Szerkesztői megjegyzés: Ez a cikk a második része egy kétrészes sorozatnak, amely a nagynyomású alkalmazásokhoz használt kis átmérőjű folyadékszállító vezetékek piacáról és gyártásáról szól. Az első rész a hagyományos termékek hazai elérhetőségét tárgyalja ezen alkalmazásokhoz, amelyek ritkák. A második rész két nem hagyományos terméket tárgyal ezen a piacon.
A Gépjárműmérnökök Társasága által meghatározott két hegesztett hidraulikus csőtípus – SAE-J525 és SAE-J356A – közös forrásból származik, akárcsak az írásos specifikációik. A lapos acélszalagokat szélességre vágják, és profilírozással csövekké alakítják. Miután a szalag széleit bordázott szerszámmal polírozták, a csövet nagyfrekvenciás ellenállás-hegesztéssel melegítik, és nyomóhengerek között kovácsolják hegesztés céljából. Hegesztés után a külső átmérőjű sorját egy tartóval távolítják el, amely általában volfrám-karbidból készül. Az azonosító lemezt a rögzítőszerszám segítségével eltávolítják, vagy a maximális tervezési magasságra állítják be.
Ennek a hegesztési eljárásnak a leírása általános, és a tényleges gyártás során számos apró eljárásbeli különbség van (lásd az 1. ábrát). Azonban számos mechanikai tulajdonságuk megegyezik.
A csővezetékek meghibásodásai és a gyakori meghibásodási módok húzó- és nyomóterhelésekre oszthatók. A legtöbb anyag esetében a szakítófeszültség alacsonyabb, mint a nyomófeszültség. A legtöbb anyag azonban sokkal erősebb nyomás alatt, mint húzás alatt. A beton egy példa erre. Nagyon összenyomható, de hacsak nincs belső betonacél-hálózattal formázva, könnyen törik. Emiatt az acélt szakítóvizsgálatnak vetik alá a végső szakítószilárdságának (UTS) meghatározása érdekében. Mindhárom hidraulikus tömlőméretre ugyanazok a követelmények vonatkoznak: 310 MPa (45 000 psi) UTS.
Mivel a nyomócsövek képesek ellenállni a hidraulikus nyomásnak, külön számításra és szakadási tesztre, más néven szakadási tesztre lehet szükség. A számítások segítségével meghatározható az elméleti végső szakadási nyomás, figyelembe véve a falvastagságot, az anyag áteresztőképességét és külső átmérőjét. Mivel a J525 és a J356A csövek mérete azonos lehet, az egyetlen változó az áteresztőképesség. Tipikus szakítószilárdság 50 000 psi, 0,500 x 0,049 hüvelykes előrejelzett szakadási nyomással. A cső mindkét terméknél azonos: 10 908 psi.
Bár a számított előrejelzések megegyeznek, a gyakorlati alkalmazásban az egyik különbség a tényleges falvastagságnak köszönhető. A J356A esetében a belső sorja a specifikációban leírtak szerint a csőátmérőtől függően maximális méretre állítható. Sorjátlanított J525 termékek esetében a sorjátlanítási eljárás általában szándékosan körülbelül 0,002 hüvelykkel csökkenti a belső átmérőt, ami a hegesztési zónában lokalizált falvékonyodást eredményez. Bár a falvastagságot a későbbi hidegalakítással kitöltik, a maradékfeszültség és a szemcseorientáció eltérhet az alapfémtől, és a falvastagság kissé vékonyabb lehet, mint a J356A-ban meghatározott hasonló cső esetében.
A cső végfelhasználásától függően a belső sorját el kell távolítani vagy el kell egyenlíteni (vagy lapítani) a potenciális szivárgási utak kiküszöbölése érdekében, főként az egyfalú, kúpos végű formák esetében. Bár a J525-ről általában úgy tartják, hogy sima belső átmérőjű, és ezért nem szivárog, ez tévhit. A J525 csöveken a nem megfelelő hidegalakítás miatt belső átmérőjű csíkok alakulhatnak ki, ami szivárgást eredményezhet a csatlakozásnál.
