روش تهیه لوله های فولادی درزدار :

به طور كلی لوله های فولادی در صنعت به دو دسته درزدار و بدون درز تقسیم می شود. لوله های درز دار برای انتقال مایعات ، تولید پروفیلهای قوطی ، ساخت مصنوعات و سازه های فلزی به كار برده می شود. لوله های بدون درز نیز در زمینه های مختلف صنعتی از قبیل انتقال گاز، ساخت مخازن تحت فشار تاسیسات پالایشگاهی ، نیروگاهها و غیره به كار برده     می شود.ابتدا با روشهای مختلف تولید لوله های درزدار كه با سه روش زیر تولید می گردند آشنا می شویم.

الف-تهیه لوله ها با قطر كم و متوسط و جوش طولی

این لوله ها طی یك سری عملیات مختلف به شرح زیر تولید می شوند.

-برشكاری و آماده سازی نوار ورق به اندازه محیط لوله

-عملیات تبدیل ورق به لوله

-جوشكاری درز لوله

-براده برداری از سطح جوش

-تقسیم لوله تولید شده به شاخه های مساوی

-قاب گیری و صافكاری لوله های تولید شده

-بازرسی و كنترل كیفیت لوله های تولید شده

برشكاری و آماده سازی نوار ورق به اندازه محیط لوله

برای تهیه لوله از رولهای ورق استفاده می شود. عرض رولهای ورقی كه جهت لوله سازی مورد استفاده قرار می گیرد.

معمولاَ یك متر بوده ضخامت آنها بین 5/1تا 6 میلیمتر متغیر است. وزن كویلهای ورق متفاوت بوده در ضخامت های بالا تا 10 تن می رسد.حداقل قطر آنها نیز500میلیمتر است. كویلهای فوق با وسایل مكانیكی روی دستگاههای برش قرار گرفته به نوارهای باریك (متناسب با محیط لوله مورد نظر)تبدیل می شود.

دستگاه برش از تعداد تیغه های برنده غلطكی شكل تشكیل شده كه لبه آنها گوه ای شكل بوده عمل برش را با هدایت ورق به طرف جلو انجام می دهد.

تیغه های مزكور می توانند روی محور افقی دستگاه حركت كرده در فاصله های مختلف از یكدیگر قرار گیرند. به این طریق عرض لازم برش متناسب با قطر لوله مورد نظر تنظیم می شود و سرعت برش این دستگاهها حدود 110تا 300متر در دقیقه است.

نوارهای بریده شده ضمن عبور از غلطكهای صاف و مسطح كننده  دوباره به صورت كویل (رول) پیچیده شده جهت تغییر شكل آماده می شوند.

كویلهای نوار ورق روی خط تولید لوله قرار گرفته به طرف غلتكهای تغییر شكل پیشروی می كنند..سرعت پیشروی آنها متناسب با قطر لوله مورد نظر متفاوت است  . به طور مثال ،برای تولید با قطر اسمی  4/3 (19میلیمتری) ،سرعت پیشروی حدود m/min40 است  تقریباَ 400شاخه لوله شش متری در ساخت تولید بدون و تغذیه به طور مستمر ادامه دارد. هرگونه توقف در خط تولید باعث ناهماهگی بین عوامل بعدی شده در كار اخلال بوجود      می آورد.(به طور مثال در وسط كار از خط خارج می شود)

از آن رو برای جلوگیری از این گونه نواقص ،نوار باید به صورت ذخیره در كانالهای زیر زمینی دستگاه موجود باشد تا هنگام تمام شدن یك رول نوار ورق و جایگزینی رول دیگر و اتصال سر به سر نوارهای ورق با جوش فلاش (mig )صورت می گیرد و سطح جوش خورده با عملیات براده برداری، صاف و مسطح می شود.

- عملیات تبدیل نوار ورق به لوله

در این مرحله نوار ورق ضمن عبور از غلتكهای فرم دهنده به تدریج شكل لوله را به خود می گیرد . این علیات متناسب  با قطر لوله و كالرخانه سازنده تقریباً طی 7 تا 14مرحله تغییر شكل صورت می پذیرد كه در مراحل اول فقط غلتكهای افقی و در مراحل آخر غلتكهای افقی و عمودی همزمان عمل فرم دهی را انجام می دهند .در تمام مراحل شكل دهی برای بر طرف كردن حرارت ناشی از اصطكاك بین غلتكها  و ورق ،مایع خنك كننده ای مثل آب صابون روی محل تغییر شكل ریخته می شود.

جوشكاری درز لوله

هنگامی كه تغییر شكل نهایی انجام گرفت و شكل لوله كامل شد،باید درز آن را به وسیله جوش آبندی شود. جوشكاری درز لوله با روشههای مختلف اجرا كی شود. معمولاً كارخانجات مختلف تولید لوله با توجه به قطر و ضخامت لوله مورد نظر ،یكی از روشهای زیر را برای جوشكاری درز لوله بكار می برند.

