Teelrohre sind lange, hohle Rohre, die für eine Vielzahl von Zwecken verwendet werden. Sie werden nach zwei unterschiedlichen Methoden hergestellt, die entweder zu einem geschweißten oder zu einem nahtlosen Rohr führen. Bei beiden Methoden wird Rohstahl zunächst in eine besser verarbeitbare Ausgangsform gegossen. Es wird dann zu einem Rohr verarbeitet, indem der Stahl zu einem nahtlosen Rohr ausgestreckt wird oder die Kanten zusammengedrückt und mit einer Schweißnaht versiegelt werden. Die ersten Methoden zur Herstellung von Stahlrohren wurden in den frühen 1800 s eingeführt und haben sich stetig zu den modernen Verfahren entwickelt, die wir heute verwenden. Jedes Jahr werden Millionen Tonnen Stahlrohre produziert. Aufgrund seiner Vielseitigkeit ist es das am häufigsten verwendete Produkt der Stahlindustrie.
Stahlrohre sind an verschiedenen Orten zu finden. Da sie stark sind, werden sie unterirdisch für den Transport von Wasser und Gas durch Städte und Gemeinden eingesetzt. Sie werden auch im Bauwesen zum Schutz elektrischer Drähte eingesetzt. Stahlrohre sind zwar stark, können aber auch leicht sein. Dies macht sie perfekt für den Einsatz in der Fahrradrahmenherstellung. Andere Orte, die sie als nützlich erachten, sind Automobile, Kühlgeräte, Heizungs- und Sanitärsysteme, Fahnenmasten, Straßenlaternen und Medikamente, um nur einige zu nennen.
Geschichte
Die Menschen benutzen seit Tausenden von Jahren Rohre. Vielleicht war die erste Verwendung von alten Landwirten, die Wasser von Bächen und Flüssen in ihre Felder ableiteten. Archäologische Beweise deuten darauf hin, dass die Chinesen bereits 2000 Rohrrohre für den Transport von Wasser zu gewünschten Orten verwendeten.B.C.Tonröhren, die von anderen alten Zivilisationen verwendet wurden, wurden entdeckt. Während des ersten JahrhundertsA.D.Die ersten Bleirohre wurden in Europa gebaut. In tropischen Ländern wurden Bambusrohre zum Transport von Wasser verwendet. Kolonialamerikaner verwendeten Holz für einen ähnlichen Zweck. In 1652 wurde das erste Wasserwerk in Boston mit hohlen Stämmen gebaut.
Die Entwicklung des modernen geschweißten Stahlrohrs lässt sich bis in die frühen 1800 zurückverfolgen. In 1815 erfand William Murdock ein Lampensystem mit Kohleverbrennung. Um die gesamte Stadt London mit diesen Lichtern auszustatten, fügte Murdock die Fässer aus weggeworfenen Musketen zusammen. Er benutzte diese kontinuierliche Pipeline, um das Kohlengas zu transportieren. Als sich sein Beleuchtungssystem als erfolgreich erwies, wurde eine größere Nachfrage nach langen Metallrohren geschaffen. Um genügend Rohre zu produzieren, um diesen Bedarf zu decken, haben verschiedene Erfinder daran gearbeitet, neue Verfahren zur Herstellung von Rohren zu entwickeln.
Eine frühe bemerkenswerte Methode zur schnellen und kostengünstigen Herstellung von Metallrohren wurde von James Russell in 1824 patentiert. Bei seiner Methode wurden Rohre durch Zusammenfügen gegenüberliegender Kanten eines flachen Eisenstreifens hergestellt. Das Metall wurde zuerst erhitzt, bis es formbar war. Mit einem Fallhammer werden die Kanten zusammengefaltet und geschweißt. Das Rohr wurde fertiggestellt, indem es durch eine Nut und ein Walzwerk geführt wurde.
Die Methode von Russell&wurde nicht lange angewendet, da Comelius Whitehouse im nächsten Jahr eine bessere Methode zur Herstellung von Metallrohren entwickelte. Dieser Prozess, der als Stumpfschweißprozess bezeichnet wird, ist die Grundlage für unsere derzeitigen Rohrherstellungsverfahren. Bei seiner Methode wurden dünne Eisenbleche erhitzt und durch eine kegelförmige Öffnung gezogen. Als das Metall durch die Öffnung ging, kräuselten sich seine Kanten und bildeten eine Rohrform. Die beiden Enden wurden zusammengeschweißt, um das Rohr fertigzustellen. Die erste Produktionsanlage
Dieser Prozess in den USA wurde in 1832 in Philadelphia eröffnet.
