یادداشت سردبیر: این مقاله دومین مقاله از یک سری دو قسمتی در بازار و ساخت خطوط انتقال مایع با قطر کوچک برای کاربردهای فشار بالا است.بخش اول در مورد در دسترس بودن داخلی محصولات معمولی برای این کاربردها که نادر هستند بحث می کند.قسمت دوم دو محصول غیر سنتی در این بازار را مورد بحث قرار می دهد.
دو نوع لوله هیدرولیک جوش داده شده توسط انجمن مهندسین خودرو - SAE-J525 و SAE-J356A - و همچنین مشخصات نوشتاری آنها منبع مشترکی دارند.نوارهای فولادی مسطح به عرض بریده شده و با پروفیل به شکل لوله در می آیند.پس از صیقل دادن لبه‌های نوار با ابزار پره‌دار، لوله با جوشکاری با مقاومت فرکانس بالا گرم می‌شود و بین رول‌های فشار آهنگری می‌شود تا یک جوش ایجاد شود.پس از جوشکاری، سوراخ OD با نگهدارنده ای که معمولاً از کاربید تنگستن ساخته می شود، جدا می شود.فلاش شناسایی با استفاده از ابزار قفل حذف شده یا به حداکثر ارتفاع طراحی تنظیم می شود.
شرح این فرآیند جوشکاری کلی است و تفاوت‌های فرآیند کوچک زیادی در تولید واقعی وجود دارد (شکل 1 را ببینید).با این حال، آنها خواص مکانیکی زیادی دارند.
خرابی های لوله و حالت های شکست رایج را می توان به بارهای کششی و فشاری تقسیم کرد.در اکثر مواد، تنش کششی کمتر از تنش فشاری است.با این حال، اکثر مواد در فشار بسیار قوی تر از کشش هستند.بتن یک نمونه است.تراکم پذیری بالایی دارد، اما اگر با یک شبکه داخلی از میلگردهای تقویت کننده (میلگرد) قالب گیری نشود، به راحتی شکسته می شود.به همین دلیل، فولاد برای تعیین مقاومت کششی نهایی آن (UTS) آزمایش کششی می شود.هر سه اندازه شلنگ هیدرولیک دارای الزامات یکسانی هستند: 310 مگاپاسکال (45000 psi) UTS.
با توجه به توانایی لوله های تحت فشار در تحمل فشار هیدرولیک، ممکن است نیاز به محاسبه و آزمایش شکست جداگانه باشد که به عنوان تست ترکیدگی شناخته می شود.با در نظر گرفتن ضخامت دیوار، UTS و قطر خارجی ماده، می توان از محاسبات برای تعیین فشار ترکیدگی نهایی نظری استفاده کرد.از آنجایی که لوله های J525 و لوله های J356A می توانند یک اندازه باشند، تنها متغیر UTS است.استحکام کششی معمولی 50000 psi را با فشار ترکیدگی پیش‌بینی‌کننده 0.500 x 0.049 اینچ ارائه می‌کند. لوله برای هر دو محصول یکسان است: 10908 psi.
اگرچه پیش بینی های محاسبه شده یکسان است، یک تفاوت در کاربرد عملی به دلیل ضخامت واقعی دیوار است.در J356A، سوراخ داخلی بسته به قطر لوله همانطور که در مشخصات توضیح داده شده است تا حداکثر اندازه قابل تنظیم است.برای محصولات J525 سوراخ‌زدایی، معمولاً به طور عمدی قطر داخلی را حدود 0.002 اینچ کاهش می‌دهد و در نتیجه نازک شدن موضعی دیوار در ناحیه جوش می‌شود.اگرچه ضخامت دیواره با کار سرد بعدی پر می شود، تنش پسماند و جهت گیری دانه ممکن است با فلز پایه متفاوت باشد و ضخامت دیواره ممکن است کمی نازک تر از لوله قابل مقایسه مشخص شده در J356A باشد.
بسته به استفاده نهایی از لوله، سوراخ داخلی باید برداشته یا صاف شود (یا مسطح شود) تا مسیرهای نشت احتمالی، عمدتاً اشکال انتهایی منفذدار تک جداره، حذف شود.در حالی که معمولاً اعتقاد بر این است که J525 دارای یک شناسه صاف است و بنابراین نشتی ندارد، این یک تصور اشتباه است.لوله J525 می تواند رگه های ID را به دلیل کار سرد نامناسب ایجاد کند که منجر به نشتی در اتصال می شود.
