تستخدم خطوط الهيدروليك التقليدية طرفًا واحدًا متسعًا، وعادةً ما تُصنع 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 بأخرى مصنعة وفقًا لمواصفات SAE-J356A ومختومة بحلقات مانعة للتسرب، كما هو موضح. من إنتاج شركة Tru-Line.
ملاحظة المحرر: هذه المقالة هي الأولى في سلسلة من جزأين حول سوق وإنتاج خطوط نقل السوائل لتطبيقات الضغط العالي. يناقش الجزء الأول وضع قواعد توريد المنتجات التقليدية المحلية والأجنبية. أما الجزء الثاني فيتناول تفاصيل المنتجات غير التقليدية التي تستهدف هذا السوق.
تسببت جائحة كوفيد-19 في تحولات غير متوقعة في العديد من الصناعات، بما في ذلك سلسلة توريد أنابيب الصلب وعملية تصنيعها. ومنذ نهاية عام 2019 وحتى الآن، شهد سوق الأنابيب تغييرات جذرية في عمليات المصانع والخدمات اللوجستية على حد سواء. وقد برزت قضية كانت مطروحة منذ فترة طويلة إلى الواجهة.
أصبحت القوى العاملة اليوم أكثر أهمية من أي وقت مضى. فالجائحة أزمة إنسانية، وقد غيّرت أهمية الصحة التوازن بين العمل والحياة والترفيه لدى معظم الناس، إن لم يكن جميعهم. انخفض عدد العمال المهرة بسبب التقاعد، وعدم قدرة بعض العمال على العودة إلى وظائفهم السابقة أو إيجاد وظائف جديدة في نفس القطاع، بالإضافة إلى عوامل أخرى كثيرة. في الأيام الأولى للوباء، تركز نقص العمالة بشكل رئيسي في القطاعات التي تعتمد على العمل في الخطوط الأمامية، مثل الرعاية الطبية وتجارة التجزئة، بينما كان عمال التصنيع في إجازة مؤقتة أو يعملون لساعات أقل بكثير. يواجه المصنّعون الآن صعوبة في توظيف الموظفين والاحتفاظ بهم، بمن فيهم مشغلو مصانع الأنابيب ذوو الخبرة. يُعدّ تصنيع الأنابيب عملاً يدوياً شاقاً يتطلب جهداً مضنياً في بيئة غير مكيفة. ارتدِ معدات وقاية شخصية إضافية (مثل الكمامات) للحد من العدوى، والتزم بقواعد إضافية، مثل الحفاظ على مسافة مترين تقريباً. فالمسافة الخطية من الآخرين قد تزيد من الضغط على وظيفة تعاني أصلاً من ضغوطات كثيرة.
شهدت إمدادات الصلب وتكاليف الصلب الخام تغيرات خلال فترة الجائحة. يُعدّ الصلب المكون الأكبر تكلفةً في معظم أنابيب الصلب، حيث يُمثّل عادةً 50% من تكلفة القدم الواحدة من الأنبوب. وحتى الربع الأخير من عام 2020، بلغ متوسط ​​أسعار الصلب المدرفل على البارد 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 فترة الجائحة، كيف تستجيب الشركات في سوق الأنابيب؟ ما هو تأثير هذه التغييرات على سلسلة توريد الأنابيب، وما هي الإرشادات المفيدة التي يمكن للصناعة اتباعها للخروج من هذه الأزمة؟
قبل سنوات عديدة، لخص أحد كبار المديرين التنفيذيين في مصنع أنابيب دور شركته في الصناعة قائلاً: "نحن لا نفعل سوى شيئين هنا - نصنع الأنابيب ونبيعها". إن كثرة عوامل التشتيت، وكثرة العوامل التي تضعف القيم الأساسية للشركة، أو الأزمة الحالية (أو كل هذه العوامل، وهو ما يحدث غالبًا) ذات قيمة للمديرين التنفيذيين الذين يعانون من ضغط كبير.
