Herkömmliche Hydraulikleitungen verwenden ein einzelnes aufgeweitetes Ende und werden normalerweise nach SAE-J525 oder ASTM-A513-T5 hergestellt, Materialien, die im Inland nur schwer zu beschaffen sind. OEMs, die inländische Lieferanten suchen, können Schläuche ersetzen, die nach SAE-J356A-Spezifikationen hergestellt und mit O-Ring-Gleitringdichtungen abgedichtet sind, wie abgebildet. Hergestellt von Tru-Line.
Anmerkung des Herausgebers: Dieser Artikel ist der erste einer zweiteiligen Serie über den Markt und die Produktion von Flüssigkeitstransferleitungen für Hochdruckanwendungen. Im ersten Teil wird die Situation der in- und ausländischen Lieferbasen für konventionelle Produkte erörtert. Im zweiten Teil werden die Details weniger konventioneller Produkte erörtert, die auf diesen Markt abzielen.
Die COVID-19-Pandemie hat in vielen Branchen zu unerwarteten Veränderungen geführt, darunter in der Stahlrohrlieferkette und im Rohrherstellungsprozess. Von Ende 2019 bis heute hat der Rohrmarkt disruptive Veränderungen sowohl im Fabrik- als auch im Logistikbetrieb erlebt. Ein seit langem schwelendes Problem ist ins Rampenlicht gerückt.
Die Arbeitskräfte sind heute wichtiger denn je. Diese Pandemie ist eine menschliche Krise, und die Bedeutung der Gesundheit hat für die meisten, wenn nicht alle, die Work-Life-Life-Balance verändert. Die Zahl der Fachkräfte ist zurückgegangen, weil sie in den Ruhestand gehen, einige Arbeitnehmer nicht in der Lage sind, zu alten Arbeitsplätzen zurückzukehren oder neue Arbeitsplätze in derselben Branche zu finden, und viele andere Faktoren. In den frühen Tagen der Epidemie konzentrierte sich der Arbeitskräftemangel hauptsächlich auf Branchen, die auf Arbeit an vorderster Front angewiesen sind, wie z Die Mitarbeiter haben jetzt Schwierigkeiten, Personal zu rekrutieren und zu halten, darunter auch erfahrene Rohrwerksbetreiber. Die Rohrherstellung ist größtenteils eine praktische Arbeitertätigkeit, die mühevolle Anstrengungen in einer klimatisierten Umgebung erfordert. Tragen Sie zusätzliche persönliche Schutzausrüstung (z. B. Masken), um Infektionen einzudämmen, und befolgen Sie zusätzliche Regeln, z. B. eine Körpergröße von 1,80 m. Der lineare Abstand zu anderen kann einen Job, der ohnehin schon viele Stressabbauende hat, noch stressiger machen.
Auch die Stahlversorgung und die Rohstahlkosten haben sich während der Pandemie verändert. Bei den meisten Rohren ist Stahl der größte Kostenbestandteil. Als Faustregel gilt, dass Stahl 50 % der Kosten pro Fuß Rohr ausmacht. Bis zum vierten Quartal 2020 lagen die inländischen Preise für kaltgewalzten Stahl in den USA drei Jahre lang durchschnittlich bei rund 800 US-Dollar pro Tonne. Bis Ende 2021 fielen die Preise auf 2.200 US-Dollar pro Tonne.
Wie reagieren Unternehmen auf dem Rohrmarkt angesichts der Veränderung dieser beiden Faktoren während der Pandemie? Welche Auswirkungen haben diese Veränderungen auf die Rohrlieferkette und welche nützlichen Leitlinien gibt es für die Branche, um aus dieser Krise herauszukommen?
Vor vielen Jahren fasste ein leitender Rohrfabrikleiter die Rolle seines Unternehmens in der Branche zusammen: „Wir machen hier nur zwei Dinge – wir stellen Rohre her und wir verkaufen sie.“, zu viele Ablenkungen, zu viele Faktoren, die die Grundwerte des Unternehmens schwächen, oder die aktuelle Krise (oder alle diese Faktoren, was oft der Fall ist) sind für überforderte Führungskräfte von Wert.
Es ist wichtig, die Kontrolle zu erlangen und aufrechtzuerhalten, indem man sich auf das Wesentliche konzentriert: die Faktoren, die die Herstellung und den Verkauf von Qualitätsrohren beeinflussen. Wenn sich die Bemühungen eines Unternehmens nicht auf diese beiden Aktivitäten konzentrieren, ist es an der Zeit, zu den Grundlagen zurückzukehren.
