הערת העורך: מאמר זה הוא השני בסדרה בת שני חלקים על שוק וייצור קווי העברת נוזלים בקוטר קטן עבור יישומים בלחץ גבוה. החלק הראשון דן בזמינות המקומית של מוצרים קונבנציונליים עבור יישומים אלה, שהם נדירים. החלק השני דן בשני מוצרים לא מסורתיים בשוק זה.
שני סוגי הצינורות ההידראוליים המרותכים שסומנו על ידי אגודת מהנדסי הרכב - SAE-J525 ו-SAE-J356A - חולקים מקור משותף, וכך גם המפרטים הכתובים שלהם. רצועות פלדה שטוחות נחתכות לרוחב ויוצרות צינורות באמצעות פרופילציה. לאחר ליטוש קצוות הרצועה בעזרת כלי בעל סנפירים, הצינור מחומם באמצעות ריתוך התנגדות בתדר גבוה ומחושל בין גלילי לחץ ליצירת ריתוך. לאחר הריתוך, קוטר ה-OD מוסר באמצעות מחזיק, העשוי בדרך כלל מטונגסטן קרביד. פלאש הזיהוי מוסר או מותאם לגובה התכנון המרבי באמצעות כלי הנעילה.
תיאור תהליך הריתוך הזה הוא כללי, וישנם הבדלים קטנים רבים בתהליך הייצור בפועל (ראה איור 1). עם זאת, הם חולקים תכונות מכניות רבות.
ניתן לחלק כשלים בצנרת ומצבי כשל נפוצים לעומסי מתיחה ועומסי דחיסה. ברוב החומרים, מאמץ המתיחה נמוך ממאמץ הדחיסה. עם זאת, רוב החומרים חזקים בהרבה בדחיסה מאשר במתיחה. בטון הוא דוגמה לכך. הוא דחיס מאוד, אך אלא אם כן הוא מעוצב עם רשת פנימית של מוטות חיזוק (מוטות ברזל), הוא קל להישבר. מסיבה זו, פלדה עוברת בדיקות מתיחה כדי לקבוע את חוזק המתיחה המוחלט שלה (UTS). לכל שלושת גדלי הצינורות ההידראוליים יש את אותן דרישות: 310 MPa (45,000 psi) UTS.
בשל יכולתם של צינורות לחץ לעמוד בלחץ הידראולי, ייתכן שיידרש חישוב ובדיקת כשל נפרדים, המכונים בדיקת התפרצות. ניתן להשתמש בחישובים כדי לקבוע את לחץ המתיחה האולטימטיבי התיאורטי, תוך התחשבות בעובי הדופן, בלחץ המתיחה האולטימטיבי ובקוטר החיצוני של החומר. מכיוון שצינורות J525 וצינורות J356A יכולים להיות באותו גודל, המשתנה היחיד הוא לחץ המתיחה האולטימטיבי. מספק חוזק מתיחה טיפוסי של 50,000 psi עם לחץ מתיחה ניבוי של 0.500 x 0.049 אינץ'. הצינורות זהים עבור שני המוצרים: 10,908 psi.
למרות שהתחזיות המחושבות זהות, הבדל אחד ביישום המעשי נובע מעובי הדופן בפועל. בדגם J356A, ניתן לכוונן את הקוטר הפנימי לגודל מקסימלי בהתאם לקוטר הצינור כמתואר במפרט. עבור מוצרי J525 שעברו הסרת שבבים, תהליך הסרת השבבים בדרך כלל מפחית במכוון את הקוטר הפנימי בכ-0.002 אינץ', וכתוצאה מכך דילול דופן מקומי באזור הריתוך. למרות שעובי הדופן מתמלא בעיבוד קר לאחר מכן, המאמץ השיורי וכיוון הגרעינים עשויים להיות שונים ממתכת הבסיס, ועובי הדופן עשוי להיות מעט דק יותר מהצינור המקביל שצוין ב-J356A.
בהתאם לשימוש הסופי של הצינור, יש להסיר או ליישר (או לשטח) קוצים פנימיים כדי למנוע נתיבי דליפה פוטנציאליים, בעיקר צורות קצה מתרחבות בעלות דופן אחת. בעוד שלרוב מאמינים של-J525 יש קו פנימי חלק ולכן אינו דולף, זוהי תפיסה מוטעית. צינורות J525 יכולים לפתח פסים פנימיים עקב עיבוד קר לא תקין, וכתוצאה מכך לדליפות בחיבור.
