خطوط هیدرولیک سنتی از یک انتهای گشاد شده استفاده می‌کنند و معمولاً با استانداردهای SAE-J525 یا ASTM-A513-T5 ساخته می‌شوند، موادی که تهیه آنها در داخل کشور دشوار است. تولیدکنندگان اصلی تجهیزات (OEM) که به دنبال تأمین‌کنندگان داخلی هستند می‌توانند لوله‌های تولید شده با مشخصات SAE-J356A را جایگزین کنند و همانطور که نشان داده شده است، با آب‌بندی‌های سطحی O-ring آب‌بندی شوند. ساخت Tru-Line.
یادداشت سردبیر: این مقاله اولین مقاله از یک مجموعه دو قسمتی در مورد بازار و تولید خطوط انتقال سیال برای کاربردهای فشار بالا است. بخش اول به بررسی وضعیت پایگاه‌های عرضه محصولات متعارف داخلی و خارجی می‌پردازد. بخش دوم به جزئیات محصولات کمتر متعارف که این بازار را هدف قرار داده‌اند، می‌پردازد.
همه‌گیری کووید-۱۹ باعث تغییرات غیرمنتظره‌ای در بسیاری از صنایع، از جمله زنجیره تأمین لوله‌های فولادی و فرآیند تولید لوله شده است. از پایان سال ۲۰۱۹ تا به امروز، بازار لوله تغییرات مخربی را در عملیات کارخانه و لجستیک تجربه کرده است. یک مسئله طولانی‌مدت مورد توجه قرار گرفته است.
نیروی کار اکنون بیش از هر زمان دیگری اهمیت دارد. این بیماری همه‌گیر یک بحران انسانی است و اهمیت سلامت، تعادل کار-زندگی-بازی را برای اکثر افراد، اگر نگوییم همه، تغییر داده است. تعداد کارگران ماهر به دلیل بازنشستگی کاهش یافته است، برخی از کارگران قادر به بازگشت به مشاغل قدیمی یا یافتن شغل جدید در همان صنعت و بسیاری از عوامل دیگر نیستند. در روزهای اولیه همه‌گیری، کمبود کارگر عمدتاً در صنایعی متمرکز بود که به کار در خط مقدم متکی هستند، مانند مراقبت‌های پزشکی و خرده‌فروشی، در حالی که کارگران تولیدی در مرخصی بودند یا ساعات کاری آنها به طور قابل توجهی کاهش یافته بود. تولیدکنندگان اکنون در استخدام و حفظ کارکنان، از جمله اپراتورهای باتجربه کارخانه‌های لوله‌سازی، مشکل دارند. تولید لوله عمدتاً یک کار عملی و یقه‌آبی است که نیاز به تلاش طاقت‌فرسا در یک محیط بدون کنترل آب و هوا دارد. برای کاهش عفونت، از تجهیزات محافظ شخصی اضافی (مانند ماسک) استفاده کنید و قوانین اضافی مانند حفظ فاصله 6 فوتی را رعایت کنید. فاصله خطی از دیگران می‌تواند به شغلی که از قبل عوامل کاهش‌دهنده استرس زیادی دارد، استرس اضافه کند.
عرضه فولاد و هزینه‌های فولاد خام نیز در طول همه‌گیری تغییر کرده است. برای اکثر لوله‌ها، فولاد بزرگترین هزینه جزء است. به عنوان یک قاعده کلی، فولاد 50٪ از هزینه هر فوت لوله را تشکیل می‌دهد. تا سه ماهه چهارم سال 2020، قیمت فولاد نورد سرد داخلی ایالات متحده به مدت سه سال به طور متوسط ​​حدود 800 دلار در هر تن بود. تا پایان سال 2021، قیمت‌ها به 2200 دلار در هر تن کاهش یافت.
با توجه به اینکه این دو عامل در طول همه‌گیری چگونه تغییر کرده‌اند، شرکت‌های بازار لوله چگونه واکنش نشان می‌دهند؟ این تغییرات چه تأثیری بر زنجیره تأمین لوله دارند و چه راهنمایی مفیدی برای خروج صنعت از این بحران وجود دارد؟
سال‌ها پیش، یک مدیر ارشد کارخانه لوله‌سازی نقش شرکت خود را در این صنعت خلاصه کرد: «ما اینجا فقط دو کار انجام می‌دهیم - لوله می‌سازیم و آنها را می‌فروشیم.» حواس‌پرتی‌های زیاد، عوامل زیادی که ارزش‌های اصلی شرکت را تضعیف می‌کنند، یا بحران فعلی (یا همه این عوامل، که اغلب اتفاق می‌افتد) برای مدیران اجرایی که غرق در کار هستند، ارزشمند است.
