تستخدم الخطوط الهيدروليكية التقليدية طرفًا واحدًا متسعًا ويتم تصنيعها عادةً وفقًا لمعايير SAE-J525 أو ASTM-A513-T5، وهي مواد يصعب الحصول عليها محليًا. يمكن لمصنعي المعدات الأصلية الذين يبحثون عن موردين محليين استبدال الأنابيب المصنعة وفقًا لمواصفات SAE-J356A والمختومة بأختام وجهية على شكل حلقة O، كما هو موضح. صنع بواسطة Tru-Line.
ملاحظة المحرر: هذه المقالة هي الأولى في سلسلة مكونة من جزأين حول سوق وإنتاج خطوط نقل السوائل للتطبيقات ذات الضغط العالي. يناقش الجزء الأول وضع قواعد توريد المنتجات التقليدية المحلية والأجنبية. يناقش الجزء الثاني تفاصيل المنتجات الأقل تقليدية التي تستهدف هذا السوق.
لقد تسبب جائحة كوفيد-19 في حدوث تحولات غير متوقعة في العديد من الصناعات، بما في ذلك سلسلة توريد الأنابيب الفولاذية وعملية تصنيع الأنابيب. ومنذ نهاية عام 2019 وحتى الوقت الحاضر، شهد سوق الأنابيب تغييرات جذرية في كل من عمليات المصانع والخدمات اللوجستية. وقد ظهرت قضية كانت تتفاقم منذ فترة طويلة إلى دائرة الضوء.
أصبحت القوى العاملة الآن أكثر أهمية من أي وقت مضى. هذا الوباء أزمة إنسانية، وقد غيرت أهمية الصحة التوازن بين العمل والحياة واللعب بالنسبة لمعظم الناس، إن لم يكن جميعهم. انخفض عدد العمال المهرة بسبب التقاعد، ولم يتمكن بعض العمال من العودة إلى وظائفهم القديمة أو العثور على وظائف جديدة في نفس الصناعة والعديد من العوامل الأخرى. في الأيام الأولى للوباء، كان نقص العمال يتركز بشكل أساسي في الصناعات التي تعتمد على العمل في الخطوط الأمامية، مثل الرعاية الطبية وتجارة التجزئة، بينما كان عمال التصنيع في إجازة أو ساعات عمل مخفضة بشكل كبير. يواجه المصنعون الآن مشكلة في توظيف الموظفين والاحتفاظ بهم، بما في ذلك مشغلي مصانع الأنابيب ذوي الخبرة. إن تصنيع الأنابيب هو إلى حد كبير وظيفة يدوية تتطلب جهدًا مضنيًا في بيئة يتم التحكم في مناخها. ارتدِ معدات حماية شخصية إضافية (مثل الأقنعة) للتخفيف من العدوى واتبع قواعد إضافية، مثل البقاء على بعد 6 أقدام. يمكن أن تضيف المسافة الخطية من الآخرين ضغطًا إلى وظيفة بها بالفعل العديد من رافعات الضغط.
كما تغيرت تكاليف إمدادات الصلب والصلب الخام خلال الجائحة. بالنسبة لمعظم الأنابيب، يعد الصلب أكبر تكلفة للمكون. وكقاعدة عامة، يمثل الصلب 50٪ من تكلفة القدم من الأنابيب. حتى الربع الرابع من عام 2020، بلغ متوسط ​​أسعار الصلب المدرفل على البارد المحلي في الولايات المتحدة حوالي 800 دولار للطن لمدة ثلاث سنوات. وبحلول نهاية عام 2021، انخفضت الأسعار إلى 2200 دولار للطن.
بالنظر إلى كيفية تغير هذين العاملين خلال الجائحة، كيف تستجيب الشركات في سوق الأنابيب؟ ما تأثير هذه التغييرات على سلسلة توريد الأنابيب، وما هي الإرشادات المفيدة للصناعة للخروج من هذه الأزمة؟
قبل سنوات عديدة، لخص أحد كبار المديرين التنفيذيين في مصنع الأنابيب دور شركته في الصناعة: "نحن نفعل شيئين فقط هنا - نصنع الأنابيب، ونبيعها". إن وجود الكثير من عوامل التشتيت، أو الكثير من العوامل التي تضعف القيم الأساسية للشركة، أو الأزمة الحالية (أو كل هذه العوامل، وهو ما يحدث في كثير من الأحيان) له قيمة بالنسبة للمديرين التنفيذيين الذين يشعرون بالإرهاق.
