Redaktoriaus pastaba: šis straipsnis yra antrasis iš dviejų dalių serijos apie mažo skersmens skysčių perdavimo linijų, skirtų aukšto slėgio reikmėms, rinką ir gamybą. Pirmajame skyriuje aptariamas įprastinių gaminių, skirtų šioms reikmėms, kurios yra retos, prieinamumas šalies viduje. Antrojoje dalyje aptariami du netradiciniai šios rinkos gaminiai.
Dviejų tipų suvirinti hidrauliniai vamzdžiai, kuriuos žymi Automobilių inžinierių draugija – SAE-J525 ir SAE-J356A – yra pagaminti iš bendro šaltinio, kaip ir jų rašytinės specifikacijos. Plokščios plieninės juostos supjaustomos reikiamo pločio ir profiliavimo būdu suformuojamos į vamzdžius. Juostos kraštus nupoliravus briaunuotu įrankiu, vamzdis kaitinamas aukšto dažnio varžiniu suvirinimu ir kaliamas tarp prispaudimo volelių, kad susidarytų suvirinimo siūlė. Po suvirinimo išorinio skersmens uždoris pašalinamas laikikliu, kuris paprastai pagamintas iš volframo karbido. Identifikavimo briauna pašalinama arba fiksavimo įrankiu nustatomas iki maksimalaus projektinio aukščio.
Šio suvirinimo proceso aprašymas yra bendro pobūdžio, ir realioje gamyboje yra daug nedidelių proceso skirtumų (žr. 1 pav.). Tačiau jie turi daug bendrų mechaninių savybių.
Vamzdžių gedimus ir dažniausiai pasitaikančius gedimo būdus galima suskirstyti į tempimo ir gniuždymo apkrovas. Daugelio medžiagų tempimo įtempis yra mažesnis nei gniuždymo įtempis. Tačiau dauguma medžiagų yra daug stipresnės gniuždant nei tempiant. Betonas yra vienas iš pavyzdžių. Jis yra labai gniuždomas, tačiau jei nėra suformuotas su vidiniu armatūros strypų tinklu, jį lengva lūžti. Dėl šios priežasties plienas tempiamas, siekiant nustatyti jo didžiausią tempiamąjį stiprį (UTS). Visų trijų dydžių hidraulinės žarnos turi tuos pačius reikalavimus: 310 MPa (45 000 psi) UTS.
Dėl slėginių vamzdžių gebėjimo atlaikyti hidraulinį slėgį gali prireikti atskiro skaičiavimo ir gedimo bandymo, vadinamo trūkimo bandymu. Skaičiavimai gali būti naudojami teoriniam didžiausiam trūkimo slėgiui nustatyti, atsižvelgiant į sienelės storį, medžiagos storį ir išorinį skersmenį. Kadangi J525 ir J356A vamzdžiai gali būti vienodo dydžio, vienintelis kintamasis yra didžiausias trūkimo slėgis. Tipinis tempiamasis stipris yra 50 000 psi, o prognozuojamas trūkimo slėgis yra 0,500 x 0,049 colio. Abiejų gaminių vamzdžiai yra vienodi: 10 908 psi.
Nors apskaičiuotos prognozės yra vienodos, vienas praktinio pritaikymo skirtumas atsiranda dėl faktinio sienelės storio. J356A atveju vidinę užvartą galima reguliuoti iki maksimalaus dydžio, priklausomai nuo vamzdžio skersmens, kaip aprašyta specifikacijoje. J525 gaminiams be užvartų užvartų šalinimo proceso metu vidinis skersmuo paprastai sąmoningai sumažinamas maždaug 0,002 colio, todėl suvirinimo zonoje sienelė suplonėja. Nors sienelės storis užpildomas vėlesniu šaltuoju apdirbimu, liekamasis įtempis ir grūdelių orientacija gali skirtis nuo pagrindinio metalo, o sienelės storis gali būti šiek tiek plonesnis nei panašaus vamzdžio, nurodyto J356A.
