स्टील पाइप की विनिर्माण प्रक्रिया

स्टील पाइप का निर्माण 1800 के दशक की शुरुआत से होता है। प्रारंभ में, पाइप का निर्माण हाथ से किया जाता था - गर्म करके, मोड़कर, लैपिंग करके और किनारों को एक साथ हथौड़ा मारकर। पहली स्वचालित पाइप निर्माण प्रक्रिया 1812 में इंग्लैंड में शुरू की गई थी। उस समय से विनिर्माण प्रक्रियाओं में लगातार सुधार हुआ है। कुछ लोकप्रिय पाइप निर्माण तकनीकों का वर्णन नीचे किया गया है।

लैप वेल्डिंग
पाइप के निर्माण के लिए लैप वेल्डिंग का उपयोग 1920 के दशक की शुरुआत में शुरू किया गया था। हालाँकि यह विधि अब कार्यरत नहीं है, कुछ पाइप जो लैप वेल्डिंग प्रक्रिया का उपयोग करके निर्मित किए गए थे, आज भी उपयोग में हैं।
लैप वेल्डिंग प्रक्रिया में, स्टील को भट्टी में गर्म किया जाता था और फिर सिलेंडर के आकार में रोल किया जाता था। फिर स्टील प्लेट के किनारों को "स्कार्फ्ड" किया गया। स्कार्फिंग में स्टील प्लेट के अंदरूनी किनारे और प्लेट के विपरीत तरफ के पतले किनारे को ओवरले करना शामिल है। फिर सीम को एक वेल्डिंग बॉल का उपयोग करके वेल्ड किया गया, और गर्म पाइप को रोलर्स के बीच से गुजारा गया जिससे सीम को एक बंधन बनाने के लिए मजबूर होना पड़ा।
लैप वेल्डिंग द्वारा निर्मित वेल्ड उतने विश्वसनीय नहीं होते जितने अधिक आधुनिक तरीकों का उपयोग करके बनाए गए होते हैं। अमेरिकन सोसाइटी ऑफ मैकेनिकल इंजीनियर्स (एएसएमई) ने विनिर्माण प्रक्रिया के प्रकार के आधार पर पाइप के स्वीकार्य ऑपरेटिंग दबाव की गणना के लिए एक समीकरण विकसित किया है। इस समीकरण में एक चर शामिल है जिसे "संयुक्त कारक" के रूप में जाना जाता है, जो पाइप के सीम को बनाने के लिए उपयोग किए जाने वाले वेल्ड के प्रकार पर आधारित है। सीमलेस पाइप का ज्वाइंट फैक्टर 1.0 है। लैप वेल्डेड पाइप का ज्वाइंट फैक्टर 0.6 है।

विद्युत प्रतिरोध वेल्डेड पाइप
विद्युत प्रतिरोध वेल्डेड (ईआरडब्ल्यू) पाइप का निर्माण स्टील की एक शीट को ठंडा करके बेलनाकार आकार में किया जाता है। फिर स्टील को उस बिंदु तक गर्म करने के लिए स्टील के दोनों किनारों के बीच करंट प्रवाहित किया जाता है, जहां किनारों को वेल्डिंग भराव सामग्री के उपयोग के बिना एक बंधन बनाने के लिए मजबूर किया जाता है। प्रारंभ में इस निर्माण प्रक्रिया में किनारों को गर्म करने के लिए कम आवृत्ति वाले एसी करंट का उपयोग किया जाता था। इस कम आवृत्ति प्रक्रिया का उपयोग 1920 से 1970 तक किया गया था। 1970 में, कम आवृत्ति प्रक्रिया को उच्च आवृत्ति ईआरडब्ल्यू प्रक्रिया द्वारा प्रतिस्थापित किया गया था जिसने उच्च गुणवत्ता वाले वेल्ड का उत्पादन किया था।
समय के साथ, कम आवृत्ति वाले ईआरडब्ल्यू पाइप के वेल्ड को चयनात्मक सीम जंग, हुक दरारें और सीम की अपर्याप्त बॉन्डिंग के लिए अतिसंवेदनशील पाया गया, इसलिए कम आवृत्ति वाले ईआरडब्ल्यू का उपयोग अब पाइप के निर्माण के लिए नहीं किया जाता है। नई पाइपलाइन निर्माण में उपयोग के लिए पाइप बनाने के लिए उच्च आवृत्ति प्रक्रिया का अभी भी उपयोग किया जा रहा है।

