Mabomba ya chuma ni mirija mirefu, yenye mashimo ambayo hutumika kwa madhumuni mbalimbali. Huzalishwa kwa njia mbili tofauti ambazo husababisha bomba lililounganishwa au lisilo na mshono. Katika njia zote mbili, chuma mbichi kwanza hutupwa katika umbo la kuanzia linaloweza kufanya kazi zaidi. Kisha hutengenezwa kuwa bomba kwa kunyoosha chuma hadi kwenye bomba lisilo na mshono au kulazimisha kingo pamoja na kuzifunga kwa kulehemu. Njia za kwanza za kutengeneza bomba la chuma zilianzishwa mwanzoni mwa miaka ya 1800, na zimebadilika polepole na kuwa michakato ya kisasa tunayotumia leo. Kila mwaka, mamilioni ya tani za bomba la chuma huzalishwa. Utofauti wake hufanya iwe bidhaa inayotumika sana inayozalishwa na tasnia ya chuma.
Historia
Watu wametumia mabomba kwa maelfu ya miaka. Labda matumizi ya kwanza yalikuwa ya wakulima wa kale ambao walielekeza maji kutoka kwenye vijito na mito kwenye mashamba yao. Ushahidi wa akiolojia unaonyesha kwamba Wachina walitumia bomba la mwanzi kwa kusafirisha maji hadi maeneo yaliyohitajika mapema kama 2000 KK. Mirija ya udongo ambayo ilitumiwa na ustaarabu mwingine wa kale imegunduliwa. Wakati wa karne ya kwanza BK, mabomba ya kwanza ya risasi yalijengwa Ulaya. Katika nchi za kitropiki, mirija ya mianzi ilitumika kusafirisha maji. Wakoloni Wamarekani walitumia mbao kwa kusudi kama hilo. Mnamo 1652, vituo vya kwanza vya maji vilitengenezwa huko Boston kwa kutumia magogo yenye mashimo.
Bomba lenye kulehemu huundwa kwa kuviringisha vipande vya chuma kupitia mfululizo wa roli zenye miiba ambazo huumba nyenzo hiyo kuwa umbo la duara. Kisha, bomba lisilolehemu hupita kwa elektrodi za kulehemu. Vifaa hivi hufunga ncha mbili za bomba pamoja.
Mapema mwaka wa 1840, wafanyakazi wa chuma wangeweza tayari kutengeneza mirija isiyo na mshono. Katika njia moja, shimo lilitobolewa kupitia sehemu ya chuma ngumu, yenye mviringo. Sehemu ya chuma kisha ilipashwa moto na kuvutwa kupitia mfululizo wa vyuma vilivyoirefusha ili kuunda bomba. Njia hii haikuwa na ufanisi kwa sababu ilikuwa vigumu kutoboa shimo katikati. Hii ilisababisha bomba lisilo sawa huku upande mmoja ukiwa mzito kuliko mwingine. Mnamo 1888, njia iliyoboreshwa ilipewa hati miliki. Katika mchakato huu sehemu ya chuma ngumu ilitupwa kuzunguka kiini cha matofali kisichoshika moto. Ilipopozwa, matofali yaliondolewa na kuacha shimo katikati. Tangu wakati huo mbinu mpya za roller zimechukua nafasi ya njia hizi.
Ubunifu
Kuna aina mbili za bomba la chuma, moja haina mshono na nyingine ina mshono mmoja uliounganishwa kwa urefu wake. Zote zina matumizi tofauti. Mirija isiyo na mshono kwa kawaida huwa na uzito mwepesi zaidi, na ina kuta nyembamba. Hutumika kwa baiskeli na kusafirisha vimiminika. Mirija iliyoshonwa ni nzito na imara zaidi. Ina uthabiti bora na kwa kawaida huwa imenyooka zaidi. Hutumika kwa vitu kama vile usafirishaji wa gesi, mfereji wa umeme na mabomba. Kwa kawaida, hutumika katika hali ambapo bomba halijawekwa chini ya kiwango cha juu cha mkazo.
Malighafi
Malighafi kuu katika uzalishaji wa mabomba ni chuma. Chuma hutengenezwa kwa chuma hasa. Metali zingine ambazo zinaweza kuwepo katika aloi ni pamoja na alumini, manganese, titani, tungsten, vanadium, na zirconium. Baadhi ya vifaa vya kumalizia wakati mwingine hutumiwa wakati wa uzalishaji. Kwa mfano, rangi inaweza kuwa.
Bomba lisilo na mshono hutengenezwa kwa kutumia mchakato unaopasha joto na kufinyanga sehemu ngumu ya chuma kuwa umbo la silinda na kisha kuizungusha hadi inyooshwe na kufunikwa. Kwa kuwa katikati yenye mashimo haina umbo la kawaida, sehemu ya kutoboa yenye umbo la risasi husukumwa katikati ya sehemu ya chuma inapozungushwa. Bomba lisilo na mshono hutengenezwa kwa kutumia mchakato unaopasha joto na kufinyanga sehemu ngumu ya chuma kuwa umbo la silinda na kisha kuizungusha hadi inyooshwe na kufunikwa. Kwa kuwa katikati yenye mashimo haina umbo la kawaida, sehemu ya kutoboa yenye umbo la risasi husukumwa katikati ya sehemu ya chuma inapozungushwa. Kwa kawaida, kiasi kidogo cha mafuta hutumika kwenye mabomba ya chuma mwishoni mwa mstari wa uzalishaji. Hii husaidia kulinda bomba. Ingawa si sehemu ya bidhaa iliyomalizika, asidi ya sulfuriki hutumika katika hatua moja ya utengenezaji kusafisha bomba.