Mit der Ausbreitung der Pandemie ist die Rohrnachfrage in einigen Branchen auf fast Null gesunken. Autofabriken und Unternehmen in anderen als unbedeutend geltenden Branchen liegen still. Es gab eine Zeit, in der viele in der Branche Rohre weder herstellten noch verkauften. Der Rohrmarkt existiert weiterhin nur für einige wenige lebenswichtige Unternehmen.
Glücklicherweise machen die Leute ihr Ding. Manche Leute kaufen zusätzliche Gefrierschränke, um Lebensmittel aufzubewahren. Der Wohnungsmarkt kommt später in Schwung und die Leute neigen dazu, einige oder viele neue Geräte zu kaufen, wenn sie ein Haus kaufen, sodass beide Trends die Nachfrage nach Schläuchen mit kleinerem Durchmesser unterstützen. Die Landwirtschaftsgeräteindustrie beginnt sich zu erholen, und immer mehr Besitzer wollen kleine Traktoren oder Zero-Turn-Rasenmäher. Der Automobilmarkt kam dann wieder in Schwung, wenn auch aufgrund von Faktoren wie der Chipknappheit langsamer.
Abbildung 1. SAE-J525 und ASTM-A519 gelten als allgemeiner Ersatz für SAE-J524 und ASTM-A513T5. Der Hauptunterschied besteht darin, dass SAE-J525 und ASTM-A513T5 geschweißt und nicht nahtlos sind. Beschaffungsschwierigkeiten wie sechsmonatige Vorlaufzeiten haben Chancen für zwei andere Rohrprodukte geschaffen, SAE-J356 (in geraden Rohren geliefert) und SAE-J356A (in geraden Rohren geliefert). Spule), die viele der gleichen Anforderungen erfüllen.
Der Markt hat sich verändert, aber die Richtlinien sind dieselben. Nichts ist wichtiger, als sich darauf zu konzentrieren, Rohre entsprechend den Marktanforderungen herzustellen und zu verkaufen.
Die „Make or Buy“-Frage stellt sich, wenn Fertigungsbetriebe mit höheren Arbeitskosten und festen oder rückläufigen internen Ressourcen konfrontiert sind.
Die Herstellung von nachgeschweißten Rohrprodukten erfordert erhebliche Ressourcen. Abhängig von der Leistung und Produktion der Anlage ist es manchmal ein wirtschaftlicher Vorteil, breite Streifen im eigenen Haus zu schneiden. Allerdings kann das interne Schneiden angesichts des Arbeitsaufwands, des Werkzeugkapitalbedarfs und der Breitband-Bestandskosten eine Belastung darstellen.
Einerseits führt das Schneiden von 2.000 Tonnen pro Monat dazu, dass 5.000 Tonnen Stahl auf Lager sind, was eine Menge Geld verschlingt. Andererseits ist nur sehr wenig Geld erforderlich, um Breitschnittstahl sofort zu kaufen. Da der Rohrhersteller Kreditbedingungen mit dem Rollenschneider aushandeln kann, kann dies sogar den Geldaufwand verzögern Arbeitskräfteverfügbarkeit, Stahlkosten und Cashflow.
Das Gleiche gilt je nach Situation auch für die Rohrproduktion selbst. Unternehmen mit umfangreichen Wertschöpfungsketten können sich aus der Rohrherstellung zurückziehen. Anstatt Rohre herzustellen, sie dann zu biegen, zu beschichten und Unterbaugruppen und Baugruppen herzustellen, kaufen Sie das Rohr und konzentrieren Sie sich auf andere Aktivitäten.
Viele Unternehmen, die hydraulische Komponenten oder Rohrbündel für die Flüssigkeitshandhabung in der Automobilindustrie herstellen, verfügen über eigene Rohrwerke. Einige dieser Fabriken sind heute eher Verbindlichkeiten als Vermögenswerte. Verbraucher neigen in Zeiten der Pandemie dazu, weniger Auto zu fahren, und die Prognosen für den Autoabsatz sind weit von dem Niveau vor der Pandemie entfernt Zugkomponenten.
Geschlossene Rohrmühlen werden in der Regel aus kundenspezifischen Konstruktionen gebaut. Dies ist ein Vorteil für den vorgesehenen Verwendungszweck – die Herstellung von Rohren für eine bestimmte Anwendung –, aber ein Nachteil im Hinblick auf Skaleneffekte. Stellen Sie sich beispielsweise eine Rohrmühle vor, die für die Herstellung von Produkten mit 10 mm Außendurchmesser für ein bekanntes Automobilprojekt konzipiert ist hoch, um dies zu rechtfertigen. Wenn das Unternehmen in diesem Fall einen fähigen Lieferanten finden kann, sollte es versuchen, das Projekt auszulagern.
