Nota Editor: Artikel ini merupakan artikel kedua dalam siri dua bahagian mengenai pasaran dan pembuatan saluran pemindahan cecair berdiameter kecil untuk aplikasi tekanan tinggi. Bahagian pertama membincangkan ketersediaan produk konvensional dalam negeri untuk aplikasi ini, yang jarang berlaku. Bahagian kedua membincangkan dua produk bukan tradisional dalam pasaran ini.
Dua jenis paip hidraulik yang dikimpal yang ditetapkan oleh Persatuan Jurutera Automotif – SAE-J525 dan SAE-J356A – berkongsi sumber yang sama, begitu juga spesifikasi bertulisnya. Jalur keluli rata dipotong mengikut lebar dan dibentuk menjadi tiub melalui pemprofilan. Selepas tepi jalur digilap dengan alat bersirip, paip dipanaskan melalui kimpalan rintangan frekuensi tinggi dan ditempa antara gulungan tekanan untuk membentuk kimpalan. Selepas kimpalan, burr OD ditanggalkan dengan pemegang, yang biasanya diperbuat daripada tungsten karbida. Lampu kilat pengenalan ditanggalkan atau dilaraskan kepada ketinggian reka bentuk maksimum menggunakan alat pengunci.
Huraian proses kimpalan ini adalah umum, dan terdapat banyak perbezaan proses kecil dalam pengeluaran sebenar (lihat Rajah 1). Walau bagaimanapun, ia berkongsi banyak sifat mekanikal.
Kegagalan paip dan mod kegagalan biasa boleh dibahagikan kepada beban tegangan dan mampatan. Dalam kebanyakan bahan, tegasan tegangan adalah lebih rendah daripada tegasan mampatan. Walau bagaimanapun, kebanyakan bahan jauh lebih kuat dalam mampatan berbanding tegangan. Konkrit adalah contohnya. Ia sangat boleh dimampatkan, tetapi melainkan dibentuk dengan rangkaian dalaman bar tetulang (tetulang), ia mudah patah. Atas sebab ini, keluli diuji tegangan untuk menentukan kekuatan tegangan muktamadnya (UTS). Ketiga-tiga saiz hos hidraulik mempunyai keperluan yang sama: 310 MPa (45,000 psi) UTS.
Disebabkan keupayaan paip tekanan untuk menahan tekanan hidraulik, pengiraan dan ujian kegagalan yang berasingan, yang dikenali sebagai ujian pecah, mungkin diperlukan. Pengiraan boleh digunakan untuk menentukan tekanan pecah muktamad teori, dengan mengambil kira ketebalan dinding, UTS dan diameter luar bahan. Oleh kerana tiub J525 dan tiub J356A boleh mempunyai saiz yang sama, satu-satunya pembolehubah ialah UTS. Memberikan kekuatan tegangan tipikal 50,000 psi dengan tekanan pecah ramalan 0.500 x 0.049 inci. Tiub adalah sama untuk kedua-dua produk: 10,908 psi.
Walaupun ramalan yang dikira adalah sama, satu perbezaan dalam aplikasi praktikal adalah disebabkan oleh ketebalan dinding sebenar. Pada J356A, burr dalaman boleh dilaraskan kepada saiz maksimum bergantung pada diameter paip seperti yang diterangkan dalam spesifikasi. Bagi produk J525 yang telah dinyahgerudi, proses penyahgerudi biasanya sengaja mengurangkan diameter dalam kira-kira 0.002 inci, mengakibatkan penipisan dinding setempat dalam zon kimpalan. Walaupun ketebalan dinding dipenuhi dengan kerja sejuk berikutnya, tegasan baki dan orientasi butiran mungkin berbeza daripada logam asas, dan ketebalan dinding mungkin sedikit lebih nipis daripada paip setanding yang dinyatakan dalam J356A.
