A csővezeték sikeres és hatékony gyártása 10 000 részlet optimalizálását igényli, beleértve a berendezések karbantartását is. Tekintettel a számos mozgó alkatrészre minden malomtípusban és minden perifériás berendezésben, a gyártó által ajánlott megelőző karbantartási ütemterv betartása nem könnyű feladat. Fotó: T & H Lemont Inc.
Szerkesztői megjegyzés: Ez egy kétrészes sorozat első része, amely a csőgyári műveletek optimalizálásáról szól. Olvassa el a második részt.
A csőtermékek gyártása még a legjobb körülmények között is fáradságos lehet. A gyárak összetettek, sok rendszeres karbantartást igényelnek, és attól függően, hogy mit termelnek, a verseny kiélezett. Sok fémcsőgyártóra óriási nyomás nehezedik, hogy maximalizálja az üzemidőt a bevétel maximalizálása érdekében, és kevés értékes idő jut a rendszeres karbantartásra.
Manapság nincs a legjobb forgatókönyv az iparág számára. Az anyagok drágák, és a részleges szállítások nem ritkák. A csőgyártóknak most minden eddiginél fontosabb, hogy maximalizálják az üzemidőt és csökkentsék a selejtet, a részleges szállítások pedig a rendelkezésre állás csökkentését jelentik. A rövidebb sorozatok gyakoribb átállást jelentenek, ami nem hatékony idő- és munkaerő-felhasználást jelent.
„A gyártási idő jelenleg prémium kategóriás” – mondta Mark Prasek, az EFD Induction észak-amerikai csőértékesítési vezetője.
Az iparági szakértőkkel folytatott beszélgetések a növény maximális kihasználására vonatkozó tippekről és stratégiákról néhány visszatérő témát tártak fel:
Egy üzem maximális hatékonysággal történő működtetése tucatnyi tényező optimalizálását jelenti, amelyek többsége kölcsönhatásban áll másokkal, így az üzemi műveletek optimalizálása nem feltétlenül könnyű. Bud Graham, a The Tube & Pipe Journal korábbi rovatvezetőjének szent szava némi perspektívát kínál: „A csőmalom egy szerszámtartó.” Ennek az idézetnek a megjegyzése segít a dolgok egyszerűségében. Az egyes szerszámok funkcióinak, működésének és más szerszámokkal való kölcsönhatásának megértése a csata körülbelül egyharmada. A karbantartás és az összehangolás fenntartása a másik harmad. Az utolsó harmad magában foglalja a kezelői képzési programokat, a hibaelhárítási stratégiákat és az egyes cső- vagy csőgyártókra jellemző egyedi üzemeltetési eljárásokat.
A malom hatékony működtetésének elsődleges szempontja a malomfüggetlenség, ez pedig a nyersanyag. A malom maximális teljesítményének elérése azt jelenti, hogy minden egyes, a malomba betáplált tekercsből maximális teljesítményt kell kihozni. Minden a vásárlási döntéssel kezdődik.
tekercshossz. Nelson Abbey, a Fives Bronx Inc. Abbey Products igazgatója elmondta: „A csőgyárak akkor virágoznak, amikor a tekercsek a leghosszabbak. A rövidebb tekercsek megmunkálása több tekercsvég megmunkálását jelenti. Minden tekercsvéghez tompavarrat szükséges. Minden tompavarrat selejtet eredményez.”
A nehézséget az jelenti, hogy a lehető leghosszabb tekercseket felárral lehet eladni. A rövidebb tekercsek jobb áron kaphatók. A beszerzési ügynökök talán szeretnének némi pénzt megtakarítani, de ez nem egyezik a gyártóüzem személyzetének nézőpontjával. Szinte mindenki, aki gyárat üzemeltet, egyetért abban, hogy az árkülönbségnek jelentősnek kell lennie ahhoz, hogy kompenzálja a további gyárleállásokkal járó termelési veszteségeket.
Abbey szerint egy másik szempont a lecsévélő kapacitása és a malom belépési végén található egyéb korlátozások. Szükségessé válhat nagyobb kapacitású belépési berendezésekbe beruházni a nagyobb, nehezebb tekercsek kezeléséhez, hogy kihasználhassuk a nagyobb tekercsek vásárlásának előnyeit.
A hasító is tényező, függetlenül attól, hogy a hasítást házon belül vagy kiszervezik. A hasítóknak van a legnagyobb súlyuk és átmérőjük, amit kezelni tudnak, ezért a tekercsek és a hasítók közötti legjobb illeszkedés kritikus fontosságú az áteresztőképesség maximalizálása érdekében.
Összefoglalva, négy tényező kölcsönhatásáról van szó: a tekercs mérete és súlya, a vágó szükséges szélessége, a vágó kapacitása és a beömlőberendezés kapacitása.
