As liñas hidráulicas tradicionais usan un único extremo asangado e adoitan fabricarse segundo as normas SAE-J525 ou ASTM-A513-T5, materiais que son difíciles de obter no mercado nacional. Os fabricantes de equipos orixinais (OEM) que buscan provedores nacionais poden substituílas por tubos fabricados segundo as especificacións SAE-J356A e selados con xuntas tóricas, como se mostra. Fabricado por Tru-Line.
Nota do editor: Este artigo é o primeiro dunha serie en dúas partes sobre o mercado e a produción de liñas de transferencia de fluídos para aplicacións de alta presión. A primeira parte trata a situación das bases de subministración de produtos convencionais nacionais e estranxeiras. A segunda parte trata os detalles dos produtos menos convencionais dirixidos a este mercado.
A pandemia da COVID-19 provocou cambios inesperados en moitas industrias, incluídas a cadea de subministración de tubos de aceiro e o proceso de fabricación de tubos. Desde finais de 2019 ata a actualidade, o mercado dos tubos experimentou cambios disruptivos tanto nas operacións de fábrica como nas de loxística. Un problema que levaba moito tempo latente entrou en escena.
A forza laboral é agora máis importante que nunca. Esta pandemia é unha crise humana e a importancia da saúde cambiou o equilibrio entre a vida laboral, a persoal e o lecer para a maioría, se non para todos. O número de traballadores cualificados diminuíu debido á xubilación, á incapacidade dalgúns traballadores de volver aos seus antigos empregos ou atopar novos empregos na mesma industria e a moitos outros factores. Nos primeiros días da epidemia, a escaseza de traballadores concentrábase principalmente en industrias que dependen do traballo de primeira liña, como a atención médica e o comercio polo miúdo, mentres que os traballadores da industria manufactureira estaban en ERTE ou cunha xornada laboral significativamente reducida. Os fabricantes agora teñen problemas para contratar e reter persoal, incluídos operadores de fábricas de tubos con experiencia. A fabricación de tubos é en gran medida un traballo práctico de colarinho azul que require un esforzo minucioso nun ambiente con clima controlado. Use equipos de protección individual adicionais (é dicir, máscaras) para mitigar a infección e siga regras adicionais, como manter unha distancia de 6 pés. A distancia lineal dos demais pode engadir estrés a un traballo que xa ten moitos factores que reducen o estrés.
O subministro de aceiro e os custos do aceiro en bruto tamén cambiaron durante a pandemia. Para a maioría dos tubos, o aceiro é o maior custo do compoñente. Como regra xeral, o aceiro representa o 50 % do custo por pé de tubo. Ata o cuarto trimestre de 2020, os prezos domésticos do aceiro laminado en frío nos Estados Unidos roldaron os 800 $/t durante tres anos. A finais de 2021, os prezos caeron a 2200 $ por tonelada.
Tendo en conta como cambiaron estes dous factores durante a pandemia, como están a responder as empresas do mercado de tubaxes? Que impacto están a ter estes cambios na cadea de subministración de tubaxes e que orientación útil hai para que a industria saia desta crise?
Hai moitos anos, un alto executivo dunha fábrica de tubaxes resumiu o papel da súa empresa no sector: «Aquí só facemos dúas cousas: fabricamos tubaxes e vendémolas». , demasiadas distraccións, demasiados factores que debilitan os valores fundamentais da empresa ou a crise actual (ou todos estes factores, que adoita ser o caso) é valioso para os executivos que están desbordados.
É importante acadar e manter o control centrándose no que é importante: os factores que afectan á fabricación e venda de tubos de calidade. Se os esforzos dunha empresa non se centran nestas dúas actividades, é hora de volver ao básico.
A medida que a pandemia se estende, a demanda de tubaxes nalgunhas industrias caeu case a cero. As fábricas de automóbiles e as empresas doutras industrias consideradas insignificantes están paradas. Houbo un tempo no que moitos na industria nin fabricaban tubos nin os vendían. O mercado de tubaxes segue a existir só para uns poucos negocios esenciais.
