Συγκολλημένο Vs. Ομαλή παραγωγή στη διαδικασία κατασκευής σωλήνων

Οι χαλύβδινοι σωλήνες, από την αυτοκινητοβιομηχανία έως τους αγωγούς αερίου, μπορούν είτε να συγκολληθούν από κράματα - μέταλλα κατασκευασμένα από διαφορετικά χημικά στοιχεία - είτε να κατασκευαστούν απρόσκοπτα από έναν κλίβανο τήξης.

Ενώ οι συγκολλημένοι σωλήνες ωθούνται μαζί μέσω μεθόδων όπως η θέρμανση και η ψύξη και χρησιμοποιούνται για βαρύτερες, πιο άκαμπτες εφαρμογές όπως υδραυλικά και μεταφορά αερίου, οι σωλήνες χωρίς συγκόλληση δημιουργούνται μέσω τεντώματος και κοίλου για πιο ελαφρούς και λεπτότερους σκοπούς όπως ποδήλατα και μεταφορά υγρών.

Η μέθοδος παραγωγής προσδίδει μεγάλη σημασία στα διάφορα σχέδια του χαλύβδινου σωλήνα. Η αλλαγή της διαμέτρου και του πάχους μπορεί να οδηγήσει σε διαφορές αντοχής και ευελιξίας για έργα μεγάλης κλίμακας όπως αγωγούς μεταφοράς αερίου και ακριβή όργανα όπως υποδερμικές βελόνες.

Η κλειστή κατασκευή ενός σωλήνα, σε σχήμα στρογγυλό, τετράγωνο ή σε οποιοδήποτε σχήμα, μπορεί να ταιριάζει σε οποιαδήποτε εφαρμογή απαιτείται, από τη ροή υγρών έως την πρόληψη της διάβρωσης.

Η συνολική διαδικασία κατασκευής χαλύβδινων σωλήνων περιλαμβάνει τη μετατροπή του ακατέργαστου χάλυβα σε πλινθώματα, άνθη, πλάκες και μπιγιέτες (όλα είναι υλικά που μπορούν να συγκολληθούν), δημιουργώντας έναν αγωγό σε μια γραμμή παραγωγής και σχηματίζοντας τον σωλήνα σε ένα επιθυμητό προϊόν.

Το σιδηρομετάλλευμα και ο οπτάνθρακας, μια πλούσια σε άνθρακα ουσία από θερμαινόμενο άνθρακα, λιώνουν σε μια υγρή ουσία σε έναν κλίβανο και στη συνέχεια εκτοξεύονται με οξυγόνο για τη δημιουργία λιωμένου χάλυβα. Αυτό το υλικό ψύχεται σε πλινθώματα, μεγάλα χυτά χάλυβα για αποθήκευση και μεταφορά υλικών, που διαμορφώνονται μεταξύ κυλίνδρων υπό υψηλές ποσότητες πίεσης.

Μερικά πλινθώματα περνούν μέσω χαλύβδινων κυλίνδρων που τα τεντώνουν σε λεπτότερα, μακρύτερα κομμάτια για να δημιουργήσουν άνθη, ενδιάμεσα μεταξύ χάλυβα και σιδήρου. Επίσης τυλίγονται σε πλάκες, κομμάτια χάλυβα με ορθογώνιες διατομές, μέσα από στοιβαγμένους κυλίνδρους που κόβουν τις πλάκες σε σχήμα.

Περισσότερες κυλιόμενες συσκευές ισιώνονται - μια διαδικασία γνωστή ως επένδυση - ανθίζει σε μπιγιέτες. Πρόκειται για μεταλλικά τεμάχια με στρογγυλές ή τετράγωνες διατομές, οι οποίες είναι ακόμη μεγαλύτερες και λεπτότερες. Τα ψαλίδια κοπής κόβουν τα πρίσματα σε ακριβείς θέσεις, έτσι ώστε τα πρίσματα να μπορούν να στοιβάζονται και να διαμορφώνονται σε σωλήνες χωρίς ραφή.

