces përsëritet derisa çeliku të arrijë formën e dëshiruar. Gjatë këtij procesi, makinat e quajtura manipulatorë e kthejnë çelikun në mënyrë që secila anë të përpunohet në mënyrë të barabartë.
4. Lingotat mund të mbështillen edhe në pllaka në një proces të ngjashëm me procesin e krijimit të lulëzimit. Çeliku kalon nëpër një palë rulësh të vendosur mbi njëra-tjetrën të cilët e shtrijnë atë. Megjithatë, ka edhe rul të montuar anash për të kontrolluar gjerësinë e pllakave. Kur çeliku merr formën e dëshiruar, skajet e pabarabarta priten dhe pllakat ose lulëzimi priten në copa më të shkurtra. Përpunim i mëtejshëm
5. Tubat zakonisht përpunohen më tej përpara se të shndërrohen në tuba. Tubat shndërrohen në shufra duke i kaluar nëpër më shumë pajisje rrotulluese të cilat i bëjnë ato më të gjata dhe më të ngushta. Shufrat priten nga pajisje të njohura si gërshërë fluturuese. Këto janë një palë gërshërë të sinkronizuara që lëvizin së bashku me shufrën në lëvizje dhe e presin atë. Kjo lejon prerje efikase pa ndaluar procesin e prodhimit. Këto shufra vendosen mbi njëra-tjetrën dhe përfundimisht do të shndërrohen në tuba pa qepje.
6. Pllakat ripërpunohen gjithashtu. Për t'i bërë të lakueshme, ato së pari nxehen në 2,200° F (1,204° C). Kjo shkakton formimin e një shtrese oksidi në sipërfaqen e pllakës. Kjo shtresë thyhet me një copëzues dhe spërkatje me ujë me presion të lartë. Pllakat më pas kalojnë nëpër një seri rulësh në një mulli të nxehtë dhe shndërrohen në shirita të hollë çeliku të quajtur skelet. Kjo mulli mund të jetë deri në gjysmë milje e gjatë. Ndërsa pllakat kalojnë nëpër rul, ato bëhen më të holla dhe më të gjata. Brenda rreth tre minutash, një pllakë e vetme mund të shndërrohet nga një copë çeliku me trashësi 6 inç (15.2 cm) në një shirit të hollë çeliku që mund të jetë një çerek milje e gjatë.
7. Pas shtrirjes, çeliku bëhet i marinuar. Ky proces përfshin kalimin e tij nëpër një seri rezervuarësh që përmbajnë acid sulfurik për të pastruar metalin. Për të përfunduar, ai shpëlahet me ujë të ftohtë dhe të nxehtë, thahet dhe më pas mbështillet në bobina të mëdha dhe paketohet për transport në një fabrikë prodhimi tubash. Prodhimi i tubave
8. Si skeleti ashtu edhe shufrat metalike përdoren për të bërë tuba. Skeleti shndërrohet në tub të salduar. Së pari vendoset në një makinë shpalosëse. Ndërsa bobina e çelikut shpaloset, ajo nxehet. Çeliku më pas kalon nëpër një seri rulësh me kanale. Ndërsa kalon, rulët bëjnë që skajet e skeletit të përkulen së bashku. Kjo formon një tub të pa salduar.
9. Çeliku kalon më pas nëpër elektroda saldimi. Këto pajisje i vulosin dy skajet e tubit së bashku. Vula e salduar më pas kalohet nëpër një rul me presion të lartë i cili ndihmon në krijimin e një saldimi të ngushtë. Tubi më pas pritet në gjatësinë e dëshiruar dhe grumbullohet për përpunim të mëtejshëm. Tubi i çelikut i salduar është një proces i vazhdueshëm dhe në varësi të madhësisë së tubit, mund të prodhohet me shpejtësi deri në 1,100 ft (335.3 m) në minutë.
10. Kur nevojiten tuba pa qepje, për prodhim përdoren shufra katrore. Ato nxehen dhe modelohen për të formuar një formë cilindri, të quajtur edhe rrumbullak. Më pas, shufra futet në një furrë ku nxehet shumë. Shufra e nxehtë rrotullohet me presion të madh. Ky rrotullim me presion të lartë bën që shufra të shtrihet dhe të formohet një vrimë në qendër. Meqenëse kjo vrimë ka formë të çrregullt, një majë shpuese në formë plumbi shtyhet nëpër mes të shufrës ndërsa ajo rrotullohet. Pas fazës së shpimit, tubi mund të jetë ende me trashësi dhe formë të çrregullt. Për ta korrigjuar këtë, ai kalohet nëpër një seri tjetër mullinjsh rrotullimi. Përpunimi përfundimtar
11. Pasi të jetë prodhuar secili lloj tubi, ai mund të kalojë nëpër një makinë drejtimi. Ai gjithashtu mund të pajiset me nyje në mënyrë që të mund të lidhen dy ose më shumë pjesë tubi. Lloji më i zakonshëm i nyjes për tubat me diametër më të vogël është filetimi - kanale të ngushta që priten në fund të tubit. Tubat gjithashtu dërgohen nëpër një makinë matëse. Ky informacion, së bashku me të dhëna të tjera të kontrollit të cilësisë, skalitet automatikisht në tub. Tubi më pas spërkatet me një shtresë të lehtë vaji mbrojtës. Shumica e tubave zakonisht trajtohen për të parandaluar ndryshkjen e tij. Kjo bëhet duke e galvanizuar ose duke i veshur me një shtresë zinku. Në varësi të përdorimit të tubit, mund të përdoren ngjyra ose veshje të tjera.
Kontrolli i Cilësisë
Merren një sërë masash për të siguruar që tubi i çelikut i përfunduar përmbush specifikimet. Për shembull, matësat me rreze X përdoren për të rregulluar trashësinë e çelikut. Matësit funksionojnë duke përdorur dy rreze X. Njëra rreze drejtohet në një çelik me trashësi të njohur. Tjetra drejtohet në çelikun që kalon në linjën e prodhimit. Nëse ka ndonjë ndryshim midis dy rrezeve, matësi automatikisht do të shkaktojë një ndryshim në madhësinë e rulave për të kompensuar.
Tubat inspektohen gjithashtu për defekte në fund të procesit. Një metodë për testimin e një tubi është përdorimi i një makine të posaçme. Kjo makinë e mbush tubin me ujë dhe më pas rrit presionin për të parë nëse ai qëndron. Tubat me defekt kthehen për skrap.