Bergantung pada penggunaan akhir paip, burr dalaman mesti dibuang atau diratakan (atau diratakan) untuk menghapuskan kemungkinan laluan kebocoran, terutamanya bentuk hujung berdinding tunggal. Walaupun J525 biasanya dipercayai mempunyai ID yang licin dan oleh itu tidak bocor, ini adalah salah tanggapan. Tiub J525 boleh menghasilkan jalur ID disebabkan oleh kerja sejuk yang tidak betul, mengakibatkan kebocoran pada sambungan.
Mulakan penyahgeriman dengan memotong (atau mengikis) manik kimpal dari dinding diameter dalam. Alat pembersih dipasang pada mandrel yang disokong oleh penggelek di dalam paip, betul-betul di belakang stesen kimpalan. Semasa alat pembersih sedang menanggalkan manik kimpal, penggelek secara tidak sengaja menggulingkan sebahagian daripada percikan kimpalan, menyebabkannya terkena permukaan paip ID (lihat Rajah 2). Ini adalah masalah untuk paip yang dimesin ringan seperti paip yang diputar atau diasah.
Mengeluarkan lampu kilat dari tiub bukanlah mudah. ​​Proses pemotongan menukarkan glitter menjadi tali keluli tajam yang panjang dan kusut. Walaupun penyingkiran adalah satu keperluan, penyingkiran selalunya merupakan proses manual dan tidak sempurna. Bahagian tiub selendang kadangkala meninggalkan wilayah pengeluar tiub dan dihantar kepada pelanggan.
Beras. 1. Bahan SAE-J525 dihasilkan secara besar-besaran, yang memerlukan pelaburan dan tenaga kerja yang besar. Produk tiub serupa yang dibuat menggunakan SAE-J356A dimesin sepenuhnya dalam kilang tiub penyepuhlindapan sebaris, jadi ia lebih cekap.
Bagi paip yang lebih kecil, seperti saluran cecair berdiameter kurang daripada 20 mm, penyahgerudian ID biasanya tidak begitu penting kerana diameter ini tidak memerlukan langkah kemasan ID tambahan. Satu-satunya peringatan ialah pengguna akhir hanya perlu mempertimbangkan sama ada ketinggian kawalan denyar yang konsisten akan menimbulkan masalah.
Kecemerlangan kawalan nyalaan ID bermula dengan pengkondisian jalur, pemotongan dan kimpalan yang tepat. Malah, sifat bahan mentah J356A mestilah lebih ketat daripada J525 kerana J356A mempunyai lebih banyak sekatan pada saiz butiran, kemasukan oksida dan parameter pembuatan keluli lain disebabkan oleh proses pensaizan sejuk yang terlibat.
Akhir sekali, kimpalan ID selalunya memerlukan penyejuk. Kebanyakan sistem menggunakan penyejuk yang sama seperti alat windrow, tetapi ini boleh menimbulkan masalah. Walaupun telah ditapis dan dinyahgris, penyejuk kilang selalunya mengandungi sejumlah besar zarah logam, pelbagai minyak dan minyak, serta bahan cemar lain. Oleh itu, tiub J525 memerlukan kitaran cucian kaustik panas atau langkah pembersihan lain yang setara.
Kondenser, sistem automotif dan sistem serupa lain memerlukan pembersihan paip, dan pembersihan yang sesuai boleh dilakukan di kilang. J356A meninggalkan kilang dengan lubang yang bersih, kandungan lembapan terkawal dan sisa minimum. Akhir sekali, adalah amalan biasa untuk mengisi setiap tiub dengan gas lengai untuk mengelakkan kakisan dan menutup hujungnya sebelum penghantaran.
Paip J525 dinormalkan selepas kimpalan dan kemudian dikerjakan secara sejuk (ditarik). Selepas kerja sejuk, paip dinormalkan semula untuk memenuhi semua keperluan mekanikal.
Langkah-langkah normalisasi, penarikan dawai dan normalisasi kedua memerlukan pengangkutan paip ke relau, ke stesen penarikan dan kembali ke relau. Bergantung pada spesifikasi operasi, langkah-langkah ini memerlukan sub-langkah berasingan yang lain seperti menunjuk (sebelum mengecat), mengetsa dan meluruskan. Langkah-langkah ini mahal dan memerlukan masa, tenaga kerja dan sumber wang yang ketara. Paip yang ditarik sejuk dikaitkan dengan kadar pembaziran sebanyak 20% dalam pengeluaran.
