de Michael Kelly, Allied PhotoChemical și David Hagood, Finishing Technology Solutions
Imaginați-vă că puteți elimina aproape toate VOC (compușii organici volatili) în procesul de fabricare a țevilor și tuburilor, echivalând cu 10.000 de kilograme de COV pe an. De asemenea, imaginați-vă producția la viteze mai mari, cu un randament mai mare și un cost mai mic pe piesă/picior liniar.
Procesele de producție durabile sunt cheia pentru a conduce către o producție mai eficientă și mai optimizată pe piața din America de Nord. Durabilitatea poate fi măsurată în mai multe moduri:
Reducerea COV
Consum mai puțin de energie
Forța de muncă optimizată
Producție mai rapidă (mai mult cu mai puțin)
Utilizarea mai eficientă a capitalului
În plus, multe combinații ale celor de mai sus
Recent, un producător lider de tuburi a implementat o nouă strategie pentru operațiunile sale de acoperire. Platformele anterioare de acoperire ale producătorului erau pe bază de apă, care au un conținut ridicat de COV și se întâmplă să fie, de asemenea, inflamabile. Platforma de acoperire durabilă care a fost implementată a fost o tehnologie de acoperire cu ultraviolete (UV) 100% solide. În acest articol, sunt rezumate problema inițială a clientului, procesul de acoperire UV, îmbunătățirile generale ale procesului, economiile de costuri și reducerea COV.
Operațiuni de acoperire în fabricarea tuburilor
Producătorul folosea un proces de acoperire pe bază de apă care a lăsat în urmă o mizerie, așa cum se arată în imaginile 1a și 1b. Procesul nu numai că a dus la risipa de materiale de acoperire, dar a creat și un pericol în atelier care a crescut expunerea la COV și pericolul de incendiu. În plus, clientul dorea o performanță de acoperire îmbunătățită în comparație cu operațiunea actuală de acoperire pe bază de apă.
În timp ce mulți experți din industrie vor compara direct acoperirile pe bază de apă cu acoperirile UV, aceasta nu este o comparație realistă și poate induce în eroare. Acoperirea UV reală este un subset al procesului de acoperire UV.
Figura 1. Procesul de implicare în proiect
UV este un proces
UV este un proces care oferă avantaje semnificative de mediu, îmbunătățiri generale ale procesului, performanță îmbunătățită a produsului și, da, economii de acoperire liniară pe picior. Pentru a implementa cu succes un proiect de acoperiri UV, UV trebuie privit ca un proces cu trei componente principale – 1) clientul, 2) integratorul de echipamente de aplicare și întărire UV și 3) partenerul tehnologic de acoperire.
Toate cele trei sunt esențiale pentru planificarea și implementarea cu succes a unui sistem de acoperire UV. Deci, să aruncăm o privire asupra procesului general de implicare a proiectului (Figura 1). În cele mai multe cazuri, acest efort este condus de partenerul tehnologic de acoperire UV.
Cheia oricărui proiect de succes este de a avea pași de implicare clar definiți, cu flexibilitate încorporată și capacitatea de a se adapta diferitelor tipuri de clienți și aplicațiilor acestora. Aceste șapte etape de implicare sunt baza pentru un proiect de succes cu clientul: 1) discuție generală a procesului; 2) discuție despre ROI; 3) specificațiile produsului; 4) specificația generală a procesului; 5) probe cu probe; 6) RFQ / specificația generală a proiectului; și 7) comunicare continuă.
Aceste etape de angajare pot fi urmate în serie, unele pot avea loc în același timp sau pot fi interschimbate, dar toate trebuie finalizate. Această flexibilitate încorporată oferă cele mai mari șanse de succes pentru participanți. În unele cazuri, poate fi cel mai bine să angajați un expert în proces UV ca resursă cu experiență valoroasă în industrie în toate formele de tehnologie de acoperire, dar, cel mai important, experiență puternică în procesul UV. Acest expert poate aborda toate problemele și poate acționa ca o resursă neutră pentru a evalua corect și corect tehnologiile de acoperire.
