Uspješna i efikasna proizvodnja cijevi zahtijeva optimizaciju 10.000 detalja, uključujući održavanje opreme. S obzirom na bezbroj pokretnih dijelova u svakoj vrsti mlina i svakom dijelu periferne opreme, pridržavanje preporučenog rasporeda preventivnog održavanja proizvođača nije lak zadatak. Fotografija: T & H Lemont Inc.
Napomena urednika: Ovo je prvi dio dvodijelne serije o optimizaciji rada valjaonice cijevi. Pročitajte drugi dio.
Proizvodnja cjevastih proizvoda može biti mukotrpna, čak i u najboljim okolnostima. Fabrike su složene, zahtijevaju mnogo redovnog održavanja, a ovisno o tome šta proizvode, konkurencija je žestoka. Mnogi proizvođači metalnih cijevi su pod ogromnim pritiskom da maksimiziraju vrijeme rada kako bi povećali prihod, s malo dragocjenog vremena za rutinsko održavanje.
Danas ne postoji najbolji mogući scenario za industriju. Materijali su skupi, a djelimične isporuke nisu neuobičajene. Sada više nego ikad, proizvođači cijevi moraju maksimizirati vrijeme rada i smanjiti otpad, a primanje djelimičnih isporuka znači smanjenje vremena rada. Kraće serije znače češće izmjene, što nije efikasno korištenje vremena ili rada.
„Vrijeme proizvodnje je trenutno izuzetno ograničeno“, rekao je Mark Prasek, menadžer prodaje cijevi za Sjevernu Ameriku u kompaniji EFD Induction.
Razgovori sa stručnjacima iz industrije o savjetima i strategijama za maksimalno iskorištavanje vašeg postrojenja otkrili su neke ponavljajuće teme:
Vođenje postrojenja s maksimalnom efikasnošću znači optimizaciju desetina faktora, od kojih većina međusobno djeluje, tako da optimizacija rada postrojenja nije nužno jednostavna. Sveta riječ bivšeg kolumniste The Tube & Pipe Journala, Buda Grahama, nudi određenu perspektivu: „Glinjač cijevi je držač alata.“ Sjećanje na ovaj citat pomaže da stvari budu jednostavne. Razumijevanje šta svaki alat radi, kako radi i kako svaki alat komunicira s drugim alatima je otprilike trećina bitke. Održavanje svega održavanim i poravnatim je druga trećina. Posljednja trećina uključuje programe obuke operatera, strategije rješavanja problema i specifične operativne procedure jedinstvene za svaku cijev ili proizvođača cijevi.
Primarni faktor za efikasno vođenje mlina je nezavisnost od sirovine. Dobijanje maksimalnog učinka iz mlina znači dobijanje maksimalnog učinka iz svake zavojnice koja se dovodi u mlin. Sve počinje odlukom o kupovini.
dužina zavojnice. Nelson Abbey, direktor Fives Bronx Inc. Abbey Products, rekao je: „Vadionice cijevi napreduju kada su zavojnice najduže. Obrada kraćih zavojnica znači obradu više krajeva zavojnica. Svaki kraj zavojnice zahtijeva sučeono zavarivanje. Svako sučeono zavarivanje proizvodi otpad.“
Problem je u tome što se zavojnice koje su što duže mogu prodavati po višoj cijeni. Kraće zavojnice mogu biti dostupne po boljim cijenama. Nabavni agenti možda žele uštedjeti nešto novca, ali to nije u skladu sa gledištem osoblja u proizvodnji. Gotovo svi koji vode fabriku složili bi se da bi razlika u cijeni morala biti značajna kako bi se nadoknadili gubici u proizvodnji povezani s dodatnim zatvaranjima fabrike.
Još jedno razmatranje, rekla je Abbey, je kapacitet odmotača i sva druga ograničenja na ulaznom kraju mlina. Možda će biti potrebno investirati u ulaznu opremu većeg kapaciteta za rukovanje većim, težim zavojnicama kako bi se iskoristile prednosti kupovine većih zavojnica.
Rezač je također faktor, bez obzira da li se rezanje obavlja interno ili eksterno. Rezači imaju najveću težinu i prečnik koji mogu podnijeti, tako da je postizanje najboljeg podudaranja između zavojnica i rezača ključno za maksimiziranje protoka.
Ukratko, to je interakcija između četiri faktora: veličine i težine zavojnice, potrebne širine rezne mašine, kapaciteta rezne mašine i kapaciteta ulazne opreme.
