Las líneas hidráulicas tradicionales usan un solo extremo acampanado y generalmente se fabrican según SAE-J525 o ASTM-A513-T5, materiales que son difíciles de obtener en el país. Los OEM que buscan proveedores nacionales pueden sustituir los tubos fabricados según las especificaciones SAE-J356A y sellados con juntas tóricas, como se muestra. Fabricado por Tru-Line.
Nota del editor: este artículo es el primero de una serie de dos partes sobre el mercado y la producción de líneas de transferencia de fluidos para aplicaciones de alta presión. La primera parte analiza la situación de las bases de suministro de productos convencionales nacionales y extranjeros. La segunda parte analiza los detalles de los productos menos convencionales que apuntan a este mercado.
La pandemia de COVID-19 ha provocado cambios inesperados en muchas industrias, incluida la cadena de suministro de tubos de acero y el proceso de fabricación de tubos. Desde finales de 2019 hasta el presente, el mercado de los tubos ha experimentado cambios disruptivos tanto en las operaciones de fábrica como de logística. Un problema de larga data ha pasado a primer plano.
La fuerza laboral es ahora más importante que nunca. Esta pandemia es una crisis humana, y la importancia de la salud ha cambiado el equilibrio entre el trabajo y la vida personal para la mayoría, si no para todos. tener problemas para contratar y retener al personal, incluidos los operadores experimentados de plantas de tuberías. La fabricación de tubos es en gran medida un trabajo manual que requiere un esfuerzo minucioso en un entorno de clima controlado. Use equipo de protección personal adicional (es decir, máscaras) para mitigar la infección y siga reglas adicionales, como permanecer a 6 pies de largo. La distancia lineal de los demás puede agregar estrés a un trabajo que ya tiene muchos eliminadores de estrés.
El suministro de acero y los costos del acero crudo también han cambiado durante la pandemia. Para la mayoría de los tubos, el acero es el componente más costoso. Como regla general, el acero representa el 50 % del costo por pie de tubería. Hasta el cuarto trimestre de 2020, los precios domésticos del acero laminado en frío en EE. UU. promediaron alrededor de $800/t durante tres años.
Teniendo en cuenta cómo han cambiado estos dos factores durante la pandemia, ¿cómo están respondiendo las empresas en el mercado de tubos? ¿Qué impacto tienen estos cambios en la cadena de suministro de tubos y qué orientación útil hay para que la industria salga de esta crisis?
Hace muchos años, un alto ejecutivo de una fábrica de tuberías resumió el papel de su empresa en la industria: “Aquí solo hacemos dos cosas: fabricamos tuberías y las vendemos”., demasiadas distracciones, demasiados factores que debilitan los valores fundamentales de la empresa, o la crisis actual (o todos estos factores, que suele ser el caso) son valiosos para los ejecutivos gerentes que están abrumados.
Es importante lograr y mantener el control centrándose en lo que es importante: los factores que afectan la fabricación y venta de tubos de calidad. Si los esfuerzos de una empresa no se centran en estas dos actividades, es hora de volver a lo básico.
A medida que se propaga la pandemia, la demanda de tuberías en algunas industrias se ha reducido a casi cero. Las fábricas de automóviles y las empresas de otras industrias consideradas insignificantes están inactivas. Hubo un momento en que muchos en la industria ni fabricaban tuberías ni las vendían. El mercado de tuberías sigue existiendo solo para unas pocas empresas esenciales.
Afortunadamente, la gente está haciendo lo suyo. Algunas personas compran congeladores adicionales para almacenar alimentos. El mercado inmobiliario despega más tarde y las personas tienden a comprar algunos o muchos electrodomésticos nuevos cuando compran una casa, por lo que ambas tendencias respaldan la demanda de tuberías de menor diámetro. La industria de equipos agrícolas está comenzando a recuperarse, con más y más propietarios que desean tractores pequeños o cortadoras de césped de giro cero. Luego, el mercado automotriz se reinició, aunque a un ritmo más lento debido a factores como la escasez de chips.