من المهم تحقيق السيطرة والحفاظ عليها من خلال التركيز على ما هو مهم: العوامل التي تؤثر على تصنيع وبيع الأنابيب عالية الجودة. إذا لم تركز جهود الشركة على هذين النشاطين، فقد حان الوقت للعودة إلى الأساسيات.
مع انتشار الوباء، انخفض الطلب على الأنابيب في بعض الصناعات إلى ما يقرب من الصفر. مصانع السيارات والشركات في الصناعات الأخرى التي تعتبر غير مهمة تجلس خاملة. كان هناك وقت لم يصنع فيه الكثيرون في الصناعة الأنابيب أو يبيعونها. لا يزال سوق الأنابيب موجودًا لعدد قليل من الشركات الأساسية.
لحسن الحظ، الناس يفعلون ما يريدون. يشتري بعض الناس ثلاجات إضافية لتخزين الطعام. يتأخر انتعاش سوق الإسكان ويميل الناس إلى شراء بعض أو العديد من الأجهزة الجديدة عندما يشترون منزلاً، لذا فإن كلا الاتجاهين يدعمان الطلب على الأنابيب ذات القطر الأصغر. بدأت صناعة المعدات الزراعية في التعافي، حيث يرغب المزيد والمزيد من المالكين في الحصول على جرارات صغيرة أو جزازات العشب ذات الدوران الصفري. ثم أعيد تشغيل سوق السيارات، وإن كان بوتيرة أبطأ بسبب عوامل مثل نقص الرقائق.
الشكل 1. تم إنشاء SAE-J525 وASTM-A519 كبدائل عامة لـ SAE-J524 وASTM-A513T5. والفرق الرئيسي هو أن SAE-J525 وASTM-A513T5 ملحومان، وليسا بدون درزات. خلقت صعوبات التوريد مثل أوقات التسليم التي تبلغ ستة أشهر فرصًا لمنتجين آخرين من الأنابيب، SAE-J356 (يتم تسليمهما في أنبوب مستقيم) وSAE-J356A (يتم تسليمهما في ملف)، والتي تلبي العديد من نفس المتطلبات.
لقد تغير السوق، لكن المبادئ التوجيهية لا تزال هي نفسها. لا يوجد شيء أكثر أهمية من التركيز على صنع وبيع الأنابيب وفقًا لمتطلبات السوق.
ينشأ سؤال "التصنيع أو الشراء" عندما تواجه عمليات التصنيع تكاليف عمالة أعلى وموارد داخلية ثابتة أو متناقصة.
تتطلب صناعة المنتجات الأنبوبية الملحومة موارد كبيرة. واعتمادًا على الناتج والإنتاج في المصنع، قد يكون من المفيد اقتصاديًا في بعض الأحيان قطع شرائح عريضة داخليًا. ومع ذلك، يمكن أن يكون التقطيع الداخلي عبئًا، نظرًا لمتطلبات العمالة ومتطلبات رأس مال الأدوات وتكاليف مخزون النطاق العريض.
من ناحية أخرى، يؤدي قطع 2000 طن شهريًا إلى توفير 5000 طن من الفولاذ في المخزون، مما يتطلب قدرًا كبيرًا من النقد. من ناحية أخرى، لا يتطلب شراء الفولاذ المقطوع على نطاق واسع في ترتيب فوري سوى القليل جدًا من النقد. في الواقع، نظرًا لأن منتج الأنابيب يمكنه التفاوض على شروط الائتمان مع القاطع، فيمكنه في الواقع تأخير النفقات النقدية. كل مصنع أنابيب فريد من نوعه في هذا الصدد، ولكن من الآمن أن نقول إن كل منتج أنابيب تقريبًا تأثر بجائحة كوفيد-19 فيما يتعلق بتوافر العمالة الماهرة وتكاليف الفولاذ والتدفق النقدي.
