Σημείωση του συντάκτη: Αυτό το άρθρο είναι το δεύτερο από μια σειρά δύο μερών στην αγορά και την κατασκευή γραμμών μεταφοράς υγρών μικρής διαμέτρου για εφαρμογές υψηλής πίεσης.Η πρώτη ενότητα εξετάζει την εγχώρια διαθεσιμότητα συμβατικών προϊόντων για αυτές τις εφαρμογές, που είναι σπάνιες.Το δεύτερο μέρος συζητά δύο μη παραδοσιακά προϊόντα σε αυτήν την αγορά.
Οι δύο τύποι συγκολλημένων υδραυλικών σωλήνων που ορίζονται από την Εταιρεία Μηχανικών Αυτοκινήτου – SAE-J525 και SAE-J356A – μοιράζονται μια κοινή πηγή, όπως και οι γραπτές προδιαγραφές τους.Επίπεδες χαλύβδινες λωρίδες κόβονται σε πλάτος και διαμορφώνονται σε σωλήνες με προφίλ.Αφού γυαλιστούν τα άκρα της λωρίδας με ένα εργαλείο με πτερύγια, ο σωλήνας θερμαίνεται με συγκόλληση με αντίσταση υψηλής συχνότητας και σφυρηλατείται μεταξύ κυλίνδρων πίεσης για να σχηματιστεί μια συγκόλληση.Μετά τη συγκόλληση, το γρέζιο OD αφαιρείται με ένα στήριγμα, το οποίο συνήθως είναι κατασκευασμένο από καρβίδιο βολφραμίου.Το φλας αναγνώρισης αφαιρείται ή ρυθμίζεται στο μέγιστο ύψος σχεδιασμού χρησιμοποιώντας το εργαλείο ασφάλισης.
Η περιγραφή αυτής της διαδικασίας συγκόλλησης είναι γενική και υπάρχουν πολλές μικρές διαφορές στη διαδικασία στην πραγματική παραγωγή (βλ. Εικόνα 1).Ωστόσο, μοιράζονται πολλές μηχανικές ιδιότητες.
Οι αστοχίες σωλήνων και οι συνήθεις τρόποι αστοχίας μπορούν να χωριστούν σε εφελκυστικά και θλιπτικά φορτία.Στα περισσότερα υλικά, η τάση εφελκυσμού είναι χαμηλότερη από την θλιπτική τάση.Ωστόσο, τα περισσότερα υλικά είναι πολύ ισχυρότερα στη συμπίεση παρά στην τάση.Το σκυρόδεμα είναι ένα παράδειγμα.Είναι εξαιρετικά συμπιεστό, αλλά αν δεν είναι καλουπωμένο με εσωτερικό δίκτυο ενισχυτικών ράβδων (ράβδοι οπλισμού), σπάει εύκολα.Για το λόγο αυτό, ο χάλυβας δοκιμάζεται σε εφελκυσμό για να προσδιοριστεί η τελική του αντοχή σε εφελκυσμό (UTS).Και τα τρία μεγέθη υδραυλικού σωλήνα έχουν τις ίδιες απαιτήσεις: 310 MPa (45.000 psi) UTS.
Λόγω της ικανότητας των σωλήνων πίεσης να αντέχουν την υδραυλική πίεση, μπορεί να απαιτείται ξεχωριστός υπολογισμός και δοκιμή αστοχίας, γνωστή ως δοκιμή διάρρηξης.Οι υπολογισμοί μπορούν να χρησιμοποιηθούν για τον προσδιορισμό της θεωρητικής τελικής πίεσης διάρρηξης, λαμβάνοντας υπόψη το πάχος του τοιχώματος, το UTS και την εξωτερική διάμετρο του υλικού.Επειδή η σωλήνωση J525 και η σωλήνωση J356A μπορεί να έχουν το ίδιο μέγεθος, η μόνη μεταβλητή είναι η UTS.Παρέχει τυπική αντοχή εφελκυσμού 50.000 psi με προγνωστική πίεση διάρρηξης 0,500 x 0,049 in. Η σωλήνωση είναι ίδια και για τα δύο προϊόντα: 10.908 psi.