Afortunadamente, a xente está a facer o que lle corresponde. Algunhas persoas compran conxeladores adicionais para gardar alimentos. O mercado inmobiliario despega máis tarde e a xente tende a comprar algúns ou moitos electrodomésticos novos cando compra unha casa, polo que ambas tendencias apoian a demanda de tubos de menor diámetro. A industria de equipos agrícolas está a comezar a recuperarse, con cada vez máis propietarios que queren tractores pequenos ou cortacéspedes de xiro cero. O mercado automobilístico reiniciouse entón, aínda que a un ritmo máis lento debido a factores como a escaseza de lascas.
Figura 1. SAE-J525 e ASTM-A519 establécense como substitutos xerais de SAE-J524 e ASTM-A513T5. A principal diferenza é que SAE-J525 e ASTM-A513T5 están soldados, non sen costuras. As dificultades de abastecemento, como os prazos de entrega de seis meses, crearon oportunidades para outros dous produtos de tubos, SAE-J356 (entregado en tubo recto) e SAE-J356A (entregado en bobina), que cumpren moitos dos mesmos requisitos.
O mercado cambiou, pero as directrices son as mesmas. Non hai nada máis importante que centrarse en fabricar e vender pipas segundo as demandas do mercado.
A pregunta de "fabricar ou mercar" xorde cando as operacións de fabricación enfrontanse a custos laborais máis elevados e a recursos internos fixos ou en declive.
A fabricación de produtos tubulares possoldados require recursos significativos. Dependendo da produción e da produción da planta, ás veces é unha vantaxe económica cortar tiras anchas internamente. Non obstante, o corte interno pode ser unha carga, dadas as necesidades de man de obra, as necesidades de capital de ferramentas e os custos de inventario de banda ancha.
Por unha banda, cortar 2.000 toneladas ao mes resulta en 5.000 toneladas de aceiro en stock, o que ocupa moito diñeiro. Por outra banda, necesítase moi pouco diñeiro para mercar aceiro de corte ancho nun acordo instantáneo. De feito, dado que o produtor de tubos pode negociar condicións de crédito coa cortadora, isto pode atrasar o desembolso de diñeiro. Cada fábrica de tubos é única neste sentido, pero pódese dicir que case todos os produtores de tubos víronse afectados pola pandemia da COVID-19 en relación coa dispoñibilidade de man de obra cualificada, os custos do aceiro e o fluxo de caixa.
O mesmo ocorre coa propia produción de tubos, dependendo da situación. As empresas con amplas cadeas de valor engadido poden optar por deixar de participar no negocio de fabricación de tubos. En lugar de fabricar tubos e despois dobralos, revestilos e fabricar subconxuntos e ensamblaxes, compren os tubos e céntrense noutras actividades.
Moitas empresas que producen compoñentes hidráulicos ou feixes de tubos para a manipulación de fluídos de automóbiles teñen os seus propios muíños de tubos. Algunhas destas fábricas son agora pasivos en lugar de activos. Os consumidores na era da pandemia tenden a conducir menos, e as previsións de vendas de automóbiles están moi lonxe dos niveis previos á pandemia. O mercado automobilístico está asociado a termos negativos como peches, fortes caídas e escaseza. Non hai nada que suxira que a situación de subministración dos fabricantes de equipos orixinais de automóbiles e os seus provedores vaia cambiar significativamente nun futuro próximo. Cabe destacar que cada vez máis vehículos eléctricos neste mercado teñen menos compoñentes do tren motriz de tubos de aceiro.
Os muíños de tubos cativos adoitan construírse a partir de deseños personalizados. Isto é unha vantaxe para o seu uso previsto (fabricar tubos para unha aplicación específica), pero unha desvantaxe en termos de economías de escala. Por exemplo, considere un muíño de tubos deseñado para fabricar produtos de 10 mm de diámetro exterior para un proxecto de automoción coñecido. O programa garante axustes baseados na cantidade. Máis tarde, engadiuse un procedemento moito máis pequeno para outro tubo co mesmo diámetro exterior. Pasou o tempo, o plan inicial expirou e a empresa non tiña volume suficiente para xustificar o segundo plan. Os custos de configuración e outros custos son demasiado altos para xustificalo. Neste caso, se a empresa pode atopar un provedor capaz, debería tentar externalizar o proxecto.
