Kao jedan od najčešće korištenih metalnih materijala u modernoj industriji, cijevi od ugljičnog čelika igraju vitalnu ulogu u petrokemijskoj industriji, građevinarstvu i proizvodnji strojeva zbog svojih izvrsnih mehaničkih svojstava, otpornosti na koroziju i -isplativosti. Proizvodni proces obuhvaća više koraka, uključujući pripremu sirovina, proizvodnju cijevnih trupaca, oblikovanje, toplinsku obradu i kontrolu kvalitete. Svaki korak zahtijeva strogu kontrolu kako bi se osiguralo da konačni proizvod zadovoljava standarde izvedbe.
I. Priprema sirovina
Proizvodnja cijevi od ugljičnog čelika počinje odabirom visoko-kvalitetnog ugljičnog čelika ili nisko-legiranog čelika. Uobičajene sirovine uključuju nisko{3}}ugljični čelik (kao što su Q195 i Q235) s udjelom ugljika od 0,06% do 0,38% i srednje-ugljični čelik (kao što su 20# i 45# čelik). Poseban izbor ovisi o zahtjevima primjene i čvrstoće čelične cijevi. Sirovine se podvrgavaju spektralnoj analizi i ispitivanju mehaničkih svojstava kako bi se osiguralo da njihov kemijski sastav (kao što je sadržaj ugljika, mangana, sumpora i fosfora) i fizikalna svojstva (kao što su vlačna čvrstoća i istezanje) zadovoljavaju nacionalne standarde (kao što su GB/T 8162 i ASTM A106).
II. Proizvodnja gredica
Bilovi su početni oblik cijevi od ugljičnog čelika i proizvode se prvenstveno na dva načina:
1. Vruće{1}}valjani ingoti/kontinuirano lijevane gredice: Rastaljeni čelik se tali u visokoj peći i zatim lijeva u kvadratne ili okrugle gredice pomoću stroja za kontinuirano lijevanje. Alternativno, ingoti se prvo valjaju, a zatim oblikuju u trupce. Tijekom ove faze mora se kontrolirati temperatura zagrijavanja (obično između 1100 stupnjeva i 1250 stupnjeva) kako bi se spriječila gruba zrna, a unutarnji nedostaci se uklanjaju valjanjem.
2. Izravno korištenje bešavnih trupaca: Za bešavne čelične cijevi trupci su obično čvrste okrugle čelične šipke oblikovane valjanjem ili ekstruzijom, s promjerom nešto manjim od veličine gotove cijevi. Ove gredice zahtijevaju daljnju obradu i oblikovanje.
III. Obrada oblikovanja
Proces oblikovanja cijevi od ugljičnog čelika značajno se razlikuje ovisno o vrsti proizvoda (bešavne ili zavarene):
(I) Oblikovanje bešavne čelične cijevi
1. Vruće-valjano probijanje: Mlin za probijanje s poprečnim-valjanjem (kao što je Mannesmannovo probijalo) koristi se za probijanje čvrste gredice u šuplju ljusku. Tijekom probijanja, trn i valjci rade zajedno kako bi formirali šupljinu u središtu cijevi, istovremeno smanjujući vanjski promjer i čineći debljinu stijenke jednoličnom.
2. Valjanje i dimenzioniranje: Gruba cijev se dodatno smanjuje u debljini stijenke i zaokružuje u automatskoj valjaonici cijevi ili više-valjci. Zatim prolazi kroz mlin za dimenzioniranje (kao što je reduktor istezanja) za preciznu kontrolu tolerancije vanjskog promjera (do ±0,1 mm) i poboljšanje završne obrade površine.
3. Hladna obrada (izborno): Neke visoko{1}}precizne čelične cijevi zahtijevaju hladno izvlačenje ili hladno valjanje, što smanjuje veličinu i povećava čvrstoću putem ekstruzije matrice (na primjer, vlačna čvrstoća hladno{2}}vučenih cijevi može se povećati za 10%-20%).
(II) Oblikovanje zavarene čelične cijevi
1. Smotanje trake: toplo{1}}ili hladno{2}}valjana čelična traka (kao što je SPCC ili ST37) koristi se kao sirovina. Nakon izravnavanja i obrezivanja, namotava se u cijev.
