Herkömmliche Hydraulikleitungen verwenden einzelne, aufgeweitete Enden, die typischerweise nach den Standards SAE-J525 oder ASTM-A513-T5 hergestellt werden und im Inland schwer zu bekommen sind.OEMs, die nach inländischen Lieferanten suchen, können Rohre ersetzen, die gemäß der SAE-J356A-Spezifikation hergestellt und wie abgebildet mit O-Ring-Gleitringdichtungen abgedichtet sind.Eine echte Produktionslinie.
Anmerkung des Herausgebers: Dieser Artikel ist der erste einer zweiteiligen Serie über den Markt und die Herstellung von Flüssigkeitstransferleitungen für Hochdruckanwendungen.Im ersten Teil wird der Status der in- und ausländischen Versorgungsbasen für konventionelle Produkte diskutiert.Im zweiten Abschnitt werden die Details weniger traditioneller Produkte erörtert, die auf diesen Markt abzielen.
Die COVID-19-Pandemie hat in vielen Branchen zu unerwarteten Veränderungen geführt, darunter in den Lieferketten für Stahlrohre und in den Rohrherstellungsprozessen.Von Ende 2019 bis heute hat der Stahlrohrmarkt sowohl in der Produktion als auch in den Logistikabläufen große Veränderungen erfahren.Eine längst überfällige Frage stand im Mittelpunkt.
Jetzt ist die Belegschaft wichtiger denn je.Die Pandemie ist eine menschliche Krise und die Bedeutung der Gesundheit hat für die meisten, wenn nicht alle, zu einer Verschiebung des Gleichgewichts zwischen Arbeit, Privatleben und Freizeit geführt.Die Zahl der Fachkräfte ist aufgrund von Pensionierungen, der Unfähigkeit einiger Arbeitnehmer, an ihren alten Arbeitsplatz zurückzukehren oder einen neuen Arbeitsplatz in der gleichen Branche zu finden, und vielen anderen Faktoren zurückgegangen.In den frühen Tagen der Epidemie konzentrierte sich der Arbeitskräftemangel vor allem auf Branchen, die auf Arbeitsplätze an vorderster Front angewiesen waren, wie etwa die medizinische Versorgung und den Einzelhandel, während das Produktionspersonal im Urlaub war oder seine Arbeitszeit erheblich reduziert wurde.Hersteller haben derzeit Schwierigkeiten, Personal zu rekrutieren und zu halten, darunter auch erfahrene Rohrwerksbetreiber.Die Pfeifenherstellung ist in erster Linie ein Arbeiterjob, der harte Arbeit in einem unkontrollierten Klima erfordert.Tragen Sie zusätzliche persönliche Schutzausrüstung (z. B. Masken), um Infektionen einzudämmen, und befolgen Sie zusätzliche Regeln, z. B. die Einhaltung eines Abstands von 6 Fuß.Linearer Abstand zu anderen, was den ohnehin schon stressigen Job zusätzlich belastet.
Auch die Verfügbarkeit von Stahl und die Kosten für Stahlrohstoffe haben sich während der Pandemie verändert.Stahl ist für die meisten Rohre der teuerste Bestandteil.Typischerweise macht Stahl 50 % der Kosten pro laufendem Fuß der Pipeline aus.Im vierten Quartal 2020 lag der dreijährige Durchschnittspreis für inländischen kaltgewalzten Stahl in den USA bei etwa 800 US-Dollar pro Tonne.Die Preise schießen durch die Decke und liegen bis Ende 2021 bei 2.200 US-Dollar pro Tonne.
Nur diese beiden Faktoren werden sich während der Pandemie ändern. Wie werden die Akteure auf dem Rohrmarkt reagieren?Welche Auswirkungen haben diese Veränderungen auf die Rohrlieferkette und welchen guten Rat gibt es für die Branche in dieser Krise?
Vor Jahren fasste ein erfahrener Rohrwerksleiter die Rolle seines Unternehmens in der Branche zusammen: „Hier machen wir zwei Dinge: Wir stellen Rohre her und wir verkaufen sie.“Bei vielen verschwimmen die Grundwerte des Unternehmens oder es kommt zu einer vorübergehenden Krise (oder es kommt alles gleichzeitig vor, was oft der Fall ist).
Es ist wichtig, die Kontrolle zu erlangen und zu behalten, indem man sich auf das Wesentliche konzentriert: die Faktoren, die die Produktion und den Verkauf von Qualitätsrohren beeinflussen.Wenn sich die Bemühungen des Unternehmens nicht auf diese beiden Aktivitäten konzentrieren, ist es an der Zeit, zu den Grundlagen zurückzukehren.
