Stahlrohre, vom Automobilbau bis zu Gasrohren, können entweder aus Legierungen - Metallen aus verschiedenen chemischen Elementen - geschweißt oder nahtlos aus einem Schmelzofen hergestellt werden.
Während geschweißte Rohre durch Methoden wie Heizen und Kühlen zusammengedrückt und für schwerere, steifere Anwendungen wie Rohrleitungen und Gastransporte verwendet werden, werden nahtlose Rohre durch Strecken und Aushöhlen für leichtere und dünnere Zwecke wie Fahrräder und Flüssigkeitstransporte hergestellt.
Das Herstellungsverfahren verleiht den verschiedenen Konstruktionen des Stahlrohrs viel. Das Ändern des Durchmessers und der Dicke kann zu Unterschieden in Festigkeit und Flexibilität bei Großprojekten wie Gastransportleitungen und präzisen Instrumenten wie Injektionsnadeln führen.
Die geschlossene Struktur eines Rohrs, sei es rund, quadratisch oder in welcher Form auch immer, kann für jede Anwendung geeignet sein, vom Flüssigkeitsfluss bis zur Verhinderung von Korrosion.
Der schrittweise Entwicklungsprozess für geschweißte und nahtlose Stahlrohre
Der gesamte Prozess der Herstellung von Stahlrohren umfasst die Umwandlung von Rohstahl in Barren, Blüten, Platten und Knüppel (allesamt Materialien, die geschweißt werden können), die Erstellung einer Rohrleitung auf einer Produktionslinie und die Herstellung des Rohrs zu einem gewünschten Produkt.
Erstellen von Barren, Blüten, Platten und Knüppeln
Eisenerz und Koks, eine kohlenstoffreiche Substanz aus erhitzter Kohle, werden in einem Ofen zu einer flüssigen Substanz geschmolzen und dann mit Sauerstoff gestrahlt, um geschmolzenen Stahl zu erzeugen. Dieses Material wird zu Barren gekühlt, großen Stahlgussteilen zum Lagern und Transportieren von Materialien, die unter hohem Druck zwischen Walzen geformt werden.
Einige Barren werden durch Stahlwalzen geführt, die sie in dünnere, längere Stücke spannen, um Blüten zu bilden, die zwischen Stahl und Eisen liegen. Sie werden auch durch gestapelte Walzen, die die Platten in Form schneiden, zu Platten, Stahlstücken mit rechteckigem Querschnitt, gerollt.
Herstellung dieser Materialien zu Rohren
Mehr Walzvorrichtungen, die abgeflacht werden - ein Prozess, der als Prägen bekannt ist - blühen zu Knüppeln auf. Dies sind Metallteile mit rundem oder quadratischem Querschnitt, die noch länger und dünner sind. Fliegende Scheren schneiden die Knüppel an präzisen Positionen, so dass die Knüppel gestapelt und zu einem nahtlosen Rohr geformt werden können.
Die Platten werden auf etwa 2, {{1} Grad Fahrenheit (1, 204 Grad Celsius) erhitzt, bis sie formbar sind, und dann zu einem schmalen Skelp verdünnt Bandstreifen mit einer Länge von bis zu 0. 25 Meilen (0. 4 Kilometern). Der Stahl wird dann mit Schwefelsäuretanks gefolgt von kaltem und heißem Wasser gereinigt und zu Rohrfabriken transportiert.
Entwicklung von geschweißten und nahtlosen Rohren
Bei geschweißten Rohren wickelt eine Abwickelmaschine den Skelp ab und führt ihn durch Rollen, damit sich die Kanten kräuseln und Rohrformen erzeugen. Schweißelektroden verwenden einen elektrischen Strom, um die Enden miteinander abzudichten, bevor eine Hochdruckwalze sie festzieht. Der Prozess kann Rohre so schnell wie 1, 100 ft (335. 3 m) pro Minute erzeugen.
Bei nahtlosen Rohren werden sie durch Erhitzen und Hochdruckwalzen von Vierkantblöcken mit einem Loch in der Mitte gedehnt. Walzwerke durchstechen das Rohr mit der gewünschten Dicke und Form.
Weiterverarbeitung und Galvanisierung
Die weitere Verarbeitung kann das Richten, Einfädeln (Schneiden von engen Rillen in die Rohrenden) oder das Abdecken mit einem Schutzöl aus Zink oder Verzinken umfassen, um Rostbildung zu vermeiden (oder was auch immer für den Zweck des Rohrs&# 39 erforderlich ist). Die Galvanisierung umfasst üblicherweise elektrochemische und galvanische Abscheidungsprozesse von Zinkbeschichtungen, um das Metall vor korrosivem Material wie Salzwasser zu schützen.
