Rury stalowe i procesy produkcyjne
Wstęp
Pojawienie się technologii walcowni i jej rozwój w pierwszej połowie XIX wieku zwiastowały także przemysłową produkcję rur i rurek. Początkowo walcowane paski blachy formowano w okrągły przekrój poprzeczny za pomocą układów lejkowych lub rolek, a następnie zgrzewano doczołowo lub zakładkowo w tej samej temperaturze (proces zgrzewania kuźniczego).
Pod koniec stulecia udostępniono różne procesy produkcji rur i rurek bez szwu, a wielkość produkcji gwałtownie wzrosła w stosunkowo krótkim czasie. Pomimo stosowania innych procesów spawania, ciągły rozwój i dalsze udoskonalanie technik bez szwu doprowadził do niemal całkowitego wypchnięcia rur spawanych z rynku, w wyniku czego rury i przewody rurowe bez szwu dominowały aż do drugiej wojny światowej.
Wyniki badań nad technologią spawania spowodowały w następnym okresie poprawę losów rur spawanych, rozwój prac rozwojowych i szerokie rozpowszechnienie licznych procesów spawania rur. Obecnie około dwie trzecie produkcji rur stalowych na świecie przypada na procesy spawania. Jednakże z tej liczby około jedna czwarta ma postać tak zwanej rury przewodowej o dużej średnicy w zakresie rozmiarów wykraczającym poza te, które są ekonomicznie opłacalne w produkcji rur i rurek bez szwu.
Niemiecki komentarz jest genialny… mam nadzieję, że rozumiesz, co mówi i pokazuje mówca (-:
Bezszwowe rury i rury
Główne procesy produkcji rur bez szwu powstały pod koniec XIX wieku. Wraz z wygaśnięciem praw patentowych i własnościowych różne początkowo realizowane równoległe prace rozwojowe stały się mniej wyraźne, a ich poszczególne etapy formowania zostały połączone w nowe procesy. Obecnie stan techniki rozwinął się do tego stopnia, że preferowane są następujące nowoczesne, wysokowydajne procesy:
Ciągły proces walcowania trzpieniowego oraz proces tłoczenia na stole w zakresie wielkości od ok. Średnica zewnętrzna od 21 do 178 mm.
Wielostanowiskowy młyn czopowy (MPM) z kontrolowanym (ograniczonym) pływającym prętem trzpieniowym i procesem młyna czopowego w zakresie wielkości od ok. Średnica zewnętrzna od 140 do 406 mm.
Proces przekłuwania poprzecznego i walcowania pielgrzymkowego w zakresie wielkości od ok. Średnica zewnętrzna od 250 do 660 mm.
Proces młyna trzpieniowego
W procesie młyna trzpieniowego stosuje się pełny okrągły (kęs). Jest on podgrzewany w piecu grzewczym z obrotowym paleniskiem, a następnie przebijany przebijakiem. Przebity kęs lub pusta skorupa jest walcowana w młynie trzpieniowym w celu zmniejszenia średnicy zewnętrznej i grubości ścianki, co tworzy rurę macierzystą o wielu długościach. Rura macierzysta jest ponownie podgrzewana i dalej redukowany do określonych wymiarów za pomocą reduktora rozciągania. Następnie rura jest chłodzona, cięta, prostowana i poddawana procesom wykańczania i kontroli przed wysyłką.
* Uwaga: Procesy oznaczone gwiazdką są przeprowadzane zgodnie ze specyfikacją i/lub wymaganiami klienta
Proces młyna korkowego Mannesmanna
W procesie młyna wtykowego stosuje się pełny okrągły (kęs). Jest on równomiernie podgrzewany w piecu grzewczym z obrotowym paleniskiem, a następnie przebijany przebijakiem Mannesmanna. Przebity kęs lub pusta skorupa jest walcowana ze zmniejszoną średnicą zewnętrzną i grubością ścianki. Zwinięta rura jest jednocześnie dogniatana wewnątrz i na zewnątrz za pomocą zwijarki. Zwinięta rura jest następnie kalibrowana w młynie kalibracyjnym do określonych wymiarów. Od tego etapu rura przechodzi przez prostownicę. Proces ten kończy obróbkę rury na gorąco. Rura (zwana tubą-matką) po wykończeniu i sprawdzeniu staje się produktem gotowym.
