Челичне цеви су дугачке, шупље цеви које се користе у разне сврхе. Производе се двема различитим методама, што резултира или завареним или бешавним цевима. Код обе методе, сирови челик се прво лије у обрадивији почетни облик. Затим се претвара у цев истезањем челика у бешавну цев или спајањем ивица и њиховим затварањем заваром. Прве методе за производњу челичних цеви уведене су почетком 19. века и постепено су се развијале у модерне процесе које данас користимо. Сваке године се произведу милиони тона челичних цеви. Његова свестраност га чини најчешће коришћеним производом који производи челична индустрија.
Историја
Људи користе цеви хиљадама година. Можда су их први пут користили древни пољопривредници који су преусмеравали воду из потока и река на своја поља. Археолошки докази указују на то да су Кинези користили цеви од трске за транспорт воде до жељених локација још 2000. године пре нове ере. Откривене су глинене цеви које су користиле и друге древне цивилизације. Током првог века нове ере, прве оловне цеви су изграђене у Европи. У тропским земљама, бамбусове цеви су коришћене за транспорт воде. Колонијални Американци су користили дрво у сличне сврхе. Године 1652, први водовод је направљен у Бостону коришћењем шупљих балвана.
Заварена цев се формира ваљањем челичних трака кроз низ жлебљених ваљака који обликују материјал у кружни облик. Затим, незаварена цев пролази поред електрода за заваривање. Ови уређаји заптивају два краја цеви заједно.
Већ 1840. године, гвоздени радници су могли да производе бешавне цеви. У једној методи, рупа је бушена кроз чврсти метални, округли гредац. Греда је затим загрејана и провучена кроз низ матрица које су је издуживале да би се формирала цев. Ова метода је била неефикасна јер је било тешко избушити рупу у средини. То је резултирало неравном цеви где је једна страна била дебља од друге. Године 1888, побољшана метода је добила патент. У овом процесу, чврсти гредац је ливен око ватроотпорног језгра од цигле. Када се охлади, цигла је уклоњена остављајући рупу у средини. Од тада су нове технике ваљања замениле ове методе.
Дизајн
Постоје две врсте челичних цеви, једне су бешавне, а друге имају један заварени шав дуж своје дужине. Обе имају различиту намену. Бешавне цеви су обично лакше и имају тање зидове. Користе се за бицикле и транспорт течности. Шавне цеви су теже и чвршће. Имају бољу конзистенцију и обично су равније. Користе се за ствари као што су транспорт гаса, електричне цеви и водовод. Обично се користе у случајевима када цев није изложена великом степену напрезања.
Сировине
Примарна сировина у производњи цеви је челик. Челик се првенствено састоји од гвожђа. Остали метали који могу бити присутни у легури укључују алуминијум, манган, титанијум, волфрам, ванадијум и цирконијум. Неки материјали за завршну обраду се понекад користе током производње. На пример, може се користити боја.
Бешавне цеви се производе поступком којим се чврсти гредац загрева и обликује у цилиндрични облик, а затим се ваља док се не растегне и издуби. Пошто је шупљи центар неправилног облика, врх пробијача у облику метка се гура кроз средину греде док се ваља. Бешавне цеви се производе поступком којим се чврсти гредац загрева и обликује у цилиндрични облик, а затим се ваља док се не растегне и издуби. Пошто је шупљи центар неправилног облика, врх пробијача у облику метка се гура кроз средину греде док се ваља. Користи се ако је цев обложена. Типично, мала количина уља се наноси на челичне цеви на крају производне линије. Ово помаже у заштити цеви. Иако заправо није део готовог производа, сумпорна киселина се користи у једном кораку производње за чишћење цеви.
Процес производње
Челичне цеви се производе помоћу два различита процеса. Укупни метод производње за оба процеса укључује три корака. Прво, сирови челик се претвара у облик који је погоднији за обраду. Затим се цев обликује на континуираној или полуконтинуираној производној линији. На крају, цев се сече и модификује како би задовољила потребе купца. Неки произвођачи челичних цеви ће користитимашина за ласерско сечење цевина претходно сечење или издубљивање цеви ради повећања конкурентности цеви
Бешавне цеви се производе поступком којим се чврсти грејани елемент загрева и обликује у цилиндрични облик, а затим се ваља док се не растегне и издуби. Пошто је издубљени центар неправилног облика, врх пробоја у облику метка се пробија кроз средину грејаног елемента док се ваља.
Производња ингота
1. Растопљени челик се прави топљењем гвоздене руде и кокса (супстанце богате угљеником која настаје када се угаљ загрева у одсуству ваздуха) у пећи, а затим се већина угљеника уклања удувавањем кисеоника у течност. Растопљени челик се затим сипа у велике, дебелозидне гвоздене калупе, где се хлади у инготе.
