Гар утас бий болгоход суурилсан машинууд: тодорхойлолтууд болон нөлөө

Ган хоолой үйлдвэрлэх технологийн талаарх ойлголт болон машин тоног төхөөрөмжийн төрлүүд

Ган хоолой үйлдвэрлэх процессын тойм болон хөгжлийн түүх

Ган цэвэрлэх үйлдвэрлэл нь хуучин аргаар гар ажиллагаатай түлхэгчийн техникээс эхлэн одоогийн компьютерийн удирдлагатай систем хүртэл урт зам туулсан. MetalForming Quarterly (2023) судалгаагаар ил тодорхойлогдсон байдлаар оновчтой хэмжээсийн чухал хэрэглээнд орчин үеийн арга нь одоогоор ойролцоогоор 92% нарийвчлалд хүрч байна. Энэ үндсэн процесс нь их гангуудыг авч, тэдгээрийг дараалан цилиндр хэлбэрт оруулахад дараалсан жигдэгчийн тулгуур ашигладаг. Холбосон хоолойнуудыг үйлдвэрлэх үед ийм өндөр давтамжийн цахилгаан холболтын аргыг ашиглан минутанд 60 метрээс илүү хурдаар ирмэгүүдийг хооронд нь холбодог. 2015 оноос хойш энэ бүх автоматжуулалт нь материал алдагдлыг бараг 40%-иар бууруулсан. Мөн үйлдвэрлэгчид одоо хананы зузааныг зөвхөн ±0.1 мм-ийн нарийвчлалтайгаар хянах боломжтой болсон.

Цэвэрлэгээгүй (SMLS) ба холбосон ган хоолойн үйлдвэрлэлийн аргуудын гол ялгаа

Зүрхсэг цорго үйлдвэрлэх үйл явцад ган брускыг халааж, эргэлдэг цэвэрлэх аргыг ашигладаг бөгөөд ийм аргаар жигд бус бүтэцтэй болдог нь 15,000 PSI-г давах даралт тэсч чадах саваанд маш сайн ажилладаг. Харин ороомог гангуудаас хийсэн зуулган цоргыг авч үзвэл индустрийн стандартуудын дагуу (жишээ нь ASME B36.19, 2023), том диаметртэй цоргоны үйлдвэрлэлийн өртөг ойролцоогоор 40 хувиар бага байдаг. Ихэнх нефть ба хийн компаниуд доод түвшний тоног төхөөрөмжидээ одоог хүртэл SMLS цоргыг ашигладаг ч, сонирхолтой нь зарим шинэ зуулган цоргоноос хийсэн хувилбарууд, өөрөөр хэлбэл урт зуухан доторх нуман зуулгыг (LSAW) ашигласнаар тодорхой нэмэлт зуулгийн хойшхи хэвжилтийн процессоор өтгөн зүрхсэг цоргын хүч чадлын бараг 95 хүртэл хувийг хүрэх боломжтой.

Цорго, цорго үйлдвэрлэх үед ган цоргоны машинуудын үүрэг

Өнөөгийн машинууд нь дотроосоо цочирхойллын шалгалтын боломжийг багтааснаар цэвэр угалз үйлдвэрлэх технологи хол явжээ. Эдгээр системүүд нь өчигдөрх Pipe Manufacturing Today-н мэдээгээр чанарын хяналтын зардлыг ойролцоогоор 57 хувиар бууруулдаг үед л нийлмэл түвшний доголдолыг үйлдвэрлэлийн явцад л олж чаддаг. Эдгээр машинуудыг үнэхээр ялгатай болгож буй зүйл бол материалын зузааншилт өөрчлөгдөхийг илрүүлэх үед дохионы тохируулгаа автоматаар тохируулах чадвар юм. Энэ нь шаардлагатай хэмжээнээс зөвхөн 0.3 мм-ийн дотор л үлдэх нэвтрэлтийн гүндийг тогтвортой байлгах боломжийг олгодог. Олон орчин үеийн үйлдвэрийн газрууд ERW ба LSAW гэсэн хоёр төрлийн хоолойг хольсон байгууламжаар ажилладаг. Ялгаатай төрлийн хоолойнуудын хооронд халаалт, хэлбэржүүлэлтийн бүрэлдэхүүн хэсгийг хуваалцах замаар эдгээр нэгтгэсэн үйл ажиллагаанууд нэг тонн тус бүрт энергийн хэрэглээг ойролцоогоор 22% хэмнэж чаддаг.

