Maikls Kelijs, Allied PhotoChemical, un Deivids Haguds, Finishing Technology Solutions
Iedomājieties, ka cauruļu ražošanas procesā varētu likvidēt gandrīz visus GOS (gaistošos organiskos savienojumus), kas atbilst 10 000 mārciņām GOS gadā. Iedomājieties arī ražošanu ar lielāku ātrumu, lielāku caurlaidspēju un zemākām izmaksām uz detaļu/lineāro pēdu.
Ilgtspējīgi ražošanas procesi ir galvenie virzībā uz efektīvāku un optimizētāku ražošanu Ziemeļamerikas tirgū. Ilgtspējību var izmērīt dažādos veidos:
GOS samazināšana
Mazāks enerģijas patēriņš
Optimizēts darbaspēks
Ātrāka ražošanas jauda (vairāk ar mazāk)
Efektīvāka kapitāla izmantošana
Turklāt daudzas iepriekš minēto kombināciju
Nesen viens vadošais cauruļu ražotājs ieviesa jaunu stratēģiju pārklāšanas darbībām. Ražotāja iepriekšējās izmantotās pārklājumu platformas bija uz ūdens bāzes, kurās ir augsts GOS saturs un kuras ir arī viegli uzliesmojošas. Ieviestā ilgtspējīgā pārklājumu platforma bija 100% cietvielu ultravioletā (UV) pārklājuma tehnoloģija. Šajā rakstā ir apkopota klienta sākotnējā problēma, UV pārklāšanas process, vispārējie procesa uzlabojumi, izmaksu ietaupījumi un GOS samazināšana.
Pārklāšanas operācijas cauruļu ražošanā
Ražotājs izmantoja uz ūdens bāzes veidotu pārklāšanas procesu, kas radīja nekārtību, kā parādīts 1.a un 1.b attēlā. Procesa rezultātā ne tikai tika izšķērdēti pārklājuma materiāli, bet arī radās apdraudējums ražošanas cehā, palielinot GOS iedarbību un ugunsgrēka risku. Turklāt klients vēlējās uzlabotu pārklājuma veiktspēju salīdzinājumā ar pašreizējo uz ūdens bāzes veidoto pārklāšanas procesu.
Lai gan daudzi nozares eksperti tieši salīdzina ūdens bāzes pārklājumus ar UV pārklājumiem, šis nav reālistisks salīdzinājums un var būt maldinošs. Faktiskais UV pārklājums ir UV pārklājumu procesa apakškopa.
1. attēls. Projekta iesaistes process
UV ir process
UV pārklājums ir process, kas piedāvā ievērojamas priekšrocības videi, kopējos procesa uzlabojumus, uzlabotu produkta veiktspēju un, jā, arī pārklājuma izmaksu ietaupījumu uz vienu lineāro pēdu. Lai veiksmīgi īstenotu UV pārklājumu projektu, UV pārklājums ir jāaplūko kā process ar trim galvenajām sastāvdaļām: 1) klients, 2) UV uzklāšanas un sacietēšanas iekārtu integrators un 3) pārklājumu tehnoloģiju partneris.
Visi šie trīs aspekti ir kritiski svarīgi UV pārklājumu sistēmas veiksmīgai plānošanai un ieviešanai. Tātad, aplūkosim kopējo projekta iesaistes procesu (1. attēls). Vairumā gadījumu šo darbu vada UV pārklājumu tehnoloģiju partneris.
Jebkura veiksmīga projekta atslēga ir skaidri definēti sadarbības soļi ar iebūvētu elastību un spēju pielāgoties dažādiem klientu veidiem un viņu lietojumiem. Šie septiņi sadarbības posmi ir pamats veiksmīgai projekta sadarbībai ar klientu: 1) vispārējā procesa apspriešana; 2) ieguldījumu atdeves apspriešana; 3) produkta specifikācijas; 4) vispārējā procesa specifikācija; 5) paraugu izmēģinājumi; 6) pieprasījumu pieprasījums/vispārējā projekta specifikācija; un 7) nepārtraukta komunikācija.
Šos iesaistes posmus var īstenot secīgi, daži var notikt vienlaicīgi vai arī tos var savstarpēji aizstāt, taču tie visi ir jāpabeidz. Šī iebūvētā elastība nodrošina dalībniekiem vislielākās izredzes uz panākumiem. Dažos gadījumos vislabāk var būt piesaistīt UV procesu ekspertu kā resursu ar vērtīgu nozares pieredzi visu veidu pārklājumu tehnoloģijās, bet pats galvenais - spēcīgu UV procesu pieredzi. Šis eksperts var risināt visus jautājumus un darboties kā neitrāls resurss, lai pareizi un godīgi novērtētu pārklājumu tehnoloģijas.
