Uspješna i učinkovita 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. Tvornice su složene, zahtijevaju puno redovitog održavanja, a ovisno o tome što proizvode, konkurencija je žestoka. Mnogi proizvođači metalnih cijevi pod ogromnim su pritiskom da maksimiziraju vrijeme rada kako bi povećali prihod, s malo dragocjenog vremena za rutinsko održavanje.
Danas ne postoji najbolji mogući scenarij za industriju. Materijali su skupi, a djelomične isporuke nisu neuobičajene. Sada više nego ikad, proizvođači cijevi moraju maksimizirati vrijeme rada i smanjiti otpad, a primanje djelomičnih isporuka znači smanjenje vremena rada. Kraće serije znače češće izmjene, što nije učinkovito korištenje vremena ili rada.
„Vrijeme proizvodnje je trenutno izuzetno ograničeno“, rekao je Mark Prasek, voditelj prodaje cijevi za Sjevernu Ameriku u tvrtki 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 učinkovitošću znači optimizaciju desetaka čimbenika, od kojih većina međusobno djeluje, tako da optimizacija rada postrojenja nije nužno jednostavna. Sveta riječ bivšeg kolumnista The Tube & Pipe Journala, Buda Grahama, nudi određenu perspektivu: „Glinjač cijevi je držač alata.“ Sjećanje na ovaj citat pomaže u održavanju jednostavnosti. Razumijevanje što svaki alat radi, kako radi i kako svaki alat komunicira s drugim alatima otprilike je trećina bitke. Održavanje svega održavanim i poravnatim još je jedna trećina. Posljednja trećina uključuje programe obuke operatera, strategije rješavanja problema i specifične operativne postupke jedinstvene za svaku cijev ili proizvođača cijevi.
Primarni kriterij za učinkovito vođenje mlina je neovisnost o sirovini. Dobivanje maksimalnog učinka iz mlina znači dobivanje maksimalnog učinka iz svake zavojnice koja se dovodi u mlin. Sve počinje odlukom o kupnji.
duljina zavojnice. Nelson Abbey, direktor tvrtke 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 je moguće duže mogu prodati po višoj cijeni. Kraće zavojnice mogu biti dostupne po boljim cijenama. Nabavni agenti možda žele uštedjeti nešto novca, ali to je u suprotnosti s gledištem osoblja u proizvodnom pogonu. Gotovo svi koji vode tvornicu složili bi se da bi razlika u cijeni morala biti značajna kako bi se nadoknadili gubici u proizvodnji povezani s dodatnim zatvaranjima tvornice.
Još jedno razmatranje, rekla je Abbey, jest kapacitet odmotača i sva druga ograničenja na ulaznom kraju mlina. Možda će biti potrebno uložiti u ulaznu opremu većeg kapaciteta za rukovanje većim, težim zavojnicama kako bi se iskoristile prednosti kupnje većih zavojnica.
Rezač je također faktor, bez obzira radi li se rezanje interno ili vanjske usluge. Rezači imaju najveću težinu i promjer koji mogu podnijeti, stoga 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 reznog uređaja, kapaciteta reznog uređaja i kapaciteta ulazne opreme.
Širina i stanje zavojnice. U pogonu se podrazumijeva da zavojnice moraju imati pravu širinu i pravi profil za izradu proizvoda, ali s vremena na vrijeme se događaju pogreške. Operateri mlina često mogu kompenzirati širine traka koje su malo premale ili prevelike, ali to je samo pitanje stupnja. Pažljivo praćenje širine prorezanih dijelova je ključno.
Stanje rubova trake također je najvažnije pitanje. Konzistentna prezentacija rubova, bez neravnina ili bilo kakvih drugih nedosljednosti, ključna je za održavanje konzistentnih zavara duž duljine trake, kaže Michael Strand, predsjednik T&H Lemont. Početno namatanje, rezanje i premotavanje također dolaze u obzir. Zavojnice koje nisu pažljivo obrađene mogu se saviti, što je problematično. Proces oblikovanja koji su razvili inženjeri valjnih matrica započinje s ravnom trakom, a ne sa zakrivljenom trakom.
Bilješke o alatima. „Dobar dizajn kalupa maksimizira protok“, rekao je Stan Green, generalni direktor tvrtke SST Forming Roll Inc. Ističe da ne postoji jedinstvena strategija za oblikovanje cijevi, a stoga 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.
„Polumjer površine valjka se stalno mijenja, pa se brzina rotacije alata mijenja po površini alata“, rekao je. Naravno, cijev prolazi kroz glodalicu samo jednom brzinom. Stoga dizajn utječe na prinos. Loš dizajn rasipa materijal kada je alat nov, a situacija se samo pogoršava kako se alat troši, dodao je.
Za tvrtke koje se ne drže puta obuke i održavanja, razvoj strategije za optimizaciju učinkovitosti postrojenja počinje s osnovama.
„Bez obzira na stil tvornice i proizvode koje proizvodi, sve tvornice imaju dvije zajedničke stvari - operatere i operativne postupke“, rekao je Abbey. Što dosljednije vođenje tvornice stvar je pružanja standardizirane obuke i poštivanja pisanih postupaka, rekao je. Nedosljednosti u obuci mogu dovesti do razlika u postavljanju i rješavanju problema.
Kako bi se iz postrojenja izvuklo najviše, od operatera do operatera, od smjene do smjene, svaki operater mora koristiti dosljedne postupke postavljanja i rješavanja problema. Sve proceduralne razlike obično su stvar nesporazuma, loših navika, prečaca i zaobilaznih rješenja. To uvijek otežava učinkovito vođenje postrojenja. Ovi problemi mogu biti domaći ili nastali kada se obučeni operateri zaposle od konkurencije, ali izvor ne čini razliku. Dosljednost je ključna, uključujući operatere koji donose iskustvo.
„Potrebne su godine za obuku operatera tvornice cijevi i zaista se ne možete osloniti na univerzalni plan“, rekao je Strand. „Svakoj tvrtki potreban je program obuke koji odgovara njezinoj tvornici i vlastitom poslovanju.“
„Tri ključa učinkovitog rada su održavanje stroja, održavanje potrošnog materijala i kalibracija“, rekao je Dan Ventura, predsjednik tvrtke Ventura & Associates. „Stroj ima mnogo pokretnih dijelova – bilo da se radi o samom mlinu ili perifernim uređajima na ulaznom ili izlaznom kraju, ili stolu za mljevenje, ili nečemu drugom – i redovito održavanje važno je za održavanje stroja u vrhunskom stanju.“
Strand se slaže. „Sve počinje korištenjem programa preventivnog održavanja“, rekao je. „To nudi najbolju priliku za profitabilno vođenje tvornice. Ako proizvođač cijevi reagira samo na hitne slučajeve, izvan je kontrole. Prepušten je na milost i nemilost sljedeće krize.“
„Svaki dio opreme na tvornici mora biti usklađen“, rekao je Ventura. „Inače će se tvornica boriti sama sa sobom.“
„U mnogim slučajevima, kada valjci prekorače svoj vijek trajanja, stvrdnu se i na kraju pucaju“, rekao je Ventura.
„Ako se valjci ne održavaju u dobrom stanju redovitim održavanjem, tada im je potrebno hitno održavanje“, kaže Ventura. Ako bi se alati zanemarili, njihov popravak zahtijevao bi uklanjanje dva do tri puta veće količine materijala nego što bi se inače moralo ukloniti, rekao je. Također traje dulje i košta više.
Ulaganje u rezervne alate može pomoći u sprječavanju hitnih slučajeva, primijetio je Strand. Ako se alat često koristi za dugotrajan rad, bit će potrebno više rezervnih dijelova nego za alat koji se rijetko koristi za kratkotrajan rad. Funkcija alata također utječe na razinu rezerve. Rebra mogu otpasti s alata za rebra, a na valjke za zavarivanje može utjecati toplina kutije za zavarivanje, problemi koji ne muče valjke za oblikovanje i dimenzioniranje.
„Redovito održavanje je dobro za opremu, a pravilno poravnanje je dobro za proizvode koje proizvodi“, rekao je. Ako se to zanemaruje, zaposlenici tvornice provode sve više i više vremena pokušavajući to nadoknaditi. To vrijeme može se iskoristiti za izradu 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. Nitko neće voziti automobil desetke tisuća kilometara između izmjena ulja s golim gumama. To će dovesti do skupih rješenja ili uništenja, čak i za loše održavane pogone.
Redovita inspekcija alata nakon svakog ciklusa također je potrebna, rekao je. Alati za inspekciju mogu otkriti probleme poput finih pukotina. Takva se oštećenja otkrivaju čim se alat izvadi iz glodalice, a ne neposredno prije nego što se alat instalira za sljedeći ciklus, što daje najviše vremena za izradu zamjenskog alata.
