Saldato vs. Produzione senza soluzione di continuità nel processo di fabbricazione dei tubi

I tubi d'acciaio, dalla produzione automobilistica ai tubi del gas, possono essere saldati da leghe - metalli costituiti da diversi elementi chimici - o costruiti senza soluzione di continuità da un forno di fusione.

Mentre i tubi saldati vengono forzati insieme attraverso metodi come il riscaldamento e il raffreddamento e utilizzati per applicazioni più pesanti e rigide come impianti idraulici e trasporto del gas, i tubi senza saldatura vengono creati mediante stiramento e incavo per scopi più leggeri e più sottili come biciclette e trasporto di liquidi.

Il metodo di produzione presta molto ai vari design del tubo di acciaio. La modifica del diametro e dello spessore può comportare differenze di resistenza e flessibilità per progetti su larga scala come tubazioni di trasporto del gas e strumenti precisi come aghi ipodermici.

La struttura chiusa di un tubo, sia esso rotondo, quadrato o di qualsiasi forma, può adattarsi a qualsiasi applicazione sia necessaria, dal flusso di liquidi alla prevenzione della corrosione.

Il processo complessivo di produzione di tubi in acciaio comporta la conversione di acciaio grezzo in lingotti, fioriture, lastre e billette (che sono tutti materiali che possono essere saldati), creando una tubazione su una linea di produzione e formando il tubo nel prodotto desiderato.

Il minerale di ferro e il coke, una sostanza ricca di carbonio del carbone riscaldato, vengono fusi in una sostanza liquida in una fornace e quindi fatti esplodere con ossigeno per creare acciaio fuso. Questo materiale viene raffreddato in lingotti, grandi getti di acciaio per lo stoccaggio e il trasporto di materiali, che vengono modellati tra i rulli ad alta pressione.

Alcuni lingotti vengono fatti passare attraverso rulli d'acciaio che li allungano in pezzi più sottili e lunghi per creare fioriture, intermedi tra acciaio e ferro. Inoltre sono laminati in lastre, pezzi di acciaio con sezioni rettangolari, attraverso rulli sovrapposti che tagliano le lastre in forma.

Più dispositivi di laminazione si appiattiscono - un processo noto come coniatura - fiorisce in billette. Questi sono pezzi di metallo con sezioni tonde o quadrate, che sono ancora più lunghi e più sottili. Le cesoie volanti tagliano le billette in posizioni precise in modo che le billette possano essere impilate e formate in tubi senza saldatura.

Le lastre vengono riscaldate a circa 2, {{1}} gradi Fahrenheit (1, 204 gradi Celsius) fino a quando sono malleabili e quindi diluite in skelp, che sono strette strisce di nastro lunghe fino a 0. 25 miglia (0. 4 ). L'acciaio viene quindi pulito con serbatoi di acido solforico seguito da acqua fredda e calda e trasportato in fabbriche per la fabbricazione di tubi.

Per i tubi saldati, una macchina svolgitrice svolge lo skelp e lo fa passare attraverso i rulli per far arricciare i bordi e creare forme di tubo. Gli elettrodi per saldatura utilizzano una corrente elettrica per sigillare le estremità prima che un rullo ad alta pressione lo stringa. Il processo può produrre pipe rapidamente come 1, 100 ft (335. 3 m) al minuto.

Per i tubi senza saldatura, un processo di riscaldamento e rotolamento ad alta pressione di billette quadrate fa sì che si allunghino con un foro al centro. I laminatoi perforano il tubo per lo spessore e la forma desiderati.

Un'ulteriore lavorazione può includere raddrizzatura, filettatura (taglio di scanalature strette nelle estremità dei tubi) o copertura con un olio protettivo di zinco o zincatura per prevenire la ruggine (o qualsiasi cosa sia necessaria allo scopo del tubo'). La galvanizzazione di solito comporta processi elettrochimici ed elettrodepositivi di rivestimenti di zinco per proteggere il metallo da materiale corrosivo come l'acqua salata.

Il processo agisce per scoraggiare gli agenti ossidanti dannosi in acqua e aria. Lo zinco funge da anodo all'ossigeno per formare ossido di zinco, che reagisce con l'acqua formando idrossido di zinco. Queste molecole di idrossido di zinco formano carbonato di zinco se esposte al biossido di carbonio. Infine, uno strato sottile, impenetrabile e insolubile di carbonato di zinco si attacca allo zinco per proteggere il metallo.

Una forma più sottile, l'elettrogalvanizzazione, viene generalmente utilizzata nelle parti di automobili che richiedono vernice antiruggine in modo tale che la immersione a caldo riduca la resistenza del metallo di base. Gli acciai inossidabili vengono creati quando le parti in acciaio inossidabile sono zincate su acciaio al carbonio.

Mentre i tubi di acciaio saldato risalgono all'ingegnere scozzese William Murdock' l'invenzione del sistema di lampade a carbone realizzato da barili di moschetti per trasportare gas di carbone in 1815, i tubi senza saldatura erano&# { {0}}; t introdotto fino alla fine 1880 s per il trasporto di benzina e petrolio.

Durante il 19 secolo, gli ingegneri hanno creato innovazioni nella fabbricazione di tubi, tra cui il metodo dell'ingegnere James Russell' s per utilizzare un martello retrattile per piegare e unire le strisce di ferro piatto che sono state riscaldate fino a quando erano malleabili 1824.

L'ingegnere Comenius Whitehouse, l'anno successivo, creò un metodo migliore di saldatura di testa che prevedeva il riscaldamento di sottili fogli di ferro che venivano arricciati in un tubo e saldati alle estremità. Whitehouse ha usato un'apertura a forma di cono per arricciare i bordi in una forma di tubo prima di saldarli in un tubo.

La tecnologia si diffonderebbe nell'industria manifatturiera automobilistica e verrebbe utilizzata anche per il trasporto di petrolio e gas con ulteriori innovazioni come i gomiti a tubo per la formatura a caldo per produrre in modo più efficace prodotti a tubo piegato e la formazione di tubi continui in un flusso costante.

In 1886, gli ingegneri tedeschi Reinhard e Max Mannesmann hanno brevettato il primo processo di laminazione per la creazione di tubi senza saldatura da vari pezzi presso la fabbrica di file del padre&# 39 a Remscheid. Negli anni 1890 il duo ha inventato il processo di laminazione del pilger, un metodo per ridurre il diametro e lo spessore delle pareti dei tubi di acciaio per una maggiore durata, che, con le loro altre tecniche, formerebbe la quotazione GG; il processo Mannesmann" per rivoluzionare il campo dell'ingegneria dei tubi di acciaio.

Nella tecnologia 1960 s Computer Numerical Control (CNC) consente agli ingegneri di utilizzare macchine di riparazione ad induzione ad alta frequenza per risultati più precisi utilizzando mappe progettate al computer per progetti più complessi, curve più strette e pareti più sottili. Il software di progettazione assistita da computer continuerebbe a dominare il campo con una precisione ancora maggiore.

Le condotte in acciaio possono generalmente durare centinaia di anni con una grande resistenza alle crepe del gas naturale e dei contaminanti, nonché agli impatti a bassa permeazione di metano e idrogeno. Possono essere isolati con schiuma poliuretanica (PU) per conservare l'energia termica pur rimanendo forti.

Le strategie di controllo della qualità possono utilizzare metodi come l'uso dei raggi X per misurare la dimensione dei tubi e adattarsi di conseguenza per qualsiasi varianza o differenza osservata. Ciò garantisce che le tubazioni siano adatte alla loro applicazione anche in ambienti caldi o umidi.