Redakteur se Nota: Hierdie artikel is die tweede in 'n tweedelige reeks oor die mark en vervaardiging van vloeistofoordraglyne met klein deursnee vir hoëdruktoepassings. Die eerste afdeling bespreek die binnelandse beskikbaarheid van konvensionele produkte vir hierdie toepassings, wat skaars is. Die tweede deel bespreek twee nie-tradisionele produkte in hierdie mark.
Die twee tipes gesweisde hidrouliese pype wat deur die Vereniging van Motoringenieurs aangewys is – SAE-J525 en SAE-J356A – deel 'n gemeenskaplike bron, asook hul geskrewe spesifikasies. Plat staalstroke word op breedte gesny en deur profilering in buise gevorm. Nadat die rande van die strook met 'n vingereedskap gepoleer is, word die pyp verhit deur hoëfrekwensie weerstandsweis en tussen drukrolle gesmee om 'n sweislas te vorm. Na sweising word die buitenste buis verwyder met 'n houer, wat gewoonlik van wolframkarbied gemaak is. Die identifikasieflits word verwyder of aangepas tot die maksimum ontwerphoogte met behulp van die sluitgereedskap.
Die beskrywing van hierdie sweisproses is algemeen, en daar is baie klein prosesverskille in werklike produksie (sien Figuur 1). Hulle deel egter baie meganiese eienskappe.
Pypmislukkings en algemene mislukkingsmodusse kan verdeel word in trek- en drukbelastings. In die meeste materiale is die trekspanning laer as die drukspanning. Die meeste materiale is egter baie sterker in kompressie as in spanning. Beton is 'n voorbeeld. Dit is hoogs saampersbaar, maar tensy dit met 'n interne netwerk van wapeningsstawe gevorm word, is dit maklik om te breek. Om hierdie rede word staal aan trektoetse onderwerp om sy uiteindelike treksterkte (UTS) te bepaal. Al drie hidrouliese slanggroottes het dieselfde vereistes: 310 MPa (45 000 psi) UTS.
As gevolg van die vermoë van drukpype om hidrouliese druk te weerstaan, mag 'n aparte berekening en falingstoets, bekend as 'n barstoets, nodig wees. Berekeninge kan gebruik word om die teoretiese uiteindelike barsdruk te bepaal, met inagneming van wanddikte, UTS en buitediameter van die materiaal. Omdat J525-buise en J356A-buise dieselfde grootte kan wees, is die enigste veranderlike UTS. Verskaf tipiese treksterkte van 50 000 psi met 'n voorspellende barsdruk van 0,500 x 0,049 duim. Die buise is dieselfde vir beide produkte: 10 908 psi.
Alhoewel die berekende voorspellings dieselfde is, is een verskil in praktiese toepassing te wyte aan die werklike wanddikte. Op die J356A is die interne maalplaat verstelbaar tot 'n maksimum grootte, afhangende van die pypdiameter soos beskryf in die spesifikasie. Vir ontbraamde J525-produkte verminder die ontbraamproses tipies doelbewus die binnediameter met ongeveer 0,002 duim, wat lei tot gelokaliseerde wandverdunning in die lasarea. Alhoewel die wanddikte gevul word met daaropvolgende koue bewerking, kan die oorblywende spanning en korreloriëntasie verskil van die basismetaal, en die wanddikte kan effens dunner wees as die vergelykbare pyp wat in J356A gespesifiseer word.
Afhangende van die eindgebruik van die pyp, moet interne braam verwyder of platgemaak word om potensiële lekpaaie uit te skakel, hoofsaaklik enkelwandige, geveerde eindvorms. Alhoewel daar algemeen geglo word dat J525 'n gladde binnekant het en dus nie lek nie, is dit 'n wanopvatting. J525-buise kan binnekantstrepe ontwikkel as gevolg van onbehoorlike koue bewerking, wat lei tot lekkasies by die verbinding.
Begin ontbraam deur die sweiskraal van die binneste deursnee-wand af te sny (of te skraap). Die skoonmaakgereedskap is aan 'n doorn vasgemaak wat deur rollers binne die pyp ondersteun word, net agter die sweisstasie. Terwyl die skoonmaakgereedskap die sweiskraal verwyder het, het die rollers per ongeluk oor van die sweisspatsels gerol, wat veroorsaak het dat dit die oppervlak van die pyp-ID tref (sien Figuur 2). Dit is 'n probleem vir liggies bewerkte pype soos gedraaide of geslypte pype.
Dit is nie maklik om die flits uit die buis te verwyder nie. Die snyproses verander die glitter in 'n lang, deurmekaar toutjie skerp staal. Terwyl verwydering 'n vereiste is, is verwydering dikwels 'n handmatige en onvolmaakte proses. Dele van serpbuise verlaat soms die buisvervaardiger se gebied en word na kliënte gestuur.
Rys. 1. SAE-J525-materiaal word massa-geproduseer, wat aansienlike belegging en arbeid vereis. Soortgelyke buisvormige produkte wat met SAE-J356A vervaardig word, word volledig in inlyn-uitgloeiingsbuismeulens gemasjineer, dus is dit meer doeltreffend.
