i tubi di teel sono tubi lunghi e cavi che vengono utilizzati per vari scopi. Sono prodotti con due metodi distinti che si traducono in un tubo saldato o senza saldatura. In entrambi i metodi, l'acciaio grezzo viene prima gettato in una forma di partenza più praticabile. Viene quindi trasformato in un tubo allungando l'acciaio in un tubo senza saldatura o forzando i bordi insieme e sigillandoli con una saldatura. I primi metodi per la produzione di tubi di acciaio sono stati introdotti nei primi 1800 e si sono costantemente evoluti nei moderni processi che utilizziamo oggi. Ogni anno vengono prodotte milioni di tonnellate di tubi d'acciaio. La sua versatilità lo rende il prodotto più utilizzato dall'industria siderurgica.
I tubi d'acciaio si trovano in vari luoghi. Dal momento che sono forti, vengono utilizzati sottoterra per il trasporto di acqua e gas in città e paesi. Sono anche impiegati nella costruzione per proteggere i cavi elettrici. Mentre i tubi di acciaio sono robusti, possono anche essere leggeri. Questo li rende perfetti per l'uso nella produzione di telai per biciclette. Altri luoghi che trovano utili sono in automobili, unità di refrigerazione, sistemi di riscaldamento e idraulici, aste di bandiera, lampioni e medicine per citarne alcuni.
Storia
Le persone hanno usato i tubi per migliaia di anni. Forse il primo utilizzo è stato da parte di antichi agricoltori che hanno deviato l'acqua dai corsi d'acqua e dai fiumi nei loro campi. Prove archeologiche suggeriscono che i cinesi hanno usato canne per trasportare l'acqua nelle posizioni desiderate già 2000B.C.Sono stati scoperti tubi di argilla usati da altre antiche civiltà. Durante il primo secoloA.D., i primi tubi di piombo furono costruiti in Europa. Nei paesi tropicali, i tubi di bambù venivano usati per trasportare l'acqua. Gli americani coloniali usavano il legno per uno scopo simile. In 1652, il primo acquedotto è stato realizzato a Boston usando tronchi cavi.
Lo sviluppo del moderno tubo di acciaio saldato può essere fatto risalire ai primi 1800. In 1815, William Murdock ha inventato un sistema di lampade a carbone. Per adattarsi a tutta la città di Londra con queste luci, Murdock unì le canne dai moschetti scartati. Ha usato questo gasdotto continuo per trasportare il gas carbone. Quando il suo sistema di illuminazione ha avuto successo, è stata creata una maggiore richiesta di tubi metallici lunghi. Per produrre abbastanza tubi per soddisfare questa richiesta, una varietà di inventori si è messa al lavoro per sviluppare nuovi processi di produzione di tubi.
Un primo metodo notevole per produrre tubi metallici in modo rapido ed economico è stato brevettato da James Russell in 1824. Nel suo metodo, i tubi sono stati creati unendo i bordi opposti di una striscia di ferro piatta. Il metallo è stato prima riscaldato fino a quando non è stato malleabile. Usando un martello da lancio, i bordi piegati insieme e saldati. Il tubo fu terminato facendolo passare attraverso una scanalatura e un laminatoio.
Il metodo di Russell' non è stato utilizzato a lungo perché l'anno successivo, Comelius Whitehouse ha sviluppato un metodo migliore per la produzione di tubi metallici. Questo processo, chiamato processo di saldatura testa a testa, è la base delle nostre attuali procedure di fabbricazione dei tubi. Nel suo metodo, sottili fogli di ferro venivano riscaldati e tirati attraverso un'apertura a forma di cono. Mentre il metallo attraversava l'apertura, i suoi bordi si rannicchiavano e creavano una forma a tubo. Le due estremità sono state saldate insieme per finire il tubo. Il primo impianto di produzione da utilizzare
questo processo negli Stati Uniti è stato aperto a 1832 a Filadelfia.
A poco a poco, sono stati apportati miglioramenti al metodo Whitehouse. Una delle innovazioni più importanti è stata introdotta da John Moon in 1911. Ha suggerito il metodo di processo continuo in cui un impianto di produzione potrebbe produrre tubi in un flusso senza fine. Ha costruito macchinari per questo scopo specifico e molti impianti di produzione di tubi l'hanno adottato.
Durante lo sviluppo dei processi di tubi saldati, è emersa la necessità di tubi metallici senza saldatura. I tubi senza saldatura sono quelli che non hanno una cucitura saldata. Furono inizialmente realizzati praticando un foro attraverso il centro di un solido cilindro. Questo metodo è stato sviluppato alla fine del 1800 s. Questi tipi di tubi erano perfetti per telai di biciclette perché hanno pareti sottili, sono leggeri ma resistenti. In 1895 è stato costruito il primo impianto per produrre tubi senza saldatura. Poiché la produzione di biciclette ha lasciato il posto alla produzione automobilistica, i tubi senza saldatura erano ancora necessari per le linee di benzina e olio. Questa richiesta è stata resa ancora maggiore quando sono stati trovati depositi di petrolio più grandi.