Цэвэр угалз үйлдвэрлэх машинуудын үндсэн технологи: SMLS, ERW, ба LSAW

Орчин үеийн цэвэр угалз үйлдвэрлэл нь дараах гурван үндсэн технологид үндэслэдэг: зэргэлдээ (SMLS) , цахилгаан эсэргүүцлийн баглаа (ERW) , ба урт чиглэлтэй/мушгийн дамжуулан нунтаг электродоор хийх хайлуулагч бултуур (LSAW/SSAW) . Эдгээр арга бүр өөр өөр салбарын шаардлагыг тусгайлан хэрэгжүүлсэн технологийн тусламжтайгаар хангана.

Цэвэр (SMLS) хоолой үйлдвэрлэх: Халуун овойлгох, Төвийг нь пронзох, Хүйтэн таталтын процесс

SMLS хоолойг зуурсан хоолойгоос өөрөөр үйлдвэрлэдэг. Эхлээд цувимал бетоныг ойролцоогоор 1200 градус Цельсийн температурт халааж, эргэдэг уртсах аргаар төвийг нь пронзолж эхэлдэг. Эдгээр хоолойг онцлог болгох нь 2-оос 40 миллиметр хооронд хэвийн ханын зузаан байдаг тул маш өндөр даралтанд тэсвэртэй байх чадвартай байдаг, зарим тохиолдолд квадрат инчид 20,000 фунтын даралт хүртэл тэсвэрлэж чадна. Ийм учраас итгэл үнэмшил чухал байдаг нефтийн цэг, цөмийн цахилгаан станц зэрэг хүнд орчинд тэдгээрийг маш ихээр ашигладаг. Жишээ нь автомашиний түлшний систем шиг илүү нарийн хэмжээс шаарддаг тохиолдолд үйлдвэрлэгчид анхдагч хэлбэржүүлсний дараа хүйтэн таталтын аргыг хэрэглэж, чухал хэрэглээнд зориулан хэмжээсийг нарийвчлан тохируулдаг.

Цахилгаан эсэргүүцлийн баглах (ERW) болон өндөр давтамжийн баглах (HFW) технологи

ERW машинууд ган зуурсыг цилиндр хэлбэрт оруулж, иж бүрдлийн ирмэгүүдийг цахилгаан эсэргүүцлийн дулаанаар нэгтгэдэг. HFW-ийн хувилбарууд 100–400 кГц давтамжид ажилладаг бөгөөд улмаар улдээсний хэмжээг нь ERW-ийн хуучин арга (2024 оны ган хоолой үйлдвэрлэлийн шинжилгээ) -тай харьцуулахад 60%-иар бууруулдаг. Эдгээр системүүд ус түгээх болон бүтээцийн хүрээнд 610 мм диаметр хүртэлх хоолойнуудыг үйлдвэрлэхэд онцлогтой.

Хажуугийн доорх мухар баглах (LSAW): Хэлбэр өгөх, баглах, автомжуулалтын чиг хандлага

LSAW машинууд зэвэрдэггүй гангуудыг J/C хэлбэрт нь согогтоод дарагдсан давхаргын дор шовхлох замаар багладаг. Одоогийн үед автоматжуулсан системүүд 1,422 мм-ээс их диаметртэй хоолойнуудын хувьд 98% баглахын бат бөхийг хангаж чаддаг бөгөөд энэ нь континент хоорондын тос, хийн төслүүдэд маш чухал юм. IoT сенсоруудын тусламжтай бодит цагт хяналт тавих нь орчин үеийн суурилуулалтад материаллаг хаягдалыг 15%-иар бууруулдаг.

Мушгиан доорх мухар баглах (SSAW): Тасралтгүй хэлбэр өгөх болон өртөгийн үр ашиг

SSAW технологи 15–25° өнцгөөр ган зуурсыг спиралар маягаар ороож, 219–3,500 мм диаметртэй хоолойнуудыг цорын ганц өргөнтэй катушкаас үйлдвэрлэх боломжийг олгодог. Энэ арга нь томоохон барилга боловсруулалт, жижиг зам, шороо цутгалт, ус зайлуулах системийн төслүүдийн хувьд анхдагч материал зардлыг 30% бууруулдаг (Үйлдвэрийн хоолойн хэрэглээний судалгаа).