Etapa 1. Discuție generală a procesului
Aici se fac schimburi de informații inițiale cu privire la procesul curent al clientului, cu o definiție clară a aspectului curent și pozitive / negative clar definite. În multe cazuri, ar trebui să existe un acord reciproc de confidențialitate (NDA). Apoi, trebuie identificate obiective clar definite de îmbunătățire a procesului. Acestea pot include:
Sustenabilitate – Reducerea COV
Reducerea și optimizarea forței de muncă
Calitate îmbunătățită
Viteza crescută a liniei
Reducerea spațiului în podea
Revizuirea costurilor cu energia
Mentenabilitatea sistemului de acoperire – piese de schimb etc.
În continuare, valorile specifice sunt definite pe baza acestor îmbunătățiri identificate de proces.
Etapa 2. Discuție privind rentabilitatea investiției (ROI).
Este important să înțelegeți rentabilitatea investiției pentru proiect în fazele inițiale. În timp ce nivelul de detaliu nu trebuie să fie cel care va fi necesar pentru aprobarea proiectului, clientul ar trebui să aibă o schiță clară a costurilor curente. Acestea ar trebui să includă costul pe produs, pe picior liniar etc.; costurile cu energia; costuri de proprietate intelectuală (PI); costuri de calitate; costuri de operator / întreținere; costuri de sustenabilitate; și costul capitalului. (Pentru acces la calculatoarele ROI, consultați sfârșitul acestui articol.)
Etapa 3. Discuție despre specificațiile produsului
Ca și în cazul fiecărui produs fabricat astăzi, specificațiile de bază ale produsului sunt definite în discuțiile inițiale ale proiectului. În ceea ce privește aplicațiile de acoperire, aceste specificații de produs au evoluat de-a lungul timpului pentru a satisface nevoile de producție și de obicei nu sunt îndeplinite cu procesul de acoperire curent al clientului. Îl numim „azi versus mâine”. Este un act de echilibru între înțelegerea specificațiilor actuale ale produsului (care este posibil să nu fie îndeplinite cu acoperirea actuală) și definirea nevoilor viitoare care sunt realiste (care este întotdeauna un act de echilibru).
Etapa 4. Specificații generale ale procesului
Figura 2. Îmbunătățiri de proces disponibile la trecerea de la un proces de acoperire pe bază de apă la un proces de acoperire UV
Clientul ar trebui să înțeleagă și să definească pe deplin procesul curent, împreună cu aspectele pozitive și negative ale practicilor existente. Acest lucru este important să înțeleagă integratorul de sisteme UV, astfel încât lucrurile care merg bine și cele care nu merg pot fi luate în considerare în proiectarea noului sistem UV. Aici procesul UV oferă avantaje semnificative care pot include viteza crescută de acoperire, cerințe reduse de spațiu pe podea și reduceri de temperatură și umiditate (vezi Figura 2). O vizită comună la unitatea de producție a clientului este foarte recomandată și oferă un cadru excelent pentru a înțelege nevoile și cerințele clientului.
Etapa 5. Demonstrație și curse de probă
Facilitatea furnizorului de acoperiri ar trebui, de asemenea, să fie vizitată de client și de integratorul de sisteme UV pentru a permite tuturor să participe la o simulare a procesului de acoperire UV al clientului. În acest timp, multe idei și sugestii noi vor apărea pe măsură ce au loc următoarele activități:
Simulare, mostre și testare
Comparați prin testarea produselor de acoperire competitive
Examinați cele mai bune practici
Revizuiți procedurile de certificare a calității
Faceți cunoștință cu integratorii UV
Elaborați un plan de acțiune detaliat în continuare
Etapa 6. RFQ / Specificația generală a proiectului
Documentul RFQ al clientului trebuie să includă toate informațiile și cerințele relevante pentru noua operațiune de acoperire UV, așa cum este definită în discuțiile despre proces. Documentul ar trebui să includă cele mai bune practici identificate de compania de tehnologie de acoperire UV, care ar putea include încălzirea acoperirii printr-un sistem de încălzire cu cămașă de apă până la vârful pistolului; incalzire si agitare tote; și cântare pentru măsurarea consumului de acoperire.
