Uwaga edytora: Ten artykuł jest drugim z dwuczęściowej serii dotyczącej rynku i produkcji linii przesyłowych cieczy o małej średnicy do zastosowań wysokociśnieniowych.W pierwszej części omówiono krajową dostępność konwencjonalnych produktów do tych zastosowań, które są rzadkie.W drugiej części omówiono dwa nietradycyjne produkty na tym rynku.
Dwa rodzaje spawanych przewodów hydraulicznych, określone przez Stowarzyszenie Inżynierów Motoryzacji – SAE-J525 i SAE-J356A – mają wspólne źródło, podobnie jak ich specyfikacje pisemne.Płaskie taśmy stalowe są cięte na szerokość i formowane w rury poprzez profilowanie.Po wypolerowaniu krawędzi taśmy za pomocą żebrowanego narzędzia, rura jest podgrzewana przez zgrzewanie oporowe o wysokiej częstotliwości i kuta pomiędzy rolkami dociskowymi w celu utworzenia spoiny.Po spawaniu zadzior OD jest usuwany za pomocą uchwytu, który zwykle jest wykonany z węglika wolframu.Lampa identyfikacyjna jest usuwana lub ustawiana na maksymalną wysokość konstrukcyjną za pomocą narzędzia blokującego.
Opis tego procesu spawania jest ogólny i istnieje wiele drobnych różnic w procesie rzeczywistej produkcji (patrz rysunek 1).Jednak mają wiele wspólnych właściwości mechanicznych.
Awarie rur i typowe tryby awarii można podzielić na obciążenia rozciągające i ściskające.W większości materiałów naprężenie rozciągające jest mniejsze niż naprężenie ściskające.Jednak większość materiałów jest znacznie wytrzymalsza na ściskanie niż na rozciąganie.Przykładem jest beton.Jest wysoce ściśliwy, ale jeśli nie jest uformowany z wewnętrzną siecią prętów zbrojeniowych (prętów zbrojeniowych), łatwo go złamać.Z tego powodu stal jest poddawana próbom rozciągania w celu określenia jej ostatecznej wytrzymałości na rozciąganie (UTS).Wszystkie trzy rozmiary węży hydraulicznych mają takie same wymagania: 310 MPa (45 000 psi) UTS.
Ze względu na zdolność rur ciśnieniowych do wytrzymywania ciśnienia hydraulicznego może być wymagane oddzielne obliczenie i test na uszkodzenia, znany jako test na rozerwanie.Obliczenia można wykorzystać do określenia teoretycznego ostatecznego ciśnienia rozrywającego, biorąc pod uwagę grubość ścianki, UTS i zewnętrzną średnicę materiału.Ponieważ rurki J525 i J356A mogą mieć ten sam rozmiar, jedyną zmienną jest UTS.Zapewnia typową wytrzymałość na rozciąganie 50 000 psi przy przewidywanym ciśnieniu rozrywającym 0,500 x 0,049 cala. Przewody są takie same dla obu produktów: 10 908 psi.
Chociaż obliczone przewidywania są takie same, jedna różnica w praktycznym zastosowaniu wynika z rzeczywistej grubości ścianki.W modelu J356A wewnętrzne zadziory można regulować do maksymalnego rozmiaru w zależności od średnicy rury, zgodnie z opisem w specyfikacji.W przypadku produktów J525 z gratowaniem proces usuwania zadziorów zazwyczaj celowo zmniejsza średnicę wewnętrzną o około 0,002 cala, co powoduje miejscowe ścieńczenie ścianki w strefie spoiny.Chociaż grubość ścianki jest wypełniana w późniejszej obróbce na zimno, naprężenia szczątkowe i orientacja ziarna mogą różnić się od metalu nieszlachetnego, a grubość ścianki może być nieco cieńsza niż w przypadku porównywalnej rury określonej w J356A.
