Michaelas Kelly, „Allied PhotoChemical“, ir Davidas Hagoodas, „Finishing Technology Solutions“
Įsivaizduokite, kad vamzdžių gamybos procese galima pašalinti beveik visus lakiuosius organinius junginius (LOJ), o tai atitinka 10 000 svarų LOJ per metus. Taip pat įsivaizduokite, kad galite gaminti didesniu greičiu, didesniu našumu ir mažesnėmis sąnaudomis vienai detalei / linijiniam pėdai.
Tvarūs gamybos procesai yra labai svarbūs siekiant efektyvesnės ir optimizuotos gamybos Šiaurės Amerikos rinkoje. Tvarumą galima matuoti įvairiais būdais:
LOJ mažinimas
Mažesnis energijos suvartojimas
Optimizuota darbo jėga
Greitesnė gamyba (daugiau su mažiau)
Efektyvesnis kapitalo panaudojimas
Be to, daugybė aukščiau išvardytų elementų derinių
Neseniai vienas pirmaujantis vamzdžių gamintojas įdiegė naują savo dengimo operacijų strategiją. Ankstesnės gamintojo naudojamos dengimo platformos buvo vandeninės, kuriose gausu lakiųjų organinių junginių (LOJ) ir kurios taip pat yra degios. Įdiegta tvari dengimo platforma buvo 100 % kietųjų dalelių ultravioletinių (UV) dengimo technologija. Šiame straipsnyje apibendrinama pradinė kliento problema, UV dengimo procesas, bendri proceso patobulinimai, sąnaudų taupymas ir LOJ kiekio mažinimas.
Dengimo operacijos vamzdžių gamyboje
Gamintojas naudojo vandeninį dengimo procesą, kuris paliko netvarką, kaip parodyta 1a ir 1b paveiksluose. Dėl šio proceso ne tik buvo švaistomos dengimo medžiagos, bet ir kilo pavojus gamybos ceche, dėl kurio padidėjo lakiųjų organinių junginių (LOJ) poveikis ir gaisro pavojus. Be to, klientas norėjo geresnių dengimo savybių, palyginti su dabartine vandeninio dengimo sistema.
Nors daugelis pramonės ekspertų tiesiogiai lygina vandens pagrindo dangas su UV dangomis, tai nėra realus palyginimas ir gali būti klaidinantis. Tikroji UV danga yra UV dengimo proceso dalis.
1 pav. Projekto įtraukimo procesas
UV yra procesas
UV danga yra procesas, kuris suteikia didelių aplinkosauginių privalumų, pagerina bendrą proceso kokybę, pagerina produkto našumą ir, žinoma, sumažina dangos sąnaudas vienam linijiniam pėdos greičiui. Norint sėkmingai įgyvendinti UV dangų projektą, UV danga turi būti vertinama kaip procesas, turintis tris pagrindinius komponentus: 1) klientą, 2) UV dangų dengimo ir kietinimo įrangos integratorių ir 3) dangų technologijų partnerį.
Visi šie trys dalykai yra labai svarbūs sėkmingam UV dengimo sistemos planavimui ir įdiegimui. Taigi, pažvelkime į bendrą projekto įgyvendinimo procesą (1 pav.). Daugeliu atvejų šioms pastangoms vadovauja UV dengimo technologijų partneris.
Bet kurio sėkmingo projekto raktas – aiškiai apibrėžti bendradarbiavimo žingsniai, pasižymintys integruotu lankstumu ir gebėjimu prisitaikyti prie skirtingų tipų klientų ir jų paraiškų. Šie septyni bendradarbiavimo etapai yra sėkmingo projekto bendradarbiavimo su klientu pagrindas: 1) bendras proceso aptarimas; 2) investicijų grąžos aptarimas; 3) produkto specifikacijos; 4) bendras proceso specifikacija; 5) pavyzdiniai bandymai; 6) kainos užklausa / bendra projekto specifikacija; ir 7) nuolatinis bendravimas.
Šie bendradarbiavimo etapai gali būti vykdomi nuosekliai, kai kurie gali vykti tuo pačiu metu arba juos galima kaitalioti, tačiau visi jie turi būti atlikti. Šis integruotas lankstumas suteikia didžiausią sėkmės tikimybę dalyviams. Kai kuriais atvejais geriausia pasitelkti UV procesų ekspertą kaip išteklių, turintį vertingos pramonės patirties visų formų dengimo technologijose, o svarbiausia – didelę UV procesų patirtį. Šis ekspertas gali išspręsti visas problemas ir veikti kaip neutralus išteklius, kad tinkamai ir sąžiningai įvertintų dengimo technologijas.
