Les conduites hydrauliques traditionnelles utilisent une seule extrémité évasée et sont généralement fabriquées selon les normes SAE-J525 ou ASTM-A513-T5, des matériaux difficiles à trouver au niveau national. Les OEM à la recherche de fournisseurs nationaux peuvent remplacer les tubes fabriqués selon les spécifications SAE-J356A et scellés avec des joints toriques, comme illustré. Fabriqué par Tru-Line.
Note de l'éditeur : Cet article est le premier d'une série en deux parties sur le marché et la production de lignes de transfert de fluides pour les applications à haute pression. La première partie traite de la situation des bases d'approvisionnement en produits conventionnels nationaux et étrangers. La deuxième partie traite des détails des produits moins conventionnels ciblant ce marché.
La pandémie de COVID-19 a provoqué des changements inattendus dans de nombreuses industries, notamment dans la chaîne d'approvisionnement des tubes en acier et dans le processus de fabrication des tubes. De fin 2019 à aujourd'hui, le marché des tubes a connu des changements perturbateurs dans les opérations d'usine et de logistique. Un problème qui couvait depuis longtemps est devenu le centre de l'attention.
Français La main-d'œuvre est maintenant plus importante que jamais. La pandémie est une crise humaine, et l'importance de la santé a changé l'équilibre travail-vie-loisirs pour la plupart, sinon tous. Le nombre de travailleurs qualifiés a diminué en raison des départs à la retraite, de l'incapacité de certains travailleurs à retourner à leur ancien emploi ou à trouver un nouvel emploi dans le même secteur et de nombreux autres facteurs. Au début de l'épidémie, la pénurie de travailleurs était principalement concentrée dans les industries qui dépendent du travail de première ligne, comme les soins médicaux et le commerce de détail, tandis que les travailleurs du secteur manufacturier étaient en congé ou avaient des heures de travail considérablement réduites. Les fabricants ont maintenant du mal à recruter et à retenir du personnel, y compris des opérateurs de tubes expérimentés. La fabrication de tubes est en grande partie un travail manuel et manuel qui nécessite des efforts minutieux dans un environnement non climatisé. Portez un équipement de protection individuelle supplémentaire (c'est-à-dire des masques) pour atténuer l'infection et suivez des règles supplémentaires, comme rester à 6 pieds de long. La distance linéaire avec les autres peut ajouter du stress à un travail qui comporte déjà de nombreux facteurs de stress.
L'approvisionnement en acier et les coûts de l'acier brut ont également changé pendant la pandémie. Pour la plupart des tubes, l'acier est le composant le plus coûteux. En règle générale, l'acier représente 50 % du coût par pied de tuyau. Jusqu'au quatrième trimestre 2020, les prix de l'acier laminé à froid sur le marché intérieur américain s'élevaient en moyenne à environ 800 $/t pendant trois ans. À la fin de 2021, les prix sont tombés à 2 200 $ la tonne.
Compte tenu de l’évolution de ces deux facteurs pendant la pandémie, comment les entreprises du marché des tubes réagissent-elles ? Quel impact ces changements ont-ils sur la chaîne d’approvisionnement des tubes et quelles orientations utiles l’industrie peut-elle tirer pour sortir de cette crise ?
Il y a de nombreuses années, un cadre supérieur d'une usine de tuyaux résumait le rôle de son entreprise dans l'industrie : « Nous ne faisons que deux choses ici : nous fabriquons des tuyaux et nous les vendons. » , trop de distractions, trop de facteurs qui affaiblissent les valeurs fondamentales de l'entreprise, ou la crise actuelle (ou tous ces facteurs, ce qui est souvent le cas) sont précieux pour gérer des cadres qui sont débordés.
Il est important d'atteindre et de maintenir le contrôle en se concentrant sur ce qui est important : les facteurs qui affectent la fabrication et la vente de tubes de qualité. Si les efforts d'une entreprise ne sont pas concentrés sur ces deux activités, il est temps de revenir à l'essentiel.
Alors que la pandémie se propage, la demande de tuyaux dans certaines industries est tombée à presque zéro. Les usines automobiles et les entreprises d'autres industries jugées insignifiantes sont inactives. Il fut un temps où de nombreux acteurs de l'industrie ne fabriquaient ni ne vendaient de tubes. Le marché des tuyaux continue d'exister pour seulement quelques entreprises essentielles.