Mit der Ausbreitung der Pandemie ist die Nachfrage nach Rohren in einigen Branchen auf nahezu Null gesunken.Autofabriken und Unternehmen anderer Branchen, die als unbedeutend galten, lagen still.Es gab eine Zeit, in der viele in der Branche weder Rohre herstellten noch verkauften.Der Rohrmarkt existiert nur noch für wenige bedeutende Unternehmen.
Zum Glück kümmern sich die Leute um ihre eigenen Angelegenheiten.Manche Leute kaufen zusätzliche Gefrierschränke zur Aufbewahrung von Lebensmitteln.Kurz darauf begann sich der Immobilienmarkt zu erholen und die Menschen neigten dazu, beim Kauf eines Eigenheims ein paar oder viele neue Geräte zu kaufen, sodass beide Trends die Nachfrage nach Rohren mit kleinerem Durchmesser begünstigten.Die Landmaschinenindustrie beginnt sich zu erholen, und immer mehr Besitzer wünschen sich kleine Traktoren oder Rasenmäher ohne Lenkung.Anschließend erholte sich der Automobilmarkt wieder, wenn auch aufgrund von Chipmangel und anderen Faktoren langsamer.
Reis.1. Die Standards SAE-J525 und ASTM-A519 gelten als regulärer Ersatz für SAE-J524 und ASTM-A513T5.Der Hauptunterschied besteht darin, dass SAE-J525 und ASTM-A513T5 geschweißt statt nahtlos sind.Beschaffungsschwierigkeiten, wie z. B. eine sechsmonatige Lieferzeit, haben Möglichkeiten für zwei weitere Rohrprodukte geschaffen, SAE-J356 (Lieferung als gerades Rohr) und SAE-J356A (Lieferung als flexibles Rohr), die viele der gleichen Anforderungen erfüllen wie andere Produkte.
Der Markt hat sich verändert, aber die Führung bleibt dieselbe.Es gibt nichts Wichtigeres, als sich auf die Produktion und den Verkauf von Rohren entsprechend der Marktnachfrage zu konzentrieren.
Die Make-or-Buy-Frage stellt sich, wenn ein Fertigungsbetrieb mit höheren Arbeitskosten und festen oder reduzierten internen Ressourcen konfrontiert ist.
Die Produktion unmittelbar nach dem Schweißen von Rohrprodukten erfordert erhebliche Ressourcen.Je nach Volumen und Produktion des Stahlwerks ist es manchmal wirtschaftlich, breite Bänder intern zu schneiden.Allerdings kann das Einfädeln von Innengewinden angesichts des Arbeitsaufwands, des Kapitalbedarfs für Werkzeuge und der Kosten für die Breitbandinventur mühsam sein.
Einerseits kostet es viel Geld, monatlich 2.000 Tonnen Stahl zu schneiden und 5.000 Tonnen Stahl zu lagern.Auf der anderen Seite erfordert der Just-in-time-Einkauf von auf Breite geschnittenem Stahl wenig Geld.Da der Rohrhersteller die Konditionen des Darlehens mit dem Rohrschneider aushandeln kann, kann er tatsächlich die Barkosten aufschieben.Jedes Rohrwerk ist in dieser Hinsicht einzigartig, aber man kann mit Sicherheit sagen, dass fast jeder Rohrhersteller im Hinblick auf die Verfügbarkeit qualifizierter Arbeitskräfte, die Stahlkosten und den Cashflow von der COVID-19-Pandemie betroffen war.
Das Gleiche gilt je nach Sachlage auch für die Rohrproduktion selbst.Unternehmen mit verzweigten Wertschöpfungsketten können aus dem Regulierungsgeschäft aussteigen.Anstatt Rohre herzustellen, sie dann zu biegen, zu beschichten und Knoten und Baugruppen herzustellen, kaufen Sie Rohre und konzentrieren Sie sich auf andere Aktivitäten.
Viele Unternehmen, die hydraulische Komponenten oder Rohrbündel für Automobilflüssigkeiten herstellen, verfügen über eigene Rohrwerke.Bei einigen dieser Anlagen handelt es sich nun eher um Verbindlichkeiten als um Vermögenswerte.Verbraucher tendieren im Zeitalter der Pandemie dazu, weniger Auto zu fahren, und die Prognosen für den Autoabsatz liegen weit unter dem Niveau vor der Pandemie.Der Automobilmarkt wird mit negativen Worten wie Stillständen, tiefen Rezessionen und Knappheit in Verbindung gebracht.Für die Automobilhersteller und ihre Zulieferer besteht kein Grund zu der Annahme, dass sich die Versorgungslage in naher Zukunft zum Besseren verändern wird.Bemerkenswert ist, dass immer mehr Elektrofahrzeuge in diesem Markt über weniger Stahlrohr-Antriebskomponenten verfügen.