1. posms. Vispārējā procesa apspriešana
Šeit notiek sākotnējās informācijas apmaiņa par klienta pašreizējo procesu, skaidri definējot pašreizējo izkārtojumu un pozitīvās/negatīvās puses. Daudzos gadījumos jābūt noslēgtam savstarpējam neizpaušanas līgumam (NDA). Pēc tam jānosaka skaidri definēti procesa uzlabošanas mērķi. Tie var ietvert:
Ilgtspējība — GOS samazināšana
Darba samazināšana un optimizācija
Uzlabota kvalitāte
Palielināts līnijas ātrums
Grīdas platības samazināšana
Enerģijas izmaksu pārskats
Pārklājuma sistēmas apkopes iespējas – rezerves daļas utt.
Pēc tam, pamatojoties uz šiem identificētajiem procesa uzlabojumiem, tiek definēti konkrēti rādītāji.
2. posms. Investīciju atdeves (ROI) apspriešana
Ir svarīgi izprast projekta ROI sākotnējos posmos. Lai gan detalizācijas līmenim nav jābūt tik augstam, cik nepieciešams projekta apstiprināšanai, klientam ir jābūt skaidram pašreizējo izmaksu izklāstam. Tajās jāiekļauj izmaksas par produktu, par lineāro pēdu utt.; enerģijas izmaksas; intelektuālā īpašuma (IĪ) izmaksas; kvalitātes izmaksas; operatora/apkopes izmaksas; ilgtspējības izmaksas; un kapitāla izmaksas. (Lai piekļūtu ROI kalkulatoriem, skatiet šī raksta beigas.)
3. posms. Produkta specifikācijas apspriešana
Tāpat kā ar katru mūsdienās ražoto produktu, sākotnējās projekta diskusijās tiek definētas produkta pamatspecifikācijas. Attiecībā uz pārklājumu pielietojumiem šīs produkta specifikācijas laika gaitā ir attīstījušās, lai apmierinātu ražošanas vajadzības, un parasti tās netiek ievērotas ar klienta pašreizējo pārklāšanas procesu. Mēs to saucam par “šodien pret rītdienu”. Tā ir līdzsvarošana starp pašreizējo produkta specifikāciju izpratni (kuras, iespējams, netiek ievērotas ar pašreizējo pārklājumu) un reālistisku nākotnes vajadzību noteikšanu (kas vienmēr ir līdzsvarošana).
4. posms. Vispārējās procesa specifikācijas
2. attēls. Pārejot no ūdens bāzes pārklājumu procesa uz UV pārklājumu procesu, pieejamie procesa uzlabojumi.
Klientam ir pilnībā jāsaprot un jādefinē pašreizējais process, kā arī esošo prakšu pozitīvie un negatīvie aspekti. UV sistēmu integratoram ir svarīgi to saprast, lai, izstrādājot jauno UV sistēmu, varētu ņemt vērā gan to, kas notiek labi, gan to, kas ne. Šeit UV process piedāvā ievērojamas priekšrocības, kas var ietvert palielinātu pārklājuma uzklāšanas ātrumu, samazinātu grīdas platības nepieciešamību, kā arī temperatūras un mitruma samazināšanu (sk. 2. attēlu). Ļoti ieteicams kopīgs apmeklējums klienta ražotnē, kas sniedz lielisku ieskatu klienta vajadzību un prasību izpratnē.
5. posms. Demonstrācija un izmēģinājuma braucieni
Klientam un UV sistēmu integratoram arī jāapmeklē pārklājumu piegādātāja objekts, lai ikviens varētu piedalīties klienta UV pārklāšanas procesa simulācijā. Šajā laikā radīsies daudzas jaunas idejas un ieteikumi, veicot šādas aktivitātes:
Simulācija, paraugi un testēšana
Salīdzinošā vērtība, testējot konkurējošus pārklājumu produktus
Pārskatīt labāko praksi
Pārskatīt kvalitātes sertifikācijas procedūras
Iepazīstieties ar UV integratoriem
Izstrādāt detalizētu rīcības plānu turpmākai rīcībai
6. posms. RFQ / vispārējā projekta specifikācija
Klienta RFQ dokumentā jāiekļauj visa būtiskā informācija un prasības jaunajai UV pārklājuma darbībai, kā definēts procesa apspriedēs. Dokumentā jāiekļauj UV pārklājumu tehnoloģiju uzņēmuma noteiktā labākā prakse, kas var ietvert pārklājuma sildīšanu, izmantojot ūdens apvalka siltuma sistēmu līdz pistoles galam; maisa sildīšanu un maisīšanu; un svarus pārklājuma patēriņa mērīšanai.
