Примечание редактора. Эта статья является второй в серии из двух частей, посвященных рынку и производству линий перекачки жидкости малого диаметра для приложений высокого давления.В первом разделе обсуждается наличие на внутреннем рынке обычных продуктов для этих приложений, которые встречаются редко.Во второй части рассматриваются два нетрадиционных продукта на этом рынке.
Два типа сварных гидравлических труб, обозначенных Обществом автомобильных инженеров — SAE-J525 и SAE-J356A — имеют общий источник, как и их письменные спецификации.Плоские стальные полосы нарезаются по ширине и путем профилирования формируются в трубы.После того, как края полосы полируются оребренным инструментом, труба нагревается контактной высокочастотной сваркой и проковывается между прижимными валками для образования сварного шва.После сварки заусенец наружного диаметра снимается держателем, который обычно изготавливается из карбида вольфрама.Идентификационная вспышка снимается или устанавливается на максимальную проектную высоту с помощью фиксирующего инструмента.
Описание этого процесса сварки является общим, и в реальном производстве есть много небольших различий процесса (см. Рисунок 1).Однако они имеют много общих механических свойств.
Отказы труб и общие виды отказов можно разделить на растягивающие и сжимающие нагрузки.В большинстве материалов растягивающее напряжение меньше, чем сжимающее.Однако большинство материалов намного прочнее на сжатие, чем на растяжение.Бетон тому пример.Он легко сжимается, но если он не сформован с внутренней сетью арматурных стержней (арматурных стержней), его легко сломать.По этой причине сталь испытывают на растяжение, чтобы определить ее предел прочности при растяжении (UTS).Все три размера гидравлических шлангов имеют одинаковые требования: 310 МПа (45 000 фунтов на кв. дюйм) UTS.
Из-за способности напорных труб выдерживать гидравлическое давление может потребоваться отдельный расчет и испытание на разрушение, известное как испытание на разрыв.Расчеты могут быть использованы для определения теоретического предельного давления разрыва с учетом толщины стенки, UTS и наружного диаметра материала.Поскольку трубки J525 и J356A могут быть одного размера, единственной переменной является UTS.Обеспечивает типичную прочность на растяжение 50 000 фунтов на квадратный дюйм с прогнозируемым давлением разрыва 0,500 x 0,049 дюйма. Трубки одинаковы для обоих продуктов: 10 908 фунтов на квадратный дюйм.
Хотя расчетные прогнозы совпадают, одно отличие в практическом применении связано с фактической толщиной стенки.На J356A внутренний заусенец регулируется до максимального размера в зависимости от диаметра трубы, как описано в спецификации.Для изделий J525 со снятыми заусенцами процесс удаления заусенцев обычно преднамеренно уменьшает внутренний диаметр примерно на 0,002 дюйма, что приводит к локальному утончению стенки в зоне сварки.Хотя толщина стенки заполнена последующей холодной обработкой, остаточное напряжение и ориентация зерен могут отличаться от основного металла, а толщина стенки может быть немного меньше, чем у сопоставимой трубы, указанной в J356A.
В зависимости от конечного использования трубы, внутренние заусенцы должны быть удалены или сплющены (или сплющены), чтобы устранить потенциальные пути утечки, в основном одностенные раструбные концевые формы.Хотя обычно считается, что J525 имеет гладкий идентификатор и, следовательно, не протекает, это заблуждение.На трубке J525 могут образовываться полосы внутреннего диаметра из-за неправильной холодной обработки, что приводит к утечкам в месте соединения.
Начните удаление заусенцев, срезав (или соскоблив) валик сварного шва со стенки внутреннего диаметра.Инструмент для очистки прикреплен к оправке, поддерживаемой роликами внутри трубы, сразу за сварочной станцией.Пока инструмент для очистки удалял валик сварного шва, ролики непреднамеренно накатили часть сварочных брызг, в результате чего они попали на поверхность внутреннего диаметра трубы (см. рис. 2).Это проблема для слегка обработанных труб, таких как точеные или хонингованные трубы.
Снять вспышку с трубки непросто.Процесс резки превращает блестки в длинную запутанную нить из острой стали.Хотя удаление является обязательным требованием, удаление часто является ручным и несовершенным процессом.Отрезки труб-шарфов иногда покидают территорию производителя труб и отправляются заказчикам.
