Poznámka editora: Tento článek je druhým ze dvoudílné série na trhu a výrobě potrubí pro přenos kapaliny malého průměru pro vysokotlaké aplikace.První část pojednává o domácí dostupnosti konvenčních produktů pro tyto aplikace, které jsou vzácné.Druhá část pojednává o dvou netradičních produktech na tomto trhu.
Dva typy svařovaných hydraulických trubek označené Společností automobilových inženýrů – SAE-J525 a SAE-J356A – mají společný zdroj, stejně jako jejich písemné specifikace.Ploché ocelové pásy jsou nařezány na šířku a tvarovány do trubek profilováním.Poté, co jsou okraje pásu vyleštěny žebrovaným nástrojem, je trubka ohřívána vysokofrekvenčním odporovým svařováním a kována mezi přítlačnými válci pro vytvoření svaru.Po svaření se OD otřepy odstraní pomocí držáku, který je obvykle vyroben z karbidu wolframu.Identifikační záblesk se vyjme nebo upraví na maximální konstrukční výšku pomocí zajišťovacího nástroje.
Popis tohoto svařovacího procesu je obecný a ve skutečné výrobě existuje mnoho malých procesních rozdílů (viz obrázek 1).Sdílejí však mnoho mechanických vlastností.
Poruchy potrubí a běžné způsoby porušení lze rozdělit na zatížení tahem a tlakem.U většiny materiálů je napětí v tahu nižší než napětí v tlaku.Většina materiálů je však mnohem pevnější v tlaku než v tahu.Beton je příkladem.Je vysoce stlačitelný, ale pokud není formován s vnitřní sítí výztužných tyčí (výztuže), je snadné jej zlomit.Z tohoto důvodu je ocel testována v tahu, aby se určila její konečná pevnost v tahu (UTS).Všechny tři velikosti hydraulických hadic mají stejné požadavky: 310 MPa (45 000 psi) UTS.
Vzhledem ke schopnosti tlakového potrubí odolat hydraulickému tlaku může být vyžadován samostatný výpočet a zkouška poruchy, známá jako zkouška na roztržení.Výpočty lze použít k určení teoretického konečného tlaku při roztržení, přičemž se bere v úvahu tloušťka stěny, UTS a vnější průměr materiálu.Protože hadičky J525 a hadičky J356A mohou mít stejnou velikost, jedinou proměnnou je UTS.Poskytuje typickou pevnost v tahu 50 000 psi s prediktivním tlakem při roztržení 0,500 x 0,049 palce. Potrubí je pro oba produkty stejné: 10 908 psi.
Ačkoli jsou vypočítané předpovědi stejné, jeden rozdíl v praktické aplikaci je způsoben skutečnou tloušťkou stěny.U J356A je vnitřní otřep nastavitelný na maximální velikost v závislosti na průměru trubky, jak je popsáno ve specifikaci.U výrobků J525 zbavených otřepů proces odstraňování otřepů obvykle záměrně zmenšuje vnitřní průměr o přibližně 0,002 palce, což má za následek lokalizované ztenčení stěny v oblasti svaru.Přestože je tloušťka stěny vyplněna následným tvářením za studena, zbytkové napětí a orientace zrna se mohou lišit od základního kovu a tloušťka stěny může být o něco tenčí než u srovnatelné trubky specifikované v J356A.
V závislosti na konečném použití trubky musí být vnitřní otřepy odstraněny nebo zploštěny (nebo zploštěny), aby se eliminovaly potenciální cesty úniku, zejména jednostěnné rozšířené koncové formy.I když se běžně věří, že J525 má hladké ID, a proto neprosakuje, je to mylná představa.Na hadicích J525 se mohou v důsledku nesprávného zpracování za studena vytvořit vnitřní pruhy, což vede k netěsnostem na spoji.
Odjehlování začněte odříznutím (nebo seškrábnutím) svaru ze stěny vnitřního průměru.Čisticí nástroj je připevněn k trnu podepřenému válečky uvnitř trubky, hned za svařovací stanicí.Zatímco čisticí nástroj odstraňoval svarovou housenku, válečky se nechtěně převalily přes část rozstřiku ze svařování, což způsobilo dopad na povrch vnitřního průměru trubky (viz obrázek 2).To je problém u lehce opracovaných trubek, jako jsou soustružené nebo honované trubky.
Vyjmutí blesku z tubusu není jednoduché.Proces řezání mění třpytky na dlouhou, zamotanou šňůru z ostré oceli.Zatímco odstranění je požadavek, odstranění je často ruční a nedokonalý proces.Části šálových trubek někdy opouštějí území výrobce trubek a jsou odesílány zákazníkům.