התחילו בהסרת שבבים על ידי חיתוך (או גירוד) של חרוז הריתוך מהדופן הפנימית. כלי הניקוי מחובר למוט הנתמך על ידי גלילים בתוך הצינור, ממש מאחורי תחנת הריתוך. בזמן שכלי הניקוי הסיר את חרוז הריתוך, הגלילים התגלגלו בטעות מעל חלק מנתזי הריתוך, וגרמו לו לפגוע בפני השטח של פתח הצינור (ראו איור 2). זוהי בעיה עבור צינורות מעובדים קלות כמו צינורות מחוררים או מושחזים.
הסרת הפלאש מהצינור אינה קלה. תהליך החיתוך הופך את הנצנצים לשרשרת ארוכה וסבוכה של פלדה חדה. בעוד שהסרה היא חובה, לעתים קרובות היא תהליך ידני ולא מושלם. קטעים של צינורות צעיף עוזבים לפעמים את שטח יצרן הצינורות ונשלחים ללקוחות.
אורז. 1. חומר SAE-J525 מיוצר באופן המוני, הדורש השקעה ועבודה משמעותיים. מוצרים צינוריים דומים המיוצרים באמצעות SAE-J356A מעובדים במלואם במפעלי צינורות חישול מקוונים, כך שהוא יעיל יותר.
עבור צינורות קטנים יותר, כגון קווי נוזלים בקוטר של פחות מ-20 מ"מ, הסרת שבבים בקוטר הפנימי בדרך כלל אינה חשובה מכיוון שקטרים ​​אלה אינם דורשים שלב גימור נוסף של הקוטר הפנימי. האזהרה היחידה היא שהמשתמש הסופי צריך רק לשקול האם גובה בקרת הבזק עקבי ייצור בעיה.
בקרת להבות מצוינת של ID מתחילה בעיבוד, חיתוך וריתוך רצועות מדויקים. למעשה, תכונות חומר הגלם של J356A חייבות להיות מחמירות יותר מאשר J525 מכיוון של-J356A יש יותר הגבלות על גודל גרגירים, תכלילים של תחמוצת ופרמטרים אחרים לייצור פלדה עקב תהליך העיבוד הקר הכרוך בכך.
לבסוף, ריתוך בת ים דורש לעיתים קרובות נוזל קירור. רוב המערכות משתמשות באותו נוזל קירור כמו כלי הריתוך, אך זה יכול ליצור בעיות. למרות סינון וניקוי שומנים, נוזלי קירור של טחנה מכילים לעיתים קרובות כמויות משמעותיות של חלקיקי מתכת, שמנים שונים ומזהמים אחרים. לכן, צינורות J525 דורשים מחזור שטיפה קאוסטית חמה או שלב ניקוי שווה ערך אחר.
מעבים, מערכות רכב ומערכות דומות אחרות דורשות ניקוי צנרת, ואת הניקוי המתאים ניתן לבצע במפעל. ה-J356A עוזב את המפעל עם קדח נקי, תכולת לחות מבוקרת ושאריות מינימליות. לבסוף, מקובל למלא כל צינור בגז אינרטי כדי למנוע קורוזיה ולאטום את הקצוות לפני המשלוח.
צינורות J525 עוברים נורמליזציה לאחר ריתוך ולאחר מכן עיבוד קר (משיכה). לאחר עיבוד קר, הצינור עובר נורמליזציה נוספת כדי לעמוד בכל הדרישות המכניות.
שלבי הנורמליזציה, משיכת החוט והנרמול השני דורשים הובלת הצינור לתנור, לתחנת השרטוט וחזרה לתנור. בהתאם לפרטים הספציפיים של הפעולה, שלבים אלה דורשים תת-שלבים נפרדים נוספים כגון הדבקה (לפני צביעה), איכול ויישור. שלבים אלה יקרים ודורשים משאבי זמן, עבודה וכסף משמעותיים. צינורות משוכים בקור קשורים לשיעור בזבוז של 20% בייצור.
