Noot van de redactie: dit artikel is het tweede in een tweedelige serie over de markt en productie van vloeistoftransportleidingen met een kleine diameter voor hogedruktoepassingen.Het eerste deel bespreekt de binnenlandse beschikbaarheid van conventionele producten voor deze toepassingen, die zeldzaam zijn.Het tweede deel bespreekt twee niet-traditionele producten in deze markt.
De twee typen gelaste hydraulische leidingen die zijn aangewezen door de Society of Automotive Engineers – SAE-J525 en SAE-J356A – delen een gemeenschappelijke bron, evenals hun schriftelijke specificaties.Platte stalen strips worden op breedte gezaagd en door profileren tot buizen gevormd.Nadat de randen van de strip zijn gepolijst met een vinnengereedschap, wordt de buis verwarmd door hoogfrequent weerstandslassen en tussen drukrollen gesmeed om een ​​las te vormen.Na het lassen wordt de OD-braam verwijderd met een houder, meestal gemaakt van wolfraamcarbide.De identificatieflits wordt verwijderd of aangepast aan de maximale ontwerphoogte met behulp van het vergrendelingsgereedschap.
De beschrijving van dit lasproces is algemeen en er zijn veel kleine procesverschillen in de daadwerkelijke productie (zie figuur 1).Ze delen echter veel mechanische eigenschappen.
Leidingbreuken en veelvoorkomende faalwijzen kunnen worden onderverdeeld in trek- en drukbelastingen.Bij de meeste materialen is de trekspanning lager dan de drukspanning.De meeste materialen zijn echter veel sterker bij compressie dan bij trek.Beton is een voorbeeld.Het is zeer samendrukbaar, maar tenzij gegoten met een intern netwerk van wapeningsstaven (rebars), is het gemakkelijk te breken.Om deze reden wordt staal getest op treksterkte om de ultieme treksterkte (UTS) te bepalen.Alle drie de hydraulische slangmaten hebben dezelfde vereisten: 310 MPa (45.000 psi) UTS.
Vanwege het vermogen van drukleidingen om hydraulische druk te weerstaan, kan een aparte berekening en faaltest, de zogenaamde barsttest, nodig zijn.Berekeningen kunnen worden gebruikt om de theoretische ultieme barstdruk te bepalen, rekening houdend met wanddikte, UTS en buitendiameter van het materiaal.Omdat J525-slangen en J356A-slangen dezelfde maat kunnen hebben, is de enige variabele UTS.Biedt een typische treksterkte van 50.000 psi met een voorspellende barstdruk van 0,500 x 0,049 inch. De slang is voor beide producten hetzelfde: 10.908 psi.
Hoewel de berekende voorspellingen hetzelfde zijn, is een verschil in praktische toepassing te wijten aan de werkelijke wanddikte.Op de J356A is de interne braam instelbaar tot een maximale maat, afhankelijk van de buisdiameter, zoals beschreven in de specificatie.Voor ontbraamde J525-producten vermindert het ontbraamproces meestal opzettelijk de binnendiameter met ongeveer 0,002 inch, wat resulteert in plaatselijk dunner worden van de wand in de laszone.Hoewel de wanddikte wordt gevuld met daaropvolgende koude bewerking, kunnen de restspanning en korreloriëntatie verschillen van het basismetaal en kan de wanddikte iets dunner zijn dan de vergelijkbare buis gespecificeerd in J356A.
Afhankelijk van het eindgebruik van de buis, moet de interne braam worden verwijderd of afgevlakt (of afgeplat) om mogelijke lekpaden, voornamelijk enkelwandige uitlopende eindvormen, te elimineren.Hoewel algemeen wordt aangenomen dat de J525 een soepele ID heeft en dus niet lekt, is dit een misvatting.J525-slangen kunnen ID-strepen ontwikkelen als gevolg van onjuiste koude bewerking, wat resulteert in lekken bij de verbinding.
Begin met ontbramen door de lasrups van de wand met binnendiameter af te snijden (of te schrapen).Het reinigingsgereedschap is bevestigd aan een doorn die wordt ondersteund door rollen in de buis, net achter het lasstation.Terwijl het reinigingsgereedschap de lasrups verwijderde, rolden de rollen onbedoeld over een deel van de lasspatten, waardoor deze het oppervlak van de binnendiameter van de buis raakten (zie afbeelding 2).Dit is een probleem voor licht bewerkte pijpen zoals gedraaide of gezoete pijpen.
Het verwijderen van de flitser uit de tube is niet eenvoudig.Het snijproces verandert de glitter in een lange, verwarde draad van scherp staal.Hoewel verwijdering een vereiste is, is verwijdering vaak een handmatig en imperfect proces.Delen van sjaalbuizen verlaten soms het territorium van de buizenfabrikant en worden verzonden naar klanten.
Rijst.1. SAE-J525-materiaal wordt in massa geproduceerd, wat aanzienlijke investeringen en arbeid vereist.Soortgelijke buisvormige producten gemaakt met behulp van SAE-J356A worden volledig machinaal bewerkt in in-line gloeibuismolens, dus het is efficiënter.
