Napomena urednika: Ovaj članak je drugi u seriji od dva dijela o tržištu i proizvodnji vodova za prijenos tekućina malog promjera za visokotlačne primjene. Prvi dio razmatra domaću dostupnost konvencionalnih proizvoda za ove primjene, koje su rijetke. Drugi dio razmatra dva netradicionalna proizvoda na ovom tržištu.
Dvije vrste zavarenih hidrauličnih cijevi koje je odredilo Društvo automobilskih inženjera – SAE-J525 i SAE-J356A – dijele zajednički izvor, kao i njihove pisane specifikacije. Ravne čelične trake režu se na širinu i oblikuju u cijevi profiliranjem. Nakon što se rubovi trake poliraju rebrastim alatom, cijev se zagrijava visokofrekventnim otpornim zavarivanjem i kuje između tlačnih valjaka kako bi se formirao zavar. Nakon zavarivanja, vanjski neravnine se uklanjaju držačem, koji je obično izrađen od volframovog karbida. Identifikacijski bljesak se uklanja ili podešava na maksimalnu projektiranu visinu pomoću alata za zaključavanje.
Opis ovog postupka zavarivanja je općenit i postoje mnoge male razlike u postupku u stvarnoj proizvodnji (vidi sliku 1). Međutim, dijele mnoga mehanička svojstva.
Lomovi cijevi i uobičajeni načini loma mogu se podijeliti na vlačna i tlačna opterećenja. U većini materijala vlačno naprezanje je niže od tlačnog naprezanja. Međutim, većina materijala je mnogo jača u tlaku nego u vlaku. Beton je primjer. Vrlo je stlačiv, ali osim ako nije oblikovan s unutarnjom mrežom armaturnih šipki (armature), lako se slomi. Iz tog razloga, čelik se ispituje na vlačnu čvrstoću kako bi se odredila njegova granična vlačna čvrstoća (UTS). Sve tri veličine hidrauličnih crijeva imaju iste zahtjeve: 310 MPa (45 000 psi) UTS.
Zbog sposobnosti tlačnih cijevi da izdrže hidraulički tlak, može biti potreban zaseban izračun i ispitivanje loma, poznato kao ispitivanje pucanja. Izračuni se mogu koristiti za određivanje teoretskog krajnjeg tlaka pucanja, uzimajući u obzir debljinu stijenke, zatezni tlak (UTS) i vanjski promjer materijala. Budući da cijevi J525 i J356A mogu biti iste veličine, jedina varijabla je UTS. Pruža tipičnu vlačnu čvrstoću od 50.000 psi s prediktivnim tlakom pucanja od 0,500 x 0,049 inča. Cijev je ista za oba proizvoda: 10.908 psi.
Iako su izračunata predviđanja ista, jedna razlika u praktičnoj primjeni posljedica je stvarne debljine stijenke. Na J356A, unutarnji neravni materijal se može podesiti na maksimalnu veličinu ovisno o promjeru cijevi kako je opisano u specifikaciji. Za proizvode J525 s uklonjenim neravnim materijalom, proces uklanjanja neravnih materijala obično namjerno smanjuje unutarnji promjer za oko 0,002 inča, što rezultira lokaliziranim stanjivanjem stijenke u zoni zavara. Iako se debljina stijenke popunjava naknadnom hladnom obradom, zaostalo naprezanje i orijentacija zrna mogu se razlikovati od osnovnog metala, a debljina stijenke može biti nešto tanja od usporedive cijevi navedene u J356A.
Ovisno o krajnjoj namjeni cijevi, unutarnje neravnine moraju se ukloniti ili izravnati kako bi se eliminirali potencijalni putevi curenja, uglavnom jednoslojni prošireni krajevi. Iako se općenito vjeruje da J525 ima glatki unutarnji promjer i stoga ne propušta, to je zabluda. Cijevi J525 mogu razviti tragove na unutarnjem promjeru zbog nepravilne hladne obrade, što rezultira curenjem na spoju.
Započnite uklanjanje neravnina rezanjem (ili struganjem) zavarenog zrna s unutarnje stijenke promjera. Alat za čišćenje pričvršćen je na trn koji podupiru valjci unutar cijevi, odmah iza stanice za zavarivanje. Dok je alat za čišćenje uklanjao zavareno zrno, valjci su nehotice prevrnuli dio prskanja zavara, uzrokujući da ono udari u površinu unutarnjeg promjera cijevi (vidi sliku 2). To je problem za lagano obrađene cijevi kao što su tokarene ili brušene cijevi.
Uklanjanje bljeskalice s cijevi nije jednostavno. Proces rezanja pretvara šljokice u dugu, zapetljanu nit oštrog čelika. Iako je uklanjanje obavezno, uklanjanje je često ručni i nesavršen proces. Dijelovi zaštitne cijevi ponekad napuštaju teritorij proizvođača cijevi i šalju se kupcima.
