Традиционные гидравлические линии используют один раструбный конец и обычно изготавливаются в соответствии со стандартами SAE-J525 или ASTM-A513-T5, материалами, которые трудно найти на внутреннем рынке. OEM-производители, ищущие отечественных поставщиков, могут заменить их трубками, изготовленными в соответствии со спецификациями SAE-J356A и герметизированными торцевыми уплотнительными кольцами, как показано на рисунке. Изготовлено Tru-Line.
Примечание редактора: эта статья является первой в серии из двух частей, посвященной рынку и производству линий передачи жидкостей для применений под высоким давлением. В первой части обсуждается ситуация с отечественными и зарубежными базами поставок традиционной продукции. Во второй части обсуждаются подробности о менее традиционной продукции, ориентированной на этот рынок.
Пандемия COVID-19 вызвала неожиданные сдвиги во многих отраслях, включая цепочку поставок стальных труб и процесс их производства. С конца 2019 года и по настоящее время на рынке труб произошли кардинальные изменения как в работе заводов, так и в логистических операциях. В центре внимания оказалась давно назревшая проблема.
Рабочая сила сейчас важнее, чем когда-либо. Эта пандемия — человеческий кризис, и важность здоровья изменила баланс между работой, личной жизнью и отдыхом для большинства, если не для всех. Количество квалифицированных рабочих сократилось из-за выхода на пенсию, невозможности некоторых работников вернуться на старую работу или найти новую работу в той же отрасли и многих других факторов. В первые дни эпидемии нехватка рабочих была в основном сосредоточена в отраслях, которые зависят от работы на передовой, таких как здравоохранение и розничная торговля, в то время как рабочие на производстве были отправлены в отпуск или значительно сокращены по времени. Производители сейчас испытывают проблемы с набором и удержанием персонала, включая опытных операторов трубных заводов. Производство труб — это в значительной степени ручная работа «синих воротничков», требующая кропотливых усилий в среде с контролируемым климатом. Носите дополнительные средства индивидуальной защиты (например, маски), чтобы смягчить заражение, и соблюдайте дополнительные правила, такие как соблюдение дистанции в 6 футов. Линейное расстояние от других может добавить стресса к работе, на которой и так много людей, снимающих стресс.
Поставки стали и стоимость сырой стали также изменились во время пандемии. Для большинства труб сталь является самым дорогим компонентом. Как правило, на сталь приходится 50% стоимости одного фута трубы. До четвертого квартала 2020 года внутренние цены на холоднокатаную сталь в США в среднем составляли около 800 долларов США за тонну в течение трех лет. К концу 2021 года цены упали до 2200 долларов США за тонну.
Учитывая, как эти два фактора изменились во время пандемии, как реагируют компании на рынке труб? Какое влияние эти изменения оказывают на цепочку поставок труб и какие полезные рекомендации есть для отрасли по выходу из этого кризиса?
Много лет назад руководитель одного из ведущих трубных заводов так охарактеризовал роль своей компании в отрасли: «Мы здесь делаем только две вещи — производим трубы и продаем их». Слишком много отвлекающих факторов, слишком много факторов, ослабляющих основные ценности компании, или текущий кризис (или все эти факторы, что часто бывает) представляют ценность для перегруженных руководителей.
Важно достичь и поддерживать контроль, сосредоточившись на самом важном: факторах, влияющих на производство и продажу качественных труб. Если усилия компании не сосредоточены на этих двух видах деятельности, пора вернуться к основам.
По мере распространения пандемии спрос на трубы в некоторых отраслях упал почти до нуля. Автозаводы и компании в других отраслях, которые считаются незначительными, простаивают. Было время, когда многие в отрасли не производили трубы и не продавали их. Рынок труб по-прежнему существует только для нескольких основных предприятий.
К счастью, люди занимаются своими делами. Некоторые покупают дополнительные морозильники для хранения продуктов. Рынок жилья развивается позже, и люди склонны покупать несколько или много новых приборов при покупке дома, поэтому обе тенденции поддерживают спрос на трубы меньшего диаметра. Индустрия сельскохозяйственного оборудования начинает восстанавливаться, и все больше владельцев хотят иметь небольшие тракторы или газонокосилки с нулевым радиусом поворота. Затем автомобильный рынок возобновил работу, хотя и более медленными темпами из-за таких факторов, как нехватка микросхем.
Рисунок 1. SAE-J525 и ASTM-A519 установлены в качестве общих замен для SAE-J524 и ASTM-A513T5. Основное отличие заключается в том, что SAE-J525 и ASTM-A513T5 являются сварными, а не бесшовными. Трудности с поставками, такие как шестимесячные сроки поставки, создали возможности для двух других трубных изделий, SAE-J356 (поставляется в прямой трубе) и SAE-J356A (поставляется в бухтах), которые отвечают многим из тех же требований.
Рынок изменился, но принципы остались прежними. Нет ничего важнее, чем сосредоточиться на производстве и продаже труб в соответствии с требованиями рынка.