جوشكاری القایی با فركانس كم و زیاد

اساس كار جوش القایی بر مبنای یك جریان متناوب از یك بوبین و ایجاد میدان مغناطیسی در اطراف آن است. این روش برای جوشكاری درز لوله ها با قطر كم و متوسط به كار می رود با این روش سرعت تولید افزایش یافته و جوش با كیفیت مطلوب ایجاد می شود .

جوش القایی دارای مزایایی به شرح زیر است :

-راحتی كار و سرعت عمل

-عمل دفرمه شدن قطعات

-عدم آلودگی محیط كار

-جلوگیری از اكسیداسیون زیاد به علت سرعت و حرارت زیاد فرایند

-هزینه نسبتاً كم و پرتابل بودن فرایند

-عدم ایجاد ضایعات در قطعه كار

-ایمنی زیاد

براده برداری از سطح جوش

اتصال درز لوله در بعضی از روشها ،پس ار تامین حرارت لازم با فشردن لبه ها داخل هم صورت می گیرد (مانند روش  مقاومتی و القایی)  ودر بعضی روشهای دیگر،با استفاده از سیم پر كننده اتصال انجام می شود به همین دلیل در هر دو صورت محل جوش خورده برجسته می شود برای رفع این نقص با استفاده از قلم مخصوص سطح جوش را تراشیده برجستگی را از بین می بریم قلم مذكور به صورت ثابت روی درز لوله تنظیم شده لوله جوش خورده ضمن عبور از زیر آن صاف وهموار می شود. اما برجستگی داخل لوله كه بر اثر جوش بوجود آمده معمولا به همان شكل باقی می ماند.

در این مرحله نیز برای بر طرف كردن ناشی از اصطكاك از مایع خنك كننده ای استفاده می شود.

-تقسیم لوله به شاخه های مساوی

در این سیستم لوله به صورت مداوم و پبیوسته تولید و در انتهای خط به طولهای مساوی مطابق با استانداردهای متداول بریده می شود. این عمل به وسیله دستگاه اره مدور به طور خودكار صورت می گیرد. اره مدور  روی یكواگن متحرك نصب شده است. هنگامی كه مقدار مشخصی لوله (مثلاً 6 متر)از زیر تیغه عبور كرد. گیره دستگاه لوله را محكم نگاه می دارد و واگن با خط تولید به جلو حركت می كند همزمان با جلو رفتن واگن، تیغه مدور دستگاه عمل برش لوله را انجام می دهد. حركت .واگن وكار تیغه زمان بندی شده است و متناسب با سرعت خط تولید به گونه ای است كه برش لوله ها به اندازه كاملاً مساوی و یكنواخت انجام می شود.

قاب گیری و صافكاری لوله های تولید شده

لوله درمراحل مختلف تولید تحت تاثیر حرارت قرار می گیرد،سپس حرارت حاصل با استفاده از مواد خنك كننده كاهش داده می شود. این تغییرات و همچنین حركتهای مداوم در طول خط تولید،موجب تغییر شكلهای ناخواسته در لوله می شود؛ از این رو پس از مرحله نهایی باید لوله های تولید شده را تاب گیر كرده صاف و تقسیم كرد. این عمل با استفاده از دستگاههای غلطك مخصوص صورت می گیرد. غلطكها در این دستگاه به شكل * روی هم قرار گرفته اند. لوله با دور زیاد از بین آنها حركت كرده تاب گیری می شود.

تعریف ریخته گری

ریخته گری یكی از روشهای شكل دادن قطعات فلزی است كه شامل تهیه مذاب از فلز مرد نظر و ریختن آن در محفظه ای بنام قالب است، به گونه ای كه پس از انجماد مذاب، شكل، اندازه و خواص مورد نظر تامین شود. بنابراین با توجه به این تعریف یك فرآیند ریخته گری را باید مجموعه ای از عملیات ذوب، تهیه قالب و ریختن مذاب دانست بطور كلی مراحل ریخته گری یك قطعه قلزی به طور ساده در ذیل نشان داده شده است.

تاریخچه ریخته گری:

براساس تحقیقات باستان شناسان، ریخته گری فلزات، یك تكنولوژی ماقبل تاریخ بوده و قدمتی شش هزار ساله دارد.

اولین اشیای ساخته شده از فلزات بصورت قطعات كوچك چكش كاری شده از مس هستند كه قدمت آنها به هزار سال قبل از میلاد مسیح می رسد.

از نقطه نظر تاریخی، ریخته گری را می توان به چند دوره تقسیم نمود كه در اینجا بشرح آنها به اختصار می پردازیم.