Рис.1. Материал SAE-J525 производится серийно, что требует значительных капиталовложений и труда.Аналогичные трубные изделия, изготовленные с использованием SAE-J356A, полностью обрабатываются на трубопрокатных станах для отжига в линию, что делает их более эффективными.
Для небольших труб, таких как жидкостные трубопроводы диаметром менее 20 мм, снятие заусенцев с внутреннего диаметра обычно не так важно, поскольку эти диаметры не требуют дополнительной обработки внутреннего диаметра.Единственное предостережение заключается в том, что конечному пользователю нужно только подумать, не создаст ли проблема постоянная высота управления вспышкой.
Высокое качество контроля пламени ID начинается с точной обработки полосы, резки и сварки.Фактически, свойства сырья J356A должны быть более строгими, чем J525, потому что J356A имеет больше ограничений по размеру зерна, оксидным включениям и другим параметрам производства стали из-за задействованного процесса холодной калибровки.
Наконец, для однонаправленной сварки часто требуется охлаждающая жидкость.В большинстве систем используется та же охлаждающая жидкость, что и в валковом инструменте, но это может создать проблемы.Несмотря на фильтрацию и обезжиривание, мельничные охлаждающие жидкости часто содержат значительное количество металлических частиц, различных масел и масел и других загрязнений.Таким образом, трубка J525 требует цикла промывки горячей щелочью или другого эквивалентного этапа очистки.
Конденсаторы, автомобильные системы и другие подобные системы требуют очистки трубопроводов, и соответствующую очистку можно выполнить на заводе.J356A покидает завод с чистым каналом ствола, контролируемым содержанием влаги и минимальным остатком.Наконец, общепринятой практикой является заполнение каждой трубки инертным газом для предотвращения коррозии и герметизация концов перед отправкой.
Трубы J525 после сварки нормализуются, а затем подвергаются холодной обработке (волочению).После холодной обработки труба снова нормализуется для соответствия всем механическим требованиям.
Этапы нормализации, волочения проволоки и вторые этапы нормализации требуют транспортировки трубы в печь, на станцию ​​волочения и обратно в печь.В зависимости от специфики операции эти этапы требуют других отдельных подэтапов, таких как наведение (перед покраской), травление и рихтовка.Эти шаги являются дорогостоящими и требуют значительных временных, трудовых и денежных ресурсов.Холоднодеформированные трубы связаны с 20-процентным браком в производстве.
Труба J356A нормализуется на прокатном стане после сварки.Труба не касается земли и движется от начальных этапов формовки до готовой трубы в непрерывной последовательности этапов в прокатном стане.Сварные трубы, такие как J356A, имеют 10-процентный брак при производстве.При прочих равных это означает, что лампы J356A дешевле в производстве, чем лампы J525.
Хотя свойства этих двух продуктов схожи, они не одинаковы с металлургической точки зрения.
Холоднотянутые трубы J525 требуют двух предварительных нормализующих обработок: после сварки и после волочения.Температуры нормализации (1650°F или 900°C) приводят к образованию поверхностных оксидов, которые после отжига обычно удаляют минеральной кислотой (обычно серной или соляной).Травление оказывает большое воздействие на окружающую среду с точки зрения выбросов в атмосферу и потоков отходов, богатых металлами.
Кроме того, нормализация температуры в восстановительной атмосфере роликовой печи приводит к расходу углерода на поверхность стали.Этот процесс, обезуглероживание, оставляет поверхностный слой, который намного слабее исходного материала (см. рис. 3).Это особенно важно для тонкостенных труб.При толщине стенки 0,030 дюйма даже небольшой слой обезуглероживания толщиной 0,003 дюйма уменьшит эффективную стенку на 10%.Такие ослабленные трубы могут выйти из строя из-за напряжения или вибрации.
Рис. 2. Инструмент для очистки внутреннего диаметра (не показан) поддерживается роликами, которые перемещаются по внутреннему диаметру трубы.Хорошая конструкция ролика снижает количество сварочных брызг, которые скатываются в стенку трубы.Инструменты Нильсена
Трубы J356 обрабатываются партиями и требуют отжига в печи с роликовым подом, но этим не ограничиваются.Вариант J356A полностью обрабатывается на прокатном стане с использованием встроенной индукции, процесс нагрева происходит намного быстрее, чем в печи с роликовым подом.Это сокращает время отжига, тем самым сужая окно возможностей для обезуглероживания с минут (или даже часов) до секунд.Это обеспечивает J356A равномерный отжиг без оксида или обезуглероживания.
