Toimittajan huomautus: Tämä artikkeli on toinen osa kaksiosaisessa sarjassa, joka käsittelee pienten läpimittaisten nesteensiirtolinjojen markkinoita ja valmistusta korkeapainesovelluksiin. Ensimmäisessä osiossa käsitellään perinteisten tuotteiden saatavuutta kotimaassa näihin harvinaisiin sovelluksiin. Toisessa osassa käsitellään kahta epäperinteistä tuotetta näillä markkinoilla.
Society of Automotive Engineers -yhdistyksen (SAE-J525 ja SAE-J356A) määrittelemillä kahdella hitsatun hydrauliputken tyypillä on yhteinen lähde, kuten myös niiden kirjallisilla spesifikaatioilla. Litteät teräsnauhat leikataan leveyteen ja muotoillaan putkiksi profiloimalla. Kun nauhan reunat on kiillotettu ripatyökalulla, putki kuumennetaan suurtaajuusvastushitsauksella ja taotaan puristusvalssien välissä hitsin muodostamiseksi. Hitsauksen jälkeen ulkohalkaisijan terä poistetaan pitimellä, joka on yleensä valmistettu volframikarbidista. Tunnistuslevy poistetaan tai säädetään suurimpaan suunniteltuun korkeuteen lukitustyökalulla.
Tämän hitsausprosessin kuvaus on yleisluontoinen, ja todellisessa tuotannossa on monia pieniä prosessieroja (katso kuva 1). Niillä on kuitenkin monia yhteisiä mekaanisia ominaisuuksia.
Putkien murtumat ja yleisimmät murtumistavat voidaan jakaa veto- ja puristuskuormiin. Useimmissa materiaaleissa vetojännitys on pienempi kuin puristusjännitys. Useimmat materiaalit ovat kuitenkin paljon vahvempia puristuksessa kuin vedossa. Betoni on esimerkki tästä. Se on erittäin kokoonpuristuvaa, mutta ellei sitä ole valettu sisäisellä raudoitustankojen verkolla, se on helppo murtaa. Tästä syystä teräkselle tehdään vetolujuustesti sen lopullisen vetolujuuden (UTS) määrittämiseksi. Kaikilla kolmella hydrauliletkukoolla on samat vaatimukset: 310 MPa (45 000 psi) UTS.
Paineputkien hydraulisen paineen kestävyyden vuoksi saatetaan tarvita erillinen laskelma ja murtokoke, joka tunnetaan nimellä murtokoe. Laskelmia voidaan käyttää teoreettisen murtopaineen määrittämiseen ottaen huomioon seinämän paksuus, murtopaine ja materiaalin ulkohalkaisija. Koska J525- ja J356A-putket voivat olla saman kokoisia, ainoa muuttuja on murtopaine. Tyypillinen vetolujuus on 50 000 psi ja ennustettu murtopaine 0,500 x 0,049 tuumaa. Putki on sama molemmissa tuotteissa: 10 908 psi.
Vaikka lasketut ennusteet ovat samat, yksi käytännön sovelluksen ero johtuu todellisesta seinämän paksuudesta. J356A-putkessa sisäinen purse on säädettävissä maksimikokoon putken halkaisijasta riippuen, kuten eritelmässä on kuvattu. Jäysteenpoistolla varustetuissa J525-tuotteissa jäysteenpoistoprosessi pienentää tyypillisesti tarkoituksella sisähalkaisijaa noin 0,002 tuumaa, mikä johtaa paikalliseen seinämän ohenemiseen hitsausalueella. Vaikka seinämän paksuus täytetään myöhemmällä kylmämuokkauksella, jäännösjännitys ja raesuunta voivat poiketa perusmetallista, ja seinämän paksuus voi olla hieman ohuempi kuin vastaavassa J356A-standardissa määritellyssä putkessa.
Putken käyttötarkoituksesta riippuen sisäinen purse on poistettava tai litistettävä mahdollisten vuotojen poistamiseksi, pääasiassa yksiseinäisten levennettyjen päiden osalta. Vaikka J525-putken yleisesti uskotaan olevan sileä sisähalkaisijaltaan eikä siten vuoda, tämä on väärinkäsitys. J525-putkeen voi muodostua sisähalkaisijan juovia väärän kylmämuokkauksen vuoksi, mikä johtaa vuotoihin liitoksessa.
