Redaktörens anmärkning: Denna artikel är den andra i en tvådelad serie på marknaden och tillverkning av vätskeöverföringsledningar med liten diameter för högtryckstillämpningar.Det första avsnittet diskuterar den inhemska tillgängligheten av konventionella produkter för dessa applikationer, som är sällsynta.Den andra delen diskuterar två icke-traditionella produkter på denna marknad.
De två typerna av svetsade hydraulrör som utsetts av Society of Automotive Engineers – SAE-J525 och SAE-J356A – delar en gemensam källa, liksom deras skriftliga specifikationer.Platta stålband skärs till på bredden och formas till rör genom profilering.Efter att bandets kanter har polerats med ett flänsverktyg, värms röret upp genom högfrekvent motståndssvetsning och smids mellan tryckvalsar för att bilda en svets.Efter svetsning tas OD-graden bort med en hållare, som vanligtvis är gjord av volframkarbid.Identifieringsblixten tas bort eller justeras till maximal designhöjd med hjälp av låsverktyget.
Beskrivningen av denna svetsprocess är generell och det finns många små processskillnader i faktisk produktion (se figur 1).Men de delar många mekaniska egenskaper.
Rörbrott och vanliga brottlägen kan delas in i drag- och trycklaster.I de flesta material är dragspänningen lägre än tryckspänningen.De flesta material är dock mycket starkare i kompression än i spänning.Betong är ett exempel.Den är mycket komprimerbar, men om den inte är gjuten med ett internt nätverk av armeringsjärn (armeringsjärn) är den lätt att bryta.Av denna anledning testas stål för att bestämma dess slutliga draghållfasthet (UTS).Alla tre hydraulslangstorlekarna har samma krav: 310 MPa (45 000 psi) UTS.
På grund av tryckrörens förmåga att motstå hydrauliskt tryck kan ett separat beräknings- och feltest, känt som sprängtest, krävas.Beräkningar kan användas för att bestämma det teoretiska slutliga sprängtrycket, med hänsyn tagen till väggtjocklek, UTS och materialets ytterdiameter.Eftersom J525-slangar och J356A-slangar kan vara av samma storlek, är den enda variabeln UTS.Ger en typisk draghållfasthet på 50 000 psi med ett prediktivt sprängtryck på 0,500 x 0,049 tum. Slangen är densamma för båda produkterna: 10 908 psi.
Även om de beräknade förutsägelserna är desamma, beror en skillnad i praktisk tillämpning på den faktiska väggtjockleken.På J356A är den invändiga graden justerbar till en maximal storlek beroende på rördiametern enligt beskrivningen i specifikationen.För avgradade J525-produkter minskar avgradningsprocessen typiskt avsiktligt innerdiametern med cirka 0,002 tum, vilket resulterar i lokal väggförtunning i svetszonen.Även om väggtjockleken fylls med efterföljande kallbearbetning, kan restspänningen och kornorienteringen skilja sig från basmetallen, och väggtjockleken kan vara något tunnare än det jämförbara röret som specificeras i J356A.
Beroende på slutanvändningen av röret måste invändiga grader avlägsnas eller tillplattas (eller tillplattas) för att eliminera potentiella läckagevägar, huvudsakligen enväggs utvidgade ändformer.Även om J525 vanligtvis tros ha ett smidigt ID och därför inte läcker, är detta en missuppfattning.J525-slangar kan utveckla ID-ränder på grund av felaktig kallbearbetning, vilket resulterar i läckor vid anslutningen.
Börja grada genom att skära (eller skrapa) svetssträngen från väggen med innerdiameter.Rengöringsverktyget är fäst på en dorn som stöds av rullar inuti röret, precis bakom svetsstationen.Medan rengöringsverktyget tog bort svetssträngen rullade rullarna oavsiktligt över en del av svetsstänket, vilket fick det att träffa ytan på rörets ID (se figur 2).Detta är ett problem för lätt bearbetade rör som svarvade eller slipade rör.
Att ta bort blixten från röret är inte lätt.Skärprocessen förvandlar glittret till en lång, trasslig sträng av vasst stål.Även om borttagning är ett krav, är borttagning ofta en manuell och ofullkomlig process.Sektioner av halsduksrör lämnar ibland rörtillverkarens territorium och skickas till kunder.