Οι πλάκες θερμαίνονται σε περίπου 2, {1}} βαθμούς Φαρενάιτ (1, 204 βαθμούς Κελσίου) έως ότου είναι ελαστικές και στη συνέχεια αραιώνονται σε σκελετό, τα οποία είναι στενά ταινίες με μήκος έως 0. 25 μίλια (0. {7}} χιλιόμετρα). Ο χάλυβας στη συνέχεια καθαρίζεται χρησιμοποιώντας δεξαμενές θειικού οξέος ακολουθούμενες από κρύο και ζεστό νερό και μεταφέρεται σε εργοστάσια κατασκευής σωλήνων.

Για συγκολλημένους σωλήνες, ένα μηχάνημα ξετυλίγματος ξετυλίγει το κέλυφος και το περνά μέσα από κυλίνδρους για να αναγκάσει τις άκρες να κυρτώσουν και να δημιουργήσουν σχήματα σωλήνων. Τα ηλεκτρόδια συγκόλλησης χρησιμοποιούν ηλεκτρικό ρεύμα για να σφραγίσουν τα άκρα μαζί προτού το σφίξει ένας κύλινδρος υψηλής πίεσης. Η διαδικασία μπορεί να παράγει σωλήνα τόσο γρήγορα όσο 1, 100 ft (335. 3 m) ανά λεπτό.

Για σωλήνες χωρίς συγκόλληση, μια διαδικασία θέρμανσης και κύλισης τετραγωνικών πινάκων υψηλής πίεσης τους αναγκάζει να τεντωθούν με μια τρύπα στο κέντρο. Οι κυλιόμενοι μύλοι διαπερνούν τον σωλήνα για το επιθυμητό πάχος και σχήμα.

Η περαιτέρω επεξεργασία μπορεί να περιλαμβάνει το ίσιωμα, το σπείρωμα (κοπή σφιχτών αυλακώσεων στα άκρα των σωλήνων) ή την κάλυψη με προστατευτικό λάδι ψευδαργύρου ή γαλβανισμού για την αποφυγή σκουριάς (ή οτιδήποτε είναι απαραίτητο για τον σκοπό του σωλήνα&# 39). Ο γαλβανισμός συνήθως περιλαμβάνει διαδικασίες ηλεκτροχημικής και ηλεκτροαπόθεσης επικαλύψεων ψευδαργύρου για την προστασία του μετάλλου από διαβρωτικό υλικό όπως το αλμυρό νερό.

Η διαδικασία δρα για την αποτροπή επιβλαβών οξειδωτικών παραγόντων στο νερό και στον αέρα. Ο ψευδάργυρος δρα ως άνοδος του οξυγόνου για να σχηματίσει οξείδιο του ψευδαργύρου, το οποίο αντιδρά με το νερό για να σχηματίσει υδροξείδιο του ψευδαργύρου. Αυτά τα μόρια υδροξειδίου του ψευδαργύρου σχηματίζουν ανθρακικό ψευδάργυρο όταν εκτίθενται σε διοξείδιο του άνθρακα. Τέλος, ένα λεπτό, αδιαπέραστο, αδιάλυτο στρώμα ανθρακικού ψευδαργύρου κολλάει στον ψευδάργυρο για την προστασία του μετάλλου.

Μια λεπτότερη μορφή, ο ηλεκτρολογικός γαλβανισμός, χρησιμοποιείται γενικά σε ανταλλακτικά αυτοκινήτων που απαιτούν βαφή από σκουριά, έτσι ώστε το hot-dip να μειώνει την αντοχή του βασικού μετάλλου. Οι ανοξείδωτοι χάλυβες δημιουργούνται όταν τα ανοξείδωτα μέρη είναι γαλβανισμένα σε ανθρακούχο χάλυβα.

Ενώ οι συγκολλημένοι χαλύβδινοι σωλήνες χρονολογούνται από τον Σκωτσέζικο μηχανικό William Murdock&# 39, την εφεύρεση του συστήματος λαμπτήρων καύσης άνθρακα κατασκευασμένο από βαρέλια μοσχαριών για τη μεταφορά αερίου άνθρακα στο 1815, χωρίς συγκόλληση σωλήνες δεν ήταν&# { {0}}; εισήχθη μέχρι τα τέλη του 1880 για μεταφορά βενζίνης και λαδιού.