Natürlich endet die Berechnung nicht beim Abschneiden. Endbearbeitungsschritte wie Beschichten, Ablängen und Verpacken verursachen erhebliche Kosten. Wie man so schön sagt, sind die größten versteckten Kosten bei der Rohrherstellung die Handhabung. Das Rohr wird vom Walzwerk zum Lager transportiert, wo es entnommen und auf eine Werkbank geladen wird, um es auf die endgültige Länge zuzuschneiden. Anschließend werden die Rohre geschichtet, um sicherzustellen, dass die Rohre einzeln der Schneidemaschine zugeführt werden – all dies erfordert Arbeit.Diese Arbeitskosten bleiben einem Buchhalter vielleicht unbemerkt, aber sie fallen in Form eines zusätzlichen Gabelstaplerfahrers oder einer zusätzlichen Person in der Transportabteilung an.
Abbildung 2. Die chemischen Zusammensetzungen von SAE-J525 und SAE-J356A sind nahezu identisch, wodurch letzteres das erstere ersetzen kann.
Hydraulikrohre gibt es schon seit Tausenden von Jahren. Die Ägypter hämmerten vor mehr als 4.000 Jahren Kupferdraht. Bambusrohre wurden in China während der Xia-Dynastie, etwa 2000 v. Chr., verwendet, und später wurden römische Sanitärsysteme mit Bleirohren gebaut, einem Nebenprodukt des Silberschmelzprozesses.
Nahtlos. Moderne nahtlose Stahlrohre feierten 1890 ihr nordamerikanisches Debüt. Von 1890 bis heute ist das Rohmaterial für dieses Verfahren ein massiver runder Knüppel. Innovationen im Strangguss in den 1950er Jahren führten zur Umwandlung nahtloser Rohre von Barren in einen damals kostengünstigen Stahlrohstoff, Knüppel. In der Vergangenheit und Gegenwart wurden Hydraulikrohre durch Kaltziehen der durch dieses Verfahren erzeugten nahtlosen Hohlkörper hergestellt. Auf dem nordamerikanischen Markt wird es als SAE-J524 klassifiziert der Society of Automotive Engineers und ASTM-A519 der American Society for Testing and Materials.
Die Herstellung nahtloser Hydraulikschläuche ist in der Regel ein arbeitsintensiver Prozess, insbesondere bei kleinen Durchmessern. Sie erfordert viel Energie und benötigt viel Platz.
Schweißen. In den 1970er Jahren veränderte sich der Markt. Nachdem er den Stahlrohrmarkt fast 100 Jahre lang dominiert hatte, kam der nahtlose Schlupf zum Einsatz. Er wurde durch geschweißte Rohre verdrängt, die sich für viele mechanische Anwendungen im Bau- und Automobilmarkt als geeignet erwiesen. Sie eroberten sogar ein Gebiet im ehemals heiligen Land – dem Öl- und Gaspipelinesektor.
Zwei Innovationen trugen zu dieser Marktveränderung bei. Eine davon betrifft das kontinuierliche Brammengießen, das es Stahlwerken ermöglicht, qualitativ hochwertige Flachbänder effizient in Massenproduktion herzustellen. Ein weiteres Verfahren, das das Hochfrequenz-Widerstandsschweißen zu einem praktikablen Verfahren für die Rohrindustrie macht. Das Ergebnis ist ein neues Produkt: eine Leistung, die so gut ist wie bei nahtlosen Stahlrohren im Vergleich zu vergleichbaren nahtlosen Produkten, und das zu geringeren Kosten. Dieses Rohr wird noch heute hergestellt und ist auf dem nordamerikanischen Markt als SAE-J525 oder ASTM-A513-T5 klassifiziert. Weil das Rohr Wird gezogen und geglüht, handelt es sich um ein ressourcenintensives Produkt. Diese Prozesse sind nicht so arbeits- und kapitalintensiv wie nahtlose Prozesse, die damit verbundenen Kosten sind jedoch dennoch hoch.