Greifrohrmühlen werden häufig auf Bestellung gefertigt.Dies ist ein Vorteil im Hinblick auf ihren beabsichtigten Zweck – die Herstellung von Rohren für bestimmte Anwendungen –, aber ein Nachteil im Hinblick auf Skaleneffekte.Stellen Sie sich zum Beispiel ein Rohrwerk vor, das für die Herstellung von Produkten mit einem Außendurchmesser von 10 mm für ein bekanntes Automobilprodukt ausgelegt ist.Das Programm garantiert Einstellungen basierend auf der Lautstärke.Später kam ein wesentlich kleineres Verfahren für ein weiteres Rohr mit gleichem Außendurchmesser hinzu.Die Zeit verging, das ursprüngliche Programm lief aus und das Unternehmen verfügte nicht über genügend Volumen, um ein zweites Programm zu rechtfertigen.Die Installations- und sonstigen Kosten sind zu hoch, um sie zu rechtfertigen.Wenn das Unternehmen in diesem Fall einen fähigen Lieferanten findet, sollte es versuchen, das Projekt auszulagern.
Natürlich hören die Berechnungen nicht am Grenzwert auf.Nachbearbeitungsschritte wie Beschichten, Ablängen und Verpacken erhöhen die Kosten erheblich.Es wird oft gesagt, dass die größten versteckten Kosten bei der Rohrproduktion die Handhabung sind.Der Transport der Rohre vom Walzwerk zum Lager, wo sie aus dem Lager abgeholt und auf einen Feinschneideständer geladen werden, und dann werden die Rohre in Schichten gelegt, um die Rohre einzeln dem Schneider zuzuführen – all das sind Schritte erfordern Arbeitskräfte. Diese Arbeitskosten erregen möglicherweise nicht die Aufmerksamkeit des Buchhalters, machen sich aber in Form von zusätzlichen Gabelstaplerfahrern oder zusätzlichem Personal in der Lieferabteilung bemerkbar.
Reis.2. Die chemische Zusammensetzung von SAE-J525 und SAE-J356A ist nahezu identisch, wodurch letzteres das erstere ersetzen kann.
Hydraulikleitungen gibt es schon seit Tausenden von Jahren.Vor über 4.000 Jahren schmiedeten die Ägypter Kupferdraht.Bambuspfeifen wurden in China während der Xia-Dynastie um 2000 v. Chr. verwendet.Später wurden römische Sanitärsysteme aus Bleirohren gebaut, einem Nebenprodukt des Silberschmelzprozesses.
nahtlos.Moderne nahtlose Stahlrohre feierten 1890 in Nordamerika ihr Debüt. Von 1890 bis heute ist das Rohmaterial für dieses Verfahren ein massiver runder Knüppel.Innovationen beim Stranggießen von Knüppeln in den 1950er Jahren führten zur Umwandlung nahtloser Rohre von Stahlbarren in den damals billigen Stahlrohstoff – gegossene Knüppel.Frühere und heutige Hydraulikrohre werden aus nahtlosen, kaltgezogenen Hohlräumen hergestellt.Für den nordamerikanischen Markt ist es von der Society of Automotive Engineers als SAE-J524 und von der American Society for Testing and Materials als ASTM-A519 klassifiziert.
Die Herstellung nahtloser Hydraulikrohre ist in der Regel ein sehr arbeitsintensiver Prozess, insbesondere bei Rohren mit kleinem Durchmesser.Es verbraucht viel Energie und benötigt viel Platz.
Schweißen.In den 1970er Jahren veränderte sich der Markt.Nachdem er den Stahlrohrmarkt fast 100 Jahre lang dominiert hatte, ist der Markt für nahtlose Rohre zurückgegangen.Es war vollgepackt mit geschweißten Rohren, die sich für viele mechanische Anwendungen im Bau- und Automobilmarkt als geeignet erwiesen.Es besetzt sogar Territorium im ehemaligen Mekka – der Welt der Öl- und Gaspipelines.
Zwei Innovationen trugen zu dieser Marktveränderung bei.Bei einem davon handelt es sich um das Stranggießen von Brammen, das es Stahlwerken ermöglicht, qualitativ hochwertige Flachbänder effizient in Massenproduktion herzustellen.Ein weiterer Faktor, der das HF-Widerstandsschweißen zu einem praktikablen Verfahren für die Rohrleitungsindustrie macht.Das Ergebnis ist ein neues Produkt: ein geschweißtes Rohr mit den gleichen Eigenschaften wie nahtlose Rohre, jedoch zu geringeren Kosten als ähnliche nahtlose Produkte.Dieses Rohr wird noch heute produziert und ist auf dem nordamerikanischen Markt als SAE-J525 oder ASTM-A513-T5 klassifiziert.Da das Rohr gezogen und geglüht wird, handelt es sich um ein ressourcenintensives Produkt.Diese Prozesse sind nicht so arbeits- und kapitalintensiv wie nahtlose Prozesse, die damit verbundenen Kosten sind jedoch dennoch hoch.
