Redaktørens bemærkning: Denne artikel er den anden i en serie på to dele om markedet og fremstillingen af ​​væskeoverføringsledninger med lille diameter til højtryksapplikationer. Det første afsnit diskuterer den indenlandske tilgængelighed af konventionelle produkter til disse applikationer, som er sjældne. Den anden del diskuterer to ikke-traditionelle produkter på dette marked.
De to typer svejsede hydrauliske rør, der er udpeget af Society of Automotive Engineers – SAE-J525 og SAE-J356A – deler en fælles kilde, ligesom deres skriftlige specifikationer. Flade stålbånd skæres i bredden og formes til rør ved profilering. Efter at båndets kanter er poleret med et finneret værktøj, opvarmes røret ved højfrekvent modstandssvejsning og smedes mellem trykvalser for at danne en svejsning. Efter svejsningen fjernes den ydre grat med en holder, der normalt er lavet af wolframkarbid. Identifikationsflasken fjernes eller justeres til den maksimale designhøjde ved hjælp af låseværktøjet.
Beskrivelsen af ​​denne svejseproces er generel, og der er mange små procesforskelle i den faktiske produktion (se figur 1). De deler dog mange mekaniske egenskaber.
Rørbrud og almindelige brudformer kan opdeles i træk- og trykbelastninger. I de fleste materialer er trækspændingen lavere end trykspændingen. De fleste materialer er dog meget stærkere under tryk end under træk. Beton er et eksempel. Det er meget komprimerbart, men medmindre det er støbt med et internt netværk af armeringsstænger, er det let at brække. Af denne grund trækprøves stål for at bestemme dets ultimative trækstyrke (UTS). Alle tre hydrauliske slangestørrelser har de samme krav: 310 MPa (45.000 psi) UTS.
På grund af trykrørs evne til at modstå hydraulisk tryk, kan en separat beregning og brudtest, kendt som en sprængtest, være nødvendig. Beregninger kan bruges til at bestemme det teoretiske ultimative sprængtryk under hensyntagen til vægtykkelse, UTS og materialets udvendige diameter. Da J525-rør og J356A-rør kan have samme størrelse, er den eneste variabel UTS. Giver en typisk trækstyrke på 50.000 psi med et prædiktivt sprængtryk på 0,500 x 0,049 tommer. Rørene er de samme for begge produkter: 10.908 psi.
Selvom de beregnede forudsigelser er de samme, skyldes én forskel i den praktiske anvendelse den faktiske vægtykkelse. På J356A kan den indvendige kværn justeres til en maksimal størrelse afhængigt af rørdiameteren som beskrevet i specifikationen. For afgratede J525-produkter reducerer afgratningsprocessen typisk bevidst den indvendige diameter med ca. 0,002 tommer, hvilket resulterer i lokaliseret vægfortynding i svejsezonen. Selvom vægtykkelsen udfyldes ved efterfølgende koldbearbejdning, kan restspændingen og kornretningen afvige fra basismetallet, og vægtykkelsen kan være lidt tyndere end det sammenlignelige rør, der er specificeret i J356A.
Afhængigt af rørets endelige anvendelse skal indvendige grater fjernes eller flades ud (eller glattes) for at eliminere potentielle lækageveje, primært enkeltvæggede, udvidede endeformer. Selvom J525 almindeligvis antages at have en glat inderside og derfor ikke lækker, er dette en misforståelse. J525-rør kan udvikle indersidestriber på grund af forkert koldbearbejdning, hvilket resulterer i lækager ved forbindelsen.
Begynd afgratningen ved at skære (eller skrabe) svejsestrengen af ​​den indvendige vægdiameter. Rengøringsværktøjet er fastgjort til en dorn, der understøttes af ruller inde i røret, lige bag svejsestationen. Mens rengøringsværktøjet fjernede svejsestrengen, rullede rullerne utilsigtet over noget af svejsesprøjtet, hvilket fik det til at ramme overfladen af ​​rørets inderside (se figur 2). Dette er et problem for let bearbejdede rør, såsom drejede eller slebne rør.
Det er ikke nemt at fjerne blitzen fra røret. Skæreprocessen forvandler glimmeret til en lang, virvlet streng af skarpt stål. Selvom fjernelse er et krav, er fjernelse ofte en manuel og ufuldkommen proces. Sektioner af tørklæderør forlader nogle gange rørproducentens område og sendes til kunder.
