Le linee idrauliche tradizionali utilizzano estremità svasate singole, generalmente prodotte secondo gli standard SAE-J525 o ASTM-A513-T5, difficili da ottenere a livello nazionale.Gli OEM che cercano fornitori nazionali possono sostituire il tubo prodotto secondo la specifica SAE-J356A e sigillato con guarnizioni frontali O-ring come mostrato.Una vera e propria linea di produzione.
Nota dell'editore: questo articolo è il primo di una serie in due parti sul mercato e sulla produzione di linee di trasferimento di liquidi per applicazioni ad alta pressione.La prima parte discute lo stato delle basi di approvvigionamento nazionali ed estere per i prodotti convenzionali.La seconda sezione discute i dettagli dei prodotti meno tradizionali destinati a questo mercato.
La pandemia di COVID-19 ha causato cambiamenti inaspettati in molti settori, tra cui le catene di fornitura di tubi in acciaio e i processi di produzione dei tubi.Dalla fine del 2019 ad oggi, il mercato dei tubi in acciaio ha subito importanti cambiamenti sia nelle operazioni produttive che in quelle logistiche.Una domanda attesa da tempo era al centro dell'attenzione.
Ora la forza lavoro è più importante che mai.La pandemia è una crisi umana e l’importanza della salute ha spostato l’equilibrio tra lavoro, vita personale e tempo libero per la maggior parte, se non per tutti.Il numero di lavoratori qualificati è diminuito a causa del pensionamento, dell’incapacità di alcuni lavoratori di tornare al loro vecchio lavoro o di trovarne uno nuovo nello stesso settore e di molti altri fattori.Nei primi giorni dell’epidemia, la carenza di manodopera era concentrata soprattutto nei settori che facevano affidamento su lavori di prima linea, come l’assistenza medica e la vendita al dettaglio, mentre il personale di produzione era in ferie o il suo orario di lavoro era significativamente ridotto.I produttori hanno attualmente difficoltà a reclutare e trattenere il personale, compresi gli operatori esperti di impianti di tubazioni.La produzione di tubi è principalmente un lavoro da colletti blu che richiede duro lavoro in un clima incontrollato.Indossare dispositivi di protezione individuale aggiuntivi (come maschere) per mitigare l'infezione e seguire regole aggiuntive come il mantenimento di una distanza di 6 piedi.Distanza lineare dagli altri, che aggiunge stress a un lavoro già stressante.
Anche la disponibilità dell’acciaio e il costo delle materie prime siderurgiche sono cambiati durante la pandemia.L'acciaio è il componente più costoso per la maggior parte dei tubi.In genere, l'acciaio rappresenta il 50% del costo per metro lineare di tubazione.Nel quarto trimestre del 2020, il prezzo medio triennale dell’acciaio laminato a freddo domestico negli Stati Uniti era di circa 800 dollari per tonnellata.I prezzi stanno salendo alle stelle e raggiungeranno i 2.200 dollari a tonnellata entro la fine del 2021.
Durante la pandemia cambieranno solo questi due fattori, come reagiranno gli attori del mercato delle pipe?Che impatto hanno questi cambiamenti sulla catena di fornitura dei tubi e quali buoni consigli c’è per l’industria in questa crisi?
Anni fa, un esperto manager di una fabbrica di tubi ha riassunto il ruolo della sua azienda nel settore: “Qui facciamo due cose: produciamo tubi e li vendiamo”.molti offuscano i valori fondamentali dell'azienda o una crisi temporanea (o tutti questi accadono contemporaneamente, come spesso accade).
È importante acquisire e mantenere il controllo concentrandosi su ciò che conta davvero: i fattori che influenzano la produzione e la vendita di pipe di qualità.Se gli sforzi dell'azienda non si concentrano su queste due attività, è tempo di tornare alle origini.