Paip J356A dinormalkan di kilang penggelek selepas kimpalan. Paip tidak menyentuh tanah dan bergerak dari langkah pembentukan awal ke paip siap dalam urutan langkah berterusan dalam kilang penggelek. Paip kimpalan seperti J356A mempunyai pembaziran 10% dalam pengeluaran. Jika semua perkara lain sama, ini bermakna lampu J356A lebih murah untuk dikeluarkan berbanding lampu J525.
Walaupun sifat kedua-dua produk ini serupa, ia tidak sama dari sudut pandangan metalurgi.
Paip J525 yang ditarik sejuk memerlukan dua rawatan penormalan awal: selepas kimpalan dan selepas penarikan. Suhu penormalan (1650°F atau 900°C) mengakibatkan pembentukan oksida permukaan, yang biasanya disingkirkan dengan asid mineral (biasanya sulfurik atau hidroklorik) selepas penyepuhlindapan. Penjerukan mempunyai impak alam sekitar yang besar dari segi pelepasan udara dan aliran sisa yang kaya dengan logam.
Di samping itu, normalisasi suhu dalam atmosfera pengurangan relau perapian penggelek membawa kepada penggunaan karbon pada permukaan keluli. Proses ini, penyahkarbonan, meninggalkan lapisan permukaan yang jauh lebih lemah daripada bahan asal (lihat Rajah 3). Ini amat penting untuk paip dinding nipis. Pada ketebalan dinding 0.030″, lapisan penyahkarbonan kecil 0.003″ pun akan mengurangkan dinding berkesan sebanyak 10%. Paip yang lemah sedemikian boleh gagal disebabkan oleh tekanan atau getaran.
Rajah 2. Alat pembersih ID (tidak ditunjukkan) disokong oleh penggelek yang bergerak di sepanjang ID paip. Reka bentuk penggelek yang baik mengurangkan jumlah percikan kimpalan yang bergolek ke dalam dinding paip. Alat Nielsen
Paip J356 diproses dalam kelompok dan memerlukan penyepuhlindapan dalam relau perapian penggelek, tetapi ini tidak terhad kepada. Varian ini, J356A, dimesin sepenuhnya dalam kilang gelek menggunakan induksi terbina dalam, proses pemanasan yang jauh lebih pantas daripada relau perapian penggelek. Ini memendekkan masa penyepuhlindapan, sekali gus menyempitkan peluang untuk penyahkarbonan daripada minit (atau jam) kepada saat. Ini menyediakan J356A dengan penyepuhlindapan seragam tanpa oksida atau penyahkarbonan.
Tiub yang digunakan untuk talian hidraulik mestilah cukup fleksibel untuk dibengkokkan, dikembangkan dan dibentuk. Selekoh diperlukan untuk mengalirkan bendalir hidraulik dari titik A ke titik B, melalui pelbagai selekoh dan liku di sepanjang jalan, dan pembakaran adalah kunci untuk menyediakan kaedah sambungan hujung.
Dalam situasi ayam atau telur, cerobong direka bentuk untuk sambungan pembakar dinding tunggal (dengan itu mempunyai diameter dalam yang licin), atau sebaliknya mungkin berlaku. Dalam kes ini, permukaan dalam tiub dipasang rapat pada soket penyambung pin. Untuk memastikan sambungan logam ke logam yang ketat, permukaan paip mestilah selicin mungkin. Aksesori ini muncul pada tahun 1920-an untuk Divisyen Udara Tentera Udara AS yang baru muncul. Aksesori ini kemudiannya menjadi suar 37 darjah standard yang digunakan secara meluas hari ini.