2. Zavarivanje oblikovanjem: Oblikovanje se izvodi korištenjem tehnika visoko-frekventnog zavarivanja ravnim šavom (ERW), spiralnim zavarivanjem pod praškom (SAWH) ili tehnikama zavarivanja ravnim šavom pod praškom (SAWL). Na primjer, ERW cijev koristi struju visoke-frekventne struje za topljenje rubova neobrađene cijevi, pri čemu brzine zavarivanja dosežu 10-30 m/min. Spiralno zavarena cijev koristi stroj za oblikovanje za namotavanje čelične trake u spiralni oblik, a zatim dvostrano zavarivanje pod praškom. Pogodan je za cijevi velikog promjera (npr. DN400 i više).
3. Obrada zavarenog šava: Nakon zavarivanja, zavareno ojačanje se brusi i vrši se toplinska obrada (kao što je normalizacija) kako bi se uklonila zaostala naprezanja i osiguralo da je učinak zavara u skladu s onim osnovnog materijala.
IV. Toplinska obrada
Toplinska obrada ključni je korak u optimizaciji učinkovitosti cijevi od ugljičnog čelika. Uobičajeni procesi uključuju:
• Žarenje: Zagrijavanje čelične cijevi na kritičnu temperaturu (npr. 800-900 stupnjeva), a zatim polagano hlađenje kako bi se uklonio unutarnji stres i poboljšala plastičnost. Ovo se odnosi na hladno obrađene čelične cijevi.
•Normalizacija: Zagrijavanje na 900-950 stupnjeva nakon čega slijedi hlađenje zrakom pročišćava veličinu zrna radi poboljšanja čvrstoće i žilavosti. Ovaj se postupak obično koristi za bešavne konstrukcijske cijevi.
•Kaljenje i kaljenje (kaljenje + kaljenje): Za čelične cijevi visoke -čvrstoće (kao što su hidraulične potporne cijevi), kaljenje (850-hlađenje uljem od 900 stupnjeva) i kaljenje na visokoj temperaturi (600-650 stupnjeva) koriste se za uravnoteženje tvrdoće i žilavosti.
V. Površinska obrada i završna obrada
Kako bi se poboljšala otpornost na koroziju i izgled, čelične cijevi zahtijevaju sljedeće tretmane:
1. Dekapiranje i pasiviranje: Korištenje otopina sumporne kiseline ili klorovodične kiseline za uklanjanje kamenca, nakon čega slijedi pasiviranje radi stvaranja zaštitnog filma (kao što je pasiviranje kromatom).
2. Zaštitni premaz: Nanošenje epoksidnog praškastog premaza, polietilenskog (PE) ili 3PE premaza protiv -korozije, ovisno o radnim uvjetima, produljuje radni vijek.
3. Završna obrada: Korištenje ravnala za ispravljanje zakrivljenosti (pravost manja od ili jednaka 1 mm/m), rezanje na određene duljine (obično 6-12 m) i konačno označavanje informacijama kao što su specifikacija i broj serije.
VI. Inspekcija kvalitete
Gotove cijevi prolaze kroz više koraka pregleda:
• Ispitivanje bez razaranja: Ultrazvučno ispitivanje (UT) otkriva unutarnje nedostatke, a ispitivanje vrtložnim strujama (ECT) ili curenje magnetskog toka (MFL) otkriva površinske pukotine.
•Mehaničko ispitivanje: Ispitivanje zatezanjem (mjeri zateznu čvrstoću i točku tečenja), ispitivanje udarom (žilavost pri niskim-temperaturama) i ispitivanje tvrdoće izvode se na nasumičnim uzorcima.
• Dimenzijska inspekcija: mikrometri i mjerači debljine koriste se za provjeru vanjskog promjera, debljine stjenke i odstupanja od ovalnosti.
Zaključak
Proces proizvodnje cijevi od ugljičnog čelika integrira tehnologije iz više područja, uključujući metalurgiju, strojnu obradu i znanost o materijalima. Strogost ovih procesa izravno određuje pouzdanost proizvoda. S razvojem vrhunske{2}}proizvodnje opreme, potražnja za visoko-čvrstoćom,-otpornošću na koroziju-i preciznim-dimenzioniranim čeličnim cijevima raste, potičući stalne nadogradnje u proizvodnim procesima prema automatizaciji (kao što je lasersko zavarivanje i robotsko ravnanje) i zelenijim pristupima (kao što je mini-proces proizvodnje čelika u električnim pećima).