Heureusement, les gens font leur travail. Certaines personnes achètent des congélateurs supplémentaires pour stocker de la nourriture. Le marché du logement décolle plus tard et les gens ont tendance à acheter quelques appareils électroménagers neufs ou de nombreux appareils électroménagers lorsqu'ils achètent une maison, de sorte que ces deux tendances soutiennent la demande de tubes de plus petit diamètre. L'industrie des équipements agricoles commence à se redresser, de plus en plus de propriétaires souhaitant des petits tracteurs ou des tondeuses à gazon à rayon de braquage zéro. Le marché automobile a ensuite redémarré, bien qu'à un rythme plus lent en raison de facteurs tels que la pénurie de puces.
Figure 1. Les normes SAE-J525 et ASTM-A519 sont établies comme remplacements généraux des normes SAE-J524 et ASTM-A513T5. La principale différence est que les normes SAE-J525 et ASTM-A513T5 sont soudées et non sans soudure. Les difficultés d'approvisionnement, telles que les délais de livraison de six mois, ont créé des opportunités pour deux autres produits de tubes, SAE-J356 (livré en tube droit) et SAE-J356A (livré en bobine), qui répondent à bon nombre des mêmes exigences.
Le marché a changé, mais les lignes directrices restent les mêmes. Rien n’est plus important que de se concentrer sur la fabrication et la vente de pipes en fonction des demandes du marché.
La question « fabriquer ou acheter » se pose lorsque les opérations de fabrication sont confrontées à des coûts de main-d’œuvre plus élevés et à des ressources internes fixes ou en baisse.
La fabrication de produits tubulaires post-soudés nécessite des ressources importantes. Selon le rendement et la production de l'usine, il est parfois avantageux économiquement de couper de larges bandes en interne. Cependant, le tranchage interne peut être un fardeau, compte tenu des besoins en main-d'œuvre, des besoins en capital d'outillage et des coûts d'inventaire à large bande.
D'une part, couper 2 000 tonnes par mois donne 5 000 tonnes d'acier en stock, ce qui occupe beaucoup d'argent. D'autre part, très peu d'argent est nécessaire pour acheter de l'acier à coupe large dans un arrangement instantané. En fait, étant donné que le producteur de tubes peut négocier les conditions de crédit avec le refendeur, il peut en fait retarder les décaissements. Chaque usine de tubes est unique à cet égard, mais il est sûr de dire que presque tous les producteurs de tubes ont été touchés par la pandémie de COVID-19 par rapport à la disponibilité de la main-d'œuvre qualifiée, aux coûts de l'acier et aux flux de trésorerie.
Il en va de même pour la production de tubes elle-même, selon la situation. Les entreprises disposant de chaînes de valeur ajoutée étendues peuvent se retirer du secteur de la fabrication de tubes. Au lieu de fabriquer des tubes, puis de les plier, de les revêtir et de fabriquer des sous-ensembles et des assemblages, achetez les tubes et concentrez-vous sur d'autres activités.
De nombreuses entreprises produisant des composants hydrauliques ou des faisceaux de tubes de traitement des fluides automobiles possèdent leurs propres usines de tubes. Certaines de ces usines sont désormais des passifs plutôt que des actifs. Les consommateurs à l'ère de la pandémie ont tendance à conduire moins et les prévisions de ventes d'automobiles sont loin des niveaux d'avant la pandémie. Le marché automobile est associé à des conditions négatives telles que des fermetures, des baisses sévères et des pénuries. Rien n'indique que la situation d'approvisionnement des équipementiers automobiles et de leurs fournisseurs changera de manière significative dans un avenir proche. Il est à noter que de plus en plus de véhicules électriques sur ce marché ont moins de composants de groupe motopropulseur en tubes d'acier.