Вопрос «производить или покупать» возникает, когда производственные операции сталкиваются с более высокими затратами на рабочую силу и фиксированными или сокращающимися внутренними ресурсами.
Изготовление трубчатых изделий после сварки требует значительных ресурсов. В зависимости от производительности и объема производства завода иногда экономически выгодно нарезать широкие полосы на месте. Однако внутренняя резка может оказаться обременительной, учитывая трудозатраты, потребность в капитале для инструмента и стоимость широкополосного инвентаря.
С одной стороны, резка 2000 тонн в месяц приводит к тому, что на складе остается 5000 тонн стали, что требует больших денежных затрат. С другой стороны, для мгновенной закупки ширококатаной стали требуется совсем немного денежных средств. Фактически, учитывая, что производитель труб может договориться об условиях кредитования с производителем труборезной продукции, это может фактически отсрочить денежные расходы. Каждый трубный завод в этом отношении уникален, но можно с уверенностью сказать, что пандемия COVID-19 повлияла практически на каждого производителя труб с точки зрения наличия квалифицированной рабочей силы, стоимости стали и денежного потока.
То же самое касается и самого производства труб, в зависимости от ситуации. Компании с обширными цепочками создания добавленной стоимости могут отказаться от бизнеса по производству труб. Вместо того чтобы изготавливать трубы, а затем гнуть их, наносить покрытие и изготавливать подузлы и сборки, купите трубы и сосредоточьтесь на других видах деятельности.
Многие компании, производящие гидравлические компоненты или автомобильные трубные пучки для транспортировки жидкостей, имеют собственные трубные заводы. Некоторые из этих заводов теперь являются обязательствами, а не активами. Потребители в эпоху пандемии, как правило, меньше ездят на автомобилях, а прогнозы продаж автомобилей далеки от допандемийных уровней. Автомобильный рынок ассоциируется с такими негативными терминами, как остановки, серьезные спады и дефицит. Нет никаких оснований предполагать, что ситуация с поставками OEM-производителей автомобилей и их поставщиков существенно изменится в ближайшем будущем. Примечательно, что все больше электромобилей на этом рынке имеют меньше стальных трубчатых компонентов трансмиссии.
Трубопрокатные станы обычно строятся по индивидуальным проектам. Это преимущество для его предполагаемого использования — изготовления труб для конкретного применения — но недостаток с точки зрения экономии за счет масштаба. Например, рассмотрим трубопрокатный стан, предназначенный для производства изделий с внешним диаметром 10 мм для известного автомобильного проекта. Программа гарантирует настройки на основе количества. Позже была добавлена ​​гораздо меньшая процедура для другой трубы с тем же наружным диаметром. Прошло время, первоначальный план истек, и у компании не было достаточного объема, чтобы оправдать второй план. Затраты на настройку и другие расходы слишком высоки, чтобы оправдать его. В этом случае, если компания сможет найти подходящего поставщика, ей следует попытаться передать проект на аутсорсинг.
Конечно, расчет не останавливается на обрезке. Такие этапы отделки, как нанесение покрытия, резка по длине и упаковка, значительно увеличивают стоимость. Как говорится, самая большая скрытая стоимость производства труб — это обработка. Труба перемещается с завода на склад, где ее снимают и загружают на верстак для окончательной резки по длине, затем трубы укладываются слоями, чтобы гарантировать подачу труб в режущий станок по одной — все это. Все этапы требуют труда. Эти трудозатраты могут остаться незамеченными бухгалтером, но они появляются в виде дополнительного оператора погрузчика или дополнительного человека в транспортном отделе.
Рисунок 2. Химический состав SAE-J525 и SAE-J356A практически идентичен, что позволяет последнему заменить первый.
Гидравлические трубы существуют уже тысячи лет. Египтяне выковали медную проволоку более 4000 лет назад. Бамбуковые трубы использовались в Китае во времена династии Ся, около 2000 г. до н. э., а позднее римские водопроводные системы строились с использованием свинцовых труб, побочного продукта процесса плавки серебра.
бесшовные. Современные бесшовные стальные трубы дебютировали в Северной Америке в 1890 году. С 1890 года и по сей день сырьем для этого процесса является сплошная круглая заготовка. Инновации в непрерывном литье в 1950-х годах привели к преобразованию бесшовных труб из слитков в то, что тогда было недорогим стальным сырьем, заготовки. В прошлом и настоящем гидравлические трубы изготавливаются путем холодного волочения бесшовных полых труб, полученных этим процессом. На североамериканском рынке они классифицируются как SAE-J524 Обществом инженеров-автомобилестроителей и ASTM-A519 Американским обществом по испытаниям и материалам.
Производство бесшовных гидравлических труб, как правило, является трудоемким процессом, особенно для малых диаметров. Он требует больших затрат энергии и много места.
Сварка. В 1970-х годах рынок изменился. После почти 100-летнего доминирования на рынке стальных труб бесшовные трубы были вытеснены сварными трубами, которые оказались пригодными для многих механических применений в строительстве и автомобилестроении. Они даже заняли некоторую территорию в том, что раньше было святой землей — секторе нефте- и газопроводов.
