Традиционные гидравлические линии имеют один развальцованный конец и обычно изготавливаются в соответствии со стандартами SAE-J525 или ASTM-A513-T5, материалы которых трудно достать на внутреннем рынке. Производители оригинального оборудования, ищущие отечественных поставщиков, могут использовать трубки, изготовленные в соответствии со спецификациями SAE-J356A и герметизированные торцевыми уплотнительными кольцами, как показано на рисунке. Производитель: Tru-Line.
Примечание редактора: Эта статья является первой частью серии из двух статей о рынке и производстве трубопроводов для перекачки жидкостей под высоким давлением. В первой части рассматривается ситуация с отечественными и зарубежными базами поставщиков традиционной продукции. Во второй части подробно рассматриваются менее традиционные продукты, ориентированные на этот рынок.
Пандемия COVID-19 вызвала неожиданные изменения во многих отраслях, включая цепочку поставок стальных труб и процесс их производства. С конца 2019 года по настоящее время рынок труб претерпел кардинальные изменения как в работе заводов, так и в логистических операциях. На первый план вышла давно назревавшая проблема.
Сейчас рабочая сила важна как никогда. Пандемия — это гуманитарный кризис, и важность здоровья изменила баланс между работой, личной жизнью и отдыхом для большинства, если не для всех. Количество квалифицированных работников сократилось из-за выхода на пенсию, невозможности некоторых работников вернуться на прежние рабочие места или найти новую работу в той же отрасли, а также из-за многих других факторов. В первые дни эпидемии нехватка рабочей силы была в основном сосредоточена в отраслях, зависящих от работы на передовой, таких как здравоохранение и розничная торговля, в то время как работники обрабатывающей промышленности находились в неоплачиваемом отпуске или имели значительно сокращенное рабочее время. Сейчас производители испытывают трудности с набором и удержанием персонала, включая опытных операторов трубопрокатных заводов. Производство труб — это в основном ручная работа, требующая кропотливых усилий в неконтролируемом климате. Используйте дополнительные средства индивидуальной защиты (например, маски), чтобы снизить риск заражения, и соблюдайте дополнительные правила, такие как соблюдение дистанции в 6 футов. Линейная дистанция от других может добавить стресса к работе, которая и без того имеет много факторов, снимающих стресс.
В период пандемии также изменились объемы поставок стали и стоимость сырья. Для большинства труб сталь является самой крупной составляющей стоимости. Как правило, на сталь приходится 50% стоимости одного фута трубы. До четвертого квартала 2020 года средняя цена на холоднокатаную сталь на внутреннем рынке США составляла около 800 долларов за тонну в течение трех лет. К концу 2021 года цены упали до 2200 долларов за тонну.
Учитывая, как изменились эти два фактора во время пандемии, как реагируют компании на рынке труб? Какое влияние эти изменения оказывают на цепочку поставок труб, и какие полезные рекомендации могут быть полезны для отрасли, чтобы выйти из этого кризиса?
Много лет назад один из руководителей трубного завода так сформулировал роль своей компании в отрасли: «Мы здесь занимаемся только двумя вещами – 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 руководителей, которые перегружены работой.
Важно добиться и поддерживать контроль, сосредоточившись на главном: факторах, влияющих на производство и продажу качественных ламп. Если усилия компании не направлены на эти два направления, пора вернуться к основам.
По мере распространения пандемии спрос на трубы в некоторых отраслях упал практически до нуля. Автомобильные заводы и компании в других отраслях, считающихся незначительными, простаивают. Было время, когда многие в отрасли не производили трубы и не продавали их. Рынок труб продолжает существовать лишь для немногих предприятий, имеющих важное значение.
К счастью, люди занимаются своими делами. Некоторые покупают дополнительные морозильные камеры для хранения продуктов. Рынок жилья начинает расти позже, и люди, как правило, покупают новую бытовую технику при покупке дома, поэтому обе тенденции поддерживают спрос на трубы меньшего диаметра. Сельскохозяйственная отрасль начинает восстанавливаться, и все больше владельцев хотят приобрести небольшие тракторы или газонокосилки с нулевым радиусом поворота. Затем возобновился автомобильный рынок, хотя и более медленными темпами из-за таких факторов, как дефицит щепы.
Рисунок 1. Стандарты SAE-J525 и ASTM-A519 установлены в качестве общепринятой замены для SAE-J524 и ASTM-A513T5. Основное различие заключается в том, что SAE-J525 и ASTM-A513T5 являются сварными, а не бесшовными. Трудности с поставками, такие как шестимесячные сроки выполнения заказов, создали возможности для двух других трубных изделий: SAE-J356 (поставляется в виде прямых труб) и SAE-J356A (поставляется в рулонах), которые соответствуют 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 предприятия сталкиваются с ростом затрат на рабочую силу и нехваткой или сокращением внутренних ресурсов.