دستیابی و حفظ کنترل با تمرکز بر آنچه مهم است، مهم است: عواملی که بر تولید و فروش لوله‌های با کیفیت تأثیر می‌گذارند. اگر تلاش‌های یک شرکت بر این دو فعالیت متمرکز نباشد، وقت آن است که به اصول اولیه برگردیم.
با گسترش همه‌گیری، تقاضای لوله در برخی صنایع تقریباً به صفر رسیده است. کارخانه‌های خودروسازی و شرکت‌هایی در سایر صنایع که ناچیز تلقی می‌شدند، بیکار نشسته‌اند. زمانی بود که بسیاری از افراد در این صنعت نه لوله تولید می‌کردند و نه آن را می‌فروختند. بازار لوله همچنان تنها برای چند کسب و کار ضروری وجود دارد.
خوشبختانه، مردم کار خودشان را می‌کنند. برخی افراد فریزرهای اضافی برای نگهداری مواد غذایی می‌خرند. بازار مسکن دیرتر رونق می‌گیرد و مردم هنگام خرید خانه تمایل دارند برخی یا بسیاری از لوازم خانگی جدید را خریداری کنند، بنابراین هر دو روند از تقاضا برای لوله‌های با قطر کوچکتر پشتیبانی می‌کنند. صنعت تجهیزات کشاورزی شروع به بهبود کرده است و صاحبان بیشتری تراکتورهای کوچک یا ماشین‌های چمن‌زنی بدون نیاز به چرخش می‌خواهند. سپس بازار خودرو دوباره شروع به کار کرد، البته با سرعت کمتری به دلیل عواملی مانند کمبود تراشه.
شکل 1. SAE-J525 و ASTM-A519 به عنوان جایگزین‌های عمومی SAE-J524 و ASTM-A513T5 معرفی شده‌اند. تفاوت اصلی این است که SAE-J525 و ASTM-A513T5 جوش داده می‌شوند، نه بدون درز. مشکلات تامین مانند زمان تحویل شش ماهه، فرصت‌هایی را برای دو محصول لوله دیگر، SAE-J356 (به صورت لوله مستقیم تحویل داده می‌شود) و SAE-J356A (به صورت کلاف تحویل داده می‌شود) ایجاد کرده است که بسیاری از الزامات مشابه را برآورده می‌کنند.
بازار تغییر کرده است، اما دستورالعمل‌ها همان هستند. هیچ چیز مهم‌تر از تمرکز بر ساخت و فروش لوله‌ها مطابق با تقاضای بازار نیست.
سوال «ساخت یا خرید» زمانی مطرح می‌شود که عملیات تولیدی با هزینه‌های بالای نیروی کار و منابع داخلی ثابت یا رو به کاهش مواجه شود.
تولید محصولات لوله‌ای پس از جوشکاری به منابع قابل توجهی نیاز دارد. بسته به خروجی و تولید کارخانه، گاهی اوقات برش نوارهای عریض در داخل کارخانه از نظر اقتصادی یک مزیت است. با این حال، برش داخلی می‌تواند با توجه به نیازهای نیروی کار، سرمایه ابزار و هزینه‌های موجودی پهنای باند، یک بار اضافی باشد.
از یک طرف، برش ۲۰۰۰ تن در ماه منجر به ۵۰۰۰ تن فولاد در انبار می‌شود که مقدار زیادی پول نقد را اشغال می‌کند. از طرف دیگر، برای خرید فولاد برش عریض در یک توافق فوری، پول نقد بسیار کمی مورد نیاز است. در واقع، با توجه به اینکه تولیدکننده لوله می‌تواند شرایط اعتباری را با برش‌دهنده مذاکره کند، در واقع می‌تواند هزینه نقدی را به تأخیر بیندازد. هر کارخانه لوله از این نظر منحصر به فرد است، اما می‌توان با اطمینان گفت که تقریباً هر تولیدکننده لوله تحت تأثیر همه‌گیری کووید-۱۹ نسبت به در دسترس بودن نیروی کار ماهر، هزینه‌های فولاد و جریان نقدی قرار گرفته است.