Priklausomai nuo vamzdžio galutinio panaudojimo, vidinės šerpetojančios dalys turi būti pašalintos arba suplotos (arba išlygintos), kad būtų išvengta galimų nuotėkio takų, daugiausia vienasienių platėjančių galų formų. Nors paprastai manoma, kad J525 turi lygų vidinį skersmenį ir todėl nepraleidžia vandens, tai yra klaidinga nuomonė. Dėl netinkamo šaltojo apdirbimo J525 vamzdžiuose gali atsirasti vidinių ruožų, dėl kurių jungtis gali nutekėti.
Pradėkite šalinti suvirinimo siūlę nupjaudami (arba gramdydami) nuo vidinės sienelės skersmens. Valymo įrankis pritvirtintas prie vamzdžio viduje, už suvirinimo stoties, esančių ritinėlių laikančio įtvaro, prie kurio prilaikomi voleliai. Valymo įrankiui šalinant suvirinimo siūlę, voleliai netyčia užriedėjo dalį suvirinimo purslų, todėl šie atsitrenkė į vamzdžio vidinio skersmens paviršių (žr. 2 pav.). Tai problema, kai vamzdžiai lengvai apdirbti, pavyzdžiui, tekinti arba honuoti.
Blykstę ištraukti iš vamzdelio nėra lengva. Pjovimo procesas blizgučius paverčia ilga, susipynusia aštraus plieno gija. Nors išėmimas yra būtinas, jis dažnai atliekamas rankiniu būdu ir netobulai. Kartais šaliko tūtelių dalys palieka tūtelių gamintojo teritoriją ir siunčiamos klientams.
Ryžiai. 1. SAE-J525 medžiaga yra masiškai gaminama, todėl reikia didelių investicijų ir darbo sąnaudų. Panašūs vamzdiniai gaminiai, pagaminti naudojant SAE-J356A, yra visiškai apdirbami linijiniuose atkaitinimo vamzdžių malūnuose, todėl tai yra efektyviau.
Mažesniems vamzdžiams, pavyzdžiui, mažesniems nei 20 mm skersmens skysčių vamzdynams, vidinių šerpetų šalinimas paprastai nėra toks svarbus, nes šiems skersmenims nereikia papildomo vidinio apdailos etapo. Vienintelis trūkumas yra tas, kad galutiniam vartotojui tereikia apsvarstyti, ar pastovus pliūpsnio valdymo aukštis nesukels problemų.
ID liepsnos kontrolės meistriškumas prasideda nuo tikslaus juostos apdorojimo, pjovimo ir suvirinimo. Iš tiesų, J356A žaliavos savybės turi būti griežtesnės nei J525, nes J356A turi daugiau apribojimų grūdelių dydžiui, oksidų intarpams ir kitiems plieno gamybos parametrams dėl šaltojo klijavimo proceso.
Galiausiai, vidinio suvirinimo metu dažnai reikalingas aušinimo skystis. Daugumoje sistemų naudojamas tas pats aušinimo skystis kaip ir pjovimo įrankyje, tačiau tai gali sukelti problemų. Nepaisant to, kad frezavimo skysčiai yra filtruojami ir riebaluoti, juose dažnai būna didelis kiekis metalo dalelių, įvairių alyvų ir kitų teršalų. Todėl J525 vamzdžiams reikalingas karšto šarmo plovimo ciklas arba kitas lygiavertis valymo etapas.
Kondensatoriams, automobilių sistemoms ir kitoms panašioms sistemoms reikia valyti vamzdynus, o atitinkamą valymą galima atlikti gamykloje. J356A iš gamyklos iškeliauja su švaria skyle, kontroliuojamu drėgmės kiekiu ir minimaliu likučių kiekiu. Galiausiai, įprasta praktika yra užpildyti kiekvieną vamzdį inertinėmis dujomis, kad būtų išvengta korozijos, ir užsandarinti galus prieš išsiuntimą.
J525 vamzdžiai normalizuojami po suvirinimo, o po to šaltojo apdirbimo (tempimo). Po šaltojo apdirbimo vamzdis vėl normalizuojamas, kad atitiktų visus mechaninius reikalavimus.
Normalizavimo, vielos tempimo ir antrojo normalizavimo etapai reikalauja vamzdžio transportavimo į krosnį, į tempimo stotį ir atgal į krosnį. Priklausomai nuo operacijos specifikos, šiems etapams reikalingi kiti atskiri etapai, tokie kaip siūlių užpildymas (prieš dažymą), ėsdinimas ir tiesinimas. Šie etapai yra brangūs ir reikalauja daug laiko, darbo bei pinigų išteklių. Šaltai tempti vamzdžiai yra susiję su 20 % gamybos atliekų.