Spawane rury i rury
Odkąd stało się możliwe wytwarzanie taśm i płyt, ludzie nieustannie próbowali zginać materiał i łączyć jego krawędzie, aby wyprodukować rury i przewody. Doprowadziło to do opracowania najstarszego procesu spawania, spawania kuźniczego, którego historia sięga ponad 150 lat.
W 1825 roku brytyjski handlarz wyrobami żelaznymi James Whitehouse otrzymał patent na produkcję rur spawanych. Proces polegał na kuciu pojedynczych blach na trzpieniu w celu wytworzenia rury ze szwem otwartym, a następnie podgrzewaniu współpracujących krawędzi otwartego szwu i ich spawaniu poprzez mechaniczne dociśnięcie ich na stole ciągnącym.
Technologia rozwinęła się do tego stopnia, że taśmę można było formować i spawać w jednym przejściu w piecu spawalniczym. Rozwój tej koncepcji zgrzewania doczołowego zakończył się w 1931 r. procesem Fretz-Moon opracowanym przez Amerykanina J. Moona i jego niemieckiego kolegę Fretza.
Linie spawalnicze wykorzystujące ten proces do dziś z powodzeniem działają przy produkcji rur o średnicach zewnętrznych do ok. 114 mm. Oprócz tej techniki zgrzewania pod ciśnieniem, w której taśma jest podgrzewana w piecu do temperatury spawania, w latach 1886-1890 Amerykanin E. Thomson opracował kilka innych procesów umożliwiających spawanie elektryczne metali. Podstawą tego była właściwość odkryta przez Jamesa P. Joule'a, zgodnie z którą przepływ prądu elektrycznego przez przewodnik powoduje jego nagrzewanie ze względu na jego opór elektryczny.
W 1898 roku firmie Standard Tool Company w USA przyznano patent obejmujący zastosowanie zgrzewania elektrycznego do produkcji rur i rurek. Produkcja rur i rur zgrzewanych elektrycznie oporowo znacznie wzrosła w Stanach Zjednoczonych, a znacznie później w Niemczech, po uruchomieniu walcowni ciągłych do walcowania na gorąco taśm do produkcji luzem materiału wyjściowego niezbędnego do produkcji na dużą skalę. Podczas drugiej wojny światowej wynaleziono proces spawania łukiem argonowym – ponownie w Stanach Zjednoczonych – który umożliwił wydajne spawanie magnezu w konstrukcji samolotów.
W konsekwencji tego rozwoju opracowano różne procesy spawania w osłonie gazu, głównie do produkcji rur ze stali nierdzewnej. Po daleko idącym rozwoju, jaki nastąpił w sektorze energetycznym w ciągu ostatnich 30 lat, i wynikającej z tego budowie dużych -wydajność rurociągów dalekobieżnych, proces spawania łukiem krytym zyskał pierwszeństwo w spawaniu rur przewodowych o średnicach powyżej ok. 500 mm.
Elektryczny młyn do rur spawalniczych
Taśma stalowa w zwoju, która została pocięta na wymaganą szerokość z szerokiej taśmy, jest kształtowana za pomocą szeregu rolek formujących w skorupę o różnej długości. Krawędzie wzdłużne są łączone w sposób ciągły za pomocą zgrzewania oporowego/indukcyjnego o wysokiej częstotliwości.
Spoina powłoki o wielu długościach jest następnie poddawana obróbce elektrycznej, wymiarowana i cięta na określone długości za pomocą latającej maszyny do cięcia. Ucięta rura jest prostowana i prostowana na obu końcach.
Po tych operacjach następuje kontrola ultradźwiękowa lub badanie hydrostatyczne.
Czas publikacji: 22 maja 2020 r