Энэ хүснэгт нь масштаб, бүтцийн шаардлагууд болон үйлчилгээний эдийн засгийг тус тусад нь харьцуулан үзүүлжээ.

Ган хоолой үйлдвэрлэх машинуудын харьцуулах давуу талууд хэрэглээнээс хамааран

Хүч ба найдвартай байдал: Шахмал ба Таглах хоолойнууд Өндөр даралттай орчинд

Халуун эргэлтийн прокат, хүйтэн татах зэрэг нийлмэл аргаар нэгэн төрлийн хүчтэй байдалтайгаар нийлүүлсэн цувимал гулсны хананд нугалаасгүй хийдэг. Энэ нь 1000 psi-с дээш даралтанд ажиллах шаардлагатай нефть, хийн хоолойд маш чухал юм. Нийлмэл судалгаагаар харахад ASME-ийн 2019 оны судалгаанд зааснаар нугаламгүй гулс нь нугаламтай гулстай харьцуулахад даралт ихсэх үед хагналтыг 12-18 хувийн хооронд илүү сайн тэсвэрлэдэг. Харин өнөөгийн нугаламтай гулснууд нь ихэвчлэн цахилгаан эсэргүүцлийн нугалам (ERW) гэж нэрлэгддэг технологийг ашиглан анхны металллаг материалтай ойролцоогоор 95% хүчтэй холболт үүсгэдэг. Ийм гулснууд дулаан, түгээлт, кондишнингийн систем шиг хэт өндөр даралт шаардлагагүй системд хангалттай сайн ажилладаг.

Масс үйлдвэрлэлд ERW ба SSAW-ийн өртөг болон хэмжээг нэмэгдүүлэх боломж

Материалын хэмнэлт гэдэгт ирвэл цахилгаан эсэргүүцлийн баглаа (ERW) болон спираль дүрэн нунтгийн нугалуур (SSAW) нь агуу хэмжээний давуу талтай бөгөөд устай арга замаас ойролцоогоор 25-30 хувийн хаягдлыг бууруулдаг. ERW процесс нь ихэнх үйлдвэрт минутанд 40 метрээс дээш хурдаар маш хурдан явагддаг. Эдгээр сайжруулалтууд нь зөвхөн бичгийн хуудас дээр л төдийгүй, шугам сүлжээний систем эсвэл бүтцийн дэмжлэгийн хоолойнуудыг үйлдвэрлэдэг үйлдвэрлэгчдийн жинхэнэ зардлыг бууруулж, нэгжийн үнийг ойролцоогоор 18-22 хувиар хямдралтад оруулдаг. Их диаметртэй хоолойнуудад SSAW арга нь онцгой спираль хэлбэржүүлэх аргаараа илүү дэвшилтэтэй байдаг. Энэ онцгой арга нь арвангар жилийн турш үйлдвэрт ашигладаг байсан хуучин хөндлөн баглах арга замтай харьцуулахад үйлдвэрлэлийн зардлыг ойролцоогоор 35 хувиар бууруулдаг.

Их диаметртэй шугамын шаардлага: Яагаад LSAW нь инженерийн барилга байгууламжийн төслүүдийг доминчлох вэ

LSAW эсвэл урт зурвасан дотор нуман баглаа холболт нь хоорондоо 24-72 инчийн том диаметрт хоолойнуудыг хийхэд маш сайн ажилладаг бөгөөд эдгээр нь холын зайны тосны шугам болон хотын усны системд шаардлагатай. Энэ аргачлалыг онцлог болгох нь олон шатлалын шахалт, мөн баглааны давхар нумлалт юм. Энэ нь ойролцоогоор 1.5-2 мм зузаантай хананы зузаан буюу ихэнх хоолойн төслүүд шаарддаг жинхэнэ API 5L Grade X70 стандартад нийцэхэд хүргэдэг. 2020 оноос өнгөрсөн жилийн хүртэлх дэлхий дахины суурилуулалтыг үзвэл бүх шинэ хоолойнуудын ойролцоогоор гуравны хоёр нь LSAW хоолойнуудыг ашиглаж байсан. Яагаад гэвэл 2023 оны Дэлхийн Хоолойн Конгресс дээр гаргасан мэдээллээр үзэхэд тэд 550 МПа-ийн хариуцамжтай их хүч чадалтай байхадаа суурилуулахад үр дүнтэй байдаг.