همین امر در مورد خود تولید لوله نیز صدق می‌کند، بسته به شرایط. شرکت‌هایی که زنجیره‌های ارزش افزوده گسترده‌ای دارند، ممکن است از تجارت تولید لوله خارج شوند. به جای ساخت لوله و سپس خم کردن آن، پوشش دادن آن و ساخت زیر مجموعه‌ها و مجموعه‌ها، لوله را بخرید و روی فعالیت‌های دیگر تمرکز کنید.
بسیاری از شرکت‌های تولیدکننده قطعات هیدرولیک یا دسته‌های لوله انتقال سیال خودرو، کارخانه‌های لوله‌کشی مخصوص به خود را دارند. برخی از این کارخانه‌ها اکنون به جای دارایی، بدهی محسوب می‌شوند. مصرف‌کنندگان در دوران همه‌گیری تمایل کمتری به رانندگی دارند و پیش‌بینی‌های فروش خودرو با سطوح قبل از همه‌گیری بسیار متفاوت است. بازار خودرو با شرایط منفی مانند تعطیلی، کاهش شدید و کمبود همراه است. هیچ نشانه‌ای وجود ندارد که وضعیت عرضه تولیدکنندگان اصلی تجهیزات خودرو و تأمین‌کنندگان آنها در آینده نزدیک به طور قابل توجهی تغییر کند. نکته قابل توجه این است که خودروهای برقی بیشتر و بیشتری در این بازار، قطعات سیستم انتقال قدرت لوله فولادی کمتری دارند.
آسیاب‌های لوله‌ایِ تحت فشار معمولاً از طرح‌های سفارشی ساخته می‌شوند. این یک مزیت برای کاربرد مورد نظر آن - ساخت لوله برای یک کاربرد خاص - است، اما از نظر صرفه‌جویی به مقیاس یک عیب محسوب می‌شود. برای مثال، یک آسیاب لوله‌ای را در نظر بگیرید که برای ساخت محصولات با قطر خارجی 10 میلی‌متر برای یک پروژه خودروسازی شناخته شده طراحی شده است. این برنامه تنظیمات مبتنی بر کمیت را تضمین می‌کند. بعداً، یک روش بسیار کوچک‌تر برای لوله دیگری با همان قطر خارجی اضافه شد. زمان گذشت، طرح اولیه منقضی شد و شرکت حجم کافی برای توجیه طرح دوم نداشت. هزینه‌های راه‌اندازی و سایر هزینه‌ها برای توجیه آن بسیار زیاد است. در این حالت، اگر شرکت بتواند یک تأمین‌کننده توانمند پیدا کند، باید سعی کند پروژه را برون‌سپاری کند.
البته، محاسبات در نقطه برش متوقف نمی‌شود. مراحل تکمیلی مانند پوشش، برش به طول و بسته‌بندی، هزینه قابل توجهی را اضافه می‌کنند. همانطور که می‌گویند، بزرگترین هزینه پنهان تولید لوله، جابجایی آن است. لوله از کارخانه به انبار منتقل می‌شود، جایی که برداشته شده و برای برش نهایی روی میز کار بارگیری می‌شود، سپس لوله‌ها لایه لایه چیده می‌شوند تا اطمینان حاصل شود که لوله‌ها یکی یکی وارد دستگاه برش می‌شوند - همه این مراحل نیاز به نیروی کار دارند. این هزینه نیروی کار ممکن است توسط یک حسابدار مورد توجه قرار نگیرد، اما به شکل یک اپراتور لیفتراک اضافی یا یک فرد اضافی در بخش حمل و نقل ظاهر می‌شود.
شکل 2. ترکیبات شیمیایی SAE-J525 و SAE-J356A تقریباً یکسان هستند و این به دومی کمک می‌کند تا جایگزین اولی شود.
لوله‌های هیدرولیک هزاران سال است که وجود دارند. مصری‌ها بیش از ۴۰۰۰ سال پیش سیم مسی را چکش‌کاری کردند. نخ بامبو در چین در دوران سلسله شیا، حدود ۲۰۰۰ سال قبل از میلاد، مورد استفاده قرار می‌گرفت و بعدها سیستم‌های لوله‌کشی رومی با لوله‌های سربی ساخته شدند که محصول جانبی فرآیند ذوب نقره بود.