Allmählich wurden Verbesserungen an der Whitehouse-Methode vorgenommen. Eine der wichtigsten Neuerungen wurde von John Moon in 1911 eingeführt. Er schlug die kontinuierliche Prozessmethode vor, mit der eine Produktionsanlage Rohre in einem endlosen Strom produzieren könnte. Er baute Maschinen für diesen speziellen Zweck und viele Rohrherstellungsbetriebe übernahmen sie.
Während der Entwicklung der Schweißrohrprozesse entstand der Bedarf an nahtlosen Metallrohren. Nahtlose Rohre sind solche, die keine Schweißnaht haben. Sie wurden zuerst hergestellt, indem ein Loch durch die Mitte eines festen Zylinders gebohrt wurde. Diese Methode wurde in den späten 1800 entwickelt. Diese Arten von Rohren waren perfekt für Fahrradrahmen, da sie dünne Wände haben, leicht, aber stark sind. In 1895 wurde die erste Anlage zur Herstellung nahtloser Rohre gebaut. Als die Fahrradherstellung der Autoherstellung Platz machte, wurden für Benzin- und Ölleitungen immer noch nahtlose Rohre benötigt. Diese Nachfrage wurde noch größer, als größere Ölvorkommen gefunden wurden.
Bereits 1840 konnten Eisenarbeiter nahtlose Rohre herstellen. Bei einem Verfahren wurde ein Loch durch ein rundes Billet aus massivem Metall gebohrt. Der Knüppel wurde dann erhitzt und durch eine Reihe von Matrizen gezogen, die ihn zu einem Rohr verlängerten. Diese Methode war ineffizient, da es schwierig war, das Loch in der Mitte zu bohren. Dies führte zu einem unebenen Rohr, wobei eine Seite dicker als die andere war. In 1888 wurde eine verbesserte Methode zum Patent angemeldet. Bei diesem Verfahren wurde der in Rechnung gestellte Feststoff um einen feuerfesten Ziegelkern gegossen. Beim Abkühlen wurde der Ziegel entfernt und in der Mitte ein Loch hinterlassen. Seitdem haben neue Walztechniken diese Methoden ersetzt.
Design
Es gibt zwei Arten von Stahlrohren, eine ist nahtlos und eine andere hat eine einzige Schweißnaht entlang ihrer Länge. Beide haben unterschiedliche Verwendungszwecke. Nahtlose Rohre sind normalerweise leichter und haben dünnere Wände. Sie werden für Fahrräder und den Transport von Flüssigkeiten verwendet. Genähte Rohre sind schwerer und steifer. Sie haben eine bessere Konsistenz und sind typischerweise gerader. Sie werden beispielsweise für Gastransporte, elektrische Leitungen und Rohrleitungen verwendet. Typischerweise werden sie in Fällen verwendet, in denen das Rohr keiner hohen Beanspruchung ausgesetzt ist.
Bestimmte Rohreigenschaften können während der Produktion gesteuert werden. Beispielsweise wird der Durchmesser des Rohrs häufig in Abhängigkeit von seiner Verwendung geändert. Der Durchmesser kann von winzigen Rohren zur Herstellung von Injektionsnadeln bis zu großen Rohren zum Transport von Gas durch eine Stadt reichen. Die Wandstärke des Rohres kann ebenfalls gesteuert werden. Oft wirkt sich die Stahlsorte auch auf die Festigkeit und Flexibilität des Rohrs&# 39 aus. Andere steuerbare Eigenschaften umfassen Länge, Beschichtungsmaterial und Endfinish.
Rohes Material
Der Hauptrohstoff bei der Rohrherstellung ist Stahl. Stahl besteht hauptsächlich aus Eisen. Andere Metalle, die in der Legierung vorhanden sein können, umfassen Aluminium, Mangan, Titan, Wolfram, Vanadium und Zirkonium. Einige Veredelungsmaterialien werden manchmal während der Produktion verwendet. Zum Beispiel kann Farbe sein
Wird verwendet, wenn das Rohr beschichtet ist. Typischerweise wird am Ende der Produktionslinie eine geringe Menge Öl auf Stahlrohre aufgetragen. Dies hilft, das Rohr zu schützen. Obwohl es nicht Teil des fertigen Produkts ist, wird Schwefelsäure in einem Herstellungsschritt zum Reinigen des Rohrs verwendet.
