Стоманени тръби и производствени процеси

Въведение

Появата на технологията на валцоващата мелница и нейното развитие през първата половина на деветнадесети век също е възвестено в промишленото производство на тръби. Първоначално валцованите ленти от лист се оформяха в кръгло напречно сечение чрез подреждане на фунии или ролки, след което се заваряваха челно или припокриващо при същата топлина (процес на ковашко заваряване).

Към края на века се появиха различни процеси за производство на безшевни тръби, като производствените обеми бързо се увеличиха за сравнително кратък период. Въпреки прилагането на други процеси на заваряване, продължаващото развитие и по-нататъшното усъвършенстване на безшевните техники доведе до почти пълно изтласкване на заварените тръби от пазара, в резултат на което безшевните тръби доминираха до Втората световна война.

През последващия период резултатите от изследванията на технологията за заваряване доведоха до възход в съдбата на заварените тръби, с последваща разрастваща се развойна дейност и широко разпространение на множество процеси за заваряване на тръби. Понастоящем около две трети от производството на стоманени тръби в света се дължи на процеси на заваряване. От тази цифра обаче около една четвърт е под формата на т. нар. тръбопроводи с голям диаметър в размери извън тези, които са икономически жизнеспособни при производството на безшевни тръби.

Коментарът на немски език е брилянтен… надявам се, че разбирате какво казва и показва говорителят (-:

Безшевни тръби и тръби

Основните процеси за производство на безшевни тръби се появяват към края на деветнадесети век. Тъй като патентните права и правата на собственост изтекоха, различните паралелни разработки, които първоначално се преследваха, станаха по-малко разграничени и техните отделни етапи на формиране бяха обединени в нови процеси. Днес състоянието на техниката се е развило до точката, в която се дава предпочитание на следните съвременни високоефективни процеси:

Процесът на непрекъснато валцоване на дорник и процесът на натискане на стенд в диапазона на размерите от прибл. 21 до 178 mm външен диаметър.

Мелницата с много щанги (MPM) с контролирана (ограничена) плаваща греда на дорника и процесът на мелница за дюзи в диапазона на размерите от прибл. 140 до 406 mm външен диаметър.

Процесът на пробиване на напречна ролка и валцоване на пилгер в размери от прибл. 250 до 660 mm външен диаметър.

Процес на мелница с дорник

В процеса на мелница с дорник се използва твърд кръг (заготовка). Той се нагрява в пещ с въртящо се огнище и след това се пробива с пробиване. Пробитата заготовка или кухата обвивка се валцува от мелница с дорник, за да се намали външният диаметър и дебелината на стената, което образува основна тръба с множество дължини. Основната тръба се нагрява отново и допълнително се намалява до определени размери от редуктора за разтягане. След това тръбата се охлажда, нарязва, изправя и подлага на довършителни и инспекционни процеси преди изпращане.

* Забележка: Процесите, отбелязани със звездичка, се извършват по спецификация и/или изисквания на клиента

Процес на мелница за тапи Mannesmann

Plug Mill Process, използва се плътен кръг (заготовка). Той се нагрява равномерно в нагряващата пещ с въртящо се огнище и след това се пробива с пробойник на Mannesmann. Пробитата заготовка или кухата обвивка се навиват с намален външен диаметър и дебелина на стената. Навитата тръба едновременно се изпича отвътре и отвън от машина за навиване. След това навитата тръба се оразмерява от мелница за оразмеряване до определените размери. От тази стъпка тръбата преминава през пресата. Този процес завършва горещата обработка на тръбата. Тръбата (наричана майка тръба) след завършване и проверка се превръща в завършен продукт.

Заварени тръби и тръби

Откакто стана възможно производството на ленти и плочи, хората постоянно се опитват да огъват материала и да свързват краищата му, за да произвеждат тръба и тръба. Това доведе до разработването на най-стария процес на заваряване, този на ковашкото заваряване, който датира от над 150 години.

През 1825 г. британският търговец на железни изделия Джеймс Уайтхаус получава патент за производството на заварени тръби. Процесът се състоеше в изковаване на отделни метални пластини върху дорник за получаване на тръба с отворен шев и след това нагряване на свързващите ръбове на отворения шев и заваряването им чрез механичното им притискане заедно в изтеглящ стенд.

Технологията еволюира до точката, в която лентата може да бъде оформена и заварена с едно преминаване в заваръчна пещ. Развитието на тази концепция за челно заваряване кулминира през 1931 г. в процеса Fretz-Moon, разработен от J. Moon, американец, и неговия немски колега Fretz.

Заваръчните линии, използващи този процес, все още работят успешно днес при производството на тръби с външен диаметър от прибл. 114 мм. Освен тази техника на горещо заваряване под налягане, при която лентата се нагрява в пещ до температурата на заваряване, няколко други процеса са разработени от американеца Е. Томсън между 1886 и 1890 г., позволявайки металите да бъдат електрически заварени. Основата за това беше свойството, открито от Джеймс П. Джаул, при което преминаването на електрически ток през проводник го кара да се нагрява поради електрическото му съпротивление.

През 1898 г. Standard Tool Company, САЩ, получава патент, покриващ приложението на електросъпротивително заваряване за производство на тръби. Производството на електросъпротивителни заварени тръби и тръби получи значителен тласък в Съединените щати и много по-късно в Германия, след създаването на непрекъснати мелници за валцоване на горещи ленти за производството на насипния изходен материал, необходим за широкомащабно производство. По време на Втората световна война е изобретен процес на заваряване с аргонова дъга – отново в Съединените щати – който позволява ефективното заваряване на магнезий в самолетостроенето.

Като следствие от това развитие бяха разработени различни процеси на заваряване в защитен газ, предимно за производството на тръби от неръждаема стомана. Следвайки широкообхватните развития, настъпили в енергийния сектор през последните 30 години, и произтичащото от това изграждане на големи -капацитет на тръбопроводи на дълги разстояния, процесът на заваряване под флюс е спечелил позиция на превъзходство за заваряване на тръбопроводи с диаметри нагоре прибл. 500 мм.

Мелница за електрозаварени тръби

Стоманена лента на рулони, която е нарязана на необходимата ширина от широка лента, се оформя от поредица от формовъчни ролки в обвивка с множество дължини. Надлъжните ръбове се съединяват непрекъснато чрез високочестотно съпротивително/индукционно заваряване.
След това заваръчният шев на обвивката с множество дължини се обработва електрически, оразмерява се и се нарязва на определени дължини от летяща машина за рязане. Отрязаната тръба се изправя и заостря в двата края.
Тези операции са последвани от ултразвукова проверка или хидростатично изпитване.