Mchakato wa Utengenezaji
Mabomba ya chuma hutengenezwa kwa michakato miwili tofauti. Mbinu ya jumla ya uzalishaji kwa michakato yote miwili inahusisha hatua tatu. Kwanza, chuma mbichi hubadilishwa kuwa umbo linaloweza kufanya kazi zaidi. Kisha, bomba huundwa kwenye mstari wa uzalishaji unaoendelea au nusu unaoendelea. Hatimaye, bomba hukatwa na kurekebishwa ili kukidhi mahitaji ya mteja. Baadhi ya watengenezaji wa mabomba ya chuma watatumiamashine ya kukata kwa leza ya bombakukata au kung'oa mashimo kwenye bomba hapo awali ili kuongeza ushindani wa mirija
Bomba lisilo na mshono hutengenezwa kwa kutumia mchakato unaopasha joto na kuumba sehemu ngumu ya mbele kuwa umbo la silinda na kisha kuizungusha hadi inyooshwe na kufunikwa na mashimo. Kwa kuwa sehemu ya katikati yenye mashimo haina umbo la kawaida, sehemu ya kutoboa yenye umbo la risasi husukumwa katikati ya sehemu ya mbele inapozungushwa.
Uzalishaji wa Ingot
1. Chuma kilichoyeyushwa hutengenezwa kwa kuyeyusha madini ya chuma na koke (dutu yenye kaboni nyingi ambayo hutokea wakati makaa ya mawe yanapopashwa moto bila hewa) katika tanuru, kisha kuondoa kaboni nyingi kwa kulipua oksijeni kwenye kioevu. Chuma kilichoyeyushwa humiminwa kwenye ukungu mkubwa wa chuma wenye kuta nene, ambapo hupoa na kuwa ingots.
2. Ili kutengeneza bidhaa tambarare kama vile sahani na shuka, au bidhaa ndefu kama vile baa na fimbo, ingots huumbwa kati ya roller kubwa chini ya shinikizo kubwa. Hutoa maua na slabs
3. Ili kutoa maua, ingot hupitishwa kupitia jozi ya roli za chuma zenye miiba ambazo zimerundikwa. Aina hizi za roli huitwa "vinu vya urefu wa mbili." Katika baadhi ya matukio, roli tatu hutumiwa. Roli huwekwa ili miiba yao ilingane, na husogea pande tofauti. Kitendo hiki husababisha chuma kubanwa na kunyooshwa kuwa vipande vyembamba na virefu. Roli zinapogeuzwa na mwendeshaji wa binadamu, chuma huvutwa nyuma kupitia na kuifanya iwe nyembamba na ndefu zaidi. Mchakato huu hurudiwa hadi chuma kifikie umbo linalohitajika. Wakati wa mchakato huu, mashine zinazoitwa manipulators hugeuza chuma ili kila upande uchakatwe sawasawa.
4. Ingoti zinaweza pia kuviringishwa kwenye slabs katika mchakato unaofanana na mchakato wa kutengeneza maua. Chuma hupitishwa kupitia jozi ya roller zilizorundikwa ambazo huinyoosha. Hata hivyo, pia kuna roller zilizowekwa kando ili kudhibiti upana wa slabs. Chuma kinapopata umbo linalohitajika, ncha zisizo sawa hukatwa na slabs au maua hukatwa vipande vifupi. Usindikaji zaidi
5. Maua kwa kawaida husindikwa zaidi kabla ya kutengenezwa kuwa mabomba. Maua hubadilishwa kuwa vipande vya maua kwa kuyapitisha kwenye vifaa vya kuviringisha zaidi ambavyo huyafanya yawe marefu na membamba zaidi. Vipande vya maua hukatwa na vifaa vinavyojulikana kama vipande vya kuruka. Hizi ni jozi ya vipande vya maua vilivyosawazishwa vinavyoendana pamoja na vipande vya maua vinavyosogea na kuvikata. Hii inaruhusu kukatwa kwa ufanisi bila kusimamisha mchakato wa utengenezaji. Vipande hivi vya maua hupangwa kwa mirundikano na hatimaye vitakuwa bomba lisilo na mshono.