با بریدن (یا خراش دادن) مهره جوش از دیواره قطر داخلی، سوراخ کردن را شروع کنید.ابزار تمیز کننده به سنبه ای متصل می شود که توسط غلتک های داخل لوله، درست در پشت ایستگاه جوشکاری پشتیبانی می شود.در حالی که ابزار تمیز کننده در حال برداشتن مهره جوش بود، غلتک ها به طور ناخواسته روی مقداری از پاشش جوش غلتیدند و باعث برخورد آن به سطح شناسه لوله شد (شکل 2 را ببینید).این مشکل برای لوله‌های با ماشین کاری سبک مانند لوله‌های تراشیده یا هون شده است.
برداشتن فلاش از لوله کار آسانی نیست.فرآیند برش، زرق و برق را به یک رشته بلند و درهم از فولاد تیز تبدیل می کند.در حالی که حذف یک الزام است، حذف اغلب یک فرآیند دستی و ناقص است.بخش هایی از لوله روسری گاهی از قلمرو تولید کننده لوله خارج می شود و برای مشتریان ارسال می شود.
برنج.1. مواد SAE-J525 به تولید انبوه می رسد که نیاز به سرمایه گذاری و نیروی کار قابل توجهی دارد.محصولات لوله‌ای مشابه که با استفاده از SAE-J356A ساخته می‌شوند، کاملاً در آسیاب‌های لوله بازپخت خطی ماشین‌کاری می‌شوند، بنابراین کارآمدتر هستند.
برای لوله‌های کوچک‌تر، مانند خطوط مایع با قطر کمتر از 20 میلی‌متر، سوراخ‌زدایی ID معمولاً آنقدر مهم نیست که این قطرها به مرحله تکمیل ID اضافی نیاز ندارند.تنها نکته این است که کاربر نهایی فقط باید در نظر بگیرد که آیا ارتفاع کنترل فلاش ثابت مشکلی ایجاد می کند یا خیر.
تعالی کنترل شعله ID با تهویه، برش و جوشکاری دقیق نوار آغاز می شود.در واقع، خواص مواد خام J356A باید دقیق‌تر از J525 باشد، زیرا J356A محدودیت‌های بیشتری در اندازه دانه، ترکیبات اکسید و سایر پارامترهای فولادسازی به دلیل فرآیند اندازه‌گیری سرد دارد.
در نهایت، جوشکاری ID اغلب به مایع خنک کننده نیاز دارد.اکثر سیستم ها از مایع خنک کننده مشابه ابزار پنجره استفاده می کنند، اما این می تواند مشکلاتی را ایجاد کند.خنک کننده های آسیاب با وجود فیلتر شدن و چربی زدایی، اغلب حاوی مقادیر قابل توجهی ذرات فلزی، روغن ها و روغن های مختلف و سایر آلاینده ها هستند.بنابراین، لوله J525 به یک چرخه شستشوی سوزاننده داغ یا سایر مراحل تمیز کردن معادل نیاز دارد.
کندانسورها، سیستم‌های خودرو و سایر سیستم‌های مشابه نیاز به تمیز کردن لوله‌ها دارند و تمیز کردن مناسب را می‌توان در آسیاب انجام داد.J356A با سوراخ تمیز، رطوبت کنترل شده و حداقل باقی مانده از کارخانه خارج می شود.در نهایت، پر کردن هر لوله با گاز بی اثر برای جلوگیری از خوردگی و مهر و موم کردن انتهای آن قبل از حمل و نقل، معمول است.
لوله های J525 پس از جوشکاری نرمال می شوند و سپس سرد کار می شوند (کشش).پس از کار سرد، لوله دوباره نرمال می شود تا تمام الزامات مکانیکی را برآورده کند.
مراحل نرمال سازی، کشش سیم و نرمالیزاسیون دوم نیاز به انتقال لوله به کوره، به ایستگاه کشش و بازگشت به کوره دارد.بسته به مشخصات عملیات، این مراحل به مراحل فرعی جداگانه دیگری مانند اشاره (قبل از رنگ آمیزی)، اچ و صاف کردن نیاز دارند.این مراحل پرهزینه هستند و نیاز به زمان، نیروی کار و منابع مالی قابل توجهی دارند.لوله های کشش سرد با نرخ 20 درصد ضایعات در تولید همراه است.