Хоолойн хэлбэр өгөх, эцсийн боловсруулалтанд автоматжуулалт, нарийвчлалыг нэгтгэх

Халаах, ороолго, хэлбэр өгөх: Цахилгаан ган хоолой үйлдвэрлэх машинд шатлалыг зохицуулах

Өнөөгийн цэвэрхийн хоолой үйлдвэрлэх тоног төхөөрөмж нь халаалт, ороолт, хэлбэржилтийн үе шатуудыг нэг цацраг үйлдвэрлэлийн шугамд нэгтгэсэн байдаг. Олон хувийн сүүлийн үеийн суурилуулга нь програмчлал боломжтой логик удирдлагын систем (PLC)-ийг ашиглан халаалтын үе шатанд температурыг нарийвчлалтай барьж байдаг бөгөөд энэ нь бүх партийн дагуу тогтвортой чанарыг хангахад тусалдаг. Салбарын сүүлийн тайлангийн мэдээллээр (Ponemon, 2023), ийм автоматжуулсан систем нь боловсруулсан хоолойн хэмжээсийн нарийвчлалыг ±0.2 мм-ийн хязгаарт багтааж байх үед энергийн алдагдлыг ойролцоогоор 18 хувиар бууруулдаг. Жинхэнэ гайхамшит зүйл бол хяналтын датчикуудын тусламжтайгаар тасралтгүй хянах замаар шаардлагатай үед автоматаар роллерийн тохируулгийг өөрчилдөгт оршино. Энэ нь 40 метр/минутад ч халуун ажиллаж байх үед ч хоолойг шулуун, нарийвчлалтай байлгах боломжийг олгодог.

Хэмжээсийн нарийвчлалыг хангахын тулд хэмжээ тохируулах, таслах, гадаргуугийн эцсийн боловсруулалт

Автомжуулсан хэмжээ ба огтлолтын систем нь шугамын оврын эцсийн хэмжээнд гарах хүний ​​алдааг арилгана. Лазераар удирдагдах хэмжих багаж нь өндөр даралттай шугамын хоолойн хэрэглээнд чухал болох 0,05 мм-ийн нарийвчлалтайгаар огтлогч хөнгөн зэвсгийг тохируулдаг.

Автомжуулсан гадаргуугийн эцсийн боловсруулалт нь жигд самбай зуурах, хучлага хэрэглэх замаар исэлдэлтийн тэсвэрт чадлыг сайжруулдаг.

Автомшлын үүрэг нь гарцыг сайжруулах, зогсонги байдлыг бууруулах

ПЛК-ээр ажилладаг ган хоолой үйлдвэрлэх тоног төхөөрөмжүүд урьдчилан санах системтэй ухаалаг засварын системийн тусламжтайгаар ойролцоогоор 98,7% итгэл үнэмшилтэй ажиллаж байна. Өнгөрсөн жилийн зарим үйлдвэрийн тайлангуудаас үзэхэд, модерн IoT системүүд биеийн хэлбэлзлийг судлах, дулааны хэмжилт хийж, элэгдсэн чийдэнг 3 хоногийн өмнө л хугацаандаа илрүүлдэг болсон нь хүлээгдээгүй зогсолтыг бараг хоёр дахин бууруулсан. Чанарын шалгалтанд одоо ухаалаг байдлыг ашиглаж, хүний нүдээр ихэвчлэн алга болдог 0,1 мм-ийн өргөнтэй жижигхэн трещиныг ч илрүүлж чадаж байна. Энэ нь Понемоны 2023 оны судалгаагаар хэлэхэд уламжлалт арга замаас бараг 20%-иар илүү үр дүнтэй ажиллаж байна. Эдгээр бүх технологийн шинэчлэлтүүд нь үйлдвэрийг цагийн дагуу зогсолтгүй ажиллуулах боломжийг олгоод л дээ, мөн нефтийн компаниуд маш эрх жорлоор шаарддаг ISO 3183 стандартын хоолойн чанарын хатуу шаардлагыг хангаж чадаж байна.