A sorjátlanítást a hegesztési varrat belső átmérőjű falának levágásával (vagy kaparásával) kell kezdeni. A tisztítószerszám egy, a cső belsejében, közvetlenül a hegesztőállomás mögött görgőkön keresztül tartott tüskéhez van rögzítve. Miközben a tisztítószerszám eltávolította a hegesztési varratot, a görgők véletlenül rágördültek a hegesztési fröccsenések egy részére, aminek következtében az a cső belső átmérőjének felületéhez ért (lásd a 2. ábrát). Ez problémát jelent a kevésbé megmunkált csövek, például az esztergált vagy hónolt csövek esetében.
A vaku eltávolítása a csőből nem könnyű. A vágási folyamat a csillámport hosszú, kusza, éles acélfüzérré változtatja. Bár az eltávolítás kötelező, gyakran manuális és tökéletlen folyamat. A sálcsövek egyes részei néha elhagyják a csőgyártó területét, és elküldik azokat az ügyfeleknek.
Ábra. 1. Az SAE-J525 anyagot tömeggyártásban alkalmazzák, ami jelentős beruházást és munkaerőt igényel. Az SAE-J356A felhasználásával készült hasonló csőtermékeket teljes egészében beépített lágyító csőmalmokban megmunkálják, így hatékonyabbak.
Kisebb csövek, például 20 mm-nél kisebb átmérőjű folyadékvezetékek esetén a belső sorjátlanítás általában nem olyan fontos, mivel ezek az átmérők nem igényelnek további belső megmunkálási lépést. Az egyetlen kikötés, hogy a végfelhasználónak csak azt kell figyelembe vennie, hogy az állandó villanásvezérlési magasság okoz-e problémát.
Az ID lángszabályozás kiválósága a precíz szalagkezeléssel, vágással és hegesztéssel kezdődik. Valójában a J356A alapanyagtulajdonságainak szigorúbbaknak kell lenniük, mint a J525-nek, mivel a J356A-nak több korlátozása van a szemcseméret, az oxidzárványok és az egyéb acélgyártási paraméterek tekintetében a hidegalapozási eljárás miatt.
Végül, az ID hegesztés gyakran igényel hűtőfolyadékot. A legtöbb rendszer ugyanazt a hűtőfolyadékot használja, mint a sorjázó szerszám, de ez problémákat okozhat. Annak ellenére, hogy szűrik és zsírtalanítják, a malomhűtők gyakran jelentős mennyiségű fémrészecskét, különféle olajokat és olajokat, valamint egyéb szennyeződéseket tartalmaznak. Ezért a J525 cső forró lúgos mosási ciklust vagy más azzal egyenértékű tisztítási lépést igényel.
A kondenzátorok, autóipari rendszerek és más hasonló rendszerek csővezeték-tisztítást igényelnek, és a megfelelő tisztítást a gyárban is el lehet végezni. A J356A tiszta furattal, szabályozott nedvességtartalommal és minimális maradványanyaggal hagyja el a gyárat. Végül, bevett gyakorlat, hogy minden csövet inert gázzal töltenek fel a korrózió megelőzése érdekében, és a végeket a szállítás előtt lezárják.
A J525 csöveket hegesztés után normalizálják, majd hidegalakítják (húzzák). A hidegalakítás után a csövet ismét normalizálják, hogy megfeleljen az összes mechanikai követelménynek.
A normalizálás, a huzalhúzás és a második normalizálási lépések megkövetelik a cső kemencébe, a húzóállomásra és vissza a kemencébe történő szállítását. A művelet sajátosságaitól függően ezek a lépések további különálló részlépéseket igényelnek, mint például a hézagkitöltés (festés előtt), a maratás és az egyengetés. Ezek a lépések költségesek, és jelentős idő-, munkaerő- és pénzráfordítást igényelnek. A hidegen húzott csövek gyártása 20%-os selejttel jár.
