Lựa chọn và sử dụng hạt mài để chế tạo và hàn kim loại

Các vấn đề về chuỗi cung ứng liên quan đến đại dịch đã mở ra cánh cửa cho việc lắp đặt lại đường ống áp suất thủy lực

Đại dịch COVID-19 đã gây ra sự thay đổi bất ngờ trong nhiều ngành công nghiệp, bao gồm cả chuỗi cung ứng ống thép và các quy trình sản xuất ống. Từ cuối năm 2019 đến nay, thị trường ống đã trải qua những thay đổi gây khó khăn cho cả hoạt động của nhà máy và hậu cần. Và một vấn đề âm ỉ từ lâu đã được đưa vào ánh đèn sân khấu.

Giờ đây, lao động quan trọng hơn bao giờ hết. Đại dịch là một cuộc khủng hoảng của con người, và tầm quan trọng của sức khỏe đã thay đổi sự cân bằng giữa công việc-cuộc sống-vui chơi đối với hầu hết, nếu không phải là tất cả. Dân số công nhân lành nghề đã giảm do nghỉ hưu, một số công nhân không có khả năng tiếp tục công việc cũ hoặc tìm công việc mới trong cùng một ngành, và nhiều yếu tố khác. Đầu đại dịch, tình trạng thiếu nhân công chủ yếu ở các ngành chăm sóc sức khỏe, bán lẻ và các ngành khác phụ thuộc vào công việc hàng đầu, trong khi nhân sự sản xuất tăng cao hoặc số giờ làm việc giảm mạnh. Hiện các nhà sản xuất đang gặp khó khăn trong việc tuyển dụng và giữ chân nhân viên, và điều này bao gồm cả những người vận hành ống và nhà máy sản xuất ống có kinh nghiệm. Sản xuất ống phần lớn là một công việc chân tay, đòi hỏi nỗ lực vất vả trong môi trường không được kiểm soát bởi khí hậu. Mang thiết bị bảo vệ cá nhân bổ sung (nghĩa là khẩu trang) để giảm thiểu lây nhiễm và tuân thủ các quy tắc bổ sung, chẳng hạn như duy trì độ cao 6 ft. khoảng cách tuyến tính với những người khác, làm tăng căng thẳng trong một công việc vốn đã có nhiều nguy cơ gây căng thẳng.

Lượng thép sẵn có và giá thép thô cũng đã thay đổi trong thời kỳ đại dịch. Thép là chi phí thành phần lớn nhất đối với hầu hết các loại ống. Theo nguyên tắc chung, thép chiếm 50% chi phí cho mỗi chân ống tuyến tính. Giá thép cán nguội nội địa của Mỹ cho đến quý 4 năm 2020 ở mức trung bình trong 3 năm khoảng 800 USD / tấn. Vào cuối năm 2021, giá đã nằm ngoài bảng xếp hạng ở mức 2.200 USD / tấn.

Chỉ với hai yếu tố đã thay đổi trong thời kỳ đại dịch, các công ty trong thị trường ống có thể phản ứng như thế nào? Những thay đổi này có ảnh hưởng gì đến chuỗi cung ứng dạng ống và có hướng dẫn hữu ích nào để đưa ngành thoát khỏi cuộc khủng hoảng này?

Quay lại kiến ​​thức cơ bản

Nhiều năm trước, một giám đốc kỳ cựu của nhà máy sản xuất ống đã tóm tắt về vai trò của công ty mình trong ngành: “Ở đây chúng tôi chỉ làm hai việc — chúng tôi sản xuất ống và chúng tôi bán nó”. Quan điểm này có giá trị đối với bất kỳ giám đốc điều hành sản xuất ống nào bị quá tải bởi quá nhiều cuộc họp, quá nhiều phiền nhiễu, quá nhiều yếu tố làm loãng giá trị cốt lõi của công ty hoặc khủng hoảng hàng giờ (hoặc tất cả chúng cùng một lúc, thường là như vậy) .

