Tradycyjne przewody hydrauliczne mają pojedynczy rozszerzany koniec i są zwykle produkowane zgodnie z normami SAE-J525 lub ASTM-A513-T5, czyli materiałami, które trudno pozyskać w kraju. Producenci OEM poszukujący krajowych dostawców mogą zastąpić je rurami wyprodukowanymi zgodnie ze specyfikacjami SAE-J356A i uszczelnionymi uszczelkami czołowymi typu O-ring, jak pokazano. Wyprodukowano przez Tru-Line.
Uwaga redaktora: Niniejszy artykuł jest pierwszym z dwuczęściowego cyklu na temat rynku i produkcji linii do przesyłu płynów w zastosowaniach wysokociśnieniowych. W pierwszej części omówiono sytuację krajowych i zagranicznych dostawców produktów konwencjonalnych. W drugiej części omówiono szczegóły mniej konwencjonalnych produktów przeznaczonych na ten rynek.
Pandemia COVID-19 spowodowała nieoczekiwane zmiany w wielu branżach, w tym w łańcuchu dostaw rur stalowych i procesie produkcji rur. Od końca 2019 r. do chwili obecnej rynek rur doświadczył destrukcyjnych zmian zarówno w działaniu fabryk, jak i logistyce. Od dawna tlący się problem znalazł się w centrum uwagi.
Siła robocza jest teraz ważniejsza niż kiedykolwiek. Ta pandemia to kryzys ludzki, a znaczenie zdrowia zmieniło równowagę między pracą, życiem prywatnym a zabawą dla większości, jeśli nie dla wszystkich. Liczba wykwalifikowanych pracowników zmniejszyła się z powodu przejścia na emeryturę, braku możliwości powrotu niektórych pracowników do starych miejsc pracy lub znalezienia nowej pracy w tej samej branży i wielu innych czynników. Na początku epidemii niedobór pracowników koncentrował się głównie w branżach zależnych od pracy na pierwszej linii, takich jak opieka medyczna i handel detaliczny, podczas gdy pracownicy produkcji przebywali na urlopie lub mieli znacznie skrócony czas pracy. Producenci mają teraz problemy z rekrutacją i utrzymaniem pracowników, w tym doświadczonych operatorów walcowni rur. Produkcja rur to w dużej mierze praktyczna praca fizyczna, która wymaga żmudnego wysiłku w klimatyzowanym środowisku. Noś dodatkowy sprzęt ochrony osobistej (tj. maski), aby złagodzić zakażenie i przestrzegaj dodatkowych zasad, takich jak zachowanie odległości 6 stóp. Liniowa odległość od innych może dodać stresu do pracy, która i tak ma wiele czynników zmniejszających stres.
Dostawy stali i koszty stali surowej również uległy zmianie w trakcie pandemii. W przypadku większości rur stal stanowi największy koszt. Z reguły stal stanowi 50% kosztu stopy rury. Do czwartego kwartału 2020 r. średnie ceny krajowej stali walcowanej na zimno w USA wynosiły około 800 USD/t przez trzy lata. Pod koniec 2021 r. ceny spadły do ​​2200 USD za tonę.
Biorąc pod uwagę, jak te dwa czynniki zmieniły się podczas pandemii, jak reagują firmy na rynku rur? Jaki wpływ mają te zmiany na łańcuch dostaw rur i jakie przydatne wskazówki można znaleźć dla branży, aby wyjść z tego kryzysu?
Wiele lat temu starszy dyrektor fabryki rur podsumował rolę swojej firmy w branży: „Robimy tu tylko dwie rzeczy – produkujemy rury i je sprzedajemy”. Zbyt wiele rozpraszaczy, zbyt wiele czynników osłabiających podstawowe wartości firmy lub obecny kryzys (lub wszystkie te czynniki, co często się zdarza) jest korzystne dla kadry zarządzającej, która czuje się przytłoczona obowiązkami.
Ważne jest, aby osiągnąć i utrzymać kontrolę, koncentrując się na tym, co istotne: czynnikach mających wpływ na produkcję i sprzedaż wysokiej jakości rur. Jeśli wysiłki firmy nie są skupione na tych dwóch działaniach, czas wrócić do podstaw.
Wraz z rozprzestrzenianiem się pandemii popyt na rury w niektórych gałęziach przemysłu spadł niemal do zera. Fabryki samochodów i firmy z innych branż uznanych za nieistotne pozostają bezczynne. Był czas, gdy wiele firm w branży nie produkowało rur ani ich nie sprzedawało. Rynek rur nadal istnieje tylko dla kilku niezbędnych przedsiębiorstw.