وينطبق الأمر نفسه على إنتاج الأنابيب في حد ذاته، وذلك حسب الموقف. وقد تختار الشركات التي تمتلك سلاسل قيمة مضافة واسعة النطاق الخروج من قطاع تصنيع الأنابيب. وبدلاً من تصنيع الأنابيب ثم ثنيها وطلائها وصنع التجميعات الفرعية والتجمعات، يمكنك شراء الأنابيب والتركيز على أنشطة أخرى.
لدى العديد من الشركات التي تنتج مكونات هيدروليكية أو حزم أنابيب مناولة السوائل في السيارات مصانع أنابيب خاصة بها. أصبحت بعض هذه المصانع الآن التزامات بدلاً من أصول. يميل المستهلكون في عصر الوباء إلى القيادة بشكل أقل، وتوقعات مبيعات السيارات بعيدة كل البعد عن مستويات ما قبل الوباء. يرتبط سوق السيارات بمصطلحات سلبية مثل الإغلاقات والانخفاضات الحادة والنقص. لا يوجد ما يشير إلى أن وضع العرض لمصنعي السيارات ومورديهم سيتغير بشكل كبير في المستقبل القريب. والجدير بالذكر أن المزيد والمزيد من المركبات الكهربائية في هذا السوق تحتوي على عدد أقل من مكونات مجموعة نقل الحركة ذات الأنابيب الفولاذية.
عادةً ما يتم بناء مصانع الأنابيب الأسيرة من تصميمات مخصصة. وهذه ميزة لاستخدامها المقصود - صنع أنابيب لتطبيق محدد - ولكنها عيب من حيث اقتصاديات الحجم. على سبيل المثال، ضع في اعتبارك مصنع أنابيب مصمم لصنع منتجات 10 مم OD لمشروع سيارات معروف. يضمن البرنامج إعدادات تعتمد على الكمية. في وقت لاحق، تمت إضافة إجراء أصغر بكثير لأنبوب آخر بنفس القطر الخارجي. مر الوقت، وانتهت الخطة الأولية، ولم يكن لدى الشركة حجم كافٍ لتبرير الخطة الثانية. تكاليف الإعداد والتكاليف الأخرى مرتفعة للغاية لتبرير ذلك. في هذه الحالة، إذا تمكنت الشركة من العثور على مورد قادر، فيجب أن تحاول الاستعانة بمصادر خارجية للمشروع.
بالطبع، لا يتوقف الحساب عند القطع. فخطوات التشطيب، مثل الطلاء والقطع حسب الطول والتغليف، تُضيف تكلفة باهظة. وكما يُقال، فإن أكبر تكلفة خفية في تصنيع الأنابيب هي المناولة. يُنقل الأنبوب من المصنع إلى المستودع، حيث يُزال ويُحمل على طاولة العمل للقطع النهائي بالطول المطلوب، ثم تُرص الأنابيب على طبقات لضمان إدخالها في آلة القطع واحدة تلو الأخرى - كل هذا يتطلب عمالة. قد لا يلاحظ المحاسب تكلفة العمالة هذه، ولكنها تأتي في شكل مشغل رافعة شوكية إضافي أو موظف إضافي في قسم النقل.
الشكل 2. التركيبات الكيميائية لـ SAE-J525 وSAE-J356A متطابقة تقريبًا، مما يساعد الأخير على استبدال الأول.
كانت الأنابيب الهيدروليكية موجودة منذ آلاف السنين. قام المصريون بتشكيل الأسلاك النحاسية منذ أكثر من 4000 عام. تم استخدام أنابيب الخيزران في الصين خلال عهد أسرة شيا، حوالي عام 2000 قبل الميلاد، وفي وقت لاحق تم بناء أنظمة السباكة الرومانية باستخدام أنابيب الرصاص، وهو منتج ثانوي لعملية صهر الفضة.
