Redaktørens merknad: Denne artikkelen er den andre i en serie på to deler om markedet og produksjonen av væskeoverføringslinjer med liten diameter for høytrykksapplikasjoner. Den første delen drøfter den innenlandske tilgjengeligheten av konvensjonelle produkter for disse applikasjonene, som er sjeldne. Den andre delen drøfter to ikke-tradisjonelle produkter i dette markedet.
De to typene sveisede hydrauliske rør som er utpekt av Society of Automotive Engineers – SAE-J525 og SAE-J356A – deler en felles kilde, i likhet med deres skriftlige spesifikasjoner. Flate stålstrimler kuttes i bredde og formes til rør ved profilering. Etter at kantene på strimmelen er polert med et ribbeverktøy, varmes røret opp ved hjelp av høyfrekvent motstandssveising og smies mellom trykkvalser for å danne en sveis. Etter sveising fjernes den ytre kanten med en holder, som vanligvis er laget av wolframkarbid. Identifikasjonsblitzen fjernes eller justeres til maksimal designhøyde ved hjelp av låseverktøyet.
Beskrivelsen av denne sveiseprosessen er generell, og det er mange små prosessforskjeller i den faktiske produksjonen (se figur 1). De deler imidlertid mange mekaniske egenskaper.
Rørbrudd og vanlige bruddmåter kan deles inn i strekk- og trykkbelastninger. I de fleste materialer er strekkspenningen lavere enn trykkspenningen. De fleste materialer er imidlertid mye sterkere i trykk enn i strekk. Betong er et eksempel. Den er svært komprimerbar, men med mindre den er støpt med et internt nettverk av armeringsjern, er den lett å brekke. Av denne grunn strekktestes stål for å bestemme dens ultimate strekkfasthet (UTS). Alle tre størrelsene på hydrauliske slanger har de samme kravene: 310 MPa (45 000 psi) UTS.
På grunn av trykkrørenes evne til å motstå hydraulisk trykk, kan det være nødvendig med en separat beregning og bruddtest, kjent som en sprengtest. Beregninger kan brukes til å bestemme det teoretiske ultimate sprengtrykket, tatt i betraktning veggtykkelse, UTS og materialets utvendige diameter. Fordi J525-rør og J356A-rør kan ha samme størrelse, er den eneste variabelen UTS. Gir en typisk strekkfasthet på 50 000 psi med et prediktivt sprengtrykk på 0,500 x 0,049 tommer. Rørene er de samme for begge produktene: 10 908 psi.
Selv om de beregnede forutsigelsene er de samme, skyldes én forskjell i praktisk anvendelse den faktiske veggtykkelsen. På J356A er den innvendige graden justerbar til en maksimal størrelse avhengig av rørdiameteren som beskrevet i spesifikasjonen. For avgradede J525-produkter reduserer avgradingsprosessen vanligvis den innvendige diameteren med omtrent 0,002 tommer, noe som resulterer i lokalisert veggtynning i sveisesonen. Selv om veggtykkelsen fylles med påfølgende kaldbearbeiding, kan restspenningen og kornretningen avvike fra basismetallet, og veggtykkelsen kan være litt tynnere enn det sammenlignbare røret spesifisert i J356A.
Avhengig av rørets sluttbruk, må innvendige grader fjernes eller flates ut (eller flates ut) for å eliminere potensielle lekkasjeveier, hovedsakelig enkeltveggede, utvidede endeformer. Selv om J525 vanligvis antas å ha en glatt innerside og derfor ikke lekker, er dette en misforståelse. J525-rør kan utvikle innersidestriper på grunn av feil kaldbearbeiding, noe som resulterer i lekkasjer ved tilkoblingen.
Begynn avgradingen ved å kutte (eller skrape) sveisestrengen av den indre diameterveggen. Rengjøringsverktøyet er festet til en dor som støttes av ruller inne i røret, rett bak sveisestasjonen. Mens rengjøringsverktøyet fjernet sveisestrengen, rullet rullene utilsiktet over noe av sveisesprutet, noe som førte til at det traff overflaten av rørets innerdiameter (se figur 2). Dette er et problem for lett maskinerte rør, som dreide eller slipte rør.
Det er ikke lett å fjerne blitzen fra røret. Skjæreprosessen gjør glitteret om til en lang, flokete streng av skarpt stål. Selv om fjerning er et krav, er fjerning ofte en manuell og ufullkommen prosess. Deler av skjerfrør forlater noen ganger rørprodusentens territorium og sendes til kunder.
