油圧チューブ不足時の生産動向 前編

従来の油圧ラインはシングルフレアエンドを使用しており、通常、SAE-J525 または ASTM-A513-T5 の材料で作られており、国内からの調達が困難です。 国内サプライヤーを求める OEM は、ここに示すように、仕様 SAE-J356A に従って製造され、O リング面シールでシールされたチューブを代替できます。 トゥルーライン製造。

編集者注:この記事は、高圧用途の流体輸送ラインの市場と製造に関する 2 部構成のシリーズの最初の記事です。 第 1 部では、従来製品の国内外の供給拠点の状況について説明します。 パート II では、この市場向けの従来型ではない製品の詳細について説明します。

新型コロナウイルス感染症（COVID-19）のパンデミックは、鋼管のサプライチェーンや管の製造プロセスを含む多くの業界に予期せぬ変化を引き起こした。 2019 年後半から現在まで、チューブ市場は工場と物流の両方の業務に大きな破壊的な変化をもたらしました。 そして、長年くすぶっていたある問題が脚光を浴びている。

労働は今、かつてないほど重要になっています。 パンデミックは人類の危機であり、健康の重要性により、全員ではないにしても、ほとんどの人にとって仕事と生活、遊びのバランスが変化しました。 熟練労働者の人口は、退職、一部の労働者が以前の仕事に復帰できない、または同じ業界で新しい仕事を見つけることができない、その他多くの要因によって減少しています。 パンデミックの初期、労働者不足は主にヘルスケア、小売りなど、前線での仕事に依存する業界であり、製造業の従業員は一時帰休や勤務時間が大幅に短縮されていた。 現在、メーカーは従業員の採用と維持に苦労しており、その中には経験豊富な管・パイプ工場のオペレーターも含まれます。 チューブ製造は主に実践的なブルーカラーの仕事であり、気候制御されていない環境での多大な労力を必要とします。 感染を軽減するために追加の個人用保護具 (つまりマスク) を着用し、6 フィートの距離を維持するなどの追加の規則を遵守します。 他の人と直線的に距離を置くと、すでにストレスを引き起こす要因がたくさんある仕事でのストレスが増加します。

パンデミック期間中、鉄鋼の入手可能性と生の鋼材のコストも変化しました。 スチールは、ほとんどのチューブにとって最大の部品コストです。 経験則として、鋼はチューブの直線フィートあたりのコストの 50% を占めます。 2020 年第 4 四半期までの米国国産冷延鋼板の価格は、3 年間平均で 1 トンあたり約 800 ドルでした。 2021年後半までに、価格はトン当たり2,200ドルとチャートから外れました。

パンデミック期間中に変化したこれら 2 つの要因だけを考えると、真空管市場の企業はどのように対応できるでしょうか? これらの変化はチューブのサプライチェーンにどのような影響を及ぼしますか?また、業界をこの危機から脱却するためにどのような有用なガイダンスが利用できるのでしょうか?

何年も前、あるベテランの管製造所監督は、業界における自社の役割を次のように要約しました。「当社がここで行っていることは 2 つだけです。管を製造することと、それを販売することです。」 この視点は、会議が多すぎたり、気を散らしすぎたり、会社の中核的価値観を薄める要因が多すぎたり、あるいは今の危機（あるいは、これらすべてが同時に起こることもよくありますが）によって過負荷になっている真空管メーカーの幹部にとって貴重です。 。

何が重要か、つまり高品質のチューブの製造と販売に影響を与える要因に焦点を当てて、コントロールを達成し維持することが重要です。 企業の取り組みがこれら 2 つの活動に集中していない場合は、基本に立ち返る時期が来ています。

パンデミックが拡大するにつれて、一部の分野では真空管の需要がほぼゼロに減少しました。 自動車工場や不必要とみなされる他の部門の企業は休業した。 一時期、この業界の多くはチューブの製造も販売もしていませんでした。 チューブ市場は少数の重要なビジネスのためにのみ継続されました。

幸いなことに、人々は自分の仕事に取り組んでいました。 食料品を買いだめするために追加の冷凍庫を購入した人もいました。 少し後に住宅市場が立ち上がり、人々は家を購入する際にいくつかまたは多数の新しい電化製品を購入することが多く、両方の傾向が小径チューブの需要を支えました。 小型トラクターやゼロターン芝刈り機を求める不動産所有者が増え、農業機械セクターが戻り始めました。 その後、自動車市場が再開されましたが、チップ不足やその他の要因によりペースは遅くなりました。

図 1. SAE-J525 および ASTM-A519 が確立され、SAE-J524 および ASTM-A513T5 の従来の代替品となります。 主な違いは、SAE-J525 と ASTM-A513T5 がシームレスではなく溶接されていることです。 6 か月のリードタイムなどの調達の困難により、他の製品と同じ要件の多くを満たす、さらに 2 つの管状製品 SAE-J356 (ストレート長で納品) および SAE-J356A (コイル形状で納品) の機会が生まれました。 。

