หมายเหตุจากบรรณาธิการ: บทความนี้เป็นบทความที่สองจากทั้งหมดสองบทความในซีรีส์เกี่ยวกับการตลาดและการผลิตท่อส่งของเหลวขนาดเล็กสำหรับงานแรงดันสูง ส่วนแรกกล่าวถึงความพร้อมของผลิตภัณฑ์ทั่วไปสำหรับงานเหล่านี้ในประเทศ ซึ่งหาได้ยาก ส่วนที่สองกล่าวถึงผลิตภัณฑ์ที่ไม่ใช่แบบดั้งเดิมสองชนิดในตลาดนี้
ท่อไฮดรอลิกแบบเชื่อมสองประเภทที่กำหนดโดยสมาคมวิศวกรยานยนต์ – SAE-J525 และ SAE-J356A – มีแหล่งที่มาเดียวกัน รวมถึงข้อกำหนดที่เขียนไว้ก็เหมือนกันด้วย โดยการตัดแผ่นเหล็กแบนให้ได้ความกว้างที่ต้องการแล้วขึ้นรูปเป็นท่อด้วยการรีด หลังจากขัดขอบของแผ่นเหล็กด้วยเครื่องมือที่มีครีบแล้ว ท่อจะถูกให้ความร้อนด้วยการเชื่อมแบบต้านทานความถี่สูงและขึ้นรูปด้วยการรีดระหว่างลูกกลิ้งแรงดันเพื่อสร้างรอยเชื่อม หลังจากเชื่อมเสร็จแล้ว จะทำการกำจัดครีบด้านนอกด้วยตัวจับยึด ซึ่งโดยทั่วไปทำจากทังสเตนคาร์ไบด์ ส่วนที่เหลือจากการระบุตำแหน่งจะถูกกำจัดออกหรือปรับให้มีความสูงสูงสุดตามที่ออกแบบไว้โดยใช้เครื่องมือล็อค
คำอธิบายเกี่ยวกับกระบวนการเชื่อมนี้เป็นแบบทั่วไป และมีรายละเอียดปลีกย่อยที่แตกต่างกันมากมายในการผลิตจริง (ดูรูปที่ 1) อย่างไรก็ตาม กระบวนการเชื่อมเหล่านี้มีคุณสมบัติทางกลหลายอย่างที่เหมือนกัน
ความเสียหายของท่อและรูปแบบความเสียหายทั่วไปสามารถแบ่งออกเป็นแรงดึงและแรงอัด ในวัสดุส่วนใหญ่ แรงดึงจะต่ำกว่าแรงอัด อย่างไรก็ตาม วัสดุส่วนใหญ่จะมีความแข็งแรงในแรงอัดมากกว่าแรงดึง คอนกรีตเป็นตัวอย่างหนึ่ง คอนกรีตสามารถอัดตัวได้สูง แต่หากไม่ได้ขึ้นรูปด้วยโครงข่ายเหล็กเสริมภายใน (เหล็กเส้น) ก็จะแตกหักได้ง่าย ด้วยเหตุนี้ เหล็กจึงต้องผ่านการทดสอบแรงดึงเพื่อหาค่าความแข็งแรงดึงสูงสุด (UTS) ท่อไฮดรอลิกทั้งสามขนาดมีข้อกำหนดเดียวกันคือ 310 MPa (45,000 psi) UTS
เนื่องจากท่อแรงดันสามารถทนต่อแรงดันไฮดรอลิกได้ จึงอาจจำเป็นต้องมีการคำนวณและการทดสอบความเสียหายแยกต่างหาก ซึ่งเรียกว่าการทดสอบการระเบิด การคำนวณสามารถใช้เพื่อกำหนดแรงดันระเบิดสูงสุดตามทฤษฎี โดยคำนึงถึงความหนาของผนัง ความแข็งแรงดึงสูงสุด (UTS) และเส้นผ่านศูนย์กลางภายนอกของวัสดุ เนื่องจากท่อ J525 และท่อ J356A สามารถมีขนาดเท่ากันได้ ตัวแปรเดียวคือความแข็งแรงดึงสูงสุด (UTS) โดยทั่วไปมีความแข็งแรงดึง 50,000 psi และแรงดันระเบิดที่คาดการณ์ไว้ที่ 0.500 x 0.049 นิ้ว ท่อมีคุณสมบัติเหมือนกันสำหรับทั้งสองผลิตภัณฑ์: 10,908 psi