Etapa 7. Comunicare continuă
Mijloacele de comunicare între client, integratorul UV și compania de acoperiri UV sunt esențiale și ar trebui încurajate. Tehnologia de astăzi face foarte convenabilă programarea și participarea la apeluri obișnuite Zoom / tip conferință. Nu ar trebui să existe surprize când echipamentul sau sistemul UV este instalat.
Rezultate realizate de producătorul de țevi
Un domeniu critic de luat în considerare în orice proiect de acoperire UV este economiile de costuri generale. În acest caz, producătorul a realizat economii în mai multe domenii, inclusiv costurile cu energia, costurile cu forța de muncă și consumabilele pentru acoperiri.
Costuri cu energie – UV alimentat cu microunde vs. încălzire prin inducție
În sistemele tipice de acoperire pe bază de apă, este nevoie de încălzire pre- sau post-inducție a tubului. Încălzitoarele cu inducție sunt consumatori scumpi, de mare energie și pot avea probleme semnificative de întreținere. În plus, soluția pe bază de apă a necesitat o utilizare a energiei de încălzire cu inducție de 200 kw față de cei 90 kw utilizați de lămpile UV cu microunde.
Tabel 1. Economii de costuri mai mari de 100 kw/oră prin utilizarea unui sistem UV cu 10 lămpi cu microunde față de un sistem de încălzire prin inducție
După cum se vede în Tabelul 1, producătorul de țevi a realizat economii de peste 100 kw pe oră după implementarea tehnologiei de acoperire UV, reducând în același timp costurile cu energie cu peste 71.000 USD pe an.
Figura 3. Ilustrarea economiilor anuale ale costurilor electrice
Economiile de costuri pentru acest consum redus de energie au fost estimate pe baza unui cost estimat al energiei electrice la 14,33 cenți/kWh. Reducerea cu 100 kw/oră a consumului de energie, calculată pe două schimburi pentru 50 de săptămâni pe an (cinci zile pe săptămână, 20 de ore pe schimb), are ca rezultat o economii de 71.650 USD, așa cum este ilustrat în Figura 3.
Reducerea costurilor cu forța de muncă – Operatori și întreținere
Pe măsură ce entitățile de producție continuă să-și evalueze costurile cu forța de muncă, procesul UV oferă economii unice legate de orele de lucru ale operatorului și de întreținere. În cazul acoperirilor pe bază de apă, stratul umed se poate solidifica în aval pe echipamentul de manipulare a materialelor, care în cele din urmă trebuie îndepărtat.
Operatorii unității de producție au consumat un total de 28 de ore pe săptămână pentru îndepărtarea/curățarea stratului de acoperire pe bază de apă din echipamentul său de manipulare a materialelor din aval.
În plus față de economiile de costuri (aproximativ 28 de ore de muncă x 36 USD [cost împovărat] pe oră = 1.008,00 USD pe săptămână sau 50.400 USD pe an), cerințele de muncă fizică pentru operatori pot fi frustrante, consumatoare de timp și de-a dreptul periculoase.
Clientul a vizat curățarea stratului de acoperire pentru fiecare trimestru, cu costuri cu forța de muncă de 1.900 USD pe trimestru, plus costurile de îndepărtare a stratului care au fost suportate, pentru un total de 2.500 USD. Economiile totale pe an au fost de 10.000 USD.
Economii de acoperire – pe bază de apă vs UV
Producția de țevi la locul clientului a fost de 12.000 de tone pe lună de țeavă cu diametrul de 9,625 inci. Pe o bază rezumată, aceasta echivalează cu aproximativ 570.000 de picioare liniare / ~ 12.700 de bucăți. Procesul de aplicare pentru noua tehnologie de acoperire UV a inclus pistoale de pulverizare de volum mare/de joasă presiune cu o grosime tipică țintă de 1,5 mils. Întărirea a fost realizată prin utilizarea lămpilor cu microunde Heraeus UV. Economiile la costurile acoperirilor și costurile de transport/manipulare internă sunt rezumate în tabelele 2 și 3.