Ris.1. SAE-J525-materialet är massproducerat, vilket kräver betydande investeringar och arbete.Liknande rörformade produkter tillverkade med SAE-J356A är helt bearbetade i in-line glödgningsrörkvarnar, så det är mer effektivt.
För mindre rör, såsom vätskeledningar mindre än 20 mm i diameter, är ID-gradning vanligtvis inte lika viktig eftersom dessa diametrar inte kräver ett ytterligare ID-finishingsteg.Den enda varningen är att slutanvändaren bara behöver överväga om en konsekvent blixtkontrollhöjd kommer att skapa ett problem.
ID flamkontroll excellens börjar med exakt bandkonditionering, skärning och svetsning.Faktum är att råmaterialegenskaperna för J356A måste vara strängare än J525 eftersom J356A har fler restriktioner för kornstorlek, oxidinneslutningar och andra ståltillverkningsparametrar på grund av den kalla limningsprocessen.
Slutligen kräver ID-svetsning ofta kylvätska.De flesta system använder samma kylvätska som strängverktyget, men det kan skapa problem.Trots att de är filtrerade och avfettade innehåller kylmedel från kvarn ofta betydande mängder metallpartiklar, olika oljor och oljor och andra föroreningar.Därför kräver J525-slangen en hett kaustisk tvättcykel eller annat likvärdigt rengöringssteg.
Kondensorer, bilsystem och andra liknande system kräver rengöring av rörledningar, och lämplig rengöring kan göras vid bruket.J356A lämnar fabriken med en ren borrning, kontrollerad fukthalt och minimala rester.Slutligen är det vanligt att fylla varje rör med en inert gas för att förhindra korrosion och försegla ändarna före transport.
J525-rör normaliseras efter svetsning och kallbearbetas (drags).Efter kallbearbetning normaliseras röret igen för att uppfylla alla mekaniska krav.
Normaliseringen, tråddragningen och andra normaliseringsstegen kräver transport av röret till ugnen, till dragstationen och tillbaka till ugnen.Beroende på detaljerna för operationen kräver dessa steg andra separata delsteg som pekning (före målning), etsning och uträtning.Dessa steg är kostsamma och kräver betydande tid, arbetskraft och pengar.Kalldragna rör är förknippade med 20 % spill i produktionen.
J356A-röret normaliseras vid valsverket efter svetsning.Röret berör inte marken och går från de första formningsstegen till det färdiga röret i en kontinuerlig sekvens av steg i valsverket.Svetsade rör som J356A har 10 % svinn i produktionen.Allt annat lika innebär det att J356A-lampor är billigare att tillverka än J525-lampor.
Även om egenskaperna hos dessa två produkter är likartade är de inte desamma ur metallurgisk synvinkel.
Kalldragna J525-rör kräver två preliminära normaliseringsbehandlingar: efter svetsning och efter dragning.Normaliseringstemperaturer (1650°F eller 900°C) resulterar i bildandet av ytoxider, som vanligtvis avlägsnas med mineralsyra (vanligtvis svavelsyra eller saltsyra) efter glödgning.Betning har stor miljöpåverkan vad gäller luftutsläpp och metallrika avfallsströmmar.
Dessutom leder normaliseringen av temperaturen i den reducerande atmosfären i rullhärdsugnen till förbrukningen av kol på stålets yta.Denna process, avkolning, lämnar ett ytskikt som är mycket svagare än det ursprungliga materialet (se figur 3).Detta är särskilt viktigt för tunnväggiga rör.Vid 0,030 tum väggtjocklek kommer även ett litet 0,003 tum avkolningsskikt att minska den effektiva väggen med 10 %.Sådana försvagade rör kan gå sönder på grund av stress eller vibrationer.
Figur 2. Ett ID-rengöringsverktyg (ej visat) stöds av rullar som rör sig längs rörets ID.Bra rulldesign minskar mängden svetsstänk som rullar in i rörväggen.Nielsen verktyg
J356-rör bearbetas i omgångar och kräver glödgning i en rullhärdsugn, men detta är inte begränsat till.Varianten, J356A, är helt bearbetad i ett valsverk med inbyggd induktion, en uppvärmningsprocess som är mycket snabbare än en valsugn.Detta förkortar glödgningstiden och minskar därigenom möjlighetsfönstret för avkolning från minuter (eller till och med timmar) till sekunder.Detta ger J356A enhetlig glödgning utan oxid eller avkolning.
