Les conduites hydrauliques traditionnelles utilisent des extrémités évasées simples, généralement fabriquées selon les normes SAE-J525 ou ASTM-A513-T5, difficiles à obtenir au niveau national.Les équipementiers à la recherche de fournisseurs nationaux peuvent remplacer les tuyaux fabriqués selon la spécification SAE-J356A et scellés avec des joints toriques, comme illustré.Une véritable chaîne de production.
Note de l'éditeur : Cet article est le premier d'une série en deux parties sur le marché et la fabrication de conduites de transfert de liquide pour les applications haute pression.La première partie examine l’état des bases d’approvisionnement nationales et étrangères pour les produits conventionnels.La deuxième section aborde les détails des produits moins traditionnels destinés à ce marché.
La pandémie de COVID-19 a provoqué des changements inattendus dans de nombreux secteurs, notamment dans les chaînes d’approvisionnement en tubes d’acier et dans les processus de fabrication des tubes.De fin 2019 à aujourd’hui, le marché des tubes en acier a connu des changements majeurs tant au niveau de la production que des opérations logistiques.Une question attendue depuis longtemps était au centre de l’attention.
Aujourd’hui, la main-d’œuvre est plus importante que jamais.La pandémie est une crise humaine et l’importance de la santé a modifié l’équilibre entre le travail, la vie personnelle et les loisirs pour la plupart, sinon la totalité.Le nombre de travailleurs qualifiés a diminué en raison des départs à la retraite, de l'incapacité de certains travailleurs de retrouver leur ancien emploi ou de trouver un nouvel emploi dans le même secteur, et de nombreux autres facteurs.Au début de l’épidémie, les pénuries de main-d’œuvre étaient principalement concentrées dans les secteurs qui dépendaient d’emplois de première ligne, comme les soins médicaux et le commerce de détail, tandis que le personnel de production était en vacances ou que ses heures de travail étaient considérablement réduites.Les fabricants ont actuellement du mal à recruter et à retenir du personnel, y compris des opérateurs d'usines de tuyauterie expérimentés.La fabrication de tuyaux est avant tout un travail de col bleu qui nécessite un travail acharné dans un climat incontrôlé.Portez un équipement de protection individuelle supplémentaire (tel que des masques) pour atténuer l'infection et suivez des règles supplémentaires telles que le maintien d'une distance de 6 pieds.Distance linéaire par rapport aux autres, ajoutant du stress à un travail déjà stressant.
La disponibilité de l’acier et le coût des matières premières en acier ont également changé pendant la pandémie.L’acier est le composant le plus cher de la plupart des tuyaux.En règle générale, l’acier représente 50 % du coût par pied linéaire de pipeline.Au quatrième trimestre 2020, le prix moyen sur trois ans de l’acier laminé à froid aux États-Unis était d’environ 800 dollars la tonne.Les prix montent en flèche et s’élèvent à 2 200 dollars la tonne d’ici fin 2021.
Seuls ces deux facteurs changeront pendant la pandémie, comment réagiront les acteurs du marché de la canalisation ?Quel impact ces changements ont-ils sur la chaîne d'approvisionnement en canalisations et quels bons conseils peut-on donner à l'industrie dans cette crise ?
Il y a des années, un directeur expérimenté d'une usine de tubes résumait le rôle de son entreprise dans l'industrie : « Ici, nous faisons deux choses : nous fabriquons des tubes et nous les vendons. »beaucoup brouillent les valeurs fondamentales de l'entreprise ou une crise passagère (ou tout cela se produit en même temps, ce qui est souvent le cas).
Il est important d’acquérir et de conserver le contrôle en se concentrant sur ce qui compte vraiment : les facteurs qui affectent la production et la vente de canalisations de qualité.Si les efforts de l’entreprise ne se concentrent pas sur ces deux activités, il est temps de revenir à l’essentiel.
À mesure que la pandémie se propage, la demande de tuyaux dans certaines industries est tombée à près de zéro.Les usines automobiles et les entreprises d’autres secteurs considérés comme mineurs étaient inactives.Il fut un temps où de nombreux acteurs de l’industrie ne fabriquaient ni ne vendaient de pipes.Le marché des canalisations n'existe que pour quelques entreprises importantes.