Два нововведения способствовали этому изменению рынка. Одно из них касается непрерывного литья слябов, что позволяет сталелитейным заводам эффективно производить высококачественную плоскую полосу в больших объемах. Другой процесс, который делает высокочастотную контактную сварку жизнеспособным процессом для трубной промышленности. Результатом является новый продукт: производительность такая же хорошая, как у бесшовных стальных труб по сравнению с сопоставимыми бесшовными изделиями, и по более низкой цене. Эта труба все еще производится сегодня и классифицируется как SAE-J525 или ASTM-A513-T5 на североамериканском рынке. Поскольку труба вытягивается и отжигается, она является ресурсоемким продуктом. Эти процессы не столь трудоемки и капиталоемки, как бесшовные процессы, но затраты, связанные с ними, все еще высоки.
С 1990-х годов по настоящее время большая часть гидравлических труб, потребляемых на внутреннем рынке, как бесшовных тянутых (SAE-J524), так и сварных тянутых (SAE-J525), импортируется. Это может быть результатом огромной разницы в стоимости рабочей силы и стального сырья между США и странами-экспортерами. В течение последних 30–40 лет эта продукция была доступна у отечественных производителей, но им так и не удалось занять доминирующее положение на этом рынке. Выгодная стоимость импортной продукции является серьезным препятствием.
Текущий рынок. Потребление бесшовного, тянутого и отожженного продукта J524 снижается с годами. Он по-прежнему доступен и имеет свое место на рынке гидравлических линий, но производители оригинального оборудования обычно выбирают J525, если сварной, тянутый и отожженный продукт J525 легкодоступен.
Наступает пандемия, и рынок снова меняется. Глобальное предложение рабочей силы, стали и логистики сокращается примерно такими же темпами, как и вышеупомянутое снижение спроса на автомобили. То же самое касается поставок импортных гидравлических труб J525. Учитывая эти события, внутренний рынок, по-видимому, готов к еще одному рыночному сдвигу. Готовы производить другой продукт, менее трудоемкий, чем сварка, волочение и отжиг труб? Такой продукт существует, хотя и не используется повсеместно. Это SAE-J356A, который соответствует требованиям многих гидравлических приложений (см. рисунок 1).
Спецификации, опубликованные SAE, как правило, краткие и простые, поскольку каждая спецификация определяет только один процесс изготовления труб. Недостатком является то, что J525 и J356A во многом совпадают по размерам, механическим свойствам и т. д., поэтому спецификации, как правило, сеют семена путаницы. Кроме того, J356A представляет собой спиральный продукт для гидравлических линий малого диаметра и является вариантом J356, который представляет собой прямотрубный продукт, используемый в основном при производстве гидравлических линий большого диаметра.
Рисунок 3. Хотя многие считают, что сварные и холоднотянутые трубы превосходят сварные и холоднодеформированные трубы, механические свойства этих двух трубных изделий сопоставимы. Примечание: имперское значение в фунтах на кв. дюйм является гибким преобразованием спецификации, это метрическое значение в МПа.
Некоторые инженеры полагают, что сплав J525 отлично подходит для гидравлических систем высокого давления, например, используемых в тяжелом оборудовании. Сплав J356A менее известен, но он также подходит для работы с жидкостями высокого давления. Иногда требования к окончательной формовке различаются: сплав J525 не имеет внутреннего валика, тогда как сплав J356A имеет контролируемый внутренний валик и меньший внутренний валик.
Сырье имеет схожие свойства (см. рисунок 2). Небольшие различия в химическом составе связаны с желаемыми механическими свойствами. Для достижения определенных механических свойств, таких как прочность на разрыв при растяжении или предел прочности на растяжение (UTS), химический состав или термическая обработка стали ограничиваются для получения определенных результатов.
Типы трубок имеют общий набор схожих параметров механических характеристик, что делает их взаимозаменяемыми во многих областях применения (см. рисунок 3). Другими словами, если один тип недоступен, другой, скорее всего, будет соответствовать требованиям. Никому не нужно изобретать велосипед; в распоряжении отрасли уже есть набор прочных, сбалансированных колес.
Tube & Pipe Journal стал первым журналом, посвященным отрасли металлических труб, в 1990 году. Сегодня он остается единственным изданием в Северной Америке, посвященным этой отрасли, и стал самым надежным источником информации для профессионалов в области труб.
Теперь с полным доступом к цифровой версии The FABRICATOR вы можете легко получить доступ к ценным отраслевым ресурсам.
Электронная версия журнала The Tube & Pipe Journal теперь полностью доступна, обеспечивая легкий доступ к ценным отраслевым ресурсам.
Воспользуйтесь полным доступом к цифровому изданию журнала STAMPING, в котором представлены новейшие технологические достижения, передовой опыт и отраслевые новости для рынка штамповки металлов.
Теперь с полным доступом к цифровой версии The Fabricator на испанском языке вы получите легкий доступ к ценным отраслевым ресурсам.