Das Verfahren verhindert schädliche Oxidationsmittel in Wasser und Luft. Zink wirkt als Anode für Sauerstoff unter Bildung von Zinkoxid, das mit Wasser unter Bildung von Zinkhydroxid reagiert. Diese Zinkhydroxidmoleküle bilden Zinkcarbonat, wenn sie Kohlendioxid ausgesetzt werden. Schließlich haftet eine dünne, undurchdringliche, unlösliche Schicht aus Zinkcarbonat an Zink, um das Metall zu schützen.
Eine dünnere Form, die Elektrogalvanisierung, wird im Allgemeinen in Autoteilen verwendet, die einen rostfreien Lack benötigen, so dass das Eintauchen die Festigkeit des Grundmetalls verringert. Rostfreie Stähle entstehen, wenn rostfreie Teile zu Kohlenstoffstahl verzinkt werden.
Die Geschichte der Rohrherstellung
Während geschweißte Stahlrohre auf die Erfindung des Kohleverbrennungslampensystems des schottischen Ingenieurs William Murdock&# 39 zurückgehen, das aus Musketenfässern hergestellt wurde, um Kohlegas in 1815 zu transportieren, waren nahtlose Rohre keine&# { {0}}; erst in den späten 1880 s für den Transport von Benzin und Öl eingeführt.
Während des 19 Jahrhunderts entwickelten die Ingenieure Innovationen in der Rohrherstellung, einschließlich der Methode des Ingenieurs James Russell GG, mit einem Fallhammer flache Eisenstreifen zu falten und zu verbinden, die erhitzt wurden, bis sie formbar waren 1824.
Bereits im nächsten Jahr entwickelte Ingenieur Comenius Whitehouse eine bessere Methode zum Stumpfschweißen, bei der dünne Eisenbleche erhitzt wurden, die zu einem Rohr zusammengerollt und an den Enden geschweißt wurden. Whitehouse verwendete eine kegelförmige Öffnung, um die Kanten in eine Rohrform zu kräuseln, bevor sie zu einem Rohr verschweißt wurden.
Die Technologie würde sich innerhalb der Automobilindustrie verbreiten und auch für den Öl- und Gastransport mit weiteren Durchbrüchen wie warmformenden Rohrbögen zur effektiveren Herstellung gebogener Rohrprodukte und kontinuierlicher Rohrformung in einem konstanten Strom eingesetzt werden.
In 1886 patentierten die deutschen Ingenieure Reinhard und Max Mannesmann das erste Walzverfahren zur Herstellung nahtloser Rohre aus verschiedenen Teilen in der Aktenfabrik ihres Vaters&# 39 in Remscheid. In den 1890 s erfand das Duo das Pilger-Walzverfahren, ein Verfahren zur Verringerung des Durchmessers und der Wandstärke der Stahlrohre für eine erhöhte Haltbarkeit, das mit ihren anderen Techniken das GG-Quot; Mannesmann-Verfahren&bilden würde quot; das Gebiet der Stahlrohrtechnik zu revolutionieren.
Mit der CNC-Technologie (Computer Numerical Control) von 1960 können Ingenieure Hochfrequenz-Induktionsreparaturmaschinen verwenden, um präzisere Ergebnisse zu erzielen. Dabei werden computergestützte Karten für komplexere Konstruktionen, engere Biegungen und dünnere Wände verwendet. Computergestützte Konstruktionssoftware würde das Feld weiterhin noch präziser dominieren.
Die Kraft der Stahlrohre
Stahlrohrleitungen können im Allgemeinen Hunderte von Jahren halten und sind sehr widerstandsfähig gegen Risse durch Erdgas und Verunreinigungen sowie gegen Stöße mit geringer Permeation zu Methan und Wasserstoff. Sie können mit Polyurethanschaum (PU) isoliert werden, um Wärmeenergie zu sparen und gleichzeitig stark zu bleiben.
Qualitätskontrollstrategien können Methoden wie die Verwendung von Röntgenstrahlen verwenden, um die Größe der Rohre zu messen und die beobachteten Abweichungen oder Unterschiede entsprechend anzupassen. Dies stellt sicher, dass die Rohrleitungen auch in heißen oder nassen Umgebungen für ihre Anwendung geeignet sind.