Heureusement, les gens s’occupent de leurs propres affaires.Certaines personnes achètent des congélateurs supplémentaires pour conserver les aliments.Peu de temps après, le marché immobilier a commencé à se redresser et les gens ont eu tendance à acheter quelques ou plusieurs nouveaux appareils électroménagers lors de l'achat d'une maison, de sorte que les deux tendances ont soutenu la demande de tuyaux de plus petit diamètre.L’industrie du matériel agricole commence à renaître, avec de plus en plus de propriétaires souhaitant de petits tracteurs ou des tondeuses à gazon sans direction.Le marché automobile a ensuite repris, quoique à un rythme plus lent en raison de pénuries de puces et d’autres facteurs.
Riz.1. Les normes SAE-J525 et ASTM-A519 sont établies pour remplacer régulièrement les normes SAE-J524 et ASTM-A513T5.La principale différence est que SAE-J525 et ASTM-A513T5 sont soudés au lieu d'être sans soudure.Des difficultés d'achat telles qu'un délai de livraison de six mois ont créé des opportunités pour deux autres produits tubulaires, SAE-J356 (fourni sous forme de tube droit) et SAE-J356A (fourni sous forme de bobine), qui répondent en grande partie aux mêmes exigences que les autres.des produits.
Le marché a changé, mais le leadership reste le même.Il n’y a rien de plus important que de se concentrer sur la production et la vente de tuyaux en fonction de la demande du marché.
La question du « faire ou acheter » se pose lorsqu’une opération manufacturière est confrontée à des coûts de main-d’œuvre plus élevés et à des ressources internes fixes ou réduites.
La production immédiatement après le soudage de produits de tuyauterie nécessite des ressources importantes.Selon le volume et la production de l'aciérie, il est parfois économique de découper de larges bandes en interne.Cependant, le threading interne peut s'avérer fastidieux étant donné les exigences en matière de main d'œuvre, les besoins en capital pour les outils et le coût de l'inventaire haut débit.
D’une part, couper 2 000 tonnes par mois et stocker 5 000 tonnes d’acier demande beaucoup d’argent.En revanche, l’achat d’acier coupé à la largeur juste à temps nécessite peu d’argent.En fait, étant donné que le fabricant de tuyaux peut négocier les conditions du prêt avec le coupeur, il peut en réalité reporter les coûts décaissés.Chaque usine de tubes est unique à cet égard, mais on peut affirmer sans se tromper que presque tous les fabricants de tubes ont été touchés par la pandémie de COVID-19 en termes de disponibilité de main-d'œuvre qualifiée, de coûts de l'acier et de flux de trésorerie.
Il en va de même pour la production de tuyaux elle-même, selon les circonstances.Les entreprises dotées de chaînes de valeur ramifiées peuvent se retirer des activités de réglementation.Au lieu de fabriquer des tubes, puis de les plier, de les enduire et de faire des nœuds et des assemblages, achetez des tubes et concentrez-vous sur d'autres activités.
De nombreuses entreprises qui fabriquent des composants hydrauliques ou des faisceaux de canalisations pour fluides automobiles possèdent leur propre usine de tubes.Certaines de ces usines constituent désormais un passif plutôt qu'un actif.À l’ère de la pandémie, les consommateurs ont tendance à conduire moins et les prévisions de ventes de voitures sont loin des niveaux d’avant la pandémie.Le marché automobile est associé à des mots négatifs tels que fermetures, profondes récessions et pénurie.Pour les constructeurs automobiles et leurs fournisseurs, il n’y a aucune raison de s’attendre à ce que la situation de l’offre s’améliore dans un avenir proche.Notamment, un nombre croissant de véhicules électriques sur ce marché comportent moins de composants de transmission en tubes d’acier.
Les broyeurs à tubes de préhension sont souvent fabriqués sur commande.Il s’agit d’un avantage en termes de destination – fabriquer des tuyaux pour des applications spécifiques – mais d’un inconvénient en termes d’économies d’échelle.Par exemple, considérons une tuberie conçue pour produire des produits de 10 mm de diamètre extérieur pour un produit automobile connu.Le programme garantit des réglages basés sur le volume.Plus tard, une procédure beaucoup plus petite a été ajoutée pour un autre tube ayant le même diamètre extérieur.Le temps a passé, le programme initial a expiré et l'entreprise n'avait pas suffisamment de volume pour justifier un deuxième programme.Les coûts d'installation et autres sont trop élevés pour être justifiés.Dans ce cas, si l’entreprise parvient à trouver un fournisseur compétent, elle devrait essayer d’externaliser le projet.