لوله‌های فولادی بدون درز مدرن اولین بار در سال ۱۸۹۰ در آمریکای شمالی عرضه شدند. از سال ۱۸۹۰ تا به امروز، ماده اولیه این فرآیند، شمش گرد جامد است. نوآوری‌ها در ریخته‌گری مداوم در دهه ۱۹۵۰ منجر به تبدیل لوله‌های بدون درز از شمش به چیزی که در آن زمان ماده اولیه فولادی کم‌هزینه بود، یعنی شمش، شد. در گذشته و حال، لوله‌های هیدرولیک با کشش سرد حفره‌های بدون درز تولید شده توسط این فرآیند ساخته می‌شوند. در بازار آمریکای شمالی، این لوله‌ها توسط انجمن مهندسان خودرو به عنوان SAE-J524 و توسط انجمن آزمایش و مواد آمریکا به عنوان ASTM-A519 طبقه‌بندی می‌شوند.
تولید لوله‌های هیدرولیک بدون درز، به خصوص برای قطرهای کوچک، فرآیندی پرزحمت و نیازمند انرژی زیاد است. این فرآیند به فضای زیادی نیاز دارد.
جوشکاری. در دهه 1970، بازار تغییر کرد. پس از تسلط نزدیک به 100 سال بر بازار لوله‌های فولادی، لوله‌های بدون درز (بدون درز) جای خود را به لوله‌های جوش داده شده دادند، که برای بسیاری از کاربردهای مکانیکی در ساخت و ساز و بازارهای خودرو مناسب تشخیص داده شد. این لوله‌ها حتی در بخشی از سرزمین مقدس سابق - بخش خط لوله نفت و گاز - نیز نفوذ کردند.
دو نوآوری در این تغییر در بازار نقش داشتند. یکی از آنها شامل ریخته‌گری مداوم تختال است که به کارخانه‌های فولاد امکان تولید انبوه و کارآمد نوار تخت با کیفیت بالا را می‌دهد. فرآیند دیگری که جوشکاری مقاومتی فرکانس بالا را به فرآیندی مناسب برای صنعت لوله تبدیل می‌کند. نتیجه، یک محصول جدید است: عملکردی به خوبی لوله فولادی بدون درز در مقایسه با محصولات بدون درز مشابه و با هزینه کمتر. این لوله هنوز هم تولید می‌شود و در بازار آمریکای شمالی به عنوان SAE-J525 یا ASTM-A513-T5 طبقه‌بندی می‌شود. از آنجا که لوله کشیده و آنیل می‌شود، محصولی با منابع زیاد است. این فرآیندها به اندازه فرآیندهای بدون درز به نیروی کار و سرمایه نیاز ندارند، اما هزینه‌های مرتبط با آنها هنوز هم بالاست.
از دهه ۱۹۹۰ تا به امروز، بیشتر لوله‌های هیدرولیک مصرفی در بازار داخلی، چه بدون درز (SAE-J524) و چه جوش داده شده (SAE-J525)، وارداتی هستند. این ممکن است نتیجه تفاوت زیاد در هزینه‌های نیروی کار و مواد اولیه فولاد بین ایالات متحده و کشورهای صادرکننده باشد. در ۳۰ تا ۴۰ سال گذشته، این محصولات توسط تولیدکنندگان داخلی در دسترس بوده‌اند، اما آنها هرگز نتوانسته‌اند خود را به عنوان غالب در این بازار تثبیت کنند. هزینه مطلوب محصولات وارداتی مانع بزرگی است.
بازار فعلی. مصرف محصول بدون درز، کشیده شده و آنیل شده J524 در طول سال‌ها کاهش یافته است. این محصول هنوز در دسترس است و در بازار خطوط هیدرولیک جایگاهی دارد، اما تولیدکنندگان اصلی تجهیزات (OEM) معمولاً J525 را انتخاب می‌کنند اگر محصول جوش داده شده، کشیده شده و آنیل شده J525 به راحتی در دسترس باشد.