A J356A csövet hegesztés után normalizálják a hengerműben. A cső nem érintkezik a talajjal, és a kezdeti formázási lépésektől a kész csőig folyamatos lépéssorozatban halad a hengerműben. A hegesztett csövek, mint például a J356A, 10%-os gyártási hulladékkal rendelkeznek. Minden más tényező változatlansága esetén ez azt jelenti, hogy a J356A lámpák olcsóbban gyárthatók, mint a J525 lámpák.
Bár e két termék tulajdonságai hasonlóak, kohászati ​​szempontból nem azonosak.
A hidegen húzott J525 csövek két előzetes normalizálási kezelést igényelnek: hegesztés után és húzás után. A normalizálási hőmérsékletek (900 °C vagy 1650 °F) felületi oxidok képződéséhez vezetnek, amelyeket általában ásványi savval (általában kénsavval vagy sósavval) távolítanak el a lágyítás után. A pácolás nagy környezeti hatással van a levegőbe történő kibocsátás és a fémekben gazdag hulladékáramok tekintetében.
Ezenkívül a görgős kandalló redukáló atmoszférájában a hőmérséklet normalizálódása a szén elhasználódásához vezet az acél felületén. Ez a folyamat, a dekarbonizáció, egy sokkal gyengébb felületi réteget hagy maga után, mint az eredeti anyag (lásd a 3. ábrát). Ez különösen fontos a vékony falú csövek esetében. 0,030 hüvelykes falvastagságnál már egy kis, 0,003 hüvelykes dekarbonizációs réteg is 10%-kal csökkenti a tényleges falvastagságot. Az ilyen legyengült csövek feszültség vagy rezgés miatt eltörhetnek.
2. ábra. Egy belső átmérőjű tisztítószerszámot (nem látható) görgők tartanak, amelyek a cső belső átmérője mentén mozognak. A jó görgőkialakítás csökkenti a csőfalba bejutó hegesztési fröccsenések mennyiségét. Nielsen szerszámok
A J356 csöveket tételekben dolgozzák fel, és görgős kemencében kell lágyítani, de ez nem korlátozódik erre. A J356A változatot teljes egészében hengerlőmalomban megmunkálják beépített indukcióval, amely egy olyan fűtési folyamat, amely sokkal gyorsabb, mint a görgős kemencében történő eljárás. Ez lerövidíti a lágyítási időt, ezáltal a dekarbonizáció lehetőségének ablakát percekről (vagy akár órákról) másodpercekre szűkíti. Ezáltal a J356A csövek egyenletes lágyítást kapnak oxidáció vagy dekarbonizáció nélkül.
A hidraulikus vezetékekhez használt csöveknek elég rugalmasnak kell lenniük ahhoz, hogy hajlíthatók, tágíthatók és alakíthatók legyenek. Hajlításokra van szükség ahhoz, hogy a hidraulikus folyadék az A pontból a B pontba jusson, útközben különböző kanyarok és fordulatok segítségével, és a tágítás a kulcs a végcsatlakozási módszer biztosításához.
Tyúk vagy tojás szituációban a kéményeket egyfalú égőcsatlakozásokhoz tervezték (így sima belső átmérővel), vagy éppen ellenkezőleg, előfordulhatott. Ebben az esetben a cső belső felülete szorosan illeszkedik a tűs csatlakozó foglalatához. A szoros fém-fém csatlakozás biztosítása érdekében a cső felületének a lehető legsimábbnak kell lennie. Ez a tartozék az 1920-as években jelent meg az újonnan alakult amerikai légierő légihadosztálya számára. Ez a tartozék később a ma is széles körben használt szabványos 37 fokos kúp alakú csővé vált.