1 etapas. Bendras proceso aptarimas
Čia keičiamasi pradine informacija apie dabartinį kliento procesą, aiškiai apibrėžiant dabartinį išdėstymą ir aiškiai apibrėžiant teigiamus bei neigiamus aspektus. Daugeliu atvejų turėtų būti sudaryta abipusė konfidencialumo sutartis (NDA). Tada turėtų būti nustatyti aiškiai apibrėžti proceso tobulinimo tikslai. Jie gali apimti:
Tvarumas – lakiųjų organinių junginių kiekio mažinimas
Darbo jėgos mažinimas ir optimizavimas
Pagerinta kokybė
Padidėjęs linijos greitis
Grindų ploto sumažinimas
Energijos sąnaudų peržiūra
Dangos sistemos priežiūra – atsarginės dalys ir kt.
Toliau, remiantis šiais nustatytais proceso patobulinimais, apibrėžiami konkretūs rodikliai.
2 etapas. Investicijų grąžos (ROI) aptarimas
Svarbu suprasti projekto investicijų grąžą (ROI) pradiniuose etapuose. Nors detalumo lygis nebūtinai turi būti toks, kokio reikės projektui patvirtinti, klientas turėtų aiškiai apibrėžti dabartines išlaidas. Tai turėtų apimti kainą vienam produktui, vienam linijiniam metrui ir kt.; energijos sąnaudas; intelektinės nuosavybės (IP) sąnaudas; kokybės sąnaudas; operatoriaus / priežiūros sąnaudas; tvarumo sąnaudas; ir kapitalo sąnaudas. (Norėdami gauti prieigą prie investicijų grąžos skaičiuoklių, žr. šio straipsnio pabaigą.)
3 etapas. Produkto specifikacijos aptarimas
Kaip ir kiekvieno šiandien gaminamo produkto atveju, pagrindinės produkto specifikacijos apibrėžiamos pradinėse projekto diskusijose. Kalbant apie dangų pritaikymą, šios produkto specifikacijos laikui bėgant keitėsi, kad atitiktų gamybos poreikius, ir paprastai jų neatitinka dabartinis kliento dengimo procesas. Mes tai vadiname „šiandiena ir rytojus“. Tai balansavimas tarp dabartinių produkto specifikacijų supratimo (kurių dabartinė danga gali neatitikti) ir realių būsimų poreikių apibrėžimo (o tai visada yra balansavimas).
4 etapas. Bendros proceso specifikacijos
2 pav. Galimi proceso patobulinimai pereinant nuo vandeninių dengimo procesų prie UV dengimo procesų
Klientas turėtų visapusiškai suprasti ir apibrėžti dabartinį procesą, taip pat esamos praktikos privalumus ir trūkumus. Tai svarbu suprasti UV sistemų integratoriui, kad projektuojant naują UV sistemą būtų galima atsižvelgti į tai, kas vyksta gerai, ir į tai, kas ne. Būtent čia UV procesas suteikia reikšmingų pranašumų, įskaitant didesnį dengimo greitį, mažesnį grindų ploto poreikį ir temperatūros bei drėgmės sumažinimą (žr. 2 pav.). Labai rekomenduojamas bendras apsilankymas kliento gamybos įmonėje, nes tai suteikia puikų pagrindą suprasti kliento poreikius ir reikalavimus.
5 etapas. Demonstracija ir bandomieji važiavimai
Klientas ir UV sistemų integratorius taip pat turėtų aplankyti dangų tiekėjo patalpas, kad visi galėtų dalyvauti kliento UV dengimo proceso modeliavime. Šiuo laikotarpiu iškils daug naujų idėjų ir pasiūlymų, nes bus vykdoma ši veikla:
Modeliavimas, pavyzdžiai ir bandymai
Lyginamasis lyginamasis testas, atliekant konkurentų dangų produktų testavimą
Peržiūrėkite geriausią praktiką
Peržiūrėti kokybės sertifikavimo procedūras
Susipažinkite su UV integratoriais
Parengti išsamų veiksmų planą tolesniems darbams
6 etapas. RFQ / Bendra projekto specifikacija
Kliento RFQ dokumente turėtų būti pateikta visa svarbi informacija ir reikalavimai naujai UV dengimo operacijai, kaip apibrėžta proceso aptarimuose. Dokumente turėtų būti įtraukti geriausios praktikos pavyzdžiai, kuriuos nustatė UV dengimo technologijų įmonė, įskaitant dangos kaitinimą vandens gaubtu dengta šildymo sistema iki pistoleto antgalio; nešiklio kaitinimą ir maišymą; ir svarstykles dangos sunaudojimui matuoti.
