يتطلب التصنيع الناجح والفعال للأنابيب أو المواسير تحسين 10000 تفصيلة، بما في ذلك صيانة المعدات. ونظرًا للعدد الهائل من الأجزاء المتحركة في كل نوع من أنواع المطاحن وكل قطعة من المعدات الطرفية، فإن الالتزام بجدول الصيانة الوقائية الموصى به من قبل الشركة المصنعة ليس بالمهمة السهلة. الصورة: T & H Lemont Inc.
ملاحظة المحرر: هذا هو الجزء الأول من سلسلة مكونة من جزأين حول تحسين عمليات مصانع الأنابيب. اقرأ الجزء الثاني.
يمكن أن يكون تصنيع المنتجات الأنبوبية عملية شاقة، حتى في أفضل الظروف. المصانع معقدة، وتتطلب الكثير من الصيانة المنتظمة، واعتمادًا على ما تنتجه، تكون المنافسة شرسة. يتعرض العديد من منتجي الأنابيب المعدنية لضغوط هائلة لزيادة وقت التشغيل إلى أقصى حد لتعظيم الإيرادات، مع وجود القليل من الوقت الثمين للصيانة الروتينية.
لا يوجد سيناريو مثالي للصناعة هذه الأيام. فالمواد باهظة الثمن، وعمليات التسليم الجزئية ليست نادرة. والآن أكثر من أي وقت مضى، يحتاج منتجو الأنابيب إلى تعظيم وقت التشغيل وتقليل الخردة، ويعني تلقي عمليات تسليم جزئية تقليل وقت التشغيل. وتعني عمليات التشغيل الأقصر عمليات تغيير أكثر تكرارًا، وهو ليس استخدامًا فعالًا للوقت أو العمالة.
قال مارك براسيك، مدير مبيعات الأنابيب في أمريكا الشمالية لدى شركة EFD Induction: "إن وقت الإنتاج في غاية الأهمية الآن".
كشفت المحادثات مع خبراء الصناعة حول النصائح والاستراتيجيات للحصول على أقصى استفادة من مصنعك عن بعض الموضوعات المتكررة:
إن تشغيل مصنع بأقصى كفاءة يعني تحسين عشرات العوامل، معظمها يتفاعل مع بعضها البعض، لذا فإن تحسين عمليات المصنع ليس بالضرورة بالأمر السهل. يقدم لنا الكاتب السابق في مجلة "ذا تيوب آند بايب جورنال"، باد غراهام، وجهة نظر مختلفة: "مصنع الأنابيب هو حامل للأدوات". إن تذكر هذه المقولة يُبسط الأمور. إن فهم وظيفة كل أداة، وكيفية عملها، وكيفية تفاعلها مع الأدوات الأخرى يُمثل ثلث المهمة تقريبًا. أما الحفاظ على كل شيء مُنظمًا وصيانته، فهو ثلث آخر. أما الثلث الأخير، فيتضمن برامج تدريب المُشغّلين، واستراتيجيات استكشاف الأخطاء وإصلاحها، وإجراءات تشغيل خاصة بكل أنبوب أو مُصنّع أنابيب.
الاعتبار الأساسي لتشغيل مطحنة بكفاءة هو الاستقلال عن المطحنة. وهي المادة الخام. الحصول على أقصى إنتاج من المطحنة يعني الحصول على أقصى إنتاج من كل ملف يتم تغذيته للمطحنة. يبدأ الأمر بقرار الشراء.
طول اللفة. صرّح نيلسون آبي، مدير شركة فايفز برونكس، آبي برودكتس: "تزدهر مصانع الأنابيب عندما تكون اللفات طويلة. يتطلب تشغيل لفات أقصر تشغيل المزيد من نهايات اللفات. يتطلب كل طرف من أطراف اللفة لحامًا طرفيًا، وكل لحام طرفي يُنتج خردة."
تكمن الصعوبة هنا في أن الملفات التي تكون طويلة قدر الإمكان يمكن بيعها بسعر أعلى. قد تكون الملفات الأقصر متاحة بأسعار أفضل. قد يرغب وكلاء الشراء في توفير بعض المال، ولكن هذا يتعارض مع وجهة نظر موظفي التصنيع. يتفق كل من يدير مصنعًا تقريبًا على أن فرق السعر يجب أن يكون كبيرًا لتعويض خسائر الإنتاج المرتبطة بإغلاق المصانع الإضافية.
