Εισαγωγή στην κατασκευή σωλήνων χωρίς ραφή
Οι χαλύβδινοι σωλήνες είναι μακρύι, κοίλοι σωλήνες που χρησιμοποιούνται κυρίως για τη μεταφορά προϊόντων από τη μια θέση στην άλλη. Παράγονται κυρίως με δύο διαφορετικές μεθόδους κατασκευής που οδηγούν είτε σε συγκολλημένο σωλήνα είτε σε σωλήνα χωρίς ραφή. Και στις δύο μεθόδους κατασκευής, ο ακατέργαστος χάλυβας χυτεύεται πρώτα σε μια πιο εύχρηστη αρχική μορφή (ζεστό μπιφτέκι ή επίπεδη λωρίδα). Στη συνέχεια, μετατρέπεται σε σωλήνα τεντώνοντας το χαλύβδινο ζεστό ατσάλι σε έναν σωλήνα χωρίς ραφή ή πιέζοντας τις άκρες της επίπεδης λωρίδας χάλυβα μαζί και σφραγίζοντάς τα με μια συγκόλληση. Σε αυτό το άρθρο θα συζητήσουμε τις διάφορες μεθόδους που εμπλέκονται στην κατασκευή σωλήνων χωρίς ραφή.
Διαδικασία μύλου Mandrel
Στη διαδικασία Μύλου Μανδρέλας, χρησιμοποιείται ένας μασίφ από συμπαγές στρογγυλό χάλυβα. Το μπιλέτο φορτίζεται σε περιστροφικό φούρνο εστίας. Μετά την εκφόρτωση του μπιλιέτου από τον περιστροφικό φούρνο εστίας, μια μικρή τρύπα ανοίγει στο άκρο του. Αυτή η εσοχή λειτουργεί ως σημείο εκκίνησης για να βοηθήσει στην περιστροφική διάτρηση.
Το περιστροφικό τρύπημα είναι μια πολύ γρήγορη και δυναμική διαδικασία κύλισης που κυλά σταυρωτά το προθερμασμένο μπιφτέκι ανάμεσα σε δύο ρολά σε σχήμα βαρελιού με μεγάλη ταχύτητα. Η εγκάρσια κύλιση προκαλεί υψηλές τάσεις εφελκυσμού στο κέντρο της μπιέλας. Ο σχεδιασμός των κυλίνδρων διάτρησης προκαλεί το μέταλλο να ρέει κατά μήκος του ρολού και πάνω από ένα σημείο διάτρησης καθώς εξέρχεται από τη διαδικασία. Το σημείο διάτρησης είναι ένα υψηλής θερμοκρασίας, υδρόψυκτο εργαλείο κράματος που έχει σχεδιαστεί για να επιτρέπει στο μέταλλο να ρέει πάνω του καθώς σχηματίζεται ένα περίβλημα σωλήνα από την περιστροφική διαδικασία. Μόλις δημιουργηθεί το κέλυφος του τρυπημένου σωλήνα, μεταφέρεται αμέσως στον πλωτό μύλο μανδρελών.
Ο πλωτός μύλος μανδρελών περιλαμβάνει οκτώ κυλιόμενα στηρίγματα που χρησιμοποιούν 16 ρολά και ένα σύνολο ράβδων άξονα. Αυτές οι ράβδοι ατράκτου εισάγονται στο κέλυφος του σωλήνα που τρυπήθηκε και στη συνέχεια μεταφέρονται στο μύλο του άξονα και τυλίγονται σε ένα κέλυφος σωλήνα μεσαίου μεγέθους. Ο μηχανισμός κύλισης του περιβλήματος του σωλήνα μέσω του μύλου μανδρέλων με τη ράβδο μανδρέλας εσωτερικά λειτουργεί ως στοιχείο ελέγχου για τη δημιουργία μιας ενδιάμεσης τυπικής εξωτερικής διαμέτρου (OD) και ενός ελεγχόμενου πάχους τοιχώματος, με βάση την προκύπτουσα διάσταση του σετ ράβδου μανδρέλας.