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 الجائحة، انخفض الطلب على الأنابيب في بعض الصناعات إلى الصفر تقريبًا. مصانع السيارات وشركات أخرى في قطاعات تُعتبر غير مهمة متوقفة عن العمل. في الماضي، لم يكن العديد من العاملين في هذا القطاع يصنعون الأنابيب ولا يبيعونها. ولا يزال سوق الأنابيب قائمًا فقط لعدد قليل من الشركات الأساسية.
لحسن الحظ، يتصرف الناس كما يحلو لهم. يشتري البعض مجمدات إضافية لتخزين الطعام. ينتعش سوق العقارات لاحقًا، ويميل الناس إلى شراء بعض أو العديد من الأجهزة المنزلية الجديدة عند شراء منزل، لذا يدعم كلا الاتجاهين الطلب على الأنابيب ذات الأقطار الأصغر. بدأ قطاع المعدات الزراعية بالتعافي، مع تزايد رغبة المالكين في اقتناء جرارات صغيرة أو جزازات عشب ذات دوران صفري. ثم عاد سوق السيارات إلى الانتعاش، وإن كان بوتيرة أبطأ بسبب عوامل مثل نقص رقائق الرقائق.
الشكل 1. تم اعتماد معياري SAE-J525 وASTM-A519 كبديلين عامين لمعياري SAE-J524 وASTM-A513T5. ويكمن الاختلاف الرئيسي في أن SAE-J525 وASTM-A513T5 ملحومان، وليسا غير ملحومين. وقد أتاحت صعوبات التوريد، مثل فترات التسليم التي تصل إلى ستة أشهر، فرصًا لمنتجين آخرين من الأنابيب، هما SAE-J356 (يتم توريده على شكل أنبوب مستقيم) وSAE-J356A (يتم توريده على شكل لفائف)، واللذان يلبيان العديد من المتطلبات نفسها.
لقد تغير السوق، لكن المبادئ التوجيهية هي نفسها. لا شيء أهم من التركيز على صنع وبيع الأنابيب وفقًا لمتطلبات السوق.
يبرز سؤال "التصنيع أو الشراء" عندما تواجه عمليات التصنيع تكاليف عمالة أعلى وموارد داخلية ثابتة أو متناقصة.
يتطلب تصنيع المنتجات الأنبوبية الملحومة موارد كبيرة. وبحسب حجم الإنتاج في المصنع، قد يكون من المجدي اقتصادياً في بعض الأحيان تقطيع الشرائح العريضة داخلياً. ومع ذلك، قد يمثل التقطيع الداخلي عبئاً نظراً لمتطلبات العمالة، ومتطلبات رأس مال الأدوات، وتكاليف المخزون.
من جهة، يؤدي تقطيع 2000 طن شهريًا إلى تخزين 5000 طن من الصلب، ما يستنزف سيولة نقدية كبيرة. ومن جهة أخرى، لا يتطلب شراء الصلب المقطع عريضًا في صفقة فورية سوى مبلغ زهيد من المال. في الواقع، نظرًا لقدرة مُصنِّع الأنابيب على التفاوض بشأن شروط الائتمان مع مُصنِّع الأنابيب، فإنه يستطيع تأجيل الإنفاق النقدي. تختلف ظروف كل مصنع أنابيب في هذا الصدد، ولكن من المؤكد أن جائحة كوفيد-19 قد أثرت على جميع مُصنِّعي الأنابيب تقريبًا فيما يتعلق بتوافر العمالة الماهرة، وتكاليف الصلب، والتدفق النقدي.
وينطبق الأمر نفسه على إنتاج الأنابيب نفسها، وذلك بحسب الحالة. قد تختار الشركات التي تمتلك سلاسل قيمة مضافة واسعة النطاق عدم الانخراط في مجال تصنيع الأنابيب. فبدلاً من تصنيع الأنابيب ثم ثنيها وطلائها وتصنيع الأجزاء الفرعية والمجموعات، يمكنها شراء الأنابيب والتركيز على أنشطة أخرى.