Ris. 1. SAE-J525-materiale er masseprodusert, noe som krever betydelige investeringer og arbeidskraft. Lignende rørformede produkter laget med SAE-J356A er fullstendig maskinert i inline-glødende rørmøller, så det er mer effektivt.
For mindre rør, som væskeledninger med en diameter på mindre enn 20 mm, er avgrading av innerdiameteren vanligvis ikke like viktig, da disse diametrene ikke krever et ekstra trinn for etterbehandling av innerdiameteren. Det eneste forbeholdet er at sluttbrukeren bare trenger å vurdere om en konsistent høyde for blinkkontrollen vil skape et problem.
Fortreffelighet innen ID-flammekontroll begynner med presis båndbehandling, skjæring og sveising. Faktisk må råmaterialegenskapene til J356A være strengere enn J525 fordi J356A har flere restriksjoner på kornstørrelse, oksidinneslutninger og andre stålproduksjonsparametere på grunn av den kaldlimingsprosessen som er involvert.
Til slutt krever ID-sveising ofte kjølevæske. De fleste systemer bruker samme kjølevæske som vindverktøyet, men dette kan skape problemer. Til tross for at de er filtrert og avfettet, inneholder kjølevæsker i fresemaskiner ofte betydelige mengder metallpartikler, forskjellige oljer og andre forurensninger. Derfor krever J525-røret en varm, kaustisk vaskesyklus eller et annet tilsvarende rengjøringstrinn.
Kondensatorer, bilsystemer og andre lignende systemer krever rørrengjøring, og passende rengjøring kan gjøres på fabrikken. J356A forlater fabrikken med en ren boring, kontrollert fuktighetsinnhold og minimale rester. Til slutt er det vanlig praksis å fylle hvert rør med en inert gass for å forhindre korrosjon og forsegle endene før forsendelse.
J525-rør normaliseres etter sveising og deretter kaldbearbeides (trekkes). Etter kaldbearbeiding normaliseres røret igjen for å oppfylle alle mekaniske krav.
Normaliserings-, trådtrekkings- og det andre normaliseringstrinnet krever transport av røret til ovnen, til tegnestasjonen og tilbake til ovnen. Avhengig av operasjonens spesifikasjoner, krever disse trinnene andre separate undertrinn som fuging (før maling), etsing og retting. Disse trinnene er kostbare og krever betydelig tid, arbeidskraft og pengeressurser. Kaldtrukne rør er forbundet med en svinnrate på 20 % i produksjonen.
J356A-rør normaliseres i valseverket etter sveising. Røret berører ikke bakken og beveger seg fra de første formingstrinnene til det ferdige røret i en kontinuerlig sekvens av trinn i valseverket. Sveisede rør som J356A har et svinn på 10 % i produksjonen. Alt annet likt betyr dette at J356A-lamper er billigere å produsere enn J525-lamper.
Selv om egenskapene til disse to produktene er like, er de ikke de samme fra et metallurgisk synspunkt.
Kaldtrukne J525-rør krever to innledende normaliseringsbehandlinger: etter sveising og etter trekking. Normaliseringstemperaturer (1650 °F eller 900 °C) resulterer i dannelse av overflateoksider, som vanligvis fjernes med mineralsyre (vanligvis svovelsyre eller saltsyre) etter gløding. Beising har stor miljøpåvirkning når det gjelder luftutslipp og metallrike avfallsstrømmer.
I tillegg fører normaliseringen av temperaturen i den reduserende atmosfæren i valseovnen til forbruk av karbon på ståloverflaten. Denne prosessen, avkulling, etterlater et overflatelag som er mye svakere enn det opprinnelige materialet (se figur 3). Dette er spesielt viktig for tynnveggede rør. Ved en veggtykkelse på 0,030 tommer vil selv et lite avkullingslag på 0,003 tommer redusere den effektive veggen med 10 %. Slike svekkede rør kan svikte på grunn av belastning eller vibrasjon.
Figur 2. Et rengjøringsverktøy for innerdiameteren (ikke vist) støttes av ruller som beveger seg langs rørets innerdiameter. Godt rulledesign reduserer mengden sveisesprut som ruller inn i rørveggen. Nielsen-verktøy
J356-rør bearbeides i batcher og krever gløding i en valseherdovn, men dette er ikke begrenset til. Varianten, J356A, er fullstendig maskinert i et valseverk ved hjelp av innebygd induksjon, en oppvarmingsprosess som er mye raskere enn en valseherdovn. Dette forkorter glødetiden, og reduserer dermed mulighetsvinduet for avkulling fra minutter (eller til og med timer) til sekunder. Dette gir J356A jevn gløding uten oksid eller avkulling.
