Hàn vs sản xuất liền mạch trong quá trình làm ống

Ống thép, từ sản xuất ô tô đến ống khí, có thể được hàn từ hợp kim-kim loại được làm từ các yếu tố hóa học khác nhau-hoặc xây dựng liền mạch từ một lò nóng chảy.

Trong khi ống hàn bị ép buộc với nhau thông qua các phương pháp như sưởi ấm và làm mát và được sử dụng cho nặng hơn, các ứng dụng cứng nhắc hơn như ống nước và vận chuyển khí, ống liền mạch được tạo ra thông qua kéo dài và cày cho mục đích nhẹ hơn và mỏng hơn như xe đạp và vận chuyển chất lỏng.

Phương pháp sản xuất vay nhiều với các thiết kế khác nhau của ống thép. Thay đổi đường kính và độ dày có thể dẫn đến sự khác biệt trong sức mạnh và tính linh hoạt cho các dự án quy mô lớn như đường ống vận chuyển khí và các dụng cụ chính xác như kim tiêm.

Cấu trúc khép kín của một ống, có thể là tròn, vuông hoặc hình dạng bất kỳ, có thể phù hợp với bất kỳ ứng dụng là cần thiết, từ dòng chảy của chất lỏng để phòng ngừa ăn mòn.

Quá trình tổng thể của việc làm ống thép liên quan đến việc chuyển đổi thép nguyên thành thỏi, nở, tấm và phôi (Tất cả đều là vật liệu có thể được hàn), tạo ra một đường ống dẫn trên một dây chuyền sản xuất và tạo thành các đường ống vào một sản phẩm mong muốn.

Quặng sắt và than cốc, một chất giàu cacbon từ than nóng, được nấu chảy vào một chất lỏng trong lò và sau đó thổi với ôxy để tạo ra thép nóng chảy. Vật liệu này được làm nguội thành thỏi, lớn đúc thép để lưu trữ và vận chuyển vật liệu, có hình giữa các con lăn dưới một lượng cao áp lực.

Một số thỏi được truyền qua các con lăn thép kéo dài chúng thành mỏng hơn, miếng dài hơn để tạo ra nở, Trung gian giữa thép và sắt. Chúng cũng được cuộn thành tấm, miếng thép với mặt cắt hình chữ nhật, thông qua các con lăn xếp chồng lên nhau để cắt các phiến thành dạng.

Thêm các thiết bị cán làm phẳng-một quá trình được gọi là dập nổi-nở vào phôi thép. Đây là những miếng kim loại có mặt cắt ngang hoặc hình vuông, thậm chí còn dài hơn và mỏng hơn. Flying shears cắt phôi ở vị trí chính xác để các phôi có thể được xếp chồng lên nhau và hình thành vào ống liền mạch.

Tấm được nung nóng đến khoảng 2.200 độ Fahrenheit (1.204 độ c) cho đến khi chúng dễ uốn và sau đó mỏng vào bộ xương, là dải ruy băng hẹp lên đến 0,25 dặm (0,4 km) dài. Thép sau đó được làm sạch bằng cách sử dụng bể chứa axit sulfuric tiếp theo là nước lạnh và nóng và vận chuyển đến các nhà máy làm đường ống.

Đối với ống hàn, một untua máy unwinds lề và vượt qua nó thông qua các con lăn để làm cho các cạnh để Curl và tạo ra hình dạng đường ống. Que hàn sử dụng một dòng điện để đóng dấu kết thúc với nhau trước khi một con lăn áp lực cao siết chặt nó. Quá trình này có thể sản xuất ống một cách nhanh chóng như 1.100 ft (335,3 m) mỗi phút.

Đối với ống liền mạch, một quá trình sưởi ấm và cán áp lực cao của phôi thép vuông làm cho chúng căng ra với một lỗ ở trung tâm. Cán Mills khoan ống cho độ dày và hình dạng mong muốn.

Tiếp tục xử lý có thể bao gồm thẳng, luồng (cắt rãnh chặt chẽ vào đầu đường ống) hoặc bao gồm với một dầu bảo vệ kẽm hoặc mạ kẽm để ngăn ngừa gỉ (hoặc bất cứ điều gì là cần thiết cho mục đích của ống). Mạ kẽm thường liên quan đến quá trình điện hóa và điện tích của lớp phủ kẽm để bảo vệ kim loại khỏi các vật liệu ăn mòn như nước muối.