J356A vamzdis normalizuojamas valcavimo staklėse po suvirinimo. Vamzdis neliečia žemės ir nuo pradinių formavimo etapų iki galutinio vamzdžio valcavimo staklėse juda nepertraukiama etapų seka. Suvirintų vamzdžių, tokių kaip J356A, gamybos metu susidaro 10 % atliekų. Jei visos kitos sąlygos yra vienodos, tai reiškia, kad J356A lempų gamyba yra pigesnė nei J525 lempų.
Nors šių dviejų produktų savybės yra panašios, metalurginiu požiūriu jie nėra vienodi.
Šaltai temptiems J525 vamzdžiams reikalingi du preliminarūs normalizavimo procesai: po suvirinimo ir po tempimo. Normalizavimo temperatūra (900 °C) lemia paviršiaus oksidų susidarymą, kurie po atkaitinimo paprastai pašalinami mineraline rūgštimi (dažniausiai sieros arba druskos rūgštimi). Ėsdinimas daro didelį poveikį aplinkai dėl oro teršalų ir metalais turtingų atliekų srautų.
Be to, normalizavus temperatūrą redukcinėje ritininės krosnies atmosferoje, plieno paviršiuje sunaudojama anglis. Šis procesas, dekarbiarizacijos procesas, palieka daug silpnesnį paviršiaus sluoksnį nei pradinė medžiaga (žr. 3 pav.). Tai ypač svarbu plonasieniams vamzdžiams. Esant 0,030 colio sienelės storiui, net ir mažas 0,003 colio dekarbiarizacijos sluoksnis sumažins efektyviąją sienelę 10 %. Tokie susilpnėję vamzdžiai gali sugesti dėl įtempių ar vibracijos.
2 pav. Vamzdžio vidinio skersmens valymo įrankis (neparodytas) yra pritvirtintas prie ritinėlių, kurie juda išilgai vamzdžio vidinio skersmens. Gera ritinėlių konstrukcija sumažina suvirinimo purslų kiekį, kuris nurieda į vamzdžio sienelę. „Nielsen“ įrankiai
J356 vamzdžiai apdorojami partijomis ir juos reikia atkaitinti ritininėje krosnyje, tačiau tai neapsiriboja. J356A variantas yra visiškai apdirbamas valcavimo staklėse naudojant įmontuotą indukciją – kaitinimo procesą, kuris yra daug greitesnis nei ritininėje krosnyje. Tai sutrumpina atkaitinimo laiką, taip sumažinant dekarbiarizacijos laikotarpį nuo minučių (ar net valandų) iki sekundžių. Tai užtikrina tolygų J356A atkaitinimą be oksido ar dekarbiarizacijos.
Hidraulinėms linijoms naudojami vamzdžiai turi būti pakankamai lankstūs, kad juos būtų galima sulenkti, išplėsti ir suformuoti. Lenkimai yra būtini, kad hidraulinis skystis patektų iš taško A į tašką B, pakeliui atliekant įvairius posūkius ir posūkius, o platėjantis vamzdžių sujungimas yra pagrindinis elementas norint užtikrinti galinį sujungimo būdą.
Esant situacijai „višta arba kiaušinis“, kaminai buvo suprojektuoti vienasieniams degiklių prijungimams (todėl jų vidinis skersmuo buvo lygus), arba galėjo būti atvirkščiai. Šiuo atveju vidinis vamzdžio paviršius tvirtai priglunda prie kaiščio jungties lizdo. Siekiant užtikrinti tvirtą metalo ir metalo jungtį, vamzdžio paviršius turi būti kuo lygesnis. Šis priedas pasirodė 1920 m. besikuriančiam JAV oro pajėgų oro divizijai. Vėliau šis priedas tapo standartiniu 37 laipsnių išplatėjimu, kuris plačiai naudojamas ir šiandien.