Aloita purseenpoisto leikkaamalla (tai kaapimalla) hitsauspalko irti putken sisähalkaisijan seinämästä. Puhdistustyökalu on kiinnitetty putken sisällä hitsausaseman takana olevaan rullien tukemaan karaan. Kun puhdistustyökalu poisti hitsauspalkoa, rullat vierivät vahingossa hitsausroiskeiden yli, jolloin ne osuivat putken sisähalkaisijan pintaan (katso kuva 2). Tämä on ongelma kevyesti koneistetuille putkille, kuten sorvatuille tai hoonatuille putkille.
Salaman irrottaminen putkesta ei ole helppoa. Leikkausprosessi muuttaa glitterin pitkäksi, takkuiseksi teräväksi teräsnauhaksi. Vaikka poistaminen on välttämätöntä, se on usein manuaalinen ja epätäydellinen prosessi. Huiviputkien osia lähtee joskus putkivalmistajan alueelta ja lähetetään asiakkaille.
Kuva. 1. SAE-J525-materiaalia valmistetaan massatuotannossa, mikä vaatii merkittäviä investointeja ja työvoimaa. SAE-J356A-materiaalista valmistetut vastaavat putkituotteet koneistetaan kokonaan linjassa olevissa hehkutusputkimyllyissä, joten se on tehokkaampaa.
Pienemmissä putkissa, kuten alle 20 mm:n halkaisijaltaan olevissa nestelinjoissa, sisähalkaisijan purseenpoisto ei yleensä ole yhtä tärkeää, koska nämä halkaisijat eivät vaadi ylimääräistä sisähalkaisijan viimeistelyvaihetta. Ainoa rajoitus on, että loppukäyttäjän tarvitsee vain miettiä, aiheuttaako tasainen liekinvaimennuskorkeus ongelmia.
ID-liekinhallinnan huippuosaaminen alkaa tarkasta nauhojen käsittelystä, leikkaamisesta ja hitsauksesta. Itse asiassa J356A:n raaka-aineominaisuuksien on oltava tiukempia kuin J525:n, koska J356A:lla on enemmän rajoituksia raekoon, oksidisulkeumien ja muiden teräksenvalmistusparametrien suhteen kylmäliimausprosessin vuoksi.
Lopuksi, sisähalkaisijahitsaus vaatii usein jäähdytysnestettä. Useimmat järjestelmät käyttävät samaa jäähdytysnestettä kuin karhennustyökalu, mutta tämä voi aiheuttaa ongelmia. Vaikka jyrsinjäähdytysnesteet suodatetaan ja rasvanpoisto tehdään, ne sisältävät usein merkittäviä määriä metallihiukkasia, erilaisia ​​öljyjä ja muita epäpuhtauksia. Siksi J525-putki vaatii kuuman emäksen pesun tai muun vastaavan puhdistusvaiheen.
Lauhduttimet, autojärjestelmät ja muut vastaavat järjestelmät vaativat putkiston puhdistusta, ja asianmukainen puhdistus voidaan tehdä tehtaalla. J356A lähtee tehtaalta puhtaalla porausreiällä, kontrolloidulla kosteuspitoisuudella ja minimoimalla jäännöksillä. Lopuksi on yleinen käytäntö täyttää jokainen putki inertillä kaasulla korroosion estämiseksi ja päiden tiivistäminen ennen lähetystä.
J525-putket normalisoidaan hitsauksen jälkeen ja kylmämuokataan (vedetään). Kylmämuokkauksen jälkeen putki normalisoidaan uudelleen kaikkien mekaanisten vaatimusten täyttämiseksi.
Normalisointi, langanveto ja toinen normalisointivaihe edellyttävät putken kuljettamista uuniin, vetoasemalle ja takaisin uuniin. Toiminnan erityispiirteistä riippuen nämä vaiheet vaativat muita erillisiä alavaiheita, kuten saumausta (ennen maalausta), syövytystä ja oikaisua. Nämä vaiheet ovat kalliita ja vaativat merkittäviä aika-, työ- ja raharesursseja. Kylmävedettyjen putkien tuotannossa syntyy 20 %:n hävikki.
