従来の油圧ラインは、単一のフレア端を使用しており、通常は SAE-J525 または ASTM-A513-T5 で製造されていますが、これらの材料は国内で調達するのが困難です。国内サプライヤーを求める OEM は、図に示すように、SAE-J356A 仕様で製造され、O リング面シールで密封されたチューブを代用することができます。Tru-Line 製です。
編集者注: この記事は、高圧用途の流体移送ラインの市場と生産に関する 2 部構成のシリーズの第 1 部です。第 1 部では、従来型の国内外の製品供給拠点の状況について説明します。第 2 部では、この市場をターゲットとする従来型ではない製品の詳細について説明します。
COVID-19パンデミックは、鋼管サプライチェーンやパイプ製造プロセスなど、多くの業界に予期せぬ変化をもたらしました。2019年末から現在に至るまで、チューブ市場は工場と物流の両面で破壊的な変化を経験し、長らくくすぶっていた問題が脚光を浴びています。
労働力はこれまで以上に重要になっています。このパンデミックは人類の危機であり、健康の重要性により、すべてではないにしてもほとんどの人のワーク・ライフ・プレイのバランスが変わりました。熟練労働者の数は、退職、以前の仕事に戻れない、または同じ業界で新しい仕事を見つけられない労働者、その他多くの要因により減少しています。流行の初期には、労働者不足は主に医療や小売業などの最前線の仕事に依存する業界に集中しており、製造労働者は一時帰休または大幅に労働時間が短縮されていました。製造業者は現在、経験豊富なパイプ工場オペレーターを含むスタッフの採用と維持に苦労しています。チューブ製造は主に実践的なブルーカラーの仕事であり、気候制御された環境で骨の折れる作業が必要です。感染を軽減するために追加の個人用保護具（マスクなど）を着用し、6フィートの距離を保つなどの追加のルールに従ってください。他の人との直線距離は、すでにストレス解消要因が多い仕事にさらにストレスを加える可能性があります。
パンデミックの間、鉄鋼供給と原料鋼のコストも変化しました。ほとんどのチューブでは、鉄鋼が最大の部品コストです。経験則として、鉄鋼はパイプ1フィートあたりのコストの50％を占めます。2020年第4四半期まで、米国国内の冷間圧延鋼の価格は3年間平均で約800ドル/トンでした。2021年末までに、価格は1トンあたり2,200ドルまで下落しました。
パンデミック中にこれら 2 つの要因がどのように変化したかを踏まえ、チューブ市場の企業はどのように対応しているのでしょうか。これらの変化はチューブのサプライ チェーンにどのような影響を与えているのでしょうか。また、業界がこの危機から脱却するために役立つガイダンスは何でしょうか。
何年も前、あるパイプ工場の上級役員が、業界における自社の役割を次のように要約しました。「当社がここで行っていることは 2 つだけです。パイプを作って、それを売ることです。」、気が散る要素が多すぎる、会社の中核的価値を弱める要因が多すぎる、または現在の危機 (または多くの場合、これらすべての要因) は、圧倒されている経営幹部にとって価値があります。
重要な点、つまり高品質のチューブの製造と販売に影響を与える要因に焦点を当てることで、制御を達成し維持することが重要です。企業の取り組みがこれら 2 つの活動に集中していない場合は、基本に戻る必要があります。
パンデミックの拡大に伴い、一部の業界ではパイプの需要がほぼゼロにまで落ち込んでいます。自動車工場や、重要でないと見なされる他の業界の企業は活動を停止しています。業界の多くの企業がチューブを製造も販売もしていなかった時期がありました。パイプ市場は、いくつかの不可欠なビジネスのためにのみ存在し続けています。
幸いなことに、人々は自分のやりたいことをやっています。食料を保管するために追加の冷凍庫を購入する人もいます。住宅市場の立ち上がりは遅く、人々は家を購入するといくつかまたは多くの新しい家電製品を購入する傾向があるため、この両方の傾向がより小径チューブの需要を支えています。農業機械業界は回復し始めており、小型トラクターやゼロターン芝刈り機を希望する所有者が増えています。その後、自動車市場が再開しましたが、チップ不足などの要因によりペースは遅くなりました。
図 1. SAE-J525 と ASTM-A519 は、SAE-J524 と ASTM-A513T5 の一般的な代替品として制定されています。主な違いは、SAE-J525 と ASTM-A513T5 はシームレスではなく溶接されていることです。6 か月のリード タイムなどの調達の難しさにより、同じ要件の多くを満たす他の 2 つのチューブ製品、SAE-J356 (ストレート チューブで提供) と SAE-J356A (コイルで提供) にチャンスが生まれました。