इलेक्ट्रिक फ्लैश वेल्डेड पाइप
इलेक्ट्रिक फ्लैश वेल्डेड पाइप का निर्माण 1927 में शुरू हुआ था। स्टील शीट को बेलनाकार आकार में बनाकर फ्लैश वेल्डिंग का काम पूरा किया गया था। किनारों को अर्ध-पिघला हुआ होने तक गर्म किया गया, फिर एक साथ दबाया गया जब तक कि पिघला हुआ स्टील जोड़ से बाहर नहीं निकल गया और एक मनका नहीं बन गया। कम आवृत्ति वाले ईआरडब्ल्यू पाइप की तरह, फ्लैश वेल्डेड पाइप के सीम जंग और हुक दरारों के प्रति संवेदनशील होते हैं, लेकिन ईआरडब्ल्यू पाइप की तुलना में कुछ हद तक। इस प्रकार के पाइप प्लेट स्टील में कठोर धब्बों के कारण विफलता के लिए भी अतिसंवेदनशील होते हैं। चूँकि अधिकांश फ़्लैश वेल्डेड पाइप का उत्पादन एक ही निर्माता द्वारा किया गया था, ऐसा माना जाता है कि ये कठोर धब्बे उस विशेष निर्माता द्वारा उपयोग की जाने वाली विनिर्माण प्रक्रिया के दौरान स्टील के आकस्मिक शमन के कारण हुए। फ्लैश वेल्डिंग का उपयोग अब पाइप बनाने के लिए नहीं किया जाता है।

डबल जलमग्न आर्क वेल्डेड (DSAW) पाइप
अन्य पाइप निर्माण प्रक्रियाओं के समान, डबल सबमर्ज्ड आर्क वेल्डेड पाइप के निर्माण में पहले स्टील प्लेटों को बेलनाकार आकार में बनाना शामिल है। लुढ़की हुई प्लेट के किनारों का निर्माण इस प्रकार किया जाता है कि सीम के स्थान पर आंतरिक और बाहरी सतहों पर वी-आकार के खांचे बनते हैं। फिर पाइप सीम को आर्क वेल्डर के एक पास द्वारा आंतरिक और बाहरी सतहों पर वेल्ड किया जाता है (इसलिए डबल जलमग्न)। वेल्डिंग आर्क फ्लक्स के नीचे डूबा हुआ है।
इस प्रक्रिया का लाभ यह है कि वेल्ड पाइप की दीवार में 100% प्रवेश करते हैं और पाइप सामग्री का एक बहुत मजबूत बंधन उत्पन्न करते हैं।

सीवनरहित पाइप
सीमलेस पाइप का निर्माण 1800 के दशक से किया जा रहा है। जबकि प्रक्रिया विकसित हुई है, कुछ तत्व वही बने हुए हैं। सीमलेस पाइप का निर्माण गर्म गोल स्टील बिलेट को मैंड्रेल से छेदकर किया जाता है। वांछित लंबाई और व्यास प्राप्त करने के लिए खोखले स्टील को रोल किया जाता है और खींचा जाता है। सीमलेस पाइप का मुख्य लाभ सीम से संबंधित दोषों का उन्मूलन है; हालाँकि, निर्माण की लागत अधिक है।
प्रारंभिक सीमलेस पाइप स्टील में अशुद्धियों के कारण होने वाले दोषों के प्रति संवेदनशील थे। जैसे-जैसे स्टील बनाने की तकनीक में सुधार हुआ, ये दोष कम हो गए, लेकिन उन्हें पूरी तरह से समाप्त नहीं किया गया है। हालांकि ऐसा लगता है कि सीमलेस पाइप गठित, सीम-वेल्डेड पाइप के लिए बेहतर होगा, पाइप में वांछनीय विशेषताओं में सुधार करने की क्षमता सीमित है। इस कारण से, सीमलेस पाइप वर्तमान में वेल्डेड पाइप की तुलना में कम ग्रेड और दीवार की मोटाई में उपलब्ध है।

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