Vir kleiner pype, soos vloeistoflyne met 'n deursnee van minder as 20 mm, is die ontbraam van die binnekant gewoonlik nie so belangrik nie, aangesien hierdie diameters nie 'n bykomende binnekant-afwerkingstap benodig nie. Die enigste voorbehoud is dat die eindgebruiker slegs hoef te oorweeg of 'n konsekwente flitsbeheerhoogte 'n probleem sal skep.
Uitnemendheid in ID-vlambeheer begin met presiese strookkondisionering, sny en sweiswerk. Trouens, die grondstofeienskappe van J356A moet strenger wees as J525, want J356A het meer beperkings op korrelgrootte, oksiedinsluitsels en ander staalvervaardigingsparameters as gevolg van die koue grootteproses wat betrokke is.
Laastens benodig ID-sweising dikwels koelmiddel. Die meeste stelsels gebruik dieselfde koelmiddel as die windry-gereedskap, maar dit kan probleme skep. Ten spyte daarvan dat dit gefiltreer en ontvet is, bevat meulkoelmiddels dikwels beduidende hoeveelhede metaaldeeltjies, verskeie olies en ander kontaminante. Daarom benodig die J525-buis 'n warm bytende wassiklus of ander ekwivalente skoonmaakstap.
Kondensors, motorstelsels en ander soortgelyke stelsels benodig pypskoonmaak, en die toepaslike skoonmaak kan by die meule gedoen word. Die J356A verlaat die fabriek met 'n skoon boor, beheerde voginhoud en minimale residu. Laastens is dit algemene praktyk om elke buis met 'n inerte gas te vul om korrosie te voorkom en die punte te verseël voor versending.
J525-pype word na sweiswerk genormaliseer en dan koudbewerk (getrek). Na koudbewerking word die pyp weer genormaliseer om aan alle meganiese vereistes te voldoen.
Die normaliserings-, draadtrek- en tweede normaliseringsstappe vereis die vervoer van die pyp na die oond, na die trekstasie en terug na die oond. Afhangende van die besonderhede van die operasie, vereis hierdie stappe ander afsonderlike substappe soos voegwerk (voor verfwerk), etswerk en reguitmaak. Hierdie stappe is duur en vereis aansienlike tyd-, arbeid- en geldbronne. Koudgetrekte pype word geassosieer met 'n 20%-vermorsingsyfer in produksie.
J356A-pyp word na sweiswerk by die rolmeul genormaliseer. Die pyp raak nie die grond nie en beweeg van die aanvanklike vormstappe na die voltooide pyp in 'n deurlopende reeks stappe in die rolmeul. Gelaste pype soos J356A het 'n vermorsing van 10% in produksie. As alle ander dinge gelyk is, beteken dit dat J356A-lampe goedkoper is om te vervaardig as J525-lampe.
Alhoewel die eienskappe van hierdie twee produkte soortgelyk is, is hulle nie dieselfde vanuit 'n metallurgiese oogpunt nie.
Koudgetrekte J525-pype benodig twee voorlopige normaliseringsbehandelings: na sweiswerk en na trekking. Normaliseringstemperature (1650°F of 900°C) lei tot die vorming van oppervlakoksiede, wat gewoonlik met minerale suur (gewoonlik swaelsuur of soutsuur) na uitgloeiing verwyder word. Beitsing het 'n groot omgewingsimpak in terme van lugvrystellings en metaalryke afvalstrome.
Daarbenewens lei die normalisering van temperatuur in die reduserende atmosfeer van die rolhaard-oond tot die verbruik van koolstof op die oppervlak van die staal. Hierdie proses, dekarburisering, laat 'n oppervlaklaag wat baie swakker is as die oorspronklike materiaal (sien Figuur 3). Dit is veral belangrik vir dunwandige pype. By 'n wanddikte van 0.030″ sal selfs 'n klein dekarburiseringslaag van 0.003″ die effektiewe wand met 10% verminder. Sulke verswakte pype kan faal as gevolg van spanning of vibrasie.
Figuur 2. 'n ID-skoonmaakgereedskap (nie getoon nie) word ondersteun deur rollers wat langs die ID van die pyp beweeg. Goeie rolontwerp verminder die hoeveelheid sweisspatsels wat in die pypwand inrol. Nielsen-gereedskap
J356-pype word in bondels verwerk en benodig uitgloeiing in 'n rolhaard-oond, maar dit is nie beperk tot nie. Die variant, J356A, word volledig in 'n rolmeul gemasjineer met behulp van ingeboude induksie, 'n verhittingsproses wat baie vinniger is as 'n rolhaard-oond. Dit verkort die uitgloeiingstyd, waardeur die geleentheidsvenster vir dekarburisering van minute (of selfs ure) tot sekondes vernou word. Dit bied J356A eenvormige uitgloeiing sonder oksied of dekarburisering.