צינור J356A עובר עיבוד מנורמל במפעל הערגול לאחר הריתוך. הצינור אינו נוגע בקרקע ועובר משלבי העיצוב הראשוניים ועד לצינור המוגמר ברצף רציף של שלבים במפעל הערגול. צינורות מרותכים כמו J356A סובלים מבזבוז של 10% בייצור. בהינתן כל שאר התנאים, משמעות הדבר היא שמנורות J356A זולות יותר לייצור מאשר מנורות J525.
למרות שתכונותיהם של שני המוצרים דומות, הם אינם זהים מבחינה מתכתית.
צינורות J525 שנמשכו בקור דורשים שני טיפולי נרמול מקדימים: לאחר ריתוך ואחרי משיכה. טמפרטורות נרמול (900 מעלות צלזיוס) גורמות להיווצרות תחמוצות פני השטח, אשר בדרך כלל מוסרות באמצעות חומצה מינרלית (בדרך כלל גופרתית או הידרוכלורית) לאחר החישול. לכבישה יש השפעה סביבתית גדולה מבחינת פליטות לאוויר וזרמי פסולת עשירים במתכות.
בנוסף, נרמול הטמפרטורה באטמוספירה המחזרת של תנור הגלילה מוביל לצריכת פחמן על פני השטח של הפלדה. תהליך זה, דה-קרבוריזציה, משאיר שכבת שטח חלשה בהרבה מהחומר המקורי (ראה איור 3). זה חשוב במיוחד עבור צינורות בעלי דופן דקה. בעובי דופן של 0.030 אינץ', אפילו שכבת דה-קרבוריזציה קטנה של 0.003 אינץ' תפחית את הדופן האפקטיבית ב-10%. צינורות מוחלשים כאלה עלולים להיכשל עקב מאמץ או רעידות.
איור 2. כלי ניקוי פנימי (לא מוצג) נתמך על ידי גלילים הנעים לאורך פנימי הצינור. תכנון גלילים טוב מפחית את כמות ניתוזי הריתוך המתגלגלים לתוך דופן הצינור. כלי נילסן
צינורות J356 מעובדים בקבוצות ודורשים חישול בכבשן גלילים, אך זה לא מוגבל ל. הגרסה, J356A, מעובדת לחלוטין במפעל ערגול באמצעות אינדוקציה מובנית, תהליך חימום המהיר בהרבה מכבשן גלילים. זה מקצר את זמן החישול, ובכך מצמצם את חלון ההזדמנויות להסרת פחמן מדקות (או אפילו שעות) לשניות. זה מספק ל-J356A חישול אחיד ללא תחמוצת או הסרת פחמן.
צינורות המשמשים לקווים הידראוליים חייבים להיות גמישים מספיק כדי שניתן יהיה לכופף, להרחיב וליצור אותם. כיפופים נחוצים כדי להעביר את הנוזל ההידראולי מנקודה א' לנקודה ב', עובר דרך כיפופים ופיתולים שונים לאורך הדרך, וההתרחבות היא המפתח למתן שיטת חיבור קצה.
במצב של ביצה או תרנגולת, ארובות תוכננו לחיבורי מבערים בעלי דופן אחת (ולכן קוטר פנימי חלק), או שייתכן שההפך קרה. במקרה זה, המשטח הפנימי של הצינור מתאים היטב לשקע של מחבר הפין. כדי להבטיח חיבור מתכת-למתכת הדוק, פני הצינור חייבים להיות חלקים ככל האפשר. אביזר זה הופיע בשנות ה-20 של המאה ה-20 עבור חטיבת האוויר של חיל האוויר האמריקאי הצעירה. אביזר זה הפך מאוחר יותר לזווית הרחבה סטנדרטית של 37 מעלות הנמצאת בשימוש נרחב כיום.
מאז תחילת תקופת הקורונה, אספקת הצינורות המשוכים בעלי קטרים ​​פנימיים חלקים ירדה משמעותית. לחומרים הזמינים יש בדרך כלל זמני אספקה ​​ארוכים יותר מאשר בעבר. ניתן לטפל בשינוי זה בשרשראות האספקה ​​על ידי עיצוב מחדש של חיבורי הקצה. לדוגמה, בקשת הצעת מחיר (RFQ) הדורשת מבער בעל דופן אחת ומציינת את J525 היא מועמדת להחלפת מבער בעל דופן כפולה. ניתן להשתמש בכל סוג של צינור הידראולי עם חיבור קצה זה. זה פותח הזדמנויות לשימוש ב-J356A.