Na szczęście ludzie robią swoje. Niektórzy kupują dodatkowe zamrażarki do przechowywania żywności. Rynek nieruchomości rusza później, a ludzie mają tendencję do kupowania kilku lub wielu nowych urządzeń po zakupie domu, więc oba trendy wspierają popyt na rury o mniejszej średnicy. Branża sprzętu rolniczego zaczyna się odradzać, a coraz więcej właścicieli chce mieć małe traktory lub kosiarki do trawy z zerowym promieniem skrętu. Następnie rynek samochodowy został odbudowany, choć w wolniejszym tempie ze względu na takie czynniki, jak niedobory wiórów drzewnych.
Rysunek 1. Normy SAE-J525 i ASTM-A519 są powszechnie stosowane jako zamienniki norm SAE-J524 i ASTM-A513T5. Główną różnicą jest to, że rury SAE-J525 i ASTM-A513T5 są spawane, a nie bezszwowe. Problemy z zaopatrzeniem, takie jak sześciomiesięczny czas realizacji, stworzyły możliwości dla dwóch innych produktów rurowych, SAE-J356 (dostarczanej w postaci rury prostej) i SAE-J356A (dostarczanej w zwoju), które spełniają wiele tych samych wymagań.
Rynek się zmienił, ale wytyczne pozostały te same. Nic nie jest ważniejsze niż skupienie się na produkcji i sprzedaży rur zgodnie z wymaganiami rynku.
Pytanie „produkować czy kupować” pojawia się wówczas, gdy operacje produkcyjne stają w obliczu wyższych kosztów pracy i stałych lub malejących zasobów wewnętrznych.
Produkcja wyrobów rurowych spawanych po spawaniu wymaga znacznych zasobów. W zależności od wydajności i produkcji zakładu, czasami opłacalnym rozwiązaniem jest cięcie szerokich pasów na miejscu. Jednakże, wewnętrzne cięcie może być uciążliwe ze względu na wymagania dotyczące siły roboczej, kapitału narzędziowego i kosztów zapasów szerokopasmowego dostępu do Internetu.
Z jednej strony cięcie 2000 ton miesięcznie oznacza 5000 ton stali w magazynie, co wiąże się z dużymi wydatkami. Z drugiej strony, do natychmiastowego zakupu stali ciętej szeroko potrzeba bardzo niewielkiej gotówki. W rzeczywistości, biorąc pod uwagę, że producent rur może negocjować warunki kredytowe z firmą tnącą, może to faktycznie opóźnić wydatek gotówki. Każda walcownia rur jest pod tym względem wyjątkowa, ale można śmiało powiedzieć, że prawie każdy producent rur odczuł skutki pandemii COVID-19 w zakresie dostępności wykwalifikowanej siły roboczej, kosztów stali i przepływów pieniężnych.
To samo dotyczy samej produkcji rur, w zależności od sytuacji. Firmy z rozbudowanym łańcuchem wartości dodanej mogą zrezygnować z produkcji rur. Zamiast produkować rury, a następnie je giąć, powlekać i wytwarzać podzespoły i zespoły, można kupić rury i skupić się na innych działaniach.
Wiele firm produkujących komponenty hydrauliczne lub wiązki rur do transportu płynów samochodowych ma własne walcownie rur. Niektóre z tych fabryk stanowią obecnie zobowiązania, a nie aktywa. Konsumenci w dobie pandemii mają tendencję do mniejszej jazdy samochodem, a prognozy sprzedaży samochodów znacznie odbiegają od poziomów sprzed pandemii. Rynek motoryzacyjny wiąże się z negatywnymi zjawiskami, takimi jak przestoje, znaczne spadki i niedobory. Nic nie wskazuje na to, że sytuacja podażowa producentów OEM z branży motoryzacyjnej i ich dostawców ulegnie znaczącej zmianie w najbliższej przyszłości. Warto zauważyć, że coraz więcej pojazdów elektrycznych na tym rynku ma mniej elementów układu napędowego wykonanych z rur stalowych.
Walcarki do rur z zamkniętym obiegiem są zazwyczaj budowane na podstawie projektów niestandardowych. Jest to zaleta w kontekście ich przeznaczenia – produkcji rur do konkretnych zastosowań – ale wadą pod względem oszczędności skali. Rozważmy na przykład walcownię do rur przeznaczoną do produkcji rur o średnicy zewnętrznej 10 mm na potrzeby znanego projektu motoryzacyjnego. Program gwarantuje ustawienia oparte na ilości. Później dodano znacznie mniejszą procedurę dla innej rury o tej samej średnicy zewnętrznej. Minął czas, początkowy plan wygasł, a firma nie dysponowała wystarczającą ilością, aby uzasadnić drugi plan. Koszty instalacji i inne są zbyt wysokie, aby uzasadnić to rozwiązanie. W takim przypadku, jeśli firma znajdzie kompetentnego dostawcę, powinna spróbować zlecić projekt na zewnątrz.