Производство сварных трубчатых изделий требует значительных ресурсов. В зависимости от объёма производства и объёмов работ на заводе, иногда экономически выгоднее нарезать широкие полосы собственными силами. Однако внутренняя нарезка может быть обременительной из-за трудозатрат, капитальных вложений в оборудование и затрат на складские запасы.
С одной стороны, резка 2000 тонн в месяц приводит к образованию 5000 тонн стали на складе, что требует значительных денежных затрат. С другой стороны, для быстрой закупки широкоформатной стали требуется совсем немного денежных средств. Фактически, учитывая, что производитель труб может договориться с прокатным станом об условиях кредитования, он может даже отсрочить затраты. Каждый трубопрокатный завод уникален в этом отношении, но можно с уверенностью сказать, что почти каждый производитель труб пострадал от пандемии COVID-19 в отношении доступности квалифицированной рабочей силы, стоимости стали и денежных потоков.
То же самое относится и к самому производству труб, в зависимости от ситуации. Компании с разветвленной цепочкой создания добавленной стоимости могут отказаться от производства труб. Вместо того чтобы производить трубы, а затем гнуть их, покрывать защитным слоем и изготавливать узлы и агрегаты, они могут закупать трубы и сосредоточиться на других видах деятельности.
Многие компании, производящие гидравлические компоненты или трубные пучки для автомобильных систем подачи жидкостей, имеют собственные трубопрокатные заводы. Некоторые из этих заводов теперь стали скорее обузой, чем активом. В эпоху пандемии потребители, как правило, меньше ездят на автомобилях, и прогнозы продаж автомобилей сильно отличаются от допандемийных уровней. Автомобильный рынок ассоциируется с негативными факторами, такими как остановки производства, резкое падение и дефицит. Нет никаких оснований полагать, что ситуация с поставками у автомобильных OEM-производителей и их поставщиков существенно изменится в ближайшем будущем. Примечательно, что все больше электромобилей на этом рынке имеют меньше стальных трубчатых компонентов силовой установки.
Трубопрокатные станы собственного производства обычно изготавливаются по индивидуальным проектам. Это преимущество для их прямого назначения – производства 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 настройку параметров в зависимости от объема. Позже была добавлена ​​гораздо более простая процедура для другой трубы с тем же внешним диаметром. Прошло время, первоначальный план утратил силу, и у компании не оказалось достаточного объема производства, чтобы оправдать второй план. Затраты на настройку и другие расходы слишком высоки, чтобы его оправдать. В этом случае, если компания сможет найти подходящего поставщика, ей следует попытаться передать проект на аутсорсинг.
Конечно, расчеты не заканчиваются на этапе обрезки. Дополнительные этапы, такие как нанесение покрытия, нарезка по длине и упаковка, значительно увеличивают стоимость. Как говорится, самая большая скрытая статья расходов в производстве труб — это обработка. Труба перемещается с завода на склад, где ее извлекают и загружают на рабочий стол для окончательной нарезки по длине, затем трубы укладываются слоями, чтобы обеспечить подачу каждой трубы в режущий станок по отдельности — все эти этапы требуют рабочей силы. Эти затраты на рабочую силу могут остаться незамеченными бухгалтером, но они возникают в виде дополнительного оператора погрузчика или дополнительного сотрудника 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 выковывали медную проволоку более 4000 лет назад. Бамбуковая нить использовалась в Китае во времена династии Ся, около 2000 года до нашей эры, а позже в римских водопроводных системах использовались свинцовые трубы, побочный продукт процесса выплавки серебра.
Бесшовные. Современные бесшовные стальные трубы впервые появились в Северной Америке в 1890 году. С 1890 года по настоящее время сырьем для этого процесса является цельная круглая заготовка. Инновации в непрерывном литье в 1950-х годах привели к превращению бесшовных труб из слитков в то, что тогда было недорогим стальным сырьем — заготовки. В прошлом и настоящем гидравлические трубы изготавливаются методом холодной вытяжки бесшовных полых труб, полученных этим процессом. На североамериканском рынке они классифицируются как SAE-J524 Обществом автомобильных инженеров и ASTM-A519 Американским обществом по испытанию материалов.
Производство бесшовных гидравлических труб, особенно для труб малого диаметра, как правило, является трудоемким процессом. Оно требует больших затрат энергии и значительных площадей.
Сварка. В 1970-х годах рынок изменился. После почти 100-летнего доминирования на рынке стальных труб бесшовные трубы уступили место сварным трубам, которые оказались пригодными для многих механических применений в строительстве и автомобилестроении. Они даже завоевали территорию, которая раньше считалась священной землей – сектор нефтегазопроводов.