Širina i stanje zavojnice. U pogonu se podrazumijeva da zavojnice moraju imati pravu širinu i pravi profil da bi se napravio proizvod, ali greške se dešavaju s vremena na vrijeme. Operateri u mlinu često mogu kompenzirati širine traka koje su malo premale ili prevelike, ali to je samo pitanje stepena. Pažljivo obraćanje pažnje na širinu prorezanih dijelova je ključno.
Stanje rubova trake je također najvažnije pitanje. Konzistentna prezentacija rubova, bez neravnina ili bilo kakvih drugih nedosljednosti, ključna je za održavanje konzistentnih zavara duž cijele dužine trake, kaže Michael Strand, predsjednik T&H Lemont. Početno namatanje, rezanje i premotavanje također dolaze u obzir. Zavojnice koje nisu pažljivo rukovane mogu se saviti, što je problematično. Proces oblikovanja koji su razvili inženjeri valjkastih matrica počinje s ravnom trakom, a ne sa zakrivljenom trakom.
Bilješke o alatima. „Dobar dizajn kalupa maksimizira protok“, rekao je Stan Green, generalni direktor SST Forming Roll Inc. On ističe da ne postoji jedinstvena strategija za oblikovanje cijevi, a samim tim ni jedinstvena strategija za dizajn kalupa. Dobavljači alata za valjanje razlikuju se u načinu na koji obrađuju cijevi, a time i svoje proizvode. Prinosi se također razlikuju.
„Poluprečnik površine valjka se stalno mijenja, tako da se brzina rotacije alata mijenja preko površine alata“, rekao je. Naravno, cijev prolazi kroz glodalicu samo jednom brzinom. Stoga, dizajn utiče na prinos. Loš dizajn rasipa materijal kada je alat nov, a situacija se samo pogoršava kako se alat troši, dodao je.
Za kompanije koje se ne pridržavaju puta obuke i održavanja, razvoj strategije za optimizaciju efikasnosti postrojenja počinje s osnovama.
„Bez obzira na stil fabrike i proizvode koje proizvodi, sve fabrike imaju dvije zajedničke stvari - operatere i operativne procedure“, rekao je Abbey. Vođenje fabrike što je moguće dosljednije je stvar pružanja standardizirane obuke i praćenja pisanih procedura, rekao je. Nedosljednosti u obuci mogu dovesti do razlika u postavljanju i rješavanju problema.
Da bi se iz postrojenja izvuklo maksimum, od operatera do operatera, od smjene do smjene, svaki operater mora koristiti dosljedne procedure podešavanja i rješavanja problema. Sve proceduralne razlike obično su stvar nesporazuma, loših navika, prečica i zaobilaznih rješenja. To uvijek otežava efikasno vođenje postrojenja. Ovi problemi mogu biti domaći ili nastali kada se obučeni operateri zaposle od konkurencije, ali izvor ne pravi razliku. Dosljednost je ključna, uključujući operatere koji donose iskustvo.
„Potrebne su godine za obuku operatera mlina cijevi i zaista se ne možete osloniti na univerzalni plan“, rekao je Strand. „Svakoj kompaniji je potreban program obuke koji odgovara njenoj fabrici i njenom vlastitom poslovanju.“
„Tri ključa za efikasan rad su održavanje mašine, održavanje potrošnog materijala i kalibracija“, rekao je Dan Ventura, predsjednik kompanije Ventura & Associates. „Mašina ima mnogo pokretnih dijelova – bilo da se radi o samom mlinu ili perifernim uređajima na ulaznom ili izlaznom kraju, ili stolu za mljevenje, ili nečem drugom – i redovno održavanje je važno kako bi mašina bila u vrhunskom stanju.“
Strand se slaže. „Sve počinje korištenjem programa preventivnog održavanja i inspekcije“, rekao je. „To nudi najbolju priliku za profitabilno vođenje fabrike. Ako proizvođač cijevi reaguje samo na hitne slučajeve, on je van kontrole. Prepušten je na milost i nemilost sljedeće krize.“
„Svaki dio opreme na mlinu mora biti poravnat“, rekao je Ventura. „U suprotnom, fabrika će se boriti sama sa sobom.“
„U mnogim slučajevima, kada valjci prekorače svoj vijek trajanja, oni se stvrdnu i na kraju pucaju“, rekao je Ventura.