A COVID-19 időszak kezdete óta jelentősen csökkent a sima belső átmérőjű húzott csövek kínálata. A rendelkezésre álló anyagok szállítási ideje általában hosszabb, mint a múltban. Az ellátási láncokban bekövetkezett ezen változás a végcsatlakozások újratervezésével kezelhető. Például egy olyan árajánlatkérés, amely egyfalú égőt ír elő és a J525-öt határozza meg, alkalmas lehet egy duplafalú égő helyettesítésére. Bármilyen típusú hidraulikus cső használható ezzel a végcsatlakozással. Ez lehetőséget nyit a J356A használatára.
A peremes csatlakozások mellett az o-gyűrűs mechanikus tömítések is gyakoriak (lásd az 5. ábrát), különösen nagynyomású rendszereknél. Ez a csatlakozástípus nemcsak kevésbé szivárgásmentes, mint az egyfalú peremes csatlakozás, mivel elasztomer tömítéseket használ, hanem sokoldalúbb is – bármilyen elterjedt hidraulikus cső végén kialakítható. Ez nagyobb ellátási lánc lehetőségeket és jobb hosszú távú gazdasági teljesítményt biztosít a csőgyártóknak.
Az ipartörténet tele van példákkal arra, hogy a hagyományos termékek olyan időszakban vernek gyökeret, amikor a piac számára nehéz irányt váltani. Egy versengő termék – még az is, amely lényegesen olcsóbb és megfelel az eredeti termék minden követelményének – nehezen tud megvetni a lábát a piacon, ha gyanú merül fel. Ez általában akkor fordul elő, amikor egy beszerző ügynök vagy egy kijelölt mérnök egy meglévő termék nem hagyományos helyettesítőjét fontolgatja. Kevesen hajlandóak kockáztatni, hogy lelepleződnek.
Bizonyos esetekben a változtatások nemcsak szükségesek, hanem egyenesen szükségesek. A COVID-19 világjárvány váratlan változásokat okozott bizonyos csőtípusok és -méretek elérhetőségében acélfolyadék-csövekhez. Az érintett termékkörök az autóiparban, az elektromos iparban, a nehézgépiparban és minden más csőgyártó iparágban használt termékek, amelyek nagynyomású vezetékeket, különösen hidraulikus vezetékeket használnak.
Ez a hiányosság alacsonyabb összköltséggel pótolható egy bevált, de réspiaci acélcső típus figyelembevételével. Az alkalmazáshoz megfelelő termék kiválasztása némi kutatást igényel a folyadékkompatibilitás, az üzemi nyomás, a mechanikai terhelés és a csatlakozás típusának meghatározására.
A specifikációk közelebbről megvizsgálva kiderül, hogy a J356A egyenértékű lehet az igazi J525-tel. A világjárvány ellenére továbbra is alacsonyabb áron elérhető egy bevált ellátási láncon keresztül. Ha a végső formával kapcsolatos problémák megoldása kevésbé munkaigényes, mint a J525 megtalálása, az segíthet az OEM-ek számára a COVID-19 korszakában és azon túli logisztikai kihívások megoldásában.
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. A Tube & Pipe Journal 1990-ben lett az első, a fémcsőiparnak szentelt magazin.Ma is ez az egyetlen iparági kiadvány Észak-Amerikában, és a csőipar szakemberei számára a legmegbízhatóbb információforrássá vált.
Mostantól teljes hozzáféréssel a The FABRICATOR digitális kiadásához, könnyű hozzáféréssel az értékes iparági forrásokhoz.
A The Tube & Pipe Journal digitális kiadása mostantól teljes mértékben hozzáférhető, könnyű hozzáférést biztosítva az értékes iparági forrásokhoz.
Teljes digitális hozzáférést kaphat a STAMPING Journalhoz, amely a fémbélyegző piac legújabb technológiáit, legjobb gyakorlatait és iparági híreit tartalmazza.
Mostantól a The Fabricator en Español teljes digitális hozzáférésével könnyedén hozzáférhet értékes iparági forrásokhoz.