تمتلك العديد من الشركات المصنعة للمكونات الهيدروليكية أو حزم أنابيب نقل السوائل في السيارات مصانع أنابيب خاصة بها. بعض هذه المصانع أصبحت الآن عبئًا بدلًا من كونها أصولًا. يميل المستهلكون في ظل جائحة كورونا إلى تقليل قيادة سياراتهم، وتوقعات مبيعات السيارات بعيدة كل البعد عن مستويات ما قبل الجائحة. يرتبط سوق السيارات بمصطلحات سلبية مثل الإغلاقات والانخفاضات الحادة والنقص. لا يوجد ما يشير إلى أن وضع الإمداد لمصنعي السيارات ومورديهم سيتغير بشكل ملحوظ في المستقبل القريب. والجدير بالذكر أن عددًا متزايدًا من السيارات الكهربائية في هذا السوق يحتوي على مكونات أقل من أنابيب الصلب في مجموعة نقل الحركة.
عادةً ما تُبنى مصانع الأنابيب المخصصة وفقًا لتصاميم مُصممة خصيصًا. يُعد هذا ميزةً للاستخدام المقصود - تصنيع الأنابيب لتطبيق مُحدد - ولكنه عيبٌ من حيث وفورات الحجم. على سبيل المثال، لنفترض وجود مصنع أنابيب مُصمم لإنتاج أنابيب بقطر خارجي 10 مم لمشروع سيارات معروف. يضمن البرنامج إعدادات تعتمد على الكمية. لاحقًا، أُضيفت عملية أصغر بكثير لأنبوب آخر بنفس القطر الخارجي. مع مرور الوقت، انتهت صلاحية الخطة الأولية، ولم يكن لدى الشركة حجم إنتاج كافٍ لتبرير الخطة الثانية. تكاليف الإعداد والتكاليف الأخرى مرتفعة للغاية. في هذه الحالة، إذا تمكنت الشركة من إيجاد مورد كفء، فعليها محاولة إسناد المشروع إلى جهة خارجية.
بالطبع، لا تتوقف الحسابات عند مرحلة القطع. فخطوات التشطيب، مثل الطلاء والقص والتعبئة، تُضيف تكلفة كبيرة. وكما يُقال، فإن أكبر تكلفة خفية في تصنيع الأنابيب هي تكلفة المناولة. يُنقل الأنبوب من المصنع إلى المستودع، حيث يُزال ويُحمّل على طاولة عمل للقص النهائي، ثم تُرصّ الأنابيب في طبقات لضمان إدخالها في آلة القطع واحدة تلو الأخرى - كل هذه الخطوات تتطلب عمالة. قد لا يلاحظ المحاسب تكلفة العمالة هذه، لكنها تأتي في صورة عامل رافعة شوكية إضافي أو موظف إضافي في قسم النقل.
الشكل 2. التركيبات الكيميائية لـ SAE-J525 و SAE-J356A متطابقة تقريبًا، مما يساعد الأخير على استبدال الأول.
لقد كانت الأنابيب الهيدروليكية موجودة منذ آلاف السنين. قام المصريون بتشكيل الأسلاك النحاسية منذ أكثر من 4000 عام. تم استخدام خيوط 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 أنابيب الصلب الحديثة غير الملحومة لأول مرة في أمريكا الشمالية عام 1890. ومنذ ذلك الحين وحتى اليوم، كانت المادة الخام لهذه العملية عبارة عن سبيكة دائرية صلبة. أدت الابتكارات في الصب المستمر في خمسينيات القرن الماضي إلى تحويل الأنابيب غير الملحومة من سبائك إلى ما كان يُعتبر آنذاك مادة خام فولاذية منخفضة التكلفة، وهي السبائك. في الماضي والحاضر، تُصنع الأنابيب الهيدروليكية عن طريق السحب على البارد للتجاويف غير الملحومة الناتجة عن هذه العملية. في سوق أمريكا الشمالية، تُصنف هذه الأنابيب وفقًا لمعيار SAE-J524 من قِبل جمعية مهندسي السيارات، ومعيار ASTM-A519 من قِبل الجمعية الأمريكية للاختبار والمواد.