Figura 1. SAE-J525 y ASTM-A519 se establecen como reemplazos generales para SAE-J524 y ASTM-A513T5. La principal diferencia es que SAE-J525 y ASTM-A513T5 están soldados, no sin costura. cumplir con muchos de los mismos requieren.
El mercado ha cambiado, pero las pautas son las mismas. Nada es más importante que centrarse en fabricar y vender pipas de acuerdo con las demandas del mercado.
La pregunta de "hacer o comprar" surge cuando las operaciones de fabricación enfrentan costos laborales más altos y recursos internos fijos o en disminución.
La fabricación de productos tubulares post-soldados requiere recursos significativos. Según el rendimiento y la producción de la planta, a veces es una ventaja económica cortar tiras anchas internamente. Sin embargo, el rebanado interno puede ser una carga, dados los requisitos de mano de obra, los requisitos de capital de herramientas y los costos de inventario de banda ancha.
Por un lado, cortar 2000 toneladas al mes da como resultado 5000 toneladas de acero en stock, lo que requiere una gran cantidad de efectivo. Por otro lado, se requiere muy poco efectivo para comprar acero de corte ancho en un acuerdo instantáneo. De hecho, dado que el productor de tubos puede negociar condiciones de crédito con la cortadora, en realidad puede retrasar el desembolso de efectivo. costos de acero y flujo de caja.
Lo mismo ocurre con la producción de tubos en sí, dependiendo de la situación. Las empresas con cadenas extensas de valor agregado pueden optar por no participar en el negocio de fabricación de tubos. En lugar de fabricar tubos y luego doblarlos, recubrirlos y hacer subensamblajes y ensamblajes, compre los tubos y concéntrese en otras actividades.
Muchas compañías que producen componentes hidráulicos o paquetes de tubos de manejo de fluidos automotrices tienen sus propias molinos de tubos. Algunas de estas fábricas ahora son pasivos en lugar de activos. Los consumidores en la era de la pandemia tienden a impulsar menos, y las pronósticas de ventas automáticas son muy lejos de los niveles pre-pandemic. Cambiará significativamente en el futuro cercano. De aquí, más, cada vez más vehículos eléctricos en este mercado tienen menos componentes del tren motriz de acero.
Los molinos de tubos cautivos generalmente se construyen a partir de diseños personalizados. Esta es una ventaja para su uso previsto (fabricar tuberías para una aplicación específica), pero una desventaja en términos de economías de escala. Por ejemplo, considere un molino de tubos diseñado para fabricar productos de 10 mm de diámetro exterior para un proyecto automotriz conocido. El programa garantiza configuraciones basadas en la cantidad. it.En este caso, si la empresa puede encontrar un proveedor capaz, debe tratar de subcontratar el proyecto.
Por supuesto, el cálculo no se detiene en el corte. Los pasos de acabado, como el recubrimiento, el corte a la medida y el embalaje, agregan un costo considerable. Como dice el refrán, el mayor costo oculto de la fabricación de tubos es el manejo. El tubo se traslada del molino al almacén, donde se retira y se carga en un banco de trabajo para el corte de la longitud final, luego los tubos se colocan en capas para garantizar que los tubos se introduzcan en la máquina de corte uno por uno; todos estos pasos requieren mano de obra.Este costo de mano de obra puede pasar desapercibido para un contador, pero viene en la forma de un operador de montacargas adicional o una persona adicional en el departamento de transporte.
Figura 2. Las composiciones químicas de SAE-J525 y SAE-J356A son casi idénticas, lo que ayuda a que el último reemplace al primero.
Las tuberías hidráulicas existen desde hace miles de años. Los egipcios extrajeron alambre de cobre hace más de 4000 años. Las tuberías de bambú se usaron en China durante la dinastía Xia, alrededor del año 2000 a. C., y los sistemas de plomería romanos posteriores se construyeron con tuberías de plomo, un subproducto del proceso de fundición de plata.
Los tubos de acero sin costura modernos hicieron su debut en América del Norte en 1890. Desde 1890 hasta hoy, la materia prima para este proceso es una palanquilla redonda sólida. 24 de la Society of Automotive Engineers y ASTM-A519 de la American Society for Testing and Materials.