בנוסף לחיבורי התלקחות, אטמים מכניים מסוג O-ring נפוצים גם הם (ראה איור 5), במיוחד עבור מערכות בלחץ גבוה. לא רק שסוג חיבור זה פחות אטום לדליפות מאשר התלקחות בעלת דופן אחת מכיוון שהוא משתמש באטמים אלסטומריים, אלא שהוא גם רב-תכליתי יותר - ניתן ליצור אותו בקצה של כל סוג נפוץ של צינור הידראולי. זה מספק ליצרני צינורות הזדמנויות גדולות יותר בשרשרת האספקה ​​וביצועים כלכליים טובים יותר לטווח ארוך.
ההיסטוריה התעשייתית מלאה בדוגמאות של מוצרים מסורתיים שהשתרשו בתקופה שבה קשה לשוק לשנות כיוון. מוצר מתחרה - אפילו כזה שזול משמעותית ועומד בכל הדרישות של המוצר המקורי - יכול להיות קשה להתבסס בשוק אם מתעוררים חשדות. זה קורה בדרך כלל כאשר סוכן רכש או מהנדס שהוקצה שוקל תחליף לא מסורתי למוצר קיים. מעטים מוכנים להסתכן בכך שיגלו אותם.
במקרים מסוימים, שינויים עשויים להיות לא רק הכרחיים, אלא הכרחיים. מגפת הקורונה הביאה לשינויים בלתי צפויים בזמינות של סוגי וגדלים מסוימים של צינורות לצנרת נוזלים מפלדה. תחומי המוצרים המושפעים הם אלו המשמשים בתעשיות הרכב, החשמל, הציוד הכבד וכל תעשיית ייצור צינורות אחרת המשתמשת בצינורות בלחץ גבוה, במיוחד צינורות הידראוליים.
ניתן למלא פער זה בעלות כוללת נמוכה יותר על ידי בחינת סוג צינור פלדה מבוסס אך נישתי. בחירת המוצר המתאים ליישום דורשת מחקר מסוים כדי לקבוע תאימות נוזלים, לחץ הפעלה, עומס מכני וסוג חיבור.
מבט מקרוב על המפרט מראה כי דגם J356A יכול להיות שווה ערך לדגם J525 האמיתי. למרות המגפה, הוא עדיין זמין במחיר נמוך יותר דרך שרשרת אספקה ​​מוכחת. אם פתרון בעיות צורה סופית הוא פחות עתיר עבודה מאשר מציאת דגם J525, הוא יכול לעזור ליצרני ציוד מקורי (OEM) לפתור אתגרים לוגיסטיים בעידן הקורונה ומעבר לו.
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。 כתב העת Tube & Pipe Journal 1990 Tube & Pipe Journal стал первым журналом, посвященным индустрии металлических труб в 1990 году. כתב העת Tube & Pipe Journal הפך למגזין הראשון שהוקדש לתעשיית צינורות המתכת בשנת 1990.כיום, זהו הפרסום היחיד בתעשייה בצפון אמריקה והפך למקור המידע המהימן ביותר עבור אנשי מקצוע בתעשיית הצינורות.
כעת עם גישה מלאה למהדורה הדיגיטלית של The FABRICATOR, גישה נוחה למשאבים יקרי ערך בתעשייה.
המהדורה הדיגיטלית של כתב העת The Tube & Pipe Journal נגישה כעת במלואה, ומספקת גישה נוחה למשאבים יקרי ערך בתעשייה.
קבלו גישה דיגיטלית מלאה לכתב העת STAMPING, הכולל את הטכנולוגיה העדכנית ביותר, שיטות עבודה מומלצות וחדשות בתעשייה עבור שוק הטבעת המתכת.
כעת, עם גישה דיגיטלית מלאה ל-The Fabricator בספרדית, יש לכם גישה נוחה למשאבים יקרי ערך בתעשייה.