Con il diffondersi della pandemia, la domanda di tubi in alcuni settori è scesa quasi a zero.Le fabbriche automobilistiche e le aziende di altri settori considerati minori erano inattive.C'è stato un tempo in cui molti nel settore non producevano o vendevano tubi.Il mercato dei tubi continua ad esistere solo per poche imprese significative.
Fortunatamente, le persone si fanno gli affari propri.Alcune persone acquistano congelatori aggiuntivi per la conservazione degli alimenti.Poco dopo, il mercato immobiliare ha iniziato a riprendersi e le persone tendevano ad acquistare pochi o molti nuovi elettrodomestici quando acquistavano una casa, quindi entrambe le tendenze hanno sostenuto la domanda di tubi di diametro inferiore.Il settore delle macchine agricole sta iniziando a rinascere, con sempre più proprietari che desiderano piccoli trattori o tosaerba senza sterzo.Il mercato automobilistico è poi ripreso, anche se a un ritmo più lento a causa della carenza di chip e di altri fattori.
Riso.1. Gli standard SAE-J525 e ASTM-A519 sono stabiliti come sostituti regolari di SAE-J524 e ASTM-A513T5.La differenza principale è che SAE-J525 e ASTM-A513T5 sono saldati anziché senza saldatura.Difficoltà di acquisto, come un tempo di consegna di sei mesi, hanno creato opportunità per altri due prodotti tubolari, SAE-J356 (fornito come tubo dritto) e SAE-J356A (fornito come bobina), che soddisfano molti degli stessi requisiti degli altri.prodotti.
Il mercato è cambiato, ma la leadership resta la stessa.Non c'è niente di più importante che concentrarsi sulla produzione e vendita di tubi in base alla domanda del mercato.
La questione make-or-buy si pone quando un’operazione manifatturiera si trova ad affrontare costi di manodopera più elevati e risorse interne fisse o ridotte.
La produzione immediatamente dopo la saldatura dei prodotti per tubi richiede risorse significative.A seconda del volume e della produzione dell'acciaieria, a volte è economico tagliare internamente nastri larghi.Tuttavia, il threading interno può essere oneroso dati i requisiti di manodopera, i requisiti di capitale per gli strumenti e il costo dell’inventario della banda larga.
Da un lato, tagliare 2.000 tonnellate al mese e immagazzinare 5.000 tonnellate di acciaio richiede molti soldi.D’altro canto, l’acquisto di acciaio tagliato su misura just-in-time richiede pochi soldi.Infatti, poiché il produttore di tubi può negoziare i termini del prestito con il tagliatore, può effettivamente differire i costi in contanti.Ogni fabbrica di tubi è unica a questo riguardo, ma si può affermare con certezza che quasi tutti i produttori di tubi sono stati colpiti dalla pandemia di COVID-19 in termini di disponibilità di forza lavoro qualificata, costi dell’acciaio e flussi di cassa.
Lo stesso vale per la produzione stessa dei tubi, a seconda delle circostanze.Le aziende con catene del valore ramificate possono rinunciare alle attività di regolamentazione.Invece di realizzare tubi, quindi piegarli, rivestirli e realizzare nodi e assemblaggi, acquista tubi e concentrati su altre attività.
Molte aziende che producono componenti idraulici o fasci di tubi per fluidi automobilistici dispongono di propri impianti di lavorazione dei tubi.Alcuni di questi impianti sono ora passività anziché attività.I consumatori nell’era della pandemia tendono a guidare meno e le previsioni sulle vendite di automobili sono lontane dai livelli pre-pandemia.Il mercato automobilistico è associato a parole negative come chiusure, recessioni profonde e scarsità.Per le case automobilistiche e i loro fornitori non c’è motivo di aspettarsi che la situazione dell’offerta cambi in meglio nel prossimo futuro.In particolare, un numero crescente di veicoli elettrici in questo mercato ha meno componenti di trasmissione con tubi in acciaio.
