Ang mga tubo na bakal ay mahahabang guwang na tubo na ginagamit para sa iba't ibang layunin. Ginagawa ang mga ito sa pamamagitan ng dalawang magkaibang pamamaraan na nagreresulta sa alinman sa isang hinang o walang tahi na tubo. Sa parehong pamamaraan, ang hilaw na bakal ay unang inihahagis sa isang mas madaling gamiting panimulang anyo. Pagkatapos ay ginagawa itong isang tubo sa pamamagitan ng pag-unat ng bakal palabas sa isang walang tahi na tubo o pagdidikit ng mga gilid at pagtatakan ng mga ito gamit ang isang hinang. Ang mga unang pamamaraan para sa paggawa ng tubo na bakal ay ipinakilala noong unang bahagi ng 1800s, at patuloy itong umunlad sa mga modernong prosesong ginagamit natin ngayon. Bawat taon, milyun-milyong tonelada ng tubo na bakal ang nalilikha. Ang kakayahang magamit nito ay ginagawa itong pinakamadalas gamiting produktong ginagawa ng industriya ng bakal.
Kasaysayan
Gumamit na ang mga tao ng mga tubo sa loob ng libu-libong taon. Marahil ang unang gamit ay ng mga sinaunang magsasaka na naglilipat ng tubig mula sa mga sapa at ilog patungo sa kanilang mga bukid. Ipinahihiwatig ng ebidensiyang arkeolohiko na ginamit ng mga Tsino ang tubo na tambo para sa pagdadala ng tubig patungo sa mga nais na lokasyon noon pang 2000 BC. Natuklasan ang mga tubo na luwad na ginamit ng iba pang mga sinaunang kabihasnan. Noong unang siglo AD, ang mga unang tubo na tingga ay ginawa sa Europa. Sa mga tropikal na bansa, ang mga tubo na kawayan ay ginamit upang magdala ng tubig. Gumamit ang mga kolonyal na Amerikano ng kahoy para sa katulad na layunin. Noong 1652, ang mga unang daluyan ng tubig ay ginawa sa Boston gamit ang mga guwang na troso.
Ang hinang na tubo ay nabubuo sa pamamagitan ng paggulong ng mga piraso ng bakal sa pamamagitan ng isang serye ng mga ukit na roller na humuhubog sa materyal sa isang pabilog na hugis. Susunod, ang hindi hinang na tubo ay dumadaan sa mga welding electrode. Pinagsasama ng mga aparatong ito ang dalawang dulo ng tubo.
Noon pa mang 1840, ang mga manggagawa sa bakal ay nakakagawa na ng mga tubong walang dugtong. Sa isang pamamaraan, isang butas ang binubutasan sa isang solidong metal, bilog na billet. Ang billet ay iniinit at hinihila sa pamamagitan ng isang serye ng mga die na nagpapahaba nito upang bumuo ng isang tubo. Ang pamamaraang ito ay hindi episyente dahil mahirap ibutas ang butas sa gitna. Nagresulta ito sa isang hindi pantay na tubo kung saan ang isang gilid ay mas makapal kaysa sa kabila. Noong 1888, isang pinahusay na pamamaraan ang ginawaran ng isang patent. Sa prosesong ito, ang solidong billet ay hinulma sa paligid ng isang fireproof brick core. Nang lumamig na ito, ang ladrilyo ay tinatanggal na nag-iiwan ng butas sa gitna. Simula noon, pinalitan ng mga bagong pamamaraan ng roller ang mga pamamaraang ito.
Disenyo
May dalawang uri ng tubo na bakal, ang isa ay walang tahi at ang isa ay may iisang hinang na tahi sa haba nito. Pareho silang may magkaibang gamit. Ang mga walang tahi na tubo ay karaniwang mas magaan at may mas manipis na mga dingding. Ginagamit ang mga ito para sa mga bisikleta at pagdadala ng mga likido. Ang mga may tahi na tubo ay mas mabigat at mas matibay. Mas maayos ang pagkakagawa ng mga ito at karaniwang mas tuwid. Ginagamit ang mga ito para sa mga bagay tulad ng transportasyon ng gas, tubo ng kuryente, at pagtutubero. Kadalasan, ginagamit ang mga ito sa mga pagkakataon kung saan ang tubo ay hindi nalalagay sa ilalim ng mataas na antas ng stress.