Von den 1990er Jahren bis heute werden die meisten auf dem heimischen Markt verbrauchten Hydraulikleitungsrohre, ob nahtlos gezogen (SAE-J524) oder geschweißt gezogen (SAE-J525), importiert. Dies ist möglicherweise auf die enormen Unterschiede bei den Arbeits- und Stahlrohstoffkosten zwischen den USA und den Exportländern zurückzuführen. In den letzten 30 bis 40 Jahren waren diese Produkte von inländischen Herstellern erhältlich, konnten sich jedoch nie als dominant auf diesem Markt etablieren. Die günstigen Kosten importierter Produkte sind eine gewaltige Hürde.
aktueller Markt. Der Verbrauch des nahtlosen, gezogenen und geglühten Produkts J524 ist im Laufe der Jahre zurückgegangen. Es ist immer noch verfügbar und hat einen Platz auf dem Markt für Hydraulikleitungen, aber OEMs entscheiden sich normalerweise für J525, wenn das geschweißte, gezogene und geglühte Produkt J525 leicht verfügbar ist.
Die Pandemie greift und der Markt verändert sich erneut. Das weltweite Angebot an Arbeitskräften, Stahl und Logistik sinkt in etwa im gleichen Tempo wie der oben erwähnte Rückgang der Automobilnachfrage. Das Gleiche gilt für das Angebot an importierten J525-Hydraulikrohren. Angesichts dieser Ereignisse scheint der Inlandsmarkt auf eine weitere Marktverschiebung vorbereitet zu sein. Sind Sie bereit, ein anderes Produkt herzustellen, das weniger arbeitsintensiv ist als Rohre zum Schweißen, Ziehen und Glühen? Es gibt eines, das jedoch nicht häufig verwendet wird. Es ist SAE-J356A, das die Anforderungen erfüllt vieler hydraulischer Anwendungen (siehe Abbildung 1).
Die von der SAE veröffentlichten Spezifikationen sind in der Regel kurz und einfach, da jede Spezifikation nur ein Verfahren zur Herstellung von Rohren definiert. Der Nachteil besteht darin, dass J525 und J356A erhebliche Überschneidungen in den Abmessungen, mechanischen Eigenschaften usw. aufweisen, sodass Spezifikationen leicht Verwirrung stiften. Darüber hinaus ist J356A ein gewickeltes Produkt für Hydraulikleitungen mit kleinem Durchmesser und eine Variante von J356, einem geraden Rohrprodukt, das hauptsächlich bei der Herstellung von Hydraulikleitungen mit großem Durchmesser verwendet wird.
Abbildung 3. Obwohl geschweißte und kaltgezogene Rohre von vielen als besser als geschweißte und kaltgehärtete Rohre angesehen werden, sind die mechanischen Eigenschaften der beiden Rohrprodukte vergleichbar. Hinweis: Der imperiale Wert in PSI ist eine weiche Umrechnung der Spezifikation, es handelt sich um einen metrischen Wert in MPa.
Einige Ingenieure sind davon überzeugt, dass J525 bei Hochdruck-Hydraulikanwendungen, wie sie beispielsweise in Schwermaschinen zum Einsatz kommen, hervorragend geeignet ist. J356A ist weniger bekannt, aber es handelt sich auch um eine Spezifikation für den Transport von Hochdruckflüssigkeiten. Manchmal sind die endgültigen Formungsanforderungen unterschiedlich: J525 hat keine ID-Wulst, während J356A gratgesteuert ist und eine kleinere ID-Wulst aufweist.
Die Rohstoffe haben ähnliche Eigenschaften (siehe Abbildung 2). Geringe Unterschiede in der chemischen Zusammensetzung hängen mit den gewünschten mechanischen Eigenschaften zusammen. Um bestimmte mechanische Eigenschaften wie Zugbruchfestigkeit oder Zugfestigkeit (UTS) zu erreichen, wird die chemische Zusammensetzung oder Wärmebehandlung des Stahls begrenzt, um bestimmte Ergebnisse zu erzielen.
Schlauchtypen weisen einen gemeinsamen Satz ähnlicher mechanischer Leistungsparameter auf, wodurch sie in vielen Anwendungen austauschbar sind (siehe Abbildung 3). Mit anderen Worten: Wenn einer nicht verfügbar ist, wird der andere wahrscheinlich die Anforderungen erfüllen. Niemand muss das Rad neu erfinden;Die Branche verfügt bereits über einen Satz starker, ausgewogener Räder.
Tube & Pipe Journal war 1990 das erste Magazin, das sich der Metallrohrindustrie widmete. Bis heute ist es die einzige Publikation in Nordamerika, die sich dieser Branche widmet, und hat sich zur vertrauenswürdigsten Informationsquelle für Rohrfachleute entwickelt.
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