وقال آبي إن هناك اعتبارًا آخر يتمثل في سعة جهاز فك الملفات وأي قيود أخرى على نهاية الدخول للمطحنة. وقد يكون من الضروري الاستثمار في معدات دخول ذات سعة أعلى للتعامل مع ملفات أكبر وأثقل للاستفادة من فوائد شراء ملفات أكبر.
تعتبر آلة التقطيع أيضًا عاملًا مهمًا، سواء تم إجراء التقطيع داخليًا أو خارجيًا. تتمتع آلات التقطيع بأكبر وزن وقطر يمكنها التعامل معه، لذا فإن الحصول على أفضل تطابق بين الملفات وآلات التقطيع أمر بالغ الأهمية لتحقيق أقصى قدر من الإنتاجية.
باختصار، هو تفاعل بين أربعة عوامل: حجم ووزن الملف، والعرض اللازم للقاطع، وسعة القاطع، وسعة معدات المدخل.
عرض الملف وحالته. في أرضية المتجر، لا داعي للقول إن الملفات يجب أن يكون لها العرض الصحيح والقياس الصحيح لصنع منتج، ولكن تحدث أخطاء من وقت لآخر. يمكن لمشغلي المطاحن في كثير من الأحيان التعويض عن عرض الشرائط التي تكون صغيرة جدًا أو كبيرة جدًا، ولكن هذه مسألة درجة فقط. الاهتمام الدقيق بعرض الشق الموسع أمر بالغ الأهمية.
كما تعد حالة حافة الشريط أيضًا القضية الأكثر أهمية. ويقول مايكل ستراند، رئيس شركة T&H Lemont، إن العرض المتسق للحافة، دون نتوءات أو أي تناقضات أخرى، أمر بالغ الأهمية للحفاظ على اللحامات المتسقة على طول أطوال الشريط. كما تلعب عملية اللف الأولية والتقطيع وإعادة اللف دورًا في ذلك. يمكن أن تنحني الملفات التي لم يتم التعامل معها بعناية، وهو أمر يمثل مشكلة. تبدأ عملية التشكيل التي طورها مهندسو القالب الملفوف بشريط مسطح بدلاً من الشريط المنحني.
يقول ستان جرين، المدير العام لشركة SST Forming Roll Inc.: "إن تصميم القالب الجيد يزيد من الإنتاجية". ويشير إلى أنه لا توجد استراتيجية واحدة لتشكيل الأنابيب، وبالتالي لا توجد استراتيجية واحدة لتصميم القالب. ويختلف موردو أدوات اللف في كيفية معالجة الأنابيب وبالتالي منتجاتهم. كما تختلف العائدات أيضًا.
وقال "إن نصف قطر سطح الأسطوانة يتغير باستمرار، وبالتالي تتغير سرعة دوران الأداة عبر سطح الأداة". وبطبيعة الحال، يمر الأنبوب عبر المطحنة بسرعة واحدة فقط. وبالتالي، يؤثر التصميم على العائد. وأضاف أن التصميم السيئ يهدر المواد عندما تكون الأداة جديدة، ويزداد الأمر سوءًا مع تآكل الأداة.
بالنسبة للشركات التي لا تلتزم بمسار التدريب والصيانة، فإن تطوير استراتيجية لتحسين كفاءة المصنع يبدأ بالأساسيات.
قال آبي: "بغض النظر عن أسلوب المصنع والمنتجات التي يصنعها، فإن جميع المصانع لديها شيئان مشتركان - المشغلون وإجراءات التشغيل". وأضاف أن تشغيل المصنع بشكل متسق قدر الإمكان هو مسألة توفير تدريب موحد واتباع إجراءات مكتوبة. يمكن أن تؤدي التناقضات في التدريب إلى اختلافات في الإعداد واستكشاف الأخطاء وإصلاحها.
للحصول على أقصى استفادة من المصنع، من عامل إلى عامل، ومن وردية إلى وردية، يجب على كل عامل استخدام إجراءات إعداد واستكشاف الأخطاء وإصلاحها متسقة. أي اختلافات إجرائية عادة ما تكون مسألة سوء فهم، وعادات سيئة، واختصارات، وحلول بديلة. وهذا يجعل من الصعب دائمًا تشغيل المصنع بكفاءة. قد تكون هذه المشكلات محلية الصنع أو يتم تقديمها عند توظيف مشغلين مدربين من المنافسين، ولكن المصدر لا يحدث فرقًا. الاتساق هو المفتاح، بما في ذلك المشغلين الذين يجلبون الخبرة.