I laminatoi per tubi con presa sono spesso realizzati su ordinazione.Questo è un vantaggio in termini di scopo previsto – realizzare tubi per applicazioni specifiche – ma uno svantaggio in termini di economie di scala.Ad esempio, si consideri un laminatoio per tubi progettato per produrre prodotti con diametro esterno di 10 mm per un noto prodotto automobilistico.Il programma garantisce impostazioni basate sul volume.Successivamente è stata aggiunta una procedura molto più piccola per un altro tubo con lo stesso diametro esterno.Il tempo passò, il programma originale scadeva e l'azienda non disponeva di un volume sufficiente per giustificare un secondo programma.I costi di installazione e altri costi sono troppo elevati per essere giustificati.In questo caso, se l’azienda riesce a trovare un fornitore capace, dovrebbe provare ad esternalizzare il progetto.
Naturalmente i calcoli non si fermano al punto limite.Le fasi di finitura come il rivestimento, il taglio a misura e l'imballaggio aumentano notevolmente i costi.Si dice spesso che il costo nascosto più grande nella produzione dei tubi sia la movimentazione.Spostamento dei tubi dal laminatoio al magazzino dove vengono prelevati dal magazzino e caricati su un supporto di taglio fine e quindi i tubi vengono posati a strati per alimentare i tubi nella taglierina uno alla volta: tutto questo Tutti i passaggi Richiedere manodopera Questo costo della manodopera potrebbe non attirare l'attenzione del contabile, ma si manifesta sotto forma di ulteriori operatori di carrelli elevatori o personale aggiuntivo nel reparto consegne.
Riso.2. La composizione chimica di SAE-J525 e SAE-J356A è quasi identica, il che aiuta quest'ultimo a sostituire il primo.
I tubi idraulici esistono da migliaia di anni.Oltre 4.000 anni fa, gli egiziani forgiavano il filo di rame.Le pipe di bambù furono usate in Cina durante la dinastia Xia intorno al 2000 a.C.Successivamente i sistemi idraulici romani furono costruiti utilizzando tubi di piombo, un sottoprodotto del processo di fusione dell'argento.
senza soluzione di continuità.I moderni tubi in acciaio senza saldatura fecero il loro debutto in Nord America nel 1890. Dal 1890 ad oggi, la materia prima per questo processo è una billetta rotonda solida.Le innovazioni nella colata continua delle billette negli anni '50 portarono alla trasformazione dei tubi senza saldatura da lingotti di acciaio nella materia prima di acciaio economica dell'epoca: le billette fuse.I tubi idraulici, sia del passato che del presente, sono realizzati con vuoti trafilati a freddo senza saldatura.È classificato per il mercato nordamericano come SAE-J524 dalla Society of Automotive Engineers e ASTM-A519 dall'American Society for Testing and Materials.
La produzione di tubi idraulici senza saldatura è solitamente un processo ad alta intensità di manodopera, soprattutto per tubi di piccolo diametro.Richiede molta energia e richiede molto spazio.
saldatura.Negli anni ’70 il mercato cambiò.Dopo aver dominato il mercato dei tubi in acciaio per quasi 100 anni, il mercato dei tubi senza saldatura è in declino.Era pieno di tubi saldati, che si sono rivelati adatti a molte applicazioni meccaniche nei mercati dell'edilizia e automobilistico.Occupa anche il territorio dell’ex Mecca, il mondo degli oleodotti e dei gasdotti.
Due innovazioni hanno contribuito a questo cambiamento nel mercato.Uno prevede la colata continua di bramme, che consente alle acciaierie di produrre in modo efficiente in serie nastri piatti di alta qualità.Un altro fattore che rende la saldatura a resistenza HF un processo praticabile per l’industria delle tubazioni.Il risultato è un nuovo prodotto: un tubo saldato con le stesse caratteristiche del tubo senza saldatura, ma ad un costo inferiore rispetto a prodotti simili senza saldatura.Questo tubo è ancora in produzione oggi ed è classificato come SAE-J525 o ASTM-A513-T5 nel mercato nordamericano.Poiché il tubo viene trafilato e ricotto, è un prodotto che richiede molte risorse.Questi processi non richiedono molta manodopera e capitale come i processi continui, ma i costi ad essi associati sono comunque elevati.