Por suposto, o cálculo non remata no punto de corte. Os pasos de acabado, como o revestimento, o corte a lonxitude e o empaquetado, engaden un custo considerable. Como se di, o maior custo oculto da fabricación de tubos é a manipulación. O tubo móvese da fábrica ao almacén, onde se retira e se carga nunha mesa de traballo para o corte da lonxitude final, e logo os tubos colócanse en capas para garantir que se introduzan na máquina de corte un por un; todo isto. Todos os pasos requiren man de obra. Este custo laboral pode pasar desapercibido para un contable, pero prodúcese en forma dun operador de carretilla elevadora adicional ou dunha persoa adicional no departamento de transporte.
Figura 2. As composicións químicas do SAE-J525 e do SAE-J356A son case idénticas, o que axuda a que este último substitúa o primeiro.
As tubaxes hidráulicas existen desde hai miles de anos. Os exipcios fabricaron fíos de cobre hai máis de 4000 anos. As tubaxes de bambú usáronse na China durante a dinastía Xia, arredor do ano 2000 a. C., e posteriormente os sistemas de fontanería romanos construíronse con tubaxes de chumbo, un subproduto do proceso de fundición da prata.
sen costura. Os tubos de aceiro sen costura modernos debutaron en Norteamérica en 1890. Desde 1890 ata hoxe, a materia prima para este proceso é un lingote redondo sólido. As innovacións na fundición continua na década de 1950 levaron á transformación dos tubos sen costura de lingotes ao que entón era unha materia prima de aceiro de baixo custo, os lingotes. No pasado e no presente, a tubaxe hidráulica fabrícase mediante estiramento en frío dos ocos sen costura producidos por este proceso. No mercado norteamericano, está clasificado como SAE-J524 pola Sociedade de Enxeñeiros de Automoción e ASTM-A519 pola Sociedade Americana de Probas e Materiais.
A produción de tubos hidráulicos sen costura adoita ser un proceso que require moita man de obra, especialmente para diámetros pequenos. Require moita enerxía e moito espazo.
soldadura. Na década de 1970, o mercado cambiou. Despois de dominar o mercado de tubos de aceiro durante case 100 anos, o deslizamento sen fisuras. Foi eliminado polos tubos soldados, que se descubriu que eran axeitados para moitas aplicacións mecánicas nos mercados da construción e da automoción. Incluso tomou parte do territorio no que antes era terra santa: o sector dos oleodutos e gasodutos.
Dúas innovacións contribuíron a este cambio no mercado. Unha delas implica a fundición continua en placas, que permite ás fábricas de aceiro producir en masa de forma eficiente tiras planas de alta calidade. Outro proceso que fai que a soldadura por resistencia de alta frecuencia sexa un proceso viable para a industria das tubaxes. O resultado é un novo produto: un rendemento tan bo como o dos tubos de aceiro sen costura en comparación con produtos sen costura comparables e a un custo menor. Este tubo aínda se fabrica hoxe en día e está clasificado como SAE-J525 ou ASTM-A513-T5 no mercado norteamericano. Debido a que o tubo está estirado e recocido, é un produto que require moitos recursos. Estes procesos non requiren tanto traballo e capital como os procesos sen costura, pero os custos asociados a eles seguen sendo elevados.
