Примітка редактора: ця стаття є другою в серії з двох частин про ринок і виробництво ліній передачі рідини малого діаметра для застосувань під високим тиском.У першому розділі обговорюється наявність традиційних продуктів для цих застосувань, які є рідкісними, всередині країни.У другій частині розглядаються два нетрадиційні продукти на цьому ринку.
Два типи зварних гідравлічних труб, визначених Товариством автомобільних інженерів – SAE-J525 та SAE-J356A – мають спільне джерело, як і їхні письмові специфікації.Плоскі сталеві стрічки нарізають по ширині та формують у труби шляхом профілювання.Після того, як краї смуги відполіровані ребристим інструментом, труба нагрівається високочастотним контактним зварюванням і проковується між притискними валками для утворення зварного шва.Після зварювання задирки OD знімають за допомогою тримача, який зазвичай виготовляють із карбіду вольфраму.Ідентифікаційний спалах знімається або регулюється на максимальну проектну висоту за допомогою фіксатора.
Опис цього процесу зварювання є загальним, і існує багато невеликих відмінностей у фактичному виробництві (див. Малюнок 1).Однак вони мають багато спільних механічних властивостей.
Пошкодження труб і загальні види поломок можна розділити на навантаження на розтяг і стиснення.У більшості матеріалів напруга розтягування нижча, ніж напруга стиску.Однак більшість матеріалів набагато міцніші на стиск, ніж на розтяг.Прикладом є бетон.Він дуже стисливий, але якщо його не формувати з внутрішньою мережею арматурних стержнів (арматурних стрижнів), його легко зламати.З цієї причини сталь проходить випробування на розрив, щоб визначити її межу міцності на розрив (UTS).Всі три розміри гідравлічних шлангів мають однакові вимоги: 310 МПа (45 000 psi) UTS.
Через здатність напірних труб витримувати гідравлічний тиск може знадобитися окремий розрахунок і випробування на відмову, відоме як випробування на розрив.Розрахунки можна використовувати для визначення теоретичного граничного тиску розриву з урахуванням товщини стінки, UTS і зовнішнього діаметра матеріалу.Оскільки трубки J525 і трубки J356A можуть мати однаковий розмір, єдиною змінною є UTS.Забезпечує типову міцність на розрив 50 000 фунтів на кв.
Хоча розрахункові прогнози однакові, одна відмінність у практичному застосуванні пов’язана з фактичною товщиною стінки.На J356A максимальний розмір внутрішнього бора регулюється залежно від діаметра труби, як описано в специфікації.Для виробів J525 із видаленими задирками процес зняття задирок зазвичай навмисно зменшує внутрішній діаметр приблизно на 0,002 дюйма, що призводить до локального потоншення стінки в зоні зварювання.Незважаючи на те, що товщина стінки наповнюється подальшою холодною обробкою, залишкова напруга та орієнтація зерна можуть відрізнятися від основного металу, а товщина стінки може бути трохи меншою, ніж у аналогічної труби, зазначеної в J356A.
Залежно від кінцевого використання труби, внутрішню задирку необхідно видалити або розрівняти (або розплющити), щоб усунути потенційні шляхи витоку, головним чином одностінних розвальцьованих кінців.Хоча прийнято вважати, що J525 має гладкий ідентифікатор і тому не витікає, це помилкова думка.На трубках J525 можуть утворюватися ідентифікаційні смуги через неправильну холодну обробку, що призводить до витоків у з’єднанні.
Почніть видалення задирок, відрізавши (або зішкребши) зварювальний шов від стінки внутрішнього діаметра.Інструмент для чищення прикріплений до оправки, що підтримується роликами всередині труби, відразу за зварювальним постом.Поки інструмент для чищення видаляв зварювальний шов, ролики ненавмисно перекотилися на частину зварювальних бризок, в результаті чого вони вдарилися по поверхні труби (див. Малюнок 2).Це проблема для легко оброблених труб, таких як точені або хонінговані труби.
Зняти спалах з трубки непросто.Процес різання перетворює блискітки на довгу заплутану нитку гострої сталі.Хоча видалення є вимогою, видалення часто є ручним і недосконалим процесом.Відрізки шарфових труб іноді залишають територію виробника труб і відправляються клієнтам.
Рис.1. Матеріал SAE-J525 виробляється масово, що вимагає значних інвестицій і праці.Подібні трубчасті вироби, виготовлені з використанням SAE-J356A, повністю обробляються на трубопрокатних станах із відпалом, тому вони більш ефективні.
