teelpijpen zijn lange, holle buizen die voor verschillende doeleinden worden gebruikt. Ze worden geproduceerd door twee verschillende methoden die resulteren in een gelaste of naadloze buis. Bij beide methoden wordt ruw staal eerst in een beter werkbare startvorm gegoten. Vervolgens wordt er een buis van gemaakt door het staal uit te rekken tot een naadloze buis of de randen samen te drukken en af te dichten met een las. De eerste methoden voor het produceren van stalen buizen werden in de vroege 1800 s geïntroduceerd en zijn gestaag uitgegroeid tot de moderne processen die we tegenwoordig gebruiken. Jaarlijks worden miljoenen tonnen stalen buizen geproduceerd. Door zijn veelzijdigheid is het het meest gebruikte product dat door de staalindustrie wordt geproduceerd.
Stalen buizen zijn op verschillende plaatsen te vinden. Omdat ze sterk zijn, worden ze ondergronds gebruikt voor het transporteren van water en gas door steden en dorpen. Ze worden ook gebruikt in de bouw om elektrische draden te beschermen. Hoewel stalen buizen sterk zijn, kunnen ze ook lichtgewicht zijn. Dit maakt ze perfect voor gebruik bij de fabricage van fietsframes. Andere plaatsen die ze nuttig vinden, zijn auto's, koelunits, verwarmings- en sanitairsystemen, vlaggenmasten, straatlantaarns en medicijnen om er maar een paar te noemen.
Geschiedenis
Mensen gebruiken al duizenden jaren pijpen. Misschien was het eerste gebruik wel door oude landbouwers die water van beken en rivieren naar hun velden leidden. Archeologisch bewijs suggereert dat de Chinezen al 2000 rietpijp gebruikten om water naar gewenste locaties te transporterenB.C.Er zijn kleibuizen ontdekt die door andere oude beschavingen werden gebruikt. Gedurende de eerste eeuwA.D.werden de eerste loden buizen in Europa gebouwd. In tropische landen werden bamboebuizen gebruikt om water te transporteren. Koloniale Amerikanen gebruikten hout voor een vergelijkbaar doel. In 1652 werd de eerste waterleiding in Boston gemaakt met holle stammen.
De ontwikkeling van de moderne gelaste stalen buis is terug te voeren tot de vroege 1800 s. In 1815 vond William Murdock een kolenbrandersysteem uit. Om de hele stad Londen van deze lichten te voorzien, voegde Murdock de vaten van afgedankte musketten samen. Hij gebruikte deze continue pijpleiding om het kolengas te vervoeren. Toen zijn verlichtingssysteem succesvol bleek, ontstond er een grotere vraag naar lange metalen buizen. Om voldoende buizen te produceren om aan deze vraag te voldoen, zijn verschillende uitvinders aan de slag gegaan met het ontwikkelen van nieuwe pijpvervaardigingsprocessen.
Een vroeg opmerkelijke methode om snel en goedkoop metalen buizen te produceren, werd gepatenteerd door James Russell in 1824. In zijn methode werden buizen gemaakt door tegenover elkaar liggende randen van een platte ijzeren strip met elkaar te verbinden. Het metaal werd eerst verwarmd tot het vervormbaar was. Met behulp van een valhamer zijn de randen samengevouwen en gelast. De buis werd afgewerkt door hem door een groef en een walserij te leiden.
De methode van Russell' werd niet lang gebruikt omdat Comelius Whitehouse het volgende jaar een betere methode ontwikkelde voor het maken van metalen buizen. Dit proces, het stuiklasproces genoemd, is de basis voor onze huidige procedures voor het maken van buizen. Bij zijn methode werden dunne ijzeren platen verwarmd en door een kegelvormige opening getrokken. Terwijl het metaal door de opening ging, krulden de randen op en creëerden een buisvorm. De twee uiteinden zijn aan elkaar gelast om de buis af te werken. De eerste fabriek die in gebruik is
dit proces in de Verenigde Staten werd geopend in 1832 in Philadelphia.