J356A-putki normalisoidaan valssaamolla hitsauksen jälkeen. Putki ei kosketa maata ja kulkee valssaamossa jatkuvana vaihesarjana alkuperäisistä muovausvaiheista valmiiksi putkeksi. Hitsattujen putkien, kuten J356A:n, tuotannossa syntyy 10 % hävikkiä. Kaikkien muiden tekijöiden ollessa samat, tämä tarkoittaa, että J356A-lamppujen valmistus on halvempaa kuin J525-lamppujen.
Vaikka näiden kahden tuotteen ominaisuudet ovat samankaltaisia, ne eivät ole samoja metallurgisesta näkökulmasta.
Kylmävedetyt J525-putket vaativat kaksi esikäsittelyä normalisoimiseksi: hitsauksen ja vedon jälkeen. Normalisointilämpötilat (900 °C) johtavat pintaoksidien muodostumiseen, jotka yleensä poistetaan mineraalihapolla (yleensä rikki- tai suolahapolla) hehkuttamisen jälkeen. Peittauksella on suuri ympäristövaikutus ilmapäästöjen ja metallipitoisten jätevirtojen muodossa.
Lisäksi lämpötilan normalisoituminen valssiarhiuunin pelkistävässä atmosfäärissä johtaa hiilen kulutukseen teräksen pinnalla. Tämä prosessi, hiilenpoisto, jättää pintakerroksen, joka on paljon heikompi kuin alkuperäinen materiaali (katso kuva 3). Tämä on erityisen tärkeää ohutseinäisille putkille. 0,030 tuuman seinämänpaksuudella jo pieni 0,003 tuuman hiilenpoistokerros pienentää tehollista seinämää 10 %. Tällaiset heikentyneet putket voivat rikkoutua jännityksen tai tärinän vuoksi.
Kuva 2. Putken sisähalkaisijan puhdistustyökalua (ei kuvassa) kannattelevat rullat, jotka liikkuvat putken sisähalkaisijaa pitkin. Hyvä rullan rakenne vähentää putken seinämään tarttuvien hitsausroiskeiden määrää. Nielsen-työkalut
J356-putket käsitellään erissä ja ne vaativat hehkuttamisen valssiarhiuunissa, mutta tämä ei rajoitu tähän. Muunnos, J356A, koneistetaan kokonaan valssimyllyssä käyttämällä sisäänrakennettua induktiota, joka on paljon nopeampi lämmitysprosessi kuin valssiarhiuunissa. Tämä lyhentää hehkutusaikaa ja siten kaventaa hiilenpoiston mahdollisuuksien ikkunaa minuuteista (tai jopa tunneista) sekunteihin. Tämä tarjoaa J356A:lle tasaisen hehkutuksen ilman oksidia tai hiilenpoistoa.
Hydraulilinjoissa käytettävien putkien on oltava riittävän joustavia, jotta niitä voidaan taivuttaa, laajentaa ja muotoilla. Taivutukset ovat välttämättömiä hydraulinesteen kuljettamiseksi pisteestä A pisteeseen B, ja matkan varrella on useita mutkia ja käännöksiä, ja levennys on avainasemassa päätyliitäntämenetelmän tarjoamisessa.
Muna vai kana -tilanteessa savupiiput suunniteltiin yksiseinäisiä poltinliitoksia varten (joilla oli siten sileä sisähalkaisija), tai päinvastoin saattoi tapahtua. Tässä tapauksessa putken sisäpinta sopii tiiviisti tappiliittimen istukkaan. Tiiviin metalli-metalli-liitoksen varmistamiseksi putken pinnan on oltava mahdollisimman sileä. Tämä lisävaruste ilmestyi 1920-luvulla kehittyvälle Yhdysvaltain ilmavoimien ilmadivisioonalle. Tästä lisävarusteesta tuli myöhemmin standardi 37 asteen levennys, jota käytetään laajalti nykyään.