Điều quan trọng là đạt được và duy trì sự kiểm soát bằng cách tập trung vào điều quan trọng: các yếu tố ảnh hưởng đến việc sản xuất và bán ống chất lượng. Nếu nỗ lực của một công ty không tập trung vào hai hoạt động này, thì đã đến lúc quay lại những điều cơ bản.

Khi đại dịch bùng phát, nhu cầu ống giảm gần như bằng 0 trong một số ngành. Các nhà máy ô tô và các công ty trong các lĩnh vực khác được coi là không cần thiết đã ngừng hoạt động. Trong một thời gian, nhiều người trong ngành này không sản xuất ống cũng như bán nó. Thị trường ống chỉ tiếp tục cho một số doanh nghiệp thiết yếu.

May mắn thay, mọi người đã đi về kinh doanh của họ. Một số người đã mua thêm tủ đông để dự trữ thực phẩm. Một thời gian sau, thị trường nhà đất phát triển, và khi mọi người mua nhà, họ thường mua một số hoặc nhiều thiết bị mới, vì vậy cả hai xu hướng đều hỗ trợ nhu cầu đối với ống có đường kính nhỏ. Lĩnh vực thiết bị nông nghiệp bắt đầu quay trở lại, với nhiều chủ sở hữu bất động sản muốn máy kéo nhỏ hoặc máy cắt không quay. Sau đó, thị trường ô tô đã khởi động trở lại, mặc dù với tốc độ chậm hơn do sự thiếu hụt chip và các yếu tố khác.

Hình 1. SAE-J525 và ASTM-A519 được thành lập, thay thế thông thường cho SAE-J524 và ASTM-A513T5. Điểm khác biệt chính là SAE-J525 và ASTM-A513T5 được hàn thay vì liền mạch. Những khó khăn trong mua sắm như thời gian giao hàng kéo dài sáu tháng đã tạo cơ hội cho hai sản phẩm dạng ống khác là SAE-J356 (được phân phối ở dạng thẳng) và SAE-J356A (dạng cuộn), đáp ứng nhiều yêu cầu giống như các sản phẩm khác .

Thị trường đã thay đổi, nhưng hướng dẫn vẫn vậy. Không có gì lấn át sự tập trung vào việc sản xuất ống và bán nó theo nhu cầu của thị trường.

Gia công phần mềm

Khi một hoạt động sản xuất phải đối mặt với chi phí lao động cao hơn và nguồn lực nội bộ cố định hoặc suy giảm, câu hỏi “sản xuất hay mua nó” xuất hiện.

Việc tạo ra một sản phẩm ống hàn cần những nguồn tài nguyên phi thường. Việc xẻ thép bản rộng trong nhà đôi khi là một lợi thế kinh tế, dựa trên khối lượng và hồ sơ sản xuất của các nhà máy. Tuy nhiên, việc rạch hàng nội bộ có thể là một khoản nợ phải trả khi xem xét nhu cầu lao động, yêu cầu vốn cho công cụ và chi phí tồn kho dải rộng.

Mặt khác, việc cắt giảm 2.000 tấn một tháng có thể dẫn đến việc tồn kho 5.000 tấn thép nguyên liệu, điều này dẫn đến rất nhiều tiền mặt. Mặt khác, việc mua thép có rãnh theo chiều rộng theo cách sắp xếp vừa phải sử dụng rất ít tiền mặt. Trên thực tế, nó thực sự có thể trì hoãn việc xuất tiền, vì nhà sản xuất ống có thể thương lượng các điều khoản tín dụng với nhà phân lô. Mọi nhà máy sản xuất ống đều là duy nhất về mặt này, nhưng có thể nói rằng gần như mọi nhà sản xuất ống đều bị ảnh hưởng bởi đại dịch COVID-19 liên quan đến sự sẵn có của lao động có tay nghề cao, chi phí thép và dòng tiền.

