Napomena urednika: Ovaj članak je drugi u seriji od dva dijela o tržištu i proizvodnji cijevi za prijenos tekućina malog promjera za primjene visokog pritiska. Prvi dio razmatra domaću dostupnost konvencionalnih proizvoda za ove primjene, koje su rijetke. Drugi dio razmatra dva netradicionalna proizvoda na ovom tržištu.
Dva tipa zavarenih hidrauličnih cijevi koje je odredilo Društvo automobilskih inženjera – SAE-J525 i SAE-J356A – dijele zajednički izvor, kao i njihove pisane specifikacije. Ravne čelične trake se režu na širinu i oblikuju u cijevi profiliranjem. Nakon što se rubovi trake poliraju rebrastim alatom, cijev se zagrijava visokofrekventnim otpornim zavarivanjem i kuje između tlačnih valjaka kako bi se formirao zavar. Nakon zavarivanja, vanjski neravnine se uklanjaju držačem, koji je obično napravljen od volfram karbida. Identifikacijski bljesak se uklanja ili podešava na maksimalnu projektnu visinu pomoću alata za zaključavanje.
Opis ovog procesa zavarivanja je općenit i postoje mnoge male razlike u procesu u stvarnoj proizvodnji (vidi Sliku 1). Međutim, oni dijele mnoga mehanička svojstva.
Kvarovi cijevi i uobičajeni načini kvara mogu se podijeliti na zatezna i tlačna opterećenja. Kod većine materijala, zatezni napon je niži od tlačnog napona. Međutim, većina materijala je mnogo jača pri pritisku nego pri zatezanju. Beton je primjer. Vrlo je kompresibilan, ali osim ako nije oblikovan s unutarnjom mrežom armaturnih šipki (armature), lako se slomi. Iz tog razloga, čelik se ispituje na zatezanje kako bi se odredila njegova granična zatezna čvrstoća (UTS). Sve tri veličine hidrauličnih crijeva imaju iste zahtjeve: 310 MPa (45.000 psi) UTS.
Zbog sposobnosti cijevi pod pritiskom da izdrže hidraulički pritisak, može biti potreban poseban proračun i ispitivanje loma, poznato kao ispitivanje pucanja. Proračuni se mogu koristiti za određivanje teoretskog krajnjeg pritiska pucanja, uzimajući u obzir debljinu stijenke, zatezni pritisak (UTS) i vanjski promjer materijala. Budući da cijevi J525 i J356A mogu biti iste veličine, jedina varijabla je UTS. Pruža tipičnu zateznu čvrstoću od 50.000 psi s prediktivnim pritiskom pucanja od 0,500 x 0,049 inča. Cijev je ista za oba proizvoda: 10.908 psi.
Iako su izračunata predviđanja ista, jedna razlika u praktičnoj primjeni je zbog stvarne debljine stijenke. Na J356A, unutrašnja neravnina se može podesiti na maksimalnu veličinu ovisno o promjeru cijevi, kako je opisano u specifikaciji. Za proizvode J525 s uklonjenim neravninama, proces uklanjanja neravnina obično namjerno smanjuje unutrašnji promjer za oko 0,002 inča, što rezultira lokaliziranim stanjivanjem stijenke u zoni zavara. Iako se debljina stijenke popunjava naknadnom hladnom obradom, preostali napon i orijentacija zrna mogu se razlikovati od osnovnog metala, a debljina stijenke može biti nešto tanja od uporedive cijevi specificirane u J356A.
U zavisnosti od krajnje upotrebe cijevi, unutrašnji neravnine moraju se ukloniti ili poravnati kako bi se eliminisali potencijalni putevi curenja, uglavnom kod jednoslojnih proširenih krajeva. Iako se obično vjeruje da J525 ima glatki unutrašnji prečnik i stoga ne propušta, to je zabluda. Cijevi J525 mogu razviti tragove na unutrašnjem prečniku zbog nepravilne hladne obrade, što rezultira curenjem na spoju.
Započnite uklanjanje neravnina rezanjem (ili struganjem) zavarenog zrna s unutrašnjeg promjera stijenke. Alat za čišćenje je pričvršćen na trn koji se oslanja na valjke unutar cijevi, odmah iza stanice za zavarivanje. Dok je alat za čišćenje uklanjao zavareni zrno, valjci su slučajno prešli preko dijela prskanja zavara, uzrokujući da ono udari u površinu unutrašnjeg prečnika cijevi (vidi Sliku 2). Ovo je problem kod lagano obrađenih cijevi kao što su tokarene ili brušene cijevi.
Uklanjanje bljeskalice iz cijevi nije lako. Proces rezanja pretvara šljokice u dugu, zapetljanu nit oštrog čelika. Iako je uklanjanje obavezno, uklanjanje je često ručni i nesavršen proces. Dijelovi zaštitne cijevi ponekad napuštaju teritoriju proizvođača cijevi i šalju se kupcima.
Riža. 1. Materijal SAE-J525 se masovno proizvodi, što zahtijeva značajna ulaganja i radnu snagu. Slični cjevasti proizvodi izrađeni korištenjem SAE-J356A se u potpunosti obrađuju u linijskim žarnim mlinovima za cijevi, tako da je efikasniji.