این بیماری همه‌گیر از راه می‌رسد و بازار دوباره تغییر می‌کند. عرضه جهانی نیروی کار، فولاد و لجستیک تقریباً با همان سرعتی که کاهش تقاضا برای خودرو ذکر شد، در حال کاهش است. همین امر در مورد عرضه لوله‌های هیدرولیک J525 وارداتی نیز صادق است. با توجه به این رویدادها، به نظر می‌رسد بازار داخلی برای یک تغییر بازار دیگر آماده است. آیا آماده تولید محصول دیگری هستید، محصولی که نسبت به لوله‌های جوشکاری، کشش و آنیل به نیروی کار کمتری نیاز داشته باشد؟ یکی از این محصولات وجود دارد، اگرچه معمولاً استفاده نمی‌شود. این SAE-J356A است که الزامات بسیاری از کاربردهای هیدرولیک را برآورده می‌کند (شکل 1 را ببینید).
مشخصات منتشر شده توسط SAE معمولاً کوتاه و ساده هستند، زیرا هر مشخصات فقط یک فرآیند برای ساخت لوله را تعریف می‌کند. نکته منفی این است که J525 و J356A از نظر ابعاد، خواص مکانیکی و غیره همپوشانی قابل توجهی دارند، بنابراین مشخصات معمولاً بذر سردرگمی را می‌پاشند. علاوه بر این، J356A یک محصول کلاف شده برای خطوط هیدرولیک با قطر کوچک است و نوعی از J356 است که یک محصول لوله مستقیم است که عمدتاً در ساخت خطوط هیدرولیک با قطر بزرگ استفاده می‌شود.
شکل ۳. اگرچه بسیاری لوله‌های جوش داده شده و کشیده شده سرد را برتر از لوله‌های جوش داده شده و سرد می‌دانند، اما خواص مکانیکی این دو محصول لوله قابل مقایسه است. توجه: مقدار امپریالیستی بر حسب PSI تبدیل نرم مشخصات است و یک مقدار متریک بر حسب MPa است.
برخی از مهندسان معتقدند که J525 در کاربردهای هیدرولیکی فشار بالا، مانند مواردی که در تجهیزات سنگین استفاده می‌شود، برتری دارد. J356A کمتر شناخته شده است، اما همچنین یک مشخصات حمل سیال فشار بالا است. گاهی اوقات الزامات شکل‌دهی نهایی متفاوت است: J525 هیچ مهره قطر داخلی ندارد، در حالی که J356A با کنترل فلش و مهره قطر داخلی کوچکتری دارد.
مواد اولیه خواص مشابهی دارند (شکل ۲ را ببینید). تفاوت‌های کوچک در ترکیب شیمیایی مربوط به خواص مکانیکی مورد نظر است. برای دستیابی به خواص مکانیکی خاص، مانند استحکام پارگی در کشش یا استحکام کششی نهایی (UTS)، ترکیب شیمیایی یا عملیات حرارتی فولاد برای دستیابی به نتایج خاص محدود می‌شود.
انواع لوله‌ها مجموعه‌ای مشترک از پارامترهای عملکرد مکانیکی مشابه را به اشتراک می‌گذارند که آنها را در بسیاری از کاربردها قابل تعویض می‌کند (شکل 3 را ببینید). به عبارت دیگر، اگر یکی در دسترس نباشد، دیگری احتمالاً الزامات را برآورده می‌کند. نیازی نیست کسی چرخ را دوباره اختراع کند؛ این صنعت از قبل مجموعه‌ای از چرخ‌های قوی و متعادل را در اختیار دارد.
مجله لوله و لوله (Tube & Pipe Journal) در سال ۱۹۹۰ اولین مجله‌ای بود که به خدمت‌رسانی به صنعت لوله‌های فلزی اختصاص داده شد. امروزه، این مجله تنها نشریه در آمریکای شمالی است که به این صنعت اختصاص داده شده و به معتبرترین منبع اطلاعات برای متخصصان لوله تبدیل شده است.
اکنون با دسترسی کامل به نسخه دیجیتال The FABRICATOR، دسترسی آسان به منابع ارزشمند صنعت.
نسخه دیجیتالی مجله لوله و لوله اکنون به طور کامل در دسترس است و دسترسی آسان به منابع ارزشمند صنعت را فراهم می‌کند.
از دسترسی کامل به نسخه دیجیتال STAMPING Journal لذت ببرید، که آخرین پیشرفت‌های تکنولوژیکی، بهترین شیوه‌ها و اخبار صنعت را برای بازار مهرزنی فلزات ارائه می‌دهد.
اکنون با دسترسی کامل به نسخه دیجیتال The Fabricator به زبان اسپانیایی، دسترسی آسان به منابع ارزشمند صنعت.