Κατά τη διάρκεια του 19 αιώνα, οι μηχανικοί δημιούργησαν καινοτομίες στην κατασκευή σωλήνων, συμπεριλαμβανομένης της μεθόδου του μηχανικού James Russell&# 39, για να χρησιμοποιήσουν ένα σφυρί πτώσης για να διπλώσουν και να ενώσουν τις επίπεδες λωρίδες σιδήρου που θερμάνθηκαν έως ότου ήταν ελαφρά 1824.

Ο επόμενος χρόνος μηχανικός Comenius Whitehouse δημιούργησε μια καλύτερη μέθοδο συγκόλλησης με πιστόλι που περιλάμβανε τη θέρμανση λεπτών φύλλων σιδήρου που ήταν κατσαρωμένα σε σωλήνα και συγκολλήθηκαν στα άκρα. Η Whitehouse χρησιμοποίησε ένα άνοιγμα σε σχήμα κώνου για να κυρτώσει τις άκρες σε σχήμα σωλήνα πριν τις συγκολλήσει σε σωλήνα.

Η τεχνολογία θα εξαπλωθεί εντός της αυτοκινητοβιομηχανίας καθώς επίσης θα χρησιμοποιηθεί για μεταφορά πετρελαίου και φυσικού αερίου με περαιτέρω ανακαλύψεις, όπως οι θερμικοί σχηματίζοντας αγκώνες σωλήνων για την παραγωγή προϊόντων λυγισμένων σωλήνων πιο αποτελεσματικά και συνεχής διαμόρφωση σωλήνων σε συνεχή ροή.

Στο 1886, οι Γερμανοί μηχανικοί Reinhard και Max Mannesmann κατοχύρωσαν με δίπλωμα ευρεσιτεχνίας την πρώτη διαδικασία κύλισης για τη δημιουργία σωλήνων χωρίς συγκόλληση από διάφορα κομμάτια στο εργοστάσιο αρχείων του πατέρα τους&# 39 στο Remscheid. Στο 1890 το δίδυμο επινόησε τη διαδικασία κύλισης pilger, μια μέθοδο μείωσης της διαμέτρου και του πάχους τοιχώματος των χαλύβδινων σωλήνων για αυξημένη ανθεκτικότητα, που, με τις άλλες τεχνικές τους, θα αποτελούσαν το&»Mannesmann process" να φέρει επανάσταση στον τομέα της μηχανικής χαλύβδινων σωλήνων.

Στην τεχνολογία του 1960 Computer Numerical Control (CNC) επιτρέπεται στους μηχανικούς να χρησιμοποιούν μηχανές επαγωγής επαγωγής υψηλής συχνότητας για πιο ακριβή αποτελέσματα χρησιμοποιώντας χάρτες σχεδιασμένους από υπολογιστή για πιο περίπλοκα σχέδια, αυστηρότερες καμπές και λεπτότερους τοίχους. Το λογισμικό σχεδιασμού με τη βοήθεια υπολογιστή θα συνεχίσει να κυριαρχεί στο πεδίο με ακόμα μεγαλύτερη ακρίβεια.

Οι αγωγοί χάλυβα μπορούν γενικά να διαρκέσουν εκατοντάδες χρόνια με μεγάλη αντοχή σε ρωγμές από φυσικό αέριο και μολυσματικούς παράγοντες, καθώς και σε κρούσεις με χαμηλή διαπερατότητα στο μεθάνιο και το υδρογόνο. Μπορούν να μονωθούν με αφρό πολυουρεθάνης (PU) για εξοικονόμηση θερμικής ενέργειας ενώ παραμένουν ισχυρά.

Οι στρατηγικές ποιοτικού ελέγχου μπορούν να χρησιμοποιούν μεθόδους όπως η χρήση ακτίνων Χ για τη μέτρηση του μεγέθους των σωλήνων και την προσαρμογή ανάλογα για οποιαδήποτε παρατηρούμενη διακύμανση ή διαφορά. Αυτό διασφαλίζει ότι οι αγωγοί είναι κατάλληλοι για την εφαρμογή τους ακόμη και σε ζεστό ή υγρό περιβάλλον.