Các đường ống thủy lực truyền thống sử dụng một đầu loe duy nhất và thường được sản xuất theo tiêu chuẩn SAE-J525 hoặc ASTM-A513-T5, những vật liệu khó tìm nguồn cung trong nước. Các nhà sản xuất thiết bị gốc (OEM) đang tìm kiếm nhà cung cấp trong nước có thể thay thế bằng ống được sản xuất theo tiêu chuẩn SAE-J356A và được bịt kín bằng vòng đệm O-ring, như hình minh họa. Sản phẩm của Tru-Line.
Ghi chú của biên tập viên: Bài viết này là phần đầu tiên trong loạt bài gồm hai phần về thị trường và sản xuất đường ống dẫn chất lỏng cho các ứng dụng áp suất cao. Phần đầu tiên thảo luận về tình hình cung ứng sản phẩm truyền thống trong và ngoài nước. Phần thứ hai sẽ thảo luận chi tiết về các sản phẩm ít truyền thống hơn nhắm đến thị trường này.
Đại dịch COVID-19 đã gây ra những thay đổi bất ngờ trong nhiều ngành công nghiệp, bao gồm cả chuỗi cung ứng ống thép và quy trình sản xuất ống. Từ cuối năm 2019 đến nay, thị trường ống thép đã trải qua những thay đổi mang tính đột phá đối với cả hoạt động nhà máy và hậu cần. Một vấn đề âm ỉ từ lâu đã được đưa ra ánh sáng.
Lực lượng lao động hiện nay quan trọng hơn bao giờ hết. Đại dịch là một cuộc khủng hoảng nhân đạo, và tầm quan trọng của sức khỏe đã làm thay đổi sự cân bằng giữa công việc, cuộc sống và giải trí đối với hầu hết, nếu không phải tất cả mọi người. Số lượng lao động lành nghề đã giảm do nghỉ hưu, một số người lao động không thể quay lại công việc cũ hoặc tìm được việc làm mới trong cùng ngành và nhiều yếu tố khác. Trong những ngày đầu của dịch bệnh, tình trạng thiếu lao động chủ yếu tập trung ở các ngành dựa vào công việc tuyến đầu, chẳng hạn như chăm sóc y tế và bán lẻ, trong khi công nhân sản xuất bị cho nghỉ việc tạm thời hoặc giảm giờ làm đáng kể. Các nhà sản xuất hiện đang gặp khó khăn trong việc tuyển dụng và giữ chân nhân viên, bao gồm cả các công nhân vận hành nhà máy ống có kinh nghiệm. Sản xuất ống chủ yếu là công việc chân tay, đòi hỏi sự tỉ mỉ trong môi trường không được điều hòa nhiệt độ. Hãy đeo thêm thiết bị bảo hộ cá nhân (ví dụ như khẩu trang) để giảm thiểu nguy cơ lây nhiễm và tuân thủ các quy tắc bổ sung, chẳng hạn như giữ khoảng cách 2 mét. Khoảng cách an toàn với người khác có thể làm tăng thêm căng thẳng cho một công việc vốn đã có nhiều yếu tố giảm căng thẳng.
Nguồn cung thép và giá thép nguyên liệu cũng đã thay đổi trong thời kỳ đại dịch. Đối với hầu hết các loại ống, thép là thành phần có chi phí lớn nhất. Theo quy tắc chung, thép chiếm 50% chi phí trên mỗi foot ống. Cho đến quý IV năm 2020, giá thép cán nguội nội địa của Mỹ trung bình khoảng 800 USD/tấn trong ba năm. Đến cuối năm 2021, giá đã giảm xuống còn 2.200 USD/tấn.
Với những thay đổi của hai yếu tố này trong suốt đại dịch, các công ty trong thị trường ống dẫn đang phản ứng như thế nào? Những thay đổi này đang tác động ra sao đến chuỗi cung ứng ống dẫn, và ngành công nghiệp này có những hướng dẫn hữu ích nào để vượt qua cuộc khủng hoảng này?
