En vellykket og effektiv fremstilling af rør kræver optimering af 10.000 detaljer, inklusive vedligeholdelse af udstyr. I betragtning af de utallige bevægelige dele i alle mølletyper og alt perifert udstyr er det ikke nogen nem opgave at overholde producentens anbefalede forebyggende vedligeholdelsesplan. Foto: T & H Lemont Inc.
Redaktørens bemærkning: Dette er den første del af en serie i to dele om optimering af rørmøllers drift. Læs den anden del.
Fremstilling af rørformede produkter kan være besværligt, selv under de bedste omstændigheder. Fabrikker er komplekse, kræver en masse regelmæssig vedligeholdelse, og afhængigt af hvad de producerer, er konkurrencen hård. Mange producenter af metalrør er under et enormt pres for at maksimere oppetiden for at maksimere omsætningen, med lidt værdifuld tid til rutinemæssig vedligeholdelse.
Der findes ikke et optimalt scenarie for branchen i disse dage. Materialer er dyre, og delleverancer er ikke ualmindelige. Nu mere end nogensinde er rørproducenter nødt til at maksimere oppetiden og reducere skrot, og modtagelse af delleverancer betyder reduceret oppetid. Kortere serier betyder hyppigere omskiftninger, hvilket ikke er en effektiv udnyttelse af tid eller arbejdskraft.
"Produktionstiden er en presset størrelse lige nu," sagde Mark Prasek, salgschef for nordamerikanske rør hos EFD Induction.
Samtaler med brancheeksperter om tips og strategier til at få mest muligt ud af dit anlæg afslørede nogle tilbagevendende temaer:
At drive et anlæg med maksimal effektivitet betyder at optimere snesevis af faktorer, hvoraf de fleste interagerer med andre, så det er ikke nødvendigvis let at optimere anlæggets drift. Det hellige ord fra den tidligere klummeskribent i The Tube & Pipe Journal, Bud Graham, giver et vist perspektiv: "En rørmølle er en værktøjsholder." At huske dette citat hjælper med at holde tingene enkle. At forstå, hvad hvert værktøj gør, hvordan det fungerer, og hvordan hvert værktøj interagerer med andre værktøjer, er omkring en tredjedel af kampen. At holde alt vedligeholdt og justeret er en anden tredjedel af det. Den sidste tredjedel involverer operatøruddannelsesprogrammer, fejlfindingsstrategier og specifikke driftsprocedurer, der er unikke for hver rør- eller rørproducent.
Den primære overvejelse for at drive en mølle effektivt er mølleuafhængighed. Det er råmaterialet. At få maksimal ydelse fra møllen betyder at få maksimal ydelse fra hver spole, der føres til møllen. Det starter med en købsbeslutning.
spolelængde. Nelson Abbey, direktør for Fives Bronx Inc. Abbey Products, sagde: "Rørfræsere trives, når spolen er længst. Bearbejdning af kortere spoler betyder bearbejdning af flere spoleender. Hver spoleende kræver en stumpsvejsning, hver stumpsvejsning producerer skrot."
Problemet her er, at spoler, der er så lange som muligt, kan sælges til en højere pris. Kortere spoler kan være tilgængelige til bedre priser. Indkøbere ønsker måske at spare penge, men dette er uforeneligt med synspunktet hos produktionspersonalet. Næsten alle, der driver en fabrik, er enige om, at prisforskellen skal være betydelig for at kompensere for de produktionstab, der er forbundet med yderligere fabriksnedlukninger.
En anden overvejelse, sagde Abbey, er afrullerens kapacitet og eventuelle andre begrænsninger på indgangsenden af ​​møllen. Det kan være nødvendigt at investere i indgangsudstyr med højere kapacitet for at håndtere større, tungere coils for at drage fordel af fordelene ved at købe større coils.
Skæreren er også en faktor, uanset om opskæringen udføres internt eller outsourcet. Skærere har den største vægt og diameter, de kan håndtere, så det er afgørende at få det bedste match mellem spoler og skærere for at maksimere gennemløbshastigheden.
Kort sagt er det et samspil mellem fire faktorer: spolens størrelse og vægt, den nødvendige bredde af skæremaskinen, skæremaskinens kapacitet og indløbsudstyrets kapacitet.