Ган хоолой үйлдвэрлэх машинуудын салбарын хандлага, ирээдүйн үзэл баримтлал

Цаасан хоолойн үйлдвэрлэл одоогоор маш хурдацтай өсч байна, ялангуяа энерги дамжуулах шаардлагатай үед илүү ихээр чухал болдог. Сүүлийн үеийн зах зээлийн таамгийг үзбэл, цаасан хоолойнуудыг нефть болон хийг тээвэрлэхэд хэрэглэх бөмбөгөн цаасан хоолойн жилийн өсөлтийн хурд 2032 он хүртэл ойролцоогоор 9.4% байх болно. Энэ нь ихэвчлэн Ази, Номхон далайн бүс нутаг болон Дунд Дорнодын зарим хэсгүүдэд шинэ хоолой татах ажиллагаа явагдаж буйтай холбоотой юм. Тоо мэдээлэл ч үүнийг баталж байна. Өнгөрсөн жилийн Глобал Цаасан Хоолойн Үйлдвэрлэлийн Тайлангийн дагуу, цаасны үйлдвэрийн бараг гурван хоёр нь одоо их диаметртэй LSAW тоног төхөөрөмжийн хөгжилд анхаарлаа хандуулж байна. Энэ нь улс түмэр замын томоохон төслүүд эзлэх хэмжээг үр дүнтэй удирдахын тулд илүү том хоолой хэрэгтэй учраас логиктай харагдаж байна.

Цаасан хоолойн үйлдвэрийн тоног төхөөрөмжид ухаалаг үйлдвэрлэл болон IoT-ийг нэвтрүүлэх

Орчин үеийн ган хоолой үйлдвэрлэх машинууд нь ихэвчлэн IoT сенсорууд болон урьдчилан сэргийлэх засварын алгоритмуудыг нэгтгэж, өндөр давтамжийн багтах толгой болон хэлбэржүүлэгч роллер шиг цахилгаан хангамжийн чухал бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг бодит цагт хянах замаар төлөвлөгөөгүй зогсонги байдалд 18%-иар бууруулдаг (PwC 2023). Томъёоны автомат хэмжих системүүд одоогоор ±0.1 мм нарийвчлалд хүрч, материал алдагдлыг хамгийн бага болгож байна.

Орчин үеийн ган хоолой үйлдвэрлэх машин дахь тэсвэрт байдлын ба энерги хэмнэлт

Шинэ үеийн үйлдвэрүүд металл боловсруулах станц дахь сэргээгдэх түрхэгчийг болон дулаан алдагдлыг нөхөн сэргээх системийг ашиглан 2010 оны үеийн тоног төхөөрөмжид харьцуулахад энергийн хэрэглээг 27%-иар бууруулсан (Global Pipe Manufacturing Report 2024). Үйлдвэрлэгчид нэг тонн хоолой үйлдвэрлэх тутамд шинэ усны хэрэглээг 2,500 галлоноор бууруулдаг циклт усны хөргөлтийн системийг хэрэглэж эхэлсэн бөгөөд усны хомсдолтой бүс нутгийн орчны асуудлыг шийдвэрлэж байна.

Түгээмэл асуулт

Зэвэрдэггүй ба зэвэрдэг ган хоолойн ялгаа юу вэ?

Нийлмэл гулдургагүй зэвэрдэггүй ган хоолой нь ямар ч боолтгүйгээр хийгддэг бөгөөд өндөр даралттай орчинд тохиромжтой тогтвортой хүч чадал өгдөг. Боолттой хоолойнуудыг цахилгаан эсэргүүцлийн боолт (ERW) зэрэг арга техникийг ашиглан холбодог бөгөөд илүү бага шаардлагатай хэрэглээнд өртөг хэмнэлттэй шийдэл санал болгодог.

Аль ган хоолойны үйлдвэрлэлийн арга нь хамгийн өртөг хэмнэлттэй вэ?

Цахилгаан эсэргүүцлийн боолт (ERW) болон спираль дүрсэн нумын боолт (SSAW) нь нийлмэл аргаас илүү өртөг хэмнэлттэй байдаг бөгөөд масс үйлдвэрлэлд тусгайлан хаягдал, нийт үйлдвэрлэлийн зардлыг хүчтэй бууруулдаг.

Яагаад LSAW хоолойг том диаметрт хэрэглээнд илүүд үздэг вэ?

LSAW хоолой нь тогтвортой ханын зузаан, өндөр бүтэн байдлыг санал болгодог тул хотын усны систем, урт зайны тосны хоолой зэрэг том диаметрт хэрэглээнд тохиромжтой.