Teräsputket ja valmistusprosessit

Johdanto

Valssaamoteknologian tulo ja kehitys 1800-luvun alkupuoliskolla näkyivät myös putkien teollisessa valmistuksessa. Aluksi valssatut levynauhat muotoiltiin pyöreäksi poikkileikkaukseksi suppilojärjestelyillä tai rullilla, minkä jälkeen ne hitsattiin päittäin samassa lämmössä (takohitsausprosessi).

Vuosisadan loppua kohti tuli käyttöön erilaisia ​​prosesseja saumattomien putkien valmistukseen, ja tuotantomäärät kasvoivat nopeasti suhteellisen lyhyessä ajassa. Huolimatta muiden hitsausprosessien soveltamisesta, saumattomien tekniikoiden jatkuva kehittäminen ja edelleen parantaminen johti siihen, että hitsattu putki syrjäytettiin lähes kokonaan markkinoilta, minkä seurauksena saumaton putki ja putki hallitsivat toiseen maailmansotaan asti.

Myöhemmin hitsaustekniikan tutkimustulokset johtivat hitsatun putken omaisuuden nousuun, minkä seurauksena kehitystyö lisääntyi ja useat putken hitsausprosessit levisivät laajasti. Tällä hetkellä noin kaksi kolmasosaa maailman teräsputkituotannosta on hitsausprosessien osuus. Tästä luvusta noin neljännes on kuitenkin ns. halkaisijaltaan suuria linjaputkia, joiden kokoalueet eivät ole taloudellisesti kannattavia saumattomien putkien valmistuksessa.

Saksankielinen kommentti on loistava...toivottavasti ymmärrät mitä puhuja sanoo ja näyttää (-:

Saumaton putki ja putki

Tärkeimmät saumattomien putkien valmistusprosessit syntyivät 1800-luvun lopulla. Patentti- ja omistusoikeuksien umpeuduttua alun perin toteutetut erilaiset rinnakkaiset kehitystyöt vähenivät ja niiden yksittäiset muodostusvaiheet yhdistettiin uusiksi prosesseiksi. Nykyään tekniikan taso on kehittynyt siihen pisteeseen, että etusija annetaan seuraaville moderneille korkean suorituskyvyn prosesseille:

Jatkuva tuurnavalssausprosessi ja työntöpenkkiprosessi kokoalueella n. Ulkohalkaisija 21-178 mm.

Monijalkainen tulppamylly (MPM) ohjatulla (rajoitetulla) kelluvalla karatankolla ja tulppajyrsintäprosessilla kokoalueella n. Ulkohalkaisija 140-406 mm.

Ristirullalävistys- ja pilgervalssausprosessin koko vaihtelee n. Ulkohalkaisija 250-660 mm.

Karan tehdasprosessi

Mandrel Mill prosessissa käytetään kiinteää pyöreää (aihiota). Se lämmitetään pyörivässä tulisijalämmitysuunissa ja lävistetään sitten lävistimellä. Lävistetty aihio tai ontto kuori valssataan karamyllyllä ulkohalkaisijan ja seinämän paksuuden pienentämiseksi, mikä muodostaa monipituisen emäputken. Emoputki lämmitetään uudelleen ja pienennetään edelleen määritettyihin mittoihin venytyksen vähentäjällä. Sitten putki jäähdytetään, leikataan, suoristetaan ja sille suoritetaan viimeistely- ja tarkastusprosessit ennen lähettämistä.

* Huomautus: Tähdellä merkityt prosessit ovat suoritettuja spesifikaatioita ja/tai asiakkaan vaatimuksia

Mannesmannin tulppamyllyprosessi

Plug Mill Process, käytetään kiinteää pyöreää (aihiota). Se kuumennetaan tasaisesti pyörivässä tulisijalämmitysuunissa ja lävistetään sitten Mannesmann-lävistäjällä. Lävistetyn aihion tai onton vaipan ulkohalkaisijaa ja seinämän paksuutta pienennetään telalla. Rullattu putki kiillotettiin samanaikaisesti sisältä ja ulkoa rullauskoneella. Rullattu putki mitoitetaan sitten mitoitusmyllyllä määritettyihin mittoihin. Tästä vaiheesta lähtien putki kulkee suoristimen läpi. Tämä prosessi päättää putken kuumatyöstön. Putkesta (kutsutaan emoputkeksi) tulee viimeistelyn ja tarkastuksen jälkeen valmis tuote.