Già 1840, i lavoratori del ferro potevano già produrre tubi senza saldatura. In un metodo, è stato praticato un foro attraverso un solido metallo, billetta rotonda. La billetta è stata quindi riscaldata e tirata attraverso una serie di matrici che lo hanno allungato per formare un tubo. Questo metodo era inefficiente perché era difficile praticare il foro al centro. Ciò ha comportato un tubo irregolare con un lato più spesso dell'altro. In 1888, a un metodo migliorato è stato assegnato un brevetto. In questo processo il solido fatturato è stato lanciato attorno a un nucleo di mattoni ignifugo. Quando fu raffreddato, il mattone fu rimosso lasciando un buco nel mezzo. Da allora nuove tecniche a rullo hanno sostituito questi metodi.
Design
Esistono due tipi di tubi in acciaio, uno è senza cuciture e un altro ha una sola saldatura saldata lungo la sua lunghezza. Entrambi hanno usi diversi. I tubi senza saldatura sono in genere più leggeri e hanno pareti più sottili. Sono utilizzati per le biciclette e il trasporto di liquidi. I tubi aggraffati sono più pesanti e più rigidi. Hanno una consistenza migliore e sono generalmente più dritti. Sono utilizzati per cose come il trasporto di gas, condutture elettriche e idrauliche. In genere, vengono utilizzati nei casi in cui il tubo non è sottoposto a un elevato livello di stress.
Alcune caratteristiche del tubo possono essere controllate durante la produzione. Ad esempio, il diametro del tubo viene spesso modificato a seconda di come verrà utilizzato. Il diametro può variare da minuscoli tubi utilizzati per realizzare aghi ipodermici, a tubi di grandi dimensioni utilizzati per trasportare gas in tutta la città. Lo spessore della parete del tubo può anche essere controllato. Spesso il tipo di acciaio avrà anche un impatto sul tubo' s la resistenza e la flessibilità. Altre caratteristiche controllabili includono lunghezza, materiale di rivestimento e finitura finale.
Materiali grezzi
La materia prima principale nella produzione di tubi è l'acciaio. L'acciaio è composto principalmente da ferro. Altri metalli che possono essere presenti nella lega includono alluminio, manganese, titanio, tungsteno, vanadio e zirconio. Alcuni materiali di finitura vengono talvolta utilizzati durante la produzione. Ad esempio, la vernice potrebbe essere
usato se il tubo è rivestito. Tipicamente, una leggera quantità di olio viene applicata ai tubi di acciaio alla fine della linea di produzione. Questo aiuta a proteggere il tubo. Sebbene in realtà non faccia parte del prodotto finito, l'acido solforico viene utilizzato in una fase di produzione per pulire il tubo.
La produzione
Processi
I tubi di acciaio sono realizzati con due diversi processi. Il metodo di produzione complessivo per entrambi i processi prevede tre fasi. Innanzitutto, l'acciaio grezzo viene convertito in una forma più praticabile. Successivamente, il tubo viene formato su una linea di produzione continua o semicontinua. Infine, il tubo viene tagliato e modificato per soddisfare le esigenze del cliente'
Produzione di lingotti
1 L'acciaio fuso viene prodotto fondendo il minerale di ferro e il coke (una sostanza ricca di carbonio che si ottiene quando il carbone viene riscaldato in assenza di aria) in una fornace, quindi rimuovendo la maggior parte del carbonio facendo esplodere l'ossigeno nel liquido. L'acciaio fuso viene quindi versato in grandi stampi di ferro a pareti spesse, dove si raffredda in lingotti.
2 Al fine di formare prodotti piatti come lastre e fogli o prodotti lunghi come barre e barre, i lingotti vengono modellati tra rulli di grandi dimensioni sotto un'enorme pressione.
Produrre fiori e lastre
3 Per produrre una fioritura, il lingotto viene fatto passare attraverso una coppia di rulli d'acciaio scanalati che sono impilati. Questi tipi di rulli sono chiamati" mulini a due altezze." In alcuni casi, vengono utilizzati tre rulli. I rulli sono montati in modo che le loro scanalature coincidano e si muovono in direzioni opposte. Questa azione fa sì che l'acciaio venga schiacciato e allungato in pezzi più sottili e più lunghi. Quando i rulli vengono invertiti dall'operatore umano, l'acciaio viene tirato indietro rendendolo più sottile e più lungo. Questo processo viene ripetuto fino a quando l'acciaio raggiunge la forma desiderata. Durante questo processo, le macchine chiamate manipolatori ribaltano l'acciaio in modo che ciascun lato venga lavorato in modo uniforme.
4 I lingotti possono anche essere arrotolati in lastre in un processo simile al processo di fioritura. L'acciaio viene fatto passare attraverso una coppia di rulli sovrapposti che lo allungano. Tuttavia, ci sono anche rulli montati sul lato per controllare la larghezza delle lastre. Quando l'acciaio acquisisce la forma desiderata, le estremità irregolari vengono tagliate e le lastre o le fioriture vengono tagliate in pezzi più corti.