Трубки, используемые для гидравлических линий, должны быть достаточно гибкими, чтобы их можно было сгибать, расширять и деформировать.Изгибы необходимы для доставки гидравлической жидкости из точки А в точку В, проходя по пути через различные изгибы и повороты, а развальцовка является ключом к обеспечению метода торцевого соединения.
В ситуации «курица или яйцо» дымоходы были спроектированы для одностенных соединений горелок (таким образом, имея гладкий внутренний диаметр), или могло произойти обратное.При этом внутренняя поверхность трубки плотно прилегает к гнезду штыревого соединителя.Для обеспечения герметичного соединения металл-металл поверхность трубы должна быть максимально гладкой.Этот аксессуар появился в 1920-х годах для зарождающейся авиадивизии ВВС США.Этот аксессуар позже стал стандартным 37-градусным факелом, который широко используется сегодня.
С началом периода COVID-19 предложение тянутых труб с гладкими внутренними диаметрами значительно сократилось.Доступные материалы, как правило, имеют более длительные сроки доставки, чем в прошлом.Это изменение в цепочках поставок может быть решено за счет перепроектирования концевых соединений.Например, RFQ, в котором требуется одностенная горелка и указано J525, является кандидатом на замену двустенной горелки.С этим торцевым соединением можно использовать любой тип гидравлической трубы.Это открывает возможности для использования J356A.
В дополнение к раструбным соединениям также распространены торцевые уплотнения с уплотнительными кольцами (см. рис. 5), особенно для систем высокого давления.Этот тип соединения не только менее герметичен, чем одностенное раструбное соединение, поскольку в нем используются эластомерные уплотнения, но и более универсален — его можно формировать на конце гидравлической трубы любого распространенного типа.Это предоставляет производителям труб более широкие возможности для цепочки поставок и лучшие долгосрочные экономические показатели.
Промышленная история полна примеров, когда традиционные продукты укоренялись в то время, когда рынку трудно изменить направление.Конкурирующему продукту, даже значительно более дешевому и отвечающему всем требованиям оригинального продукта, может быть трудно закрепиться на рынке, если возникнут подозрения.Обычно это происходит, когда агент по закупкам или назначенный инженер рассматривает нетрадиционную замену существующего продукта.Немногие готовы рискнуть быть обнаруженными.
В некоторых случаях изменения могут быть не просто нужны, а необходимы.Пандемия COVID-19 привела к неожиданным изменениям в доступности труб определенных типов и размеров для стальных трубопроводов для жидкостей.Затронутые области продукции — это те, которые используются в автомобилестроении, электротехнике, тяжелом оборудовании и любых других отраслях производства труб, в которых используются линии высокого давления, особенно гидравлические линии.
Этот пробел можно заполнить с меньшими общими затратами, если рассмотреть устоявшийся, но нишевый тип стальной трубы.Выбор правильного продукта для приложения требует некоторых исследований, чтобы определить совместимость жидкости, рабочее давление, механическую нагрузку и тип соединения.
Более пристальный взгляд на спецификации показывает, что J356A может быть эквивалентен настоящему J525.Несмотря на пандемию, он по-прежнему доступен по более низкой цене через проверенную цепочку поставок.Если решение проблем с окончательной формой менее трудоемко, чем поиск J525, это может помочь OEM-производителям решить логистические проблемы в эпоху COVID-19 и в последующий период.
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 于1990 Tube & Pipe Journal стал первым журналом, посвященным индустрии металлических труб в 1990 году. Tube & Pipe Journal стал первым журналом, посвященным индустрии металлических труб в 1990 году.Сегодня он остается единственным отраслевым изданием в Северной Америке и стал самым надежным источником информации для профессионалов трубной отрасли.
Теперь с полным доступом к цифровому изданию The FABRICATOR вы получаете легкий доступ к ценным отраслевым ресурсам.
Цифровое издание The Tube & Pipe Journal теперь полностью доступно, обеспечивая легкий доступ к ценным отраслевым ресурсам.
Получите полный цифровой доступ к журналу STAMPING Journal, в котором представлены новейшие технологии, передовой опыт и отраслевые новости для рынка штамповки металлов.
Теперь с полным цифровым доступом к The Fabricator en Español у вас есть легкий доступ к ценным отраслевым ресурсам.