Die Herstellung
Prozess
Stahlrohre werden nach zwei verschiedenen Verfahren hergestellt. Die gesamte Produktionsmethode für beide Prozesse umfasst drei Schritte. Zunächst wird Rohstahl in eine besser verarbeitbare Form umgewandelt. Als nächstes wird das Rohr auf einer kontinuierlichen oder halbkontinuierlichen Produktionslinie geformt. Schließlich wird das Rohr geschnitten und modifiziert, um die Anforderungen des Kunden&# 39 zu erfüllen.
Barrenproduktion
1 Geschmolzener Stahl wird hergestellt, indem Eisenerz und Koks (eine kohlenstoffreiche Substanz, die entsteht, wenn Kohle in Abwesenheit von Luft erhitzt wird) in einem Ofen geschmolzen werden. Anschließend wird der größte Teil des Kohlenstoffs durch Strahlen von Sauerstoff in die Flüssigkeit entfernt. Die Stahlschmelze wird dann in große, dickwandige Eisenformen gegossen, wo sie zu Barren abkühlt.
2 Um flache Produkte wie Platten und Bleche oder lange Produkte wie Stangen und Stangen zu bilden, werden Barren zwischen großen Walzen unter enormem Druck geformt.
Blüten und Platten produzieren
3 Um eine Blüte zu erzeugen, wird der Barren durch ein Paar gerillter Stahlwalzen geführt, die gestapelt sind. Diese Arten von Walzen werden als GG-Zwei-Hoch-Mühlen bezeichnet." In einigen Fällen werden drei Walzen verwendet. Die Rollen sind so montiert, dass ihre Rillen zusammenfallen und sie sich in entgegengesetzte Richtungen bewegen. Diese Aktion bewirkt, dass der Stahl zusammengedrückt und in dünnere, längere Stücke gedehnt wird. Wenn die Walzen vom menschlichen Bediener umgedreht werden, wird der Stahl zurückgezogen, wodurch er dünner und länger wird. Dieser Vorgang wird wiederholt, bis der Stahl die gewünschte Form erreicht hat. Während dieses Prozesses drehen Maschinen, sogenannte Manipulatoren, den Stahl um, so dass jede Seite gleichmäßig bearbeitet wird.
4 Barren können auch in einem Prozess, der dem Prozess der Blütenherstellung ähnlich ist, zu Platten gerollt werden. Der Stahl wird durch ein Paar gestapelter Rollen geführt, die ihn dehnen. Es sind jedoch auch Rollen an der Seite angebracht, um die Breite der Platten zu steuern. Wenn der Stahl die gewünschte Form annimmt, werden die unebenen Enden abgeschnitten und die Platten oder Blüten werden in kürzere Stücke geschnitten.
Weitere Bearbeitung
5 Blüten werden normalerweise weiterverarbeitet, bevor sie zu Rohren verarbeitet werden. Blüten werden in Knüppel umgewandelt, indem sie durch mehr Walzvorrichtungen geführt werden, wodurch sie länger und schmaler werden. Die Knüppel werden von Geräten geschnitten, die als fliegende Schere bekannt sind. Hierbei handelt es sich um eine synchronisierte Schere, die zusammen mit dem beweglichen Knüppel rast und ihn schneidet. Dies ermöglicht effiziente Schnitte, ohne den Herstellungsprozess anzuhalten. Diese Knüppel sind gestapelt und werden schließlich zu nahtlosen Rohren.
6 Platten werden ebenfalls überarbeitet. Um sie formbar zu machen, werden sie zuerst auf {{1}, 200 ° F (1, 204 ° C) erhitzt. Dadurch bildet sich auf der Oberfläche der Platte eine Oxidbeschichtung. Diese Beschichtung wird mit einem Zunderbrecher und Hochdruckwasserspray abgebrochen. Die Brammen werden dann durch eine Reihe von Walzen auf einer heißen Mühle geschickt und zu dünnen schmalen Stahlstreifen verarbeitet, die als Skelp bezeichnet werden. Diese Mühle kann bis zu einer halben Meile lang sein. Wenn die Platten durch die Walzen laufen, werden sie dünner und länger. Innerhalb von etwa drei Minuten kann eine einzelne Platte von einem 6 in (1 5. 2 cm) dicken Stahlstück in ein dünnes Stahlband umgewandelt werden, das ein Viertel sein kann Meile lang.