แม้ว่าค่าที่คำนวณได้จะเหมือนกัน แต่ความแตกต่างในการใช้งานจริงประการหนึ่งเกิดจากความหนาของผนังจริง สำหรับมาตรฐาน J356A นั้น ครีบภายในสามารถปรับขนาดสูงสุดได้ขึ้นอยู่กับเส้นผ่านศูนย์กลางของท่อตามที่ระบุไว้ในข้อกำหนด สำหรับผลิตภัณฑ์ J525 ที่ผ่านการลบครีบแล้ว กระบวนการลบครีบมักจะลดเส้นผ่านศูนย์กลางภายในลงประมาณ 0.002 นิ้วโดยเจตนา ส่งผลให้ผนังบางลงเฉพาะจุดในบริเวณรอยเชื่อม แม้ว่าความหนาของผนังจะถูกเติมเต็มด้วยการขึ้นรูปเย็นในภายหลัง แต่ความเค้นตกค้างและการเรียงตัวของเกรนอาจแตกต่างจากโลหะพื้นฐาน และความหนาของผนังอาจบางกว่าท่อที่เทียบเคียงได้ซึ่งระบุไว้ใน J356A เล็กน้อย
ขึ้นอยู่กับการใช้งานขั้นสุดท้ายของท่อ ครีบภายในจะต้องถูกกำจัดหรือทำให้เรียบ (หรือทำให้แบน) เพื่อขจัดเส้นทางการรั่วซึมที่อาจเกิดขึ้น โดยเฉพาะท่อผนังเดี่ยวแบบปลายบาน แม้ว่าโดยทั่วไปจะเชื่อกันว่าท่อ J525 มีพื้นผิวด้านในเรียบและจึงไม่รั่วซึม แต่ความเข้าใจนี้เป็นความเข้าใจผิด ท่อ J525 อาจเกิดรอยด่างด้านในเนื่องจากการขึ้นรูปเย็นที่ไม่เหมาะสม ส่งผลให้เกิดการรั่วซึมที่จุดเชื่อมต่อ
เริ่มทำการลบคมโดยการตัด (หรือขูด) แนวเชื่อมออกจากผนังด้านในของท่อ เครื่องมือทำความสะอาดติดอยู่กับแกนหมุนที่รองรับด้วยลูกกลิ้งอยู่ภายในท่อ ด้านหลังสถานีเชื่อม ในขณะที่เครื่องมือทำความสะอาดกำลังลบแนวเชื่อม ลูกกลิ้งอาจกลิ้งทับเศษโลหะจากการเชื่อมโดยไม่ได้ตั้งใจ ทำให้เศษโลหะกระเด็นไปโดนพื้นผิวด้านในของท่อ (ดูรูปที่ 2) นี่เป็นปัญหาสำหรับท่อที่ผ่านการกลึงหรือขัดเงามาบ้างแล้ว
การนำประกายไฟออกจากหลอดไม่ใช่เรื่องง่าย กระบวนการตัดจะเปลี่ยนประกายไฟให้กลายเป็นเส้นลวดเหล็กแหลมคมที่พันกันยุ่งเหยิง แม้ว่าการนำออกจะเป็นสิ่งจำเป็น แต่ส่วนใหญ่มักเป็นกระบวนการที่ใช้แรงงานคนและไม่สมบูรณ์แบบ บางครั้งชิ้นส่วนของหลอดผ้าพันคออาจหลุดออกจากเขตการผลิตของผู้ผลิตและถูกส่งไปยังลูกค้า
ข้าว 1. วัสดุ SAE-J525 ผลิตในปริมาณมาก ซึ่งต้องใช้เงินลงทุนและแรงงานจำนวนมาก ผลิตภัณฑ์ท่อที่คล้ายกันซึ่งผลิตโดยใช้ SAE-J356A นั้นผ่านกระบวนการกลึงอย่างสมบูรณ์ในเครื่องรีดท่อแบบอินไลน์ จึงมีประสิทธิภาพมากกว่า
