Stalen buizen en productieprocessen

Invoering

De opkomst van de walserijtechnologie en de ontwikkeling ervan in de eerste helft van de negentiende eeuw luidde ook de industriële vervaardiging van buizen en pijpen in. Aanvankelijk werden gewalste stroken plaat gevormd tot een cirkelvormige dwarsdoorsnede door trechteropstellingen of rollen, en vervolgens in dezelfde hitte stomp- of overlappend gelast (smeedlasproces).

Tegen het einde van de eeuw kwamen er verschillende processen beschikbaar voor de vervaardiging van naadloze buizen en pijpen, waarbij de productievolumes in relatief korte tijd snel toenamen. Ondanks de toepassing van andere lasprocessen heeft de voortdurende ontwikkeling en verdere verbetering van de naadloze technieken ertoe geleid dat gelaste buizen vrijwel geheel uit de markt zijn verdrongen, met als gevolg dat naadloze buizen en pijpen tot aan de Tweede Wereldoorlog domineerden.

In de daaropvolgende periode leidden de resultaten van het onderzoek op het gebied van de lastechnologie tot een opleving van de ontwikkelingen op het gebied van de gelaste buis, met ontluikend ontwikkelingswerk als gevolg en een brede verspreiding van talrijke buislasprocessen. Momenteel bestaat ongeveer twee derde van de productie van stalen buizen in de wereld uit lasprocessen. Van dit cijfer heeft echter ongeveer een kwart de vorm van zogenaamde leidingpijpen met grote diameter, in afmetingen die buiten de afmetingen vallen die economisch haalbaar zijn bij de vervaardiging van naadloze buizen en pijpen.

Het Duitse commentaar is briljant...hopelijk begrijp je wat de spreker zegt en laat zien (-:

Naadloze buis en pijp

De belangrijkste productieprocessen voor naadloze buizen ontstonden tegen het einde van de negentiende eeuw. Toen patent- en eigendomsrechten afliepen, werden de verschillende aanvankelijk nagestreefde parallelle ontwikkelingen minder duidelijk en werden hun individuele vormingsfasen samengevoegd tot nieuwe processen. Tegenwoordig heeft de stand van de techniek zich zo ontwikkeld dat de voorkeur wordt gegeven aan de volgende moderne, hoogwaardige processen:

Het continue doornwalsproces en het duwbankproces in het groottebereik van ca. Buitendiameter 21 tot 178 mm.

De meerstandenplugmolen (MPM) met gecontroleerde (ingeklemde) zwevende doornbalk en het plugmolenproces in het groottebereik van ca. Buitendiameter 140 tot 406 mm.

Het cross-roll-piercing- en pilger-roll-proces in het groottebereik van ca. Buitendiameter 250 tot 660 mm.

Doornmolenproces

Bij het doornmolenproces wordt een massieve ronde (staaf) gebruikt. Het wordt verwarmd in een roterende haardverwarmingsoven en vervolgens doorboord door een piercer. De doorboorde knuppel of holle schaal wordt gerold door een doornmolen om de buitendiameter en wanddikte te verkleinen, waardoor een moederbuis met meerdere lengtes ontstaat. De moederbuis wordt opnieuw verwarmd en verder verkleind tot de gespecificeerde afmetingen door het rekreductiemiddel. De buis wordt vervolgens gekoeld, gesneden, rechtgetrokken en onderworpen aan afwerkings- en inspectieprocessen vóór verzending.

* Opmerking: Processen gemarkeerd met een asterisk zijn uitgevoerde specificatie en/of klantvereisten

Mannesmann-plugmolenproces

Plug Mill Process, er wordt een massieve ronde (billet) gebruikt. Het wordt gelijkmatig verwarmd in de roterende haardverwarmingsoven en vervolgens doorboord door een Mannesmann-piercer. De doorboorde knuppel of holle schaal wordt door de rol verkleind in buitendiameter en wanddikte. De gewalste buis wordt tegelijkertijd van binnen en van buiten gepolijst door een haspelmachine. De opgerolde buis wordt vervolgens door een maatmolen op maat gemaakt tot de gespecificeerde afmetingen. Vanaf deze stap gaat de tube door de stijltang. Dit proces voltooit de hete werking van de buis. De buis (ook wel moederbuis genoemd) wordt na afwerking en inspectie een eindproduct.