Les usines de tubes captifs sont généralement construites à partir de conceptions personnalisées. C'est un avantage pour l'utilisation prévue - fabriquer des tuyaux pour une application spécifique - mais un inconvénient en termes d'économies d'échelle. Par exemple, considérons une usine de tubes conçue pour fabriquer des produits de 10 mm de diamètre extérieur pour un projet automobile connu. Le programme garantit des paramètres basés sur la quantité. Plus tard, une procédure beaucoup plus petite a été ajoutée pour un autre tube avec le même diamètre extérieur. Le temps a passé, le plan initial a expiré et l'entreprise n'avait pas assez de volume pour justifier le deuxième plan. Les coûts d'installation et autres sont trop élevés pour le justifier. Dans ce cas, si l'entreprise peut trouver un fournisseur compétent, elle devrait essayer d'externaliser le projet.
Bien sûr, le calcul ne s'arrête pas à la découpe. Les étapes de finition telles que le revêtement, la coupe à longueur et l'emballage représentent des coûts considérables. Comme le dit le proverbe, le plus gros coût caché de la fabrication de tubes est la manutention. Le tube est transporté de l'usine à l'entrepôt, où il est retiré et chargé sur un établi pour la coupe finale. Les tubes sont ensuite superposés pour alimenter la machine de découpe un par un. Toutes ces étapes nécessitent de la main-d'œuvre. Ce coût de main-d'œuvre peut passer inaperçu aux yeux d'un comptable, mais il se traduit par l'embauche d'un cariste ou d'une personne supplémentaire au service transport.
Figure 2. Les compositions chimiques de SAE-J525 et SAE-J356A sont presque identiques, ce qui aide ce dernier à remplacer le premier.
Les tubes hydrauliques existent depuis des milliers d'années. Les Égyptiens ont martelé du fil de cuivre il y a plus de 4 000 ans. Le fil de bambou était utilisé en Chine pendant la dynastie Xia, vers 2000 avant J.-C., et plus tard, les systèmes de plomberie romains ont été construits avec des conduits en plomb, un sous-produit du processus de fusion de l'argent.
Les tubes en acier sans soudure modernes ont fait leurs débuts en Amérique du Nord en 1890. De 1890 à aujourd'hui, la matière première de ce procédé est une billette ronde solide. Les innovations en matière de coulée continue dans les années 1950 ont conduit à la transformation des tubes sans soudure de lingots en ce qui était alors une matière première en acier à faible coût, les billettes. Dans le passé et le présent, les tubes hydrauliques sont fabriqués en étirant à froid les creux sans soudure produits par ce procédé. Sur le marché nord-américain, il est classé SAE-J524 par la Society of Automotive Engineers et ASTM-A519 par l'American Society for Testing and Materials.
La production de tubes hydrauliques sans soudure est généralement un processus à forte intensité de main-d'œuvre, en particulier pour les petits diamètres. Cela nécessite beaucoup d'énergie et nécessite beaucoup d'espace.
soudure. Dans les années 1970, le marché a changé. Après avoir dominé le marché des tubes en acier pendant près de 100 ans, le glissement sans soudure. Il a été remplacé par le tube soudé, qui s'est avéré adapté à de nombreuses applications mécaniques dans les marchés de la construction et de l'automobile. Il a même conquis un territoire dans ce qui était autrefois une terre sainte : le secteur des oléoducs et des gazoducs.
Deux innovations ont contribué à ce changement sur le marché. L'une d'elles concerne la coulée continue de brames, qui permet aux aciéries de produire efficacement en masse des bandes plates de haute qualité. Un autre procédé fait du soudage par résistance à haute fréquence un procédé viable pour l'industrie des tubes. Le résultat est un nouveau produit : des performances aussi bonnes que celles des tubes en acier sans soudure par rapport aux produits sans soudure comparables, et à un coût inférieur. Ce tube est toujours fabriqué aujourd'hui et est classé SAE-J525 ou ASTM-A513-T5 sur le marché nord-américain. Étant donné que le tube est étiré et recuit, il s'agit d'un produit gourmand en ressources. Ces procédés ne nécessitent pas autant de main-d'œuvre et de capital que les procédés sans soudure, mais les coûts qui y sont associés restent élevés.
Depuis les années 1990 jusqu'à aujourd'hui, la plupart des tubes hydrauliques consommés sur le marché intérieur, qu'ils soient étirés sans soudure (SAE-J524) ou étirés soudés (SAE-J525), sont importés. Cela peut être le résultat de l'énorme différence de coûts de main-d'œuvre et de matières premières en acier entre les États-Unis et les pays exportateurs. Au cours des 30 à 40 dernières années, ces produits ont été disponibles auprès des producteurs nationaux, mais ils n'ont jamais été en mesure de s'imposer comme dominants sur ce marché. Le coût favorable des produits importés est un obstacle formidable.