دوره برنز ( مس و مفرغ)

این دوره در خاور نزدیك و در حدود 3000 سال قبل از میلاد مسیح آغاز شده اولین اشیای برنزی كشف شده بصورت آلیاژی از مس و آرسنیك ( حدود 4 درصد) بوده است.

موضوع مهم در این دوره، پی بردن به تأثیر قلع بر خواص مس است كه باعث افزایش استحكام و سختی آن می شود. این موضوع هنوز در پرده ای از ابهام است. زیرا نه سنگ معدن مس حاوی قلع بوده و نه اینكه معدن مس و قلع نزدیك هم قرار دارد كه آلیاژ شدن آنها بطور اتفاقی امكان پذیر باشد.

در ارتباط با چگونگی پیدایش ریخته گری، میتوان اینگونه تحلیل كرد كه با توجه به اینكه پتك كاری قبل از ریخته گری مورد استفاده بشر قرار گرفته است، ممكن است در هنگام تپك كاری عمل ذوب بطور اتفاقی صورت گرفته باشد كه با مشاهده این امر موارد ذیل در ذهن بشر القا شده است:

-مذاب باید در محفظه ای ریخته شود تا شكل پیدا كند.

- برای تهیه مذاب باید كوره های تپك كاری بگونه ای تغییر یابد كه همواره تهیه مذاب در آن امكان پذیر باشد.

- برای تهیه مذاب و نگه داری آن باید ظرفی نسوز تهیه كرد ( بوته)

با توجه با اینكه بشر قبلاً به نسوز بودن بعضی از خاكها پی برده و نیز به دلیل آشنایی با حرفه سفالگری، به نحوه شكل دادن خاك نیز دست یافته بود، لذا به نیازهای اول و سوم او پاسخ داده شد. نیاز دوم یعنی ساخت كوره های ذوب نیز احتمالاً با سنگ چین و گل اندود نمودن و قرار دادن محلی برای عبور هوا برآورده شد.

از مسائل مهم در این ارتباط موضوع و مش بود كه این امر به تبدیل سیستم دم از حالت فوت كردن به استفاده از كسیه دم و سپس به موتورهای تنظیم هوا و فشار مناسب كه امروزه كاربرد فراوانی دارد منتهی شد.

بطور كلی در دوران مفرغ، ساخت قطعاتی نظیر تبر، نیزه، كارد، سپر، ظروف و شیشه و نیز ساخت آلیاژ هایی از عناصری نظیر قلع ( تا 18 درصد) و سرب ( تا 11 درصد) و آرستیك و روی معممل بوده است.

دوره آهن:

براساس كاوش باستان شناسان در چین قطعاتی چون مربوط به 600 سال قبل از میلاد مسیح بدست آمده است اما پیدایش آهن به عنوان یك دوره به دو هزار سال قبل از میلاد مسیح می رسد.

نام آهن در زبان پهلوی به عنوان آلیسن در زبان آلمانی آیزن و در انگلیسی آیرن نامیده می شود و احتمالاً در هنگام ذوب مس به آن پی بردند.

در هر حال در حدود 1200- 1000 سال قبل از میلاد آهن تقریباً ماده اصلی اغلب سلولها و ابزارها را تشكیل می داد.

با توجه به نقطه ذوب بالا  1539 بدیهی است كه ذوب مستقیم آهن تا قرن نوزدهم میلادی امكانپذیر نبود ولی در اواسط دوره آهن بر اثر افزایش كربن و پائین آمدن نقطه ذوب ( در چدنها) قطعات ریخته گری نیز بوجود آمد.

نكته مهم دیگر كشف عملیات حرارتی بر روی آهن بود كه از اهمیت خاصی برخوردار است. در مصر شمشیری و تبری با پوشش خاك نسوز بدست آمده كه لبه آن حاوی 9 .0 درصد كربن و قسمتهای میانی آن تقریباص فاقد كربن است.

در این اشیاء سختی در قسمت میانی معادل 70 BHN و در قسمت لبه معادل  440 BHN می باشد البه در این دوره جدیدی در آلیاژ های مس نیز بوجود آمده و آلیاژ های مختلفی از مس و قلع ساخته شد.

از آلیاژهای دیگر ساخته شده در اواخر این دوره آلیاژ برنج ( مس و روی) و نیز بنجهای قلع دار است. پیدایش روشهای جدید ریخته گری و قالبگیری را نیز باید از دیگر تحولات دوره آهن دانست در این دوره شواهدی وجود دارد كه از قالبهای سرامیكی نیز استفاده بعمل آمده است.

از عجایب این دوره ساخت مجسمه رودیس است كه در سال 290 قبل از میلاد ساخته شد و جزء عجایب هفتگانه محسوب می شود.

این مجسمه 32 متری كه از قطعات مختلف برنز ریختگی ساخته شده و وزنی حدود 390 تن داشت، طی زمین لرزه ای در دریای مدینترانه غرق شد.