Gelaste buis en pijp

Sinds het mogelijk werd strippen en platen te vervaardigen, hebben mensen voortdurend geprobeerd het materiaal te buigen en de randen met elkaar te verbinden om buizen en pijpen te vervaardigen. Dit leidde tot de ontwikkeling van het oudste lasproces, dat van het smeedlassen, dat meer dan 150 jaar teruggaat.

In 1825 kreeg de Britse ijzerwarenhandelaar James Whitehouse een patent voor de vervaardiging van gelaste buizen. Het proces bestond uit het smeden van individuele metalen platen over een doorn om een ​​pijp met open naad te produceren, en vervolgens het verwarmen van de pasranden van de open naad en het lassen ervan door ze mechanisch samen te drukken in een trekbank.

De technologie evolueerde tot het punt waarop strip in één keer in een lasoven kon worden gevormd en gelast. De ontwikkeling van dit stomplasconcept culmineerde in 1931 in het Fretz-Moon-proces, bedacht door de Amerikaan J. Moon, en zijn Duitse collega Fretz.

Laslijnen die dit proces toepassen, zijn vandaag de dag nog steeds met succes actief bij de vervaardiging van buizen tot een buitendiameter van ca. 114 mm. Naast deze hetedruklastechniek, waarbij de band in een oven wordt verwarmd tot lastemperatuur, heeft de Amerikaan E. Thomson tussen 1886 en 1890 nog verschillende andere processen bedacht waarmee metalen elektrisch konden worden gelast. De basis hiervoor was de door James P. Joule ontdekte eigenschap waarbij het leiden van een elektrische stroom door een geleider ervoor zorgt dat deze opwarmt vanwege de elektrische weerstand.

In 1898 kreeg de Standard Tool Company, VS, een patent verleend voor de toepassing van elektrisch weerstandslassen bij de vervaardiging van buizen en pijpen. De productie van door elektrische weerstand gelaste buizen en pijpen kreeg een aanzienlijke impuls in de Verenigde Staten, en veel later in Duitsland, na de oprichting van continue warmbandwalserijen voor de productie van het bulkuitgangsmateriaal dat nodig is voor productie op grote schaal. Tijdens de Tweede Wereldoorlog werd – wederom in de Verenigde Staten – een argonbooglasproces uitgevonden dat het efficiënt lassen van magnesium in de vliegtuigbouw mogelijk maakte.

Als gevolg van deze ontwikkeling zijn er verschillende gasbeschermde lasprocessen ontwikkeld, voornamelijk voor de productie van roestvrijstalen buizen. Als gevolg van de verreikende ontwikkelingen die zich de afgelopen dertig jaar in de energiesector hebben voorgedaan en de daaruit voortvloeiende bouw van grote -capaciteit lange afstand pijpleidingen, heeft het ondergedompelde booglasproces een vooraanstaande positie verworven voor het lassen van lijnpijpen met een diameter vanaf ca. 500 mm.

Elektrische laspijpmolen

Stalen strip op rol, die uit een brede strip in de vereiste breedte is gesneden, wordt door een reeks vormrollen gevormd tot een schaal met meerdere lengtes. De langsranden worden continu verbonden door hoogfrequent weerstands-/inductielassen.
De las van een schaal met meerdere lengtes wordt vervolgens elektrisch behandeld, op maat gemaakt en op gespecificeerde lengtes gesneden door een vliegende doorslijpmachine. De afgesneden buis wordt aan beide uiteinden rechtgetrokken en vierkant gemaakt.
Deze handelingen worden gevolgd door ultrasone inspectie of hydrostatisch testen.