Opomba urednika: Ta članek je drugi v dvodelni seriji o trgu in proizvodnji cevi za prenos tekočin majhnega premera za visokotlačne aplikacije. Prvi del obravnava domačo razpoložljivost konvencionalnih izdelkov za te aplikacije, ki so redke. Drugi del obravnava dva netradicionalna izdelka na tem trgu.
Dve vrsti varjenih hidravličnih cevi, ki jih je določilo Društvo avtomobilskih inženirjev – SAE-J525 in SAE-J356A – imata skupni vir, prav tako njuni pisni specifikaciji. Ploščati jekleni trakovi se razrežejo na širino in s profiliranjem oblikujejo v cevi. Po poliranju robov traku z rebrastim orodjem se cev segreje z visokofrekvenčnim uporovnim varjenjem in kuje med tlačnimi valji, da se tvori zvar. Po varjenju se zunanji premer odstrani z držalom, ki je običajno izdelano iz volframovega karbida. Identifikacijska bliskavica se odstrani ali nastavi na največjo konstrukcijsko višino z orodjem za zaklepanje.
Opis tega varilnega postopka je splošen in v dejanski proizvodnji obstaja veliko majhnih razlik med postopki (glej sliko 1). Vendar pa imajo veliko skupnih mehanskih lastnosti.
Poškodbe cevi in ​​pogoste načine odpovedi lahko razdelimo na natezne in tlačne obremenitve. Pri večini materialov je natezna napetost nižja od tlačne napetosti. Vendar pa je večina materialov veliko močnejših pri stiskanju kot pri nategu. Beton je primer. Je zelo stisljiv, vendar se zlahka zlomi, če ni oblikovan z notranjo mrežo armaturnih palic. Zaradi tega se jeklo preizkuša na natezno trdnost, da se določi njegova končna natezna trdnost (UTS). Vse tri velikosti hidravličnih cevi imajo enake zahteve: 310 MPa (45.000 psi) UTS.
Zaradi sposobnosti tlačnih cevi, da prenesejo hidravlični tlak, bo morda potreben ločen izračun in preskus porušitve, znan kot preskus porušitve. Izračuni se lahko uporabijo za določitev teoretičnega končnega tlaka porušitve, pri čemer se upošteva debelina stene, natezna trdnost (UTS) in zunanji premer materiala. Ker sta cevi J525 in J356A lahko enake velikosti, je edina spremenljivka UTS. Zagotavlja tipično natezno trdnost 50.000 psi z napovednim tlakom porušitve 0,500 x 0,049 palca. Cev je za oba izdelka enaka: 10.908 psi.
Čeprav so izračunane napovedi enake, je ena razlika v praktični uporabi posledica dejanske debeline stene. Pri J356A je notranje zarobljeno robljenje nastavljivo na največjo velikost, odvisno od premera cevi, kot je opisano v specifikaciji. Pri izdelkih J525 brez zarobljenega robljenja postopek odstranjevanja zarobljenega roba običajno namerno zmanjša notranji premer za približno 0,002 palca, kar povzroči lokalno stanjšanje stene v varilnem območju. Čeprav se debelina stene zapolni z naknadno hladno obdelavo, se lahko preostala napetost in orientacija zrn razlikujeta od osnovne kovine, debelina stene pa je lahko nekoliko tanjša od primerljive cevi, določene v J356A.
Glede na končno uporabo cevi je treba odstraniti ali sploščiti notranje robove, da se odpravijo morebitne poti puščanja, predvsem pri enojnih razširjenih koncih. Čeprav velja splošno prepričanje, da ima cev J525 gladek notranji premer in zato ne pušča, je to zmotno prepričanje. Cevi J525 lahko zaradi nepravilne hladne obdelave razvijejo proge na notranjem premeru, kar povzroči puščanje na priključku.
Začnite odstranjevanje robov z odrezanjem (ali strganjem) zvarne kroglice z notranje stene. Čistilno orodje je pritrjeno na trn, ki ga podpirajo valji znotraj cevi, tik za varilno postajo. Medtem ko je čistilno orodje odstranjevalo zvarno kroglico, so valji nenamerno prevrnili nekaj varilnih brizg, zaradi česar so te zadele površino notranjega premera cevi (glejte sliko 2). To je težava pri rahlo obdelanih ceveh, kot so stružene ali brušene cevi.
Odstranjevanje bliskavice iz cevi ni enostavno. Postopek rezanja spremeni bleščice v dolgo, zapleteno vrvico ostrega jekla. Čeprav je odstranitev potrebna, je pogosto ročen in nepopoln postopek. Odseki cevk z zavihki včasih zapustijo območje proizvajalca cevi in ​​se pošljejo strankam.
Riž. 1. Material SAE-J525 se proizvaja množično, kar zahteva znatne naložbe in delovno silo. Podobni cevasti izdelki, izdelani z uporabo SAE-J356A, so v celoti obdelani v linijskih žarilnih mlinih za cevi, zato so učinkovitejši.