Oczywiście, obliczenia nie kończą się na odcięciu. Etapy wykończeniowe, takie jak powlekanie, cięcie na wymiar i pakowanie, generują znaczne koszty. Jak głosi przysłowie, największym ukrytym kosztem produkcji rur jest obsługa. Rura jest transportowana z walcowni do magazynu, gdzie jest wyjmowana i ładowana na stół roboczy w celu ostatecznego cięcia, a następnie układana warstwami, aby rury trafiały do ​​maszyny tnącej pojedynczo – wszystkie te etapy wymagają pracy. Koszty pracy mogą pozostać niezauważone przez księgowego, ale pojawiają się w postaci dodatkowego operatora wózka widłowego lub dodatkowej osoby w dziale transportu.
Rysunek 2. Skład chemiczny SAE-J525 i SAE-J356A jest niemal identyczny, co sprawia, że ​​ten drugi może zastąpić ten pierwszy.
Rury hydrauliczne znane są od tysięcy lat. Egipcjanie wykuwali drut miedziany ponad 4000 lat temu. Rury bambusowe były używane w Chinach w czasach dynastii Xia, około 2000 r. p.n.e., a późniejsze rzymskie systemy hydrauliczne budowano z rur ołowianych, będących produktem ubocznym procesu wytopu srebra.
bezszwowe. Nowoczesne rury stalowe bez szwu zadebiutowały w Ameryce Północnej w 1890 roku. Od 1890 roku do dziś surowcem w tym procesie jest pełny okrągły pręt. Innowacje w dziedzinie odlewania ciągłego w latach 50. XX wieku doprowadziły do ​​przekształcenia rur bezszwowych z wlewków w wówczas tani surowiec stalowy — pręty. Zarówno w przeszłości, jak i obecnie rury hydrauliczne wytwarzane są przez ciągnienie na zimno bezszwowych pustych przestrzeni wytworzonych w tym procesie. Na rynku północnoamerykańskim rury te są klasyfikowane jako SAE-J524 przez Society of Automotive Engineers oraz ASTM-A519 przez American Society for Testing and Materials.
Produkcja bezszwowych rur hydraulicznych to proces pracochłonny, zwłaszcza w przypadku małych średnic. Wymaga dużej ilości energii i zajmuje dużo miejsca.
spawanie. W latach 70. rynek uległ zmianie. Po prawie 100 latach dominacji na rynku rur stalowych, technologia bezszwowego poślizgu została wyparta przez rury spawane, które okazały się odpowiednie do wielu zastosowań mechanicznych w budownictwie i motoryzacji. Zdobyły nawet pewien obszar w dawnej ziemi świętej – w sektorze rurociągów naftowych i gazowych.
Do tej zmiany na rynku przyczyniły się dwie innowacje. Jedna z nich obejmuje ciągłe odlewanie płyt, które umożliwia hutom wydajną masową produkcję wysokiej jakości płaskich taśm. Inny proces sprawia, że ​​spawanie oporowe o wysokiej częstotliwości staje się opłacalnym procesem w przemyśle rurowym. Rezultatem jest nowy produkt: o parametrach równie dobrych jak rury stalowe bez szwu w porównaniu z porównywalnymi produktami bez szwu, a przy niższym koszcie. Rura ta jest nadal produkowana i jest klasyfikowana jako SAE-J525 lub ASTM-A513-T5 na rynku północnoamerykańskim. Ponieważ rura jest ciągniona i wyżarzana, jest to produkt wymagający dużych zasobów. Procesy te nie są tak pracochłonne i kapitałochłonne jak procesy bezszwowe, ale koszty z nimi związane są nadal wysokie.
Od lat 90. XX wieku do chwili obecnej większość rur hydraulicznych zużywanych na rynku krajowym, niezależnie od tego, czy są to rury bezszwowe ciągnione (SAE-J524), czy spawane ciągnione (SAE-J525), jest importowana. Może to być wynikiem ogromnej różnicy w kosztach robocizny i surowców stalowych między USA a krajami eksportującymi. Przez ostatnie 30–40 lat produkty te były dostępne u krajowych producentów, ale nigdy nie udało im się zdobyć dominującej pozycji na tym rynku. Niski koszt importowanych produktów stanowi poważną przeszkodę.
obecny rynek. Zużycie bezszwowego, ciągnionego i wyżarzanego produktu J524 maleje od lat. Jest on nadal dostępny i ma swoje miejsce na rynku przewodów hydraulicznych, ale producenci OEM zwykle wybierają J525, jeśli spawany, ciągniony i wyżarzany produkt J525 jest łatwo dostępny.
