Gelast vs. naadloze productie in het buisberedend proces

Stalen buizen, van auto-industrie tot gasleidingen, kunnen worden gelast uit legeringen - metalen gemaakt van verschillende chemische elementen - of naadloos worden gebouwd uit een smeltoven.

Terwijl gelaste buizen samen worden gedwongen door middel van methoden zoals verwarming en koeling en gebruikt voor zwaardere, meer rigide toepassingen zoals sanitair en gas transport, naadloze buizen worden gemaakt door middel van stretching en hollowing voor meer lichtgewicht en dunnere doeleinden, zoals fietsen en vloeibaar vervoer.

De productiemethode leent veel aan de verschillende ontwerpen van de stalen pijp. Het veranderen van de diameter en dikte kan leiden tot verschillen in sterkte en flexibiliteit voor grootschalige projecten zoals gastransportleidingen en nauwkeurige instrumenten zoals injectienaalden.

De gesloten structuur van een buis, of het nu rond, vierkant of welke vorm dan ook, kan passen bij elke toepassing die nodig is, van de stroom van vloeistoffen tot het voorkomen van corrosie.

Het totale proces van het maken van stalen buizen omvat het omzetten van ruw staal in ingots, bloemen, platen en billets (die allemaal materialen die kunnen worden gelast), het creëren van een pijpleiding op een productielijn en de vorming van de pijp in een gewenst product.

Ijzererts en cokes, een koolstofrijke stof uit verwarmde steenkool, worden gesmolten tot een vloeibare stof in een oven en vervolgens gestraald met zuurstof om gesmolten staal te maken. Dit materiaal wordt gekoeld tot ingots, grote gietstukken van staal voor het opslaan en vervoeren van materialen, die worden gevormd tussen rollen onder hoge hoeveelheden druk.

Sommige staven worden doorgegeven door stalen rollen die ze strekken in dunnere, langere stukken om bloemen te creëren, tussenproducten tussen staal en ijzer. Ze worden ook gerold in platen, stukken staal met rechthoekige dwarsdoorsnedes, door gestapelde rollen die de platen in vorm snijden.

Meer rollende apparaten plat - een proces dat bekend staat als munten - bloeit in billets. Dit zijn metalen stukken met ronde of vierkante dwarsdoorsnedes, die nog langer en dunner zijn. Vliegende scharen snijden de billets op precieze posities, zodat de billets kunnen worden gestapeld en gevormd in naadloze pijp.

Platen worden verwarmd tot ongeveer 2.200 graden Fahrenheit (1.204 graden Celsius) totdat ze kneedbaar zijn en vervolgens uitgedund in skelp, die smalle stroken van lint tot 0,25 mijl (0,4 kilometer) lang. Het staal wordt vervolgens gereinigd met behulp van tanks van zwavelzuur, gevolgd door koud en warm water en vervoerd naar pijp-fabrieken.

Voor gelaste buizen, een afwikkelende machine ontspant skelp en passeert het door rollen om de randen te krullen en pijp vormen te creëren. Laselektroden gebruiken een elektrische stroom om de uiteinden aan elkaar te verzegelen voordat een hogedrukrol het aanhaalt. Het proces kan produceren pijp zo snel als 1.100 ft (335,3 m) per minuut.

Voor naadloze buizen, een proces van verwarming en hoge druk rollen van vierkante billets zorgt ervoor dat ze zich uit te rekken met een gat in het centrum. Walsmolens doorboren de pijp voor de gewenste dikte en vorm.

Verdere verwerking kan bestaan uit rechttrekken, schroefdraad (het snijden van strakke groeven in de uiteinden van de leidingen) of bekleding met een beschermende olie van zink of verzinken om roestvorming te voorkomen (of wat nodig is voor het doel van de pijp). Galvanisatie omvat meestal elektrochemische en elektrodepositieprocessen van zinkcoatings om het metaal te beschermen tegen corrosief materiaal zoals zout water.

Het proces werkt om schadelijke oxiderende stoffen in water en lucht af te schrikken. Zink fungeert als een anode van zuurstof tot zinkoxide, die reageert met water te vormen zinkhydroxide. Deze zinkhydroxide moleculen vormen zinkcarbonaat bij blootstelling aan kooldioxide. Ten slotte kleeft een dunne, ondoordringbare, onoplosbare laag zinkcarbonaat aan zink om het metaal te beschermen.

Een dunnere vorm, elektrogalvanisatie, wordt over het algemeen gebruikt in auto-onderdelen die roestbestendige verf nodig hebben, zodat de hot-dip de sterkte van het basismetaal vermindert. Roestvrij staal wordt gemaakt wanneer roestvrije onderdelen worden gegalvaniseerd tot koolstofstaal.

Terwijl gelaste stalen buizen dateren uit de Schotse ingenieur William Murdock's uitvinding van de kolen-brandende lamp systeem gemaakt van vaten musketten om kolengas te vervoeren in 1815, naadloze buizen werden niet geïntroduceerd tot de late jaren 1880 voor het vervoer van benzine en olie.

Tijdens de 19e eeuw, ingenieurs gemaakt innovaties in het maken van pijpen met inbegrip van ingenieur James Russell's methode om een druppelhamer te gebruiken om te vouwen en te sluiten flat ijzeren strips die werden verwarmd totdat ze kneedbaar waren in 1824.

De zeer volgend jaar ingenieur Comenius Whitehouse creëerde een betere methode van kont-lassen dat het verwarmen van dunne ijzeren platen die werden gekruld in een pijp en gelast aan de uiteinden betrokken. Whitehouse gebruikte een kegelvormige opening om de randen krullen in een pijp vorm voor het lassen van hen in een pijp.

De technologie zou zich verspreiden binnen de auto-industrie en worden gebruikt voor olie-en gastransport met verdere doorbraken, zoals hot-forming buis ellebogen om gebogen buis producten effectiever te produceren, en continue buis vormen in een constante stroom.

In 1886 patenteerden de Duitse ingenieurs Reinhard en Max Mannesmann het eerste walsproces voor het maken van naadloze buizen van verschillende stukken in de dossierfabriek van hun vader in Remscheid. In de jaren 1890 vond het duo het pilger-rollende proces uit, een methode om de diameter en wanddikte van de stalen buizen te verminderen voor een grotere duurzaamheid, die met hun andere technieken het "Mannesmann-proces" zou vormen om het gebied van staalbuistechniek te revolutioneren.

In de jaren 1960 Computer Numerical Control (CNC) technologie laat ingenieurs gebruik maken van hoogfrequente inductie herstellende machines voor meer nauwkeurige resultaten met behulp van computer-ontworpen kaarten voor meer complexe ontwerpen, strakkere bochten en dunnere muren. Computer-aided design software zou blijven domineren het veld met nog grotere precisie.

Stalen pijpleidingen kunnen over het algemeen honderden jaren meegaan met grote weerstand tegen scheuren van aardgas en verontreinigingen, evenals tegen effecten met een lage permeatie op methaan en waterstof. Ze kunnen worden geïsoleerd met polyurethaanschuim (PU) om thermische energie te besparen terwijl ze sterk blijven.

Kwaliteitscontrolestrategieën kunnen methoden gebruiken zoals het gebruik van röntgenfoto's om de grootte van de leidingen te meten en dienovereenkomstig aan te passen voor elke waargenomen variantie of verschil. Dit zorgt ervoor dat de pijpleidingen geschikt zijn voor toepassing, zelfs in warme of natte omgevingen.