Nhiều năm trước, một giám đốc điều hành cấp cao của một nhà máy sản xuất ống đã tóm tắt vai trò của công ty mình trong ngành: “Chúng tôi chỉ làm hai việc ở đây – chúng tôi sản xuất ống và chúng tôi bán chúng.” Quá nhiều yếu tố gây xao nhãng, quá nhiều yếu tố làm suy yếu các giá trị cốt lõi của công ty, hoặc cuộc khủng hoảng hiện tại (hoặc tất cả các yếu tố này, điều thường xảy ra) đều có giá trị đối với các nhà quản lý điều hành đang bị quá tải.
Điều quan trọng là phải đạt được và duy trì sự kiểm soát bằng cách tập trung vào những gì quan trọng: các yếu tố ảnh hưởng đến việc sản xuất và bán các loại ống chất lượng. Nếu nỗ lực của một công ty không tập trung vào hai hoạt động này, đã đến lúc phải quay lại những điều cơ bản.
Khi đại dịch lan rộng, nhu cầu về ống dẫn trong một số ngành công nghiệp đã giảm xuống gần như bằng không. Các nhà máy sản xuất ô tô và các công ty trong các ngành công nghiệp khác được coi là không quan trọng đang phải ngừng hoạt động. Đã có thời điểm nhiều doanh nghiệp trong ngành không sản xuất cũng không bán ống dẫn. Thị trường ống dẫn chỉ còn tồn tại đối với một số ít doanh nghiệp thiết yếu.
May mắn thay, mọi người vẫn đang làm những việc của mình. Một số người mua thêm tủ đông để dự trữ thực phẩm. Thị trường nhà ở khởi sắc muộn hơn và mọi người có xu hướng mua một số hoặc nhiều thiết bị gia dụng mới khi mua nhà, vì vậy cả hai xu hướng này đều hỗ trợ nhu cầu về ống có đường kính nhỏ hơn. Ngành công nghiệp thiết bị nông nghiệp đang bắt đầu phục hồi, với ngày càng nhiều chủ sở hữu muốn mua máy kéo nhỏ hoặc máy cắt cỏ tự xoay. Thị trường ô tô sau đó đã khởi động lại, mặc dù với tốc độ chậm hơn do các yếu tố như thiếu hụt chip.
Hình 1. Tiêu chuẩn SAE-J525 và ASTM-A519 được thiết lập như những tiêu chuẩn thay thế chung cho SAE-J524 và ASTM-A513T5. Sự khác biệt chính là SAE-J525 và ASTM-A513T5 được hàn chứ không phải liền mạch. Những khó khăn trong việc tìm nguồn cung ứng, chẳng hạn như thời gian giao hàng sáu tháng, đã tạo ra cơ hội cho hai sản phẩm ống khác, SAE-J356 (được giao dưới dạng ống thẳng) và SAE-J356A (được giao dưới dạng cuộn), đáp ứng nhiều yêu cầu tương tự.
Thị trường đã thay đổi, nhưng nguyên tắc vẫn vậy. Không gì quan trọng hơn việc tập trung vào sản xuất và bán ống theo nhu cầu thị trường.
Câu hỏi "tự sản xuất hay mua ngoài" nảy sinh khi các hoạt động sản xuất phải đối mặt với chi phí lao động cao hơn và nguồn lực nội bộ cố định hoặc đang giảm sút.
Sản xuất các sản phẩm ống hàn sau đòi hỏi nguồn lực đáng kể. Tùy thuộc vào sản lượng và năng suất của nhà máy, đôi khi việc cắt các dải thép rộng ngay tại chỗ sẽ mang lại lợi thế kinh tế. Tuy nhiên, việc cắt xẻ nội bộ có thể là một gánh nặng, xét đến yêu cầu về nhân công, vốn đầu tư dụng cụ và chi phí tồn kho lớn.
Một mặt, việc cắt 2.000 tấn mỗi tháng dẫn đến lượng thép tồn kho là 5.000 tấn, chiếm dụng một lượng tiền mặt lớn. Mặt khác, việc mua thép cắt khổ rộng một cách nhanh chóng lại chỉ cần rất ít tiền mặt. Trên thực tế, nếu nhà sản xuất ống có thể thương lượng các điều khoản tín dụng với nhà cắt thép, họ thậm chí có thể trì hoãn việc chi tiền. Mỗi nhà máy sản xuất ống đều có những đặc điểm riêng, nhưng có thể nói rằng hầu hết các nhà sản xuất ống đều bị ảnh hưởng bởi đại dịch COVID-19 về nguồn lao động lành nghề, chi phí thép và dòng tiền.
Điều tương tự cũng áp dụng cho việc sản xuất ống, tùy thuộc vào từng trường hợp. Các công ty có chuỗi giá trị gia tăng rộng lớn có thể lựa chọn không tham gia vào hoạt động sản xuất ống. Thay vì tự sản xuất ống rồi uốn cong, phủ lớp bảo vệ và lắp ráp các bộ phận nhỏ, họ có thể mua ống và tập trung vào các hoạt động khác.
Nhiều công ty sản xuất linh kiện thủy lực hoặc bó ống dẫn chất lỏng ô tô đều có nhà máy cán ống riêng. Một số nhà máy này hiện đang là gánh nặng hơn là tài sản. Trong thời kỳ đại dịch, người tiêu dùng có xu hướng lái xe ít hơn, và dự báo doanh số bán ô tô khác xa so với mức trước đại dịch. Thị trường ô tô gắn liền với những thuật ngữ tiêu cực như đóng cửa, suy giảm nghiêm trọng và thiếu hụt. Không có dấu hiệu nào cho thấy tình hình cung ứng của các nhà sản xuất ô tô và nhà cung cấp của họ sẽ thay đổi đáng kể trong tương lai gần. Đáng chú ý, ngày càng nhiều xe điện trên thị trường này có ít linh kiện hệ thống truyền động bằng ống thép hơn.
Các nhà máy cán ống khép kín thường được xây dựng theo thiết kế riêng. Đây là một lợi thế cho mục đích sử dụng của chúng – sản xuất ống cho một ứng dụng cụ thể – nhưng lại là một bất lợi về mặt quy mô kinh tế. Ví dụ, hãy xem xét một nhà máy cán ống được thiết kế để sản xuất các sản phẩm có đường kính ngoài 10mm cho một dự án ô tô đã biết. Chương trình đảm bảo các thiết lập dựa trên số lượng. Sau đó, một quy trình nhỏ hơn nhiều được thêm vào cho một loại ống khác có cùng đường kính ngoài. Thời gian trôi qua, kế hoạch ban đầu hết hạn và công ty không có đủ sản lượng để biện minh cho kế hoạch thứ hai. Chi phí thiết lập và các chi phí khác quá cao để có thể thực hiện được. Trong trường hợp này, nếu công ty có thể tìm được một nhà cung cấp có năng lực, họ nên cố gắng thuê ngoài dự án.
Tất nhiên, quá trình tính toán không dừng lại ở khâu cắt. Các bước hoàn thiện như phủ lớp bảo vệ, cắt theo chiều dài và đóng gói cũng làm tăng thêm chi phí đáng kể. Như người ta vẫn nói, chi phí ẩn lớn nhất trong sản xuất ống thép là khâu xử lý. Ống thép được vận chuyển từ nhà máy đến kho, nơi nó được dỡ xuống và chất lên bàn làm việc để cắt theo chiều dài cuối cùng, sau đó các ống được xếp chồng lên nhau để đảm bảo chúng được đưa vào máy cắt từng cái một – tất cả các bước này đều cần nhân công. Chi phí nhân công này có thể không được kế toán chú ý đến, nhưng nó lại xuất hiện dưới dạng chi phí thuê thêm một người vận hành xe nâng hoặc thêm một người trong bộ phận vận chuyển.
Hình 2. Thành phần hóa học của SAE-J525 và SAE-J356A gần như giống hệt nhau, giúp loại sau có thể thay thế loại trước.
Ống dẫn thủy lực đã tồn tại hàng nghìn năm. Người Ai Cập đã rèn dây đồng hơn 4.000 năm trước. Sợi tre được sử dụng ở Trung Quốc trong thời nhà Hạ, khoảng năm 2000 trước Công nguyên, và sau đó hệ thống đường ống nước của La Mã được xây dựng bằng ống dẫn bằng chì, một sản phẩm phụ của quá trình luyện bạc.
