ท่อเหล็กไร้ตะเข็บผลิตอย่างไร

1. บทนำเกี่ยวกับท่อเหล็กไร้ตะเข็บ

ท่อเหล็กไร้ตะเข็บเป็นเหล็กที่มีลักษณะกลวงในวงกลม สี่เหลี่ยมจัตุรัส และสี่เหลี่ยมผืนผ้า โดยไม่มีรอยต่อรอบด้าน ท่อเหล็กไร้ตะเข็บผลิตจากเหล็กกล่องหรือท่อนเหล็กตัน จากนั้นเจาะเป็นท่อดิบแล้วผลิตต่อโดยวิธีรีดร้อน รีดเย็น หรือดึงเย็น ท่อเหล็กไร้ตะเข็บมีลักษณะกลวงภายใน มักใช้สำหรับท่อส่งของเหลวจำนวนมาก ท่อเหล็กและเหล็กเส้นกลมหรือเหล็กชนิดอื่นๆ ที่เป็นของแข็งนั้นมีความแข็งแรงในการดัดและบิดได้พร้อมกันทั้งสองด้าน แต่มีน้ำหนักเบา จึงถือเป็นเหล็กที่มีประสิทธิภาพทางเศรษฐกิจ และถูกนำไปใช้กันอย่างแพร่หลายในการผลิตชิ้นส่วนโครงสร้างและชิ้นส่วนเครื่องจักรต่างๆ เช่น โครงเหล็กสำหรับการเจาะน้ำมัน

2. ประวัติการพัฒนาท่อเหล็กไร้ตะเข็บ

อุตสาหกรรมการผลิตท่อเหล็กไร้ตะเข็บมีประวัติศาสตร์ยาวนานเกือบ 100 ปี ในปี ค.ศ. 1885 พี่น้องมานิสแมนชาวเยอรมันได้คิดค้นเครื่องเจาะทะลุแบบสองลูกกลิ้งเอียงเป็นครั้งแรก และในปี ค.ศ. 1891 ได้มีการคิดค้นเครื่องรีดท่อแบบเป็นรอบ (periodic pipe rolling machine) ต่อมาในปี ค.ศ. 1903 โรเบิร์ต ซี. สตีเฟล (R.C. Stiefel) จากสวิตเซอร์แลนด์ ได้คิดค้นเครื่องรีดท่ออัตโนมัติ (หรือที่เรียกกันว่าเครื่องรีดท่อแบบใช้ลูกกลิ้งดันกลาง) และหลังจากนั้นก็ได้มีการพัฒนาเครื่องรีดท่อแบบต่อเนื่อง เครื่องดันท่อ และเครื่องจักรยืดท่อชนิดอื่นๆ ตามมา ทำให้เริ่มก่อเกิดอุตสาหกรรมการผลิตท่อเหล็กไร้ตะเข็บสมัยใหม่ ในทศวรรษ 1930 ได้มีการปรับปรุงคุณภาพและประเภทของท่อเหล็กโดยใช้เครื่องรีดท่อแบบสามลูกกลิ้ง เครื่องอัดรีด (extruding machine) และเครื่องรีดท่อเย็นแบบเป็นรอบ ต่อมาในทศวรรษ 1960 เนื่องจากการพัฒนาเครื่องรีดท่อแบบต่อเนื่องให้ดีขึ้น การกำเนิดเครื่องเจาะทะลุแบบสามลูกกลิ้ง และโดยเฉพาะการนำเครื่องลดขนาดภายใต้แรงดึง (tension reducing machine) และการใช้บิลเล็ตแบบหล่อแข็ง (continuous casting billet) มาใช้จริง ทำให้ประสิทธิภาพในการผลิตเพิ่มขึ้น และเสริมสร้างความสามารถในการแข่งขันระหว่างท่อเหล็กไร้ตะเข็บกับท่อเหล็กเชื่อม ในทศวรรษที่ 70 ท่อเหล็กทั้งสองประเภทนี้มีความเท่าเทียมกัน และผลผลิตท่อเหล็กทั่วโลกเพิ่มขึ้นในอัตราเฉลี่ยมากกว่าปีละ 5 เปอร์เซ็นต์ นับตั้งแต่ปี ค.ศ. 1953 จีนได้ให้ความสำคัญอย่างมากต่อการพัฒนาอุตสาหกรรมท่อเหล็กไร้ตะเข็บ และได้ก่อตั้งระบบการผลิตสำหรับการรีดท่อขนาดใหญ่ กลาง และเล็กไว้เบื้องต้นแล้ว สำหรับท่อทองแดงนั้น มักใช้กระบวนการเจาะทะลุด้วยการกลิ้งแบบขวางจากบิลเล็ตหล่อ รีดผ่านเครื่อง Tube Mill และดึงเย็นเป็นม้วน (coil drawing)