COVID-19-ajanjakson alusta lähtien sileäpintaisten vedettyjen putkien tarjonta on vähentynyt merkittävästi. Saatavilla olevilla materiaaleilla on yleensä pidemmät toimitusajat kuin aiemmin. Tähän toimitusketjujen muutokseen voidaan puuttua suunnittelemalla liitäntöjä uudelleen. Esimerkiksi tarjouspyyntö, joka vaatii yksiseinäisen polttimen ja määrittää J525:n, on sopiva ehdokas korvaamaan kaksiseinäisen polttimen. Tämän liitoksen kanssa voidaan käyttää minkä tahansa tyyppistä hydrauliputkea. Tämä avaa mahdollisuuksia J356A:n käytölle.
Laippaliitosten lisäksi myös o-rengasmekaaniset tiivisteet ovat yleisiä (katso kuva 5), ​​erityisesti korkeapainejärjestelmissä. Tämän tyyppinen liitos on paitsi vähemmän tiivis kuin yksiseinäinen laippa, koska siinä käytetään elastomeeritiivisteitä, myös monipuolisempi – se voidaan muodostaa minkä tahansa yleisen hydrauliikkaputken päähän. Tämä tarjoaa putkivalmistajille paremmat toimitusketjumahdollisuudet ja paremman pitkän aikavälin taloudellisen suorituskyvyn.
Teollisuuden historia on täynnä esimerkkejä perinteisten tuotteiden juurtumisesta aikana, jolloin markkinoiden on vaikea muuttaa suuntaa. Kilpailevaa tuotetta – jopa huomattavasti halvempaa ja alkuperäisen tuotteen kaikkia vaatimuksia täyttävää – voi olla vaikea saada jalansijaa markkinoilla, jos epäilyksiä herää. Näin tapahtuu yleensä silloin, kun ostaja tai nimetty insinööri harkitsee olemassa olevan tuotteen korvaamista epäperinteisellä tavalla. Harva on valmis ottamaan riskiä jäädä paljastetuksi.
Joissakin tapauksissa muutokset eivät ole vain välttämättömiä, vaan välttämättömiä. COVID-19-pandemia on johtanut odottamattomiin muutoksiin tiettyjen teräsputkien tyyppien ja kokojen saatavuudessa. Vaikutusalueita ovat auto-, sähkö-, raskaskone- ja muut putkivalmistusteollisuudessa käytettävät putket, jotka käyttävät korkeapaineputkia, erityisesti hydrauliikkaputkia.
Tämä aukko voidaan täyttää alhaisemmilla kokonaiskustannuksilla harkitsemalla vakiintunutta, mutta kapeaa teräsputkityyppiä. Oikean tuotteen valitseminen sovellukseen vaatii jonkin verran tutkimusta nesteen yhteensopivuuden, käyttöpaineen, mekaanisen kuormituksen ja liitostyypin määrittämiseksi.
Tarkempi tarkastelu spesifikaatioista osoittaa, että J356A voi olla vastine aidolle J525:lle. Pandemiasta huolimatta sitä on edelleen saatavilla halvemmalla hinnalla toimivan toimitusketjun kautta. Jos lopullisen muodon ratkaiseminen on vähemmän työlästä kuin J525:n löytäminen, se voisi auttaa laitevalmistajia ratkaisemaan logistisia haasteita COVID-19-aikakaudella ja sen jälkeen.
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 vuodelta 1990 Tube & Pipe Journal стал первым журналом, посвященным индустрии металлических труб в 1990 году. Tube & Pipe Journalista tuli ensimmäinen metalliputkiteollisuudelle omistettu aikakauslehti vuonna 1990.Nykyään se on edelleen Pohjois-Amerikan ainoa alan julkaisu ja siitä on tullut luotetuin tiedonlähde putkiteollisuuden ammattilaisille.
Nyt täydet oikeudet FABRICATORin digitaaliseen versioon, helppo pääsy arvokkaisiin alan resursseihin.
The Tube & Pipe Journalin digitaalinen versio on nyt täysin saavutettavissa, ja se tarjoaa helpon pääsyn arvokkaisiin alan resursseihin.
Hanki täysi digitaalinen pääsy STAMPING Journaliin, joka sisältää uusimman teknologian, parhaat käytännöt ja alan uutiset metallileimausmarkkinoilta.
Nyt kun sinulla on täysi digitaalinen pääsy The Fabricator en Españoliin, sinulla on helppo pääsy arvokkaisiin alan resursseihin.