市場は変化しましたが、指針は同じです。 市場の需要に応じてチューブを製造し、販売することに重点を置くことに勝るものはありません。

製造業務が人件費の高騰や内部リソースの固定または減少に直面すると、「作るか買うか」という問題が浮上します。

溶接されたままのチューブ製品の製造には、膨大なリソースが必要です。 工場の量と生産プロファイルに基づいて、広帯域鋼を社内でスリッティングすることは、経済的に有利な場合があります。 ただし、労働力の要件、工具の資本要件、および広範な在庫のコストを考慮すると、社内でのスリッティングは負担となる可能性があります。

一方、月に 2,000 トンのスリットを行うと、5,000 トンの鋼材在庫が発生し、多額の現金が必要になります。 一方、スリットから幅までの鋼材をジャストインタイムで購入する場合、現金の使用量はほとんどありません。 実際、チューブ製造業者がスリット会社と信用条件を交渉できることを考慮すると、実際には現金支出が遅れる可能性があります。 この点では、各鋼管工場は独自の特徴を持っていますが、ほぼすべての鋼管製造業者が、熟練労働者の確保、鋼材のコスト、キャッシュ フローに関して、新型コロナウイルス感染症のパンデミックの影響を受けていると言っても過言ではありません。

状況に応じて、チューブの製造自体にも同じことが言えます。 広範な付加価値チェーンを持つ企業は、チューブ製造事業から撤退することを選択するかもしれません。 チューブを作成し、曲げたり、コーティングしたり、サブアセンブリやアセンブリを作成したりするのではなく、チューブを購入して他の作業に集中する方が合理的かもしれません。

油圧アセンブリ、または自動車用流体輸送バンドルを製造する多くの企業は、キャプティブ チューブ ミルを備えています。 これらの工場の一部は現在、資産ではなく負債となっています。 パンデミック時代の消費者は車の運転を減らす傾向があり、自動車販売予測はパンデミック前の水準から大きく乖離している。 自動車市場というと、操業停止、深刻な落ち込み、品不足などのネガティブな言葉が連想されます。 自動車 OEM とそのサプライヤーにとって、近い将来の供給状況に大きな前向きな変化を予感させるものはありません。 注目に値するのは、鋼管パワートレインコンポーネントが少ない電気自動車の存在感がこの市場で高まっていることです。

キャプティブ チューブ ミルは通常、カスタム設計から構築されます。 これは、特定の用途向けのチューブを製造するという本来の目的では利点ですが、規模の経済では欠点になります。 例として、既知の自動車プログラム用に外径 10 mm の製品を製造するように設計されたチューブミルを考えてみましょう。 そのプログラムは、ボリュームに基づいてセットアップを保証します。 その後、同じ外径を持つ別のチューブ用にはるかに小さなプログラムが追加されます。 時間が経ち、最初のプログラムは期限切れになり、会社には 2 番目のプログラムを正当化するのに十分なボリュームがありません。 セットアップやその他のコストが高すぎて、それを正当化できません。 この場合、企業は、有能なベンダーを見つけることができれば、このアイテムを外部委託することを試みる必要があります。

もちろん、計算はカットオフで終了しません。 コーティング、長さに合わせた切断、梱包などの仕上げステップにはかなりのコストがかかります。 チューブ製造における隠れた最大のコストは取り扱いにあるとよく言われます。 チューブをミルから保管場所に移動し、次に保管場所から取り出して仕上げ長さを切断するためにテーブルにロードし、次にチューブを層に配置してチューブが 1 つずつ切断機に確実に送り込まれるようにします。これらすべての手順には労力がかかります。 。 この人件費は会計担当者の注意を逃れているかもしれませんが、追加のフォークリフトオペレーターや出荷部門の追加の人員という形ですぐに存在します。

図 2. SAE-J525 と SAE-J356A の化学的性質はほぼ同一であり、後者が前者を代替できることに貢献しています。

油圧チューブは何千年も前から存在しています。 エジプト人は 4,000 年以上前に銅線を打ち出しました。 紀元前約 2000 年の夏王朝の時代に中国で竹線が使用されました。その後、ローマの配管システムは銀の精錬プロセスの副産物である鉛の導管から構築されました。

シームレス。最新の継目無鋼管は 1890 年に北米でデビューしました。1890 年から今日まで、そのプロセスの原材料は固体の丸ビレットです。 1950 年代の連続鋳造の革新により、シームレス チューブがインゴットから当時の低コストの鋼原料である鋳放しビレットに変換されました。 油圧チューブは当時も現在も、このプロセスで作られたシームレスな中空を冷間引抜き加工することによって作られています。 北米市場では、自動車技術者協会によって SAE-J524 として分類され、米国試験材料協会によって ASTM-A519 として分類されています。