Geleidelijk werden verbeteringen aangebracht in de Whitehouse-methode. Een van de belangrijkste innovaties werd geïntroduceerd door John Moon in 1911. Hij stelde de continue procesmethode voor waarbij een fabriek een pijp in een eindeloze stroom kon produceren. Hij bouwde machines voor dit specifieke doel en vele productiefaciliteiten voor buizen hebben het overgenomen.
Tijdens de ontwikkeling van de gelaste buisprocessen ontstond er een behoefte aan naadloze metalen buizen. Naadloze buizen zijn buizen die geen lasnaad hebben. Ze zijn voor het eerst gemaakt door een gat door het midden van een massieve cilinder te boren. Deze methode is ontwikkeld in de late 1800 s. Dit soort buizen was perfect voor fietsframes omdat ze dunne wanden hebben, lichtgewicht zijn maar sterk zijn. In 1895 werd de eerste fabriek gebouwd die naadloze buizen produceerde. Omdat de fabricage van fietsen plaatsmaakte voor de autofabricage, waren naadloze buizen nog steeds nodig voor benzine- en olieleidingen. Deze vraag werd nog groter naarmate grotere olievoorraden werden gevonden.
Al 1840 konden ijzerwerkers al naadloze buizen produceren. Bij één methode werd een gat geboord door een massief metalen ronde staaf. De knuppel werd vervolgens verwarmd en door een reeks matrijzen getrokken die het langwerpig maakten tot een pijp. Deze methode was inefficiënt omdat het moeilijk was om het gat in het midden te boren. Dit resulteerde in een oneffen leiding waarvan de ene kant dikker was dan de andere. In 1888 kreeg een verbeterde methode een patent. In dit proces werd de gefactureerde vaste stof rond een vuurvaste bakstenen kern gegoten. Toen het werd afgekoeld, werd de steen verwijderd en bleef er een gat in het midden achter. Sindsdien hebben nieuwe roltechnieken deze methoden vervangen.
Ontwerp
Er zijn twee soorten stalen buizen, de ene is naadloos en de andere heeft een enkele lasnaad over de lengte. Beiden hebben verschillende toepassingen. Naadloze buizen zijn doorgaans lichter en hebben dunnere wanden. Ze worden gebruikt voor fietsen en transport van vloeistoffen. Naadbuizen zijn zwaarder en stijver. Ze hebben een betere consistentie en zijn doorgaans rechter. Ze worden gebruikt voor zaken als gastransport, elektrische leidingen en sanitair. Meestal worden ze gebruikt in gevallen waarin de buis niet onder hoge spanning staat.
Tijdens de productie kunnen bepaalde pijpeigenschappen worden gecontroleerd. Zo wordt de diameter van de buis vaak aangepast afhankelijk van hoe deze zal worden gebruikt. De diameter kan variëren van minuscule pijpen die worden gebruikt om injectienaalden te maken tot grote pijpen die worden gebruikt om gas door de stad te transporteren. Ook de wanddikte van de buis is regelbaar. Vaak zal de staalsoort ook invloed hebben op pijp' s de sterkte en flexibiliteit. Andere controleerbare kenmerken zijn lengte, coatingmateriaal en eindafwerking.
Grondstoffen
De belangrijkste grondstof bij de productie van buizen is staal. Staal bestaat voornamelijk uit ijzer. Andere metalen die in de legering aanwezig kunnen zijn, zijn aluminium, mangaan, titanium, wolfraam, vanadium en zirkonium. Sommige afwerkingsmaterialen worden soms gebruikt tijdens de productie. Verf kan bijvoorbeeld zijn
gebruikt als de buis is gecoat. Aan het einde van de productielijn wordt typisch een kleine hoeveelheid olie op stalen buizen aangebracht. Dit helpt de buis te beschermen. Hoewel het eigenlijk geen deel uitmaakt van het eindproduct, wordt zwavelzuur in één fabricagestap gebruikt om de buis te reinigen.