Αν και οι υπολογισμένες προβλέψεις είναι ίδιες, μια διαφορά στην πρακτική εφαρμογή οφείλεται στο πραγματικό πάχος του τοιχώματος.Στο J356A, η εσωτερική γρέζια είναι ρυθμιζόμενη σε μέγιστο μέγεθος ανάλογα με τη διάμετρο του σωλήνα όπως περιγράφεται στις προδιαγραφές.Για προϊόντα J525 με αφαίρεση γρεζιών, η διαδικασία αφαίρεσης γρεζιών συνήθως μειώνει σκόπιμα την εσωτερική διάμετρο κατά περίπου 0,002 ίντσες, με αποτέλεσμα την τοπική λέπτυνση του τοιχώματος στη ζώνη συγκόλλησης.Αν και το πάχος του τοιχώματος γεμίζεται με επακόλουθη ψυχρή επεξεργασία, η υπολειπόμενη τάση και ο προσανατολισμός των κόκκων μπορεί να διαφέρουν από το βασικό μέταλλο και το πάχος του τοιχώματος μπορεί να είναι ελαφρώς λεπτότερο από τον συγκρίσιμο σωλήνα που καθορίζεται στο J356A.
Ανάλογα με την τελική χρήση του σωλήνα, το εσωτερικό γρέζι πρέπει να αφαιρεθεί ή να ισοπεδωθεί (ή να ισοπεδωθεί) για την εξάλειψη πιθανών διαδρομών διαρροής, κυρίως ακραίων μορφών με μεμονωμένα τοιχώματα.Ενώ το J525 πιστεύεται συνήθως ότι έχει ομαλή ταυτότητα και επομένως δεν έχει διαρροή, αυτή είναι μια εσφαλμένη αντίληψη.Η σωλήνωση J525 μπορεί να δημιουργήσει ραβδώσεις ID λόγω ακατάλληλης ψυχρής εργασίας, με αποτέλεσμα διαρροές στη σύνδεση.
Ξεκινήστε την αφαίρεση γρεζιών κόβοντας (ή ξύνοντας) το σφαιρίδιο συγκόλλησης από το τοίχωμα εσωτερικής διαμέτρου.Το εργαλείο καθαρισμού είναι προσαρτημένο σε έναν άξονα που υποστηρίζεται από κυλίνδρους μέσα στο σωλήνα, ακριβώς πίσω από το σταθμό συγκόλλησης.Ενώ το εργαλείο καθαρισμού αφαιρούσε το σφαιρίδιο συγκόλλησης, οι κύλινδροι κύλησαν κατά λάθος πάνω από ένα μέρος του πιτσιλίσματος συγκόλλησης, προκαλώντας το να χτυπήσει την επιφάνεια του ID σωλήνα (βλ. Εικόνα 2).Αυτό είναι ένα πρόβλημα για ελαφρά κατεργασμένους σωλήνες, όπως περιστρεφόμενους ή ακονισμένους σωλήνες.
Η αφαίρεση του φλας από το σωλήνα δεν είναι εύκολη.Η διαδικασία κοπής μετατρέπει το γκλίτερ σε μια μακριά, μπλεγμένη χορδή από αιχμηρό χάλυβα.Ενώ η αφαίρεση είναι απαίτηση, η αφαίρεση είναι συχνά μια χειροκίνητη και ατελής διαδικασία.Τα τμήματα των σωλήνων κασκόλ μερικές φορές φεύγουν από την επικράτεια του κατασκευαστή σωλήνων και αποστέλλονται στους πελάτες.