Rýže.1. Materiál SAE-J525 je sériově vyráběn, což vyžaduje značné investice a práci.Podobné trubkové výrobky vyrobené s použitím SAE-J356A jsou kompletně opracovány v in-line žíhacích trubkových mlýnech, takže je to efektivnější.
U menších trubek, jako jsou vedení kapalin o průměru menším než 20 mm, není vnitřní odhrotování obvykle tak důležité, protože tyto průměry nevyžadují další vnitřní dokončovací krok.Jedinou výhradou je, že koncový uživatel musí pouze zvážit, zda konzistentní výška ovládání záblesku nevyvolá problém.
Dokonalá kontrola plamene ID začíná přesnou úpravou pásu, řezáním a svařováním.Ve skutečnosti musí být vlastnosti suroviny J356A přísnější než J525, protože J356A má více omezení na velikost zrna, oxidové inkluze a další parametry výroby oceli kvůli zahrnutému procesu klížení za studena.
Konečně, ID svařování často vyžaduje chladicí kapalinu.Většina systémů používá stejnou chladicí kapalinu jako nástroj pro řádkování, ale to může způsobit problémy.Navzdory filtraci a odmaštění chladicí kapaliny mlýnů často obsahují značné množství kovových částic, různých olejů a olejů a dalších nečistot.Proto hadička J525 vyžaduje cyklus mytí horkým louhem nebo jiný ekvivalentní krok čištění.
Kondenzátory, automobilové systémy a další podobné systémy vyžadují čištění potrubí a příslušné čištění lze provést v závodě.J356A opouští továrnu s čistým vývrtem, kontrolovaným obsahem vlhkosti a minimálními zbytky.Nakonec je běžnou praxí naplnit každou trubici inertním plynem, aby se zabránilo korozi a utěsnily konce před odesláním.
Trubky J525 jsou po svařování normalizovány a následně opracovány za studena (taženy).Po opracování za studena se trubka znovu normalizuje, aby splňovala všechny mechanické požadavky.
Kroky normalizace, tažení drátu a druhé normalizační kroky vyžadují dopravu trubky do pece, do tažné stanice a zpět do pece.V závislosti na specifikách operace vyžadují tyto kroky další samostatné dílčí kroky, jako je špice (před lakováním), leptání a rovnání.Tyto kroky jsou nákladné a vyžadují značné množství času, práce a peněz.Trubky tažené za studena jsou spojeny s 20% mírou odpadu ve výrobě.
Trubka J356A je po svařování normalizována na válcovně.Trubka se nedotýká země a postupuje od počátečních tvarovacích kroků k hotové trubce v nepřetržitém sledu kroků ve válcovací stolici.Svařované trubky jako J356A mají 10% ztrátu při výrobě.Jsou-li všechny ostatní věci stejné, znamená to, že výbojky J356A jsou levnější na výrobu než výbojky J525.
Přestože jsou vlastnosti těchto dvou výrobků podobné, z metalurgického hlediska stejné nejsou.
Trubky J525 tažené za studena vyžadují dvě předběžné normalizační úpravy: po svařování a po tažení.Normalizační teploty (1650 °F nebo 900 °C) mají za následek tvorbu povrchových oxidů, které se po žíhání obvykle odstraňují minerální kyselinou (obvykle sírovou nebo chlorovodíkovou).Moření má velký dopad na životní prostředí, pokud jde o emise do ovzduší a toky odpadu bohatého na kovy.
Kromě toho normalizace teploty v redukční atmosféře pece s válečkovou nístějí vede ke spotřebě uhlíku na povrchu oceli.Tento proces, oduhličení, zanechává povrchovou vrstvu, která je mnohem slabší než původní materiál (viz obrázek 3).To je důležité zejména u tenkostěnných trubek.Při tloušťce stěny 0,030″ sníží i malá oduhličovací vrstva 0,003″ účinnou stěnu o 10 %.Takto oslabené trubky mohou selhat v důsledku namáhání nebo vibrací.
Obrázek 2. Nástroj pro čištění vnitřního průměru (není zobrazen) je podepřen válečky, které se pohybují podél vnitřního průměru trubky.Dobrá konstrukce válečku snižuje množství rozstřiku při svařování, který se valí do stěny trubky.Nástroje Nielsen
Trubky J356 se zpracovávají v dávkách a vyžadují žíhání ve válcové nístějové peci, ale není to omezeno na.Varianta J356A je kompletně opracována ve válcovací stolici pomocí vestavěné indukce, což je proces ohřevu, který je mnohem rychlejší než pec s válečkovou nístějí.Tím se zkrátí doba žíhání, čímž se zúží okno příležitosti pro oduhličení z minut (nebo dokonce hodin) na sekundy.To zajišťuje J356A rovnoměrné žíhání bez oxidů nebo oduhličení.