وقال ستراند: "يستغرق تدريب مشغل مصنع الأنابيب سنوات عديدة، ولا يمكنك الاعتماد على خطة واحدة تناسب الجميع". "تحتاج كل شركة إلى برنامج تدريبي يناسب مصنعها وعملياتها الخاصة".
قال دان فينتورا، رئيس شركة فينتورا وشركاه: "إن المفاتيح الثلاثة للعمليات الفعّالة هي صيانة الآلة، وصيانة المواد الاستهلاكية، والمعايرة". وأضاف: "تحتوي الآلة على العديد من الأجزاء المتحركة - سواء كانت المطحنة نفسها أو الأجهزة الطرفية في نهاية المدخل أو المخرج، أو طاولة الضرب، أو ما شابه - والصيانة الدورية مهمة للحفاظ على الآلة في أفضل حالة".
يوافق ستراند الرأي قائلاً: "يبدأ كل شيء باستخدام برنامج فحص الصيانة الوقائية، فهو يوفر أفضل فرصة لإدارة المصنع بشكل مربح. إذا اكتفى مُصنِّع الأنابيب بالاستجابة لحالات الطوارئ، فسيخرج عن السيطرة، وسيصبح تحت رحمة الأزمة التالية".
وقال فينتورا "يجب محاذاة كل قطعة من المعدات في المصنع، وإلا فإن المصنع سوف يقاتل نفسه".
"في كثير من الحالات، عندما تتجاوز اللفائف عمرها الإنتاجي، فإنها تتصلب وتتشقق في النهاية"، كما قال فينتورا.
ويقول فينتورا: "إذا لم يتم الحفاظ على اللفائف في حالة جيدة من خلال الصيانة الدورية، فإنها تحتاج إلى صيانة طارئة". وأضاف أنه إذا تم إهمال الأدوات، فإن إصلاحها سيتطلب إزالة كمية من المواد تعادل ضعفين أو ثلاثة أضعاف الكمية التي كان يتعين إزالتها بخلاف ذلك. كما يستغرق الأمر وقتًا أطول ويتكلف أكثر.
وأشار ستراند إلى أن الاستثمار في أدوات النسخ الاحتياطي يمكن أن يساعد في منع حالات الطوارئ. إذا تم استخدام الأداة بشكل متكرر للتشغيل على المدى الطويل، فسوف تكون هناك حاجة إلى قطع غيار أكثر من الأداة المستخدمة بشكل غير متكرر للتشغيل على المدى القصير. كما تؤثر وظيفة الأداة أيضًا على مستوى الاحتياطي. يمكن أن تنفصل الزعانف عن أداة الزعانف ويمكن أن تتأثر بكرات اللحام بحرارة صندوق اللحام، وهي مشكلات لا تؤثر على بكرات التشكيل والتحجيم.
وقال "إن الصيانة الدورية مفيدة للمعدات، والمحاذاة الصحيحة مفيدة للمنتجات التي تصنعها". وإذا تم تجاهل هذه الأمور، فإن موظفي المصنع يقضون المزيد والمزيد من الوقت في محاولة التعويض عن ذلك. ويمكن استخدام هذا الوقت لصنع منتجات جيدة وأكثر مبيعًا. هذان العاملان مهمان للغاية وغالبًا ما يتم تجاهلهما أو التغاضي عنهما، ومن وجهة نظر فينتورا، فإنهما يوفران أفضل فرصة لتحقيق أقصى استفادة من المصنع وتعظيم العائد وتقليل الخردة.
يساوي فينتورا بين صيانة المطاحن والمواد الاستهلاكية وصيانة السيارات. لن يقود أحد سيارة لعشرات الآلاف من الأميال بين تغييرات الزيت بإطارات عارية. سيؤدي هذا إلى حلول باهظة الثمن أو التدمير، حتى بالنسبة للمصانع التي لا تتم صيانتها بشكل جيد.