De productie
Werkwijze
Stalen buizen worden gemaakt door twee verschillende processen. De totale productiemethode voor beide processen bestaat uit drie stappen. Eerst wordt ruw staal omgezet in een meer werkbare vorm. Vervolgens wordt de buis gevormd op een continue of semi-continue productielijn. Ten slotte wordt de buis gesneden en aangepast om te voldoen aan de behoeften van de klant'
Ingot productie
1 Gesmolten staal wordt gemaakt door ijzererts en cokes (een koolstofrijke stof die ontstaat wanneer steenkool wordt verwarmd in afwezigheid van lucht) in een oven te smelten en vervolgens het grootste deel van de koolstof te verwijderen door zuurstof in de vloeistof te blazen. Het gesmolten staal wordt vervolgens in grote, dikwandige ijzeren vormen gegoten, waar het afkoelt tot blokken.
2 Om platte producten zoals platen en vellen of lange producten zoals staven en staven te vormen, worden blokken onder grote druk tussen grote rollen gevormd.
Bloei en platen produceren
3 Om een bloei te produceren, wordt de staaf door een paar gestapelde stalen rollen gevoerd die zijn gestapeld. Dit soort rollen wordt" genoemd; twee hoge molens." In sommige gevallen worden drie rollen gebruikt. De rollen zijn zo gemonteerd dat hun groeven samenvallen en ze bewegen in tegengestelde richtingen. Door deze actie wordt het staal geperst en uitgerekt tot dunnere, langere stukken. Wanneer de rollen worden omgekeerd door de menselijke operator, wordt het staal teruggetrokken waardoor het dunner en langer wordt. Dit proces wordt herhaald totdat het staal de gewenste vorm heeft bereikt. Tijdens dit proces draaien machines, manipulatoren genaamd, het staal om zodat elke zijde gelijkmatig wordt verwerkt.
4 Baren kunnen ook in platen worden gerold in een proces dat vergelijkbaar is met het proces van het maken van bloemen. Het staal wordt door een paar gestapelde rollen gevoerd die het uitrekken. Er zijn echter ook rollen aan de zijkant gemonteerd om de breedte van de platen te regelen. Wanneer het staal de gewenste vorm krijgt, worden de ongelijke uiteinden afgesneden en worden de platen of bloemen in kortere stukken gesneden.
Verdere verwerking
5 Bloei wordt meestal verder verwerkt voordat ze in pijpen worden verwerkt. Bloei wordt omgezet in knuppels door ze door meer rollende apparaten te leiden, waardoor ze langer en smaller worden. De knuppels worden gesneden door apparaten die bekend staan als vliegende scharen. Dit is een gesynchroniseerde schaar die samen met de bewegende staaf racet en deze snijdt. Dit maakt efficiënte sneden mogelijk zonder het productieproces te stoppen. Deze knuppels zijn gestapeld en zullen uiteindelijk naadloze buizen worden.
6 Platen zijn ook herwerkt. Om ze kneedbaar te maken, worden ze eerst verwarmd tot {{1}}, 200 ° F (1, 204 ° C). Dit veroorzaakt een oxidebekleding op het oppervlak van de plaat. Deze coating wordt afgebroken met een kalkbreker en waterstraal onder hoge druk. De platen worden vervolgens door een reeks rollen op een hete molen gestuurd en tot dunne smalle stroken staal gemaakt, skelp genaamd. Deze molen kan wel een halve mijl lang zijn. Naarmate de platen door de rollen gaan, worden ze dunner en langer. In ongeveer drie minuten kan een enkele plaat worden omgezet van een 6 in (1 5. 2 cm) dik stuk staal naar een dun stalen lint dat een kwart kan zijn mijl lang.