لوله J356A پس از جوشکاری در آسیاب نورد نرمال می شود.لوله با زمین تماس نمی گیرد و از مراحل اولیه شکل دهی به لوله تمام شده در یک توالی مراحل پیوسته در کارخانه نورد حرکت می کند.لوله های جوشی مانند J356A 10 درصد ضایعات در تولید دارند.همه چیزهای دیگر برابر هستند، این بدان معنی است که لامپ های J356A ارزان تر از لامپ های J525 هستند.
اگرچه خواص این دو محصول مشابه است، اما از نظر متالورژی یکسان نیستند.
لوله های J525 سرد کشیده شده نیاز به دو عملیات عادی سازی اولیه دارند: بعد از جوشکاری و بعد از کشیدن.دمای نرمال سازی (1650 درجه فارنهایت یا 900 درجه سانتیگراد) منجر به تشکیل اکسیدهای سطحی می شود که معمولاً پس از بازپخت با اسید معدنی (معمولاً سولفوریک یا هیدروکلریک) حذف می شوند.ترشی از نظر انتشارات هوا و جریان های زباله غنی از فلز تأثیر زیست محیطی زیادی دارد.
علاوه بر این، نرمال شدن دما در اتمسفر کاهنده کوره غلتکی منجر به مصرف کربن در سطح فولاد می شود.این فرآیند، کربن زدایی، یک لایه سطحی به جای می گذارد که بسیار ضعیف تر از ماده اصلی است (شکل 3 را ببینید).این امر به ویژه برای لوله های دیوار نازک مهم است.در ضخامت دیواره 0.030 اینچ، حتی یک لایه کربن زدایی کوچک 0.003 اینچ، دیوار موثر را تا 10% کاهش می دهد.چنین لوله های ضعیف شده ممکن است در اثر استرس یا لرزش از کار بیفتند.
شکل 2. یک ابزار تمیز کننده ID (نمایش داده نشده) توسط غلتک هایی که در امتداد شناسه لوله حرکت می کنند پشتیبانی می شود.طراحی خوب غلتک میزان پاشش جوش را که به دیواره لوله می غلتد را کاهش می دهد.ابزارهای نیلسن
لوله‌های J356 به صورت دسته‌ای پردازش می‌شوند و نیاز به بازپخت در کوره غلتکی دارند، اما این محدود به آن نیست.نوع J356A، به طور کامل در یک آسیاب نورد با استفاده از القایی داخلی ماشینکاری می شود، فرآیند گرمایشی که بسیار سریعتر از کوره غلتکی است.این کار زمان بازپخت را کوتاه می کند و در نتیجه پنجره فرصت دفع کربن از دقیقه (یا حتی ساعت ها) به ثانیه کاهش می یابد.این امر J356A را با بازپخت یکنواخت بدون اکسید یا کربن زدایی فراهم می کند.
لوله مورد استفاده برای خطوط هیدرولیک باید به اندازه کافی انعطاف پذیر باشد تا خم شود، منبسط شود و شکل بگیرد.خمیدگی برای رساندن سیال هیدرولیک از نقطه A به نقطه B، عبور از پیچ ها و پیچ های مختلف در طول مسیر ضروری است و فلرینگ کلید ارائه یک روش اتصال انتهایی است.
در وضعیت مرغ یا تخم مرغ، دودکش ها برای اتصالات مشعل تک جداره طراحی شده اند (بنابراین دارای قطر داخلی صاف هستند)، یا ممکن است برعکس اتفاق افتاده باشد.در این حالت، سطح داخلی لوله به خوبی در برابر سوکت کانکتور پین قرار می گیرد.برای اطمینان از اتصال محکم فلز به فلز، سطح لوله باید تا حد امکان صاف باشد.این لوازم جانبی در دهه 1920 برای بخش هوایی نیروی هوایی ایالات متحده ظاهر شد.این لوازم جانبی بعداً به شعله 37 درجه استاندارد تبدیل شد که امروزه به طور گسترده مورد استفاده قرار می گیرد.