Spolebredde og -tilstand. I værkstedet siger det sig selv, at spolerne skal have den rigtige bredde og den rigtige tykkelse for at fremstille et produkt, men der sker fejl fra tid til anden. Svejseoperatører kan ofte kompensere for båndbredder, der er lidt for små eller for store, men det er kun et spørgsmål om grad. Det er afgørende at være opmærksom på bredden af ​​slidserne.
Båndets kanttilstand er også det vigtigste problem. Ensartet kantpræsentation uden grater eller andre uoverensstemmelser er afgørende for at opretholde en ensartet svejsning over hele båndets længde, siger Michael Strand, præsident for T&H Lemont. Indledende oprulning, slidsning og tilbagespoling spiller også en rolle. Spoler, der ikke er blevet håndteret omhyggeligt, kan bøje, hvilket er problematisk. Den formningsprocessen, der er udviklet af valseteknikerne, starter med en flad strimmel i stedet for en buet strimmel.
Værktøjsnoter. ”Godt formdesign maksimerer gennemløbshastigheden,” sagde Stan Green, administrerende direktør for SST Forming Roll Inc. Han påpeger, at der ikke findes en enkelt strategi for rørformning og derfor heller ikke en enkelt strategi for formdesign. Leverandører af valseværktøjer varierer i, hvordan de bearbejder rør og dermed deres produkter. Udbyttet varierer også.
"Rullefladens radius ændrer sig konstant, så værktøjets rotationshastighed ændrer sig på tværs af værktøjets overflade," sagde han. Røret går selvfølgelig kun gennem fræseren med én hastighed. Derfor påvirker designet udbyttet. Dårligt design spilder materiale, når værktøjet er nyt, og det bliver kun værre, efterhånden som værktøjet slides, tilføjede han.
For virksomheder, der ikke holder sig til trænings- og vedligeholdelsesruten, starter udviklingen af ​​en strategi til optimering af anlæggets effektivitet med det grundlæggende.
"Uanset fabrikkens stil og de produkter, den fremstiller, har alle fabrikker to ting til fælles - operatørerne og driftsprocedurerne," sagde Abbey. At drive en fabrik så konsekvent som muligt handler om at tilbyde standardiseret træning og følge skriftlige procedurer, sagde han. Uoverensstemmelser i træning kan føre til forskelle i opsætning og fejlfinding.
For at få mest muligt ud af et anlæg, fra operatør til operatør, vagt til vagt, skal hver operatør bruge ensartede opsætnings- og fejlfindingsprocedurer. Eventuelle proceduremæssige forskelle skyldes normalt misforståelser, dårlige vaner, genveje og løsninger. Disse gør det altid vanskeligt at drive anlægget effektivt. Disse problemer kan være hjemmeopståede eller opstå, når uddannede operatører ansættes fra konkurrenter, men kilden gør ingen forskel. Konsistens er nøglen, inklusive operatører, der bringer erfaring med sig.
"Det tager år at uddanne en rørmølleoperatør, og man kan virkelig ikke stole på en universalplan," sagde Strand. "Enhver virksomhed har brug for et træningsprogram, der passer til deres fabrik og deres egen drift."
"De tre nøgler til effektiv drift er maskinvedligeholdelse, vedligeholdelse af forbrugsvarer og kalibrering," sagde Dan Ventura, administrerende direktør for Ventura & Associates. "En maskine har mange bevægelige dele – hvad enten det er selve møllen eller periferiudstyr på ind- eller udløbsenden, eller slagbordet eller hvad det nu måtte være – og rutinemæssig vedligeholdelse er vigtig for at holde maskinen i topform."
Strand er enig. "Det hele starter med et forebyggende vedligeholdelsesprogram," sagde han. "Det giver den bedste mulighed for at drive en fabrik rentabelt. Hvis en rørproducent kun reagerer på nødsituationer, er den ude af kontrol. Den er prisgivet den næste krise."
"Alle dele af udstyr på møllen skal justeres," sagde Ventura. "Ellers vil fabrikken kæmpe imod sig selv."
"I mange tilfælde, når ruller overskrider deres levetid, hærder de under pres og revner til sidst," sagde Ventura.