وأضاف أن الفحص المنتظم للأداة بعد كل تشغيل ضروري أيضًا. قد تكشف أدوات الفحص عن مشاكل مثل الشقوق الدقيقة. يتم اكتشاف مثل هذا الضرر بمجرد إزالة الأداة من المطحنة، وليس قبل تثبيت الأداة مباشرة للتشغيل التالي، مما يتيح أكبر قدر من الوقت لتصنيع أداة بديلة.
قال جرين: "تعمل بعض الشركات وفقًا لإغلاقات مجدولة". كان يعلم أنه سيكون من الصعب الالتزام بالإغلاق المجدول في هذه الحالة، لكنه أشار إلى أنه أمر خطير للغاية. شركات الشحن والشحن مكتظة للغاية أو تعاني من نقص الموظفين، أو كليهما، لدرجة أن عمليات التسليم لا تتم في الوقت المحدد هذه الأيام.
"إذا تعطل شيء ما في المصنع واضطررت إلى طلب بديل، فماذا ستفعل للحصول عليه؟" سأل. بالطبع، الشحن الجوي هو خيار متاح دائمًا، ولكنه قد يرفع تكلفة الشحن بشكل كبير.
إن صيانة المطاحن والأسطوانات لا تقتصر على اتباع جدول الصيانة فحسب، بل تشمل تنسيق جدول الصيانة مع جدول الإنتاج.
في جميع المجالات الثلاثة - العمليات، واستكشاف الأخطاء وإصلاحها والصيانة، فإن اتساع وعمق الخبرة أمر مهم. قال وارن ويتمان، نائب رئيس وحدة أعمال القوالب في شركة T&H Lemont، إن الشركات التي لديها مصنع واحد أو مصنعين فقط لإنتاج الأنابيب الخاصة بها غالبًا ما يكون لديها عدد أقل من الأشخاص المخصصين لصيانة المطاحن والقوالب. وعلى الرغم من أن موظفي الصيانة على دراية، إلا أن الأقسام الصغيرة لديها خبرة أقل من أقسام الصيانة الأكبر، مما يضع الموظفين الأصغر في وضع غير مؤات. إذا لم يكن لدى الشركة قسم هندسي، فيجب على قسم الصيانة القيام باستكشاف الأخطاء وإصلاحها بأنفسهم.
وأضاف ستراند أن التدريب لأقسام العمليات والصيانة أصبح الآن أكثر أهمية من أي وقت مضى. إن موجة التقاعد المرتبطة بجيل طفرة المواليد المسنين تعني أن المعرفة القبلية التي كانت تهز الشركات في السابق تجف. وفي حين لا يزال بإمكان العديد من منتجي الأنابيب الاعتماد على استشارات ونصائح موردي المعدات، فإن هذه الخبرة ليست وفيرة كما كانت في السابق وتتضاءل.
إن عملية اللحام لها نفس أهمية أي عملية أخرى تحدث عند تصنيع الأنابيب أو المواسير، ولا يمكن المبالغة في تقدير دور آلة اللحام.
اللحام بالحث. قال براسك: "اليوم، حوالي ثلثي طلباتنا مخصصة للتحديثات". وأضاف: "عادةً ما تُستبدل هذه الآلات بآلات لحام قديمة ومُعطّلة. الإنتاج هو المحرك الرئيسي حاليًا".
وقال إن العديد من الشركات تأخرت عن تحقيق ثمانية أهداف بسبب تأخر وصول المواد الخام. وأضاف "عادة عندما تخرج المواد أخيرا، يتوقف اللحام عن العمل". ويستخدم عدد مفاجئ من منتجي الأنابيب آلات تعتمد على تقنية الأنابيب المفرغة، وهو ما يعني أنهم يستخدمون آلات عمرها 30 عاما على الأقل للصيانة. ولا تتوفر معرفة واسعة بصيانة هذه الآلات، كما يصعب العثور على الأنابيب البديلة نفسها.
التحدي الذي يواجه منتجي الأنابيب الذين لا يزالون يستخدمونها هو كيفية تقدمها في العمر. فهي لا تفشل بشكل كارثي، لكنها تتدهور ببطء. أحد الحلول هو استخدام قدر أقل من حرارة اللحام وتشغيل المصنع بسرعة أبطأ للتعويض، مما يمكن أن يتجنب بسهولة رأس المال اللازم للاستثمار في آلة جديدة. وهذا يخلق شعوراً زائفاً بأن كل شيء على ما يرام.