Sejak permulaan tempoh COVID-19, bekalan paip berdiameter dalam yang licin telah berkurangan dengan ketara. Bahan yang ada cenderung mempunyai masa penghantaran yang lebih lama berbanding sebelum ini. Perubahan dalam rantaian bekalan ini boleh ditangani dengan mereka bentuk semula sambungan hujung. Contohnya, RFQ yang memerlukan penunu dinding tunggal dan menyatakan J525 adalah calon untuk menggantikan penunu dinding berganda. Sebarang jenis paip hidraulik boleh digunakan dengan sambungan hujung ini. Ini membuka peluang untuk menggunakan J356A.
Selain sambungan suar, pengedap mekanikal o-ring juga biasa digunakan (lihat rajah 5), terutamanya untuk sistem tekanan tinggi. Bukan sahaja sambungan jenis ini kurang kedap bocor berbanding suar dinding tunggal kerana ia menggunakan pengedap elastomer, tetapi ia juga lebih versatil—ia boleh dibentuk di hujung sebarang jenis paip hidraulik biasa. Ini menyediakan pengeluar paip dengan peluang rantaian bekalan yang lebih besar dan prestasi ekonomi jangka panjang yang lebih baik.
Sejarah perindustrian penuh dengan contoh produk tradisional yang bermula pada masa pasaran sukar untuk berubah arah. Produk pesaing – walaupun yang jauh lebih murah dan memenuhi semua keperluan produk asal – mungkin sukar untuk bertapak di pasaran jika timbul syak wasangka. Ini biasanya berlaku apabila ejen pembelian atau jurutera yang ditugaskan sedang mempertimbangkan pengganti bukan tradisional untuk produk sedia ada. Hanya segelintir yang sanggup mengambil risiko ditemui.
Dalam beberapa kes, perubahan mungkin bukan sahaja perlu, tetapi perlu. Pandemik COVID-19 telah mengakibatkan perubahan yang tidak dijangka dalam ketersediaan jenis dan saiz paip tertentu untuk perpaipan bendalir keluli. Kawasan produk yang terjejas adalah yang digunakan dalam industri pembuatan paip automotif, elektrik, peralatan berat dan mana-mana industri pembuatan paip lain yang menggunakan talian tekanan tinggi, terutamanya talian hidraulik.
Jurang ini boleh diisi pada kos keseluruhan yang lebih rendah dengan mempertimbangkan jenis paip keluli yang sedia ada tetapi khusus. Memilih produk yang sesuai untuk sesuatu aplikasi memerlukan sedikit kajian untuk menentukan keserasian bendalir, tekanan operasi, beban mekanikal dan jenis sambungan.
Melihat spesifikasi dengan lebih dekat menunjukkan bahawa J356A boleh setara dengan J525 sebenar. Walaupun terdapat pandemik, ia masih boleh didapati pada harga yang lebih rendah melalui rantaian bekalan yang terbukti. Jika menyelesaikan isu bentuk akhir kurang memerlukan tenaga kerja berbanding mencari J525, ia boleh membantu OEM menyelesaikan cabaran logistik dalam era COVID-19 dan seterusnya.
Jurnal Tube & Paip 于1990 年成为第一本致力于为金属管材行业服务的杂志。 Jurnal Tiub & Paip 1990 Jurnal Tiub & Paip стал первым журналом, посвященным индустрии металлических труб в 1990 году. Tube & Pipe Journal menjadi majalah pertama yang dikhaskan untuk industri paip logam pada tahun 1990.Hari ini, ia kekal sebagai satu-satunya penerbitan industri di Amerika Utara dan telah menjadi sumber maklumat paling dipercayai untuk profesional industri paip.
Kini dengan akses penuh kepada edisi digital FABRICATOR, akses mudah kepada sumber industri yang berharga.
Edisi digital The Tube & Pipe Journal kini boleh diakses sepenuhnya, menyediakan akses mudah kepada sumber industri yang berharga.
Dapatkan akses digital penuh ke Jurnal STAMPING, yang menampilkan teknologi terkini, amalan terbaik dan berita industri untuk pasaran setem logam.
Kini dengan akses digital penuh kepada The Fabricator en Español, anda mempunyai akses mudah kepada sumber industri yang berharga.