3. การใช้งานและการจัดประเภทท่อเหล็กไร้ตะเข็บ

การใช้งาน:

ท่อเหล็กไร้ตะเข็บเป็นเหล็กที่มีรูปร่างหน้าตัดซึ่งมีประสิทธิภาพทางเศรษฐกิจ และมีบทบาทสำคัญมากในเศรษฐกิจแห่งชาติ ใช้กันอย่างแพร่หลายในภาคอุตสาหกรรมปิโตรเลียม เคมีภัณฑ์ หม้อน้ำ โรงไฟฟ้า เรือ โรงงานผลิตเครื่องจักร อุตสาหกรรมยานยนต์ การบิน อวกาศ พลังงาน ธรณีวิทยา อาคารและการก่อสร้าง รวมถึงภาคทหาร เป็นต้น

การจัดประเภท:

(1) แบ่งตามรูปร่างหน้าตัด ได้แก่ ท่อแบบหน้าตัดกลม และท่อแบบหน้าตัดพิเศษ

(2) แบ่งตามวัสดุ: ท่อเหล็กกล้าคาร์บอน ท่อเหล็กกล้าผสม ท่อเหล็กกล้าไร้สนิม และท่อคอมโพสิต

(3) แบ่งตามรูปแบบการต่อท่อ: ท่อแบบต่อเกลียว และท่อแบบเชื่อม

(4) แบ่งตามวิธีการผลิต: ท่อแบบรีดร้อน (อัดร้อน ดันร้อน ขยายร้อน) และท่อแบบรีดเย็น (ดึงเย็น)

(5) แบ่งตามการใช้งาน: ท่อหม้อน้ำ ท่อเจาะน้ำมัน ท่อสำหรับท่อส่ง ท่อโครงสร้าง ท่อสำหรับปุ๋ยเคมี เป็นต้น

4. กระบวนการผลิตท่อเหล็กไร้ตะเข็บ

① กระบวนการผลิตหลัก (กระบวนการตรวจสอบหลัก) ของท่อเหล็กไร้ตะเข็บแบบรีดร้อน

การเตรียมและการตรวจสอบท่อเปล่า → การให้ความร้อนท่อเปล่า → การเจาะรู → การกลิ้งท่อ → การให้ความร้อนท่อใหม่ในเตาเผา → การปรับ (ลด) เส้นผ่านศูนย์กลาง → การบำบัดด้วยความร้อน → การทำให้ท่อตรง → การตกแต่ง → การตรวจสอบ (การตรวจสอบแบบไม่ทำลาย ตรวจสอบทางกายภาพและเคมี การตรวจสอบตามตาราง) → การจัดเก็บ

② กระบวนการผลิตหลักของท่อเหล็กไร้ตะเข็บแบบกลิ้งเย็น (ดึงเย็น)

การเตรียมท่อเปล่า → การล้างกรดและการหล่อลื่น → การกลิ้งเย็น (การดึงเย็น) → การบำบัดด้วยความร้อน → การทำให้ตรง → การตกแต่ง → การตรวจสอบ

5. แผนภาพกระบวนการผลิตของท่อเหล็กไร้ตะเข็มแบบรีด้อนร้อนมีดังนี้: