Editörün Notu: Bu makale, yüksek basınç uygulamaları için küçük çaplı sıvı transfer hatlarının pazarı ve üretimine ilişkin iki bölümlük bir dizinin ikincisidir. İlk bölüm, bu uygulamalar için nadir bulunan geleneksel ürünlerin yurtiçi bulunabilirliğini ele almaktadır. İkinci bölüm, bu pazardaki iki geleneksel olmayan ürünü ele almaktadır.
Otomotiv Mühendisleri Derneği tarafından belirlenen iki tip kaynaklı hidrolik boru – SAE-J525 ve SAE-J356A – yazılı özellikleri gibi ortak bir kaynağı paylaşır. Düz çelik şeritler genişliklerine göre kesilir ve profilleme yoluyla borulara dönüştürülür. Şeritlerin kenarları kanatlı bir aletle parlatıldıktan sonra, boru yüksek frekanslı direnç kaynağı ile ısıtılır ve kaynak oluşturmak için basınç silindirleri arasında dövülür. Kaynaktan sonra, dış çapak genellikle tungsten karbürden yapılmış bir tutucu ile giderilir. Tanımlama flaşı, kilitleme aleti kullanılarak giderilir veya maksimum tasarım yüksekliğine ayarlanır.
Bu kaynaklama işleminin açıklaması geneldir ve gerçek üretimde birçok küçük işlem farkı vardır (bkz. Şekil 1). Ancak, birçok mekanik özelliği paylaşırlar.
Boru arızaları ve yaygın arıza modları çekme ve basınç yükleri olarak ikiye ayrılabilir. Çoğu malzemede çekme gerilimi, basınç geriliminden daha düşüktür. Ancak çoğu malzeme basınçta gerilimden çok daha güçlüdür. Beton bir örnektir. Oldukça sıkıştırılabilirdir ancak içte bir takviye çubukları (donatı çubukları) ağıyla kalıplanmadığı sürece kırılması kolaydır. Bu nedenle çelik, nihai çekme dayanımını (UTS) belirlemek için çekme testine tabi tutulur. Üç hidrolik hortum boyutunun da aynı gereksinimleri vardır: 310 MPa (45.000 psi) UTS.
Basınç borularının hidrolik basınca dayanma kabiliyeti nedeniyle, patlama testi olarak bilinen ayrı bir hesaplama ve arıza testi gerekebilir. Hesaplamalar, duvar kalınlığı, UTS ve malzemenin dış çapını hesaba katarak teorik nihai patlama basıncını belirlemek için kullanılabilir. J525 boruları ve J356A boruları aynı boyutta olabileceğinden, tek değişken UTS'dir. 0,500 x 0,049 inçlik tahmini patlama basıncıyla 50.000 psi'lik tipik çekme dayanımı sağlar. Borular her iki ürün için de aynıdır: 10.908 psi.
Hesaplanan tahminler aynı olsa da, pratik uygulamada bir fark gerçek duvar kalınlığından kaynaklanmaktadır. J356A'da, iç çapak, spesifikasyonda açıklandığı gibi boru çapına bağlı olarak maksimum bir boyuta ayarlanabilir. Çapaksızlaştırılmış J525 ürünleri için, çapaksızlaştırma işlemi genellikle iç çapı yaklaşık 0,002 inç kadar kasıtlı olarak azaltır ve bu da kaynak bölgesinde lokalize duvar incelmesine neden olur. Duvar kalınlığı daha sonra soğuk işleme ile doldurulsa da, artık gerilim ve tane yönelimi temel metalden farklı olabilir ve duvar kalınlığı J356A'da belirtilen karşılaştırılabilir borudan biraz daha ince olabilir.
Borunun son kullanımına bağlı olarak, potansiyel sızıntı yollarını ortadan kaldırmak için iç çapakların çıkarılması veya düzleştirilmesi (veya düzleştirilmesi) gerekir, esas olarak tek duvarlı genişletilmiş uç formları. J525'in genellikle pürüzsüz bir iç çapağa sahip olduğu ve bu nedenle sızıntı yapmadığı düşünülürken, bu yanlış bir kanıdır. J525 boruları, uygunsuz soğuk işleme nedeniyle iç çapak çizgileri geliştirebilir ve bu da bağlantıda sızıntılara neden olabilir.
Çapaksızlaştırmaya kaynak boncuğunu iç çap duvarından keserek (veya kazıyarak) başlayın. Temizleme aleti, kaynak istasyonunun hemen arkasında, borunun içindeki silindirlerle desteklenen bir mandrele takılıdır. Temizleme aleti kaynak boncuğunu çıkarırken, silindirler istemeden kaynak sıçramasının bir kısmının üzerinden geçerek boru iç çapının yüzeyine çarpmasına neden oldu (bkz. Şekil 2). Bu, tornalanmış veya honlanmış borular gibi hafif işlenmiş borular için bir sorundur.
Flaşı tüpten çıkarmak kolay değildir. Kesme işlemi, simi uzun, dolaşık bir keskin çelik ipe dönüştürür. Çıkarma bir gereklilik olsa da, çıkarma genellikle manuel ve kusurlu bir işlemdir. Atkı tüplerinin bölümleri bazen tüp üreticisinin bölgesinden ayrılır ve müşterilere gönderilir.
Pirinç. 1. SAE-J525 malzemesi seri üretimdir ve önemli yatırım ve emek gerektirir. SAE-J356A kullanılarak yapılan benzer boru ürünleri tamamen hat içi tavlama tüp değirmenlerinde işlenir, bu nedenle daha verimlidir.
Çapı 20 mm'den az olan sıvı hatları gibi daha küçük borular için, ID çapak alma genellikle bu çaplar ek bir ID bitirme adımı gerektirmediğinden o kadar önemli değildir. Tek uyarı, son kullanıcının yalnızca tutarlı bir flaş kontrol yüksekliğinin bir sorun yaratıp yaratmayacağını düşünmesi gerektiğidir.
ID alev kontrolü mükemmelliği hassas şerit koşullandırma, kesme ve kaynaklama ile başlar. Aslında, J356A'nın ham madde özellikleri J525'ten daha sıkı olmalıdır çünkü J356A, söz konusu soğuk boyutlandırma işlemi nedeniyle tane boyutu, oksit kapanımları ve diğer çelik yapım parametreleri üzerinde daha fazla kısıtlamaya sahiptir.
Son olarak, ID kaynaklama genellikle soğutma sıvısı gerektirir. Çoğu sistem, yığın aracıyla aynı soğutma sıvısını kullanır, ancak bu sorunlara yol açabilir. Filtrelenmiş ve yağdan arındırılmış olmalarına rağmen, değirmen soğutma sıvıları genellikle önemli miktarda metal parçacıkları, çeşitli yağlar ve yağlar ve diğer kirleticiler içerir. Bu nedenle, J525 boruları sıcak kostik yıkama döngüsü veya eşdeğer başka bir temizleme adımı gerektirir.
Kondansatörler, otomotiv sistemleri ve diğer benzer sistemler boru temizliği gerektirir ve uygun temizlik fabrikada yapılabilir. J356A fabrikadan temiz bir delik, kontrollü nem içeriği ve minimum kalıntı ile ayrılır. Son olarak, her bir boruyu korozyonu önlemek ve sevkiyattan önce uçları kapatmak için inert bir gazla doldurmak yaygın bir uygulamadır.
J525 boruları kaynaklandıktan sonra normalize edilir ve ardından soğuk işlenir (çekilir). Soğuk işlendikten sonra boru, tüm mekanik gereksinimleri karşılamak için tekrar normalize edilir.
Normalleştirme, tel çekme ve ikinci normalleştirme adımları borunun fırına, çekme istasyonuna ve tekrar fırına taşınmasını gerektirir. İşlemin özelliklerine bağlı olarak, bu adımlar işaretleme (boyama öncesi), aşındırma ve düzeltme gibi diğer ayrı alt adımları gerektirir. Bu adımlar maliyetlidir ve önemli miktarda zaman, emek ve para kaynağı gerektirir. Soğuk çekilmiş borular üretimde %20'lik bir atık oranıyla ilişkilidir.
J356A boru kaynaklandıktan sonra haddehanede normalize edilir. Boru yere değmez ve haddehanede sürekli bir adım dizisi halinde ilk şekillendirme adımlarından bitmiş boruya doğru ilerler. J356A gibi kaynaklı borularda üretimde %10 israf vardır. Diğer her şey eşit olduğunda, bu J356A lambalarının J525 lambalarından daha ucuza üretildiği anlamına gelir.
Bu iki ürünün özellikleri birbirine benzese de metalurjik açıdan aynı değiller.
Soğuk çekilmiş J525 boruları iki ön normalizasyon işlemi gerektirir: kaynak sonrası ve çekme sonrası. Normalizasyon sıcaklıkları (1650°F veya 900°C) genellikle tavlamadan sonra mineral asitle (genellikle sülfürik veya hidroklorik) giderilen yüzey oksitlerinin oluşumuna neden olur. Turşulama, hava emisyonları ve metal açısından zengin atık akımları açısından büyük bir çevresel etkiye sahiptir.
Ek olarak, silindirli ocak fırınının indirgeyici atmosferinde sıcaklığın normalleşmesi, çeliğin yüzeyinde karbon tüketimine yol açar. Bu işlem, yani dekarbürizasyon, orijinal malzemeden çok daha zayıf bir yüzey tabakası bırakır (bkz. Şekil 3). Bu, özellikle ince duvarlı borular için önemlidir. 0,030 inç duvar kalınlığında, küçük bir 0,003 inç dekarbürizasyon tabakası bile etkili duvarı %10 oranında azaltacaktır. Bu tür zayıflamış borular, stres veya titreşim nedeniyle bozulabilir.
Şekil 2. Bir ID temizleme aracı (gösterilmemiştir) borunun ID'si boyunca hareket eden silindirler tarafından desteklenir. İyi silindir tasarımı, boru duvarına yuvarlanan kaynak sıçraması miktarını azaltır. Nielsen araçları
J356 boruları gruplar halinde işlenir ve bir silindirli ocak fırınında tavlama gerektirir, ancak bununla sınırlı değildir. J356A varyantı, bir silindirli ocak fırınından çok daha hızlı bir ısıtma işlemi olan yerleşik indüksiyon kullanılarak bir haddeleme değirmeninde tamamen işlenir. Bu, tavlama süresini kısaltır ve böylece karbürizasyon için fırsat penceresini dakikalardan (hatta saatlerden) saniyelere daraltır. Bu, J356A'ya oksit veya karbürizasyon olmadan düzgün tavlama sağlar.
Hidrolik hatlar için kullanılan borular bükülebilecek, genişletilebilecek ve şekillendirilebilecek kadar esnek olmalıdır. Hidrolik sıvıyı A noktasından B noktasına götürmek için virajlar gereklidir, yol boyunca çeşitli virajlardan ve dönüşlerden geçer ve genişletme, bir uç bağlantı yöntemi sağlamanın anahtarıdır.
Tavuk mu yumurta mı durumunda, bacalar tek duvarlı brülör bağlantıları için tasarlanmıştır (bu nedenle pürüzsüz bir iç çapa sahiptir) veya tam tersi gerçekleşmiş olabilir. Bu durumda, borunun iç yüzeyi pim konnektörünün soketine sıkıca oturur. Sıkı bir metal-metal bağlantısı sağlamak için, borunun yüzeyi mümkün olduğunca pürüzsüz olmalıdır. Bu aksesuar 1920'lerde yeni kurulan ABD Hava Kuvvetleri Hava Tümeni için ortaya çıktı. Bu aksesuar daha sonra günümüzde yaygın olarak kullanılan standart 37 derecelik genişleme haline geldi.
COVID-19 döneminin başlangıcından bu yana, pürüzsüz iç çaplara sahip çekilmiş boruların tedariki önemli ölçüde azaldı. Mevcut malzemeler geçmişe göre daha uzun teslimat sürelerine sahip olma eğilimindedir. Tedarik zincirlerindeki bu değişiklik, uç bağlantılarının yeniden tasarlanmasıyla ele alınabilir. Örneğin, tek duvarlı bir brülör gerektiren ve J525'i belirten bir RFQ, çift duvarlı bir brülörün yerini almaya adaydır. Bu uç bağlantısıyla her türlü hidrolik boru kullanılabilir. Bu, J356A'yı kullanma fırsatları yaratır.
Genişletme bağlantılarına ek olarak, o-ring mekanik contalar da yaygındır (bkz. şekil 5), özellikle yüksek basınç sistemleri için. Bu bağlantı türü, elastomerik contalar kullandığı için tek duvarlı bir genişletmeden daha az sızdırmaz olmakla kalmaz, aynı zamanda daha çok yönlüdür; herhangi bir yaygın hidrolik borunun ucunda oluşturulabilir. Bu, boru üreticilerine daha büyük tedarik zinciri fırsatları ve daha iyi uzun vadeli ekonomik performans sağlar.
Endüstriyel tarih, pazarın yön değiştirmesinin zor olduğu bir zamanda kök salan geleneksel ürünlere dair örneklerle doludur. Rekabet eden bir ürünün (önemli ölçüde daha ucuz olsa ve orijinal ürünün tüm gereksinimlerini karşılasa bile) şüpheler ortaya çıkarsa pazarda tutunması zor olabilir. Bu genellikle bir satın alma temsilcisi veya atanmış mühendis mevcut bir ürün için geleneksel olmayan bir yedek düşündüğünde olur. Çok az kişi keşfedilme riskini göze alır.
Bazı durumlarda, değişiklikler sadece gerekli değil, aynı zamanda gerekli olabilir. COVID-19 salgını, çelik sıvı boruları için belirli boru tiplerinin ve boyutlarının kullanılabilirliğinde beklenmedik değişikliklere neden oldu. Etkilenen ürün alanları, otomotiv, elektrik, ağır ekipman ve özellikle hidrolik hatlar olmak üzere yüksek basınç hatları kullanan diğer boru üretim endüstrilerinde kullanılanlardır.
Bu boşluk, yerleşik ancak niş tipte bir çelik boru düşünülerek daha düşük bir genel maliyetle doldurulabilir. Bir uygulama için doğru ürünü seçmek, sıvı uyumluluğunu, çalışma basıncını, mekanik yükü ve bağlantı türünü belirlemek için biraz araştırma gerektirir.
Özelliklere daha yakından bakıldığında J356A'nın gerçek J525'e eşdeğer olabileceği görülüyor. Pandemiye rağmen, kanıtlanmış bir tedarik zinciri aracılığıyla daha düşük bir fiyata hala mevcut. Son şekil sorunlarını çözmek J525'i bulmaktan daha az emek gerektiriyorsa, OEM'lerin COVID-19 döneminde ve sonrasında lojistik zorluklarını çözmelerine yardımcı olabilir.
Tube & Pipe Journal 1990'da yayınlandı. Tube & Pipe Dergisi 于1990 Tube & Pipe Journal, 1990'dan bu yana endüstriyel metallerle ilgili bir araştırma yaptı. Tube & Pipe Journal, 1990 yılında metal boru sektörüne adanmış ilk dergi oldu.Bugün, Kuzey Amerika'daki tek sektör yayını olmaya devam ediyor ve boru endüstrisi profesyonelleri için en güvenilir bilgi kaynağı haline geldi.
Artık The FABRICATOR dijital edisyonuna tam erişimle, değerli sektör kaynaklarına kolayca erişin.
The Tube & Pipe Journal'ın dijital versiyonu artık tamamen erişilebilir durumda ve değerli sektör kaynaklarına kolay erişim sağlıyor.
Metal damgalama pazarına ilişkin en son teknoloji, en iyi uygulamalar ve sektör haberlerini içeren STAMPING Dergisi'ne tam dijital erişim sağlayın.
Artık The Fabricator en Español'a tam dijital erişimle, değerli sektör kaynaklarına kolayca erişebilirsiniz.