Ρύζι.1. Το υλικό SAE-J525 παράγεται μαζικά, το οποίο απαιτεί σημαντικές επενδύσεις και εργασία.Παρόμοια σωληνωτά προϊόντα που κατασκευάζονται με χρήση SAE-J356A υποβάλλονται σε πλήρη επεξεργασία σε μύλους σωλήνων ανόπτησης σε σειρά, επομένως είναι πιο αποτελεσματικό.
Για μικρότερους σωλήνες, όπως γραμμές υγρού με διάμετρο μικρότερη από 20 mm, η αφαίρεση γρεζιών ID δεν είναι συνήθως τόσο σημαντική καθώς αυτές οι διάμετροι δεν απαιτούν πρόσθετο στάδιο φινιρίσματος ID.Η μόνη προειδοποίηση είναι ότι ο τελικός χρήστης χρειάζεται μόνο να εξετάσει εάν ένα σταθερό ύψος ελέγχου φλας θα δημιουργήσει πρόβλημα.
Η αριστεία ελέγχου φλόγας ID ξεκινά με ακριβή προετοιμασία, κοπή και συγκόλληση λωρίδων.Στην πραγματικότητα, οι ιδιότητες της πρώτης ύλης του J356A πρέπει να είναι πιο αυστηρές από το J525, επειδή το J356A έχει περισσότερους περιορισμούς στο μέγεθος των κόκκων, στα οξείδια και σε άλλες παραμέτρους κατασκευής χάλυβα λόγω της διαδικασίας κρύου μεγέθους.
Τέλος, η συγκόλληση ID απαιτεί συχνά ψυκτικό.Τα περισσότερα συστήματα χρησιμοποιούν το ίδιο ψυκτικό με το εργαλείο παραθύρου, αλλά αυτό μπορεί να δημιουργήσει προβλήματα.Παρά το φιλτράρισμα και την απολίπανση, τα ψυκτικά του μύλου συχνά περιέχουν σημαντικές ποσότητες μεταλλικών σωματιδίων, διάφορα έλαια και λάδια και άλλους ρύπους.Επομένως, η σωλήνωση J525 απαιτεί κύκλο πλύσης με καυστικό θερμό ή άλλο ισοδύναμο βήμα καθαρισμού.
Οι συμπυκνωτές, τα συστήματα αυτοκινήτων και άλλα παρόμοια συστήματα απαιτούν καθαρισμό σωληνώσεων και ο κατάλληλος καθαρισμός μπορεί να γίνει στο μύλο.Το J356A αφήνει το εργοστάσιο με καθαρή οπή, ελεγχόμενη περιεκτικότητα σε υγρασία και ελάχιστα υπολείμματα.Τέλος, είναι κοινή πρακτική να γεμίζετε κάθε σωλήνα με ένα αδρανές αέριο για να αποφευχθεί η διάβρωση και να σφραγίζονται τα άκρα πριν από την αποστολή.
Οι σωλήνες J525 κανονικοποιούνται μετά τη συγκόλληση και στη συνέχεια κατεργάζονται εν ψυχρώ (έλκονται).Μετά από ψυχρή εργασία, ο σωλήνας κανονικοποιείται ξανά για να πληροί όλες τις μηχανικές απαιτήσεις.
Τα βήματα κανονικοποίησης, σύρματος και δεύτερης κανονικοποίησης απαιτούν τη μεταφορά του σωλήνα στον κλίβανο, στο σταθμό έλξης και πίσω στον κλίβανο.Ανάλογα με τις ιδιαιτερότητες της επέμβασης, αυτά τα βήματα απαιτούν άλλα ξεχωριστά επιμέρους βήματα, όπως η κατάδειξη (πριν από το βάψιμο), η χάραξη και το ίσιωμα.Αυτά τα βήματα είναι δαπανηρά και απαιτούν σημαντικούς πόρους χρόνου, εργασίας και χρήματος.Οι σωλήνες ψυχρής έλξης συνδέονται με ποσοστό απορριμμάτων 20% στην παραγωγή.