Voor kleinere leidingen, zoals vloeistofleidingen met een diameter kleiner dan 20 mm, is binnendiameter ontbramen meestal niet zo belangrijk, aangezien deze diameters geen extra binnendiameterafwerkingsstap vereisen.Het enige voorbehoud is dat de eindgebruiker alleen hoeft te overwegen of een consistente flitscontrolehoogte een probleem zal vormen.
Uitmuntendheid in ID-vlambeheersing begint met nauwkeurige stripconditionering, snijden en lassen.In feite moeten de grondstofeigenschappen van J356A strenger zijn dan die van J525, omdat J356A meer beperkingen heeft wat betreft korrelgrootte, oxide-insluitsels en andere parameters voor staalproductie vanwege het koude lijmproces.
Ten slotte is er bij ID-lassen vaak koelmiddel nodig.De meeste systemen gebruiken hetzelfde koelmiddel als het zwadwerktuig, maar dit kan problemen veroorzaken.Ondanks dat ze gefilterd en ontvet zijn, bevatten de koelvloeistoffen van de molen vaak aanzienlijke hoeveelheden metaaldeeltjes, verschillende oliën en oliën en andere verontreinigingen.Daarom vereist de J525-slang een hete bijtende wascyclus of een andere gelijkwaardige reinigingsstap.
Condensors, autosystemen en andere soortgelijke systemen vereisen reiniging van leidingen, en de juiste reiniging kan in de fabriek worden gedaan.De J356A verlaat de fabriek met een schone boring, gecontroleerd vochtgehalte en minimale resten.Ten slotte is het gebruikelijk om elke buis te vullen met een inert gas om corrosie te voorkomen en de uiteinden vóór verzending af te dichten.
J525-buizen worden na het lassen genormaliseerd en vervolgens koud bewerkt (getrokken).Na het koud bewerken wordt de buis weer genormaliseerd om aan alle mechanische eisen te voldoen.
De normalisatie-, draadtrek- en tweede normalisatiestappen vereisen het transporteren van de pijp naar de oven, naar het trekstation en terug naar de oven.Afhankelijk van de specifieke kenmerken van de bewerking, vereisen deze stappen andere afzonderlijke substappen zoals richten (vóór schilderen), etsen en rechttrekken.Deze stappen zijn kostbaar en vereisen veel tijd, arbeid en financiële middelen.Koudgetrokken buizen gaan gepaard met een afvalpercentage van 20% bij de productie.
J356A-buis wordt na het lassen genormaliseerd in de walserij.De buis raakt de grond niet en gaat van de initiële vormingsstappen naar de voltooide buis in een continue opeenvolging van stappen in de walserij.Gelaste buizen zoals J356A hebben een productieverlies van 10%.Als alle andere dingen gelijk blijven, betekent dit dat J356A-lampen goedkoper te produceren zijn dan J525-lampen.
Hoewel de eigenschappen van deze twee producten vergelijkbaar zijn, zijn ze vanuit metallurgisch oogpunt niet hetzelfde.
Koudgetrokken J525-buizen vereisen twee voorbereidende normalisatiebehandelingen: na het lassen en na het trekken.Normalisatietemperaturen (1650°F of 900°C) resulteren in de vorming van oppervlakteoxiden, die gewoonlijk worden verwijderd met mineraalzuur (meestal zwavelzuur of zoutzuur) na uitgloeien.Beitsen heeft een grote milieu-impact qua luchtemissies en metaalrijke afvalstromen.
Bovendien leidt de normalisatie van de temperatuur in de reducerende atmosfeer van de rolhaardoven tot het verbruik van koolstof op het oppervlak van het staal.Dit proces, ontkoling, laat een oppervlaktelaag achter die veel zwakker is dan het oorspronkelijke materiaal (zie figuur 3).Dit is vooral belangrijk voor dunwandige leidingen.Bij een wanddikte van 0,030″ zal zelfs een kleine ontkolingslaag van 0,003″ de effectieve wand met 10% verminderen.Dergelijke verzwakte leidingen kunnen het begeven door spanning of trillingen.
Afbeelding 2. Een ID-reinigingsgereedschap (niet getoond) wordt ondersteund door rollen die langs de ID van de pijp bewegen.Een goed rolontwerp vermindert de hoeveelheid lasspatten die in de buiswand rolt.Nielsen-gereedschappen
J356-buizen worden in batches verwerkt en moeten worden gegloeid in een rolhaardoven, maar dit is niet beperkt tot.De variant, J356A, wordt volledig machinaal bewerkt in een walserij met behulp van ingebouwde inductie, een verwarmingsproces dat veel sneller is dan een rolhaardoven.Dit verkort de uitgloeitijd, waardoor de kans op ontkoling wordt verkleind van minuten (of zelfs uren) naar seconden.Dit geeft de J356A een gelijkmatige uitgloeiing zonder oxide of ontkoling.