"Hvis rullerne ikke holdes i god stand med regelmæssig vedligeholdelse, har de brug for akut vedligeholdelse," siger Ventura. Hvis værktøjerne blev forsømt, ville reparation af dem kræve fjernelse af to til tre gange så meget materiale, som de ellers skulle fjerne, sagde han. Det tager også længere tid og koster mere.
Strand bemærkede, at investering i reserveværktøj kan hjælpe med at forhindre nødsituationer. Hvis værktøjet ofte bruges til langvarig drift, vil der være behov for flere reservedele end værktøj, der sjældent bruges til kortvarig drift. Værktøjets funktion påvirker også reserveniveauet. Finner kan komme af finneværktøjet, og svejsevalser kan blive påvirket af varmen fra svejsekassen, problemer der ikke plager formnings- og dimensioneringsvalser.
"Regelmæssig vedligeholdelse er godt for udstyret, og korrekt justering er godt for de produkter, det producerer," sagde han. Hvis disse ignoreres, bruger fabriksmedarbejderne mere og mere tid på at forsøge at kompensere for det. Denne tid kan bruges til at lave gode, bedst sælgende produkter. Disse to faktorer er så vigtige og ofte oversete, at de efter Venturas mening giver den bedste mulighed for at få mest muligt ud af anlægget, maksimere udbyttet og reducere spild.
Ventura sidestiller vedligeholdelse af møller og forbrugsstoffer med vedligeholdelse af biler. Ingen vil køre bil i titusindvis af kilometer mellem olieskift med bare dæk. Dette vil føre til dyre løsninger eller ødelæggelse, selv for dårligt vedligeholdte anlæg.
Regelmæssig inspektion af værktøjet efter hver kørsel er også nødvendig, sagde han. Inspektionsværktøjer kan afsløre problemer såsom fine revner. Sådanne skader opdages, så snart værktøjet fjernes fra fræseren, snarere end umiddelbart før værktøjet installeres til næste kørsel, hvilket giver mest tid til at fremstille et erstatningsværktøj.
"Nogle virksomheder arbejder med planlagte lukninger," sagde Green. Han vidste, at det ville være vanskeligt at overholde en planlagt nedlukning i denne situation, men han påpegede, at det var meget farligt. Rederi- og fragtfirmaer er så overfyldte eller underbemandede, eller begge dele, at leverancerne ikke er til tiden i disse dage.
"Hvis noget går i stykker på fabrikken, og du er nødt til at bestille en erstatning, hvad vil du så gøre for at få det leveret?" spurgte han. Luftfragt er selvfølgelig altid en mulighed, men det kan øge fragtomkostningerne.
Vedligeholdelse af valsemaskiner er mere end blot at følge en vedligeholdelsesplan, men at koordinere vedligeholdelsesplanen med produktionsplanen.
Inden for alle tre områder – drift, fejlfinding og vedligeholdelse – er bredden og dybden af ​​erfaring vigtig. Warren Wheatman, vicepræsident for T&H Lemonts Die Business Unit, sagde, at virksomheder, der kun har en eller to møller til at producere deres egne rør, ofte har færre personer dedikeret til vedligeholdelse af møller og matricer. Selvom vedligeholdelsespersonalet er kyndigt, har små afdelinger mindre erfaring end større vedligeholdelsesafdelinger, hvilket sætter de mindre medarbejdere i en ulempe. Hvis virksomheden ikke har en teknisk afdeling, skal vedligeholdelsesafdelingen selv udføre fejlfinding og reparationer.
Strand tilføjede, at træning af drifts- og vedligeholdelsesafdelinger nu er vigtigere end nogensinde. Bølgen af ​​pensioneringer forbundet med aldrende babyboomere betyder, at den stammeviden, der engang rystede virksomheder, er ved at tørre ud. Mens mange rørproducenter stadig kan stole på konsultation og rådgivning fra udstyrsleverandører, er selv denne ekspertise ikke så rigelig som den engang var, og den skrumper ind.
Svejseprocessen er lige så vigtig som enhver anden proces, der opstår ved fremstilling af et rør eller en rørledning, og en svejsemaskines rolle kan ikke overvurderes.