Điều tương tự cũng có thể nói đối với bản thân việc sản xuất ống, tùy thuộc vào từng trường hợp. Một công ty có chuỗi giá trị gia tăng rộng lớn có thể chọn thoát khỏi hoạt động kinh doanh sản xuất ống. Thay vì làm ống, sau đó uốn cong nó, phủ lên nó và tạo ra các cụm lắp ráp phụ, bạn nên mua ống và tập trung vào các hoạt động khác.

Nhiều công ty sản xuất các cụm thủy lực, hoặc các bó vận chuyển chất lỏng ô tô, có các nhà máy sản xuất ống cố định. Một số doanh nghiệp này hiện là nợ phải trả hơn là tài sản. Người tiêu dùng trong thời đại đại dịch có xu hướng lái xe ít hơn và các dự báo về doanh số bán xe còn cách xa so với mức trước đại dịch. Thị trường ô tô gắn liền với những từ tiêu cực như ngừng hoạt động, sụt giảm nghiêm trọng và thiếu hụt . Không có sự thay đổi tích cực nào về tình hình cung ứng trong tương lai gần đối với các OEM ô tô và các nhà cung cấp của họ. Đáng chú ý là sự xuất hiện ngày càng nhiều của các loại xe điện trên thị trường này có ít thành phần hệ thống truyền lực ống thép hơn.

Các nhà máy ống cố định thường được xây dựng từ các thiết kế tùy chỉnh. Đây là một lợi thế trong mục đích dự định của họ — tạo ống cho một ứng dụng cụ thể — nhưng lại là một bất lợi trong tính kinh tế theo quy mô. Ví dụ, hãy xem xét một nhà máy sản xuất ống được thiết kế để tạo ra sản phẩm 10 mm-OD cho một chương trình ô tô đã biết. Chương trình đó đảm bảo thiết lập dựa trên khối lượng. Sau đó, một chương trình nhỏ hơn nhiều được thêm vào cho một ống khác có cùng OD. Thời gian trôi qua, chương trình đầu tiên hết hạn và công ty không có đủ khối lượng để biện minh cho chương trình thứ hai. Việc thiết lập và các chi phí khác đơn giản là quá cao để có thể biện minh cho điều đó. Trong trường hợp này, công ty nên cố gắng thuê ngoài mặt hàng này nếu họ có thể tìm được nhà cung cấp có năng lực.

Tất nhiên, các tính toán không dừng lại ở mức giới hạn. Các bước hoàn thiện như sơn phủ, cắt theo chiều dài và đóng gói sẽ tốn thêm kha khá chi phí. Người ta thường nói rằng chi phí ẩn lớn nhất trong việc chế tạo ống là ở việc xử lý. Di chuyển ống ra khỏi máy nghiền đến kho chứa, sau đó lấy nó từ kho và xếp nó lên bàn để cắt theo chiều dài hoàn thiện, sau đó sắp xếp ống thành nhiều lớp để đảm bảo các ống nạp từng ống một vào máy cắt — tất cả các bước này đều cần nhân công . Chi phí nhân công này có thể thoát khỏi sự chú ý của kế toán, nhưng nó nằm ngay ở đó dưới dạng một người điều hành xe nâng phụ hoặc người bổ sung trong bộ phận vận chuyển.

Tập trung vào các ứng dụng năng lượng lỏng

Hình 2. Các chất hóa học cho SAE-J525 và SAE-J356A gần giống nhau, góp phần vào khả năng thay thế cho chất trước đây.

Ống thủy lực đã có từ hàng thiên niên kỷ trước. Người Ai Cập đã rèn ra những đường đồng từ hơn 4.000 năm trước. Đường ống tre được sử dụng ở Trung Quốc vào thời nhà Hạ, khoảng 2000 năm trước Công nguyên Các hệ thống ống dẫn nước của người La Mã sau này được xây dựng từ ống dẫn bằng chì, một sản phẩm phụ của quá trình nấu chảy bạc.