Riža. 1. Materijal SAE-J525 se masovno proizvodi, što zahtijeva značajna ulaganja i rad. Slični cjevasti proizvodi izrađeni korištenjem SAE-J356A potpuno se obrađuju u linijskim žarnim mlinovima za cijevi, pa je učinkovitiji.
Za manje cijevi, kao što su cijevi za tekućinu promjera manjeg od 20 mm, uklanjanje neravnina s unutarnjeg promjera obično nije toliko važno jer ti promjeri ne zahtijevaju dodatni korak završne obrade unutarnjeg promjera. Jedina je zamjerka da krajnji korisnik treba samo razmotriti hoće li dosljedna visina kontrole bljeska stvoriti problem.
Izvrsnost u kontroli plamena kod ID-a započinje preciznim kondicioniranjem trake, rezanjem i zavarivanjem. Zapravo, svojstva sirovine J356A moraju biti stroža od J525 jer J356A ima više ograničenja u pogledu veličine zrna, uključivanja oksida i drugih parametara proizvodnje čelika zbog uključenog postupka hladnog dimenzioniranja.
Konačno, zavarivanje unutarnjim promjerom često zahtijeva rashladnu tekućinu. Većina sustava koristi istu rashladnu tekućinu kao i alat za zavarivanje, ali to može stvoriti probleme. Unatoč tome što su filtrirane i odmašćene, rashladne tekućine za mljevenje često sadrže značajne količine metalnih čestica, raznih ulja i ulja te drugih onečišćujućih tvari. Stoga cijevi J525 zahtijevaju ciklus pranja vrućom kaustičnom otopinom ili drugi ekvivalentni korak čišćenja.
Kondenzatori, automobilski sustavi i drugi slični sustavi zahtijevaju čišćenje cijevi, a odgovarajuće čišćenje može se obaviti u tvornici. J356A napušta tvornicu s čistim provrtom, kontroliranim sadržajem vlage i minimalnim ostacima. Konačno, uobičajena je praksa da se svaka cijev napuni inertnim plinom kako bi se spriječila korozija i zatvorili krajevi prije otpreme.
Cijevi J525 se normaliziraju nakon zavarivanja, a zatim hladno obrađuju (vuče). Nakon hladne obrade, cijev se ponovno normalizira kako bi zadovoljila sve mehaničke zahtjeve.
Koraci normalizacije, izvlačenja žice i druge normalizacije zahtijevaju transport cijevi do peći, do stanice za izvlačenje i natrag do peći. Ovisno o specifičnostima operacije, ovi koraci zahtijevaju druge odvojene podkorake kao što su fugiranje (prije bojanja), jetkanje i ravnanje. Ovi koraci su skupi i zahtijevaju značajne vremenske, radne i novčane resurse. Hladno vučene cijevi povezane su s 20%-tnom stopom otpada u proizvodnji.
Cijev J356A se normalizira u valjaonici nakon zavarivanja. Cijev ne dodiruje tlo i putuje od početnih koraka oblikovanja do gotove cijevi u kontinuiranom nizu koraka u valjaonici. Zavarene cijevi poput J356A imaju 10% otpada u proizvodnji. Uz sve ostale jednake uvjete, to znači da su žarulje J356A jeftinije za proizvodnju od žarulja J525.
Iako su svojstva ova dva proizvoda slična, s metalurškog gledišta nisu ista.
Hladno vučene cijevi J525 zahtijevaju dva prethodna tretmana normalizacije: nakon zavarivanja i nakon vučenja. Temperature normalizacije (1650°F ili 900°C) rezultiraju stvaranjem površinskih oksida, koji se obično uklanjaju mineralnom kiselinom (obično sumpornom ili klorovodičnom) nakon žarenja. Kiseljenje ima veliki utjecaj na okoliš u smislu emisija u zrak i otpadnih tokova bogatih metalima.
Osim toga, normalizacija temperature u redukcijskoj atmosferi peći s valjcima dovodi do potrošnje ugljika na površini čelika. Ovaj proces, dekarburizacija, ostavlja površinski sloj koji je mnogo slabiji od izvornog materijala (vidi sliku 3). To je posebno važno za cijevi s tankim stijenkama. Pri debljini stijenke od 0,030″, čak i mali sloj dekarburizacije od 0,003″ smanjit će efektivnu stijenku za 10%. Takve oslabljene cijevi mogu pući zbog naprezanja ili vibracija.
Slika 2. Alat za čišćenje unutarnjeg promjera (nije prikazan) poduprt je valjcima koji se kreću duž unutarnjeg promjera cijevi. Dobar dizajn valjka smanjuje količinu prskanja zavarivanja koje se kotrlja u stijenku cijevi. Nielsenovi alati
Cijevi J356 obrađuju se u serijama i zahtijevaju žarenje u peći s valjcima, ali to nije ograničeno na. Varijanta, J356A, u potpunosti se obrađuje u valjaonici korištenjem ugrađene indukcije, procesa zagrijavanja koji je mnogo brži od peći s valjcima. To skraćuje vrijeme žarenja, čime se sužava prozor mogućnosti za dekarburizaciju s minuta (ili čak sati) na sekunde. To omogućuje J356A jednolično žarenje bez oksida ili dekarburizacije.