Ống thép liền mạch. Ống thép liền mạch hiện đại ra mắt thị trường Bắc Mỹ vào năm 1890. Từ năm 1890 đến nay, nguyên liệu thô cho quy trình này là phôi tròn đặc. Những cải tiến trong công nghệ đúc liên tục vào những năm 1950 đã dẫn đến sự chuyển đổi ống liền mạch từ phôi thỏi sang nguyên liệu thép thô giá rẻ lúc bấy giờ, đó là phôi thép. Trong quá khứ và hiện tại, ống thủy lực được sản xuất bằng cách kéo nguội các ống rỗng liền mạch được tạo ra từ quy trình này. Tại thị trường Bắc Mỹ, nó được phân loại là SAE-J524 bởi Hiệp hội Kỹ sư Ô tô và ASTM-A519 bởi Hiệp hội Vật liệu và Thử nghiệm Hoa Kỳ.
Việc sản xuất ống thủy lực liền mạch thường là một quy trình tốn nhiều công sức, đặc biệt là đối với đường kính nhỏ. Nó đòi hỏi rất nhiều năng lượng và không gian.
Hàn. Vào những năm 1970, thị trường đã thay đổi. Sau gần 100 năm thống trị thị trường ống thép, ống liền mạch đã bị đánh bật bởi ống hàn, vốn được chứng minh là phù hợp với nhiều ứng dụng cơ khí trong ngành xây dựng và ô tô. Thậm chí, nó còn chiếm được một số thị phần trong lĩnh vực từng được coi là "lãnh địa" – ngành đường ống dẫn dầu khí.
Hai cải tiến đã góp phần tạo nên sự thay đổi này trên thị trường. Một trong số đó liên quan đến việc đúc phôi liên tục, cho phép các nhà máy thép sản xuất hàng loạt thép tấm phẳng chất lượng cao một cách hiệu quả. Một quy trình khác giúp hàn điện trở tần số cao trở thành một quy trình khả thi cho ngành công nghiệp sản xuất ống. Kết quả là một sản phẩm mới: hiệu suất tốt như ống thép liền mạch so với các sản phẩm liền mạch tương đương, nhưng với chi phí thấp hơn. Loại ống này vẫn được sản xuất cho đến ngày nay và được phân loại là SAE-J525 hoặc ASTM-A513-T5 tại thị trường Bắc Mỹ. Vì ống được kéo và ủ nên đây là một sản phẩm tiêu tốn nhiều tài nguyên. Các quy trình này không tốn nhiều nhân công và vốn như quy trình sản xuất ống liền mạch, nhưng chi phí liên quan vẫn cao.
Từ những năm 1990 đến nay, hầu hết các loại ống dẫn thủy lực tiêu thụ trong nước, dù là loại liền mạch (SAE-J524) hay loại hàn (SAE-J525), đều được nhập khẩu. Điều này có thể là do sự chênh lệch lớn về chi phí nhân công và nguyên vật liệu thép giữa Mỹ và các nước xuất khẩu. Trong 30 đến 40 năm qua, các sản phẩm này đã có sẵn từ các nhà sản xuất trong nước, nhưng họ chưa bao giờ có thể chiếm lĩnh thị trường này. Giá thành cạnh tranh của các sản phẩm nhập khẩu là một trở ngại lớn.
Trên thị trường hiện nay, lượng tiêu thụ sản phẩm ống liền mạch, kéo và ủ J524 đã giảm dần qua các năm. Sản phẩm này vẫn còn được sử dụng và có chỗ đứng trong thị trường ống dẫn thủy lực, nhưng các nhà sản xuất thiết bị gốc (OEM) thường chọn J525 nếu sản phẩm ống hàn, kéo và ủ J525 có sẵn.
Đại dịch ập đến và thị trường lại thay đổi. Nguồn cung lao động, thép và logistics toàn cầu đang giảm với tốc độ tương đương với sự sụt giảm nhu cầu ô tô đã đề cập trước đó. Điều tương tự cũng đúng với nguồn cung ống thủy lực J525 nhập khẩu. Trước những diễn biến này, thị trường trong nước dường như đang sẵn sàng cho một sự chuyển dịch thị trường khác. Bạn đã sẵn sàng sản xuất một sản phẩm khác, một sản phẩm ít tốn nhân công hơn so với việc hàn, kéo và ủ ống chưa? Một sản phẩm như vậy đã tồn tại, mặc dù nó không được sử dụng phổ biến. Đó là ống SAE-J356A, đáp ứng các yêu cầu của nhiều ứng dụng thủy lực (xem Hình 1).