市場は変化しましたが、ガイドラインは同じです。市場の需要に応じてパイプを製造し、販売することに注力することほど重要なことはありません。
「自社で作るか、買うか」という問題は、製造業務において人件費の高騰や内部リソースの固定化または減少に直面したときに生じます。
溶接後の管状製品の製造には、かなりのリソースが必要です。工場の出力と生産量によっては、幅広のストリップを社内で切断する方が経済的に有利になる場合があります。ただし、労働力、ツールの資本要件、ブロードバンドの在庫コストを考えると、内部スライスは負担になる可能性があります。
一方では、月に2,000トンを切断すると、5,000トンの鋼材が在庫となり、多額の現金を占有します。一方、幅広の切断鋼材を即時に購入するために必要な現金はごくわずかです。実際、チューブ製造業者がスリッターと信用条件を交渉できることを考えると、現金支出を実際に遅らせることができます。この点ではすべてのチューブミルが独特ですが、熟練労働力の可用性、鋼材コスト、およびキャッシュフローに関して、ほぼすべてのチューブ製造業者がCOVID-19パンデミックの影響を受けていると言っても過言ではありません。
状況によっては、チューブ製造自体についても同様です。広範な付加価値チェーンを持つ企業は、パイプ製造事業から撤退する可能性があります。パイプを製造してから曲げ、コーティングし、サブアセンブリとアセンブリを作成するのではなく、パイプを購入し、他の活動に注力します。
油圧部品や自動車用流体処理チューブバンドルを製造している企業の多くは、独自のチューブミルを所有しています。これらの工場のいくつかは、現在では資産ではなく負債となっています。パンデミック時代の消費者は車をあまり運転しない傾向があり、自動車販売予測はパンデミック前のレベルとはかけ離れています。自動車市場は、操業停止、深刻な衰退、不足などのネガティブな言葉に関連付けられています。自動車OEMとそのサプライヤーの供給状況が近い将来に大きく変化することを示すものは何もありません。特に、この市場ではますます多くのEVが、スチールチューブのパワートレイン部品が少なくなっています。
専用チューブ ミルは通常、カスタム設計で構築されます。これは、特定のアプリケーション用のパイプを作成するという本来の用途には利点ですが、規模の経済の点では欠点となります。たとえば、既知の自動車プロジェクト用に外径 10 mm の製品を作成するように設計されたチューブ ミルについて考えてみましょう。プログラムは数量ベースの設定を保証します。その後、同じ外径を持つ別のチューブ用に、はるかに小さな手順が追加されました。時間が経過し、最初の計画の期限が切れ、会社には 2 番目の計画を正当化するのに十分な量はありませんでした。セットアップ コストやその他のコストが高すぎて正当化できません。この場合、会社が有能なサプライヤーを見つけることができれば、プロジェクトのアウトソーシングを試みるべきです。
もちろん、計算は切断で終わるわけではありません。コーティング、長さの切断、梱包といった仕上げ工程にもかなりのコストがかかります。よく言われるように、パイプ製造における最大の隠れたコストはハンドリングです。パイプは工場から倉庫へ運ばれ、そこで取り外されて作業台に積み込まれ、最終的な長さの切断が行われます。その後、パイプが1本ずつ切断機に送り込まれるように積み重ねられます。これらすべての工程には人件費がかかります。この人件費は会計担当者には気づかれないかもしれませんが、フォークリフトオペレーターや輸送部門の人員といった形で発生します。
図 2. SAE-J525 と SAE-J356A の化学組成はほぼ同じであるため、後者が前者を置き換えるのに役立ちます。
油圧チューブは数千年前から存在しています。エジプト人は4,000年以上前に銅線を打ち出しました。竹管は紀元前2000年頃の夏王朝時代に中国で使用され、その後ローマの配管システムは銀精錬プロセスの副産物である鉛管を使用して構築されました。
シームレス。現代のシームレス鋼管は、1890年に北米で初めて登場しました。1890年から今日まで、このプロセスの原材料は固体の丸いビレットです。1950年代の連続鋳造の革新により、シームレスチューブはインゴットから、当時は低コストの鋼原料であったビレットへと変化しました。過去も現在も、油圧チューブは、このプロセスで生成されたシームレスな中空部分を冷間引抜加工することで製造されています。北米市場では、自動車技術協会ではSAE-J524、米国材料試験協会ではASTM-A519に分類されています。