Tekercs szélessége és állapota. A gyártócsarnokban magától értetődik, hogy a tekercseknek megfelelő szélességűnek és vastagságúnak kell lenniük ahhoz, hogy egy terméket előállítsanak, de hibák időről időre előfordulnak. A gyár kezelői gyakran kompenzálni tudják a kissé túl kicsi vagy túl nagy szalagszélességeket, de ez csak fokozati kérdés. A hasított szalagok szélességére gondosan oda kell figyelni.
A szalag élének állapota is a legfontosabb kérdés. Az élek egyenletes megjelenése, sorják vagy más egyenetlenségek nélkül, kritikus fontosságú a szalag teljes hosszában az egyenletes hegesztések fenntartásához – mondja Michael Strand, a T&H Lemont elnöke. A kezdeti tekercselés, hasítás és visszatekercselés is szerepet játszik. A nem gondosan kezelt tekercsek meghajolhatnak, ami problémás. A hengerlőszerszám-mérnökök által kifejlesztett alakítási folyamat sík szalaggal kezdődik, nem pedig ívelt szalaggal.
Szerszámjegyzetek. „A jó formatervezés maximalizálja az áteresztőképességet” – mondta Stan Green, az SST Forming Roll Inc. vezérigazgatója. Rámutat, hogy nincs egységes stratégia a csőformázásra, és ezért nincs egységes stratégia a formatervezésre sem. A hengerlőszerszám-beszállítók eltérő módon dolgozzák fel a csöveket, és így a termékeiket is. A hozamok is eltérőek.
„A hengerlési felület sugara folyamatosan változik, így a szerszám forgási sebessége is változik a szerszámfelületen” – mondta. Természetesen a cső csak egyetlen sebességgel halad át a marón. Ezért a kialakítás befolyásolja a hozamot. A rossz kialakítás anyagpazarlással jár, amikor a szerszám új, és a helyzet csak romlik, ahogy a szerszám elkopik – tette hozzá.
Azoknak a vállalatoknak, amelyek nem ragaszkodnak a képzési és karbantartási útvonalhoz, az üzem hatékonyságának optimalizálására irányuló stratégia kidolgozása az alapoknál kezdődik.
„A gyár stílusától és az általa gyártott termékektől függetlenül minden gyárban két dolog közös: az operátorok és az üzemeltetési eljárások” – mondta Abbey. Egy gyár lehető legkövetkezetesebb működtetése szabványosított képzés biztosítását és írásos eljárások betartását igényli – mondta. A képzésben mutatkozó következetlenségek eltérésekhez vezethetnek a beállításokban és a hibaelhárításban.
Ahhoz, hogy egy üzemből a legtöbbet hozhassuk ki, kezelőről kezelőre, műszakról műszakra, minden kezelőnek következetes beállítási és hibaelhárítási eljárásokat kell alkalmaznia. Az eljárási eltérések általában félreértések, rossz szokások, rövidítések és kerülő megoldások kérdései. Ezek mindig megnehezítik az üzem hatékony működtetését. Ezek a problémák lehetnek belföldi eredetűek, vagy akkor merülhetnek fel, amikor képzett kezelőket alkalmaznak a versenytársaktól, de a forrás nem számít. A következetesség kulcsfontosságú, beleértve a tapasztalattal rendelkező kezelőket is.
„Évekbe telik egy csőgyár kezelőjének kiképzése, és tényleg nem lehet egyetlen, mindenki számára megfelelő tervre hagyatkozni” – mondta Strand. „Minden vállalatnak szüksége van egy olyan képzési programra, amely illeszkedik a gyárához és a saját működéséhez.”
„A hatékony működés három kulcsa a gépkarbantartás, a fogyóeszközök karbantartása és a kalibrálás” – mondta Dan Ventura, a Ventura & Associates elnöke. „Egy gépnek sok mozgó alkatrésze van – legyen szó akár magáról a malomról, a bemeneti vagy kimeneti oldalon található perifériákról, a verőasztalról vagy bármi másról –, és a rendszeres karbantartás fontos a gép csúcsformában tartásához.”
Strand egyetért. „A megelőző karbantartási ellenőrzési program alkalmazása az, ahol minden elkezdődik” – mondta. „Ez kínálja a legjobb lehetőséget arra, hogy egy gyárat nyereségesen működtessünk. Ha egy csőgyártó csak vészhelyzetekre reagál, akkor kicsúszik az irányítás alól. A következő válság kényére-kedvére van bízva.”
„A gyár minden berendezését be kell állítani” – mondta Ventura. „Különben a gyár önmagával fog harcolni.”
„Sok esetben, amikor a tekercsek túllépik az élettartamukat, megkeményednek, majd végül megrepednek” – mondta Ventura.
