Čelične cijevi i procesi proizvodnje

Uvod

Pojava tehnologije valjaonica i njen razvoj tokom prve polovine devetnaestog veka takođe su najavili industrijsku proizvodnju cevi i cevi. U početku su se valjane trake lima formirale u kružni poprečni presjek pomoću lijevka ili valjaka, a zatim su sučeono ili preklopno zavarene na istoj toplini (kovačnički proces zavarivanja).

Krajem stoljeća, različiti procesi postali su dostupni za proizvodnju bešavnih cijevi i cijevi, s obimom proizvodnje koji se brzo povećavao u relativno kratkom periodu. Usprkos primjeni drugih procesa zavarivanja, stalni razvoj i daljnje usavršavanje bešavnih tehnika doveli su do toga da su zavarene cijevi gotovo potpuno potisnute s tržišta, što je rezultiralo da su bešavne cijevi i cijevi dominirale do Drugog svjetskog rata.

U narednom periodu, rezultati istraživanja tehnologije zavarivanja doveli su do preokreta u bogatstvu zavarenih cijevi, uz ubrzani razvojni rad i široko širenje brojnih procesa zavarivanja cijevi. Trenutno, oko dvije trećine proizvodnje čeličnih cijevi u svijetu otpada na procese zavarivanja. Od ove brojke, međutim, otprilike jedna četvrtina ima oblik takozvanih cijevi velikog promjera u rasponima veličina izvan onih koji su ekonomski isplativi u proizvodnji bešavnih cijevi i cijevi.

Njemački komentar je sjajan…nadam se da razumijete šta govornik kaže i pokazuje (-:

Bešavne cijevi i cijevi

Glavni procesi proizvodnje bešavnih cijevi nastali su krajem devetnaestog stoljeća. Kako su patentna i vlasnička prava istekla, različiti paralelni razvoji kojima su se u početku težili postali su manje različiti i njihove pojedinačne faze formiranja su spojene u nove procese. Danas se stanje tehnike razvilo do tačke u kojoj se prednost daje sljedećim modernim procesima visokih performansi:

Kontinuirani proces valjanja trna i proces klupe za potiskivanje u rasponu veličina od cca. 21 do 178 mm vanjskog prečnika.

Mlin sa više postolja (MPM) s kontroliranim (ograničenim) plutajućim trnom i procesom mljevenja utikača u rasponu veličina od cca. 140 do 406 mm vanjskog prečnika.

Proces probijanja poprečnog rola i pilger valjanja u rasponu veličina od cca. 250 do 660 mm vanjskog prečnika.

Mandrel Mill Proces

U procesu mljevenja trna, koristi se čvrsti okrugli (glavac). Zagrijava se u peći za grijanje s rotirajućim ložištem, a zatim se probija pirserom. Probušenu gredicu ili šuplju ljusku valja mlin s trnom kako bi se smanjio vanjski prečnik i debljina stijenke koja formira matičnu cijev višestruke dužine. Matična cijev se ponovno zagrijava i dalje smanjuje na određene dimenzije pomoću reduktora rastezanja. Cijev se zatim hladi, seče, ispravlja i podvrgava procesima završne obrade i inspekcije prije otpreme.

* Napomena: Procesi označeni zvjezdicom se sprovode specifikacijom i/ili zahtjevima kupaca

Mannesmann proces mljevenja čepa

Plug Mill Process, koristi se čvrsta okrugla (billet). Ravnomjerno se zagrijava u peći za grijanje s rotirajućim ognjištem, a zatim probija pomoću Mannesmannove probijača. Probušena gredica ili šuplja ljuska se kotrlja redukuje po vanjskom prečniku i debljini stijenke. Namotana cijev se istovremeno polirala iznutra i izvana pomoću mašine za namotavanje. Namotana cijev se zatim dimenzionira pomoću mlina za dimenzioniranje na određene dimenzije. Od ovog koraka cijev prolazi kroz ispravljač. Ovim postupkom završava se topli rad cijevi. Cijev (koja se naziva matična cijev) nakon dorade i inspekcije, postaje gotov proizvod.

Zavarene cijevi i cijevi

Otkako je postalo moguće proizvoditi trake i ploče, ljudi su neprestano pokušavali saviti materijal i spojiti njegove rubove kako bi proizveli cijev i cijev. To je dovelo do razvoja najstarijeg procesa zavarivanja, kovačničkog zavarivanja, koji seže više od 150 godina.

Godine 1825., britanski trgovac gvožđem James Whitehouse dobio je patent za proizvodnju zavarenih cijevi. Proces se sastojao od kovanja pojedinačnih metalnih ploča preko trna kako bi se dobila cijev s otvorenim šavom, a zatim zagrijavanja spojenih rubova otvorenog šava i zavarivanja ih mehanički pritiskajući u klupi za izvlačenje.

Tehnologija je evoluirala do tačke u kojoj se traka mogla formirati i zavariti u jednom prolazu u peći za zavarivanje. Razvoj ovog koncepta sučeonog zavarivanja kulminirao je 1931. godine u Fretz-Moon procesu koji su osmislili Amerikanac J. Moon i njegov njemački kolega Fretz.

Linije za zavarivanje koje koriste ovaj proces i danas uspješno rade u proizvodnji cijevi do vanjskih prečnika od cca. 114 mm. Osim ove tehnike zavarivanja vrućim pritiskom, u kojoj se traka zagrijava u peći na temperaturu zavarivanja, Amerikanac E. Thomson osmislio je nekoliko drugih procesa između 1886. i 1890. godine koji omogućavaju električno zavarivanje metala. Osnova za to je bila osobina koju je otkrio James P. Joule da prolazak električne struje kroz provodnik uzrokuje njegovo zagrijavanje zbog njegovog električnog otpora.

1898. godine, Standard Tool Company, SAD, dobio je patent koji pokriva primjenu električnog otpornog zavarivanja za proizvodnju cijevi i cijevi. Proizvodnja elektrootporno zavarenih cijevi i cijevi dobila je značajan poticaj u Sjedinjenim Državama, a mnogo kasnije iu Njemačkoj, nakon uspostavljanja kontinuiranih valjaonica vruće trake za proizvodnju osnovnog materijala potrebnog za proizvodnju velikih razmjera. Tokom Drugog svetskog rata izumljen je proces argon-lučnog zavarivanja – ponovo u Sjedinjenim Državama – koji je omogućio efikasno zavarivanje magnezijuma u konstrukciji aviona.

Kao posljedica ovog razvoja, razvijeni su različiti postupci zavarivanja zaštićenih plinom, uglavnom za proizvodnju cijevi od nehrđajućeg čelika. Prateći dalekosežne razvoje koji su se dogodili u energetskom sektoru u posljednjih 30 godina, i rezultirajućom gradnjom velikih -kapacitet dalekovodnih cjevovoda, proces zavarivanja pod potopljenim lukom zauzeo je vodeću poziciju za zavarivanje linijskih cijevi od prečnika naviše od cca. 500 mm.

Mlin za električne zavarivanje cijevi

Čelična traka u kolutu, koja je od široke trake izrezana na potrebnu širinu, oblikuje se nizom valjaka za formiranje u višestruku ljusku. Uzdužne ivice se kontinuirano spajaju visokofrekventnim otporom/indukcijskim zavarivanjem.
Zavar višestruke dužine se zatim električno obrađuje, dimenzionira i seče na određene dužine pomoću leteće mašine za odsecanje. Odrezana cijev je ispravljena i kvadratna na oba kraja.
Nakon ovih operacija slijedi ultrazvučna inspekcija ili hidrostatičko ispitivanje.