Dagli anni '90 ad oggi, la maggior parte dei tubi idraulici consumati nel mercato interno, siano essi trafilati senza saldatura (SAE-J524) o trafilati saldati (SAE-J525), vengono importati.Ciò è probabilmente il risultato di grandi differenze nel costo della manodopera e delle materie prime siderurgiche tra gli Stati Uniti e i paesi esportatori.Negli ultimi 30-40 anni questi prodotti sono stati disponibili presso produttori nazionali, ma non sono mai riusciti a imporsi come attore dominante in questo mercato.Il costo favorevole dei prodotti importati rappresenta un serio ostacolo.
mercato attuale.Il consumo del prodotto senza saldatura, trafilato e ricotto J524 è progressivamente diminuito nel corso degli anni.È ancora disponibile e ha un posto nel mercato delle linee idrauliche, ma gli OEM tendono a scegliere J525 se il J525 saldato, trafilato e ricotto è facilmente disponibile.
La pandemia ha colpito e il mercato è cambiato di nuovo.L’offerta globale di manodopera, acciaio e logistica sta diminuendo all’incirca allo stesso ritmo del calo della domanda di automobili menzionato sopra.Lo stesso vale per la fornitura di tubi di olio idraulico J525 importati.Considerati questi sviluppi, il mercato interno sembra essere pronto per un altro cambiamento di mercato.È pronto a produrre un altro prodotto che richieda meno manodopera rispetto alla saldatura, alla trafilatura e alla ricottura dei tubi?Uno esiste, anche se non è comunemente usato.Si tratta di SAE-J356A, che soddisfa i requisiti di molti sistemi idraulici (vedere fig. 1).
Le specifiche pubblicate dalla SAE tendono ad essere brevi e semplici, poiché ciascuna specifica definisce un solo processo di produzione dei tubi.Lo svantaggio è che il J525 e il J356A sono praticamente gli stessi in termini di dimensioni, proprietà meccaniche e altre informazioni, quindi le specifiche possono creare confusione.Inoltre, il prodotto a spirale J356A per linee idrauliche di piccolo diametro è una variante di J356 e il tubo dritto viene utilizzato principalmente per la produzione di tubi idraulici di grande diametro.
Figura 3. Sebbene i tubi saldati e trafilati a freddo siano considerati da molti superiori ai tubi saldati e laminati a freddo, le proprietà meccaniche dei due prodotti tubolari sono comparabili.NOTA.I valori imperiali in PSI vengono convertiti in modo morbido dalle specifiche che sono valori metrici in MPa.
Alcuni ingegneri considerano il J525 eccellente per applicazioni idrauliche ad alta pressione come le attrezzature pesanti.J356A è meno conosciuto ma si applica anche ai cuscinetti per fluidi ad alta pressione.A volte i requisiti di finitura differiscono: J525 non ha un cordone ID, mentre J356A è guidato dalla rifusione e ha un cordone ID più piccolo.
La materia prima ha proprietà simili (vedi Fig. 2).Piccole differenze nella composizione chimica sono correlate alle proprietà meccaniche desiderate.Per ottenere determinate proprietà meccaniche come la resistenza alla trazione o la resistenza alla trazione ultima (UTS), la composizione chimica o il trattamento termico dell'acciaio sono limitati per ottenere risultati specifici.
Questi tipi di tubi condividono un insieme simile di proprietà meccaniche generali, rendendoli intercambiabili in molte applicazioni (vedere Figura 3).In altre parole, se ne manca uno, è probabile che sia sufficiente l’altro.Nessuno ha bisogno di reinventare la ruota, l’industria dispone già di ruote solide ed equilibrate.
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Orario di pubblicazione: 05-gen-2023