Pri manjših ceveh, kot so tekočinske cevi s premerom manj kot 20 mm, odstranjevanje zarobkov na notranji strani običajno ni tako pomembno, saj ti premeri ne zahtevajo dodatnega koraka obdelave notranje strani. Edina omejitev je, da mora končni uporabnik upoštevati le, ali bo dosledna višina nadzora bliskavice povzročila težavo.
Odličnost pri nadzoru plamena ID se začne z natančno kondicioniranjem traku, rezanjem in varjenjem. Pravzaprav morajo biti lastnosti surovine J356A strožje kot J525, ker ima J356A zaradi postopka hladnega kalibriranja več omejitev glede velikosti zrn, vključkov oksidov in drugih parametrov proizvodnje jekla.
Končno, notranje varjenje pogosto zahteva hladilno tekočino. Večina sistemov uporablja isto hladilno tekočino kot orodje za varjenje z varjenjem, vendar lahko to povzroči težave. Kljub filtriranju in razmaščevanju hladilne tekočine za mlinčke pogosto vsebujejo znatne količine kovinskih delcev, različnih olj in olj ter drugih onesnaževalcev. Zato cev J525 zahteva cikel pranja z vročo kavstično raztopino ali drug enakovreden korak čiščenja.
Kondenzatorji, avtomobilski sistemi in drugi podobni sistemi zahtevajo čiščenje cevi, ustrezno čiščenje pa je mogoče opraviti v tovarni. J356A zapusti tovarno s čisto izvrtino, nadzorovano vsebnostjo vlage in minimalnimi ostanki. Nazadnje je običajna praksa, da se vsaka cev napolni z inertnim plinom, da se prepreči korozija in zatesnijo konci pred odpremo.
Cevi J525 so po varjenju normalizirane in nato hladno obdelane (vlečene). Po hladni obdelavi se cev ponovno normalizira, da izpolnjuje vse mehanske zahteve.
Normalizacija, vlečenje žice in druga normalizacija zahtevajo transport cevi do peči, do vlečne postaje in nazaj do peči. Glede na posebnosti postopka ti koraki zahtevajo druge ločene podkorake, kot so fugiranje (pred barvanjem), jedkanje in ravnanje. Ti koraki so dragi in zahtevajo veliko časa, dela in denarja. Hladno vlečene cevi so povezane z 20-odstotno stopnjo odpadkov v proizvodnji.
Cev J356A se po varjenju normalizira v valjarni. Cev se ne dotika tal in potuje od začetnih korakov oblikovanja do končne cevi v neprekinjenem zaporedju korakov v valjarni. Varjene cevi, kot je J356A, imajo 10-odstotni izpad v proizvodnji. Če so vse ostale stvari enake, to pomeni, da so sijalke J356A cenejše za proizvodnjo kot sijalke J525.
Čeprav sta lastnosti teh dveh izdelkov podobni, z metalurškega vidika nista enaka.
Hladno vlečene cevi J525 zahtevajo dve predhodni normalizacijski obdelavi: po varjenju in po vlečenju. Normalizacijske temperature (1650 °F ali 900 °C) povzročijo nastanek površinskih oksidov, ki se po žarjenju običajno odstranijo z mineralno kislino (običajno žveplovo ali klorovodikovo). Dekapiranje ima velik vpliv na okolje v smislu emisij v zrak in odpadkov, bogatih s kovinami.
Poleg tega normalizacija temperature v redukcijski atmosferi valjčne peči vodi do porabe ogljika na površini jekla. Ta postopek, razogljičenje, pusti površinsko plast, ki je veliko šibkejša od prvotnega materiala (glej sliko 3). To je še posebej pomembno za tankostenske cevi. Pri debelini stene 0,030″ bo že majhna plast razogljičenja 0,003″ zmanjšala efektivno steno za 10 %. Takšne oslabljene cevi lahko odpovedo zaradi napetosti ali vibracij.
Slika 2. Orodje za čiščenje notranjega premera (ni prikazano) je podprto z valji, ki se premikajo vzdolž notranjega premera cevi. Dobra zasnova valjev zmanjša količino varilnih brizg, ki se skotalijo v steno cevi. Nielsen orodja
Cevi J356 se obdelujejo v serijah in zahtevajo žarjenje v valjčni peči, vendar to ni omejeno na. Različica J356A je v celoti obdelana v valjarni z vgrajeno indukcijo, procesom segrevanja, ki je veliko hitrejši kot v valjčni peči. To skrajša čas žarjenja in s tem zoži čas za razogljičenje z minut (ali celo ur) na sekunde. To zagotavlja enakomerno žarjenje cevi J356A brez oksidacije ali razogljičenja.