Ris. 1. SAE-J525-materiale er masseproduceret, hvilket kræver betydelige investeringer og arbejdskraft. Lignende rørformede produkter fremstillet ved hjælp af SAE-J356A bearbejdes fuldstændigt i inline-glødende rørmøller, så det er mere effektivt.
For mindre rør, såsom væskeledninger med en diameter på mindre end 20 mm, er afgratning af indersiden normalt ikke så vigtig, da disse diametre ikke kræver et yderligere indersiden-efterbehandlingstrin. Den eneste ulempe er, at slutbrugeren kun skal overveje, om en ensartet flashkontrolhøjde vil skabe et problem.
Fremragende ID-flammekontrol begynder med præcis båndbehandling, skæring og svejsning. Faktisk skal råmaterialeegenskaberne for J356A være strengere end J525, fordi J356A har flere restriktioner på kornstørrelse, oxidindeslutninger og andre stålfremstillingsparametre på grund af den involverede koldlimningsproces.
Endelig kræver ID-svejsning ofte kølemiddel. De fleste systemer bruger det samme kølemiddel som skårværktøjet, men dette kan skabe problemer. Selvom møllekølemidler er filtreret og affedtet, indeholder de ofte betydelige mængder metalpartikler, forskellige olier og andre forurenende stoffer. Derfor kræver J525-rørene en varm kaustisk vaskecyklus eller et andet tilsvarende rengøringstrin.
Kondensatorer, bilsystemer og andre lignende systemer kræver rørrensning, og den nødvendige rengøring kan udføres på fabrikken. J356A forlader fabrikken med en ren boring, kontrolleret fugtindhold og minimal restproduktion. Endelig er det almindelig praksis at fylde hvert rør med en inert gas for at forhindre korrosion og forsegle enderne inden forsendelse.
J525-rør normaliseres efter svejsning og koldbearbejdes (trækkes). Efter koldbearbejdning normaliseres røret igen for at opfylde alle mekaniske krav.
Normaliserings-, trådtræknings- og det andet normaliseringstrin kræver transport af røret til ovnen, til trækningsstationen og tilbage til ovnen. Afhængigt af operationens specifikke detaljer kræver disse trin andre separate undertrin såsom fugning (før maling), ætsning og glatning. Disse trin er dyre og kræver betydelige tids-, arbejds- og pengeressourcer. Koldtrukne rør er forbundet med en spildprocent på 20 % i produktionen.
J356A-rør normaliseres på valseværket efter svejsning. Røret rører ikke jorden og bevæger sig fra de indledende formningstrin til det færdige rør i en kontinuerlig rækkefølge af trin i valseværket. Svejsede rør som J356A har et spild på 10% i produktionen. Alt andet lige betyder det, at J356A-lamper er billigere at fremstille end J525-lamper.
Selvom egenskaberne ved disse to produkter er ens, er de ikke de samme fra et metallurgisk synspunkt.
Koldtrukne J525-rør kræver to indledende normaliseringsbehandlinger: efter svejsning og efter trækning. Normaliseringstemperaturer (1650 °F eller 900 °C) resulterer i dannelse af overfladeoxider, som normalt fjernes med mineralsyre (normalt svovlsyre eller saltsyre) efter udglødning. Bejdsning har en stor miljøpåvirkning med hensyn til luftemissioner og metalrige affaldsstrømme.
Derudover fører normaliseringen af ​​temperaturen i den reducerende atmosfære i valseovnen til forbrug af kulstof på stålets overflade. Denne proces, afkulning, efterlader et overfladelag, der er meget svagere end det oprindelige materiale (se figur 3). Dette er især vigtigt for tyndvæggede rør. Ved en vægtykkelse på 0,030" vil selv et lille afkulningslag på 0,003" reducere den effektive væg med 10%. Sådanne svækkede rør kan svigte på grund af belastning eller vibrationer.
Figur 2. Et rengøringsværktøj til indersiden (ikke vist) understøttes af ruller, der bevæger sig langs rørets inderside. Et godt rulledesign reducerer mængden af ​​svejsesprøjt, der ruller ind i rørvæggen. Nielsen-værktøjer
J356-rør forarbejdes i batcher og kræver udglødning i en valseherdovn, men dette er ikke begrænset til. Varianten, J356A, bearbejdes fuldstændigt i et valseværk ved hjælp af indbygget induktion, en opvarmningsproces, der er meget hurtigere end en valseherdovn. Dette forkorter udglødningstiden og indsnævrer dermed muligheden for afkulning fra minutter (eller endda timer) til sekunder. Dette giver J356A ensartet udglødning uden oxid eller afkulning.