Quá trình này hoạt động để ngăn chặn các chất ôxi hóa có hại trong nước và không khí. Kẽm hoạt động như một anode để ôxy để tạo thành oxit kẽm, phản ứng với nước để tạo thành kẽm hydroxit. Những phân tử hydroxit kẽm tạo thành cacbonat kẽm khi tiếp xúc với điôxít cacbon. Cuối cùng, một lớp mỏng, không thể xuyên thủng, không hòa tan của cacbonat kẽm dính vào kẽm để bảo vệ kim loại.

Một dạng mỏng hơn, mạ điện, thường được sử dụng trong các bộ phận ô tô yêu cầu sơn chống gỉ như vậy là nhúng nóng làm giảm sức mạnh của kim loại cơ bản. Thép không gỉ được tạo ra khi các bộ phận không gỉ được mạ kẽm để thép cacbon.

Trong khi ống thép hàn ngày trở lại cho kỹ sư người Scotland William Murdock của phát minh của các than-đốt hệ thống đèn làm từ thùng của muskets để vận chuyển khí than trong 1815, ống liền mạch không được giới thiệu cho đến cuối những năm 1880 cho chuyên chở xăng và dầu.

Trong thế kỷ 19, các kỹ sư tạo ra sự đổi mới trong việc làm ống bao gồm kỹ sư James Russell của phương pháp sử dụng một cái búa thả để gấp và tham gia các dải sắt phẳng đã được nung nóng cho đến khi chúng được dễ uốn trong 1824.

Các kỹ sư năm tiếp theo Comenius Whitehouse tạo ra một phương pháp tốt hơn của mông-hàn có liên quan đến sưởi ấm tấm sắt mỏng được cong vào một đường ống và hàn ở kết thúc. Whitehouse được sử dụng một hình nón mở để curl các cạnh thành một hình dạng ống trước khi hàn chúng vào một ống.

Công nghệ này sẽ lan truyền trong ngành công nghiệp sản xuất ô tô cũng được sử dụng để vận chuyển dầu và khí với những đột phá hơn nữa như khuỷu tay ống tạo hình nóng để sản xuất các sản phẩm ống cong hiệu quả hơn, và ống liên tục hình thành trong một dòng liên tục.

Năm 1886, các kỹ sư người Đức Reinhard và Max Mannesmann đã cấp bằng sáng chế cho quá trình cán đầu tiên để tạo ra các ống liền mạch từ nhiều phần khác nhau tại nhà máy tập tin của cha mình ở Remscheid. Trong những năm 1890, bộ đôi phát minh ra các pilger-cán quá trình, một phương pháp giảm đường kính và độ dày tường của ống thép để tăng độ bền, đó, với các kỹ thuật khác của họ, sẽ hình thành "quá trình Mannesmann" để cách mạng hóa lĩnh vực kỹ thuật ống thép.

Trong những năm 1960 công nghệ điều khiển số (CNC) cho phép các kỹ sư sử dụng máy mending cảm ứng cao tần cho kết quả chính xác hơn bằng cách sử dụng máy tính thiết kế bản đồ cho các thiết kế phức tạp hơn, chặt chẽ uốn và bức tường mỏng hơn. Máy tính hỗ trợ phần mềm thiết kế tiếp tục thống trị các lĩnh vực với độ chính xác thậm chí cao hơn.

Đường ống thép thường có thể cuối hàng trăm năm với sức đề kháng tuyệt vời để các vết nứt từ khí đốt tự nhiên và chất gây ô nhiễm cũng như tác động với độ thấm thấp để mêtan và hydro. Chúng có thể được cách nhiệt bằng bọt polyurethane (PU) để bảo tồn năng lượng nhiệt trong khi còn mạnh mẽ.

Các chiến lược kiểm soát chất lượng có thể sử dụng các phương pháp như sử dụng tia x để đo kích thước của các đường ống và điều chỉnh phù hợp cho bất kỳ sự khác biệt nào được quan sát. Điều này đảm bảo các đường ống dẫn phù hợp cho ứng dụng của họ ngay cả trong môi trường nóng hoặc ẩm ướt.