Slangen die worden gebruikt voor hydraulische leidingen moeten flexibel genoeg zijn om te worden gebogen, uitgezet en gevormd.Bochten zijn nodig om de hydraulische vloeistof van punt A naar punt B te krijgen, onderweg door verschillende bochten en bochten, en affakkelen is de sleutel tot een eindverbindingsmethode.
In een kip-of-ei-situatie zijn schoorstenen ontworpen voor enkelwandige branderaansluitingen (dus met een gladde binnendiameter), of het omgekeerde kan zijn gebeurd.In dit geval past het binnenoppervlak van de buis precies tegen de bus van de pinconnector.Om een ​​goede metaal-op-metaalverbinding te garanderen, moet het oppervlak van de buis zo glad mogelijk zijn.Dit accessoire verscheen in de jaren 1920 voor de ontluikende US Air Force Air Division.Dit accessoire werd later de standaard flare van 37 graden die tegenwoordig veel wordt gebruikt.
Sinds het begin van de COVID-19 periode is de aanvoer van getrokken buizen met gladde binnendiameters sterk afgenomen.Beschikbare materialen hebben doorgaans langere levertijden dan in het verleden.Deze verandering in toeleveringsketens kan worden aangepakt door eindverbindingen opnieuw te ontwerpen.Een offerteaanvraag die bijvoorbeeld een enkelwandige brander vereist en J525 specificeert, is een kandidaat om een ​​dubbelwandige brander te vervangen.Met deze eindaansluiting kan elk type hydraulische leiding worden gebruikt.Dit opent mogelijkheden voor het gebruik van de J356A.
Naast flare-aansluitingen zijn ook o-ring mechanische asafdichtingen gebruikelijk (zie afbeelding 5), met name voor hogedruksystemen.Dit type verbinding is niet alleen minder lekdicht dan een enkelwandige fakkel omdat het elastomere afdichtingen gebruikt, maar het is ook veelzijdiger: het kan worden gevormd aan het einde van elk gebruikelijk type hydraulische leiding.Dit biedt pijpfabrikanten meer mogelijkheden voor de toeleveringsketen en betere economische prestaties op de lange termijn.
De industriële geschiedenis staat vol met voorbeelden van traditionele producten die wortel schieten in een tijd waarin het voor de markt moeilijk is om van richting te veranderen.Een concurrerend product – zelfs een product dat aanzienlijk goedkoper is en aan alle eisen van het oorspronkelijke product voldoet – kan bij vermoedens moeilijk voet aan de grond krijgen op de markt.Dit gebeurt meestal wanneer een inkoopagent of toegewezen ingenieur een niet-traditionele vervanging voor een bestaand product overweegt.Weinigen zijn bereid het risico te lopen ontdekt te worden.
In sommige gevallen zijn veranderingen misschien niet alleen nodig, maar ook noodzakelijk.De COVID-19-pandemie heeft geleid tot onverwachte veranderingen in de beschikbaarheid van bepaalde soorten en maten leidingen voor stalen vloeistofleidingen.De getroffen productgebieden zijn die welke worden gebruikt in de automobiel-, elektrische, zware apparatuur- en andere pijpvervaardigingsindustrieën die hogedrukleidingen gebruiken, met name hydraulische leidingen.
Dit gat kan tegen lagere totale kosten worden opgevuld door een gevestigd maar nichetype stalen buis te overwegen.Het selecteren van het juiste product voor een toepassing vereist wat onderzoek om vloeistofcompatibiliteit, werkdruk, mechanische belasting en verbindingstype te bepalen.
Een nadere blik op de specificaties leert dat de J356A gelijkwaardig kan zijn aan de echte J525.Ondanks de pandemie is het nog steeds beschikbaar tegen een lagere prijs via een bewezen toeleveringsketen.Als het oplossen van problemen met de uiteindelijke vorm minder arbeidsintensief is dan het vinden van J525, zou het OEM's kunnen helpen bij het oplossen van logistieke uitdagingen in het COVID-19-tijdperk en daarna.
Tube & Pipe Journal uit 1990 Tube & Pipe Journal uit 1990 Tube & Pipe Journal is gepubliceerd in de Verenigde Staten en is gepubliceerd in 1990. Tube & Pipe Journal werd in 1990 het eerste tijdschrift gewijd aan de metalen buizenindustrie.Vandaag de dag is het nog steeds de enige branchepublicatie in Noord-Amerika en is het de meest betrouwbare bron van informatie geworden voor professionals in de pijpindustrie.
Nu met volledige toegang tot de digitale editie van The FABRICATOR, gemakkelijke toegang tot waardevolle bronnen uit de industrie.
De digitale editie van The Tube & Pipe Journal is nu volledig toegankelijk en biedt gemakkelijke toegang tot waardevolle bronnen uit de industrie.
Krijg volledige digitale toegang tot het STAMPING Journal, met de nieuwste technologie, best practices en nieuws uit de branche voor de metaalstempelmarkt.
Nu met volledige digitale toegang tot The Fabricator en Español, hebt u gemakkelijk toegang tot waardevolle bronnen uit de industrie.