สำหรับท่อขนาดเล็ก เช่น ท่อส่งของเหลวที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางน้อยกว่า 20 มม. การลบคมด้านในมักไม่สำคัญมากนัก เนื่องจากท่อขนาดนี้ไม่จำเป็นต้องมีขั้นตอนการตกแต่งด้านในเพิ่มเติม ข้อควรระวังเพียงอย่างเดียวคือ ผู้ใช้งานต้องพิจารณาว่าความสูงของการควบคุมการไหลของของเหลวที่สม่ำเสมอจะก่อให้เกิดปัญหาหรือไม่
ความเป็นเลิศในการควบคุมเปลวไฟของ ID เริ่มต้นด้วยการปรับสภาพแผ่นเหล็ก การตัด และการเชื่อมที่แม่นยำ อันที่จริง คุณสมบัติของวัตถุดิบ J356A ต้องเข้มงวดกว่า J525 เนื่องจาก J356A มีข้อจำกัดเพิ่มเติมเกี่ยวกับขนาดเกรน สิ่งเจือปนออกไซด์ และพารามิเตอร์การผลิตเหล็กอื่นๆ อันเนื่องมาจากกระบวนการปรับขนาดเย็นที่เกี่ยวข้อง
สุดท้ายนี้ การเชื่อม ID มักต้องใช้สารหล่อเย็น ระบบส่วนใหญ่ใช้สารหล่อเย็นชนิดเดียวกับที่ใช้ในเครื่องมือจัดเรียงกองเศษวัสดุ แต่สิ่งนี้อาจก่อให้เกิดปัญหาได้ แม้ว่าจะผ่านการกรองและกำจัดไขมันแล้ว สารหล่อเย็นในโรงงานมักมีอนุภาคโลหะ น้ำมันชนิดต่างๆ และสิ่งปนเปื้อนอื่นๆ อยู่เป็นจำนวนมาก ดังนั้น ท่อ J525 จึงจำเป็นต้องผ่านกระบวนการล้างด้วยสารละลายด่างร้อนหรือขั้นตอนการทำความสะอาดอื่นๆ ที่เทียบเท่ากัน
คอนเดนเซอร์ ระบบยานยนต์ และระบบอื่นๆ ที่คล้ายกัน จำเป็นต้องมีการทำความสะอาดท่อ และการทำความสะอาดที่เหมาะสมสามารถทำได้ที่โรงงาน ท่อ J356A ออกจากโรงงานด้วยรูภายในที่สะอาด ปริมาณความชื้นที่ควบคุมได้ และสิ่งตกค้างน้อยที่สุด สุดท้ายนี้ เป็นเรื่องปกติที่จะเติมก๊าซเฉื่อยลงในแต่ละท่อเพื่อป้องกันการกัดกร่อนและปิดผนึกปลายท่อก่อนการจัดส่ง
ท่อเหล็ก J525 จะผ่านกระบวนการทำให้เป็นเนื้อเดียวกันหลังจากการเชื่อม แล้วจึงทำการขึ้นรูปเย็น (ดึง) หลังจากขึ้นรูปเย็นแล้ว ท่อเหล็กจะถูกทำให้เป็นเนื้อเดียวกันอีกครั้งเพื่อให้เป็นไปตามข้อกำหนดทางกลทั้งหมด
ขั้นตอนการปรับสภาพ การดึงลวด และการปรับสภาพครั้งที่สอง จำเป็นต้องมีการขนส่งท่อไปยังเตาหลอม ไปยังสถานีดึงลวด และกลับไปยังเตาหลอมอีกครั้ง ขึ้นอยู่กับรายละเอียดของการดำเนินงาน ขั้นตอนเหล่านี้อาจต้องมีขั้นตอนย่อยอื่นๆ เพิ่มเติม เช่น การตกแต่งปลายท่อ (ก่อนการทาสี) การกัดกรด และการยืดให้ตรง ขั้นตอนเหล่านี้มีต้นทุนสูงและต้องใช้เวลา แรงงาน และเงินทุนจำนวนมาก ท่อที่ผลิตด้วยวิธีการดึงเย็นมีอัตราการสูญเสียในกระบวนการผลิตสูงถึง 20%