Za manje cijevi, kao što su cijevi za tekućinu promjera manjeg od 20 mm, uklanjanje neravnina s unutarnjeg promjera obično nije toliko važno jer ovi promjeri ne zahtijevaju dodatni korak završne obrade unutarnjeg promjera. Jedina zamjerka je da krajnji korisnik treba samo uzeti u obzir hoće li konzistentna visina kontrole bljeska stvoriti problem.
Izvrsnost u kontroli plamena kod ID-a počinje preciznim kondicioniranjem trake, rezanjem i zavarivanjem. U stvari, svojstva sirovine J356A moraju biti stroža od J525 jer J356A ima više ograničenja u pogledu veličine zrna, uključivanja oksida i drugih parametara proizvodnje čelika zbog uključenog procesa hladnog dimenzioniranja.
Konačno, zavarivanje unutrašnjeg ugla često zahtijeva rashladnu tečnost. Većina sistema koristi istu rashladnu tečnost kao i alat za zavarivanje, ali to može stvoriti probleme. Uprkos tome što su filtrirane i odmašćene, rashladne tečnosti za mljevenje često sadrže značajne količine metalnih čestica, raznih ulja i ulja, te drugih zagađivača. Stoga, cijevi J525 zahtijevaju ciklus pranja vrućom kaustičnom vodom ili drugi ekvivalentni korak čišćenja.
Kondenzatori, automobilski sistemi i drugi slični sistemi zahtijevaju čišćenje cijevi, a odgovarajuće čišćenje se može obaviti u tvornici. J356A napušta tvornicu s čistim otvorom, kontroliranim sadržajem vlage i minimalnim ostacima. Konačno, uobičajena je praksa da se svaka cijev napuni inertnim plinom kako bi se spriječila korozija i zatvorili krajevi prije isporuke.
Cijevi J525 se normaliziraju nakon zavarivanja, a zatim hladno obrađuju (vuče). Nakon hladne obrade, cijev se ponovo normalizira kako bi ispunila sve mehaničke zahtjeve.
Koraci normalizacije, izvlačenja žice i druge normalizacije zahtijevaju transport cijevi do peći, do stanice za izvlačenje i nazad do peći. Ovisno o specifičnostima operacije, ovi koraci zahtijevaju i druge odvojene podkorake kao što su fugiranje (prije farbanja), nagrizanje i ispravljanje. Ovi koraci su skupi i zahtijevaju značajne vremenske, radne i novčane resurse. Hladno vučene cijevi povezane su sa stopom otpada od 20% u proizvodnji.
Cijev J356A se normalizira u valjaonici nakon zavarivanja. Cijev ne dodiruje tlo i putuje od početnih koraka oblikovanja do gotove cijevi u kontinuiranom nizu koraka u valjaonici. Zavarene cijevi poput J356A imaju 10% otpada u proizvodnji. Pod pretpostavkom da su svi ostali uvjeti jednaki, to znači da su lampe J356A jeftinije za proizvodnju od lampi J525.
Iako su svojstva ova dva proizvoda slična, sa metalurške tačke gledišta, ona nisu ista.
Hladno vučene cijevi J525 zahtijevaju dva prethodna tretmana normalizacije: nakon zavarivanja i nakon crtanja. Temperature normalizacije (1650°F ili 900°C) rezultiraju stvaranjem površinskih oksida, koji se obično uklanjaju mineralnom kiselinom (obično sumpornom ili hlorovodičnom) nakon žarenja. Kiseljenje ima veliki utjecaj na okoliš u smislu emisija u zrak i tokova otpada bogatih metalima.
Osim toga, normalizacija temperature u redukcijskoj atmosferi peći s valjcima dovodi do potrošnje ugljika na površini čelika. Ovaj proces, dekarburizacija, ostavlja površinski sloj koji je mnogo slabiji od originalnog materijala (vidi Sliku 3). Ovo je posebno važno za cijevi s tankim stijenkama. Pri debljini stijenke od 0,030″, čak i mali sloj dekarburizacije od 0,003″ smanjit će efektivnu stijenku za 10%. Takve oslabljene cijevi mogu pući zbog naprezanja ili vibracija.
Slika 2. Alat za čišćenje unutrašnjeg prečnika cijevi (nije prikazan) je oslonjen na valjke koji se kreću duž unutrašnjeg prečnika cijevi. Dobar dizajn valjka smanjuje količinu prskanja zavarivanja koje se kotrlja u stijenku cijevi. Nielsen alati
Cijevi J356 se obrađuju u serijama i zahtijevaju žarenje u peći s valjcima, ali to nije ograničeno na. Varijanta, J356A, u potpunosti se obrađuje u valjaonici korištenjem ugrađene indukcije, procesa zagrijavanja koji je mnogo brži od peći s valjcima. Ovo skraćuje vrijeme žarenja, čime se sužava prozor mogućnosti za dekarburizaciju s minuta (ili čak sati) na sekunde. Ovo omogućava J356A ravnomjerno žarenje bez oksida ili dekarburizacije.