وقال براسك إن الاستثمار في مصدر طاقة جديد للحام الحث يمكن أن يقلل بشكل كبير من استخدام الكهرباء في المصنع. وتقدم بعض الولايات - وخاصة تلك التي لديها عدد كبير من السكان وشبكات كهرباء متوترة - تخفيضات ضريبية سخية على مشتريات المعدات الموفرة للطاقة. وأضاف أن الدافع الثاني للاستثمار في المنتجات الجديدة هو إمكانية وجود إمكانيات إنتاج جديدة.
وقال براسك: "عادةً ما تكون وحدة اللحام الجديدة أكثر كفاءة بكثير من الوحدة القديمة، ويمكنها توفير آلاف الدولارات من خلال توفير المزيد من سعة اللحام دون الحاجة إلى ترقية الخدمة الكهربائية".
يقول جون هولدرمان، المدير العام لشركة EHE Con​​sumables، إن ملف الحث المختار والمثبت بشكل صحيح له موضع مثالي بالنسبة لأسطوانة اللحام، ويجب أن يحافظ على الخلوص المناسب والثابت حول الأنبوب. إذا تم ضبطه بشكل غير صحيح، فإن الملف سوف يفشل قبل الأوان.
إن عمل الحاجز بسيط - فهو يمنع تدفق التيار الكهربائي، ويوجهه إلى حافة الشريط - وكما هو الحال مع كل شيء آخر في الطاحونة، فإن تحديد الموقع أمر بالغ الأهمية، كما يقول. يقع الموقع الصحيح في قمة اللحام، ولكن هذا ليس الاعتبار الوحيد. التثبيت أمر بالغ الأهمية. إذا تم تثبيته على عمود غير صلب بما يكفي لدعمه، فقد يتغير موضع الحاجز، فهو في الواقع يسحب القطر الداخلي على طول الجزء السفلي من الأنبوب.
من خلال الاستفادة من الاتجاهات في تصميم المواد الاستهلاكية المستخدمة في اللحام، يمكن أن يكون لمفهوم الملف المنقسم تأثير كبير على وقت تشغيل المطحنة.
قال هالدمان: "استخدمت المطاحن ذات القطر الكبير منذ فترة طويلة تصميمات الملفات المنقسمة". وأضاف: "يتطلب استبدال قطعة واحدة من ملف الحث قطع الأنبوب واستبدال الملف وإعادة ربطه". يأتي تصميم الملف المنقسم في جزأين، مما يوفر لك كل الوقت والجهد.
"لقد تم استخدامها في مصانع الدرفلة الكبيرة، ولكن الأمر تطلب بعض الهندسة المتطورة لتطبيق هذا المبدأ على الملفات الصغيرة"، كما قال. عمل أقل بالنسبة للشركة المصنعة. "الملفات الصغيرة المكونة من قطعتين تحتوي على أجهزة متخصصة ومشابك مصممة بذكاء"، كما قال.
وفيما يتعلق بعملية تبريد المانع، فإن منتجي الأنابيب لديهم خياران تقليديان: نظام تبريد مركزي في المصنع أو نظام مياه مخصص منفصل، والذي قد يكون مكلفًا.
قال هولدمان "من الأفضل تبريد المقاوم باستخدام سائل تبريد نظيف". ولهذا السبب، فإن الاستثمار الصغير في نظام فلتر الاختناق المخصص لسائل تبريد الطاحونة يمكن أن يزيد بشكل كبير من عمر الاختناق.
غالبًا ما يتم استخدام سائل تبريد الطاحونة على الخانق، ولكن سائل تبريد الطاحونة يجمع الغرامات المعدنية. وعلى الرغم من كل الجهود المبذولة لحبس الغرامات في مرشح مركزي أو التقاطها بنظام مغناطيسي مركزي، فإن بعض الأشخاص يمرون ويجدون طريقهم إلى العائق. هذا ليس المكان المناسب لمساحيق المعادن.
وقال هولدرمان "إنها تسخن في مجال الحث وتحرق نفسها في غلاف المقاومة والفيرايت، مما يتسبب في فشل مبكر ثم يتوقف لاستبدال المقاومة". "كما أنها تتراكم على ملفات الحث وتتسبب في النهاية في حدوث أضرار بسبب القوس الكهربائي هناك أيضًا".