7. posms. Nepārtraukta komunikācija
Saziņas līdzekļi starp klientu, UV integratoru un UV pārklājumu uzņēmumu ir kritiski svarīgi un būtu jāveicina. Mūsdienu tehnoloģijas ļauj ļoti ērti plānot un piedalīties regulāros Zoom/konferences tipa zvanos. UV iekārtu vai sistēmu uzstādīšanas laikā nevajadzētu rasties pārsteigumiem.
Cauruļu ražotāja sasniegtie rezultāti
Jebkurā UV pārklājuma projektā kritiski svarīgs apsvērums ir kopējie izmaksu ietaupījumi. Šajā gadījumā ražotājs panāca ietaupījumus vairākās jomās, tostarp enerģijas izmaksās, darbaspēka izmaksās un pārklājumu palīgmateriālos.
Enerģijas izmaksas — ar mikroviļņu krāsni darbināms UV sildītājs salīdzinājumā ar indukcijas sildītāju
Tipiskās ūdens bāzes pārklājumu sistēmās ir nepieciešama caurules sildīšana pirms vai pēc indukcijas. Indukcijas sildītāji ir dārgi, patērē daudz enerģijas un var radīt ievērojamas apkopes problēmas. Turklāt ūdens bāzes šķīdumam bija nepieciešams 200 kW indukcijas sildītāja enerģijas patēriņš, salīdzinot ar 90 kW, ko izmanto mikroviļņu UV lampas.
1. tabula. Izmaksu ietaupījums, kas pārsniedz 100 kW/stundā, izmantojot 10 lampu mikroviļņu UV sistēmu salīdzinājumā ar indukcijas sildīšanas sistēmu.
Kā redzams 1. tabulā, cauruļu ražotājs pēc UV pārklājuma tehnoloģijas ieviešanas ietaupīja vairāk nekā 100 kW stundā, vienlaikus samazinot enerģijas izmaksas par vairāk nekā 71 000 USD gadā.
3. attēls. Gada elektroenerģijas izmaksu ietaupījuma ilustrācija
Šī samazinātā enerģijas patēriņa izmaksu ietaupījums tika aprēķināts, pamatojoties uz aprēķinātajām elektroenerģijas izmaksām 14,33 centu/kWh apmērā. Enerģijas patēriņa samazinājums par 100 kW/stundā, kas aprēķināts divās maiņās 50 nedēļu laikā gadā (piecas dienas nedēļā, 20 stundas maiņā), rada 71 650 USD ietaupījumu, kā parādīts 3. attēlā.
Darbaspēka izmaksu samazināšana – operatori un apkope
Tā kā ražošanas uzņēmumi turpina izvērtēt savas darbaspēka izmaksas, UV process piedāvā unikālus ietaupījumus attiecībā uz operatora un apkopes darba stundām. Izmantojot pārklājumus uz ūdens bāzes, mitrais pārklājums var sacietēt lejup pa materiālu apstrādes iekārtām, kas galu galā ir jānoņem.
Ražošanas iekārtas operatori kopumā pavadīja 28 stundas nedēļā, noņemot/tīrot ūdens bāzes pārklājumu no tās pakārtotajām materiālu apstrādes iekārtām.
Papildus izmaksu ietaupījumam (aptuveni 28 darba stundas x 36 USD [apgrūtinātās izmaksas] stundā = 1008,00 USD nedēļā jeb 50 400 USD gadā), operatoriem paredzētā fiziskā darba prasības var būt nomācošas, laikietilpīgas un pat bīstamas.
Klients plānoja pārklājuma tīrīšanu katrā ceturksnī, darbaspēka izmaksas sasniedzot 1900 USD par ceturksni, plus radušās pārklājuma noņemšanas izmaksas, kopā sasniedzot 2500 USD. Kopējie ietaupījumi gadā sasniedza 10 000 USD.
Pārklājuma ietaupījums — uz ūdens bāzes, salīdzinot ar UV pārklājumu
Klienta ražotnē tika saražotas 12 000 tonnas 9,625 collu diametra cauruļu mēnesī. Kopumā tas atbilst aptuveni 570 000 lineārajām pēdām / ~ 12 700 gabaliem. Jaunās UV pārklājuma tehnoloģijas pielietošanas process ietvēra liela tilpuma/zema spiediena smidzināšanas pistoles ar tipisku mērķa biezumu 1,5 mil jūdzes. Sacietēšana tika veikta, izmantojot Heraeus UV mikroviļņu lampas. Ietaupījumi pārklājumu izmaksās un transportēšanas/iekšējās apstrādes izmaksās ir apkopoti 2. un 3. tabulā.