„Ako se valjci ne održavaju u dobrom stanju redovnim održavanjem, onda im je potrebno hitno održavanje“, kaže Ventura. Ako bi se alati zanemarili, njihov popravak bi zahtijevao uklanjanje dva do tri puta veće količine materijala nego što bi se inače moralo ukloniti, rekao je. Također traje duže i košta više.
Ulaganje u rezervne alate može pomoći u sprječavanju vanrednih situacija, napomenuo je Strand. Ako se alat često koristi za dugoročni rad, bit će potrebno više rezervnih dijelova nego za alat koji se rijetko koristi za kratkoročni rad. Funkcija alata također utječe na nivo rezervnih dijelova. Rebra mogu otpasti s alata za rebra, a valjci za zavarivanje mogu biti pogođeni toplinom kutije za zavarivanje, problemi koji ne muče valjake za oblikovanje i dimenzioniranje.
„Redovno održavanje je dobro za opremu, a pravilno poravnanje je dobro za proizvode koje ona proizvodi“, rekao je. Ako se ovo zanemaruje, zaposleni u fabrici provode sve više i više vremena pokušavajući to nadoknaditi. Ovo vrijeme se može iskoristiti za proizvodnju dobrih, najprodavanijih proizvoda. Ova dva faktora su toliko važna i često zanemarena ili zanemarivana da, po Venturinom mišljenju, nude najbolju priliku da se izvuče maksimum iz postrojenja, maksimizira prinos i smanji otpad.
Ventura izjednačava održavanje mlinova i potrošnog materijala s održavanjem automobila. Niko neće voziti automobil desetine hiljada kilometara između zamjene ulja s golim gumama. To će dovesti do skupih rješenja ili uništenja, čak i za loše održavane pogone.
Redovna inspekcija alata nakon svakog ciklusa je također neophodna, rekao je. Alati za inspekciju mogu otkriti probleme poput finih pukotina. Takva oštećenja se otkrivaju čim se alat ukloni iz glodalice, a ne neposredno prije nego što se alat instalira za sljedeći ciklus, što daje najviše vremena za proizvodnju zamjenskog alata.
„Neke kompanije rade tokom planiranih zatvaranja“, rekao je Green. Znao je da će biti teško ispoštovati planirano zatvaranje u ovoj situaciji, ali je istakao da je to vrlo opasno. Brodske i teretne kompanije su toliko pretrpane ili nemaju dovoljno osoblja, ili oboje, da isporuke ovih dana nisu na vrijeme.
„Ako se nešto pokvari u fabrici i morate naručiti zamjenu, šta ćete učiniti da to dobijete?“, upitao je. Naravno, avionski transport je uvijek opcija, ali može značajno povećati troškove dostave.
Održavanje valjaonica i valjaonica je više od pukog praćenja rasporeda održavanja, već i usklađivanje rasporeda održavanja s rasporedom proizvodnje.
U sva tri područja – operacijama, rješavanju problema i održavanju, širina i dubina iskustva su važni. Warren Wheatman, potpredsjednik poslovne jedinice za kalupe kompanije T&H Lemont, rekao je da kompanije koje imaju samo jednu ili dvije tvornice za proizvodnju vlastitih cijevi često imaju manje ljudi posvećenih održavanju tvornica i kalupa. Iako je osoblje za održavanje dobro upućeno, mali odjeli imaju manje iskustva od većih odjela za održavanje, što manje osoblje stavlja u nepovoljan položaj. Ako kompanija nema inženjerski odjel, odjel za održavanje mora sam rješavati probleme i popravljati.
Strand je dodao da je obuka za odjele za operacije i održavanje sada važnija nego ikad. Val penzionisanja povezan sa starenjem generacije "baby boomera" znači da plemensko znanje koje je nekada potresalo kompanije presušuje. Iako se mnogi proizvođači cijevi još uvijek mogu osloniti na konsultacije i savjete dobavljača opreme, čak ni ta stručnost nije toliko obilna kao nekada i smanjuje se.
Proces zavarivanja je jednako važan kao i bilo koji drugi proces koji se odvija pri proizvodnji cijevi ili cijevi, a uloga aparata za zavarivanje ne može se precijeniti.