2. Да би се формирали равни производи као што су плоче и лимови, или дуги производи као што су шипке и штапови, инготи се обликују између великих ваљака под огромним притиском. Производња блумова и плоча
3. Да би се произвео блум, ингот се пропушта кроз пар жлебљених челичних ваљака који су наслагани један на други. Ове врсте ваљака називају се „двоструке млинове“. У неким случајевима користе се три ваљка. Ваљци су постављени тако да се њихови жлебови поклапају и крећу се у супротним смеровима. Ова радња доводи до тога да се челик стиска и растеже у тање, дуже комаде. Када људски оператер окреће ваљке, челик се повлачи назад, чинећи га тањим и дужим. Овај процес се понавља док челик не постигне жељени облик. Током овог процеса, машине зване манипулатори окрећу челик тако да се свака страна равномерно обрађује.
4. Инготи се такође могу ваљати у плоче поступком који је сличан процесу израде блумова. Челик се пропушта кроз пар наслаганих ваљака који га истежу. Међутим, постоје и ваљци постављени са стране за контролу ширине плоча. Када челик добије жељени облик, неравни крајеви се одсецају, а плоче или блумови се секу на краће комаде. Даља обрада
5. Цветови се обично даље обрађују пре него што се од њих направе цеви. Цветови се претварају у билете тако што се пропуштају кроз више ваљаоница које их чине дужим и ужим. Билети се секу уређајима познатим као летеће маказе. То је пар синхронизованих маказа које се крећу заједно са покретним билтом и секу га. Ово омогућава ефикасно сечење без заустављања производног процеса. Ови билети се слажу и на крају ће постати бешавне цеви.
6. Плоче се такође прерађују. Да би се учиниле савитљивим, прво се загревају на 1.204°C. То доводи до стварања оксидног премаза на површини плоче. Овај премаз се ломи помоћу разбијача каменца и воденог прскања под високим притиском. Плоче се затим шаљу кроз низ ваљака на врућем млину и претварају у танке, уске траке од челика које се називају „скелп“. Овај млин може бити дугачак и до пола миље. Како плоче пролазе кроз ваљке, постају тање и дуже. У року од око три минута, једна плоча може се претворити из комада челика дебљине 15,2 цм у танку челичну траку која може бити дугачка четврт миље.
7. Након истезања, челик се декапира. Овај процес подразумева пропуштање кроз низ резервоара који садрже сумпорну киселину ради чишћења метала. На крају се испира хладном и топлом водом, суши, а затим намотава на велике калемове и пакује за транспорт до погона за производњу цеви. Производња цеви
8. И скелп и гредице се користе за израду цеви. Скелп се прерађује у заварене цеви. Прво се ставља на машину за одмотавање. Док се калем челика одмотава, он се загрева. Челик се затим пропушта кроз низ жлебљених ваљака. Док пролази, ваљци узрокују да се ивице скелпа увијају заједно. Ово формира незаварену цев.
9. Челик затим пролази поред електрода за заваривање. Ови уређаји затварају два краја цеви заједно. Заварени шав се затим пропушта кроз ваљак под високим притиском који помаже у стварању чврстог завара. Цев се затим сече на жељену дужину и слаже за даљу обраду. Заваривање челичних цеви је континуирани процес и у зависности од величине цеви, може се направити брзином од чак 335,3 м у минути.
10. Када су потребне бешавне цеви, за производњу се користе квадратни греди. Они се загревају и обликују у облик цилиндра, који се називају и округли. Округли греди се затим ставља у пећ где се загрева до белог усијања. Загрејани округли греди се затим ваља под великим притиском. Ово ваљање под високим притиском узрокује истезање гредице и формирање рупе у средини. Пошто је ова рупа неправилног облика, врх бушилице у облику метка се гура кроз средину гредице док се ваља. Након фазе бушења, цев и даље може бити неправилне дебљине и облика. Да би се ово исправило, пролази кроз још једну серију ваљаоница. Завршна обрада
11. Након што се направи било која врста цеви, оне се могу провући кроз машину за исправљање. Такође могу бити опремљене спојевима тако да се два или више комада цеви могу спојити. Најчешћи тип споја за цеви мањих пречника је навој - уски жлебови који се усецају на крају цеви. Цеви се такође шаљу кроз мерну машину. Ове информације, заједно са другим подацима о контроли квалитета, аутоматски се утискују на цев. Цев се затим прска танким слојем заштитног уља. Већина цеви се обично третира како би се спречило рђање. То се ради поцинковањем или премазивањем цинком. У зависности од употребе цеви, могу се користити и друге боје или премази.
Контрола квалитета
Предузимају се разне мере како би се осигурало да готова челична цев испуњава спецификације. На пример, рендгенски мерачи се користе за регулисање дебљине челика. Мерачи раде користећи два рендгенска зрака. Један зрак је усмерен на челик познате дебљине. Други је усмерен на челик који пролази на производној линији. Ако постоји било какво одступање између два зрака, мерач ће аутоматски покренути промену величине ваљака ради компензације.
Цеви се такође прегледају на недостатке на крају процеса. Једна од метода испитивања цеви је коришћење посебне машине. Ова машина пуни цев водом, а затим повећава притисак да би се видело да ли држи. Неисправне цеви се враћају у старо гвожђе.