Acélcsövek és gyártási folyamatok

Bevezetés

A hengermű-technológia megjelenése és fejlődése a 19. század első felében a csövek ipari gyártásában is beharangozott. Kezdetben a hengerelt lemezcsíkokat kör keresztmetszetűvé formálták tölcséres elrendezéssel vagy hengerrel, majd ugyanabban a hőben tompa- vagy áthegesztették (kovácshegesztési eljárás).

A század vége felé különféle eljárások váltak elérhetővé a varrat nélküli csövek gyártására, a gyártási mennyiségek viszonylag rövid idő alatt gyorsan növekedtek. Az egyéb hegesztési eljárások alkalmazása ellenére a varratmentes technikák folyamatos fejlesztése és továbbfejlesztése a hegesztett cső szinte teljes kiszorulásához vezetett a piacról, így a varrat nélküli cső és cső dominált egészen a második világháborúig.

A következő időszakban a hegesztéstechnológiai kutatások eredményei a hegesztett cső vagyonának fellendüléséhez vezettek, aminek következtében feltörekvő fejlesztési munka és számos csőhegesztési eljárás széles körben elterjedt. Jelenleg a világ acélcsőgyártásának körülbelül kétharmadát hegesztési eljárások teszik ki. Ennek a számnak azonban körülbelül egynegyede úgynevezett nagy átmérőjű vezetékcsövek formáját ölti a varrat nélküli csőgyártásban gazdaságilag életképes mérettartományokon kívül.

A német kommentár zseniális… remélhetőleg érted, amit a beszélő mond és mutat (-:

Varrat nélküli cső és cső

A fő varrat nélküli csőgyártási eljárások a tizenkilencedik század vége felé jöttek létre. A szabadalmi és tulajdonosi jogok lejártával a kezdetben követett különböző párhuzamos fejlesztések kevésbé különböztek egymástól, és az egyes formációs szakaszaik új folyamatokba olvadtak be. Mára a technika állása odáig fejlődött, hogy a következő modern, nagy teljesítményű folyamatokat részesítik előnyben:

A folyamatos tüskehengerlési folyamat és a tolópados eljárás a mérettartományban kb. 21-178 mm külső átmérő.

A többállványos dugós maró (MPM) szabályozott (kényszeres) lebegő tüskés rúddal és a dugaszoló eljárással a mérettartományban kb. 140-406 mm külső átmérő.

A kereszttekercses piercing és pilger rolling folyamat mérettartományban kb. 250-660 mm külső átmérő.

Tüskemarási folyamat

A tüskemarási eljárásban tömör kereket (tuskót) használnak. Forgó kandallós fűtőkemencében hevítik, majd átszúrják egy lyukasztóval. Az áttört tuskót vagy üreges héjat tüskemaróval hengerelik, hogy csökkentsék a külső átmérőt és a falvastagságot, ami több hosszúságú anyacsövet képez. Az anyacsövet a nyúláscsökkentő felmelegíti és tovább csökkenti a meghatározott méretekre. A csövet ezután lehűtik, felvágják, kiegyenesítik, és kiszállítás előtt befejező és ellenőrzési folyamatoknak vetik alá.

* Megjegyzés: A csillaggal jelölt folyamatok specifikáció és/vagy vevői igények alapján zajlanak

Mannesmann dugós malom eljárás

Plug Mill Process, tömör kereket (tuskót) használnak. Egyenletesen melegítik a forgó kandallós fűtőkemencében, majd egy Mannesmann lyukasztóval átszúrják. Az áttört tuskó vagy üreges héj külső átmérője és falvastagsága csökken. A hengerelt csövet belülről és kívülről egyszerre csiszolta egy feltekerőgép. A felcsévélt csövet ezután egy méretező malom a megadott méretekre méretezi. Ettől a lépéstől kezdve a cső átmegy az egyengetőn. Ez a folyamat befejezi a cső melegítését. A cső (a továbbiakban: anyacső) a befejezést és az ellenőrzést követően késztermékké válik.

Hegesztett cső és cső

Amióta lehetővé vált a szalagok és lemezek gyártása, az emberek folyamatosan próbálják hajlítani az anyagot és összekötni a széleit a cső és cső gyártása érdekében. Ez vezetett a legrégebbi hegesztési eljárás, a kovácsolt hegesztés kifejlesztéséhez, amely több mint 150 éves múltra tekint vissza.

1825-ben a brit vasárukereskedő, James Whitehouse szabadalmat kapott a hegesztett csövek gyártására. Az eljárás abból állt, hogy az egyes fémlemezeket egy tüske fölött kovácsolták nyitott varratú cső előállítására, majd a nyitott varrat érintkező éleit felmelegítették, és húzópadon mechanikusan összenyomva összehegesztették.

A technológia odáig fejlődött, hogy egy hegesztőkemencében egy menetben szalagot lehetett kialakítani és hegeszteni. Ennek a tompahegesztési koncepciónak a kifejlesztése 1931-ben csúcsosodott ki a Fretz-Moon eljárásban, amelyet egy amerikai J. Moon és német kollégája, Fretz dolgozott ki.

Az ezt az eljárást alkalmazó hegesztősorok ma is sikeresen működnek kb. kb. külső átmérőig terjedő csövek gyártásában. 114 mm. Ezen a forró nyomású hegesztési technikán kívül, amelyben a szalagot kemencében hegesztési hőmérsékletre hevítik, az amerikai E. Thomson 1886 és 1890 között számos más eljárást is kidolgozott, amelyek lehetővé tették fémek elektromos hegesztését. Ennek alapja a James P. Joule által felfedezett tulajdonság volt, amely szerint az elektromos áram átvezetése egy vezetőn az elektromos ellenállása miatt felmelegszik.

1898-ban a Standard Tool Company (USA) szabadalmat kapott az elektromos ellenállás-hegesztés alkalmazására csövek és csövek gyártására. Az elektromos ellenállás-hegesztett csövek és csövek gyártása az Egyesült Államokban, majd jóval később Németországban is jelentős fellendülést kapott, miután a nagyüzemi gyártáshoz szükséges ömlesztett kiindulási anyag előállítására folyamatos melegszalag-hengerművek létesültek. A második világháború idején – ismét az Egyesült Államokban – feltaláltak egy argon ívhegesztési eljárást, amely lehetővé tette a magnézium hatékony hegesztését a repülőgépgyártásban.

Ennek a fejlődésnek a következményeként különféle védőgázas hegesztési eljárások alakultak ki, elsősorban a rozsdamentes acélcső gyártására. Az elmúlt 30 évben az energiaszektorban végbement nagy horderejű fejlesztések, és az ebből eredő nagyméretű hegesztési eljárások nyomán. -kapacitású nagy távolságú csővezetékek, a merülőíves hegesztési eljárás előtérbe került átmérőjű vezetékcsövek hegesztésénél felfelé kb. 500 mm.

Elektromos hegesztőcső malom

A széles szalagból a kívánt szélességűre hasított tekercs acélszalagot formázóhengerek sorozata alakítja többszörös hosszúságú héjká. A hosszanti élek nagyfrekvenciás ellenállás/indukciós hegesztéssel vannak folyamatosan összekötve.
A többszörös hosszúságú héj hegesztését ezután elektromosan fejkezelik, méretezik és meghatározott hosszúságúra vágják egy repülő vágógéppel. A levágott csövet mindkét végén kiegyenesítjük és szögletesre állítjuk.
Ezeket a műveleteket ultrahangos vizsgálat vagy hidrosztatikai vizsgálat követi.