Een stalen buis is een cilindrische buis gemaakt van staal en is het meest gebruikte product in de staalindustrie. Het belangrijkste gebruik van stalen buizen is het transport van producten, waaronder olie, gas en water over lange afstanden. Gebruikelijke huishoudelijke apparaten zoals koelkasten maken gebruik van stalen buizen, evenals verwarmings- en sanitaire systemen. Stalen buizen zijn er in verschillende maten en kunnen ook worden gebruikt voor structurele vereisten zoals handrails en paalpalen.
William Murdoch wordt verondersteld de pionier te zijn van stalen buizen, toen hij samen met vaten musketten samenwerkte om in 1815 een kolenlambrander te ontwikkelen. Murdoch gebruikte zijn innovatieve leidingsysteem om kolengas naar individuele lampen in de straten van Londen te transporteren.
Sinds de jaren 1800 zijn er grote stappen gezet in de technologie van stalen buizen, waaronder het verbeteren van fabricagemethoden, het ontwikkelen van toepassingen voor hun gebruik en het vaststellen van voorschriften en normen die hun certificering regelen.
Stalen buizen worden op twee manieren geproduceerd, wat resulteert in naadloze of gelaste producten.
Naadloze pijp is gemaakt van massieve ronde bouillon die eerst wordt verwarmd en vervolgens wordt geëxtrudeerd, geduwd of over een matrijs wordt getrokken, wat resulteert in een holle buis. Dit proces geeft de naadloze buis een gladde en gelijkmatige oppervlakteafwerking, zonder zichtbare naden. Dit product is duurder dan gelaste buizen, maar wordt ook als betrouwbaarder beschouwd en kan resulteren in producten met een veel hogere sterkte en integriteit.
Gelaste buis is vervaardigd van staalplaten die worden gerold en vervolgens longitudinaal langs de gewalste verbindingen worden gelast. Dit resulteert in een product dat overal een gelaste verbinding heeft. Gelaste buis is minder duur dan geëxtrudeerde naadloze buis, maar zal niet dezelfde fysieke eigenschapseigenschappen vertonen en wordt hoofdzakelijk gebruikt voor lagedruktoepassingen of lage belastingeisen.
Hoe worden stalen buizen gemaakt?
Of de buis nu wordt geproduceerd door middel van gelaste of naadloze methoden, de eerste stap voor beide processen is het omzetten van onbewerkt staal naar een meer bruikbare vorm.
Ruw staal wordt geproduceerd door het smelten van grondstoffen in een oven en het regelen van de samenstelling door de toevoeging van legeringen en verwijdering van onzuiverheden. Gesmolten staal wordt in vormen gegoten om blokken te maken, of overgebracht naar een continugietmachine om plaat, knuppels en bloemen te maken. Dit ruwe staal moet worden omgezet in een vorm die kan worden opgerold in pijpen van specifieke afmetingen of worden uitgerekt tot holle buizen.
Er zijn twee belangrijke halffabrikaten die worden gebruikt om stalen buizen te maken:
Steel skelp is gemaakt van platen die zijn verwarmd tot 2200 ° F. Door de hitte ontstaat er een schaal op het oppervlak, die moet worden verwijderd via een aanraakschakelaar en hogedrukreiniging. Eenmaal schoongemaakt, wordt de stalen plaat warmgewalst tot dunne, smalle stroken staal, skelp genaamd. Skelp wordt gebeitst (oppervlaktereiniging) met zwavelzuur, gewassen met water en op grote spoelen gerold als grondstof voor het maken van pijpen. De breedte van de skelp bepaalt de diameter van de pijp die kan worden gemaakt.
Stalen knuppels kunnen direct van een continugietmachine worden vervaardigd, of als een secundair product van gegoten staven. De staaf wordt opgerold en uitgerekt door gegroefde en gestapelde rollen genaamd "twee hoge molens" om bloemen te vormen. Om een bloem om te zetten in een knuppel vereist een andere volgorde van rollen en strekken om een stevige knuppel te vormen met de vereiste afmetingen voor de pijpspecificaties.
Gelaste pijp
Skelp wordt afgewikkeld van de spoel, verwarmd en gerold door gegroefde rollen, die de randen van de skelp omhoog buigen. Dit proces produceert een cilindrische buis waar de twee randen precies zijn omgebogen om elkaar te ontmoeten en een lange cilinder vormen. Een van de drie lasprocessen wordt vervolgens gebruikt om de randen samen te voegen en de buis af te dichten.
Continu lassen
Bij een ononderbroken lasbewerking drukken lasrollen de randen van de buis in elkaar en vormen een gesmede las als gevolg van de hitte die al op de skelp is uitgeoefend. Er wordt geen metaal toegevoegd tijdens het lassen en de uiteindelijke rollen verkleinen de diameter en wanddikte van de buis tot de specificaties.Elektrisch weerstandslassen
Elektrisch weerstandslassen volgt een soortgelijk proces als continu lassen, behalve dat de skelp koud gewalst wordt in de vorm van de pijp. Stroom wordt geleverd aan de buisranden door draaiende koperen schijven, die de randen opwarmen tot aan de lastemperatuur. Lasrollen verbinden de buisranden om de gesmede las te maken.Spiraallassen
Spiraallassen en dubbel ondergedompeld booglassen gebruiken meer conventionele lastechnieken en de toevoeging van lasmateriaal om de binding te vormen.
De apparatuur en infrastructuur die nodig is om grote hoeveelheden gelaste stalen buizen te produceren is aanzienlijk, zoals afgebeeld in deze video- look in een oliepijffabriek .
Naadloze pijp
Naadloze buizen worden geproduceerd zonder lassen. Ze worden gemaakt door een massieve stalen staaf te verwarmen en uit te rekken, voordat deze wordt geprikt om het holle midden te vormen. Knuppels worden tot extreme temperaturen verwarmd, waardoor ze witheet worden en vervolgens onder hoge druk worden gerold, waardoor de staaf zich uitrekt. Een kogelvormige piercer wordt gebruikt om het holle centrum regelmatig te maken volgens zijn afmetingen. Er volgt een reeks freesbewerkingen om de leiding aan de vereiste specificaties te voldoen.
Een fantastisch overzicht van het hele proces van naadloze buizenproductie - van staalproductie tot en met de afwerkingsprocessen - is te zien in deze video over het naadloze productieproces van stalen buizen .
Afwerkingsstappen
Leidingen kunnen als laatste processtap door een richtmachine worden gevoerd voordat ze aan het eind worden voorzien van verbindingen. Boorpoorten met kleine doorlaat zijn meestal voorzien van schroefdraadverbindingen, maar buizen met een grotere boring zijn normaal uitgerust met flenzen die aan het uiteinde van de buis zijn gelast. Meetmachines controleren de afmetingen van de afgewerkte buis en stempelen de details aan de kant van de buis voor kwaliteitscontrole.
Stappen voor kwaliteitscontrole omvatten het controleren van de buis op defecten met behulp van röntgentoestellen, vooral langs de las. Een andere techniek is om de buis onder druk te testen door hem met water te vullen en hem dan een bepaalde tijd onder druk te houden om eventuele gebreken te ontdekken die catastrofale storingen kunnen veroorzaken voordat deze in gebruik wordt genomen.