ظهرت الأنابيب الفولاذية الملحومة الحديثة لأول مرة في أمريكا الشمالية عام 1890. ومن عام 1890 إلى اليوم، كانت المادة الخام لهذه العملية عبارة عن كتلة صلبة مستديرة. وأدت الابتكارات في الصب المستمر في الخمسينيات من القرن العشرين إلى تحويل الأنابيب الملحومة من السبائك إلى ما كان آنذاك مادة خام فولاذية منخفضة التكلفة، وهي الكتل. وفي الماضي والحاضر، تُصنع الأنابيب الهيدروليكية عن طريق السحب البارد للتجاويف الملحومة التي تنتجها هذه العملية. وفي السوق الأمريكية الشمالية، تم تصنيفها على أنها SAE-J524 من قبل جمعية مهندسي السيارات وASTM-A519 من قبل الجمعية الأمريكية للاختبار والمواد.
يميل إنتاج الأنابيب الهيدروليكية غير الملحومة إلى أن يكون عملية كثيفة العمالة، وخاصة بالنسبة للأقطار الصغيرة. ويتطلب الكثير من الطاقة ويتطلب مساحة كبيرة.
في سبعينيات القرن العشرين، تغير السوق. بعد الهيمنة على سوق الأنابيب الفولاذية لمدة تقرب من 100 عام، بدأ الانزلاق السلس. وقد تم القضاء عليه بواسطة الأنابيب الملحومة، والتي وجد أنها مناسبة للعديد من التطبيقات الميكانيكية في أسواق البناء والسيارات. حتى أنها احتلت بعض الأراضي في ما كان يُعرف سابقًا بالأرض المقدسة - قطاع خطوط أنابيب النفط والغاز.
ساهم ابتكاران في هذا التغيير في السوق. أحدهما يتضمن الصب المستمر للألواح، مما يمكّن مصانع الصلب من إنتاج شرائح مسطحة عالية الجودة بكفاءة وبكميات كبيرة. عملية أخرى تجعل اللحام بالمقاومة عالية التردد عملية قابلة للتطبيق لصناعة الأنابيب. والنتيجة هي منتج جديد: أداء جيد مثل الأنابيب الفولاذية غير الملحومة مقارنة بالمنتجات غير الملحومة المماثلة، وبتكلفة أقل. لا يزال هذا الأنبوب يُصنع حتى اليوم ويُصنف على أنه SAE-J525 أو ASTM-A513-T5 في السوق الأمريكية الشمالية. نظرًا لأن الأنبوب يتم سحبه وتلطيفه، فهو منتج كثيف الموارد. هذه العمليات ليست كثيفة العمالة ورأس المال مثل العمليات غير الملحومة، ولكن التكاليف المرتبطة بها لا تزال مرتفعة.
من تسعينيات القرن العشرين وحتى الوقت الحاضر، تم استيراد معظم أنابيب الخطوط الهيدروليكية المستهلكة في السوق المحلية، سواء كانت مرسومة بدون درزات (SAE-J524) أو مرسومة باللحام (SAE-J525). قد يكون هذا نتيجة للاختلاف الكبير في تكاليف العمالة والمواد الخام الفولاذية بين الولايات المتحدة والدول المصدرة. على مدى السنوات الثلاثين إلى الأربعين الماضية، كانت هذه المنتجات متاحة من المنتجين المحليين، لكنهم لم يتمكنوا أبدًا من ترسيخ أنفسهم كقوة مهيمنة في هذه السوق. تشكل التكلفة المواتية للمنتجات المستوردة عقبة هائلة.
السوق الحالية. انخفض استهلاك المنتج الملحوم والمرسوم والمُلدَّن J524 على مر السنين. لا يزال متاحًا وله مكان في سوق الخطوط الهيدروليكية، ولكن عادةً ما تختار الشركات المصنعة للمعدات الأصلية J525 إذا كان المنتج الملحوم والمرسوم والمُلدَّن J525 متاحًا بسهولة.
ضرب الوباء وتغير السوق مرة أخرى. يتراجع العرض العالمي للعمالة والصلب والخدمات اللوجستية بنفس وتيرة الانخفاض المذكور أعلاه في الطلب على السيارات. وينطبق الشيء نفسه على إمدادات الأنابيب الهيدروليكية المستوردة J525. في ضوء هذه الأحداث، يبدو أن السوق المحلية مهيأة لتحول آخر في السوق. هل أنت مستعد لإنتاج منتج آخر، منتج أقل كثافة في العمالة من أنابيب اللحام والرسم والتلدين؟ يوجد منتج واحد، على الرغم من أنه غير شائع الاستخدام. إنه SAE-J356A، الذي يلبي متطلبات العديد من التطبيقات الهيدروليكية (انظر الشكل 1).