ท่อเหล็ก J356A ผ่านกระบวนการปรับสภาพมาตรฐานที่โรงรีดเหล็กหลังจากการเชื่อม ท่อจะไม่สัมผัสพื้นและเคลื่อนที่จากขั้นตอนการขึ้นรูปเริ่มต้นไปจนถึงท่อสำเร็จรูปอย่างต่อเนื่องในลำดับขั้นตอนของโรงรีดเหล็ก ท่อเชื่อมเช่น J356A มีของเสียในกระบวนการผลิตประมาณ 10% หากปัจจัยอื่นๆ เท่ากัน นั่นหมายความว่าหลอดไฟ J356A มีต้นทุนการผลิตที่ถูกกว่าหลอดไฟ J525
แม้ว่าคุณสมบัติของผลิตภัณฑ์ทั้งสองนี้จะคล้ายคลึงกัน แต่ในมุมมองทางโลหะวิทยาแล้ว ผลิตภัณฑ์ทั้งสองนี้ไม่เหมือนกัน
ท่อเหล็ก J525 ที่ผลิตด้วยกระบวนการดึงเย็นต้องผ่านกระบวนการปรับสภาพผิวเบื้องต้นสองครั้ง คือ หลังจากการเชื่อมและหลังจากการดึง อุณหภูมิในการปรับสภาพผิว (1650°F หรือ 900°C) ส่งผลให้เกิดออกไซด์บนผิว ซึ่งโดยปกติจะถูกกำจัดออกด้วยกรดแร่ (โดยทั่วไปคือกรดซัลฟิวริกหรือกรดไฮโดรคลอริก) หลังจากการอบอ่อน การล้างกรดมีผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมอย่างมากในแง่ของการปล่อยมลพิษทางอากาศและของเสียที่มีโลหะเป็นส่วนประกอบหลัก
นอกจากนี้ การปรับอุณหภูมิให้เป็นปกติในบรรยากาศรีดิวซ์ของเตาหลอมลูกกลิ้งยังนำไปสู่การบริโภคคาร์บอนบนผิวเหล็ก กระบวนการนี้เรียกว่าการลดคาร์บอน ทำให้เกิดชั้นผิวที่อ่อนแอกว่าวัสดุเดิมมาก (ดูรูปที่ 3) ซึ่งมีความสำคัญอย่างยิ่งสำหรับท่อผนังบาง ที่ความหนาของผนัง 0.030 นิ้ว แม้แต่ชั้นลดคาร์บอนเพียงเล็กน้อย 0.003 นิ้ว ก็จะลดความหนาของผนังลงได้ถึง 10% ท่อที่อ่อนแอเช่นนี้อาจเสียหายได้เนื่องจากความเครียดหรือการสั่นสะเทือน
รูปที่ 2. เครื่องมือทำความสะอาดด้านในท่อ (ไม่ได้แสดงในภาพ) ถูกรองรับด้วยลูกกลิ้งที่เคลื่อนที่ไปตามด้านในของท่อ การออกแบบลูกกลิ้งที่ดีจะช่วยลดปริมาณเศษโลหะจากการเชื่อมที่กลิ้งเข้าไปในผนังท่อ (เครื่องมือของ Nielsen)
ท่อเหล็ก J356 ผลิตเป็นล็อตๆ และต้องผ่านกระบวนการอบอ่อนในเตาหลอมแบบลูกกลิ้ง แต่ไม่ได้จำกัดอยู่เพียงแค่นั้น ท่อเหล็ก J356A นั้น ผ่านกระบวนการขึ้นรูปทั้งหมดในโรงรีดเหล็กโดยใช้ระบบเหนี่ยวนำความร้อนในตัว ซึ่งเป็นกระบวนการให้ความร้อนที่เร็วกว่าเตาหลอมแบบลูกกลิ้งมาก ทำให้เวลาในการอบอ่อนสั้นลง จึงลดโอกาสในการเกิดการลดปริมาณคาร์บอนจากหลายนาที (หรือหลายชั่วโมง) เหลือเพียงไม่กี่วินาที ส่งผลให้ท่อเหล็ก J356A มีการอบอ่อนที่สม่ำเสมอโดยปราศจากออกไซด์หรือการลดปริมาณคาร์บอน
