Introduzione alla produzione di tubi senza saldatura
I tubi in acciaio sono tubi lunghi e cavi utilizzati principalmente per trasportare prodotti da un luogo all'altro. Sono prodotti principalmente da due distinti metodi di produzione che si traducono in un tubo saldato o in un tubo senza saldatura. In entrambi i metodi di produzione, l'acciaio grezzo viene prima colato in una forma di partenza più lavorabile ( billetta calda o nastro piatto). Viene quindi trasformato in un tubo allungando la billetta di acciaio calda in un tubo senza saldatura o forzando insieme i bordi della striscia di acciaio piatta e sigillandoli con una saldatura. In questo articolo discuteremo i vari metodi coinvolti nella produzione di tubi senza saldatura.
Processo di fresatura a mandrino
Nel processo di fresatura a mandrino viene utilizzata una billetta di acciaio tonda solida. La billetta viene caricata in un forno a suola rotante. Dopo che la billetta è stata scaricata dal forno a suola rotante, viene praticato un piccolo foro nella sua estremità. Questa rientranza funge da punto di partenza per facilitare la perforazione rotante.
La perforazione rotante è un processo di laminazione molto veloce e dinamico che incrocia la billetta preriscaldata tra due rulli a forma di botte ad alta velocità. Il rotolamento incrociato provoca elevate sollecitazioni di trazione al centro della billetta. Il design dei rulli perforatori fa sì che il metallo fluisca lungo il rullo e sopra un punto perforatore quando esce dal processo. Il punto di perforazione è uno strumento in lega raffreddato ad acqua ad alta temperatura progettato per consentire al metallo di fluire su di esso mentre si forma un guscio di tubo dal processo rotativo. Una volta prodotto il guscio del tubo forato, viene immediatamente trasferito al mulino a mandrino flottante.
Il laminatoio a mandrino flottante comprende otto gabbie di laminazione che utilizzano 16 rulli e una serie di mandrini. Queste barre del mandrino vengono inserite nel guscio del tubo forato e quindi convogliate nel mulino a mandrino e laminati in un guscio del tubo di dimensioni intermedie. Il meccanismo di laminazione del guscio del tubo attraverso il mulino a mandrino con la barra del mandrino all'interno funge da controllo per creare un diametro esterno standard intermedio (OD) e uno spessore di parete controllato, in base alla dimensione risultante del set di barre del mandrino.
Il mantello del laminatoio a mandrino viene quindi riscaldato in un forno di riscaldo in modo che possa completare il processo di laminazione finale e acquisire le dimensioni finali e le qualità microstrutturali. All'uscita dal forno di riscaldo, il tubo riceve una decalcificazione ad acqua ad alta pressione, rimuovendo le incrostazioni di ossido di ferro che si sono formate nel forno di riscaldo. Una superficie pulita e priva di incrostazioni è fondamentale per una buona qualità della superficie.
Il guscio del tubo viene ulteriormente ridotto alle dimensioni specificate dal laminatoio. I tubi vengono quindi convogliati al meccanismo di taglio, dove vengono tagliati alla lunghezza prescritta. poi questi tubi vengono ammassati e indirizzati alle successive operazioni di finitura e ispezione prima della spedizione.
Processo Mannesmann Plug Mill
Il processo Mannesmann Plug Mill è in qualche modo simile al processo Mandrel Mill con una grande differenza nel laminatoio a rulli al posto del mulino a mandrino.
Nel laminatoio a tampone, una coppia di rulli di forma conica, disposti uno sopra l'altro, opera in senso contrario al flusso del materiale. Il guscio del tubo cavo a parete spessa, con un mandrino cilindrico al suo interno, è guidato verso i rulli del laminatoio per spine. Non appena viene afferrato dalla porzione rastremata della passata di lavoro, una piccola onda di materiale viene tranciata dal guscio del tubo cavo. Questa onda viene forgiata allo spessore di parete desiderato sul mandrino dalla porzione di levigatura della passata di lavoro, con il guscio del tubo cavo più il mandrino che si muove all'indietro nella stessa direzione di rotazione dei rulli - cioè nella direzione opposta alla laminazione - fino a quando raggiungono il passo folle dei rulli e vengono rilasciati. Quando il guscio del tubo cavo viene ruotato, viene nuovamente spinto in avanti tra i rulli e inizia un nuovo ciclo di laminazione.
Processo di estrusione
L'estrusione è un processo di formatura del metallo in cui un pezzo da lavorare, solitamente una billetta rotonda, è costretto a fluire attraverso uno stampo di un'area della sezione trasversale più piccola, formando così il pezzo alla nuova sezione trasversale. La lunghezza della parte estrusa varierà, a seconda della quantità di materiale nel pezzo da lavorare e del profilo estruso. Numerose sezioni trasversali sono prodotte con questo metodo.
I tubi possono essere estrusi direttamente con l'uso di un mandrino fissato al blocco fittizio. Attraverso il pezzo viene creato un foro, parallelo all'asse su cui il pistone applica la forza per formare l'estrusione. Il mandrino è inserito all'interno di questo foro. Una volta iniziata l'operazione, il pistone viene forzato in avanti. Il metallo estruso scorre tra il mandrino e le superfici dello stampo, formando il pezzo. Il profilo interno dell'estrusione metallica è formato dal mandrino, mentre il profilo esterno è formato dalla filiera di estrusione.