Tabelul 2. Comparația costurilor de acoperire – UV vs. acoperiri pe bază de apă per picior liniar
Tabelul 3. Economii suplimentare din costurile de transport mai mici și manipularea materialelor reduse pe șantier
În plus, pot fi realizate economii suplimentare de materiale și costuri de muncă și eficiență a producției.
Acoperirile UV sunt recuperabile (acoperirile pe bază de apă nu sunt), permițând o eficiență de cel puțin 96%.
Operatorii petrec mai puțin timp curățând și întreținând echipamentele de aplicare, deoarece stratul UV nu se usucă decât dacă este expus la energie UV de mare intensitate.
Vitezele de producție sunt mai rapide, iar clientul are potențialul de a crește vitezele de producție de la 100 de picioare pe minut la 150 de picioare pe minut - o creștere de 50%.
Echipamentul de proces UV are de obicei un ciclu de spălare încorporat, care este urmărit și programat în funcție de ore de producție. Acest lucru poate fi ajustat în funcție de nevoile clientului, ceea ce are ca rezultat mai puțină forță de muncă necesară pentru curățarea sistemului.
În acest exemplu, clientul a realizat o economie de costuri de 1.277.400 USD pe an.
Reducerea COV
Implementarea tehnologiei de acoperire UV a redus, de asemenea, COV, așa cum se vede în Figura 4.
Figura 4. Reducerea COV ca urmare a implementării acoperirii UV
Concluzie
Tehnologia de acoperire UV permite producătorului de țevi să elimine practic VOC în operațiunile lor de acoperire, oferind în același timp un proces de fabricație durabil care îmbunătățește productivitatea și performanța generală a produsului. Sistemele de acoperire UV generează, de asemenea, economii semnificative de costuri. După cum se subliniază în acest articol, economiile totale ale clientului au depășit 1.200.000 USD anual, plus au eliminat peste 154.000 lbs de emisii de COV.
Pentru mai multe informații și pentru a accesa calculatoarele ROI, vizitați www.alliedphotochemical.com/roi-calculators/. Pentru îmbunătățiri suplimentare ale procesului și un exemplu de calculator ROI, vizitați www.uvebtechnology.com.
BARĂ LATERALĂ
Durabilitatea procesului de acoperire UV/Avantaje de mediu:
Fără compuși organici volatili (COV)
Fără poluanți atmosferici periculoși (HAP)
Neinflamabil
Fără solvenți, ape sau materiale de umplutură
Fără probleme legate de umiditate sau temperatură
Îmbunătățiri generale ale procesului oferite de acoperirile UV:
Viteze rapide de producție de peste 800 până la 900 de picioare pe minut, în funcție de dimensiunea produsului
Amprentă fizică mică de mai puțin de 35 de picioare (lungime liniară)
Lucrări în curs minime
Uscare instantanee, fără cerințe post-întărire
Fără probleme de acoperire umedă în aval
Fără ajustare a stratului de acoperire pentru probleme de temperatură sau umiditate
Fără manipulare/depozitare specială în timpul schimbărilor de ture, întreținere sau opriri de weekend
Reducerea costurilor cu forța de muncă asociate cu operatorii și întreținerea
Abilitatea de a recupera suprasprayul, de a refiltra și de a reintroduce în sistemul de acoperire
Performanță îmbunătățită a produsului cu acoperiri UV:
Rezultate îmbunătățite ale testelor de umiditate
Rezultate excelente ale testelor cu ceață de sare
Abilitatea de a regla atributele acoperirii și culoarea
Straturi transparente, metalizate și culori disponibile
Costuri mai mici de acoperire pe picior liniar, după cum arată calculatorul ROI:
Ora postării: 14-12-2023