Rør som brukes til hydrauliske ledninger må være fleksible nok til å kunne bøyes, utvides og formes. Bøyninger er nødvendige for å få hydraulikkvæsken fra punkt A til punkt B, og passere gjennom forskjellige bøyer og svinger underveis, og utvidelse er nøkkelen til å sørge for en endetilkoblingsmetode.
I en høna-eller-egget-situasjon ble skorsteiner designet for enkeltveggede brennertilkoblinger (og dermed en glatt innvendig diameter), eller det motsatte kan ha skjedd. I dette tilfellet sitter den indre overflaten av røret tett inntil muffen på pinnekoblingen. For å sikre en tett metall-til-metall-forbindelse må overflaten på røret være så glatt som mulig. Dette tilbehøret dukket opp på 1920-tallet for den gryende amerikanske flyvåpendivisjonen. Dette tilbehøret ble senere standard 37-graders utvidelse som er mye brukt i dag.
Siden starten av COVID-19-perioden har tilgangen på trukne rør med glatte innvendige diametre sunket betydelig. Tilgjengelige materialer har en tendens til å ha lengre leveringstider enn tidligere. Denne endringen i forsyningskjeder kan håndteres ved å redesigne endekoblinger. For eksempel er en tilbudsforespørsel som krever en enkeltvegget brenner og spesifiserer J525 en kandidat for å erstatte en dobbeltvegget brenner. Alle typer hydrauliske rør kan brukes med denne endekoblingen. Dette åpner for muligheter for bruk av J356A.
I tillegg til koniske forbindelser er mekaniske o-ringtetninger også vanlige (se figur 5), spesielt for høytrykkssystemer. Ikke bare er denne typen forbindelse mindre lekkasjetett enn enveggs koniske forbindelse fordi den bruker elastomere tetninger, men den er også mer allsidig – den kan formes på enden av enhver vanlig type hydraulisk rør. Dette gir rørprodusenter større muligheter i forsyningskjeden og bedre langsiktig økonomisk ytelse.
Industrihistorien er full av eksempler på tradisjonelle produkter som slår rot i en tid der det er vanskelig for markedet å endre retning. Et konkurrerende produkt – selv et som er betydelig billigere og oppfyller alle kravene til det opprinnelige produktet – kan være vanskelig å få fotfeste i markedet hvis det oppstår mistanke. Dette skjer vanligvis når en innkjøpsagent eller tildelt ingeniør vurderer en ikke-tradisjonell erstatning for et eksisterende produkt. Få er villige til å risikere å bli oppdaget.
I noen tilfeller kan endringer ikke bare være nødvendige, men nødvendige. COVID-19-pandemien har resultert i uventede endringer i tilgjengeligheten av visse rørtyper og -størrelser for stålvæskerør. De berørte produktområdene er de som brukes i bilindustrien, elektroindustrien, tungt utstyr og annen rørproduksjonsindustri som bruker høytrykksledninger, spesielt hydrauliske ledninger.
Dette gapet kan fylles til en lavere totalkostnad ved å vurdere en etablert, men nisjepreget type stålrør. Å velge riktig produkt for en applikasjon krever litt research for å bestemme væskekompatibilitet, driftstrykk, mekanisk belastning og tilkoblingstype.
En nærmere titt på spesifikasjonene viser at J356A kan være tilsvarende den ekte J525. Til tross for pandemien er den fortsatt tilgjengelig til en lavere pris gjennom en velprøvd forsyningskjede. Hvis det å løse problemer med den endelige formen er mindre arbeidskrevende enn å finne J525, kan det hjelpe OEM-er med å løse logistiske utfordringer i COVID-19-æraen og utover.
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. Tube & Pipe Journal ble det første magasinet dedikert til metallrørindustrien i 1990.I dag er det fortsatt den eneste bransjepublikasjonen i Nord-Amerika og har blitt den mest pålitelige informasjonskilden for fagfolk i rørbransjen.
Nå med full tilgang til den digitale utgaven av FABRICATOR, enkel tilgang til verdifulle ressurser fra bransjen.
Den digitale utgaven av The Tube & Pipe Journal er nå fullt tilgjengelig, og gir enkel tilgang til verdifulle ressurser i bransjen.
Få full digital tilgang til STAMPING Journal, med den nyeste teknologien, beste praksis og bransjenyheter for metallstemplingsmarkedet.
Nå med full digital tilgang til The Fabricator på spansk, har du enkel tilgang til verdifulle ressurser i bransjen.