Buise wat vir hidrouliese lyne gebruik word, moet buigsaam genoeg wees om gebuig, uitgesit en gevorm te word. Buigings is nodig om die hidrouliese vloeistof van punt A na punt B te kry, deur verskeie buigings en draaie langs die pad, en opvlam is die sleutel tot die verskaffing van 'n eindverbindingsmetode.
In 'n hoender-of-eier-situasie is skoorstene ontwerp vir enkelwandige branderverbindings (dus met 'n gladde binnedeursnee), of die teenoorgestelde kon gebeur het. In hierdie geval pas die binneste oppervlak van die buis styf teen die sok van die penverbinding. Om 'n stywe metaal-tot-metaal-verbinding te verseker, moet die oppervlak van die pyp so glad as moontlik wees. Hierdie bykomstigheid het in die 1920's vir die ontluikende Amerikaanse Lugmag-lugmagdivisie verskyn. Hierdie bykomstigheid het later die standaard 37-grade-uitvleg geword wat vandag wyd gebruik word.
Sedert die begin van die COVID-19-periode het die aanbod van getrekte pype met gladde binnediameters aansienlik afgeneem. Beskikbare materiale het gewoonlik langer afleweringstye as in die verlede. Hierdie verandering in voorsieningskettings kan aangespreek word deur eindverbindings te herontwerp. Byvoorbeeld, 'n versoek om 'n aanbod (RFQ) wat 'n enkelwandige brander vereis en J525 spesifiseer, is 'n kandidaat vir die vervanging van 'n dubbelwandige brander. Enige tipe hidrouliese pyp kan met hierdie eindverbinding gebruik word. Dit bied geleenthede vir die gebruik van die J356A.
Benewens opvlamverbindings, is o-ring meganiese seëls ook algemeen (sien figuur 5), veral vir hoëdrukstelsels. Nie net is hierdie tipe verbinding minder lekdig as 'n enkelwandige opvlam omdat dit elastomere seëls gebruik nie, maar dit is ook meer veelsydig—dit kan aan die einde van enige algemene tipe hidrouliese pyp gevorm word. Dit bied pypvervaardigers groter voorsieningskettinggeleenthede en beter langtermyn ekonomiese prestasie.
Industriële geskiedenis is vol voorbeelde van tradisionele produkte wat wortel skiet in 'n tyd wanneer dit moeilik is vir die mark om van rigting te verander. 'n Mededingende produk – selfs een wat aansienlik goedkoper is en aan al die vereistes van die oorspronklike produk voldoen – kan moeilik wees om 'n vastrapplek in die mark te kry as agterdog ontstaan. Dit gebeur gewoonlik wanneer 'n aankoopagent of toegewyse ingenieur 'n nie-tradisionele plaasvervanger vir 'n bestaande produk oorweeg. Min is bereid om die risiko te loop om ontdek te word.
In sommige gevalle is veranderinge dalk nie net nodig nie, maar noodsaaklik. Die COVID-19-pandemie het gelei tot onverwagte veranderinge in die beskikbaarheid van sekere pyptipes en -groottes vir staalvloeistofpype. Die betrokke produkgebiede is dié wat gebruik word in die motor-, elektriese, swaar toerusting- en enige ander pypvervaardigingsnywerhede wat hoëdruklyne, veral hidrouliese lyne, gebruik.
Hierdie gaping kan teen 'n laer algehele koste gevul word deur 'n gevestigde maar nis tipe staalpyp te oorweeg. Die keuse van die regte produk vir 'n toepassing vereis navorsing om vloeistofversoenbaarheid, bedryfsdruk, meganiese las en verbindingstipe te bepaal.
'n Nadere kyk na die spesifikasies toon dat die J356A gelykstaande kan wees aan die regte J525. Ten spyte van die pandemie is dit steeds teen 'n laer prys beskikbaar deur 'n bewese voorsieningsketting. As die oplos van finale vormprobleme minder arbeidsintensief is as om J525 te vind, kan dit OEM's help om logistieke uitdagings in die COVID-19-era en daarna op te los.
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。 Buis- en Pypjoernaal 1990 Tube & Pipe Journal стал первым журналом, посвященным индустрии металлических труб в 1990 году. Tube & Pipe Journal het in 1990 die eerste tydskrif geword wat aan die metaalpypbedryf gewy is.Vandag bly dit die enigste bedryfspublikasie in Noord-Amerika en het dit die mees betroubare bron van inligting vir professionele persone in die pypbedryf geword.
Nou met volle toegang tot die FABRICATOR digitale uitgawe, maklike toegang tot waardevolle bedryfshulpbronne.
Die digitale uitgawe van The Tube & Pipe Journal is nou ten volle toeganklik en bied maklike toegang tot waardevolle bedryfshulpbronne.
Kry volle digitale toegang tot die STAMPING Journal, met die nuutste tegnologie, beste praktyke en bedryfsnuus vir die metaalstempelmark.
Nou met volle digitale toegang tot The Fabricator en Español, het jy maklike toegang tot waardevolle bedryfshulpbronne.