Nuo COVID-19 laikotarpio pradžios gerokai sumažėjo temptų vamzdžių su lygiais vidiniais skersmenimis pasiūla. Prieinamų medžiagų pristatymo laikas paprastai yra ilgesnis nei anksčiau. Šį tiekimo grandinės pokytį galima spręsti pertvarkant galines jungtis. Pavyzdžiui, užklausa, kurioje reikalaujama viensienės degiklio ir nurodytas J525, yra tinkamas kandidatas pakeisti dvisienį degiklį. Su šia galine jungtimi galima naudoti bet kokio tipo hidraulinius vamzdžius. Tai atveria galimybes naudoti J356A.
Be platėjančių jungčių, taip pat dažnai naudojami žiediniai mechaniniai sandarikliai (žr. 5 pav.), ypač aukšto slėgio sistemose. Šio tipo jungtis ne tik yra mažiau sandari nei viensienė platėjanti jungtis, nes joje naudojami elastomeriniai sandarikliai, bet ir universalesnė – ją galima suformuoti bet kokio įprasto hidraulinio vamzdžio gale. Tai suteikia vamzdžių gamintojams didesnes tiekimo grandinės galimybes ir geresnius ilgalaikius ekonominius rezultatus.
Pramonės istorijoje gausu pavyzdžių, kai tradiciniai produktai įsitvirtina tuo metu, kai rinkai sunku pakeisti kryptį. Konkurenciniam produktui – net ir žymiai pigesniam ir atitinkančiam visus originalaus produkto reikalavimus – gali būti sunku įsitvirtinti rinkoje, jei kyla įtarimų. Tai dažniausiai nutinka, kai pirkimų agentas ar paskirtas inžinierius svarsto netradicinį esamo produkto pakaitalą. Nedaugelis nori rizikuoti būti atskleisti.
Kai kuriais atvejais pakeitimai gali būti ne tik būtini, bet ir būtini. COVID-19 pandemija lėmė netikėtus tam tikrų plieninių skysčių vamzdynų tipų ir dydžių prieinamumo pokyčius. Paveiktos produktų sritys yra tie, kurie naudojami automobilių, elektros, sunkiosios įrangos ir bet kurioje kitoje vamzdžių gamybos pramonėje, kurioje naudojamos aukšto slėgio linijos, ypač hidraulinės linijos.
Šią spragą galima užpildyti mažesnėmis bendromis sąnaudomis, atsižvelgiant į nusistovėjusį, bet nišinį plieninių vamzdžių tipą. Norint pasirinkti tinkamą produktą konkrečiai taikymo sričiai, reikia atlikti tam tikrus tyrimus, kad būtų nustatytas skysčių suderinamumas, darbinis slėgis, mechaninė apkrova ir jungties tipas.
Atidžiau panagrinėjus specifikacijas, matyti, kad J356A gali būti lygiavertis tikrajam J525. Nepaisant pandemijos, jį vis dar galima įsigyti už mažesnę kainą per patikimą tiekimo grandinę. Jei galutinės formos problemų sprendimas reikalauja mažiau darbo nei J525 paieška, tai galėtų padėti originalios įrangos gamintojams (OEM) išspręsti logistikos iššūkius COVID-19 eroje ir vėliau.
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. Vamzdžių ir vamzdynų žurnalas, 1990 m. Tube & Pipe Journal стал первым журналом, посвященным индустрии металлических труб в 1990 году. „Tube & Pipe Journal“ tapo pirmuoju žurnalu, skirtu metalinių vamzdžių pramonei, 1990 m.Šiandien tai išlieka vienintelis pramonės leidinys Šiaurės Amerikoje ir tapo patikimiausiu informacijos šaltiniu vamzdžių pramonės specialistams.
Dabar su visiška prieiga prie „The FABRICATOR“ skaitmeninio leidimo ir lengva prieiga prie vertingų pramonės išteklių.
Skaitmeninis „The Tube & Pipe Journal“ leidimas dabar yra visiškai prieinamas, suteikiant lengvą prieigą prie vertingų pramonės išteklių.
Gaukite visišką skaitmeninę prieigą prie „STAMPING Journal“, kuriame pateikiamos naujausios technologijos, geriausia praktika ir pramonės naujienos metalo štampavimo rinkoje.
Dabar, turėdami visišką skaitmeninę prieigą prie „The Fabricator en Español“, galite lengvai pasiekti vertingus pramonės išteklius.