تميل المواصفات التي تنشرها جمعية مهندسي السيارات إلى أن تكون قصيرة وبسيطة، حيث أن كل مواصفة تحدد عملية واحدة فقط لصنع الأنابيب. الجانب السلبي هو أن J525 و J356A لديهما تداخل كبير في الأبعاد والخصائص الميكانيكية وما إلى ذلك، لذلك تميل المواصفات إلى زرع بذور الارتباك. بالإضافة إلى ذلك، فإن J356A هو منتج ملفوف لخطوط هيدروليكية ذات قطر صغير وهو أحد أشكال J356، وهو منتج أنابيب مستقيمة يستخدم بشكل أساسي في تصنيع خطوط هيدروليكية ذات قطر كبير.
الشكل 3. على الرغم من أن العديد من الناس يعتبرون الأنابيب الملحومة والمرسومة على البارد متفوقة على الأنابيب الملحومة والمثبتة على البارد، إلا أن الخصائص الميكانيكية لمنتجي الأنبوب قابلة للمقارنة. ملاحظة: القيمة الإمبراطورية بالرطل/بوصة مربعة هي تحويل ناعم للمواصفات، وهي قيمة مترية بالميجا باسكال.
يعتقد بعض المهندسين أن J525 يتفوق في تطبيقات الضغط الهيدروليكي العالي، مثل تلك المستخدمة في المعدات الثقيلة. J356A أقل شهرة، ولكنه أيضًا مواصفات لحمل السوائل ذات الضغط العالي. في بعض الأحيان تكون متطلبات التشكيل النهائية مختلفة: J525 ليس له حبة ID، بينما يتم التحكم في J356A بالفلاش وله حبة ID أصغر.
المواد الخام لها خصائص مماثلة (انظر الشكل 2). الاختلافات الصغيرة في التركيب الكيميائي مرتبطة بالخصائص الميكانيكية المطلوبة. من أجل تحقيق خصائص ميكانيكية معينة، مثل قوة الكسر في الشد أو قوة الشد القصوى (UTS)، فإن التركيب الكيميائي أو المعالجة الحرارية للصلب تقتصر على إنتاج نتائج معينة.
تتقاسم أنواع الأنابيب مجموعة مشتركة من معلمات الأداء الميكانيكية المتشابهة، مما يجعلها قابلة للتبديل في العديد من التطبيقات (انظر الشكل 3). وبعبارة أخرى، إذا لم يكن أحدهما متاحًا، فمن المرجح أن يلبي الآخر المتطلبات. لا يحتاج أحد إلى إعادة اختراع العجلة؛ فالصناعة لديها بالفعل مجموعة من العجلات القوية والمتوازنة تحت تصرفها.
أصبحت مجلة Tube & Pipe Journal أول مجلة مخصصة لخدمة صناعة الأنابيب المعدنية في عام 1990. واليوم، تظل المجلة الوحيدة في أمريكا الشمالية المخصصة للصناعة وأصبحت المصدر الأكثر ثقة للمعلومات لمحترفي الأنابيب.
الآن مع إمكانية الوصول الكامل إلى النسخة الرقمية من The FABRICATOR، يمكنك الوصول بسهولة إلى موارد الصناعة القيمة.
أصبحت النسخة الرقمية من مجلة The Tube & Pipe Journal متاحة الآن بشكل كامل، مما يوفر سهولة الوصول إلى الموارد الصناعية القيمة.
استمتع بالوصول الكامل إلى النسخة الرقمية من مجلة STAMPING Journal، التي توفر أحدث التطورات التكنولوجية وأفضل الممارسات وأخبار الصناعة لسوق ختم المعادن.
الآن مع إمكانية الوصول الكامل إلى النسخة الرقمية من The Fabricator en Español، يمكنك الوصول بسهولة إلى موارد الصناعة القيمة.