Desde a década de 1990 ata a actualidade, a maior parte das tubaxes hidráulicas que se consumen no mercado nacional, xa sexan estiradas sen costura (SAE-J524) ou soldadas (SAE-J525), son importadas. Isto pode deberse á enorme diferenza nos custos da man de obra e das materias primas do aceiro entre os Estados Unidos e os países exportadores. Durante os últimos 30 ou 40 anos, estes produtos estiveron dispoñibles a través de produtores nacionais, pero nunca puideron establecerse como dominantes neste mercado. O custo favorable dos produtos importados é un obstáculo formidable.
mercado actual. O consumo do produto J524 sen soldaduras, estirado e recocido foi diminuíndo ao longo dos anos. Aínda está dispoñible e ten un lugar no mercado das liñas hidráulicas, pero os fabricantes de equipos orixinais adoitan escoller o J525 se o produto J525 soldado, estirado e recocido está dispoñible.
A pandemia golpea e o mercado cambia de novo. A subministración global de man de obra, aceiro e loxística está a diminuír aproximadamente ao mesmo ritmo que o descenso da demanda de automóbiles xa mencionado. O mesmo ocorre coa subministración de tubos hidráulicos J525 importados. Tendo en conta estes acontecementos, o mercado nacional parece estar preparado para outro cambio de mercado. Listo para producir outro produto, un que requira menos man de obra que a soldadura, o trefilado e o recocido de tubos? Existe un, aínda que non se usa habitualmente. É o SAE-J356A, que cumpre os requisitos de moitas aplicacións hidráulicas (véxase a Figura 1).
As especificacións publicadas pola SAE adoitan ser curtas e sinxelas, xa que cada especificación define só un proceso para fabricar tubaxes. A desvantaxe é que o J525 e o J356A teñen unha superposición considerable en canto a dimensións, propiedades mecánicas, etc., polo que as especificacións adoitan sementar a confusión. Ademais, o J356A é un produto en espiral para liñas hidráulicas de pequeno diámetro e é unha variante do J356, que é un produto de tubaxe recta que se usa principalmente na fabricación de liñas hidráulicas de gran diámetro.
Figura 3. Aínda que moitos consideran que os tubos soldados e estirados en frío son superiores aos tubos soldados e fixados en frío, as propiedades mecánicas dos dous produtos tubulares son comparables. Nota: O valor imperial en PSI é unha conversión flexible da especificación; é un valor métrico en MPa.
Algúns enxeñeiros cren que o J525 destaca en aplicacións hidráulicas de alta presión, como as que se usan en equipos pesados. O J356A é menos coñecido, pero tamén é unha especificación para o transporte de fluídos de alta presión. Ás veces, os requisitos de conformado final son diferentes: o J525 non ten cordón de identificación interna, mentres que o J356A está controlado por rebaba e ten un cordón de identificación interno máis pequeno.
As materias primas teñen propiedades semellantes (véxase a Figura 2). As pequenas diferenzas na composición química están relacionadas coas propiedades mecánicas desexadas. Para conseguir certas propiedades mecánicas, como a resistencia á rotura en tensión ou a resistencia máxima á tracción (RTT), a composición química ou o tratamento térmico do aceiro limítanse para producir certos resultados.
Os tipos de tubos comparten un conxunto común de parámetros de rendemento mecánico similares, o que os fai intercambiables en moitas aplicacións (véxase a Figura 3). Noutras palabras, se un non está dispoñible, é probable que o outro cumpra os requisitos. Ninguén necesita reinventar a roda; a industria xa ten un conxunto de rodas fortes e equilibradas á súa disposición.
Tube & Pipe Journal converteuse na primeira revista dedicada á industria das tubaxes metálicas en 1990. Hoxe en día, segue sendo a única publicación en América do Norte dedicada á industria e converteuse na fonte de información máis fiable para os profesionais das tubaxes.
Agora, con acceso completo á edición dixital de The FABRICATOR, acceso sinxelo a recursos valiosos da industria.
A edición dixital de The Tube & Pipe Journal xa é totalmente accesible, o que proporciona un acceso sinxelo a valiosos recursos do sector.
Goza de acceso completo á edición dixital de STAMPING Journal, que ofrece os últimos avances tecnolóxicos, as mellores prácticas e as novidades do sector para o mercado da estampación de metais.
Agora, con acceso completo á edición dixital de The Fabricator en Español, tes acceso doado a recursos valiosos da industria.