Mga Hilaw na Materyales
Ang pangunahing hilaw na materyales sa paggawa ng tubo ay bakal. Ang bakal ay pangunahing binubuo ng bakal. Ang iba pang mga metal na maaaring nasa haluang metal ay kinabibilangan ng aluminyo, manganese, titanium, tungsten, vanadium, at zirconium. Ang ilang mga materyales sa pagtatapos ay minsan ginagamit sa paggawa. Halimbawa, maaaring pintura.
Ang seamless pipe ay ginagawa gamit ang isang proseso na nagpapainit at naghuhulma sa isang solidong billet sa isang silindrikong hugis at pagkatapos ay iniikot ito hanggang sa ito ay mabatak at ma-guwang. Dahil ang guwang na gitna ay hindi regular ang hugis, isang hugis-bullet piercer point ang itinutulak sa gitna ng billet habang ito ay iniikot. Ang seamless pipe ay ginagawa gamit ang isang proseso na nagpapainit at naghuhulma sa isang solidong billet sa isang silindrikong hugis at pagkatapos ay iniikot ito hanggang sa ito ay mabatak at ma-guwang. Dahil ang guwang na gitna ay hindi regular ang hugis, isang hugis-bullet piercer point ang itinutulak sa gitna ng billet habang ito ay iniikot. Ginagamit ito kung ang tubo ay pinahiran. Karaniwan, kaunting langis ang inilalapat sa mga bakal na tubo sa dulo ng linya ng produksyon. Nakakatulong ito na protektahan ang tubo. Bagama't hindi talaga ito bahagi ng tapos na produkto, ang sulfuric acid ay ginagamit sa isang hakbang sa pagmamanupaktura upang linisin ang tubo.
Ang Proseso ng Paggawa
Ang mga tubo na bakal ay ginagawa sa pamamagitan ng dalawang magkaibang proseso. Ang pangkalahatang paraan ng produksyon para sa parehong proseso ay may kasamang tatlong hakbang. Una, ang hilaw na bakal ay kino-convert sa isang mas madaling gamiting anyo. Susunod, ang tubo ay binubuo sa isang tuluy-tuloy o semi-tuloy-tuloy na linya ng produksyon. Panghuli, ang tubo ay pinuputol at binabago upang matugunan ang mga pangangailangan ng customer. Ang ilang tagagawa ng tubo na bakal ay gagamit ngmakinang pangputol ng laser ng tubosa nakaraang pagputol o pagbutas ng tubo upang mapataas ang kompetisyon ng mga tubo
Ang seamless pipe ay ginagawa gamit ang isang proseso na nagpapainit at naghuhulma ng isang solidong billet sa isang silindrong hugis at pagkatapos ay iniikot ito hanggang sa ito ay mabatak at ma-guwang. Dahil ang guwang na gitna ay hindi regular ang hugis, isang hugis-bullet na butas ang itinutulak sa gitna ng billet habang ito ay iniikot.
Produksyon ng ingot
1. Ang tinunaw na bakal ay nagagawa sa pamamagitan ng pagtunaw ng iron ore at coke (isang sangkap na mayaman sa carbon na nagreresulta kapag ang karbon ay pinainit nang walang hangin) sa isang pugon, pagkatapos ay inaalis ang karamihan ng carbon sa pamamagitan ng pagsabog ng oxygen sa likido. Ang tinunaw na bakal ay pagkatapos ay ibinubuhos sa malalaki at makapal na dingding na mga hulmahan ng bakal, kung saan ito lumalamig at nagiging mga ingot.