Ο σωλήνας J356A κανονικοποιείται στο ελασματουργείο μετά τη συγκόλληση.Ο σωλήνας δεν αγγίζει το έδαφος και ταξιδεύει από τα αρχικά βήματα διαμόρφωσης στον τελικό σωλήνα με μια συνεχή ακολουθία βημάτων στο ελασματουργείο.Οι συγκολλημένοι σωλήνες όπως ο J356A έχουν 10% σπατάλη στην παραγωγή.Αν όλα τα άλλα πράγματα είναι ίσα, αυτό σημαίνει ότι οι λαμπτήρες J356A είναι φθηνότεροι στην κατασκευή από τους λαμπτήρες J525.
Αν και οι ιδιότητες αυτών των δύο προϊόντων είναι παρόμοιες, δεν είναι ίδιες από μεταλλουργική άποψη.
Οι σωλήνες J525 ψυχρής έλξης απαιτούν δύο προκαταρκτικές επεξεργασίες κανονικοποίησης: μετά τη συγκόλληση και μετά το τράβηγμα.Οι θερμοκρασίες κανονικοποίησης (1650°F ή 900°C) έχουν ως αποτέλεσμα το σχηματισμό επιφανειακών οξειδίων, τα οποία συνήθως αφαιρούνται με ορυκτό οξύ (συνήθως θειικό ή υδροχλωρικό) μετά την ανόπτηση.Το τουρσί έχει μεγάλο περιβαλλοντικό αντίκτυπο όσον αφορά τις ατμοσφαιρικές εκπομπές και τις ροές αποβλήτων πλούσιων σε μέταλλα.
Επιπλέον, η ομαλοποίηση της θερμοκρασίας στην αναγωγική ατμόσφαιρα του κλιβάνου κυλινδρικής εστίας οδηγεί στην κατανάλωση άνθρακα στην επιφάνεια του χάλυβα.Αυτή η διαδικασία, η αποξανθράκωση, αφήνει ένα επιφανειακό στρώμα που είναι πολύ πιο αδύναμο από το αρχικό υλικό (βλ. Εικόνα 3).Αυτό είναι ιδιαίτερα σημαντικό για σωλήνες λεπτού τοιχώματος.Σε πάχος τοιχώματος 0,030″, ακόμη και ένα μικρό στρώμα απανθράκωσης 0,003″ θα μειώσει το αποτελεσματικό τοίχωμα κατά 10%.Τέτοιοι εξασθενημένοι σωλήνες μπορεί να αστοχήσουν λόγω καταπόνησης ή κραδασμών.
Εικόνα 2. Ένα εργαλείο καθαρισμού ID (δεν φαίνεται) υποστηρίζεται από κυλίνδρους που κινούνται κατά μήκος του ID του σωλήνα.Ο καλός σχεδιασμός του κυλίνδρου μειώνει την ποσότητα πιτσιλίσματος συγκόλλησης που κυλά στο τοίχωμα του σωλήνα.Εργαλεία Nielsen
Οι σωλήνες J356 επεξεργάζονται σε παρτίδες και απαιτούν ανόπτηση σε κλίβανο με κύλινδρο εστία, αλλά αυτό δεν περιορίζεται σε αυτό.Η παραλλαγή, J356A, είναι πλήρως επεξεργασμένη σε ελασματουργείο χρησιμοποιώντας ενσωματωμένη επαγωγή, μια διαδικασία θέρμανσης που είναι πολύ πιο γρήγορη από έναν φούρνο με κυλινδρική εστία.Αυτό συντομεύει τον χρόνο ανόπτησης, περιορίζοντας έτσι το παράθυρο ευκαιρίας για απανθράκωση από λεπτά (ή ακόμα και ώρες) σε δευτερόλεπτα.Αυτό παρέχει στο J356A ομοιόμορφη ανόπτηση χωρίς οξείδιο ή απανθράκωση.