Induktionssvejsning. "I dag er omkring to tredjedele af vores ordrer til eftermontering," sagde Prasek. "De erstatter normalt gamle, problematiske svejsemaskiner. Gennemstrømningen er den primære drivkraft lige nu."
Han sagde, at mange var bagud med otte mål, fordi råmaterialet kom sent. "Normalt, når materialet endelig kommer ud, går svejseren i stykker," sagde han. Et overraskende antal rørproducenter bruger endda maskiner baseret på vakuumrørteknologi, hvilket betyder, at de bruger maskiner, der er mindst 30 år gamle til vedligeholdelse. Servicekendskabet til sådanne maskiner er ikke omfattende, og det er vanskeligt at finde udskiftningsrør i sig selv.
Udfordringen for rørproducenter, der stadig bruger dem, er, hvordan de ældes. De svigter ikke katastrofalt, men nedbrydes langsomt. En løsning er at bruge mindre svejsevarme og køre møllen med en lavere hastighed for at kompensere, hvilket nemt kan undgå kapitaludgiften ved at investere i en ny maskine. Dette skaber en falsk fornemmelse af, at alt er fint.
Investering i en ny induktionssvejsestrømkilde kan reducere anlæggets elforbrug betydeligt, sagde Prasek. Nogle stater - især dem med store befolkninger og belastede net - tilbyder generøse skatterabatter på køb af energieffektivt udstyr. En anden motivation for at investere i nye produkter er potentialet for nye produktionsmuligheder, tilføjede han.
"En nyere svejseenhed er ofte mere effektiv end en ældre, og den kan spare tusindvis af dollars ved at give mere svejsekapacitet uden at opgradere den elektriske service," sagde Prasek.
Justeringen af ​​induktionsspolen og modstanden er også vigtig. John Holderman, administrerende direktør for EHE Consumables, siger, at en korrekt valgt og installeret induktionsspole har en optimal position i forhold til svejsevalsen, og den skal opretholde korrekt og ensartet frigang omkring røret. Hvis den er indstillet forkert, vil spolen svigte for tidligt.
Blokeringens opgave er enkel – den blokerer strømmen af ​​elektrisk strøm og leder den mod kanten af ​​strimlen – og ligesom med alt andet på fræseren er placeringen afgørende, siger han. Den korrekte placering er ved svejsningens spids, men det er ikke den eneste overvejelse. Installationen er afgørende. Hvis den er fastgjort til en dorn, der ikke er stiv nok til at understøtte den, kan blokeringens position ændre sig, den trækker faktisk indersiden langs bunden af ​​røret.
Ved at udnytte tendenserne inden for design af svejseforbrugsstoffer kan split-coil-konceptet have en betydelig indflydelse på fræsningens oppetid.
"Møller med stor diameter har længe brugt split-spiraldesigns," sagde Haldeman. "Udskiftning af et enkelt stykke induktionsspole kræver, at røret skæres over, spolen udskiftes og gevindskæres igen," sagde han. Split-spiraldesignet findes i to dele, hvilket sparer al din tid og kræfter.
"De har været brugt i store valseværker, men det krævede noget avanceret ingeniørkunst at anvende dette princip på små spoler," sagde han. Endnu mindre arbejde for producenten. "Små todelte spoler har specialiseret hardware og smart designede klemmer," sagde han.
Med hensyn til køleprocessen for blokeringsenheden har rørproducenter to traditionelle muligheder: fabrikkens centrale kølesystem eller et separat dedikeret vandsystem, hvilket kan være dyrt.
"Det er bedst at køle modstanden med rent kølevæske," sagde Holderman. Af denne grund kan en lille investering i et dedikeret drosselsfiltersystem til møllekølevæske øge drossels levetiden betydeligt.
Kølevæsken fra møllen bruges ofte på chokeren, men møllens kølevæske opsamler metalpartikler. Trods alle forsøg på at fange partikler i et centralt filter eller indfange dem med et centralt magnetsystem, finder nogle mennesker vej til forhindringen. Dette er ikke stedet for metalpulver.
"De opvarmes i induktionsfeltet og brænder sig ind i modstandshuset og ferritten, hvilket forårsager for tidlig fejl og derefter lukker ned for at udskifte modstanden," sagde Holderman. "De ophober sig også på induktionsspolerne og forårsager i sidste ende skader fra lysbuer der."