إنتاج الأنابيب الهيدروليكية غير الملحومة عملية كثيفة العمالة، خاصة بالنسبة للأقطار الصغيرة. فهي تتطلب الكثير من الطاقة ومساحة كبيرة.
اللحام. في سبعينيات القرن الماضي، تغير السوق. بعد هيمنتها على سوق أنابيب الصلب لما يقرب من 100 عام، أُزيحت الأنابيب الملحومة من السوق، حيث وُجد أنها مناسبة للعديد من التطبيقات الميكانيكية في قطاعي البناء والسيارات. حتى أنها احتلت بعض الحصة في ما كان يُعتبر سابقًا أرضًا مقدسة - قطاع خطوط أنابيب النفط والغاز.
ساهم ابتكاران في هذا التغيير في السوق. أحدهما يتمثل في صب الألواح المستمر، الذي يمكّن مصانع الصلب من إنتاج شرائح مسطحة عالية الجودة بكميات كبيرة وبكفاءة عالية. أما الآخر، فهو عملية تجعل لحام المقاومة عالي التردد خيارًا عمليًا لصناعة الأنابيب. والنتيجة هي منتج جديد: أداء يضاهي أداء أنابيب الصلب غير الملحومة مقارنةً بالمنتجات المماثلة، وبتكلفة أقل. لا يزال هذا الأنبوب يُصنع حتى اليوم، ويُصنف وفقًا لمعيار SAE-J525 أو ASTM-A513-T5 في سوق أمريكا الشمالية. ونظرًا لأن الأنبوب يُسحب ويُعالج حراريًا، فهو منتج كثيف الموارد. هذه العمليات ليست كثيفة العمالة ورأس المال مثل عمليات تصنيع الأنابيب غير الملحومة، لكن التكاليف المرتبطة بها لا تزال مرتفعة.
منذ تسعينيات القرن الماضي وحتى الآن، تُستورد معظم أنابيب خطوط الهيدروليك المستهلكة في السوق المحلية، سواءً كانت مسحوبة بدون لحام (SAE-J524) أو مسحوبة باللحام (SAE-J525). قد يعود ذلك إلى الفارق الكبير في تكاليف العمالة والمواد الخام الفولاذية بين الولايات المتحدة والدول المُصدِّرة. على مدى الثلاثين إلى الأربعين عامًا الماضية، كانت هذه المنتجات متوفرة من المنتجين المحليين، لكنهم لم يتمكنوا من ترسيخ مكانتهم كجهة مهيمنة في هذا السوق. ويُعدّ انخفاض تكلفة المنتجات المستوردة عائقًا كبيرًا أمامهم.
السوق الحالية. انخفض استهلاك المنتج J524 غير الملحوم والمسحوب والمُلدّن على مر السنين. لا يزال متوفرًا وله مكان في سوق خطوط الهيدروليك، لكن عادةً ما يختار مصنّعو المعدات الأصلية المنتج J525 إذا كان المنتج J525 الملحوم والمسحوب والمُلدّن متوفرًا بسهولة.
مع تفشي الجائحة، يشهد السوق تغيرات جديدة. يتراجع العرض العالمي للعمالة والصلب والخدمات اللوجستية بوتيرة مماثلة تقريبًا لتراجع الطلب على السيارات المذكور آنفًا. وينطبق الأمر نفسه على إمدادات أنابيب J525 الهيدروليكية المستوردة. في ضوء هذه الأحداث، يبدو أن السوق المحلي مهيأ لتحول آخر. هل نحن مستعدون لإنتاج منتج آخر، أقل استهلاكًا للعمالة من عمليات اللحام والسحب والتلدين للأنابيب؟ يوجد منتج كهذا، وإن لم يكن شائع الاستخدام، وهو SAE-J356A، الذي يلبي متطلبات العديد من التطبيقات الهيدروليكية (انظر الشكل 1).
