Tradycyjne przewody hydrauliczne mają jeden rozszerzony 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 rurkami wyprodukowanymi zgodnie ze specyfikacjami SAE-J356A i uszczelnionymi uszczelkami typu O-ring, jak pokazano na zdjęciu. Wyprodukowane 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 na rynku rur zaszły gwałtowne zmiany zarówno w operacjach produkcyjnych, jak i logistycznych. Na pierwszy plan wysunął się problem, który od dawna był przedmiotem zainteresowania.
Siła robocza jest teraz ważniejsza niż kiedykolwiek. Pandemia to kryzys ludzkości, a znaczenie zdrowia zmieniło równowagę między pracą, życiem prywatnym i zabawą dla większości, jeśli nie wszystkich. Liczba wykwalifikowanych pracowników zmniejszyła się z powodu przejścia na emeryturę, braku możliwości powrotu niektórych pracowników do starej pracy lub znalezienia nowej w tej samej branży i wielu innych czynników. Na początku epidemii niedobór pracowników koncentrował się głównie w branżach, które opierają się na 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, fizyczna praca, która wymaga żmudnego wysiłku w środowisku o niekontrolowanym klimacie. Noś dodatkowy sprzęt ochrony osobistej (tj. maski), aby złagodzić ryzyko zakażenia i przestrzegaj dodatkowych zasad, takich jak zachowanie odległości 6 stóp. Liniowa odległość od innych może zwiększyć stres w pracy, w której już jest wiele czynników zmniejszających stres.
Dostawy stali i koszty stali surowej również uległy zmianie w trakcie pandemii. W przypadku większości rur stal stanowi największy koszt składowy. 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, w jaki sposób reagują firmy działające na rynku rur? Jaki wpływ mają te zmiany na łańcuch dostaw rur i jakie przydatne wskazówki mogą pomóc branży 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 rozproszeń, zbyt wiele czynników osłabiających podstawowe wartości firmy lub obecny kryzys (lub wszystkie te czynniki, co często się zdarza) jest cenne dla kadry zarządzającej, która jest przytłoczona obowiązkami.
Ważne jest, aby osiągnąć i utrzymać kontrolę, koncentrując się na tym, co jest ważne: 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 stoją bezczynnie. Był czas, gdy wiele firm w branży ani 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, aby przechowywać żywność. Rynek nieruchomości rusza później, a ludzie mają tendencję do kupowania kilku lub wielu nowych urządzeń po zakupie domu, więc oba trendy sprzyjają popytowi na rury o mniejszej średnicy. Branża sprzętu rolniczego zaczyna się odradzać, a coraz więcej właścicieli chce mieć małe traktory lub kosiarki o zerowym promieniu skrętu. Następnie rynek samochodowy został ożywiony, choć w wolniejszym tempie z powodu takich czynników, jak niedobór wiórów drzewnych.
Rysunek 1. Normy SAE-J525 i ASTM-A519 zostały ustanowione jako ogólne zamienniki norm SAE-J524 i ASTM-A513T5. Główną różnicą jest to, że normy SAE-J525 i ASTM-A513T5 są spawane, a nie bezszwowe. Trudności w zaopatrzeniu, takie jak sześciomiesięczny czas realizacji, stworzyły możliwości dla dwóch innych produktów rurowych, SAE-J356 (dostarczanego w postaci prostych rur) i SAE-J356A (dostarczanego w zwojach), które spełniają wiele tych samych wymagań.
Rynek się zmienił, ale wytyczne są te same. Nic nie jest ważniejsze niż skupienie się na produkcji i sprzedaży fajek zgodnie z wymaganiami rynku.
Pytanie „produkować czy kupować” pojawia się wówczas, gdy w procesach produkcyjnych występują wyższe koszty pracy oraz stałe lub malejące zasoby wewnętrzne.
Produkcja wyrobów rurowych spawanych po spawaniu wymaga znacznych zasobów. W zależności od wydajności i produkcji zakładu, czasami opłacalne jest cięcie szerokich pasów na miejscu. Jednak 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 na stanie, co wiąże się z dużym wydatkiem gotówki. 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 w rzeczywistości opóźnić wydatek gotówki. Każda walcownia rur jest pod tym względem wyjątkowa, ale można śmiało powiedzieć, że niemal każdy producent rur odczuł skutki pandemii COVID-19 w zakresie dostępności wykwalifikowanej siły roboczej, kosztów stali i przepływu gotówki.
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 gnieść, powlekać i wytwarzać podzespoły i zespoły, kup rurę i skoncentruj się na innych działaniach.
Wiele firm produkujących elementy hydrauliczne lub wiązki rur do transportu płynów samochodowych ma własne walcownie rur. Niektóre z tych fabryk stanowią obecnie zobowiązania, a nie aktywa. Konsumenci w erze pandemii mają tendencję do mniejszej jazdy samochodem, a prognozy sprzedaży samochodów znacznie odbiegają od poziomów sprzed pandemii. Rynek samochodowy wiąże się z negatywnymi zjawiskami, takimi jak przestoje, poważne 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 są zazwyczaj budowane na podstawie projektów niestandardowych. Jest to zaleta w kontekście ich przeznaczenia – produkcji rur do konkretnych zastosowań – ale wadą pod względem ekonomii skali. Rozważmy na przykład walcownię do rur zaprojektowaną do produkcji produktów 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. Minęło trochę czasu, początkowy plan wygasł, a firma nie miała wystarczającej ilości, aby uzasadnić drugi plan. Koszty konfiguracji i inne są zbyt wysokie, aby go uzasadnić. W takim przypadku, jeśli firma może znaleźć odpowiedniego dostawcę, powinna spróbować zlecić projekt na zewnątrz.