از ابتدای دوره COVID-19، عرضه لوله های کشیده با قطر داخلی صاف به طور قابل توجهی کاهش یافته است.مواد موجود نسبت به گذشته زمان تحویل طولانی تری دارند.این تغییر در زنجیره تامین را می توان با طراحی مجدد اتصالات پایانی برطرف کرد.به عنوان مثال، یک RFQ که به مشعل تک جداره نیاز دارد و J525 را مشخص می کند، کاندیدای جایگزینی مشعل دو جداره است.با این اتصال انتهایی می توان از هر نوع لوله هیدرولیک استفاده کرد.این فرصت هایی را برای استفاده از J356A باز می کند.
علاوه بر اتصالات فلر، مهر و موم مکانیکی اورینگ نیز رایج است (شکل 5 را ببینید)، به ویژه برای سیستم های فشار بالا.این نوع اتصال نه تنها نشتی کمتری نسبت به فلر تک جداره دارد، زیرا از مهر و موم الاستومری استفاده می کند، بلکه تطبیق پذیرتر است - می توان آن را در انتهای هر نوع لوله هیدرولیک معمولی تشکیل داد.این به تولیدکنندگان لوله فرصت های زنجیره تامین بیشتر و عملکرد اقتصادی بلندمدت بهتری را ارائه می دهد.
تاریخ صنعتی مملو از نمونه هایی از محصولات سنتی است که در زمانی که تغییر مسیر برای بازار دشوار است، ریشه دوانده است.یک محصول رقیب - حتی محصولی که به طور قابل توجهی ارزان‌تر است و تمام الزامات محصول اصلی را برآورده می‌کند - در صورت بروز شک و تردید، می‌تواند به سختی جایگاهی در بازار پیدا کند.این معمولاً زمانی اتفاق می‌افتد که یک نماینده خرید یا مهندس تعیین‌شده در حال بررسی جایگزینی غیر سنتی برای یک محصول موجود است.تعداد کمی حاضر به خطر کشف شدن هستند.
در برخی موارد، تغییرات ممکن است نه تنها ضروری، بلکه ضروری باشند.همه‌گیری COVID-19 منجر به تغییرات غیرمنتظره در دسترس بودن انواع و اندازه‌های خاص لوله برای لوله‌کشی سیال فولادی شده است.نواحی محصول تحت تأثیر مواردی هستند که در صنایع خودروسازی، الکتریکی، تجهیزات سنگین و سایر صنایع تولید لوله که از خطوط فشار بالا، به ویژه خطوط هیدرولیک استفاده می‌کنند، استفاده می‌شوند.
این شکاف را می توان با هزینه کلی کمتر با در نظر گرفتن یک نوع لوله فولادی مستقر اما طاقچه پر کرد.انتخاب محصول مناسب برای یک برنامه کاربردی نیازمند تحقیقاتی برای تعیین سازگاری سیال، فشار عملیاتی، بار مکانیکی و نوع اتصال است.
نگاه دقیق تر به مشخصات نشان می دهد که J356A می تواند معادل J525 واقعی باشد.علیرغم همه‌گیری، هنوز با قیمت پایین‌تری از طریق یک زنجیره تامین ثابت در دسترس است.اگر حل مسائل شکل نهایی کار کمتری نسبت به یافتن J525 داشته باشد، می تواند به OEM ها در حل چالش های لجستیکی در دوران COVID-19 و فراتر از آن کمک کند.
مجله لوله و لوله 于1990 年成为第一本致力于为金属管材行业服务的杂志。 مجله لوله و لوله 于1990 ژورنال لوله و لوله اولین بار در سال 1990 منتشر شد. ژورنال Tube & Pipe به اولین مجله اختصاص داده شده به صنعت لوله های فلزی در سال 1990 تبدیل شد.امروزه، این تنها نشریه صنعتی در آمریکای شمالی است و به معتبرترین منبع اطلاعات برای متخصصان صنعت لوله تبدیل شده است.
اکنون با دسترسی کامل به نسخه دیجیتال FABRICATOR، دسترسی آسان به منابع ارزشمند صنعت.
نسخه دیجیتال The Tube & Pipe Journal اکنون کاملاً در دسترس است و دسترسی آسان به منابع ارزشمند صنعت را فراهم می کند.
دسترسی دیجیتالی کامل به مجله STAMPING دریافت کنید که دارای آخرین فناوری، بهترین شیوه ها و اخبار صنعت برای بازار مهر زنی فلز است.
اکنون با دسترسی کامل دیجیتال به The Fabricator en Español، دسترسی آسانی به منابع ارزشمند صنعت دارید.