7 etapas. Nuolatinis bendravimas
Kliento, UV integratoriaus ir UV dangų įmonės bendravimo priemonės yra labai svarbios ir turėtų būti skatinamos. Šiandieninės technologijos leidžia labai patogiai planuoti ir dalyvauti reguliariuose „Zoom“ / konferencinių skambučių formatu. Diegiant UV įrangą ar sistemą neturėtų kilti jokių netikėtumų.
Vamzdžių gamintojo pasiekti rezultatai
Svarbiausia bet kurio UV dangos projekto svarstymo sritis yra bendros sąnaudos. Šiuo atveju gamintojas sutaupė keliose srityse, įskaitant energijos sąnaudas, darbo sąnaudas ir dangų eksploatacines medžiagas.
Energijos sąnaudos – mikrobangų krosnelėje naudojamas UV ir indukcinis kaitinimas
Tipinėse vandeninių dangų sistemose reikia atlikti išankstinio arba po indukcinio vamzdelio pašildymą. Indukciniai šildytuvai yra brangūs, eikvoja daug energijos ir gali turėti didelių priežiūros problemų. Be to, vandeniniam tirpalui reikėjo 200 kW indukcinio šildytuvo energijos sąnaudų, palyginti su 90 kW, kuriuos naudoja mikrobangų UV lempos.
1 lentelė. Didesnis nei 100 kW/val. sąnaudų taupymas naudojant 10 lempų mikrobangų UV sistemą, palyginti su indukcinio kaitinimo sistema.
Kaip matyti 1 lentelėje, vamzdžių gamintojas, įdiegęs UV dengimo technologiją, sutaupė daugiau nei 100 kW per valandą ir sumažino energijos sąnaudas daugiau nei 71 000 USD per metus.
3 pav. Metinių elektros energijos sąnaudų sutaupymų iliustracija
Sutaupytos išlaidos dėl šio sumažėjusio energijos suvartojimo buvo apskaičiuotos remiantis numatoma elektros energijos kaina – 14,33 cento/kWh. 100 kW/val. energijos suvartojimo sumažinimas, apskaičiuotas per dvi pamainas 50 savaičių per metus (penkias dienas per savaitę, 20 valandų per pamainą), leidžia sutaupyti 71 650 USD, kaip parodyta 3 paveiksle.
Darbo sąnaudų mažinimas – operatoriai ir priežiūra
Gamybos įmonėms ir toliau vertinant savo darbo sąnaudas, UV procesas suteikia unikalių galimybių sutaupyti operatoriaus ir priežiūros darbo valandų. Naudojant vandens pagrindo dangas, šlapia danga gali sukietėti ant medžiagų tvarkymo įrangos, kurią galiausiai reikia pašalinti.
Gamybos įmonės operatoriai iš viso sugaišdavo 28 valandas per savaitę vandens pagrindo dangos šalinimui / valymui nuo medžiagų tvarkymo įrangos.
Be sutaupytų lėšų (apytiksliai 28 darbo valandos x 36 USD [papildomos išlaidos] per valandą = 1 008,00 USD per savaitę arba 50 400 USD per metus), operatoriams keliami fizinio darbo reikalavimai gali būti varginantys, daug laiko reikalaujantys ir tiesiog pavojingi.
Klientas užsibrėžė tikslą – kiekvieną ketvirtį valyti dangą, o darbo sąnaudos siekė 1 900 USD per ketvirtį plius patirtos dangos pašalinimo išlaidos, iš viso 2 500 USD. Bendra metinė santaupų suma siekė 10 000 USD.
Dangos taupymas – vandeninės ir UV dangos
Kliento objekte per mėnesį buvo pagaminama 12 000 tonų 9,625 colio skersmens vamzdžių. Apibendrinant, tai atitinka maždaug 570 000 linijinių pėdų / ~ 12 700 vienetų. Naujosios UV dengimo technologijos taikymo procesas apėmė didelio tūrio / žemo slėgio purškimo pistoletus, kurių tipinis tikslinis storis buvo 1,5 milo. Kietėjimas buvo atliktas naudojant „Heraeus“ UV mikrobangų lempas. Dangos ir transportavimo / vidinių tvarkymo išlaidų santaupos apibendrintos 2 ir 3 lentelėse.