La producción de tubería hidráulica sin costura tiende a ser un proceso que requiere mucha mano de obra, especialmente para diámetros pequeños. Requiere mucha energía y requiere mucho espacio.
soldadura. En la década de 1970, el mercado cambió. Después de dominar el mercado de tubos de acero durante casi 100 años, el deslizamiento continuo. Fue superado por los tubos soldados, que resultaron adecuados para muchas aplicaciones mecánicas en los mercados de la construcción y la automoción. Incluso ocupó parte del territorio de lo que antes era Tierra Santa: el sector de los oleoductos y gasoductos.
Dos innovaciones contribuyeron a este cambio en el mercado. Una de ellas involucra la fundición continua de planchones, que permite a las acerías producir en masa tiras planas de alta calidad de manera eficiente. Otro proceso que hace que la soldadura por resistencia de alta frecuencia sea un proceso viable para la industria de tuberías. recado, es un producto intensivo en recursos. Estos procesos no son tan intensivos en mano de obra y capital como los procesos continuos, pero los costos asociados con ellos siguen siendo altos.
Desde la década de 1990 hasta el presente, la mayoría de las tuberías hidráulicas que se consumen en el mercado interno, ya sean estiradas sin costura (SAE-J524) o soldadas (SAE-J525), son importadas. Esto puede ser el resultado de la enorme diferencia en los costos de mano de obra y materia prima de acero entre los EE. UU. y los países exportadores. obstáculo
mercado actual. El consumo del producto J524 sin costura, estirado y recocido ha ido disminuyendo a lo largo de los años. Todavía está disponible y tiene un lugar en el mercado de líneas hidráulicas, pero los OEM generalmente eligen J525 si el producto soldado, estirado y recocido J525 está fácilmente disponible.
La pandemia golpea y el mercado vuelve a cambiar. La oferta mundial de mano de obra, acero y logística está disminuyendo casi al mismo ritmo que la disminución de la demanda de automóviles antes mencionada. Lo mismo ocurre con la oferta de tubería hidráulica J525 importada. Dados estos eventos, el mercado nacional parece estar preparado para otro cambio de mercado. muchas aplicaciones hidráulicas (ver Figura 1).
Las especificaciones publicadas por la SAE tienden a ser cortas y simples, ya que cada especificación define solo un proceso para fabricar tuberías. La desventaja es que J525 y J356A tienen una superposición considerable en dimensiones, propiedades mecánicas, etc., por lo que las especificaciones tienden a sembrar la semilla de la confusión. Además, J356A es un producto en espiral para líneas hidráulicas de pequeño diámetro y es una variante de J356, que es un producto de tubería recta que se utiliza principalmente en la fabricación de líneas hidráulicas de gran diámetro.
Figura 3. Aunque muchos consideran que los tubos soldados y estirados en frío son superiores a los tubos soldados y fijados en frío, las propiedades mecánicas de los dos productos de tubos son comparables. Nota: El valor imperial en PSI es una conversión suave de la especificación, es un valor métrico en MPa.
Algunos ingenieros creen que el J525 sobresale en aplicaciones hidráulicas de alta presión, como las que se usan en equipos pesados. El J356A es menos conocido, pero también es una especificación para transporte de fluidos a alta presión. A veces, los requisitos de formación final son diferentes: el J525 no tiene un cordón de identificación, mientras que el J356A está controlado por flash y tiene un cordón de identificación más pequeño.
Las materias primas tienen propiedades similares (ver Figura 2). Las pequeñas diferencias en la composición química están relacionadas con las propiedades mecánicas deseadas. Para lograr ciertas propiedades mecánicas, como la resistencia a la rotura en tensión o la resistencia máxima a la tracción (UTS), la composición química o el tratamiento térmico del acero se limitan a producir ciertos resultados.
Los tipos de tubos comparten un conjunto común de parámetros de rendimiento mecánico similares, lo que los hace intercambiables en muchas aplicaciones (consulte la Figura 3). En otras palabras, si uno no está disponible, es probable que el otro cumpla con los requisitos. Nadie necesita reinventar la rueda;la industria ya tiene a su disposición un juego de ruedas fuertes y equilibradas.
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