ท่อที่ใช้สำหรับระบบไฮดรอลิกต้องมีความยืดหยุ่นเพียงพอที่จะดัด ขยาย และขึ้นรูปได้ การดัดโค้งมีความจำเป็นเพื่อให้ของเหลวไฮดรอลิกไหลจากจุด A ไปยังจุด B โดยต้องผ่านส่วนโค้งและส่วนเลี้ยวต่างๆ ตลอดทาง และการบานปลายท่อเป็นกุญแจสำคัญในการเชื่อมต่อปลายท่อ
ในสถานการณ์ที่เหมือนไก่กับไข่ อะไรมาก่อนกัน ปล่องไฟถูกออกแบบมาสำหรับการเชื่อมต่อกับหัวเผาแบบผนังเดี่ยว (จึงมีเส้นผ่านศูนย์กลางภายในเรียบ) หรืออาจเกิดในทางกลับกัน ในกรณีนี้ พื้นผิวด้านในของท่อจะแนบสนิทกับซ็อกเก็ตของตัวเชื่อมต่อแบบพิน เพื่อให้แน่ใจว่าการเชื่อมต่อโลหะกับโลหะแน่นหนา พื้นผิวของท่อต้องเรียบที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ อุปกรณ์เสริมนี้ปรากฏขึ้นในทศวรรษ 1920 สำหรับกองทัพอากาศสหรัฐฯ ที่เพิ่งก่อตั้งขึ้นใหม่ ต่อมาอุปกรณ์เสริมนี้ได้กลายเป็นมาตรฐานการบานปลาย 37 องศาที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในปัจจุบัน
นับตั้งแต่เริ่มต้นช่วงการระบาดของ COVID-19 ปริมาณการผลิตท่อดึงขึ้นรูปที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางภายในเรียบได้ลดลงอย่างมาก วัสดุที่มีอยู่มักมีระยะเวลาการจัดส่งนานกว่าในอดีต การเปลี่ยนแปลงในห่วงโซ่อุปทานนี้สามารถแก้ไขได้โดยการออกแบบข้อต่อปลายใหม่ ตัวอย่างเช่น RFQ ที่ต้องการหัวเผาแบบผนังเดี่ยวและระบุ J525 อาจเป็นตัวเลือกทดแทนหัวเผาแบบผนังคู่ได้ ท่อไฮดรอลิกชนิดใดก็ได้สามารถใช้กับข้อต่อปลายนี้ได้ ซึ่งเปิดโอกาสให้สามารถใช้ J356A ได้
นอกจากข้อต่อแบบแฟลร์แล้ว ซีลเชิงกลแบบโอริงก็เป็นที่นิยมใช้เช่นกัน (ดูรูปที่ 5) โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับระบบแรงดันสูง ข้อต่อประเภทนี้ไม่เพียงแต่กันรั่วได้น้อยกว่าข้อต่อแบบแฟลร์ผนังเดี่ยว เนื่องจากใช้ซีลยางยืด แต่ยังใช้งานได้หลากหลายกว่า กล่าวคือ สามารถดัดขึ้นรูปได้ที่ปลายท่อไฮดรอลิกทั่วไปทุกประเภท ซึ่งช่วยให้ผู้ผลิตท่อมีโอกาสในห่วงโซ่อุปทานมากขึ้นและมีประสิทธิภาพทางเศรษฐกิจที่ดีขึ้นในระยะยาว
ประวัติศาสตร์อุตสาหกรรมเต็มไปด้วยตัวอย่างของผลิตภัณฑ์ดั้งเดิมที่หยั่งรากในยุคที่ตลาดเปลี่ยนแปลงทิศทางได้ยาก ผลิตภัณฑ์คู่แข่ง แม้ว่าจะมีราคาถูกกว่ามากและตรงตามข้อกำหนดทั้งหมดของผลิตภัณฑ์ดั้งเดิม ก็อาจยากที่จะเข้ามาครองตลาดได้หากเกิดความสงสัยขึ้น ซึ่งมักเกิดขึ้นเมื่อเจ้าหน้าที่จัดซื้อหรือวิศวกรที่ได้รับมอบหมายกำลังพิจารณาหาผลิตภัณฑ์ทดแทนที่ไม่ใช่แบบดั้งเดิมสำหรับผลิตภัณฑ์ที่มีอยู่เดิม น้อยคนนักที่จะยอมเสี่ยงต่อการถูกจับได้