Cijevi koje se koriste za hidraulične vodove moraju biti dovoljno fleksibilne da se mogu savijati, širiti i oblikovati. Zavoji su potrebni kako bi se hidraulična tekućina dovela od točke A do točke B, prolazeći kroz razne zavoje i zavoje usput, a proširenje je ključno za osiguravanje metode spajanja završetaka.
U situaciji "kokoš ili jaje", dimnjaci su bili dizajnirani za spojeve plamenika s jednom stijenkom (dakle, imaju glatki unutarnji promjer) ili se moglo dogoditi obrnuto. U ovom slučaju, unutarnja površina cijevi čvrsto prianja uz utičnicu igličastog konektora. Kako bi se osigurala čvrsta metalna veza, površina cijevi mora biti što glatkija. Ovaj se pribor pojavio 1920-ih za novonastalu Zračnu diviziju američkih zračnih snaga. Kasnije je postao standardni proširenje od 37 stupnjeva koje se danas široko koristi.
Od početka razdoblja COVID-19, opskrba vučenim cijevima s glatkim unutarnjim promjerima značajno se smanjila. Dostupni materijali obično imaju dulje rokove isporuke nego u prošlosti. Ova promjena u lancima opskrbe može se riješiti redizajnom završnih spojeva. Na primjer, RFQ koji zahtijeva jednoslojni plamenik i navodi da je J525 kandidat za zamjenu dvoslojnog plamenika. S ovim završnim spojem može se koristiti bilo koja vrsta hidraulične cijevi. To otvara mogućnosti za korištenje J356A.
Osim proširenih spojeva, uobičajene su i mehaničke brtve s O-prstenovima (vidi sliku 5), posebno za visokotlačne sustave. Ova vrsta spoja nije samo manje nepropusna od proširenja s jednom stijenkom jer koristi elastomerne brtve, već je i svestranija - može se formirati na kraju bilo koje uobičajene vrste hidraulične cijevi. To proizvođačima cijevi pruža veće mogućnosti u lancu opskrbe i bolje dugoročne ekonomske rezultate.
Industrijska povijest puna je primjera tradicionalnih proizvoda koji su se ukorijenili u vrijeme kada je tržištu teško promijeniti smjer. Konkurentski proizvod - čak i onaj koji je znatno jeftiniji i ispunjava sve zahtjeve originalnog proizvoda - može se teško učvrstiti na tržištu ako se pojavi sumnja. To se obično događa kada agent za nabavu ili zaduženi inženjer razmatra netradicionalnu zamjenu za postojeći proizvod. Malo tko je spreman riskirati da bude otkriven.
U nekim slučajevima, promjene možda nisu samo potrebne, već nužne. Pandemija COVID-19 rezultirala je neočekivanim promjenama u dostupnosti određenih vrsta i veličina cijevi za čelične cijevi za tekućine. Pogođena područja proizvoda su ona koja se koriste u automobilskoj, elektrotehničkoj, industriji teške opreme i svim drugim industrijama proizvodnje cijevi koje koriste visokotlačne vodove, posebno hidraulične vodove.
Ova praznina se može popuniti uz niže ukupne troškove razmatranjem etablirane, ali nišne vrste čeličnih cijevi. Odabir pravog proizvoda za primjenu zahtijeva određeno istraživanje kako bi se utvrdila kompatibilnost fluida, radni tlak, mehaničko opterećenje i vrsta spoja.
Detaljniji pogled na specifikacije pokazuje da J356A može biti ekvivalentan pravom J525. Unatoč pandemiji, još uvijek je dostupan po nižoj cijeni putem provjerenog lanca opskrbe. Ako je rješavanje problema s konačnim oblikom manje radno intenzivno od pronalaženja J525, to bi moglo pomoći proizvođačima originalne opreme (OEM) u rješavanju logističkih izazova u eri COVID-19 i kasnije.
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。 Časopis za cijevi i cijevi iz 1990. Tube & Pipe Journal postao je prvi časopis posvećen industriji metalnih cijevi 1990. godine. Časopis Tube & Pipe Journal postao je prvi časopis posvećen industriji metalnih cijevi 1990. godine.Danas je to jedina industrijska publikacija u Sjevernoj Americi i postala je najpouzdaniji izvor informacija za stručnjake u industriji cijevi.
Sada s punim pristupom digitalnom izdanju The FABRICATOR, jednostavan pristup vrijednim industrijskim resursima.
Digitalno izdanje časopisa The Tube & Pipe Journal sada je u potpunosti dostupno, omogućujući jednostavan pristup vrijednim industrijskim resursima.
Ostvarite potpuni digitalni pristup časopisu STAMPING, koji sadrži najnoviju tehnologiju, najbolje prakse i vijesti iz industrije za tržište štancanja metala.
Sada s potpunim digitalnim pristupom časopisu The Fabricator en Español, imate jednostavan pristup vrijednim industrijskim resursima.