シームレスな油圧チューブの製造は、特に小径の場合、労働集約的なプロセスになる傾向があります。多くのエネルギーとスペースが必要です。
1970 年代に市場は変化しました。ほぼ 100 年間鋼管市場を独占した後、シームレス スリップ。建設および自動車市場の多くの機械用途に適していることが判明した溶接管に取って代わられました。以前は聖地であった石油およびガスパイプライン部門にも、ある程度の領域を獲得しました。
市場におけるこの変化に貢献したのは、2つのイノベーションでした。1つは連続スラブ鋳造で、これにより製鉄所は高品質の平坦なストリップを効率的に大量生産できるようになりました。もう1つのプロセスは、高周波抵抗溶接をパイプ業界で実行可能なプロセスにします。その結果、同等のシームレス製品と比較してシームレス鋼管と同等の性能を持ちながら、コストが低い新製品が生まれました。このチューブは現在でも製造されており、北米市場ではSAE-J525またはASTM-A513-T5に分類されています。チューブは引き抜き加工され、焼きなまし処理されるため、資源集約型の製品です。これらのプロセスは、シームレスプロセスほど労働集約的および資本集約的ではありませんが、関連するコストは依然として高くなっています。
1990年代から現在に至るまで、シームレス引抜鋼管（SAE-J524）や溶接引抜鋼管（SAE-J525）を問わず、国内市場で消費される油圧ラインパイプのほとんどは輸入品です。これは、米国と輸出国との間の人件費や鉄鋼原材料費の大きな差によるものと考えられます。過去30～40年間、これらの製品は国内メーカーから入手可能でしたが、この市場で優位に立つことができませんでした。輸入製品の有利なコストは大きな障害となっています。
現在の市場。シームレスで引抜および焼鈍された製品である J524 の消費量は、長年にわたって減少しています。この製品は現在でも入手可能であり、油圧ライン市場で一定の地位を占めていますが、溶接、引抜および焼鈍された製品である J525 が容易に入手できる場合、OEM は通常 J525 を選択します。
パンデミックが発生し、市場は再び変化します。世界的な労働力、鉄鋼、物流の供給は、前述の自動車需要の減少とほぼ同じペースで減少しています。輸入J525油圧チューブの供給についても同様です。これらの出来事を考えると、国内市場は別の市場シフトの準備ができているようです。溶接、引抜き、焼きなましチューブよりも労働集約的でない別の製品を生産する準備はできていますか？広く使用されていませんが、そのような製品は存在します。それは、多くの油圧アプリケーションの要件を満たすSAE-J356Aです（図1を参照）。
SAE が発行する仕様は、各仕様でパイプの製造プロセスを 1 つだけ定義しているため、短くて単純な傾向があります。欠点は、J525 と J356A は寸法、機械的特性などにかなりの重複があるため、仕様が混乱を招く傾向があることです。また、J356A は小径油圧ライン用のコイル状製品であり、主に大径油圧ラインの製造に使用される直管製品である J356 のバリエーションです。
図 3. 溶接冷間引抜管は溶接冷間硬化管よりも優れていると多くの人が考えていますが、2 つの管製品の機械的特性は同等です。注: PSI のヤードポンド法値は仕様のソフト変換であり、MPa のメートル法値です。
一部のエンジニアは、J525 は重機などで使用される高圧油圧用途に優れていると考えています。J356A はあまり知られていませんが、これも高圧流体搬送仕様です。最終的な成形要件が異なる場合があります。J525 には ID ビードがありませんが、J356A はフラッシュ制御されており、ID ビードが小さくなっています。
原材料は類似した特性を持っています (図 2 を参照)。化学組成の小さな違いは、望ましい機械的特性と関係しています。引張破断強度や極限引張強度 (UTS) などの特定の機械的特性を実現するために、鋼の化学組成または熱処理が制限され、特定の結果が得られます。
各チューブ タイプは、類似した一連の機械的パフォーマンス パラメータを共有しているため、多くのアプリケーションで互換性があります (図 3 を参照)。つまり、1 つが利用できない場合でも、もう 1 つが要件を満たす可能性が高くなります。車輪を再発明する必要はありません。業界ではすでに、強力でバランスの取れた一連の車輪が利用可能です。
Tube & Pipe Journal は、1990 年に金属パイプ業界に特化した最初の雑誌となりました。現在でも、北米で金属パイプ業界に特化した唯一の出版物であり、パイプの専門家にとって最も信頼できる情報源となっています。
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