Стальная труба представляет собой цилиндрическую трубу из стали и является наиболее широко используемым продуктом в сталелитейной промышленности. Основное использование стальных труб - транспортировка продуктов, включая нефть, газ и воду, на большие расстояния. Обычные бытовые приборы, такие как холодильники, используют стальные трубы, а также системы отопления и водопровода. Стальные трубы бывают разных размеров и могут также использоваться для конструктивных требований, таких как поручни и кнехты.
Уильям Мердок считается пионером стальных труб, когда в 1815 году он соединил бочки с мушкетами, чтобы изобрести систему сжигания угольных ламп. Мердок использовал свою инновационную систему трубопроводов для транспортировки угольного газа к отдельным лампам на улицах Лондона.
С 1800-х годов были достигнуты большие успехи в технологии стальных труб, включая совершенствование методов производства, разработку приложений для их использования и установление норм и стандартов, регулирующих их сертификацию.
Стальная труба изготавливается одним из двух способов, что приводит к получению бесшовных или сварных изделий.
Бесшовная труба изготавливается из цельного круглого материала, который сначала нагревается, а затем экструдируется - проталкивается или вытягивается через фильеру, в результате чего получается полая труба. Этот процесс дает бесшовной трубе гладкую и ровную поверхность без видимых стыков. Этот продукт более дорогой, чем сварная труба, но также считается более надежным и может привести к продуктам с гораздо более высокой прочностью и целостностью.
Сварные трубы изготавливаются из стальных листов, которые прокатываются, затем свариваются в продольном направлении вдоль скрученных соединений. Это приводит к продукту, который имеет сварное соединение повсюду. Сварная труба дешевле, чем экструдированная бесшовная труба, но не обладает такими же физическими характеристиками и используется в основном для применения при низком давлении или при низких нагрузках.
Как изготавливаются стальные трубы?
Независимо от того, производится ли труба сварным или бесшовным способом, первым шагом любого из этих процессов является преобразование необработанной стали в более удобную форму.
Сырье получают путем плавления сырья в печи и контроля состава путем добавления сплавов и удаления примесей. Расплавленную сталь разливают в формы для изготовления слитков или переносят на машину непрерывного литья заготовок для изготовления листов, заготовок и цветков. Эта необработанная сталь должна быть преобразована в форму, которую можно свернуть в трубы определенного размера или растянуть в полые трубы.
Существует два основных промежуточных стальных продукта, которые используются для изготовления стальных труб:
Стальной скелеп изготавливается из слябов, которые нагревают до 2200 ° F. Тепло вызывает образование накипи на поверхности, которая должна быть удалена через прерыватель накипи и очистку под высоким давлением. После очистки стальной лист подвергается горячей прокатке в тонкие узкие полоски стали, называемые скелпом. Скелеп протравливают (очищают поверхность) серной кислотой, промывают водой и раскатывают на большие катушки в качестве сырья для изготовления труб. Ширина скелпа определяет диаметр трубы, которую можно изготовить.
Стальные заготовки могут быть получены непосредственно из машины непрерывного литья заготовок или как вторичный продукт из слитков. Слиток раскатывается и протягивается через рифленые и уложенные друг на друга валки, называемые «двумя высокими мельницами», чтобы образовать цветы. Для преобразования заготовки в заготовку требуется другая последовательность прокатки и растяжения для формирования твердой заготовки с требуемыми размерами для технических характеристик трубы.
Сварная труба
Скелет разматывается с катушки, нагревается и прокатывается через рифленые ролики, которые сгибают края скелпа вверх. В результате этого процесса получается цилиндрическая труба, в которой два края согнуты вокруг друг друга, образуя длинный цилиндр. Затем один из трех сварочных процессов используется для соединения краев и герметизации трубы.
Непрерывная сварка
При непрерывной сварке сварочные ролики прижимают края трубы друг к другу, образуя кованый сварной шов из-за тепла, которое уже было приложено к окантовке. При сварке металл не добавляется, а конечные ролики уменьшают диаметр и толщину стенки трубы до технических характеристик.Сварка электрическим сопротивлением
Сварка электрическим сопротивлением происходит аналогично непрерывной сварке, за исключением того, что окатка холоднокатаная в форме трубы. Ток подается на кромки трубы с помощью вращающихся медных дисков, которые нагревают кромки до температуры сварного шва. Сварочные ролики соединяют края трубы, создавая кованый шов.Спиральная сварка
Спиральная сварка и дуговая сварка с двойным погружением используют более традиционные методы сварки и добавление сварочного материала для формирования соединения.
Оборудование и инфраструктура, необходимые для производства огромного количества сварных стальных труб, имеют большое значение, как показано на этом видео, посвященном заводу по производству нефтепроводов .
Бесшовная труба
Бесшовные трубы производятся без необходимости сварки. Они создаются путем нагревания и растягивания цельной стальной заготовки перед тем, как пробить ее, чтобы образовать полый центр. Заготовки нагревают до экстремальных температур, делая их белыми горячими, а затем раскатывают под высоким давлением, заставляя заготовку вытягиваться. Пробойник в форме пули используется для придания полому центру правильной формы в соответствии с его размерами. Далее следует ряд операций фрезерования, чтобы привести трубу в соответствие с требуемыми характеристиками
Фантастический обзор всего процесса производства бесшовных труб - от выплавки стали до процессов отделки - можно увидеть в этом видео « Процесс производства бесшовных стальных труб ».
Завершающие этапы
Трубы могут быть пропущены через выпрямляющую машину в качестве заключительного технологического шага, прежде чем они будут снабжены соединениями в конце. Трубы малого диаметра обычно снабжены резьбовыми соединениями, но трубы большего диаметра обычно оснащены фланцами, которые приварены к концу трубы. Измерительные машины проверяют размеры готовой трубы и штампуют детали на боковой стороне трубы для контроля качества.
Этапы контроля качества включают проверку трубы на наличие дефектов с помощью рентгеновских аппаратов, особенно вдоль сварного шва. Другой метод состоит в том, чтобы испытать трубу под давлением, заполнив ее водой, а затем удерживая ее под давлением в течение определенного времени, чтобы выявить любые дефекты, которые могут вызвать катастрофический отказ, прежде чем он будет введен в эксплуатацию.