W zależności od końcowego zastosowania rury, wewnętrzne zadziory muszą zostać usunięte lub spłaszczone (lub spłaszczone), aby wyeliminować potencjalne ścieżki wycieku, głównie jednościenne kielichowane końcówki.Chociaż powszechnie uważa się, że J525 ma gładkie ID i dlatego nie przecieka, jest to błędne przekonanie.Na przewodach J525 mogą powstawać smugi ID z powodu niewłaściwej obróbki na zimno, co prowadzi do nieszczelności na połączeniu.
Rozpocznij usuwanie zadziorów od odcięcia (lub zeskrobania) ściegu spoiny ze ściany o średnicy wewnętrznej.Narzędzie czyszczące jest przymocowane do trzpienia wspartego na rolkach wewnątrz rury, tuż za stanowiskiem spawalniczym.Gdy narzędzie czyszczące usuwało ścieg spoiny, rolki przypadkowo przetoczyły się po części odprysków spawalniczych, powodując ich uderzenie w powierzchnię rury o średnicy wewnętrznej (patrz rysunek 2).Stanowi to problem w przypadku rur lekko obrobionych, takich jak rury toczone lub szlifowane.
Wyjęcie lampy błyskowej z tubusu nie jest łatwe.Proces cięcia zamienia brokat w długi, splątany sznurek z ostrej stali.Chociaż usunięcie jest wymogiem, usunięcie jest często procesem ręcznym i niedoskonałym.Odcinki rur szalikowych czasami opuszczają terytorium producenta rur i są wysyłane do klientów.
Ryż.1. Materiał SAE-J525 jest produkowany masowo, co wymaga znacznych inwestycji i pracy.Podobne produkty rurowe wykonane przy użyciu SAE-J356A są całkowicie obrabiane w młynach rurowych do wyżarzania w linii, dzięki czemu są bardziej wydajne.
W przypadku mniejszych rur, takich jak rurociągi cieczy o średnicy mniejszej niż 20 mm, gratowanie ID nie jest zwykle tak ważne, ponieważ te średnice nie wymagają dodatkowego etapu wykańczania ID.Jedynym zastrzeżeniem jest to, że użytkownik końcowy musi tylko rozważyć, czy spójna wysokość sterowania błyskiem spowoduje problem.
Doskonałość kontroli płomienia ID zaczyna się od precyzyjnego kondycjonowania taśmy, cięcia i spawania.W rzeczywistości właściwości surowca J356A muszą być bardziej rygorystyczne niż J525, ponieważ J356A ma więcej ograniczeń dotyczących wielkości ziarna, wtrąceń tlenkowych i innych parametrów produkcji stali ze względu na zastosowany proces klejenia na zimno.
Wreszcie, spawanie ID często wymaga chłodziwa.Większość systemów używa tego samego chłodziwa co narzędzie do pokosu, ale może to powodować problemy.Pomimo tego, że są filtrowane i odtłuszczane, chłodziwa do młynów często zawierają znaczne ilości cząstek metali, różnych olejów i olejów oraz innych zanieczyszczeń.W związku z tym przewód J525 wymaga cyklu płukania gorącym środkiem żrącym lub innego równoważnego etapu czyszczenia.
Skraplacze, systemy samochodowe i inne podobne systemy wymagają czyszczenia rurociągów, a odpowiednie czyszczenie można wykonać w zakładzie.J356A opuszcza fabrykę z czystym otworem, kontrolowaną zawartością wilgoci i minimalnymi pozostałościami.Wreszcie, powszechną praktyką jest napełnianie każdej rury gazem obojętnym, aby zapobiec korozji i uszczelnić końce przed wysyłką.
Rury J525 są normalizowane po spawaniu, a następnie obrabiane na zimno (ciągnione).Po obróbce na zimno rura jest ponownie normalizowana, aby spełnić wszystkie wymagania mechaniczne.