2. tabula. Pārklājuma izmaksu salīdzinājums — UV un ūdens bāzes pārklājumi uz lineāro pēdu
3. tabula. Papildu ietaupījumi, pateicoties zemākām ienākošā transporta izmaksām un samazinātai materiālu apstrādei objektā
Turklāt var panākt papildu materiālu un darbaspēka izmaksu ietaupījumus un ražošanas efektivitāti.
UV pārklājumus var pārstrādāt (uz ūdens bāzes veidotos pārklājumus nevar), kas nodrošina vismaz 96% efektivitāti.
Operatori pavada mazāk laika uzklāšanas iekārtu tīrīšanai un apkopei, jo UV pārklājums neizžūst, ja vien tas netiek pakļauts augstas intensitātes UV enerģijai.
Ražošanas ātrums ir lielāks, un klientam ir potenciāls palielināt ražošanas ātrumu no 100 pēdām minūtē līdz 150 pēdām minūtē — pieaugums par 50%.
UV apstrādes iekārtām parasti ir iebūvēts skalošanas cikls, kas tiek izsekots un ieplānots atbilstoši ražošanas stundām. To var pielāgot atbilstoši klienta vajadzībām, kā rezultātā sistēmas tīrīšanai nepieciešams mazāk darbaspēka.
Šajā piemērā klients guva izmaksu ietaupījumu 1 277 400 ASV dolāru apmērā gadā.
GOS samazināšana
UV pārklājuma tehnoloģijas ieviešana arī samazināja GOS, kā redzams 4. attēlā.
4. attēls. GOS samazinājums UV pārklājuma ieviešanas rezultātā
Secinājums
UV pārklājumu tehnoloģija ļauj cauruļu ražotājiem praktiski novērst GOS pārklāšanas darbībās, vienlaikus nodrošinot ilgtspējīgu ražošanas procesu, kas uzlabo produktivitāti un kopējo produkta veiktspēju. UV pārklājumu sistēmas arī nodrošina ievērojamus izmaksu ietaupījumus. Kā norādīts šajā rakstā, klienta kopējie ietaupījumi pārsniedza 1 200 000 USD gadā, kā arī tika novērstas vairāk nekā 154 000 mārciņu GOS emisijas.
Lai iegūtu plašāku informāciju un piekļūtu ieguldījumu atdeves kalkulatoriem, apmeklējiet vietni www.alliedphotochemical.com/roi-calculators/. Lai iegūtu papildu informāciju par procesa uzlabojumiem un ieguldījumu atdeves kalkulatora piemēru, apmeklējiet vietni www.uvebtechnology.com.
SĀNPOSLA
UV pārklāšanas procesa ilgtspējība/vides priekšrocības:
Nesatur gaistošus organiskos savienojumus (GOS)
Nav bīstamu gaisa piesārņotāju (HAP)
Nedegošs
Bez šķīdinātājiem, ūdens vai pildvielām
Nav mitruma vai temperatūras ražošanas problēmu
UV pārklājumu piedāvātie vispārējie procesa uzlabojumi:
Ātrs ražošanas ātrums no 800 līdz 900 pēdām minūtē atkarībā no produkta izmēra
Neliels fiziskais nospiedums — mazāks par 35 pēdām (lineārais garums)
Minimāls apstrādes laiks
Tūlītēja žūšana bez nepieciešamības pēc pēcapstrādes
Nav problēmu ar mitru pārklājumu lejup pa straumi
Nav nepieciešama pārklājuma regulēšana temperatūras vai mitruma problēmu gadījumā
Nav nepieciešama īpaša apstrāde/uzglabāšana maiņu maiņas, apkopes vai nedēļas nogales pārtraukumu laikā
Ar operatoriem un apkopi saistīto darbaspēka izmaksu samazināšana
Spēja atgūt lieko izsmidzināšanu, atkārtoti filtrēt un atkārtoti ievadīt pārklājuma sistēmā
Uzlabota produkta veiktspēja ar UV pārklājumiem:
Uzlaboti mitruma testēšanas rezultāti
Lieliski sāls miglas testēšanas rezultāti
Spēja pielāgot pārklājuma īpašības un krāsu
Pieejami caurspīdīgi pārklājumi, metāliski pārklājumi un krāsas
Zemākas pārklājuma izmaksas uz lineāro pēdu, kā parādīts ROI kalkulatorā:
Publicēšanas laiks: 2023. gada 14. decembris