Οι σωλήνες που χρησιμοποιούνται για υδραυλικές γραμμές πρέπει να είναι αρκετά εύκαμπτοι ώστε να λυγίζονται, να διαστέλλονται και να σχηματίζονται.Οι κάμψεις είναι απαραίτητες για να μεταφερθεί το υδραυλικό υγρό από το σημείο Α στο σημείο Β, περνώντας από διάφορες στροφές και στροφές κατά τη διάρκεια της διαδρομής, και η έκρηξη είναι το κλειδί για την παροχή μιας μεθόδου τελικής σύνδεσης.
Σε μια κατάσταση κοτόπουλου ή αυγού, οι καμινάδες σχεδιάστηκαν για συνδέσεις καυστήρα με ένα τοίχωμα (έτσι έχουν ομαλή εσωτερική διάμετρο) ή μπορεί να έχει συμβεί το αντίστροφο.Σε αυτήν την περίπτωση, η εσωτερική επιφάνεια του σωλήνα εφαρμόζει άνετα στην υποδοχή του συνδετήρα της ακίδας.Για να εξασφαλιστεί μια σφιχτή σύνδεση μετάλλου με μέταλλο, η επιφάνεια του σωλήνα πρέπει να είναι όσο το δυνατόν πιο λεία.Αυτό το αξεσουάρ εμφανίστηκε τη δεκαετία του 1920 για το νεοσύστατο τμήμα αεροπορίας της Πολεμικής Αεροπορίας των ΗΠΑ.Αυτό το αξεσουάρ αργότερα έγινε η τυπική λάμψη 37 μοιρών που χρησιμοποιείται ευρέως σήμερα.
Από την αρχή της περιόδου COVID-19, η προσφορά τραβηγμένων σωλήνων με λείες εσωτερικές διαμέτρους έχει μειωθεί σημαντικά.Τα διαθέσιμα υλικά τείνουν να έχουν μεγαλύτερους χρόνους παράδοσης από ό,τι στο παρελθόν.Αυτή η αλλαγή στις αλυσίδες εφοδιασμού μπορεί να αντιμετωπιστεί με επανασχεδιασμό των τελικών συνδέσεων.Για παράδειγμα, ένα RFQ που απαιτεί έναν καυστήρα ενός τοίχου και προσδιορίζει το J525 είναι υποψήφιος για αντικατάσταση ενός καυστήρα διπλού τοιχώματος.Οποιοσδήποτε τύπος υδραυλικού σωλήνα μπορεί να χρησιμοποιηθεί με αυτήν την ακραία σύνδεση.Αυτό ανοίγει ευκαιρίες για τη χρήση του J356A.
Εκτός από τις συνδέσεις εκτόξευσης, οι μηχανικές στεγανοποιήσεις δακτυλίου ο είναι επίσης κοινές (βλ. εικόνα 5), ειδικά για συστήματα υψηλής πίεσης.Αυτός ο τύπος σύνδεσης όχι μόνο είναι λιγότερο στεγανός από ένα φλάντζα ενός τοιχώματος επειδή χρησιμοποιεί ελαστομερή στεγανοποιήσεις, αλλά είναι επίσης πιο ευέλικτο—μπορεί να διαμορφωθεί στο άκρο οποιουδήποτε κοινού τύπου υδραυλικού σωλήνα.Αυτό παρέχει στους κατασκευαστές σωλήνων μεγαλύτερες ευκαιρίες εφοδιαστικής αλυσίδας και καλύτερες μακροπρόθεσμες οικονομικές επιδόσεις.