シームレス油圧チューブの製造は、特に小径の場合、非常に労働集約的なプロセスになる傾向があります。 多くのエネルギーを消費し、広いスペースを必要とします。

溶接済み。 1970 年代に市場は変化しました。 100 年近く鋼管市場を独占してきた後、シームレスは衰退しました。 溶接されたチューブによって止まり木から叩き落とされましたが、このチューブは建設市場や自動車市場の多くの機械用途に適していることが判明しました。 かつては聖地であった石油やガス管の領域の一部の領土も主張した。

この市場の変化には 2 つの革新が貢献しました。 1 つは、製鉄所が高品質の平坦なストリップを効率的に大量に生産できるようにする連続スラブ鋳造に関するものでした。 もう 1 つは、高周波電気抵抗溶接をチューブ＆パイプ産業にとって実行可能なプロセスにしたものです。 その結果、シームレスと同等の性能を備えた溶接ままのチューブが、同等のシームレス製品よりも低コストで入手できる新製品が誕生しました。 このようなチューブは現在でも製造されており、北米市場では SAE-J525 または ASTM-A513-T5 として分類されています。 チューブは引抜き加工と焼きなまが施されるため、資源を大量に消費する製品です。 これらのプロセスは、シームレスなプロセスほど労働力と資本集約的ではありませんが、それに関連するコストは依然として多額です。

1990 年代から現在に至るまで、国内市場で消費されている油圧配管チューブの多くは、シームレスで絞り加工されたもの (SAE-J524) であっても、溶接加工され絞り加工されたもの (SAE-J525) であっても、輸入されたものでした。 これはおそらく、米国と輸出国との間の人件費と鉄鋼原料のコストに大きな差があることが原因と考えられる。 これらの製品は過去 30 ～ 40 年にわたって国内メーカーから入手可能でしたが、この市場で支配的なプレーヤーとしての地位を確立することはできませんでした。 輸入品の有利な価格はハードルが高すぎた。

現在の市場。長年にわたり、継ぎ目のない絞り加工と焼きなましを施した製品である J524 の消費は減少しました。 現在も入手可能であり、油圧ライン市場での地位を確立していますが、溶接、絞り、焼きなましされた製品である J525 が容易に入手できる場合、OEM は J525 を選択することがよくあります。

パンデミックが発生し、市場は再び変化しました。 世界中の労働力、鉄鋼、物流の供給は、前述の自動車需要とほぼ同じ速さで減少した。 輸入された J525 油圧チューブの供給も同様です。 これらの出来事を考慮すると、国内市場は新たな市場変化の準備が整っているように見えます。 溶接、引き抜き、焼きなまされたチューブよりも労働集約性が低い別の製品の準備はできていますか? 一般的には使用されませんが、1 つは存在します。 これは SAE-J356A であり、多くの油圧アプリケーションの要件を満たしています (「図1）。

SAE が発行する仕様は、それぞれがチューブを製造するための 1 つのプロセスのみを定義しているという点で短くて単純な傾向があります。 欠点は、J525 と J356A はサイズ、機械的特性、その他の情報がかなり重複しているため、仕様が混乱の種をまきやすいことです。 なお、J356Aは小径油圧ライン用のコイル状品で、主に大径油圧ラインチューブ用の直長品であるJ356のバリエーションです。

図 3. 溶接および冷間引抜チューブは溶接および冷間サイジングチューブよりも優れていると多くの人が考えていますが、2 つのチューブ製品の機械的特性は同等です。 注: PSI でのインチ値は仕様からのソフト変換であり、MPa でのメートル値です。

エンジニアの中には、J525 が重機で使用されるような高圧油圧用途に優れていると考える人もいます。 J356Aはあまり知られていませんが、高圧流体を運ぶ仕様でもあります。 場合によっては、端部成形要件が違いとなることがあります。J525 には ID 溶接ビードがありませんが、J356A はフラッシュ制御されており、わずかな ID 溶接ビードがあります。

原材料も同様の特性を持っています（「図2 ）。 化学組成のごくわずかな違いは、必要な機械的特性に関係します。 伸長時の破壊強度や極限引張強さ（UTS）などの特定の機械的特性を達成するには、鋼の化学的性質や熱処理が特定の結果を生み出すように制限されます。

チューブのタイプには共通の同様の機械的特性パラメーターのセットがあり、多くの用途で互換性があります (「図3 ）。 言い換えれば、一方が利用できない場合でも、もう一方が要件を満たす可能性が高くなります。 誰も車輪を再発明する必要はありません。 業界はすでに、自由に使える堅牢でバランスの取れたホイールのセットを持っています。