Το κέλυφος του μύλου μανδρέλας ζεσταίνεται στη συνέχεια σε κλίβανο αναθέρμανσης, έτσι ώστε να μπορεί να ολοκληρώσει την τελική διαδικασία κύλισης και να αποκτήσει τις τελικές διαστάσεις και τις μικροδομικές του ιδιότητες. Κατά την έξοδο από τον κλίβανο επαναθέρμανσης, ο σωλήνας λαμβάνει αφαλάτωση νερού υψηλής πίεσης, αφαιρώντας την κλίμακα οξειδίου του σιδήρου που σχηματίστηκε στον κλίβανο αναθέρμανσης. Μια καθαρή επιφάνεια χωρίς κλίμακα είναι ζωτικής σημασίας για καλή ποιότητα επιφάνειας.
Το κέλυφος του σωλήνα μειώνεται περαιτέρω σε καθορισμένες διαστάσεις από το ελαστικό μύλο. Οι σωλήνες στη συνέχεια μεταφέρονται στον μηχανισμό αποκοπής, όπου κόβονται στο καθορισμένο μήκος. τότε αυτοί οι σωλήνες ομαδοποιούνται και κατευθύνονται σε επακόλουθες εργασίες φινιρίσματος και επιθεώρησης πριν από την αποστολή.
Mannesmann Plug Mill Process
Η Mannesmann Plug Mill Process είναι κάπως παρόμοια με τη Mandrel Mill Process με σημαντική διαφορά στον κύλινδρο βύσμα στη θέση του μύλου μανδρελών.
Στο μύλο έλασης, ένα ζεύγος κυλίνδρων κωνικού σχήματος - το ένα τοποθετημένο πάνω από το άλλο - λειτουργεί προς την αντίθετη κατεύθυνση από τη ροή του υλικού. Το κοίλο κέλυφος του σωλήνα με παχύ τοίχωμα, με κυλινδρικό άξονα μέσα του, οδηγείται προς τα ρολά του μύλου. Μόλις πιάσει το κωνικό τμήμα του περάσματος εργασίας, ένα μικρό κύμα υλικού κόβεται από το κοίλο κέλυφος του σωλήνα. Αυτό το κύμα σφυρηλατείται στο επιθυμητό πάχος τοιχώματος στον άξονα από το τμήμα εξομάλυνσης του περάσματος εργασίας, με το κοίλο κέλυφος του σωλήνα συν τον άξονα να κινείται προς τα πίσω προς την ίδια κατεύθυνση με την περιστροφή των ρολών - δηλαδή προς την αντίθετη κατεύθυνση προς την κύλιση - έως ότου φτάνουν στο αδρανές πέρασμα των ρολών και απελευθερώνονται. Καθώς περιστρέφεται το κοίλο κέλυφος του σωλήνα, πιέζεται για άλλη μια φορά προς τα εμπρός μεταξύ των κυλίνδρων και ξεκινά ένας νέος κύκλος κύλισης.
Διαδικασία εξώθησης
Η εξώθηση είναι μια διαδικασία σχηματισμού μετάλλου κατά την οποία ένα τεμάχιο εργασίας συνήθως ένα στρογγυλό μπιφτέκι αναγκάζεται να ρέει μέσα από μια μήτρα μικρότερης διατομής, σχηματίζοντας έτσι το έργο στη νέα διατομή. Το μήκος του εξωθημένου τμήματος θα ποικίλει, ανάλογα με την ποσότητα του υλικού στο τεμάχιο εργασίας και το προφίλ που εξωθείται. Πολλές διατομές κατασκευάζονται με αυτή τη μέθοδο.
Οι σωλήνες μπορούν να εξωθούνται απευθείας με τη χρήση μίας ατράκτου που είναι προσαρτημένη στο ομοίωμα. Μια τρύπα δημιουργείται μέσω του έργου, παράλληλα με τον άξονα πάνω από τον οποίο το έμβολο ασκεί τη δύναμη για να σχηματίσει την εξώθηση. Ο άξονας είναι τοποθετημένος μέσα σε αυτήν την οπή. Μόλις ξεκινήσει η λειτουργία, το κριό αναγκάζεται να προχωρήσει. Το εξωθημένο μέταλλο ρέει μεταξύ του άξονα και των επιφανειών μήτρας, σχηματίζοντας το τμήμα. Το εσωτερικό προφίλ της μεταλλικής εξώθησης σχηματίζεται από τον άξονα, ενώ το εξωτερικό προφίλ σχηματίζεται από τη μήτρα εξώθησης.