Von den 1990er Jahren bis heute wird der Großteil der auf dem heimischen Markt verbrauchten Hydraulikrohre, ob nahtlos gezogen (SAE-J524) oder geschweißt gezogen (SAE-J525), importiert.Dies ist wahrscheinlich das Ergebnis großer Unterschiede bei den Arbeits- und Stahlrohstoffkosten zwischen den USA und den Exportländern.In den letzten 30 bis 40 Jahren waren diese Produkte von einheimischen Herstellern erhältlich, konnten sich jedoch nie als dominierender Akteur auf diesem Markt etablieren.Günstige Kosten für importierte Produkte sind ein ernstes Hindernis.
der laufende Markt.Der Verbrauch an nahtlosem, gezogenem und geglühtem Produkt J524 ist im Laufe der Jahre allmählich zurückgegangen.Es ist immer noch verfügbar und hat seinen Platz auf dem Markt für Hydraulikleitungen, aber OEMs tendieren dazu, sich für J525 zu entscheiden, wenn geschweißtes, gezogenes und geglühtes J525 leicht verfügbar ist.
Die Pandemie schlug zu und der Markt veränderte sich erneut.Das weltweite Angebot an Arbeitskräften, Stahl und Logistik sinkt etwa im gleichen Maße wie der oben erwähnte Rückgang der Autonachfrage.Gleiches gilt für die Lieferung importierter J525-Hydraulikölleitungen.Angesichts dieser Entwicklungen scheint der Inlandsmarkt vor einer weiteren Marktverschiebung zu stehen.Ist es bereit, ein weiteres Produkt herzustellen, das weniger arbeitsintensiv ist als das Schweißen, Ziehen und Glühen von Rohren?Eine davon existiert, obwohl sie nicht häufig verwendet wird.Dabei handelt es sich um SAE-J356A, das die Anforderungen vieler Hydrauliksysteme erfüllt (siehe Abb. 1).
Die von der SAE veröffentlichten Spezifikationen sind in der Regel kurz und einfach, da jede Spezifikation nur einen Rohrherstellungsprozess definiert.Der Nachteil ist, dass J525 und J356A in Bezug auf Größe, mechanische Eigenschaften und andere Informationen weitgehend gleich sind, sodass die technischen Daten verwirrend sein können.Darüber hinaus ist das Spiralprodukt J356A für Hydraulikleitungen mit kleinem Durchmesser eine Variante von J356, und das gerade Rohr wird hauptsächlich für die Herstellung von Hydraulikrohren mit großem Durchmesser verwendet.
Abbildung 3. Obwohl geschweißte und kaltgezogene Rohre von vielen als überlegen gegenüber geschweißten und kaltgewalzten Rohren angesehen werden, sind die mechanischen Eigenschaften der beiden Rohrprodukte vergleichbar.NOTIZ.Imperiale Werte in PSI werden sanft von Spezifikationen, bei denen es sich um metrische Werte handelt, in MPa umgerechnet.
Einige Ingenieure halten den J525 für hervorragend für Hochdruckhydraulikanwendungen wie schwere Geräte.J356A ist weniger bekannt, gilt aber auch für Hochdruck-Flüssigkeitslager.Manchmal unterscheiden sich die Endbearbeitungsanforderungen: J525 hat keine ID-Perle, während J356A Reflow-gesteuert ist und eine kleinere ID-Perle hat.
Der Rohstoff hat ähnliche Eigenschaften (siehe Abb. 2).Kleine Unterschiede in der chemischen Zusammensetzung korrelieren mit den gewünschten mechanischen Eigenschaften.Um bestimmte mechanische Eigenschaften wie Zugfestigkeit oder Zugfestigkeit (UTS) zu erreichen, wird die chemische Zusammensetzung oder Wärmebehandlung des Stahls begrenzt, um bestimmte Ergebnisse zu erzielen.
Diese Rohrtypen weisen ähnliche allgemeine mechanische Eigenschaften auf, wodurch sie in vielen Anwendungen austauschbar sind (siehe Abbildung 3).Mit anderen Worten: Wenn eines fehlt, reicht wahrscheinlich das andere aus.Niemand muss das Rad neu erfinden, die Branche verfügt bereits über solide, ausgewogene Räder.
Tube & Pipe Journal wurde 1990 als erste Zeitschrift für die Metallrohrindustrie ins Leben gerufen.Bis heute ist es die einzige Branchenpublikation in Nordamerika und hat sich zur vertrauenswürdigsten Informationsquelle für Rohrfachleute entwickelt.
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Zeitpunkt der Veröffentlichung: 06.01.2023