2 lentelė. Dengimo kainos palyginimas – UV ir vandens pagrindo dangos vienam linijiniam metrui
3 lentelė. Papildomos santaupos dėl mažesnių įvežamų medžiagų transportavimo išlaidų ir sumažėjusio medžiagų tvarkymo objekte
Be to, galima sutaupyti papildomų medžiagų ir darbo sąnaudų bei padidinti gamybos efektyvumą.
UV dangos yra perdirbamos (vandeninės dangos – ne), todėl pasiekiamas bent 96 % efektyvumas.
Operatoriai sugaišta mažiau laiko valydami ir prižiūrėdami dengimo įrangą, nes UV danga neišdžiūsta, nebent būtų veikiama didelio intensyvumo UV energijos.
Gamybos greitis yra didesnis, o klientas gali padidinti gamybos greitį nuo 100 pėdų per minutę iki 150 pėdų per minutę – 50 % padidėjimą.
UV apdorojimo įranga paprastai turi įmontuotą praplovimo ciklą, kuris stebimas ir planuojamas pagal gamybos valandas. Jį galima koreguoti pagal kliento poreikius, todėl sistemos valymui reikia mažiau darbo jėgos.
Šiame pavyzdyje klientas per metus sutaupė 1 277 400 USD.
LOJ mažinimas
UV dengimo technologijos įdiegimas taip pat sumažino lakiųjų organinių junginių kiekį, kaip matyti 4 paveiksle.
4 pav. LOJ kiekio sumažėjimas įdiegus UV dangą
Išvada
UV dangų technologija leidžia vamzdžių gamintojams praktiškai pašalinti lakiuosius organinius junginius (LOJ) dengimo operacijose, tuo pačiu užtikrinant tvarų gamybos procesą, kuris pagerina našumą ir bendras produkto savybes. UV dangų sistemos taip pat leidžia gerokai sutaupyti lėšų. Kaip aprašyta šiame straipsnyje, bendra kliento sutaupyta suma viršijo 1 200 000 USD per metus, be to, buvo pašalinta daugiau nei 154 000 svarų (apie 75 kg) LOJ.
Daugiau informacijos ir investicijų grąžos skaičiuokles rasite adresu www.alliedphotochemical.com/roi-calculators/. Papildomos informacijos apie procesų patobulinimus ir investicijų grąžos skaičiuoklės pavyzdį rasite adresu www.uvebtechnology.com.
ŠONINĖ JUOSTĖ
UV dengimo proceso tvarumas / aplinkosauginiai privalumai:
Be lakiųjų organinių junginių (LOJ)
Nėra pavojingų oro teršalų (HAP)
Nedegus
Be tirpiklių, vandens ar užpildų
Nėra drėgmės ar temperatūros gamybos problemų
Bendri UV dangų siūlomi procesų patobulinimai:
Didelis gamybos greitis – nuo 800 iki 900 pėdų per minutę, priklausomai nuo gaminio dydžio
Mažas fizinis užimamas plotas – mažesnis nei 35 pėdos (linijinis ilgis)
Minimalus gamybos procesas
Momentinis džiūvimas be papildomo kietėjimo reikalavimų
Jokių šlapio padengimo problemų
Dangos nereikia koreguoti dėl temperatūros ar drėgmės problemų
Jokių specialių tvarkymo / sandėliavimo darbų keičiantis pamainoms, atliekant techninę priežiūrą ar savaitgalio pertraukas
Sumažintos su operatoriais ir priežiūra susijusios darbo jėgos sąnaudos
Galimybė susigrąžinti perteklinį purškimą, jį perfiltruoti ir vėl įpilti į dengimo sistemą
Pagerintos produkto savybės naudojant UV dangas:
Pagerinti drėgmės bandymo rezultatai
Puikūs druskos rūko bandymų rezultatai
Galimybė reguliuoti dangos savybes ir spalvą
Galimi skaidrūs, metaliniai ir spalvoti dažai
Mažesnės linijinio pėdos dengimo išlaidos, kaip rodo investicijų grąžos skaičiuoklė:
Įrašo laikas: 2023 m. gruodžio 14 d.