Liền mạch. Ống thép liền mạch hiện đại ra mắt lần đầu tiên tại Bắc Mỹ vào năm 1890. Nguyên liệu cho quá trình đó, từ năm 1890 cho đến ngày nay, là một phôi thép tròn đặc. Sự đổi mới trong quá trình đúc liên tục vào những năm 1950 dẫn đến việc chuyển đổi ống liền mạch từ dạng thỏi sang nguyên liệu thô giá rẻ của ngày đó là phôi đúc. Khi đó, ống thủy lực được tạo ra bằng cách kéo nguội phần rỗng liền mạch được tạo ra bởi quá trình này. Nó được Hiệp hội Kỹ sư Ô tô phân loại là SAE-J524 và Hiệp hội Vật liệu và Thử nghiệm Hoa Kỳ là ASTM-A519 tại thị trường Bắc Mỹ.

Sản xuất ống thủy lực liền mạch có xu hướng là một quá trình sử dụng rất nhiều lao động, đặc biệt là đối với đường kính nhỏ. Nó tốn rất nhiều năng lượng và cần một lượng lớn không gian.

Đã hàn. Trong những năm 1970, thị trường đã thay đổi. Sau gần 100 năm thống lĩnh thị trường ống thép luồn dây điện liền khối. Nó được đánh bay bằng ống hàn, được cho là phù hợp với nhiều ứng dụng cơ khí trong thị trường xây dựng và ô tô. Nó thậm chí còn tuyên bố chủ quyền một số lãnh thổ trên mảnh đất thiêng liêng trước đây, khu vực của các đường ống dẫn dầu và khí đốt.

Hai đổi mới đã góp phần vào sự thay đổi này trên thị trường. Một liên quan đến việc đúc tấm liên tục cho phép các nhà máy thép sản xuất dải phẳng chất lượng cao với khối lượng lớn một cách hiệu quả. Phương pháp còn lại làm cho hàn điện trở tần số cao trở thành một quy trình khả thi cho ngành công nghiệp ống và ống. Kết quả là một sản phẩm mới: ống hàn có hiệu suất tốt như liền mạch có sẵn với chi phí thấp hơn các sản phẩm liền mạch tương đương. 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. Bởi vì ống được kéo và ủ nên nó là một sản phẩm sử dụng nhiều tài nguyên. Các quy trình này không sử dụng nhiều lao động và vốn như các quy trình liền mạch, nhưng chi phí liên quan đến chúng vẫn rất đáng kể.

Từ những năm 1990 cho đến thời điểm hiện tại, phần lớn đường ống thủy lực được thị trường trong nước tiêu thụ, dù liền mạch và kéo (SAE-J524) hay hàn và kéo (SAE-J525), đều được nhập khẩu. Đây có thể là kết quả của sự chênh lệch lớn về chi phí lao động và nguyên liệu thép giữa Hoa Kỳ và các nước xuất khẩu. Những sản phẩm này đã có sẵn từ các nhà sản xuất trong nước trong vòng 30 đến 40 năm qua, nhưng họ chưa bao giờ có thể trở thành người chơi thống trị trên thị trường này. Giá thành ưu đãi của các sản phẩm nhập khẩu là một rào cản quá cao khó có thể vượt qua.

Thị trường hiện tại. Trong những năm qua, lượng tiêu thụ của sản phẩm liền mạch, kéo và ủ, J524, đã cạn kiệt. Nó vẫn có sẵn và có chỗ đứng trên thị trường dây chuyền thủy lực, nhưng nếu sản phẩm được hàn, kéo và ủ, J525, có sẵn, thì các OEM thường chọn J525.