Bien entendu, les calculs ne s’arrêtent pas au point limite.Les étapes de finition telles que le revêtement, la coupe à longueur et l'emballage augmentent considérablement le coût.On dit souvent que le coût caché le plus important dans la production de tubes est la manutention.Déplacer les tuyaux du laminoir à l'entrepôt où ils sont récupérés de l'entrepôt et chargés sur un support de refendage fin, puis les tuyaux sont posés en couches pour alimenter les tuyaux un par un dans le coupeur - tout cela. Toutes les étapes exiger de la main-d'œuvre Ce coût de la main-d'œuvre n'attire peut-être pas l'attention du comptable, mais il se manifeste sous la forme d'opérateurs de chariots élévateurs supplémentaires ou de personnel supplémentaire dans le service de livraison.
Riz.2. La composition chimique du SAE-J525 et du SAE-J356A est presque identique, ce qui aide le dernier à remplacer le premier.
Les conduites hydrauliques existent depuis des milliers d’années.Il y a plus de 4 000 ans, les Égyptiens forgeaient du fil de cuivre.Les pipes en bambou étaient utilisées en Chine sous la dynastie Xia vers 2000 avant JC.Les systèmes de plomberie romains ultérieurs ont été construits à l'aide de tuyaux en plomb, un sous-produit du processus de fusion de l'argent.
sans couture.Les tubes en acier sans soudure modernes ont fait leurs débuts en Amérique du Nord en 1890. Depuis 1890 jusqu'à aujourd'hui, la matière première de ce procédé est une billette ronde solide.Les innovations dans la coulée continue de billettes dans les années 1950 ont conduit à la transformation de tubes sans soudure à partir de lingots d'acier en une matière première d'acier bon marché de l'époque : les billettes coulées.Les conduites hydrauliques, passées et présentes, sont fabriquées à partir de vides étirés à froid sans soudure.Il est classé pour le marché nord-américain comme SAE-J524 par la Society of Automotive Engineers et ASTM-A519 par l'American Society for Testing and Materials.
La production de conduites hydrauliques sans soudure est généralement un processus très exigeant en main-d'œuvre, en particulier pour les conduites de petit diamètre.Cela demande beaucoup d’énergie et nécessite beaucoup d’espace.
soudage.Dans les années 1970, le marché a changé.Après avoir dominé le marché des tubes en acier pendant près de 100 ans, celui des tubes sans soudure a décliné.Il était rempli de tubes soudés, qui se sont révélés adaptés à de nombreuses applications mécaniques sur les marchés de la construction et de l'automobile.Elle occupe même des territoires dans l’ancienne Mecque – le monde des oléoducs et des gazoducs.
Deux innovations ont contribué à cette évolution du marché.L’une d’elles concerne la coulée continue de brames, qui permet aux aciéries de produire efficacement en masse des bandes plates de haute qualité.Un autre facteur qui fait du soudage par résistance HF un procédé viable pour l’industrie des pipelines.Le résultat est un nouveau produit : un tube soudé présentant les mêmes caractéristiques que les produits sans soudure, mais à un coût inférieur à celui des produits sans soudure similaires.Ce tuyau est toujours en production aujourd'hui et est classé SAE-J525 ou ASTM-A513-T5 sur le marché nord-américain.Étant donné que le tube est étiré et recuit, il s’agit d’un produit gourmand en ressources.Ces processus ne nécessitent pas autant de main d’œuvre et de capital que les processus transparents, mais les coûts qui y sont associés restent élevés.