7 Na het strekken wordt het staal gebeitst. Bij dit proces wordt het door een reeks tanks geleid die zwavelzuur bevatten om het metaal te reinigen. Tenslotte wordt het gespoeld met koud en warm water, gedroogd en vervolgens opgerold op grote spoelen en verpakt voor transport naar een pijpfabriek.
Pijp maken
8 Zowel skelp als knuppels worden gebruikt om pijpen te maken. Skelp wordt gemaakt tot gelaste buis. Het wordt eerst op een afwikkelmachine geplaatst. Doordat de spoel van staal wordt afgewikkeld, wordt deze verwarmd. Het staal wordt vervolgens door een reeks gegroefde rollen geleid. Bij het passeren zorgen de rollen ervoor dat de randen van de skelp samen krullen. Dit vormt een ongelaste buis.
9 Vervolgens passeert het staal laselektroden. Deze apparaten sluiten de twee uiteinden van de buis aan elkaar af. De lasnaad wordt vervolgens door een hogedrukrol geleid, wat helpt om een strakke las te creëren. De buis wordt vervolgens op de gewenste lengte gesneden en gestapeld voor verdere verwerking. Gelaste stalen buis is een continu proces en afhankelijk van de maat van de buis kan deze worden gemaakt tot 1, 100 ft (335. 3 m) per minuut.
10 Wanneer naadloze buizen nodig zijn, worden vierkante knuppels gebruikt voor productie. Ze worden verwarmd en gevormd tot een cilindervorm, ook wel een ronde genoemd. De ronde wordt vervolgens in een oven geplaatst waar hij witgloeiend wordt verwarmd. De verwarmde ronde wordt vervolgens onder grote druk gerold. Dit rollen onder hoge druk zorgt ervoor dat de knuppel uitrekt en een gat in het midden vormt. Omdat dit gat een onregelmatige vorm heeft, wordt een kogelvormig doorsteekpunt tijdens het rollen door het midden van de staaf geduwd. Na het doordringen kan de buis nog steeds een onregelmatige dikte en vorm hebben. Om dit te corrigeren, wordt het door een andere reeks walserijen geleid.
Eindverwerking
11 Nadat beide soorten pijpen zijn gemaakt, kunnen ze door een richtmachine worden geleid. Ze kunnen ook worden voorzien van verbindingen, zodat twee of meer stukken buis kunnen worden aangesloten. Het meest voorkomende type verbinding voor buizen met kleinere diameters is draadsnijden - strakke groeven die in het uiteinde van de buis worden gesneden. De buizen worden ook door een meetmachine gestuurd. Deze informatie wordt samen met andere kwaliteitscontrolegegevens automatisch op de buis gestencild. De buis wordt vervolgens besproeid met een lichte laag beschermende olie. De meeste buizen worden meestal behandeld om roesten te voorkomen. Dit wordt gedaan door het te verzinken of door er een zinklaag op te leggen. Afhankelijk van het gebruik van de buis kunnen andere verven of coatings worden gebruikt.
Kwaliteitscontrole
Er worden verschillende maatregelen genomen om ervoor te zorgen dat de afgewerkte stalen buis aan de specificaties voldoet. Zo worden röntgenmeters gebruikt om de dikte van het staal te regelen. De meters werken door gebruik te maken van twee röntgenstralen. Een straal is gericht op een staal met een bekende dikte. De andere is gericht op het passerende staal op de productielijn. Als er een afwijking is tussen de twee stralen, activeert de meter automatisch een formaatwijziging van de rollen ter compensatie.
Leidingen worden aan het einde van het proces ook geïnspecteerd op defecten. Een methode om een buis te testen is met behulp van een speciale machine. Deze machine vult de buis met water en verhoogt vervolgens de druk om te zien of deze blijft zitten. Defecte buizen worden geretourneerd voor schroot.