تميل المواصفات التي تنشرها جمعية مهندسي السيارات (SAE) إلى أن تكون مختصرة وبسيطة، حيث تحدد كل مواصفة عملية واحدة فقط لتصنيع الأنابيب. لكن من عيوب هذه المواصفات وجود تداخل كبير بين J525 وJ356A في الأبعاد والخواص الميكانيكية وغيرها، مما قد يُسبب التباسًا في المواصفات. إضافةً إلى ذلك، فإن J356A عبارة عن أنبوب ملفوف يُستخدم في خطوط الهيدروليك ذات الأقطار الصغيرة، وهو نوع من J356، وهو أنبوب مستقيم يُستخدم بشكل أساسي في تصنيع خطوط الهيدروليك ذات الأقطار الكبيرة.
الشكل 3. على الرغم من أن الأنابيب الملحومة والمسحوبة على البارد تُعتبر من قِبل الكثيرين أفضل من الأنابيب الملحومة والمثبتة على البارد، إلا أن الخصائص الميكانيكية لكلا النوعين من الأنابيب متقاربة. ملاحظة: القيمة الإمبراطورية بوحدة PSI هي تحويل تقريبي للمواصفات، وهي قيمة مترية بوحدة MPa.
يعتقد بعض المهندسين أن J525 يتفوق في التطبيقات الهيدروليكية عالية الضغط، مثل تلك المستخدمة في المعدات الثقيلة. أما J356A فهو أقل شهرة، ولكنه أيضاً مواصفات لنقل السوائل عالية الضغط. أحياناً تختلف متطلبات التشكيل النهائي: J525 لا يحتوي على حافة داخلية، بينما J356A يتم التحكم في وميضه ويحتوي على حافة داخلية أصغر.
تتمتع المواد الخام بخصائص متشابهة (انظر الشكل 2). وترتبط الاختلافات الطفيفة في التركيب الكيميائي بالخصائص الميكانيكية المطلوبة. ولتحقيق خصائص ميكانيكية معينة، مثل مقاومة الكسر في الشد أو مقاومة الشد القصوى، يتم تحديد التركيب الكيميائي أو المعالجة الحرارية للفولاذ لإنتاج نتائج محددة.
تتشابه أنواع الأنابيب في مجموعة من معايير الأداء الميكانيكي، مما يجعلها قابلة للتبديل في العديد من التطبيقات (انظر الشكل 3). بعبارة أخرى، إذا لم يتوفر أحدها، فمن المرجح أن يفي الآخر بالمتطلبات. لا حاجة لإعادة اختراع العجلة؛ فالصناعة لديها بالفعل مجموعة من الأنابيب القوية والمتوازنة.
أصبحت مجلة Tube & Pipe Journal أول مجلة مخصصة لخدمة صناعة الأنابيب المعدنية في عام 1990. واليوم، لا تزال المنشور الوحيد في أمريكا الشمالية المخصص لهذه الصناعة، وأصبحت المصدر الأكثر موثوقية للمعلومات لمتخصصي الأنابيب.
الآن مع إمكانية الوصول الكامل إلى النسخة الرقمية من مجلة The FABRICATOR، أصبح الوصول سهلاً إلى موارد الصناعة القيّمة.
أصبح الإصدار الرقمي من مجلة الأنابيب والأنابيب متاحًا بالكامل الآن، مما يوفر سهولة الوصول إلى موارد الصناعة القيّمة.
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 مجلة The Fabricator en Español، سهولة الوصول إلى موارد صناعية قيّمة.