К этим изменениям на рынке привели две инновации. Одна из них связана с непрерывным литьем слябов, что позволяет сталелитейным заводам эффективно массово производить высококачественную плоскую полосу. Другой процесс делает высокочастотную контактную сварку жизнеспособным методом для трубной промышленности. В результате получается новый продукт: по своим характеристикам не уступающий бесшовным стальным трубам по сравнению с аналогичными бесшовными изделиями, но по более низкой цене. Эта труба производится и сегодня и классифицируется как SAE-J525 или ASTM-A513-T5 на североамериканском рынке. Поскольку труба подвергается вытяжке и отжигу, это ресурсоемкий продукт. Эти процессы не так трудо- и капиталоемки, как бесшовные процессы, но связанные с ними затраты все еще высоки.
С 1990-х годов по настоящее время большая часть гидравлических труб, потребляемых на внутреннем рынке, будь то бесшовные (SAE-J524) или сварные (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 эти изделия были доступны у отечественных производителей, но им так и не удалось занять доминирующее положение на этом рынке. Выгодная стоимость импортной продукции является серьезным препятствием.
Текущая ситуация на рынке. Потребление бесшовного, тянутого и отожженного изделия J524 за последние годы сократилось. Оно по-прежнему доступно и занимает свое место на рынке гидравлических линий, но производители оригинального оборудования обычно выбирают J525, если сварное, тянутое и отожженное изделие J525 легкодоступно.
Пандемия наносит удар, и рынок снова меняется. Глобальное предложение рабочей силы, стали и логистики сокращается примерно такими же темпами, как и упомянутое выше снижение спроса на автомобили. То же самое относится и к поставкам импортных гидравлических труб J525. Учитывая эти события, внутренний рынок, похоже, готов к очередному сдвигу. Готовы ли вы производить еще один продукт, менее трудоемкий, чем сварка, волочение и отжиг труб? Такой продукт существует, хотя и не широко используется. Это SAE-J356A, который отвечает требованиям многих гидравлических применений (см. рис. 1).
Технические условия, публикуемые SAE, как правило, кратки и просты, поскольку каждое условие описывает только один процесс изготовления труб. Недостатком является то, что J525 и J356A имеют значительное совпадение по размерам, механическим свойствам и т. д., поэтому технические условия часто приводят к путанице. Кроме того, J356A — это рулонный продукт для гидравлических линий малого диаметра и вариант J356, который представляет собой прямой трубный продукт, используемый в основном при производстве гидравлических линий большого диаметра.
Рисунок 3. Хотя сварные и холоднотянутые трубы многими считаются превосходящими сварные и холоднотянутые трубы, механические свойства этих двух типов труб сопоставимы. Примечание: значение в имперских единицах измерения (PSI) представляет собой упрощенное преобразование спецификации, в метрических единицах оно выражается в МПа.
Некоторые инженеры считают, что J525 превосходно подходит для гидравлических систем высокого давления, например, используемых в тяжелой технике. J356A менее известен, но это также типоразмер для работы с жидкостями под высоким давлением. Иногда требования к окончательной формовке различаются: у J525 отсутствует внутренний бортик, в то время как J356A имеет контролируемый поток и меньший внутренний бортик.
Исходные материалы обладают схожими свойствами (см. рис. 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 при растяжении (UTS), химический состав или термическая обработка стали ограничиваются для получения определенных результатов.
Трубы разных типов имеют схожие механические характеристики, что делает их взаимозаменяемыми во многих областях применения (см. рис. 3). Другими словами, если один тип недоступен, другой, скорее всего, будет соответствовать требованиям. Никому не нужно изобретать велосипед; в распоряжении отрасли уже есть набор надежных и сбалансированных колес.
Журнал Tube & Pipe Journal стал первым изданием, посвященным индустрии металлических труб, в 1990 году. Сегодня он остается единственным изданием в Северной Америке, посвященным этой отрасли, и стал самым надежным источником информации для специалистов в области трубопроводов.
Теперь, благодаря полному доступу к цифровой версии журнала The FABRICATOR, вы получаете легкий доступ к ценным отраслевым ресурсам.
Цифровая версия журнала The Tube & Pipe Journal теперь полностью доступна, обеспечивая легкий доступ к ценным отраслевым ресурсам.
Получите полный доступ к цифровой версии журнала STAMPING Journal, в котором представлены последние технологические достижения, лучшие практики и новости отрасли для рынка штамповки металла.
Теперь, благодаря полному доступу к цифровой версии журнала The Fabricator en Español, вы получаете легкий доступ к ценным отраслевым ресурсам.