Η βιομηχανική ιστορία είναι γεμάτη από παραδείγματα παραδοσιακών προϊόντων που ριζώνουν σε μια εποχή που είναι δύσκολο για την αγορά να αλλάξει κατεύθυνση.Ένα ανταγωνιστικό προϊόν –ακόμα και ένα που είναι σημαντικά φθηνότερο και πληροί όλες τις απαιτήσεις του αρχικού προϊόντος– μπορεί να είναι δύσκολο να κερδίσει έδαφος στην αγορά εάν προκύψουν υποψίες.Αυτό συμβαίνει συνήθως όταν ένας αντιπρόσωπος αγορών ή ένας εξουσιοδοτημένος μηχανικός σκέφτεται μια μη παραδοσιακή αντικατάσταση για ένα υπάρχον προϊόν.Λίγοι είναι πρόθυμοι να ρισκάρουν να ανακαλυφθούν.
Σε ορισμένες περιπτώσεις, οι αλλαγές μπορεί να μην είναι απλώς απαραίτητες, αλλά απαραίτητες.Η πανδημία COVID-19 οδήγησε σε απροσδόκητες αλλαγές στη διαθεσιμότητα ορισμένων τύπων και μεγεθών σωλήνων για σωληνώσεις χαλύβδινων υγρών.Οι επηρεαζόμενες περιοχές προϊόντων είναι εκείνες που χρησιμοποιούνται στην αυτοκινητοβιομηχανία, τον ηλεκτρισμό, τον βαρύ εξοπλισμό και οποιεσδήποτε άλλες βιομηχανίες κατασκευής σωλήνων που χρησιμοποιούν γραμμές υψηλής πίεσης, ειδικά υδραυλικές γραμμές.
Αυτό το κενό μπορεί να καλυφθεί με χαμηλότερο συνολικό κόστος εξετάζοντας έναν καθιερωμένο αλλά εξειδικευμένο τύπο χαλύβδινων σωλήνων.Η επιλογή του σωστού προϊόντος για μια εφαρμογή απαιτεί κάποια έρευνα για τον προσδιορισμό της συμβατότητας υγρών, της πίεσης λειτουργίας, του μηχανικού φορτίου και του τύπου σύνδεσης.
Μια πιο προσεκτική ματιά στις προδιαγραφές δείχνει ότι το J356A μπορεί να είναι ισοδύναμο με το πραγματικό J525.Παρά την πανδημία, εξακολουθεί να είναι διαθέσιμο σε χαμηλότερη τιμή μέσω μιας αποδεδειγμένης αλυσίδας εφοδιασμού.Εάν η επίλυση ζητημάτων τελικού σχήματος είναι λιγότερο απαιτητική από την εύρεση του J525, θα μπορούσε να βοηθήσει τους OEM να λύσουν τις υλικοτεχνικές προκλήσεις στην εποχή του COVID-19 και μετά.
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 во 1990 година. Το Tube & Pipe Journal έγινε το πρώτο περιοδικό αφιερωμένο στη βιομηχανία μεταλλικών σωλήνων το 1990.Σήμερα, παραμένει η μόνη βιομηχανική δημοσίευση στη Βόρεια Αμερική και έχει γίνει η πιο αξιόπιστη πηγή πληροφοριών για τους επαγγελματίες του κλάδου σωλήνων.
Τώρα με πλήρη πρόσβαση στην ψηφιακή έκδοση The FABRICATOR, εύκολη πρόσβαση σε πολύτιμους πόρους της βιομηχανίας.
Η ψηφιακή έκδοση του The Tube & Pipe Journal είναι πλέον πλήρως προσβάσιμη, παρέχοντας εύκολη πρόσβαση σε πολύτιμους πόρους της βιομηχανίας.
Αποκτήστε πλήρη ψηφιακή πρόσβαση στο περιοδικό STAMPING Journal, το οποίο περιλαμβάνει την τελευταία λέξη της τεχνολογίας, τις βέλτιστες πρακτικές και τα νέα του κλάδου για την αγορά σφράγισης μετάλλων.
Τώρα με πλήρη ψηφιακή πρόσβαση στο The Fabricator en Español, έχετε εύκολη πρόσβαση σε πολύτιμους πόρους της βιομηχανίας.