Cijevi koje se koriste za hidraulične vodove moraju biti dovoljno fleksibilne da se mogu savijati, širiti i oblikovati. Savijanje je neophodno kako bi se hidraulična tekućina dovela od tačke A do tačke B, prolazeći kroz razne krivine i zavoje usput, a proširenje je ključno za obezbjeđivanje metode spajanja na krajevima.
U situaciji "kokoš ili jaje", dimnjaci su dizajnirani za spojeve plamenika s jednim zidom (dakle, imaju gladak unutrašnji promjer), ili se moglo dogoditi obrnuto. U ovom slučaju, unutrašnja površina cijevi čvrsto prianja uz utičnicu igličastog konektora. Da bi se osigurala čvrsta veza metal-metal, površina cijevi mora biti što glatkija. Ovaj pribor se pojavio 1920-ih za novonastalu Zračnu diviziju američkih zračnih snaga. Ovaj pribor je kasnije postao standardni proširenje od 37 stepeni koje se danas široko koristi.
Od početka perioda COVID-19, ponuda vučenih cijevi s glatkim unutrašnjim promjerima značajno je smanjena. Dostupni materijali obično imaju duže rokove isporuke nego u prošlosti. Ova promjena u lancima snabdijevanja može se riješiti redizajniranjem završnih spojeva. Na primjer, RFQ koji zahtijeva jednoslojni gorionik i specificira da je J525 kandidat za zamjenu dvoslojnog gorionika. Bilo koja vrsta hidraulične cijevi može se koristiti s ovim završnim spojem. Ovo otvara mogućnosti za korištenje J356A.
Pored proširenih spojeva, uobičajene su i mehaničke brtve u obliku o-prstena (vidi sliku 5), posebno za sisteme visokog pritiska. Ova vrsta spoja nije samo manje hermetična od jednoslojnog proširenja jer koristi elastomerne brtve, već je i svestranija - može se formirati na kraju bilo koje uobičajene vrste hidraulične cijevi. To proizvođačima cijevi pruža veće mogućnosti u lancu snabdijevanja i bolje dugoročne ekonomske performanse.
Industrijska historija puna je primjera tradicionalnih proizvoda koji su se ukorijenili u vrijeme kada je tržištu teško promijeniti smjer. Konkurentski proizvod - čak i onaj koji je znatno jeftiniji i ispunjava sve zahtjeve originalnog proizvoda - može biti teško steći uporište na tržištu ako se pojavi sumnja. To se obično događa kada agent za nabavku ili zaduženi inženjer razmatra netradicionalnu zamjenu za postojeći proizvod. Malo ko je spreman riskirati da bude otkriven.
U nekim slučajevima, promjene možda nisu samo neophodne, već neophodne. Pandemija COVID-19 rezultirala je neočekivanim promjenama u dostupnosti određenih tipova i veličina cijevi za čelične cijevi za fluide. Pogođena područja proizvoda su ona koja se koriste u automobilskoj, elektroindustriji, industriji teške opreme i svim drugim industrijama proizvodnje cijevi koje koriste vodove visokog pritiska, posebno hidraulične vodove.
Ova praznina se može popuniti uz niže ukupne troškove razmatranjem etablirane, ali nišne vrste čeličnih cijevi. Odabir pravog proizvoda za određenu primjenu zahtijeva određeno istraživanje kako bi se utvrdila kompatibilnost fluida, radni pritisak, mehaničko opterećenje i tip priključka.
Detaljniji pogled na specifikacije pokazuje da J356A može biti ekvivalentan pravom J525. Uprkos pandemiji, i dalje je dostupan po nižoj cijeni putem provjerenog lanca snabdijevanja. Ako je rješavanje problema s konačnim oblikom manje radno intenzivno od pronalaženja J525, to bi moglo pomoći proizvođačima originalne opreme (OEM) da riješe logističke izazove u eri COVID-19 i kasnije.
Tube & Pipe Journal od 1990. godine 年成为第一本致力于为金属管材行业服务的杂志。 Časopis za cijevi i cijevi iz 1990. Tube & Pipe Journal postao je prvim časopisom, posvećenim industrijskim metalnim cijevima 1990. godine. Časopis Tube & Pipe Journal postao je prvi časopis posvećen industriji metalnih cijevi 1990. godine.Danas je to jedina industrijska publikacija u Sjevernoj Americi i postala je najpouzdaniji izvor informacija za stručnjake u industriji cijevi.
Sada s punim pristupom digitalnom izdanju The FABRICATOR, jednostavan pristup vrijednim industrijskim resursima.
Digitalno izdanje časopisa The Tube & Pipe Journal sada je u potpunosti dostupno, omogućavajući jednostavan pristup vrijednim industrijskim resursima.
Ostvarite potpuni digitalni pristup časopisu STAMPING, koji sadrži najnoviju tehnologiju, najbolje prakse i vijesti iz industrije za tržište štancanja metala.
Sada, uz potpuni digitalni pristup časopisu The Fabricator en Español, imate jednostavan pristup vrijednim industrijskim resursima.