Cevi, ki se uporabljajo za hidravlične vode, morajo biti dovolj prožne, da jih je mogoče upogibati, raztezati in oblikovati. Za prenos hidravlične tekočine od točke A do točke B so potrebni ovinki, ki na poti potekajo skozi različne ovinke in zavoje, razširitev pa je ključ do zagotavljanja končne povezave.
V situaciji, ko gre za kokoš ali jajce, so bili dimniki zasnovani za enostenske priključke gorilnikov (zato imajo gladek notranji premer) ali pa je prišlo do obratnega. V tem primeru se notranja površina cevi tesno prilega vtičnici priključka. Da bi zagotovili tesno povezavo kovina-kovina, mora biti površina cevi čim bolj gladka. Ta dodatek se je pojavil v dvajsetih letih prejšnjega stoletja za nastajajočo letalsko divizijo ameriških zračnih sil. Ta dodatek je kasneje postal standardni 37-stopinjski razširitveni element, ki se danes pogosto uporablja.
Od začetka obdobja COVID-19 se je dobava vlečenih cevi z gladkimi notranjimi premeri znatno zmanjšala. Razpoložljivi materiali imajo običajno daljše dobavne roke kot v preteklosti. To spremembo v dobavnih verigah je mogoče obravnavati s preoblikovanjem končnih priključkov. Na primer, RFQ, ki zahteva enostenski gorilnik in določa, da je J525 kandidat za zamenjavo dvostenskega gorilnika. S tem končnim priključkom se lahko uporabi katera koli vrsta hidravlične cevi. To odpira možnosti za uporabo J356A.
Poleg razširitvenih priključkov so pogosta tudi mehanska tesnila z O-tesnili (glej sliko 5), zlasti za visokotlačne sisteme. Ta vrsta priključka ni le manj tesna kot enostenski razširitveni priključki, ker uporablja elastomerna tesnila, ampak je tudi bolj vsestranska – lahko se oblikuje na koncu katere koli običajne vrste hidravlične cevi. To proizvajalcem cevi zagotavlja večje možnosti v dobavni verigi in boljšo dolgoročno ekonomsko uspešnost.
Industrijska zgodovina je polna primerov tradicionalnih izdelkov, ki se uveljavijo v času, ko je za trg težko spremeniti smer. Konkurenčen izdelek – tudi tisti, ki je bistveno cenejši in izpolnjuje vse zahteve originalnega izdelka – se lahko težko uveljavi na trgu, če se pojavi sum. To se običajno zgodi, ko nabavni agent ali dodeljeni inženir razmišlja o netradicionalni zamenjavi za obstoječi izdelek. Le redki so pripravljeni tvegati, da jih odkrijejo.
V nekaterih primerih spremembe morda niso le potrebne, ampak nujne. Pandemija COVID-19 je povzročila nepričakovane spremembe v razpoložljivosti nekaterih vrst in velikosti cevi za jeklene cevovode za tekočine. Prizadeta področja izdelkov so tista, ki se uporabljajo v avtomobilski, elektro, težki opremi in vseh drugih industrijah proizvodnje cevi, ki uporabljajo visokotlačne cevi, zlasti hidravlične cevi.
To vrzel je mogoče zapolniti z nižjimi skupnimi stroški z upoštevanjem uveljavljene, a nišne vrste jeklene cevi. Izbira pravega izdelka za določeno uporabo zahteva nekaj raziskav za določitev združljivosti tekočin, delovnega tlaka, mehanske obremenitve in vrste priključka.
Podrobnejši pregled specifikacij kaže, da je J356A lahko enakovreden pravemu J525. Kljub pandemiji je še vedno na voljo po nižji ceni prek preizkušene dobavne verige. Če je reševanje težav s končno obliko manj delovno intenzivno kot iskanje J525, bi to lahko pomagalo proizvajalcem originalne opreme (OEM) pri reševanju logističnih izzivov v času COVID-19 in po njem.
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。 Revija za cevi in ​​cevi, leto 1990 Tube & Pipe Journal je bil leta 1990 prva revija, posvečena industriji kovinskih cevi. Revija Tube & Pipe Journal je leta 1990 postala prva revija, posvečena industriji kovinskih cevi.Danes ostaja edina industrijska publikacija v Severni Ameriki in je postala najbolj zaupanja vreden vir informacij za strokovnjake v cevni industriji.
Zdaj s polnim dostopom do digitalne izdaje The FABRICATOR, enostaven dostop do dragocenih industrijskih virov.
Digitalna izdaja revije The Tube & Pipe Journal je zdaj v celoti dostopna in omogoča enostaven dostop do dragocenih industrijskih virov.
Pridobite poln digitalni dostop do revije STAMPING, ki vsebuje najnovejšo tehnologijo, najboljše prakse in novice iz industrije za trg žigosanja kovin.
Zdaj s polnim digitalnim dostopom do The Fabricator en Español imate enostaven dostop do dragocenih industrijskih virov.