Các thông số kỹ thuật do SAE công bố thường ngắn gọn và đơn giản, vì mỗi thông số chỉ định một quy trình sản xuất ống. Nhược điểm là J525 và J356A có sự chồng chéo đáng kể về kích thước, tính chất cơ học, v.v., do đó các thông số kỹ thuật dễ gây nhầm lẫn. Ngoài ra, J356A là sản phẩm dạng cuộn dùng cho đường ống thủy lực đường kính nhỏ và là một biến thể của J356, là sản phẩm ống thẳng chủ yếu được sử dụng trong sản xuất đường ống thủy lực đường kính lớn.
Hình 3. Mặc dù nhiều người cho rằng ống hàn và kéo nguội vượt trội hơn ống hàn và định hình nguội, nhưng các tính chất cơ học của hai sản phẩm ống này tương đương nhau. Lưu ý: Giá trị hệ Anh tính bằng PSI là sự chuyển đổi tương đối so với thông số kỹ thuật, giá trị thực tế là MPa theo hệ mét.
Một số kỹ sư tin rằng J525 vượt trội trong các ứng dụng thủy lực áp suất cao, chẳng hạn như những ứng dụng được sử dụng trong thiết bị hạng nặng. J356A ít được biết đến hơn, nhưng nó cũng là một tiêu chuẩn dẫn chất lỏng áp suất cao. Đôi khi các yêu cầu tạo hình cuối cùng khác nhau: J525 không có gờ bên trong, trong khi J356A được kiểm soát bằng bavia và có gờ bên trong nhỏ hơn.
Các nguyên liệu thô có tính chất tương tự nhau (xem Hình 2). Sự khác biệt nhỏ về thành phần hóa học có liên quan đến các tính chất cơ học mong muốn. Để đạt được các tính chất cơ học nhất định, chẳng hạn như độ bền kéo đứt hoặc độ bền kéo tối đa (UTS), thành phần hóa học hoặc quá trình xử lý nhiệt của thép bị giới hạn để tạo ra các kết quả nhất định.
Các loại ống có chung một tập hợp các thông số hiệu suất cơ học tương tự, cho phép chúng có thể thay thế cho nhau trong nhiều ứng dụng (xem Hình 3). Nói cách khác, nếu một loại không có sẵn, loại kia có khả năng đáp ứng được yêu cầu. Không cần phải phát minh lại bánh xe; ngành công nghiệp đã có sẵn một bộ bánh xe mạnh mẽ, cân bằng.
Tạp chí Tube & Pipe Journal ra đời năm 1990, trở thành tạp chí đầu tiên chuyên phục vụ ngành công nghiệp ống kim loại. Ngày nay, nó vẫn là ấn phẩm duy nhất ở Bắc Mỹ chuyên về ngành này và đã trở thành nguồn thông tin đáng tin cậy nhất cho các chuyên gia trong ngành ống.
Giờ đây, với quyền truy cập đầy đủ vào phiên bản kỹ thuật số của The FABRICATOR, bạn có thể dễ dàng tiếp cận các nguồn tài nguyên quý giá trong ngành.
Phiên bản điện tử của Tạp chí Tube & Pipe Journal hiện đã hoàn toàn có thể truy cập được, giúp người dùng dễ dàng tiếp cận các nguồn tài liệu quý giá trong ngành.
Tận hưởng quyền truy cập đầy đủ vào phiên bản kỹ thuật số của tạp chí STAMPING Journal, nơi cung cấp những tiến bộ công nghệ mới nhất, các phương pháp thực hành tốt nhất và tin tức ngành cho thị trường dập kim loại.
Giờ đây, với quyền truy cập đầy đủ vào phiên bản kỹ thuật số của The Fabricator en Español, bạn dễ dàng tiếp cận các nguồn tài liệu quý giá trong ngành.