Depuis les années 1990 jusqu'à aujourd'hui, la plupart des conduites hydrauliques consommées sur le marché intérieur, qu'elles soient étirées sans soudure (SAE-J524) ou étirées soudées (SAE-J525), sont importées.Cela est probablement dû aux grandes différences de coût de la main-d’œuvre et des matières premières en acier entre les États-Unis et les pays exportateurs.Au cours des 30 à 40 dernières années, ces produits étaient disponibles auprès des fabricants nationaux, mais ils n'ont jamais réussi à s'imposer comme un acteur dominant sur ce marché.Le coût avantageux des produits importés constitue un obstacle sérieux.
marché actuel.La consommation du produit sans soudure, étiré et recuit J524 a progressivement diminué au fil des années.Il est toujours disponible et a sa place sur le marché des conduites hydrauliques, mais les équipementiers ont tendance à choisir le J525 si le J525 soudé, étiré et recuit est facilement disponible.
La pandémie a frappé et le marché a encore changé.L’offre mondiale de main d’œuvre, d’acier et de logistique diminue à peu près au même rythme que la baisse de la demande automobile mentionnée ci-dessus.Il en va de même pour la fourniture de conduites d'huile hydraulique J525 importées.Compte tenu de ces évolutions, le marché intérieur semble prêt à affronter un autre changement de marché.Est-il prêt à fabriquer un autre produit nécessitant moins de main-d’œuvre que le soudage, l’étirage et le recuit de tuyaux ?Il en existe un, même s'il n'est pas couramment utilisé.Il s'agit du SAE-J356A, qui répond aux exigences de nombreux systèmes hydrauliques (voir fig. 1).
Les spécifications publiées par la SAE ont tendance à être courtes et simples, car chaque spécification ne définit qu'un seul processus de fabrication de tubes.L'inconvénient est que les J525 et J356A sont à peu près les mêmes en termes de taille, de propriétés mécaniques et d'autres informations, de sorte que les spécifications peuvent prêter à confusion.De plus, le produit en spirale J356A pour conduites hydrauliques de petit diamètre est une variante du J356, et le tuyau droit est principalement utilisé pour la production de conduites hydrauliques de grand diamètre.
Figure 3. Bien que beaucoup considèrent les tubes soudés et étirés à froid comme supérieurs aux tubes soudés et laminés à froid, les propriétés mécaniques des deux produits tubulaires sont comparables.NOTE.Les valeurs impériales en PSI sont converties en douceur à partir des spécifications qui sont des valeurs métriques en MPa.
Certains ingénieurs considèrent le J525 comme excellent pour les applications hydrauliques haute pression telles que les équipements lourds.J356A est moins connu mais s'applique également aux roulements à fluide haute pression.Parfois, les exigences de finition diffèrent : le J525 n'a pas de cordon d'identification, tandis que le J356A est entraîné par refusion et possède un cordon d'identification plus petit.
La matière première a des propriétés similaires (voir Fig. 2).De petites différences dans la composition chimique sont en corrélation avec les propriétés mécaniques souhaitées.Afin d'atteindre certaines propriétés mécaniques telles que la résistance à la traction ou la résistance ultime à la traction (UTS), la composition chimique ou le traitement thermique de l'acier est limité pour obtenir des résultats précis.
Ces types de tuyaux partagent un ensemble similaire de propriétés mécaniques générales, ce qui les rend interchangeables dans de nombreuses applications (voir Figure 3).En d’autres termes, si l’un manque, l’autre suffira probablement.Personne n’a besoin de réinventer la roue, l’industrie dispose déjà d’un ensemble de roues solides et équilibrées.
Tube & Pipe Journal a été lancé en 1990 en tant que premier magazine dédié à l'industrie des tuyaux métalliques.À ce jour, il reste la seule publication industrielle en Amérique du Nord et est devenu la source d'information la plus fiable pour les professionnels du secteur des tubes.
Un accès numérique complet à The FABRICATOR est désormais disponible, offrant un accès facile aux précieuses ressources de l'industrie.
L'accès numérique complet au Tube & Pipe Journal est désormais disponible, offrant un accès facile aux ressources précieuses de l'industrie.
Profitez d'un accès numérique complet à STAMPING Journal, le journal du marché de l'emboutissage des métaux présentant les dernières avancées technologiques, les meilleures pratiques et l'actualité du secteur.
Un accès complet à l'édition numérique de The Fabricator en Español est désormais disponible, offrant un accès facile aux précieuses ressources de l'industrie.
La deuxième partie de notre série en deux parties avec Ray Ripple, artiste métallurgiste et soudeur texan, continue sa…
Heure de publication : 05 janvier 2023