6. Vipande pia hufanyiwa kazi upya. Ili kuvifanya viweze kunyumbulika, kwanza hupashwa moto hadi 2,200° F (1,204° C). Hii husababisha mipako ya oksidi kuunda juu ya uso wa slab. Mipako hii huvunjwa kwa kutumia kivunja mizani na dawa ya maji yenye shinikizo kubwa. Vipande hivyo hutumwa kupitia mfululizo wa roli kwenye kinu cha moto na kutengenezwa vipande vyembamba vya chuma vinavyoitwa skelp. Kinu hiki kinaweza kuwa na urefu wa nusu maili. Vipande hivyo vinapopita kwenye roli, huwa nyembamba na ndefu zaidi. Katika muda wa kama dakika tatu, kipande kimoja cha chuma kinaweza kubadilishwa kutoka kipande cha chuma chenye unene wa inchi 6 (15.2 cm) hadi utepe mwembamba wa chuma ambao unaweza kuwa na urefu wa robo maili.
7. Baada ya kunyoosha, chuma huchujwa. Mchakato huu unahusisha kukipitisha kwenye matangi kadhaa yenye asidi ya sulfuriki ili kusafisha chuma. Ili kumalizia, huoshwa kwa maji baridi na ya moto, hukaushwa na kisha kukunjwa kwenye vijiko vikubwa na kufungwa kwa ajili ya kusafirishwa hadi kituo cha kutengeneza mabomba. Utengenezaji wa mabomba
8. Vipande vya chuma na vipande vya chuma vyote hutumika kutengeneza mabomba. Vipande vya chuma hutengenezwa kuwa bomba la kulehemu. Kwanza huwekwa kwenye mashine ya kufungua. Kijiko cha chuma kinapopasuka, hupashwa joto. Chuma hupitishwa kupitia mfululizo wa roli zenye miiba. Kadri inavyopita, roli husababisha kingo za vipande vya chuma kujikunja pamoja. Hii huunda bomba lisilo na kulehemu.
9. Chuma hupita kwa elektrodi za kulehemu. Vifaa hivi hufunga ncha mbili za bomba pamoja. Mshono uliounganishwa hupitishwa kupitia roli ya shinikizo kubwa ambayo husaidia kuunda kulehemu ngumu. Kisha bomba hukatwa kwa urefu unaohitajika na kuwekwa kwa ajili ya usindikaji zaidi. Bomba la chuma lililounganishwa ni mchakato unaoendelea na kulingana na ukubwa wa bomba, linaweza kutengenezwa kwa kasi ya hadi futi 1,100 (mita 335.3) kwa dakika.
10. Wakati bomba lisilo na mshono linapohitajika, vipande vya mraba hutumiwa kwa ajili ya uzalishaji. Hupashwa moto na kuumbwa ili kuunda umbo la silinda, ambalo pia huitwa duara. Kisha duara huwekwa kwenye tanuru ambapo hupashwa moto mweupe-moto. Duara lililopashwa moto huviringishwa kwa shinikizo kubwa. Kuviringisha huku kwa shinikizo kubwa husababisha vipande vya chuma kunyoosha na shimo kuunda katikati. Kwa kuwa shimo hili halina umbo la kawaida, sehemu ya kutoboa yenye umbo la risasi husukumwa katikati ya vipande vya chuma inapoviringishwa. Baada ya hatua ya kutoboa, bomba linaweza bado kuwa na unene na umbo lisilo la kawaida. Ili kurekebisha hili hupitishwa kupitia mfululizo mwingine wa vinu vya kuviringisha. Usindikaji wa mwisho
11. Baada ya aina yoyote ya bomba kutengenezwa, zinaweza kupitishwa kwenye mashine ya kunyoosha. Pia zinaweza kuwekwa viungo ili vipande viwili au zaidi vya bomba viweze kuunganishwa. Aina ya kiungo cha kawaida kwa mabomba yenye kipenyo kidogo ni kuunganisha nyuzi—mipako migumu ambayo hukatwa kwenye ncha ya bomba. Mabomba pia hutumwa kupitia mashine ya kupimia. Taarifa hii pamoja na data nyingine ya udhibiti wa ubora huwekwa stensile kiotomatiki kwenye bomba. Kisha bomba hunyunyiziwa mipako nyepesi ya mafuta ya kinga. Mabomba mengi kwa kawaida hutibiwa ili kuizuia kutu. Hii hufanywa kwa kuipiga galvani au kuipa mipako ya zinki. Kulingana na matumizi ya bomba, rangi au mipako mingine inaweza kutumika.
Udhibiti wa Ubora
Hatua mbalimbali huchukuliwa ili kuhakikisha kwamba bomba la chuma lililokamilika linakidhi vipimo. Kwa mfano, vipimo vya eksirei hutumika kudhibiti unene wa chuma. Vipimo hufanya kazi kwa kutumia miale miwili ya eksirei. Mwale mmoja huelekezwa kwenye chuma chenye unene unaojulikana. Nyingine huelekezwa kwenye chuma kinachopita kwenye mstari wa uzalishaji. Ikiwa kuna tofauti yoyote kati ya miale hiyo miwili, kipimo kitasababisha kiotomatiki urekebishaji wa ukubwa wa roli ili kufidia.
Mabomba pia hukaguliwa kwa kasoro mwishoni mwa mchakato. Njia moja ya kupima bomba ni kwa kutumia mashine maalum. Mashine hii hujaza bomba kwa maji na kisha huongeza shinikizo ili kuona kama linashikilia. Mabomba yenye kasoro hurejeshwa kwa ajili ya chakavu.