Realizzati con materie prime tra cui ferro, alluminio, carbonio, manganese, titanio, vanadio e zirconio, i tubi in acciaio sono fondamentali per la produzione di tubi per applicazioni che abbracciano sistemi di riscaldamento e idraulici, ingegneria autostradale, produzione automobilistica e persino la medicina (per impianti chirurgici e valvole cardiache).

Con il loro sviluppo che risale alle scoperte ingegneristiche risalenti al 1800, i loro metodi di costruzione si adattano ai diversi progetti per una miriade di scopi.

TL; DR (troppo lungo; non letto)

I tubi in acciaio possono essere costruiti con saldatura o utilizzando un processo senza soluzione di continuità per una varietà di scopi. Il processo di fabbricazione dei tubi, che è stato praticato nel corso dei secoli, prevede l'utilizzo di materiali dall'alluminio allo zirconio attraverso vari passaggi, dalle materie prime a un prodotto finito che ha avuto applicazioni nella storia, dalla medicina alla produzione. il processo di produzione di tubi

I tubi di acciaio, dalla produzione automobilistica ai tubi del gas, possono essere saldati da leghe - metalli costituiti da diversi elementi chimici - o costruiti senza soluzione di continuità da un forno fusorio.

i tubi saldati vengono forzati insieme attraverso metodi come il riscaldamento e il raffreddamento e utilizzati per applicazioni più pesanti e rigide come impianti idraulici e trasporto del gas, i tubi senza saldatura vengono creati mediante stiramento e incavo per scopi più leggeri e più sottili come biciclette e trasporto di liquidi. >

Il metodo di produzione si presta molto ai vari design del tubo di acciaio. La modifica del diametro e dello spessore può comportare differenze di resistenza e flessibilità per progetti su larga scala come tubazioni per il trasporto di gas e strumenti precisi come aghi ipodermici.

La struttura chiusa di un tubo, sia esso rotondo, quadrato o qualsiasi forma, può adattarsi a qualsiasi applicazione sia necessaria, dal flusso di liquidi alla prevenzione della corrosione.
Il processo di ingegneria passo-passo per tubi in acciaio saldati e senza saldatura

Il processo complessivo di produzione dell'acciaio tubi prevede la conversione di acciaio grezzo in lingotti, fiori, lastre e billette (tutti materiali che possono essere saldati), creando una tubazione su una linea di produzione e formando il tubo in un prodotto desiderato.
••• Syed Hussain Ather Creazione di lingotti, fiori, lastre e billette

Il minerale di ferro e il coke, una sostanza ricca di carbonio proveniente dal carbone riscaldato, vengono fusi in una sostanza liquida in una fornace e quindi fatti saltare con l'ossigeno per creare acciaio fuso. Questo materiale viene raffreddato in lingotti, grandi getti di acciaio per lo stoccaggio e il trasporto di materiali, che vengono modellati tra i rulli ad alta pressione.

Alcuni lingotti vengono fatti passare attraverso rulli d'acciaio che li allungano in pezzi più sottili e più lunghi per creare fioriture, intermedi tra acciaio e ferro. Sono anche laminati in lastre, pezzi di acciaio con sezioni rettangolari, attraverso rulli sovrapposti che tagliano le lastre in forma.
Realizzare questi materiali in tubi

Più dispositivi di laminazione si appiattiscono - un processo noto come coniatura - fiorisce in billette. Questi sono pezzi di metallo con sezioni tonde o quadrate, che sono ancora più lunghi e più sottili. Le cesoie volanti tagliano le billette in posizioni precise in modo che le billette possano essere impilate e formate in un tubo senza saldatura.

Le lastre vengono riscaldate a circa 2.200 gradi Fahrenheit (1.204 gradi Celsius) fino a quando sono malleabili e quindi diluite in skelp, che sono strisce strette di nastro lunghe fino a 0,25 miglia (0,4 chilometri). L'acciaio viene quindi pulito utilizzando serbatoi di acido solforico seguito da acqua calda e fredda e trasportato in fabbriche per la produzione di tubi.
Sviluppo di tubi saldati e senza saldatura

Per tubi saldati, una macchina svolgitrice svolge lo skelp e lo passa attraverso i rulli per arricciare i bordi e creare forme di tubo. Gli elettrodi per saldatura usano una corrente elettrica per sigillare le estremità prima che un rullo ad alta pressione lo stringa. Il processo può produrre tubi fino a 335,3 m (1.100 piedi) al minuto.