Slangar som används för hydraulledningar måste vara tillräckligt flexibla för att böjas, expanderas och formas.Böjningar är nödvändiga för att få hydraulvätskan från punkt A till punkt B, som passerar genom olika böjar och svängar längs vägen, och utvidgning är nyckeln till att tillhandahålla en ändanslutningsmetod.
I en situation med kyckling eller ägg konstruerades skorstenar för enkelväggiga brännaranslutningar (och har således en jämn innerdiameter), eller det omvända kan ha inträffat.I det här fallet passar rörets inre yta tätt mot stiftkontaktens uttag.För att säkerställa en tät metall-till-metall-koppling måste rörets yta vara så slät som möjligt.Detta tillbehör dök upp på 1920-talet för den begynnande US Air Force Air Division.Detta tillbehör blev senare den vanliga 37-graders flare som används flitigt idag.
Sedan början av covid-19-perioden har utbudet av dragna rör med jämna innerdiametrar minskat avsevärt.Tillgängligt material tenderar att ha längre leveranstider än tidigare.Denna förändring i försörjningskedjor kan åtgärdas genom att omforma ändanslutningar.Till exempel är en offertförfrågan som kräver en enkelväggsbrännare och specificerar J525 en kandidat för att ersätta en dubbelväggig brännare.Alla typer av hydraulrör kan användas med denna ändkoppling.Detta öppnar möjligheter för att använda J356A.
Förutom flänsanslutningar är mekaniska tätningar med o-ringar också vanliga (se figur 5), speciellt för högtryckssystem.Denna typ av anslutning är inte bara mindre läckagetät än en enkelväggig fläns eftersom den använder elastomeriska tätningar, utan den är också mer mångsidig – den kan formas i änden av alla vanliga typer av hydraulrör.Detta ger rörtillverkare större möjligheter till leveranskedjan och bättre långsiktig ekonomisk prestanda.
Industrihistorien är full av exempel på att traditionella produkter slagit rot i en tid då det är svårt för marknaden att ändra riktning.En konkurrerande produkt – även en som är betydligt billigare och uppfyller originalproduktens alla krav – kan vara svår att få fotfäste på marknaden om misstankar uppstår.Detta händer vanligtvis när en inköpsagent eller utsedd ingenjör överväger en icke-traditionell ersättning för en befintlig produkt.Få är villiga att riskera att bli upptäckta.
I vissa fall kan förändringar inte bara vara nödvändiga, utan nödvändiga.COVID-19-pandemin har resulterat i oväntade förändringar i tillgängligheten av vissa rörtyper och storlekar för vätskerör av stål.De berörda produktområdena är de som används inom bil-, el-, tung utrustning och alla andra rörtillverkningsindustrier som använder högtrycksledningar, särskilt hydraulledningar.
Denna lucka kan fyllas till en lägre total kostnad genom att överväga en etablerad men nisch typ av stålrör.Att välja rätt produkt för en applikation kräver en del forskning för att fastställa vätskekompatibilitet, driftstryck, mekanisk belastning och anslutningstyp.
En närmare titt på specifikationerna visar att J356A kan motsvara den riktiga J525.Trots pandemin är den fortfarande tillgänglig till ett lägre pris genom en beprövad leveranskedja.Om det är mindre arbetsintensivt att lösa problem med den slutliga formen än att hitta J525, kan det hjälpa OEM-tillverkare att lösa logistiska utmaningar under covid-19-eran och därefter.
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 blev den första tidningen dedikerad till metallrörsindustrin 1990.Idag är det fortfarande den enda branschpublikationen i Nordamerika och har blivit den mest pålitliga informationskällan för yrkesverksamma inom rörindustrin.
Nu med full tillgång till The FABRICATOR digital edition, enkel tillgång till värdefulla branschresurser.
Den digitala utgåvan av The Tube & Pipe Journal är nu fullt tillgänglig, vilket ger enkel tillgång till värdefulla industriresurser.
Få full digital tillgång till STAMPING Journal, med den senaste tekniken, bästa praxis och branschnyheter för metallstämpelmarknaden.
Nu med full digital tillgång till The Fabricator en Español har du enkel tillgång till värdefulla branschresurser.