Ulteriore elaborazione
5 I fiori vengono in genere elaborati ulteriormente prima di essere trasformati in tubi. Le fioriture vengono convertite in billette mettendole attraverso più dispositivi di rotolamento che le rendono più lunghe e strette. Le billette sono tagliate da dispositivi noti come cesoie volanti. Queste sono una coppia di cesoie sincronizzate che corrono insieme alla billetta mobile e la tagliano. Ciò consente tagli efficienti senza interrompere il processo di produzione. Queste billette sono impilate e alla fine diventeranno pipe senza soluzione di continuità.
6 Anche le lastre vengono rielaborate. Per renderli malleabili, vengono prima riscaldati a {{1}}, 200 ° F (1, 204 ° C). Ciò provoca la formazione di un rivestimento di ossido sulla superficie della lastra. Questo rivestimento è rotto con un demolitore e spruzzi d'acqua ad alta pressione. Le lastre vengono quindi inviate attraverso una serie di rulli su un mulino a caldo e trasformate in sottili strisce di acciaio chiamate skelp. Questo mulino può essere lungo fino a mezzo miglio. Quando le lastre passano attraverso i rulli, diventano più sottili e più lunghe. Nel giro di circa tre minuti una singola lastra può essere convertita da un pezzo di acciaio spesso 6 in (1 5. 2 cm) in un sottile nastro di acciaio che può essere un quarto miglio lungo.
7 Dopo l'allungamento, l'acciaio viene decapato. Questo processo prevede il passaggio attraverso una serie di serbatoi che contengono acido solforico per pulire il metallo. Per finire, viene sciacquato con acqua fredda e calda, asciugato e poi arrotolato su bobine di grandi dimensioni e confezionato per il trasporto in un impianto di produzione di tubi.
Fabbricazione di tubi
8 Sia lo skelp che le billette vengono utilizzati per realizzare pipe. Skelp è trasformato in tubo saldato. Viene prima posizionato su una macchina svolgitrice. Poiché la bobina di acciaio viene srotolata, viene riscaldata. L'acciaio viene quindi fatto passare attraverso una serie di rulli scanalati. Mentre passa, i rulli fanno arricciare i bordi dello skelp. Questo forma un tubo non saldato.
9 L'acciaio passa successivamente mediante saldatura di elettrodi. Questi dispositivi sigillano insieme le due estremità del tubo. La cucitura saldata viene quindi fatta passare attraverso un rullo ad alta pressione che aiuta a creare una saldatura stretta. Il tubo viene quindi tagliato alla lunghezza desiderata e impilato per ulteriore elaborazione. Il tubo di acciaio saldato è un processo continuo e, a seconda delle dimensioni del tubo, può essere realizzato velocemente come 1, 100 ft (335. 3 m) per minuto.
10 Quando è necessario un tubo senza saldatura, per la produzione vengono utilizzate billette quadrate. Sono riscaldati e modellati per formare una forma cilindrica, chiamata anche rotonda. Il round viene quindi messo in una fornace dove viene riscaldato bianco-caldo. Il round riscaldato viene quindi laminato con grande pressione. Questo rotolamento ad alta pressione provoca l'allungamento della billetta e la formazione di un foro al centro. Poiché questo foro ha una forma irregolare, un punto di perforazione a forma di proiettile viene spinto attraverso il centro della billetta mentre viene lanciato. Dopo la fase di perforazione, il tubo può essere ancora di spessore e forma irregolari. Per correggere ciò, viene passato attraverso un'altra serie di laminatoi.
Elaborazione finale
11 Dopo aver realizzato uno dei due tipi di tubo, è possibile passarli attraverso una macchina raddrizzatrice. Possono anche essere dotati di giunti in modo da poter collegare due o più pezzi di tubo. Il tipo più comune di giunto per tubi con diametri inferiori è la filettatura: scanalature strette che vengono tagliate nell'estremità del tubo. I tubi vengono anche inviati attraverso una macchina di misurazione. Queste informazioni insieme ad altri dati di controllo della qualità vengono automaticamente stencil sul tubo. Il tubo viene quindi spruzzato con un leggero strato di olio protettivo. La maggior parte dei tubi viene generalmente trattata per evitare che si arrugginisca. Questo viene fatto galvanizzandolo o dandogli un rivestimento di zinco. A seconda dell'uso del tubo, possono essere utilizzate altre vernici o rivestimenti.
Controllo di qualità
Sono state adottate varie misure per garantire che il tubo di acciaio finito soddisfi le specifiche. Ad esempio, i misuratori di raggi X vengono utilizzati per regolare lo spessore dell'acciaio. Gli indicatori funzionano utilizzando due raggi x. Un raggio è diretto su un acciaio di spessore noto. L'altro è diretto all'acciaio di passaggio sulla linea di produzione. Se c'è una variazione tra i due raggi, il misuratore attiverà automaticamente un ridimensionamento dei rulli per compensare.
I tubi vengono inoltre ispezionati per individuare eventuali difetti alla fine del processo. Un metodo per testare una pipa è usare una macchina speciale. Questa macchina riempie il tubo di acqua e quindi aumenta la pressione per vedere se regge. I tubi difettosi vengono restituiti per rottami.