Pandemia uderza, a rynek ponownie się zmienia. Globalna podaż siły roboczej, stali i logistyki spada mniej więcej w tym samym tempie, co wspomniany wcześniej spadek popytu na samochody. To samo dotyczy podaży importowanych rur hydraulicznych J525. Biorąc pod uwagę te wydarzenia, rynek krajowy wydaje się być gotowy na kolejną zmianę rynkową. Czy jesteś gotowy na produkcję innego produktu, który jest mniej pracochłonny niż spawanie, ciągnienie i wyżarzanie rur? Jeden taki produkt istnieje, choć nie jest powszechnie używany. Jest to SAE-J356A, który spełnia wymagania wielu zastosowań hydraulicznych (patrz rysunek 1).
Specyfikacje publikowane przez SAE są z reguły krótkie i proste, ponieważ każda specyfikacja definiuje tylko jeden proces produkcji rur. Wadą jest to, że J525 i J356A w znacznym stopniu pokrywają się pod względem wymiarów, właściwości mechanicznych itp., co powoduje, że specyfikacje mogą wprowadzać zamieszanie. Ponadto J356A to produkt w formie zwoju przeznaczony do przewodów hydraulicznych o małej średnicy, będący wariantem J356, który jest prostym produktem rurowym stosowanym głównie do produkcji przewodów hydraulicznych o dużej średnicy.
Rysunek 3. Chociaż rury spawane i ciągnione na zimno są przez wielu uważane za lepsze od rur spawanych i formowanych na zimno, właściwości mechaniczne obu produktów rurowych są porównywalne. Uwaga: wartość imperialna w PSI stanowi miękkie przeliczenie specyfikacji, jest to wartość metryczna w MPa.
Niektórzy inżynierowie uważają, że J525 doskonale sprawdza się w zastosowaniach hydraulicznych wysokociśnieniowych, takich jak te stosowane w ciężkim sprzęcie. J356A jest mniej znany, ale również jest przeznaczony do transportu płynów pod wysokim ciśnieniem. Czasami wymagania dotyczące ostatecznego formowania są inne: J525 nie ma rowka wewnętrznego, podczas gdy J356A jest kontrolowany przez wypływ i ma mniejszy rowek wewnętrzny.
Surowce mają podobne właściwości (patrz rysunek 2). Niewielkie różnice w składzie chemicznym są związane z pożądanymi właściwościami mechanicznymi. Aby uzyskać określone właściwości mechaniczne, takie jak wytrzymałość na zerwanie przy rozciąganiu lub wytrzymałość na rozciąganie (UTS), skład chemiczny lub obróbka cieplna stali są ograniczone, aby uzyskać określone rezultaty.
Różne typy rur charakteryzują się wspólnym zestawem podobnych parametrów mechanicznych, dzięki czemu można je stosować zamiennie w wielu zastosowaniach (patrz rysunek 3). Innymi słowy, jeśli jeden rodzaj jest niedostępny, prawdopodobnie inny spełni wymagania. Nikt nie musi wyważać otwartych drzwi; branża dysponuje już zestawem wytrzymałych i wyważonych rozwiązań.
W 1990 roku czasopismo Tube & Pipe Journal zostało pierwszym magazynem poświęconym branży rur metalowych. Do dziś pozostaje ono jedyną publikacją w Ameryce Północnej poświęconą tej branży i stało się najbardziej wiarygodnym źródłem informacji dla specjalistów zajmujących się rurami.
Teraz, dzięki pełnemu dostępowi do wydania cyfrowego The FABRICATOR, masz łatwy dostęp do cennych zasobów branżowych.
Cyfrowe wydanie czasopisma The Tube & Pipe Journal jest już w pełni dostępne, dzięki czemu można łatwo zapoznać się z cennymi zasobami branżowymi.
Uzyskaj pełny dostęp do wydania cyfrowego czasopisma STAMPING Journal, w którym znajdziesz najnowsze osiągnięcia technologiczne, najlepsze praktyki i wiadomości branżowe dla rynku tłoczenia metali.
Teraz, dzięki pełnemu dostępowi do wydania cyfrowego The Fabricator w języku hiszpańskim, masz łatwy dostęp do cennych zasobów branżowych.