Rør, der bruges til hydrauliske ledninger, skal være fleksible nok til at kunne bøjes, udvides og formes. Bøjninger er nødvendige for at få hydraulikvæsken fra punkt A til punkt B, passerende gennem forskellige bøjninger og drejninger undervejs, og udvidgning er nøglen til at skabe en endeforbindelsesmetode.
I en høne-eller-æg-situation blev skorstene designet til enkeltvæggede brænderforbindelser (og dermed en glat indvendig diameter), eller det modsatte kunne være sket. I dette tilfælde sidder rørets indvendige overflade tæt mod muffen på stiftforbindelsen. For at sikre en tæt metal-til-metal-forbindelse skal rørets overflade være så glat som muligt. Dette tilbehør dukkede op i 1920'erne for den spirende amerikanske luftvåbens luftdivision. Dette tilbehør blev senere den standard 37-graders udviddelse, der er meget udbredt i dag.
Siden begyndelsen af ​​COVID-19-perioden er udbuddet af trukne rør med glatte indvendige diametre faldet betydeligt. Tilgængelige materialer har en tendens til at have længere leveringstider end tidligere. Denne ændring i forsyningskæder kan imødegås ved at redesigne endeforbindelser. For eksempel er en tilbudsanmodning, der kræver en enkeltvægget brænder og specificerer J525, en kandidat til at erstatte en dobbeltvægget brænder. Enhver type hydraulisk rør kan bruges med denne endeforbindelse. Dette åbner op for muligheder for at bruge J356A.
Ud over koniske forbindelser er mekaniske o-ringtætninger også almindelige (se figur 5), især til højtrykssystemer. Denne type forbindelse er ikke kun mindre lækagetæt end en enkeltvægget konisk forbindelse, fordi den bruger elastomere tætninger, men den er også mere alsidig – den kan dannes i enden af ​​enhver almindelig type hydraulisk rør. Dette giver rørproducenter større muligheder i forsyningskæden og bedre langsigtet økonomisk ydeevne.
Industrihistorien er fuld af eksempler på traditionelle produkter, der slår rod på et tidspunkt, hvor det er svært for markedet at ændre retning. Et konkurrerende produkt – selv et, der er betydeligt billigere og opfylder alle kravene til det originale produkt – kan være svært at få fodfæste på markedet, hvis der opstår mistanke. Dette sker normalt, når en indkøbsagent eller en tildelt ingeniør overvejer en ikke-traditionel erstatning for et eksisterende produkt. Få er villige til at risikere at blive opdaget.
I nogle tilfælde er ændringer ikke bare nødvendige, men nødvendige. COVID-19-pandemien har resulteret i uventede ændringer i tilgængeligheden af ​​visse rørtyper og -størrelser til stålvæskerør. De berørte produktområder er dem, der anvendes i bilindustrien, elindustrien, tungt udstyr og enhver anden rørfremstillingsindustri, der bruger højtryksledninger, især hydrauliske ledninger.
Dette hul kan udfyldes til en lavere samlet pris ved at overveje en etableret, men nichebaseret type stålrør. Valg af det rigtige produkt til en given anvendelse kræver en vis research for at bestemme væskekompatibilitet, driftstryk, mekanisk belastning og forbindelsestype.
Et nærmere kig på specifikationerne viser, at J356A kan svare til den rigtige J525. Trods pandemien er den stadig tilgængelig til en lavere pris gennem en dokumenteret forsyningskæde. Hvis det er mindre arbejdskrævende at løse problemer med den endelige form end at finde J525, kan det hjælpe OEM'er med at løse logistiske udfordringer i COVID-19-æraen og fremover.
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 1990 Tube & Pipe Journal стал первым журналом, посвященным индустрии металлических труб в 1990 году. Tube & Pipe Journal blev det første magasin dedikeret til metalrørsindustrien i 1990.I dag er det stadig den eneste branchepublikation i Nordamerika og er blevet den mest pålidelige informationskilde for fagfolk i rørindustrien.
Nu med fuld adgang til den digitale udgave af FABRICATOR, nem adgang til værdifulde ressourcer fra branchen.
Den digitale udgave af The Tube & Pipe Journal er nu fuldt tilgængelig og giver nem adgang til værdifulde ressourcer fra branchen.
Få fuld digital adgang til STAMPING Journal, der præsenterer den nyeste teknologi, bedste praksis og branchenyheder inden for metalprægningsmarkedet.
Nu med fuld digital adgang til The Fabricator på spansk har du nem adgang til værdifulde ressourcer fra branchen.