Per tubi senza saldatura, un processo di riscaldamento e laminazione ad alta pressione di billette quadrate provoca un allungamento con un foro al centro . I laminatoi perforano il tubo per lo spessore e la forma desiderati.
Ulteriore lavorazione e zincatura

Ulteriore lavorazione può includere raddrizzatura, filettatura (taglio di scanalature strette nelle estremità dei tubi) o copertura con un olio protettivo di zinco o zincatura per prevenire la ruggine (o qualsiasi cosa sia necessaria allo scopo del tubo). La galvanizzazione di solito comporta processi elettrochimici ed elettrodepositivi di rivestimenti di zinco per proteggere il metallo da materiale corrosivo come l'acqua salata.

Il processo agisce per dissuadere gli agenti ossidanti nocivi nell'acqua e nell'aria. Lo zinco funge da anodo all'ossigeno per formare ossido di zinco, che reagisce con l'acqua formando idrossido di zinco. Queste molecole di idrossido di zinco formano carbonato di zinco se esposte al biossido di carbonio. Infine, uno strato sottile, impenetrabile e insolubile di carbonato di zinco si attacca allo zinco per proteggere il metallo.

Una forma più sottile, elettrovalvanizzazione, viene generalmente utilizzata nelle parti di automobili che richiedono una vernice antiruggine tale che l'immersione a caldo riduce la resistenza del metallo base. Gli acciai inossidabili vengono creati quando le parti in acciaio inossidabile vengono galvanizzate in acciaio al carbonio.
La storia della produzione di tubi
••• Syed Hussain Ather

Mentre i tubi in acciaio saldati risalgono all'invenzione dell'ingegnere scozzese dell'ingegnere scozzese William Murdock sistema di lampade costituito da barili di moschetti per il trasporto di gas di carbone nel 1815, i tubi senza saldatura non furono introdotti fino alla fine degli anni 1880 per il trasporto di benzina e petrolio.

Durante il XIX secolo, gli ingegneri crearono innovazioni nella fabbricazione di tubi tra cui l'ingegnere James Il metodo di Russell di usare un martello retrattile per piegare e unire le strisce di ferro piatto che furono riscaldate fino a renderle malleabili nel 1824.

L'ingegnere Comenius Whitehouse dell'anno successivo creò un metodo migliore di saldatura di testa che prevedeva il riscaldamento di ferro sottile fogli che erano arricciati in un tubo e saldati alle estremità. Whitehouse ha usato un'apertura a forma di cono per arricciare i bordi in una forma di tubo prima di saldarli in un tubo.

La tecnologia si sarebbe diffusa nell'industria manifatturiera automobilistica e sarebbe stata utilizzata per il trasporto di petrolio e gas con ulteriori scoperte come come gomiti a tubo per la formatura a caldo per produrre in modo più efficace prodotti a tubi piegati e tubi continui che si formano in un flusso costante.

Nel 1886, gli ingegneri tedeschi Reinhard e Max Mannesmann brevettarono il primo processo di laminazione per la creazione di tubi senza saldatura da vari pezzi nella fabbrica di file del padre a Remscheid. Nel 1890 il duo inventò il processo di laminazione del pilger, un metodo per ridurre il diametro e lo spessore delle pareti dei tubi di acciaio per una maggiore durata, che, con le loro altre tecniche, avrebbe formato il "processo Mannesmann" per rivoluzionare il campo dei tubi di acciaio ingegneria.

Negli anni '60 la tecnologia di controllo numerico computerizzato (CNC) consentiva agli ingegneri di utilizzare i rammendo ad induzione ad alta frequenza per risultati più precisi utilizzando mappe progettate al computer per progetti più complessi, curve più strette e pareti più sottili. I software di progettazione assistita da computer continuerebbero a dominare il campo con una precisione ancora maggiore.
La potenza dei tubi in acciaio

Le condotte in acciaio possono generalmente durare centinaia di anni con una grande resistenza alle crepe del gas naturale e ai contaminanti quanto agli impatti a bassa permeazione di metano e idrogeno. Possono essere isolati con schiuma poliuretanica (PU) per conservare l'energia termica pur rimanendo forti.

Le strategie di controllo della qualità possono utilizzare metodi come l'uso dei raggi X per misurare le dimensioni dei tubi e adattarsi di conseguenza per qualsiasi osservazione varianza o differenza. Ciò garantisce che le tubazioni siano adatte alla loro applicazione anche in ambienti caldi o umidi.