Trubky používané pro hydraulická vedení musí být dostatečně pružné, aby je bylo možné ohýbat, roztahovat a tvarovat.Ohyby jsou nezbytné k tomu, aby se hydraulická kapalina dostala z bodu A do bodu B, přičemž procházela různými ohyby a zatáčky podél cesty, a rozevření je klíčem k zajištění metody koncového připojení.
V situaci slepice nebo vejce byly komíny navrženy pro připojení hořáků s jednou stěnou (tedy s hladkým vnitřním průměrem), nebo mohlo dojít k opaku.V tomto případě vnitřní povrch trubice těsně přiléhá k objímce kolíkového konektoru.Pro zajištění těsného spojení kov na kov musí být povrch trubky co nejhladší.Toto příslušenství se objevilo ve 20. letech 20. století pro rodící se leteckou divizi amerického letectva.Toto příslušenství se později stalo standardní 37stupňovou světlicí, která je dnes široce používána.
Od začátku období COVID-19 se výrazně snížila nabídka taženého potrubí s hladkými vnitřními průměry.Dostupné materiály mívají delší dodací lhůty než v minulosti.Tuto změnu v dodavatelských řetězcích lze řešit přepracováním koncových připojení.Například RFQ, která vyžaduje hořák s jednou stěnou a specifikuje J525, je kandidátem na nahrazení hořáku s dvojitou stěnou.S tímto koncovým připojením lze použít jakýkoli typ hydraulického potrubí.To otevírá příležitosti pro použití J356A.
Kromě nálevkových spojů jsou běžné také mechanické ucpávky O-kroužky (viz obrázek 5), zejména pro vysokotlaké systémy.Nejen, že je tento typ spojení méně těsný než jednostěnný lem, protože používá elastomerová těsnění, ale je také univerzálnější – může být vytvořen na konci jakéhokoli běžného typu hydraulického potrubí.To poskytuje výrobcům trubek větší možnosti dodavatelského řetězce a lepší dlouhodobou ekonomickou výkonnost.
Průmyslová historie je plná příkladů tradičních produktů zakořeněných v době, kdy je pro trh těžké změnit směr.Konkurenční produkt – i ten, který je výrazně levnější a splňuje všechny požadavky původního produktu – se v případě podezření může na trhu jen těžko prosadit.To se obvykle stává, když nákupní agent nebo přidělený inženýr zvažuje netradiční náhradu za stávající produkt.Jen málokdo je ochoten riskovat odhalení.
V některých případech nemusí být změny pouze nutné, ale nutné.Pandemie COVID-19 měla za následek neočekávané změny v dostupnosti určitých typů a velikostí potrubí pro ocelové potrubí pro kapaliny.Dotčené oblasti výrobků jsou ty, které se používají v automobilovém průmyslu, elektrotechnice, těžkém zařízení a jakémkoli jiném průmyslu výroby trubek, který používá vysokotlaká vedení, zejména hydraulická vedení.
Tato mezera může být vyplněna s nižšími celkovými náklady zvážením zavedeného, ​​ale výklenku typu ocelové trubky.Výběr správného produktu pro aplikaci vyžaduje určitý výzkum, aby se zjistila kompatibilita kapalin, provozní tlak, mechanické zatížení a typ připojení.
Bližší pohled na specifikace ukazuje, že J356A může být ekvivalentní skutečné J525.Navzdory pandemii je stále k dispozici za nižší cenu prostřednictvím osvědčeného dodavatelského řetězce.Pokud je řešení problémů s finálním tvarem méně náročné na práci než hledání J525, mohlo by to pomoci výrobcům OEM vyřešit logistické výzvy v éře COVID-19 i mimo ni.
Tube & Pipe Journal 于1990 年成为第一本致力于为金属管材行业服务的杂志。 Tube & Pipe Journal 于1990 Tube & Pipe Journal стал первым журналом, посвященным индустрии металлических труб в 1990 году. Tube & Pipe Journal se v roce 1990 stal prvním časopisem věnovaným průmyslu kovových trubek.Dnes zůstává jedinou průmyslovou publikací v Severní Americe a stala se nejdůvěryhodnějším zdrojem informací pro profesionály v oboru potrubí.
Nyní s plným přístupem k digitální edici The FABRICATOR, snadným přístupem k cenným průmyslovým zdrojům.
Digitální vydání časopisu The Tube & Pipe Journal je nyní plně přístupné a poskytuje snadný přístup k cenným průmyslovým zdrojům.
Získejte plný digitální přístup k STAMPING Journal, který obsahuje nejnovější technologie, osvědčené postupy a novinky z oboru pro trh lisování kovů.
Nyní s plným digitálním přístupem k The Fabricator en Español máte snadný přístup k cenným průmyslovým zdrojům.