Marché actuel. La consommation de produits sans soudure, étirés et recuits J524 a diminué au fil des ans. Il est toujours disponible et a sa place sur le marché des lignes hydrauliques, mais les OEM choisissent généralement J525 si le produit soudé, étiré et recuit J525 est facilement disponible.
La pandémie frappe et le marché change à nouveau. L'offre mondiale de main-d'œuvre, d'acier et de logistique diminue à peu près au même rythme que la baisse de la demande d'automobiles mentionnée ci-dessus. Il en va de même pour l'offre de tubes hydrauliques J525 importés. Compte tenu de ces événements, le marché intérieur semble prêt pour un autre changement de marché. Prêt à produire un autre produit, un produit qui nécessite moins de main-d'œuvre que le soudage, l'étirage et le recuit des tubes ? Il en existe un, bien qu'il ne soit pas couramment utilisé. Il s'agit de la norme SAE-J356A, qui répond aux exigences de nombreuses applications hydrauliques (voir figure 1).
Les spécifications publiées par la SAE ont tendance à être courtes et simples, car chaque spécification ne définit qu'un seul processus de fabrication de tuyaux. L'inconvénient est que J525 et J356A ont un chevauchement considérable en termes de dimensions, de propriétés mécaniques, etc., de sorte que les spécifications ont tendance à semer la confusion. De plus, J356A est un produit enroulé pour les conduites hydrauliques de petit diamètre et est une variante de J356, qui est un produit de tuyau droit principalement utilisé dans la fabrication de conduites hydrauliques de grand diamètre.
Figure 3. Bien que les tubes soudés et étirés à froid soient considérés par beaucoup comme supérieurs aux tubes soudés et étirés à froid, les propriétés mécaniques des deux produits tubulaires sont comparables.Remarque : la valeur impériale en PSI est une conversion souple de la spécification, il s'agit d'une valeur métrique en MPa.
Certains ingénieurs pensent que le J525 excelle dans les applications hydrauliques à haute pression, telles que celles utilisées dans les équipements lourds. Le J356A est moins connu, mais il s'agit également d'une spécification de transport de fluide à haute pression. Parfois, les exigences de formage final sont différentes : le J525 n'a pas de cordon d'identification, tandis que le J356A est contrôlé par flash et a un cordon d'identification plus petit.
Les matières premières ont des propriétés similaires (voir figure 2). De petites différences dans la composition chimique sont liées aux propriétés mécaniques souhaitées. Afin d'obtenir certaines propriétés mécaniques, telles que la résistance à la rupture en traction ou la résistance à la traction ultime (UTS), la composition chimique ou le traitement thermique de l'acier est limité pour produire certains résultats.
Les types de tubes partagent un ensemble commun de paramètres de performance mécanique similaires, ce qui les rend interchangeables dans de nombreuses applications (voir la figure 3). En d'autres termes, si l'un n'est pas disponible, l'autre est susceptible de répondre aux exigences. Personne n'a besoin de réinventer la roue ; l'industrie dispose déjà d'un ensemble de roues solides et équilibrées.
Tube & Pipe Journal est devenu le premier magazine dédié au service de l'industrie des tuyaux métalliques en 1990. Aujourd'hui, il reste la seule publication en Amérique du Nord dédiée à l'industrie et est devenu la source d'information la plus fiable pour les professionnels des tuyaux.
Désormais avec un accès complet à l'édition numérique de The FABRICATOR, un accès facile à de précieuses ressources industrielles.
L'édition numérique du Tube & Pipe Journal est désormais entièrement accessible, offrant un accès facile à des ressources industrielles précieuses.
Bénéficiez d'un accès complet à l'édition numérique du STAMPING Journal, qui fournit les dernières avancées technologiques, les meilleures pratiques et les actualités de l'industrie pour le marché de l'emboutissage des métaux.
Désormais avec un accès complet à l'édition numérique de The Fabricator en Español, un accès facile à de précieuses ressources industrielles.