„Neke tvrtke rade tijekom planiranih zatvaranja“, rekao je Green. Znao je da će biti teško pridržavati se planiranog zatvaranja u ovoj situaciji, ali je istaknuo da je to vrlo opasno. Brodske i teretne tvrtke su toliko pretrpane ili nemaju dovoljno osoblja, ili oboje, da isporuke ovih dana nisu na vrijeme.
„Ako se nešto pokvari u tvornici i morate naručiti zamjenu, što ćete učiniti da vam se isporuči?“ upitao je. Naravno, zračni prijevoz je uvijek opcija, ali može značajno povećati troškove dostave.
Održavanje valjaonice i valjaonice je više od pukog praćenja rasporeda održavanja, već usklađivanje rasporeda održavanja s rasporedom proizvodnje.
U sva tri područja – radu, rješavanju problema i održavanju, širina i dubina iskustva su važni. Warren Wheatman, potpredsjednik poslovne jedinice za alate tvrtke T&H Lemont, rekao je da tvrtke koje imaju samo jednu ili dvije tvornice za proizvodnju vlastitih cijevi često imaju manje ljudi posvećenih održavanju valjaonica i alata. 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 tvrtka nema inženjerski odjel, odjel za održavanje mora sam rješavati probleme i popravljati.
Strand je dodao da je obuka za odjele operacija i održavanja sada važnija nego ikad. Val umirovljenja povezan sa starenjem generacije "baby boomera" znači da plemensko znanje koje je nekoć potresalo tvrtke presušuje. Iako se mnogi proizvođači cijevi još uvijek mogu osloniti na konzultacije i savjete dobavljača opreme, čak ni ta stručnost nije toliko obilna kao nekada i smanjuje se.
Proces zavarivanja jednako je važan kao i svaki drugi proces koji se događa 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. „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 velik broj proizvođača cijevi čak koristi strojeve temeljene na tehnologiji vakuumskih cijevi, što znači da koriste strojeve koji su stari najmanje 30 godina. Znanje o servisiranju takvih strojeva nije opsežno, a same zamjenske cijevi teško je pronaći.
Izazov za proizvođače cijevi koji ih još uvijek koriste jest njihovo 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 novi stroj. 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 porezne olakšice na kupnju energetski učinkovite opreme. Druga motivacija za ulaganje u nove proizvode je potencijal za nove proizvodne mogućnosti, dodao je.
„Obično je novi uređaj za zavarivanje puno učinkovitiji od starijeg i može uštedjeti tisuće dolara pružanjem većeg kapaciteta zavarivanja bez nadogradnje električnih instalacija“, rekao je Prasek.
Poravnanje indukcijske zavojnice i otpornika također je važno. John Holderman, generalni direktor tvrtke EHE Consumables, kaže da pravilno odabrana i instalirana indukcijska zavojnica ima optimalan položaj u odnosu na valjak za zavarivanje te da mora održavati pravilan i dosljedan razmak oko cijevi. Ako se neispravno postavi, 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 podupre, položaj blokatora se može promijeniti, on zapravo vuče unutarnji promjer duž dna cijevi.
Koristeći trendove u dizajnu potrošnog materijala za zavarivanje, koncept podijeljene zavojnice može imati značajan utjecaj na vrijeme rada valjaonice.
„Glodalice velikog promjera dugo su koristile 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.
„Koristili su se u velikim valjaonicama, ali bilo je potrebno malo sofisticiranog inženjerstva 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 mogućnosti: centralni sustav hlađenja u tvornici ili zaseban namjenski sustav vode, što može biti skupo.
„Najbolje je hladiti otpornik čistom rashladnom tekućinom“, rekao je Holderman. Iz tog razloga, mala investicija u namjenski sustav filtera prigušnice za rashladnu tekućinu mlina može uvelike produžiti vijek trajanja prigušnice.
Rashladna tekućina mlina često se koristi na prigušnici, ali rashladna tekućina mlina skuplja metalne čestice. Unatoč svim naporima da se fine čestice zarobe u središnjem filteru ili da se uhvate središnjim magnetskim sustavom, neki ljudi prolaze i pronađu put do prepreke. Ovo nije mjesto za metalni prah.
„Zagrijavaju se u indukcijskom polju i probijaju se kroz kućište otpornika i ferit, što uzrokuje prerano kvarenje, 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.“