7 Nach dem Strecken wird der Stahl eingelegt. Bei diesem Prozess wird es durch eine Reihe von Tanks geführt, die Schwefelsäure enthalten, um das Metall zu reinigen. Zum Schluss wird es mit kaltem und heißem Wasser gespült, getrocknet und dann auf großen Spulen aufgerollt und für den Transport zu einer Rohrherstellungsanlage verpackt.
Rohrherstellung
8 Sowohl Skelp als auch Billets werden zur Herstellung von Rohren verwendet. Skelp wird zu geschweißtem Rohr verarbeitet. Es wird zuerst auf eine Abwickelmaschine gelegt. Wenn die Stahlspule abgewickelt wird, wird sie erhitzt. Der Stahl wird dann durch eine Reihe von gerillten Rollen geführt. Während des Vorbeifahrens kräuseln sich die Kanten des Skelp zusammen. Dies bildet ein ungeschweißtes Rohr.
9 Der Stahl passiert als nächstes Schweißelektroden. Diese Geräte verschließen die beiden Rohrenden miteinander. Die Schweißnaht wird dann durch eine Hochdruckwalze geführt, wodurch eine dichte Schweißnaht entsteht. Das Rohr wird dann auf eine gewünschte Länge geschnitten und zur weiteren Verarbeitung gestapelt. Geschweißtes Stahlrohr ist ein kontinuierlicher Prozess und kann je nach Größe des Rohrs so schnell wie 1, 100 ft (335. 3 m) pro hergestellt werden Minute.
10 Wenn ein nahtloses Rohr benötigt wird, werden quadratische Knüppel für die Produktion verwendet. Sie werden erhitzt und geformt, um eine Zylinderform zu bilden, die auch als rund bezeichnet wird. Die Runde wird dann in einen Ofen gegeben, wo sie weißglühend erhitzt wird. Die erhitzte Runde wird dann mit großem Druck gerollt. Dieses Hochdruckwalzen bewirkt, dass sich der Knüppel ausdehnt und sich in der Mitte ein Loch bildet. Da dieses Loch unregelmäßig geformt ist, wird beim Rollen ein kugelförmiger Piercer-Punkt durch die Mitte des Knüppels gedrückt. Nach dem Durchstechen kann das Rohr immer noch eine unregelmäßige Dicke und Form haben. Um dies zu korrigieren, wird es durch eine andere Reihe von Walzwerken geführt.
Endgültige Bearbeitung
11 Nachdem beide Rohrtypen hergestellt wurden, können sie einer Richtmaschine unterzogen werden. Sie können auch mit Verbindungen versehen werden, so dass zwei oder mehr Rohrstücke verbunden werden können. Die häufigste Art der Verbindung für Rohre mit kleineren Durchmessern ist das Gewinde - dichte Rillen, die in das Rohrende geschnitten werden. Die Rohre werden auch durch eine Messmaschine geschickt. Diese Informationen werden zusammen mit anderen Qualitätskontrolldaten automatisch auf dem Rohr schabloniert. Das Rohr wird dann mit einer leichten Beschichtung aus Schutzöl besprüht. Die meisten Rohre werden normalerweise so behandelt, dass sie nicht rosten. Dies geschieht durch Verzinken oder Beschichten mit Zink. Abhängig von der Verwendung des Rohrs können andere Farben oder Beschichtungen verwendet werden.
Qualitätskontrolle
Es werden verschiedene Maßnahmen ergriffen, um sicherzustellen, dass das fertige Stahlrohr den Spezifikationen entspricht. Beispielsweise werden Röntgenmessgeräte verwendet, um die Dicke des Stahls zu regulieren. Die Messgeräte arbeiten mit zwei Röntgenstrahlen. Ein Strahl ist auf einen Stahl bekannter Dicke gerichtet. Der andere ist auf den vorbeifahrenden Stahl in der Produktionslinie gerichtet. Wenn zwischen den beiden Strahlen Abweichungen bestehen, löst das Messgerät automatisch eine Größenänderung der Walzen aus, um dies auszugleichen.
Die Rohre werden am Ende des Prozesses ebenfalls auf Mängel überprüft. Eine Methode zum Testen eines Rohrs ist die Verwendung einer speziellen Maschine. Diese Maschine füllt das Rohr mit Wasser und erhöht dann den Druck, um festzustellen, ob es hält. Defekte Rohre werden zur Verschrottung zurückgeschickt.