Etapy normalizacji, ciągnienia drutu i drugi etap normalizacji wymagają przetransportowania rury do pieca, do stanowiska ciągnienia iz powrotem do pieca.W zależności od specyfiki operacji, kroki te wymagają innych oddzielnych podetapów, takich jak ostrzenie (przed malowaniem), trawienie i prostowanie.Kroki te są kosztowne i wymagają znacznych zasobów czasu, pracy i pieniędzy.Rury ciągnione na zimno wiążą się z 20% marnotrawstwem w produkcji.
Rura J356A jest normalizowana na walcarce po spawaniu.Rura nie dotyka podłoża i przechodzi od początkowych etapów formowania do gotowej rury w ciągłej sekwencji kroków w walcarce.Spawane rury, takie jak J356A, mają 10% strat w produkcji.Przy pozostałych parametrach oznacza to, że lampy J356A są tańsze w produkcji niż lampy J525.
Chociaż właściwości tych dwóch produktów są podobne, nie są one takie same z metalurgicznego punktu widzenia.
Rury J525 ciągnione na zimno wymagają dwóch wstępnych zabiegów normalizujących: po spawaniu i po ciągnieniu.Temperatury normalizacji (1650°F lub 900°C) powodują powstawanie tlenków powierzchniowych, które po wyżarzaniu są zwykle usuwane kwasem mineralnym (zwykle siarkowym lub chlorowodorowym).Trawienie ma duży wpływ na środowisko pod względem emisji do powietrza i strumieni odpadów bogatych w metale.
Ponadto normalizacja temperatury w redukcyjnej atmosferze pieca z trzonem rolkowym prowadzi do zużycia węgla na powierzchni stali.Ten proces, odwęglanie, pozostawia warstwę powierzchniową, która jest znacznie słabsza niż oryginalny materiał (patrz rysunek 3).Jest to szczególnie ważne w przypadku rur cienkościennych.Przy grubości ścianki 0,030″ nawet niewielka warstwa odwęglenia 0,003″ zmniejszy efektywną ścianę o 10%.Takie osłabione rury mogą ulec awarii z powodu naprężeń lub wibracji.
Rysunek 2. Narzędzie do czyszczenia ID (nie pokazane) jest podtrzymywane przez rolki, które poruszają się wzdłuż ID rury.Dobra konstrukcja rolki zmniejsza ilość odprysków spawalniczych, które wpadają na ścianki rury.narzędzia Nielsena
Rury J356 są przetwarzane partiami i wymagają wyżarzania w piecu z trzonem rolkowym, ale nie tylko.Wariant, J356A, jest całkowicie obrabiany w walcarce przy użyciu wbudowanej indukcji, procesu nagrzewania, który jest znacznie szybszy niż w piecu z trzonem rolkowym.Skraca to czas wyżarzania, zawężając w ten sposób okno możliwości odwęglenia z minut (a nawet godzin) do sekund.Zapewnia to J356A równomierne wyżarzanie bez tlenku lub odwęglania.
Rury stosowane w przewodach hydraulicznych muszą być wystarczająco elastyczne, aby można je było zginać, rozszerzać i formować.Zakręty są niezbędne do doprowadzenia płynu hydraulicznego z punktu A do punktu B, przechodząc przez różne zakręty i zakręty po drodze, a kielichowanie jest kluczem do zapewnienia metody połączenia końcowego.
W sytuacji kury lub jajka kominy były projektowane do jednościennych połączeń palników (a więc miały gładką średnicę wewnętrzną) lub mogło wystąpić odwrotność.W tym przypadku wewnętrzna powierzchnia rury ściśle przylega do gniazda złącza kołkowego.Aby zapewnić szczelne połączenie metal-metal, powierzchnia rury musi być możliwie gładka.To akcesorium pojawiło się w latach dwudziestych XX wieku dla rodzącej się dywizji lotniczej sił powietrznych USA.To akcesorium stało się później standardową flarą 37-stopniową, która jest obecnie szeroko stosowana.