2. Upang makabuo ng mga patag na produkto tulad ng mga plato at sheet, o mahahabang produkto tulad ng mga bar at rod, ang mga ingot ay hinuhubog sa pagitan ng malalaking roller sa ilalim ng napakalaking presyon. Gumagawa ng mga bloom at slab
3. Upang makagawa ng bloom, ang ingot ay pinadaan sa isang pares ng mga ukit na bakal na roller na nakasalansan. Ang mga ganitong uri ng roller ay tinatawag na "two-high mills." Sa ilang mga kaso, tatlong roller ang ginagamit. Ang mga roller ay nakakabit upang ang kanilang mga uka ay magkatugma, at ang mga ito ay gumagalaw sa magkasalungat na direksyon. Ang aksyon na ito ay nagiging sanhi ng pagpiga at pag-unat ng bakal sa mas manipis at mas mahahabang piraso. Kapag ang mga roller ay binabaligtad ng taong operator, ang bakal ay hinihila pabalik upang gawin itong mas manipis at mas mahaba. Ang prosesong ito ay inuulit hanggang sa makamit ng bakal ang nais na hugis. Sa prosesong ito, ang mga makinang tinatawag na manipulator ay binabaligtad ang bakal upang ang bawat panig ay maproseso nang pantay.
4. Maaari ring igulong ang mga ingot upang maging mga slab sa isang prosesong katulad ng proseso ng paggawa ng bulaklak. Ang bakal ay pinadaan sa isang pares ng mga nakasalansan na roller na nag-uunat dito. Gayunpaman, mayroon ding mga roller na nakakabit sa gilid upang kontrolin ang lapad ng mga slab. Kapag nakuha na ng bakal ang nais na hugis, ang mga hindi pantay na dulo ay pinuputol at ang mga slab o bulaklak ay pinuputol sa mas maiikling piraso. Karagdagang pagproseso
5. Ang mga bulaklak ay karaniwang pinoproseso pa bago gawing mga tubo. Ang mga bulaklak ay ginagawang mga billet sa pamamagitan ng paglalagay sa mga ito sa mas maraming rolling device na nagpapahaba at nagpapakitid sa mga ito. Ang mga billet ay pinuputol gamit ang mga aparatong kilala bilang flying shears. Ito ay isang pares ng synchronized shears na nakikipagkarera kasama ng gumagalaw na billet at pinuputol ito. Nagbibigay-daan ito ng mahusay na mga pagputol nang hindi humihinto sa proseso ng paggawa. Ang mga billet na ito ay nakasalansan at kalaunan ay magiging seamless pipe.
6. Ang mga slab ay binabago rin. Upang maging malambot ang mga ito, pinainit muna ang mga ito sa 2,200° F (1,204° C). Ito ay nagiging sanhi ng pagbuo ng oxide coating sa ibabaw ng slab. Ang coating na ito ay pinuputol gamit ang scale breaker at high pressure water spray. Ang mga slab ay ipinapadala sa isang serye ng mga roller sa isang hot mill at ginagawang manipis at makikitid na piraso ng bakal na tinatawag na skelp. Ang mill na ito ay maaaring umabot ng kalahating milya. Habang dumadaan ang mga slab sa mga roller, nagiging mas manipis at mas mahaba ang mga ito. Sa loob ng humigit-kumulang tatlong minuto, ang isang slab ay maaaring mabago mula sa isang 6 in (15.2 cm) na kapal na piraso ng bakal patungo sa isang manipis na steel ribbon na maaaring umabot ng isang-kapat na milya ang haba.
7. Pagkatapos iunat, ang bakal ay inaatsara. Ang prosesong ito ay kinabibilangan ng pagpapatakbo nito sa isang serye ng mga tangke na naglalaman ng sulfuric acid upang linisin ang metal. Bilang pagtatapos, ito ay binabanlawan ng malamig at mainit na tubig, pinatutuyo at pagkatapos ay iniikot sa malalaking spool at ibinabalot para dalhin sa isang pasilidad ng paggawa ng tubo. Paggawa ng tubo
8. Ang skelp at billet ay parehong ginagamit sa paggawa ng mga tubo. Ang skelp ay ginagawang hinang na tubo. Ito ay unang inilalagay sa isang makinang pang-unwind. Habang tinatanggal ang spool ng bakal, ito ay pinainit. Ang bakal ay ipinadadaan sa isang serye ng mga ukit na roller. Habang dumadaan ito, ang mga roller ay nagiging sanhi ng pagkulot ng mga gilid ng skelp. Ito ay bumubuo ng isang hindi hinang na tubo.