Oczywiście obliczenia nie kończą się na odcięciu. Etapy końcowe, takie jak powlekanie, cięcie na długość i pakowanie, znacznie zwiększają koszty. Jak głosi przysłowie, największym ukrytym kosztem produkcji rur jest obsługa. Rura jest przenoszona z walcowni do magazynu, gdzie jest wyjmowana i ładowana na stół roboczy w celu ostatecznego cięcia na długość, a następnie rury są układane warstwami, aby zapewnić, że rury są podawane do maszyny tnącej jedna po drugiej – wszystko to. Wszystkie etapy wymagają pracy. Ten koszt pracy może pozostać niezauważony przez księgowego, ale pojawia 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. Nici bambusowe były używane w Chinach w okresie panowania dynastii Xia, około 2000 r. p.n.e., a późniejsze rzymskie systemy hydrauliczne budowano z przewodów 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 lite okrągłe kęsy.Innowacje w dziedzinie odlewania ciągłego w latach 50. XX wieku doprowadziły do ​​przekształcenia rur bezszwowych z wlewków w niedrogi wówczas surowiec stalowy, kęsy.W przeszłości i obecnie rury hydrauliczne są wytwarzane przez ciągnienie na zimno bezszwowych pustych przestrzeni powstających w tym procesie.Na rynku północnoamerykańskim są klasyfikowane jako SAE-J524 przez Society of Automotive Engineers i ASTM-A519 przez American Society for Testing and Materials.
Produkcja bezszwowych rur hydraulicznych to zazwyczaj pracochłonny proces, szczególnie 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, bezszwowe poślizgi zostały wyparte przez rury spawane, które okazały się odpowiednie do wielu zastosowań mechanicznych na rynku budowlanym i motoryzacyjnym. Zdobyły nawet pewien obszar w dawnej ziemi świętej – sektorze rurociągów naftowych i gazowych.
Do tej zmiany na rynku przyczyniły się dwie innowacje. Jedna z nich obejmuje ciągłe odlewanie płytowe, które umożliwia hutom wydajną masową produkcję wysokiej jakości płaskich taśm. Inny proces sprawia, że ​​spawanie oporowe o wysokiej częstotliwości staje się opłacalnym procesem dla przemysłu rurowego. Rezultatem jest nowy produkt: o wydajności tak dobrej jak bezszwowe rury stalowe w porównaniu do porównywalnych produktów 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 produktem wymagającym dużej ilości 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 zyskać dominującej pozycji na tym rynku. Korzystny koszt produktów importowanych stanowi poważną przeszkodę.
obecny rynek. Zużycie bezszwowego, ciągnionego i wyżarzanego produktu J524 maleje na przestrzeni 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 i rynek znów 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 przygotowany na kolejną zmianę rynkową. Jesteś gotowy do produkcji innego produktu, który jest mniej pracochłonny niż spawanie, ciągnienie i wyżarzanie rur? Jeden istnieje, chociaż 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 powodować zamieszanie. Ponadto J356A to produkt w formie zwoju przeznaczony do przewodów hydraulicznych o małej średnicy, będący wariantem J356, który jest produktem w postaci prostej rury, stosowanym głównie do produkcji przewodów hydraulicznych o dużej średnicy.
Rysunek 3. Mimo że 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 miękką konwersję specyfikacji, jest to wartość metryczna w MPa.
Niektórzy inżynierowie uważają, że J525 doskonale sprawdza się w zastosowaniach hydraulicznych wysokociśnieniowych, np. w ciężkim sprzęcie. J356A jest mniej znany, ale również jest przeznaczony do transportu płynów pod wysokim ciśnieniem. Czasami wymagania dotyczące końcowego formowania są inne: J525 nie ma rowka wewnętrznego, podczas gdy J356A jest kontrolowany 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 rodzaje 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 rur jest niedostępny, prawdopodobnie inny spełni wymagania. Nikt nie musi wyważać otwartych drzwi, ponieważ branża dysponuje już zestawem wytrzymałych i wyważonych rozwiązań.
W 1990 roku czasopismo Tube & Pipe Journal stało się pierwszym magazynem poświęconym branży rur metalowych. Obecnie jest to jedyne czasopismo w Ameryce Północnej poświęcone tej branży i najbardziej wiarygodne źródło informacji dla specjalistów zajmujących się rurami.
Teraz, dzięki pełnemu dostępowi do wydania cyfrowego The FABRICATOR, masz łatwy dostęp do cennych zasobów branżowych.
Cyfrowa edycja czasopisma The Tube & Pipe Journal jest już w pełni dostępna, umożliwiając łatwy dostęp do cennych zasobów branżowych.
Ciesz się pełnym dostępem do cyfrowej wersji 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.