Đại dịch đã xảy ra và thị trường lại thay đổi. Nguồn cung lao động, thép và dịch vụ hậu cần trên toàn thế giới giảm nhanh như nhu cầu về ô tô nói trên. Việc cung cấp ống thủy lực J525 nhập khẩu cũng vậy. Trước những sự kiện này, thị trường trong nước dường như được chuẩn bị cho một sự chuyển dịch thị trường khác. Nó đã sẵn sàng cho một sản phẩm khác, một sản phẩm ít sử dụng lao động hơn so với ống hàn, kéo và ủ? Một tồn tại, mặc dù nó không được sử dụng phổ biến. Đó là SAE-J356A, và nó đáp ứng các yêu cầu của nhiều ứng dụng thủy lực (xem Hình 1 ).

So sánh Ống hàn SAE-J525 và SAE-J356A

Các thông số kỹ thuật do SAE công bố có xu hướng ngắn gọn và đơn giản trong đó mỗi thông số chỉ xác định một quy trình sản xuất ống. Hạn chế là J525 và J356A có sự trùng lặp đáng kể về kích thước, tính chất cơ học và các thông tin khác, do đó, các thông số kỹ thuật có xu hướng gieo rắc nhầm lẫn. Hơn nữa, J356A, một sản phẩm dạng cuộn được sử dụng cho các đường ống thủy lực đường kính nhỏ, là một biến thể của J356, một sản phẩm có chiều dài thẳng chủ yếu để chế tạo các ống đường kính thủy lực đường kính lớn.

Hình 3. Mặc dù ống hàn và ống kéo nguội được nhiều người coi là vượt trội hơn so với ống hàn và ống lạnh, các cơ tính của hai sản phẩm ống là tương đương nhau. Lưu ý: Giá trị hệ đo lường Anh trong PSI là chuyển đổi mềm từ các thông số kỹ thuật, là giá trị hệ mét trong MPa.

Một số kỹ sư coi J525 là vượt trội trong các ứng dụng thủy lực áp suất cao, chẳng hạn như ứng dụng được sử dụng trong các thiết bị hạng nặng. J356A ít được biết đến hơn, nhưng nó cũng là đặc điểm kỹ thuật mang chất lỏng áp suất cao. Đôi khi, yêu cầu tạo hình cuối là sự khác biệt: J525 không có hạt mối hàn ID và J356A được điều khiển bằng đèn flash và có một hạt mối hàn ID nhỏ.

Các nguyên liệu thô có đặc điểm tương tự (xem Hình 2 ). Sự khác biệt rất nhỏ trong thành phần hóa học liên quan đến các tính chất cơ học cần thiết. Để đạt được các tính chất cơ học nhất định, chẳng hạn như độ bền hỏng khi kéo căng, hoặc độ bền kéo cuối cùng (UTS), hóa học thép hoặc xử lý nhiệt bị hạn chế để tạo ra một kết quả nhất định.

Các loại ống có một bộ thông số đặc tính cơ học tương tự nhau, làm cho chúng có thể hoán đổi cho nhau cho nhiều ứng dụng (xem Hình 3 ). Nói cách khác, nếu một cái không có sẵn, có khả năng cái kia có thể đáp ứng yêu cầu. Không ai cần phải phát minh lại bánh xe; ngành công nghiệp đã có một bộ bánh xe cân bằng, mạnh mẽ theo ý của mình.

Công Ty Cổ Phần Thiết Bị và Giải Pháp Cơ Khí Automech – nhà cung cấp các dòng máy gia công kim loại tấm, hàn laser, giải pháp tự động từ những nhà cung cấp nổi tiếng JFY – member of TRUMPF group, Han’s laser, EKO, Yadon, ABB…. Automech đã hợp tác với nhiều đối tác thương mại lớn ở trong và ngoài nước nhằm phục vụ nhu cầu sản xuất đa dạng. Hệ sinh thái sản phẩm đa dạng cùng mức giá hợp lí là điểm cộng to lớn giúp Automech ngày càng chiếm được lòng tin của khách hàng.