9. Ang bakal ay susunod na dadaan sa pamamagitan ng mga welding electrode. Pinagsasama-sama ng mga aparatong ito ang dalawang dulo ng tubo. Ang hinang na tahi ay dadaan sa isang high pressure roller na tumutulong na lumikha ng masikip na hinang. Ang tubo ay pinuputol sa nais na haba at isinasalansan para sa karagdagang pagproseso. Ang hinang na tubo ng bakal ay isang patuloy na proseso at depende sa laki ng tubo, maaari itong gawin nang kasing bilis ng 1,100 talampakan (335.3 m) bawat minuto.
10. Kapag kailangan ng walang tahi na tubo, ginagamit ang mga parisukat na billet para sa produksyon. Pinainit at hinuhubog ang mga ito upang bumuo ng hugis silindro, na tinatawag ding bilog. Ang bilog ay inilalagay sa isang pugon kung saan ito pinainit nang napakainit. Ang pinainit na bilog ay iniikot nang may matinding presyon. Ang paggulong na ito na may mataas na presyon ay nagiging sanhi ng pag-unat ng billet at pagbuo ng butas sa gitna. Dahil ang butas na ito ay hindi regular ang hugis, isang hugis-bullet na butas ang itinutulak sa gitna ng billet habang ito ay iniikot. Pagkatapos ng yugto ng pagtusok, ang tubo ay maaaring mayroon pa ring hindi regular na kapal at hugis. Upang itama ito, ito ay dumaan sa isa pang serye ng mga rolling mill. Pangwakas na pagproseso
11. Pagkatapos magawa ang alinmang uri ng tubo, maaari itong idaan sa isang straightening machine. Maaari rin itong lagyan ng mga dugtungan upang makapagdugtong ang dalawa o higit pang piraso ng tubo. Ang pinakakaraniwang uri ng dugtungan para sa mga tubo na may mas maliliit na diyametro ay ang threading—masisikip na mga uka na pinuputol sa dulo ng tubo. Ang mga tubo ay ipinapadala rin sa pamamagitan ng isang measuring machine. Ang impormasyong ito kasama ang iba pang datos ng quality control ay awtomatikong inii-stencil sa tubo. Ang tubo ay pagkatapos ay iniisprayan ng manipis na patong ng protective oil. Karamihan sa mga tubo ay karaniwang ginagamot upang maiwasan ang kalawang nito. Ginagawa ito sa pamamagitan ng pag-galvanize nito o pagbibigay dito ng patong ng zinc. Depende sa paggamit ng tubo, maaaring gumamit ng iba pang mga pintura o patong.
Kontrol ng Kalidad
Iba't ibang hakbang ang ginagawa upang matiyak na ang natapos na tubo ng bakal ay nakakatugon sa mga ispesipikasyon. Halimbawa, ang mga x-ray gauge ay ginagamit upang kontrolin ang kapal ng bakal. Ang mga gauge ay gumagana sa pamamagitan ng paggamit ng dalawang x-ray. Ang isang ray ay nakadirekta sa isang bakal na may alam na kapal. Ang isa naman ay nakadirekta sa bakal na dumadaan sa linya ng produksyon. Kung mayroong anumang pagkakaiba sa pagitan ng dalawang ray, awtomatikong magti-trigger ang gauge ng pagbabago ng laki ng mga roller upang mabawi.
Sinusuri rin ang mga tubo para sa mga depekto sa pagtatapos ng proseso. Ang isang paraan ng pagsubok sa isang tubo ay ang paggamit ng isang espesyal na makina. Pinupuno ng makinang ito ang tubo ng tubig at pagkatapos ay pinapataas ang presyon upang makita kung ito ay kayang hawakan. Ang mga may depektong tubo ay ibinabalik para sa scrap.