Для менших труб, таких як рідинні лінії діаметром менше 20 мм, видалення задирок з внутрішнього боку зазвичай не настільки важливе, оскільки ці діаметри не вимагають додаткового етапу обробки з внутрішньої сторони.Єдине застереження полягає в тому, що кінцевому користувачеві потрібно лише розглянути, чи не створюватиме проблему постійна висота керування спалахом.
Досконалість контролю полум'я ID починається з точного кондиціонування стрічки, різання та зварювання.Насправді властивості сировини J356A повинні бути суворішими, ніж J525, оскільки J356A має більше обмежень щодо розміру зерна, оксидних включень та інших параметрів виробництва сталі через холодний процес проклейки.
Нарешті, для внутрішнього зварювання часто потрібна охолоджуюча рідина.Більшість систем використовують ту саму охолоджуючу рідину, що й валки, але це може створити проблеми.Незважаючи на фільтрацію та знежирення, охолоджувачі млинів часто містять значну кількість частинок металу, різних масел і масел та інших забруднень.Таким чином, трубка J525 потребує циклу промивання гарячою їдкою речовиною або іншого еквівалентного етапу очищення.
Конденсатори, автомобільні системи та інші подібні системи вимагають очищення трубопроводів, і відповідне очищення можна зробити на заводі.J356A виходить із заводу з чистим отвором, контрольованим вмістом вологи та мінімальними залишками.Нарешті, це звичайна практика заповнювати кожну трубку інертним газом, щоб запобігти корозії та закрити кінці перед транспортуванням.
Труби J525 нормалізуються після зварювання, а потім холодної обробки (витягування).Після холодної обробки труба знову нормалізується, щоб відповідати всім механічним вимогам.
Етапи нормалізації, волочіння дроту та другого нормалізації вимагають транспортування труби до печі, до станції волочіння та назад у піч.Залежно від специфіки операції, ці кроки вимагають інших окремих підетапів, таких як наведення (перед фарбуванням), травлення та випрямлення.Ці кроки дорогі і вимагають значних часових, трудових і грошових ресурсів.Холоднотягнуті труби пов'язані з 20% відходами виробництва.
Труба J356A нормалізується на прокатному стані після зварювання.Труба не торкається землі і рухається від початкових етапів формування до готової труби в безперервній послідовності кроків у прокатному стані.Зварні труби, такі як J356A, мають 10% відходів у виробництві.За інших рівних умов це означає, що лампи J356A дешевші у виробництві, ніж лампи J525.
Хоча властивості цих двох продуктів подібні, вони не однакові з металургійної точки зору.
Холоднотягнуті труби J525 вимагають двох попередніх нормалізуючих обробок: після зварювання та після волочіння.Температура нормалізації (1650°F або 900°C) призводить до утворення поверхневих оксидів, які зазвичай видаляються мінеральною кислотою (як правило, сірчаною або соляною) після відпалу.Травлення має великий вплив на навколишнє середовище з точки зору викидів у повітря та потоків багатих металами відходів.
Крім того, нормалізація температури у відновній атмосфері печі з роликовим подом призводить до витрати вуглецю на поверхні сталі.Цей процес, зневуглецювання, залишає поверхневий шар, який набагато слабший, ніж вихідний матеріал (див. Малюнок 3).Це особливо важливо для тонкостінних труб.При товщині стінки 0,030 дюйма навіть невеликий шар обезуглерожування 0,003 дюйма зменшить ефективну стінку на 10%.Такі ослаблені труби можуть вийти з ладу через напругу або вібрацію.
Рисунок 2. Інструмент для очищення внутрішнього діаметра (не показано) підтримується роликами, які рухаються вздовж внутрішнього діаметра труби.Хороша конструкція ролика зменшує кількість зварювальних бризок, які скочуються на стінку труби.Інструменти Nielsen
Труби J356 обробляються партіями і вимагають відпалу в печі з роликовим подом, але цим не обмежуються.Варіант J356A повністю обробляється на прокатному стані з використанням вбудованої індукції, процес нагрівання набагато швидший, ніж у печі з роликовим подом.Це скорочує час відпалу, тим самим звужуючи вікно можливостей для зневуглецювання з хвилин (або навіть годин) до секунд.Це забезпечує J356A рівномірний відпал без оксиду або обезуглерожування.