Hitsattu putki ja putki

Siitä lähtien, kun nauhan ja levyn valmistus tuli mahdolliseksi, ihmiset ovat jatkuvasti yrittäneet taivuttaa materiaalia ja yhdistää sen reunoja putken ja putken valmistamiseksi. Tämä johti vanhimman hitsausprosessin, takohitsauksen, kehitykseen, joka juontaa juurensa yli 150 vuotta.

Vuonna 1825 brittiläiselle rautakauppiaalle James Whitehouselle myönnettiin patentti hitsattujen putkien valmistukseen. Prosessi koostui yksittäisten metallilevyjen takomisesta tuurnan päällä avosaumaputkeen, jonka jälkeen avosauman liitosreunat lämmitettiin ja hitsattiin puristamalla ne mekaanisesti yhteen vetopenkissä.

Tekniikka kehittyi siihen pisteeseen, että nauha voitiin muodostaa ja hitsata yhdellä kertaa hitsausuunissa. Tämän puskuhitsauskonseptin kehitys huipentui vuonna 1931 Fretz-Moon -prosessiin, jonka amerikkalainen J. Moon ja hänen saksalainen kollegansa Fretz suunnittelivat.

Tätä prosessia käyttävät hitsauslinjat toimivat edelleen menestyksekkäästi putkien valmistuksessa aina noin ulkohalkaisijaan asti. 114 mm. Tämän kuumapainehitsaustekniikan lisäksi, jossa nauha kuumennetaan uunissa hitsauslämpötilaan, amerikkalainen E. Thomson kehitti vuosien 1886 ja 1890 välillä useita muita prosesseja, jotka mahdollistivat metallien sähköhitsauksen. Tämän perustana oli James P. Joulen löytämä ominaisuus, jonka mukaan sähkövirran kuljettaminen johtimen läpi saa sen lämpenemään sähkövastuksensa vuoksi.

Vuonna 1898 yhdysvaltalaiselle Standard Tool Companylle myönnettiin patentti, joka katti sähkövastushitsauksen soveltamisen putkien ja putkien valmistukseen. Sähkövastushitsattujen putkien ja putkien tuotanto sai huomattavan sysäyksen Yhdysvalloissa ja paljon myöhemmin Saksassa, kun jatkuvatoimiset kuumanauhavalssaamot perustettiin laajamittaiseen valmistukseen tarvittavan bulkkilähtöaineen tuotantoon. Toisen maailmansodan aikana keksittiin – jälleen Yhdysvalloissa – argonkaarihitsausprosessi, joka mahdollisti tehokkaan magnesiumin hitsauksen lentokoneiden rakentamisessa.

Tämän kehityksen seurauksena kehitettiin erilaisia ​​kaasusuojattuja hitsausprosesseja pääasiassa ruostumattoman teräsputkien tuotantoon. Energia-alalla viimeisten 30 vuoden aikana tapahtuneen kauaskantoisen kehityksen ja siitä seuranneen suurten putkien rakentamisen jälkeen -kapasiteetiltaan pitkän matkan putkistoja, upokaarihitsausprosessi on saavuttanut etusijan halkaisijaltaan olevien putkien hitsauksessa ylöspäin n. 500 mm.

Sähköhitsausputkimylly

Teräsnauha kelassa, joka on leikattu haluttuun leveyteen leveästä nauhasta, muotoillaan useilla muottiteloilla monipituiseksi kuoreksi. Pituusreunat liitetään jatkuvasti suurtaajuisella vastus/induktiohitsauksella.
Monipituisen kuoren hitsi käsitellään sitten sähköisesti, mitoitetaan ja leikataan määrättyihin pituuksiin lentävällä katkaisukoneella. Leikattu putki suoristetaan ja neliötetään molemmista päistä.
Näitä toimintoja seuraa ultraäänitarkastus tai hydrostaattinen testaus.