Od początku okresu COVID-19 znacznie zmniejszyła się podaż rur ciągnionych o gładkich średnicach wewnętrznych.Dostępne materiały mają zazwyczaj dłuższe terminy dostaw niż w przeszłości.Tej zmianie w łańcuchach dostaw można zaradzić poprzez przeprojektowanie połączeń końcowych.Na przykład zapytanie ofertowe, które wymaga pojedynczego palnika ściennego i określa J525, jest kandydatem do zastąpienia palnika dwuściennego.Z tym przyłączem końcowym można zastosować dowolny typ rury hydraulicznej.Otwiera to możliwości wykorzystania J356A.
Oprócz połączeń kielichowych powszechne są również uszczelnienia mechaniczne typu o-ring (patrz rysunek 5), zwłaszcza w układach wysokociśnieniowych.Ten rodzaj połączenia jest nie tylko mniej szczelny niż kielich jednościenny, ponieważ wykorzystuje uszczelki elastomerowe, ale jest również bardziej wszechstronny — można go utworzyć na końcu dowolnego popularnego typu rury hydraulicznej.Zapewnia to producentom rur większe możliwości łańcucha dostaw i lepsze długoterminowe wyniki ekonomiczne.
Historia przemysłu obfituje w przykłady tradycyjnych produktów, które zakorzeniły się w czasach, gdy rynkowi trudno jest zmienić kierunek.Konkurencyjny produkt – nawet znacznie tańszy i spełniający wszystkie wymagania produktu oryginalnego – może być trudny do zdobycia na rynku, jeśli pojawią się podejrzenia.Zwykle dzieje się tak, gdy agent ds. zakupów lub wyznaczony inżynier rozważa nietradycyjną wymianę istniejącego produktu.Niewielu jest gotowych zaryzykować odkrycie.
W niektórych przypadkach zmiany mogą być nie tylko konieczne, ale wręcz konieczne.Pandemia COVID-19 spowodowała nieoczekiwane zmiany w dostępności niektórych typów i rozmiarów rur do stalowych rurociągów do płynów.Obszary produktów, których to dotyczy, to produkty stosowane w przemyśle motoryzacyjnym, elektrycznym, ciężkim sprzęcie i innych gałęziach przemysłu produkujących rury, w których stosowane są przewody wysokociśnieniowe, zwłaszcza przewody hydrauliczne.
Lukę tę można wypełnić niższym kosztem całkowitym, biorąc pod uwagę uznany, ale niszowy typ rury stalowej.Wybór odpowiedniego produktu do zastosowania wymaga pewnych badań w celu określenia kompatybilności płynów, ciśnienia roboczego, obciążenia mechanicznego i typu połączenia.
Bliższe spojrzenie na specyfikacje pokazuje, że J356A może być odpowiednikiem prawdziwego J525.Mimo pandemii nadal jest dostępny w niższej cenie poprzez sprawdzony łańcuch dostaw.Jeśli rozwiązanie problemów z ostatecznym kształtem jest mniej pracochłonne niż znalezienie J525, może pomóc producentom OEM rozwiązać wyzwania logistyczne w erze COVID-19 i poza nią.
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。 Dziennik rur i rur 于1990 Tube & Pipe Journal został opublikowany w 1990 roku. Tube & Pipe Journal stał się pierwszym magazynem poświęconym branży rur metalowych w 1990 roku.Dziś pozostaje jedyną publikacją branżową w Ameryce Północnej i stała się najbardziej zaufanym źródłem informacji dla profesjonalistów z branży rur.
Teraz z pełnym dostępem do cyfrowej edycji The FABRICATOR, łatwy dostęp do cennych zasobów branżowych.
Cyfrowe wydanie The Tube & Pipe Journal jest teraz w pełni dostępne, zapewniając łatwy dostęp do cennych zasobów branżowych.
Uzyskaj pełny dostęp cyfrowy do czasopisma STAMPING Journal, zawierającego najnowsze technologie, najlepsze praktyki i wiadomości branżowe dotyczące rynku tłoczenia metali.
Teraz dzięki pełnemu cyfrowemu dostępowi do The Fabricator en Español masz łatwy dostęp do cennych zasobów branżowych.