Indukcijsko zavarivanje. „Danas se oko dvije trećine naših narudžbi odnosi na naknadnu ugradnju“, rekao je Prasek. „Oni obično zamjenjuju stare, problematične aparate za zavarivanje. Protok je trenutno glavni pokretač.“
Rekao je da su mnogi zaostajali za osam ciljeva jer je sirovina stigla kasno. „Obično kada materijal konačno izađe, aparat za zavarivanje se pokvari“, rekao je. Iznenađujuće veliki broj proizvođača cijevi čak koristi mašine zasnovane na tehnologiji vakuumskih cijevi, što znači da koriste mašine koje su stare najmanje 30 godina radi održavanja. Znanje o servisiranju takvih mašina nije opsežno, a same zamjenske cijevi je teško pronaći.
Izazov za proizvođače cijevi koji ih još uvijek koriste je njihov starenje. Ne kvare se katastrofalno, već se sporo degradiraju. Jedno rješenje je korištenje manje topline za zavarivanje i pokretanje valjaonice manjom brzinom kako bi se to kompenziralo, što lako može izbjeći kapitalni izdatak ulaganja u novu mašinu. To stvara lažni osjećaj da je sve u redu.
Ulaganje u novi izvor energije za indukcijsko zavarivanje može značajno smanjiti potrošnju električne energije u postrojenju, rekao je Prasek. Neke države - posebno one s velikim stanovništvom i opterećenim mrežama - nude velikodušne poreske olakšice na kupovinu energetski efikasne opreme. Druga motivacija za ulaganje u nove proizvode je potencijal za nove proizvodne mogućnosti, dodao je.
„Obično je novi uređaj za zavarivanje mnogo efikasniji od starijeg i može uštedjeti hiljade dolara pružanjem većeg kapaciteta zavarivanja bez nadogradnje električnih instalacija“, rekao je Prasek.
Poravnanje indukcijske zavojnice i otpornika je također važno. John Holderman, generalni direktor EHE Consumables, kaže da pravilno odabrana i instalirana indukcijska zavojnica ima optimalan položaj u odnosu na valjak za zavarivanje i da mora održavati pravilan i konzistentan razmak oko cijevi. Ako se ne postavi ispravno, zavojnica će prerano otkazati.
Posao blokatora je jednostavan – blokira protok električne struje, usmjeravajući je prema rubu trake – i kao i sa svime ostalim na valjaonici, pozicioniranje je ključno, kaže on. Ispravna lokacija je na vrhu zavara, ali to nije jedino što treba uzeti u obzir. Instalacija je ključna. Ako je pričvršćen na trn koji nije dovoljno krut da ga podupire, položaj blokatora se može promijeniti, on zapravo vuče unutrašnji promjer duž dna cijevi.
Koristeći trendove u dizajnu potrošnog materijala za zavarivanje, koncept podijeljene zavojnice može imati značajan utjecaj na vrijeme rada valjaonice.
„Mlinovi velikog promjera dugo su koristili dizajn s podijeljenom zavojnicom“, rekao je Haldeman. „Zamjena jednog komada indukcijske zavojnice zahtijeva rezanje cijevi, zamjenu zavojnice i ponovno navrtanje navoja“, rekao je. Dizajn s podijeljenom zavojnicom dolazi u dva dijela, što štedi svo vaše vrijeme i trud.
„Korišćeni su u velikim valjaonicama, ali je bilo potrebno malo sofisticiranog inženjeringa da se ovaj princip primijeni na male zavojnice“, rekao je. Još manje posla za proizvođača. „Male dvodijelne zavojnice imaju specijalizirani hardver i pametno dizajnirane stezaljke“, rekao je.
Što se tiče procesa hlađenja blokatora, proizvođači cijevi imaju dvije tradicionalne opcije: centralni sistem hlađenja u fabrici ili zaseban namjenski sistem vode, što može biti skupo.
„Najbolje je hladiti otpornik čistom rashladnom tekućinom“, rekao je Holderman. Iz tog razloga, mala investicija u namjenski sistem filtera prigušnice za rashladnu tekućinu mlina može znatno produžiti vijek trajanja prigušnice.
Rashladna tekućina mlina se često koristi na prigušnici, ali rashladna tekućina mlina sakuplja metalne čestice. Uprkos svim naporima da se fine čestice zarobe u centralnom filteru ili da se uhvate centralnim magnetnim sistemom, neki ljudi prolaze i pronađu put do prepreke. Ovo nije mjesto za metalni prah.
„Oni se zagrijavaju u indukcijskom polju i probijaju se kroz kućište otpornika i ferit, što uzrokuje prerani kvar, a zatim se isključuju kako bi zamijenili otpornik“, rekao je Holderman. „Također se nakupljaju na indukcijskim zavojnicama i na kraju uzrokuju štetu od iskrenja i tamo.“