Труби, які використовуються для гідравлічних ліній, повинні бути достатньо гнучкими, щоб їх можна було згинати, розширювати та формувати.Вигини необхідні для того, щоб гідравлічна рідина проходила з точки А в точку Б, проходячи через різні вигини та повороти на цьому шляху, а розвальцьовування є ключовим для забезпечення методу кінцевого з’єднання.
У ситуації «курка чи яйце» димові труби були розроблені для одностінних з’єднань пальника (отже, мали рівний внутрішній діаметр), або могло статися навпаки.В цьому випадку внутрішня поверхня трубки щільно прилягає до гнізда штирьового роз'єму.Щоб забезпечити щільне з’єднання метал-метал, поверхня труби повинна бути максимально гладкою.Цей аксесуар з'явився в 1920-х роках для зароджуваної авіаційної дивізії ВПС США.Пізніше цей аксесуар став стандартним 37-градусним відблиском, який широко використовується сьогодні.
З початком періоду COVID-19 постачання тягових труб з гладким внутрішнім діаметром значно зменшилися.Доступні матеріали, як правило, мають довший час доставки, ніж у минулому.Цю зміну в ланцюгах постачання можна вирішити шляхом перепроектування кінцевих з’єднань.Наприклад, RFQ, який вимагає одностінний пальник і вказує, що J525 є кандидатом на заміну двостінного пальника.З цим кінцевим з’єднанням можна використовувати будь-який тип гідравлічної труби.Це відкриває можливості для використання J356A.
Крім розвальцьованих з’єднань, також поширені механічні ущільнювальні кільця (див. рис. 5), особливо для систем високого тиску.Цей тип з’єднання не тільки є менш герметичним, ніж одностінна труба, оскільки в ньому використовуються еластомерні ущільнювачі, але він також є більш універсальним — його можна сформувати на кінці будь-якого звичайного типу гідравлічної труби.Це надає виробникам труб більші можливості для ланцюга поставок і кращі довгострокові економічні показники.
Промислова історія сповнена прикладів того, як традиційні продукти пускають коріння в той час, коли ринку важко змінити напрямок.Конкуруючому продукту – навіть тому, який значно дешевший і відповідає всім вимогам оригінального продукту – може бути важко закріпитися на ринку, якщо виникнуть підозри.Зазвичай це трапляється, коли агент із закупівель або призначений інженер розглядає нетрадиційну заміну існуючого продукту.Мало хто готовий ризикнути бути виявленим.
У деяких випадках зміни можуть бути не просто необхідними, а необхідними.Пандемія COVID-19 призвела до неочікуваних змін у доступності певних типів і розмірів труб для сталевих труб для рідини.Уражені області продукції – це ті, що використовуються в автомобільній промисловості, електротехніці, важкому обладнанні та будь-якій іншій галузі виробництва труб, де використовуються лінії високого тиску, особливо гідравлічні лінії.
Цю прогалину можна заповнити за менших загальних витрат, якщо розглянути сталеву трубу, яка вже стала, але ніша.Вибір правильного продукту для застосування потребує певних досліджень, щоб визначити сумісність рідин, робочий тиск, механічне навантаження та тип з’єднання.
Уважніший розгляд специфікацій показує, що J356A може бути еквівалентним справжньому J525.Незважаючи на пандемію, він все ще доступний за нижчою ціною через перевірений ланцюг поставок.Якщо вирішення проблем із остаточною формою буде менш трудомістким, ніж пошук J525, це може допомогти виробникам комплектного обладнання вирішити логістичні проблеми в епоху COVID-19 і за її межами.
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 став першим журналом, присвяченим індустрії металевих труб у 1990 році. Tube & Pipe Journal став першим журналом, присвяченим промисловості металевих труб у 1990 році.Сьогодні це єдине галузеве видання в Північній Америці та стало найбільш надійним джерелом інформації для професіоналів трубної промисловості.
Тепер із повним доступом до цифрової версії The FABRICATOR, легким доступом до цінних галузевих ресурсів.
Цифрове видання The Tube & Pipe Journal тепер повністю доступне, що забезпечує легкий доступ до цінних галузевих ресурсів.
Отримайте повний цифровий доступ до STAMPING Journal, що містить найновіші технології, найкращі практики та галузеві новини для ринку металевого штампування.
Тепер із повним цифровим доступом до The Fabricator en Español у вас є легкий доступ до цінних галузевих ресурсів.