لوله های فولادی بدون درز از یک شمش گرد داغ ساخته می شوند و از طریق سه مرحله کار اصلی شکل خود را به دست می آورند: ابتدا شمش داغ با سوراخ کردن (در امتداد محور خود) و نورد گرم یا با اکستروژن به یک پوسته توخالی تبدیل می شود. مرحله بعدی ازدیاد طول است که به طور همزمان قطر و ضخامت دیواره پوسته لوله را کاهش می دهد. در نهایت، لوله شکل نهایی خود را از طریق نورد گرم، نورد سرد یا کشیدن به دست می آورد.
روش‌های اصلی تولید لوله‌های فولادی بدون درز عبارتند از
- فرآیند آسیاب پلاگین Mannesmann plug mill process
- فرآیند آسیاب سنبه Mandrel Mill process
- فرآیند اکستروژن extrusion process
فرآیند آسیاب پلاگین Mannesmann plug mill process
تکنیک سوراخ کردن شمش جامد داغ از طریق نورد متقاطع که توسط برادران مانیسمان در سال 1885 اختراع شد، عموماً نقطه شروع تولید صنعتی لوله های بدون درز در نظر گرفته می شود. فرآیند آسیاب پلاگین Mannesmann plug mill process با یک شمش فولادی گرد که در یک کوره اجاق دوار گرم می شود شروع می شود. پس از گرم شدن بیلتbillet، آن را توسط یک سنبه مخروطی شکل سوراخ می‌کنند و به یک آسیاب نورد وارد می‌کنند که در آن یک جفت رول مخروطی شکل در خلاف جهت جریان مواد عمل می‌کند. با این فرآیند سوراخ کردن متقاطع، یک پوسته توخالی با دیواره ضخیم ایجاد می شود. با عملیات نورد دوم به نام “فرایند نورد پیلگر” پوسته توخالی دراز می شود و ضخامت دیواره آن کاهش می یابد. به این ترتیب یک لوله فولادی بدون درز تشکیل می شود.
فرآیند آسیاب سنبه Mandrel Mill process
فرآیند آسیاب سنبه نیز با یک شمش فولادی استوانه ای پیش گرم شده شروع می شود. اولین مرحله سوراخ کردن چرخشی نام دارد. بیلت بین دو رول بشکه ای شکل متقاطع می چرخد. در نتیجه تنش کششی بالا، محور بیلت باز می شود. به طور همزمان، شمش در امتداد محور خود توسط یک ابزار خنک کننده با آب سوراخ می شود. به این ترتیب یک پوسته لوله توخالی تشکیل می شود. پس از آن، پوسته لوله باید به یک آسیاب سنبه شناور که از چندین پایه نورد و جفت رول و همچنین مجموعه ای از میله های سنبه تشکیل شده است، منتقل شود.
میله های سنبه به پوسته لوله سوراخ شده وارد می شوند که به ایستگاه نورد منتقل می شود. میله های سنبه به عنوان یک مکانیسم کنترل عمل می کنند و یک قطر خارجی استاندارد متوسط (OD) و یک ضخامت دیواره (THK)کنترل شده ایجاد می کنند. پس از پیشروی در آسیاب سنبه، میله های سنبه باید از پوسته لوله خارج شده، خنک شوند و به ایستگاه تغذیه بازگردانده شوند و برای پوسته دیگر آماده شوند. سپس لوله دوباره گرم می شود و توسط یک آسیاب کششی به ابعاد خاص کاهش می یابد. سپس لوله نهایی خنک می شود، بریده می شود، صاف می شود و قبل از حمل و نقل در معرض تکمیل و بازرسی قرار می گیرد.
فرآیند اکستروژن extrusion process
فرآیند اکستروژن لوله در پرس های اکستروژن انجام می شود.
ماده اولیه، یک شمش داغ، توسط یک سنبه از طریق یک قالب اکسترود کننده که سطح مقطع کمتری نسبت به بیلت دارد، عبور می‌کند. فلز اکسترود شده بین سنبه و قالب فشرده می شود. نمای بیرونی لوله توسط قالب و نمای داخلی توسط سنبه تشکیل می شود. با این روش می توان پروفایل های متعددی به دست آورد.