Con người đã sử dụng đường ống cho hàng ngàn năm. Có lẽ việc sử dụng đầu tiên là do agriculturalists cổ đại đã chuyển hướng nước từ suối và sông vào các lĩnh vực của họ. Bằng chứng khảo cổ học cho thấy rằng người Trung Quốc sử dụng ống sậy để vận chuyển nước đến các địa điểm mong muốn sớm nhất là 2000B.c.Ống đất sét được sử dụng bởi các nền văn minh cổ đại khác đã được phát hiện. Trong thế kỷ đầu tiênAd., các ống dẫn đầu tiên được xây dựng ở châu Âu. Ở các nước nhiệt đới, các ống tre được sử dụng để vận chuyển nước. Người Mỹ gốc thuộc địa sử dụng gỗ cho một mục đích tương tự. Trong 1652, các Waterworks đầu tiên được thực hiện ở Boston bằng cách sử dụng các bản ghi rỗng.
Phát triển của ngày hiện đại, hàn ống thép có thể được truy trở lại vào đầu những năm 1800. Trong 1815, William Murdock phát minh ra một hệ thống đèn đốt than. Để phù hợp với toàn bộ thành phố London với những ánh sáng này, Murdock đã tham gia cùng các thùng từ các muskets bị loại bỏ. Ông đã sử dụng đường ống dẫn liên tục này để vận chuyển khí than. Khi hệ thống chiếu sáng của ông đã chứng tỏ thành công một nhu cầu lớn hơn đã được tạo ra cho các ống kim loại dài. Để sản xuất đủ ống để đáp ứng nhu cầu này, một loạt các phát minh thiết lập để làm việc về xây dựng các quy trình làm đường ống mới.
Một phương pháp đầu tiên đáng chú ý để sản xuất ống kim loại một cách nhanh chóng và không tốn kém được cấp bằng sáng chế của James Russell trong 1824. Trong phương pháp của mình, ống được tạo ra bằng cách tham gia với nhau đối diện với các cạnh của một dải sắt phẳng. Kim loại đầu tiên được nung nóng cho đến khi nó được dễ uốn. Sử dụng một cái búa thả, các cạnh xếp lại với nhau và Hàn. Các đường ống đã được hoàn thành bằng cách đi qua nó bằng một rãnh và cán Mill.
Phương pháp của Russell đã không được sử dụng lâu dài bởi vì trong năm tới, Comelius Whitehouse phát triển một phương pháp tốt hơn để làm cho ống kim loại. Quá trình này, được gọi là quá trình mông-hàn là cơ sở cho các thủ tục làm ống hiện tại của chúng tôi. Trong phương pháp của mình, tấm sắt mỏng đã được nung nóng và rút ra thông qua một hình nón mở. Khi kim loại đã đi qua việc mở, các cạnh của nó cong lên và tạo ra một hình dạng đường ống. Hai đầu được hàn lại với nhau để kết thúc các ống. Nhà máy sản xuất đầu tiên sử dụng
quá trình này tại Hoa Kỳ đã được khai trương vào 1832 tại Philadelphia.
Từ từ, cải tiến đã được thực hiện trong phương pháp Whitehouse. Một trong những cải tiến quan trọng nhất đã được giới thiệu bởi John Moon trong 1911. Ông đề nghị các phương pháp quy trình liên tục trong đó một nhà máy sản xuất có thể sản xuất ống trong một dòng bất tận. Ông đã xây dựng máy móc cho mục đích cụ thể và các thiết bị sản xuất ống nhiều thông qua nó.
Trong khi các quá trình ống hàn đã được phát triển, một nhu cần cho ống kim loại liền mạch arouse. Ống liền mạch là những người mà không có một đường may Hàn. Họ lần đầu tiên được thực hiện bằng cách khoan một lỗ thông qua Trung tâm của một xi lanh rắn. Phương pháp này được phát triển vào cuối những năm 1800. Những loại đường ống đã được hoàn hảo cho các khung xe đạp, vì họ có bức tường mỏng, có trọng lượng nhẹ nhưng rất mạnh. Trong 1895, nhà máy đầu tiên sản xuất ống liền mạch được xây dựng. Khi sản xuất xe đạp nhường đường cho sản xuất tự động, ống liền mạch vẫn còn cần thiết cho các dòng xăng và dầu. Nhu cầu này đã được thực hiện thậm chí lớn hơn như tiền gửi dầu lớn hơn đã được tìm thấy.
Sớm như 1840, đơn đã có thể sản xuất ống liền mạch. Trong một phương pháp, một lỗ được khoan qua một kim loại rắn, phôi tròn. Phôi thép sau đó đã được nung nóng và rút ra thông qua một loạt các chết mà kéo dài nó để tạo thành một đường ống. Phương pháp này đã không hiệu quả vì nó là khó khăn để khoan lỗ ở trung tâm. Điều này dẫn đến một đường ống không đồng đều với một bên là dày hơn khác. Trong 1888, một phương pháp cải tiến đã được trao bằng sáng chế. Trong quá trình này, các hóa đơn rắn được đúc xung quanh một lõi gạch chống cháy. Khi nó được làm nguội, gạch đã được gỡ bỏ để lại một lỗ ở giữa. Kể từ đó mới lăn kỹ thuật đã thay thế các phương pháp này.
Thiết kế
Có hai loại ống thép, một là liền mạch và khác có một đường may Hàn đơn dọc theo chiều dài của nó. Cả hai đều có sử dụng khác nhau. Ống liền mạch thường có trọng lượng nhẹ hơn, và có bức tường mỏng hơn. Chúng được sử dụng cho xe đạp và vận chuyển chất lỏng. Ống seamed nặng hơn và cứng hơn. Các có một sự nhất quán tốt hơn và thường thẳng. Chúng được sử dụng cho những thứ như vận chuyển khí, ống dẫn điện và đường ống dẫn nước. Thông thường, chúng được sử dụng trong trường hợp khi ống không được đặt dưới mức độ căng thẳng cao.
Một số đặc điểm ống có thể được kiểm soát trong quá trình sản xuất. Ví dụ, đường kính của ống thường được sửa đổi tùy thuộc vào cách nó sẽ được sử dụng. Đường kính có thể dao động từ ống nhỏ được sử dụng để làm kim tiêm, để ống lớn được sử dụng để vận chuyển khí trong suốt một thành phố. Độ dày tường của ống cũng có thể được kiểm soát. Thường thì các loại thép cũng sẽ có một tác động trên đường ống của sức mạnh và tính linh hoạt. Các đặc tính điều khiển khác bao gồm chiều dài, vật liệu phủ, và kết thúc cuối.
Nguyên liệu
Nguyên liệu chính trong sản xuất ống là thép. Thép được tạo thành sắt chủ yếu. Các kim loại khác có thể có mặt trong hợp kim bao gồm nhôm, mangan, Titan, vonfram, vanadi, và zirconi. Một số vật liệu hoàn thiện đôi khi được sử dụng trong quá trình sản xuất. Ví dụ, sơn có thể được
sử dụng nếu ống được phủ. Thông thường, một lượng ánh sáng của dầu được áp dụng cho ống thép ở phần cuối của dây chuyền sản xuất. Điều này giúp bảo vệ các ống. Trong khi nó không thực sự là một phần của sản phẩm đã hoàn thành, axít sulfuric được sử dụng trong một bước sản xuất để làm sạch đường ống.
Sản xuất
Quá trình
Ống thép được làm bằng hai quá trình khác nhau. Phương pháp sản xuất tổng thể cho cả hai quy trình bao gồm ba bước. Đầu tiên, nguyên liệu thép được chuyển thành dạng hoàn toàn khả thi hơn. Tiếp theo, đường ống được hình thành trên một dây chuyền sản xuất liên tục hoặc bán liên tục. Cuối cùng, ống được cắt và sửa đổi để đáp ứng nhu cầu của khách hàng.
Sản xuất phôi
1 thép nóng chảy được thực hiện bằng cách nóng chảy quặng sắt và than cốc (một chất giàu cacbon mà kết quả khi than được nung nóng trong sự vắng mặt của không khí) trong một lò, sau đó loại bỏ hầu hết các cacbon bằng cách phun ôxy vào chất lỏng. Thép nóng chảy sau đó được đổ vào các khuôn sắt lớn, có tường dày, nơi nó nguội đi thành thỏi.
2 để tạo thành các sản phẩm phẳng như tấm và tấm, hoặc các sản phẩm dài như thanh và que, thỏi có hình dạng giữa các con lăn lớn dưới áp suất rất lớn.
Sản xuất hoa nở và tấm
3 để sản xuất một nở, phôi được truyền qua một cặp con lăn thép rãnh được xếp chồng lên nhau. Những loại con lăn được gọi là "hai nhà máy cao." Trong một số trường hợp, ba con lăn được sử dụng. Các con lăn được gắn để các rãnh của chúng trùng khớp, và chúng di chuyển theo hướng ngược lại. Hành động này gây ra thép được vắt và kéo dài vào mỏng hơn, miếng dài hơn. Khi các con lăn được đảo ngược bởi các nhà điều hành, thép được kéo trở lại thông qua làm cho nó mỏng hơn và lâu hơn. Quá trình này lặp lại cho đến khi thép đạt được hình dạng mong muốn. Trong quá trình này, Máy móc gọi là thao tác lật thép để mỗi bên được xử lý đồng đều.
4 phôi cũng có thể được cuộn thành tấm trong một quá trình tương tự như quá trình nở. Thép được truyền qua một cặp con lăn xếp chồng lên nhau mà kéo dài nó. Tuy nhiên, cũng có những con lăn gắn trên mặt để kiểm soát chiều rộng của tấm. Khi thép mua lại hình dạng mong muốn, kết thúc không đồng đều được cắt bỏ và tấm hoặc nở được cắt thành miếng ngắn hơn.
Tiếp tục xử lý
5 Blooms thường được xử lý hơn nữa trước khi chúng được làm thành ống. Blooms được chuyển đổi thành phôi thép bằng cách đặt chúng thông qua các thiết bị cán hơn mà làm cho họ dài hơn và hẹp hơn. Phôi được cắt bởi các thiết bị được gọi là bay lượn. Đây là một cặp shears đồng bộ rằng cuộc đua cùng với phôi di chuyển và cắt nó. Điều này cho phép cắt giảm hiệu quả mà không dừng quá trình sản xuất. Các phôi được xếp chồng lên nhau và cuối cùng sẽ trở thành ống liền mạch.
6 Slabs cũng được làm lại. Để làm cho chúng dễ uốn, chúng lần đầu tiên được nung nóng đến 2.200 ° F (1.204 ° C). Điều này gây ra một lớp phủ oxit để hình thành trên bề mặt của phiến. Lớp phủ này được chia ra với một máy cắt quy mô và phun nước áp lực cao. Các tấm sau đó được gửi thông qua một loạt các con lăn trên một máy xay nóng và làm thành dải mỏng hẹp của thép được gọi là skelp. Cối xay này có thể dài đến nửa dặm. Khi các tấm đi qua các con lăn, chúng trở nên mỏng hơn và dài hơn. Trong quá trình khoảng ba phút một tấm duy nhất có thể được chuyển đổi từ một 6 in (15,2 cm) mảnh thép dày đến một ribbon mỏng thép có thể là một dặm quý dài.
7 sau khi kéo dài, thép là ngâm. Quá trình này bao gồm việc chạy nó thông qua một loạt các xe tăng có chứa axít sulfuric để làm sạch kim loại. Để kết thúc, nó được rửa sạch với nước lạnh và nóng, sấy khô và sau đó cuộn lên trên cuộn lớn và đóng gói để vận chuyển đến một cơ sở làm đường ống.
Làm ống
8 cả hai bộ xương và phôi được sử dụng để làm ống. Skelp được làm thành ống hàn. Nó là lần đầu tiên được đặt trên một máy unquấn. Khi spool của thép là unvết, nó được làm nóng. Thép sau đó được thông qua một loạt các con lăn rãnh. Khi nó đi qua, các con lăn gây ra các cạnh của bộ xương để cuộn lại với nhau. Điều này tạo thành một ống không hàn.
9 thép tiếp theo đi qua điện cực hàn. Các thiết bị này đóng dấu hai đầu của ống với nhau. Các đường may hàn sau đó được thông qua một con lăn áp lực cao giúp tạo ra một mối hàn chặt chẽ. Các ống sau đó được cắt theo một chiều dài mong muốn và xếp chồng lên nhau để xử lý thêm. Ống thép hàn là một quá trình liên tục và tùy thuộc vào kích thước của ống, nó có thể được thực hiện nhanh như 1.100 ft (335,3 m) mỗi phút.
10 khi ống liền mạch là cần thiết, phôi vuông được sử dụng cho sản xuất. Chúng được nung nóng và đúc để tạo thành một hình trụ, cũng được gọi là một vòng. Vòng sau đó được đặt trong một lò nơi nó được làm nóng trắng nóng. Các vòng nóng sau đó được cán với áp lực rất lớn. Cán áp lực cao này gây ra phôi để kéo dài ra và một lỗ để hình thành ở trung tâm. Kể từ khi lỗ này là bất thường hình, một viên đạn hình điểm người khoan lổ được đẩy qua giữa phôi thép như nó đang được cán. Sau khi giai đoạn xuyên, các đường ống vẫn có thể có độ dày và hình dạng không đều. Để sửa chữa nó được thông qua một loạt các nhà máy cán.
Xử lý cuối cùng
11 sau khi một trong hai loại ống được thực hiện, họ có thể được đặt thông qua một máy thẳng. Họ cũng có thể được trang bị khớp như vậy hai hoặc nhiều miếng ống có thể được kết nối. Các loại phổ biến nhất của khớp cho đường ống với đường kính nhỏ hơn là luồng-rãnh chặt chẽ được cắt vào cuối đường ống. Các đường ống cũng được gửi thông qua một máy đo. Thông tin này cùng với các dữ liệu kiểm soát chất lượng khác được tự động stenciled trên đường ống. Các đường ống sau đó được phun với một lớp phủ ánh sáng của dầu bảo vệ. Hầu hết các ống thường được điều trị để ngăn chặn nó từ rusting. Điều này được thực hiện bằng cách mạ kẽm hoặc cho nó một lớp phủ kẽm. Tùy thuộc vào việc sử dụng các đường ống, sơn khác hoặc lớp phủ có thể được sử dụng.