ในบางกรณี การเปลี่ยนแปลงอาจไม่เพียงแต่จำเป็น แต่เป็นสิ่งที่จำเป็นอย่างยิ่ง การระบาดของโควิด-19 ส่งผลให้เกิดการเปลี่ยนแปลงที่ไม่คาดคิดในเรื่องความพร้อมใช้งานของท่อเหล็กบางประเภทและขนาดสำหรับท่อส่งของเหลว อุตสาหกรรมที่ได้รับผลกระทบ ได้แก่ อุตสาหกรรมยานยนต์ ไฟฟ้า เครื่องจักรกลหนัก และอุตสาหกรรมการผลิตท่ออื่นๆ ที่ใช้ท่อแรงดันสูง โดยเฉพาะท่อไฮดรอลิก
ช่องว่างนี้สามารถเติมเต็มได้ด้วยต้นทุนโดยรวมที่ต่ำกว่า โดยพิจารณาจากท่อเหล็กประเภทที่ใช้กันทั่วไปแต่เฉพาะกลุ่ม การเลือกผลิตภัณฑ์ที่เหมาะสมสำหรับการใช้งานนั้นต้องอาศัยการวิจัยเพื่อพิจารณาความเข้ากันได้ของของเหลว แรงดันใช้งาน ภาระทางกล และประเภทการเชื่อมต่อ
เมื่อพิจารณาคุณสมบัติอย่างละเอียดแล้ว พบว่า J356A สามารถเทียบเท่ากับ J525 ของแท้ได้ แม้ว่าจะมีสถานการณ์การระบาดของโรคโควิด-19 แต่ก็ยังคงหาซื้อได้ในราคาที่ต่ำกว่าผ่านห่วงโซ่อุปทานที่เชื่อถือได้ หากการแก้ปัญหาเรื่องรูปทรงสุดท้ายใช้แรงงานน้อยกว่าการหา J525 ก็อาจช่วยให้ผู้ผลิตอุปกรณ์ดั้งเดิม (OEM) แก้ปัญหาด้านโลจิสติกส์ในยุคโควิด-19 และในอนาคตได้
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 于1990 Tube & Pipe Journal стал первым журналом, посвященным индустрии металлических труб в 1990 году. Tube & Pipe Journal เป็นนิตยสารฉบับแรกที่อุทิศให้กับอุตสาหกรรมท่อโลหะในปี 1990ปัจจุบัน นิตยสารฉบับนี้ยังคงเป็นสิ่งพิมพ์เฉพาะอุตสาหกรรมเพียงฉบับเดียวในอเมริกาเหนือ และได้กลายเป็นแหล่งข้อมูลที่น่าเชื่อถือที่สุดสำหรับผู้เชี่ยวชาญในอุตสาหกรรมท่อ
ขณะนี้สามารถเข้าถึง The FABRICATOR ฉบับดิจิทัลได้อย่างเต็มรูปแบบ เข้าถึงแหล่งข้อมูลอุตสาหกรรมที่มีค่าได้อย่างง่ายดาย
วารสาร The Tube & Pipe Journal ฉบับดิจิทัลสามารถเข้าถึงได้อย่างเต็มรูปแบบแล้ว ทำให้เข้าถึงแหล่งข้อมูลอันมีค่าในอุตสาหกรรมได้อย่างง่ายดาย
รับสิทธิ์เข้าถึงวารสาร STAMPING Journal ฉบับดิจิทัลอย่างเต็มรูปแบบ ซึ่งนำเสนอเทคโนโลยีล่าสุด แนวปฏิบัติที่ดีที่สุด และข่าวสารในอุตสาหกรรมสำหรับตลาดการปั๊มโลหะ
ตอนนี้คุณสามารถเข้าถึง The Fabricator en Español ในรูปแบบดิจิทัลได้อย่างเต็มรูปแบบ ทำให้คุณเข้าถึงแหล่งข้อมูลอุตสาหกรรมที่มีค่าได้อย่างง่ายดาย