„Ha a tekercseket nem tartják jó állapotban rendszeres karbantartással, akkor sürgősségi karbantartásra van szükségük” – mondja Ventura. Ha a szerszámokat elhanyagolták, a javításuk két-háromszor annyi anyagot igényelne, mint amennyit egyébként el kellene távolítaniuk – mondta. Ez tovább tart és többe is kerül.
Strand megjegyezte, hogy a tartalék szerszámokba való befektetés segíthet megelőzni a vészhelyzeteket. Ha a szerszámot gyakran, hosszú távon használják, több alkatrészre lesz szükség, mint a ritkán, rövid távon használt szerszámra. A szerszám funkciója is befolyásolja a tartalék szintet. A bordák leválhatnak a bordás szerszámról, és a hegesztőhengereket a hegesztődoboz hője befolyásolhatja, ezek a problémák nem sújtják az alakító és méretező hengereket.
„A rendszeres karbantartás jót tesz a berendezéseknek, a megfelelő beállítás pedig az általuk előállított termékeknek” – mondta. Ha ezeket figyelmen kívül hagyják, a gyári alkalmazottak egyre több időt töltenek azzal, hogy megpróbálják behozni a lemaradást. Ez az idő jó, legkelendőbb termékek előállítására fordítható. Ez a két tényező annyira fontos, és gyakran figyelmen kívül hagyják vagy figyelmen kívül hagyják őket, hogy Ventura véleménye szerint ezek kínálják a legjobb lehetőséget arra, hogy a legtöbbet hozzuk ki az üzemből, maximalizáljuk a hozamot és csökkentsük a selejtet.
A Ventura a malom- és kopóalkatrész-karbantartást az autókarbantartással azonosítja. Senki sem fog több tízezer kilométert megtenni két olajcsere között csupasz gumiabroncsokkal. Ez drága megoldásokhoz vagy akár pusztításhoz is vezethet, még a rosszul karbantartott üzemek esetében is.
A szerszám rendszeres ellenőrzése minden egyes futtatás után szintén szükséges – mondta. Az ellenőrző szerszámok olyan problémákat tárhatnak fel, mint például a finom repedések. Az ilyen sérüléseket akkor fedezik fel, amint a szerszámot eltávolítják a marógépből, nem pedig közvetlenül a következő futtatáshoz való beszerelés előtt, így a legtöbb idő marad egy csereszerszám gyártására.
„Néhány vállalat ütemezett bezárások ellenére is dolgozik” – mondta Green. Tudta, hogy ebben a helyzetben nehéz lesz betartani az ütemezett leállást, de rámutatott, hogy ez nagyon veszélyes. A szállítmányozási és árufuvarozási vállalatok annyira túlzsúfoltak vagy személyzethiányosak, vagy mindkettő, hogy manapság nem érkeznek meg időben a szállítások.
„Ha valami elromlik a gyárban, és cserét kell rendelni, mit kell tenni, hogy kiszállítsák?” – kérdezte. Természetesen a légi szállítás mindig egy lehetőség, de ez megnövelheti a szállítási költségeket.
A hengermű- és hengerműkarbantartás nem csupán a karbantartási ütemterv betartását jelenti, hanem a karbantartási ütemterv összehangolását a termelési ütemtervvel.
Mindhárom területen – üzemeltetés, hibaelhárítás és karbantartás – számít a tapasztalat széleskörűsége és mélysége. Warren Wheatman, a T&H Lemont szerszámüzletágának alelnöke elmondta, hogy azoknál a vállalatoknál, amelyek csak egy vagy két gyárral rendelkeznek a csövek gyártásához, gyakran kevesebb ember foglalkozik a gyárak és a szerszámok karbantartásával. Annak ellenére, hogy a karbantartó személyzet hozzáértő, a kisebb osztályok kevesebb tapasztalattal rendelkeznek, mint a nagyobb karbantartási osztályok, ami hátrányos helyzetbe hozza a kisebb személyzetet. Ha a vállalatnak nincs mérnöki osztálya, a karbantartási osztálynak kell elvégeznie a hibaelhárítást és a javításokat.
Strand hozzátette, hogy az üzemeltetési és karbantartási részlegek képzése ma fontosabb, mint valaha. Az idősödő baby boom generációhoz kapcsolódó nyugdíjba vonulás hulláma azt jelenti, hogy a törzsi tudás, amely egykor megrengette a vállalatokat, kiapadóban van. Bár sok csőgyártó továbbra is támaszkodhat a berendezésbeszállítók konzultációjára és tanácsadására, még ez a szakértelem sem olyan bőséges, mint régen, és egyre csökken.
A hegesztési folyamat ugyanolyan fontos, mint bármely más folyamat, amely cső vagy cső gyártása során történik, és a hegesztőgép szerepét nem lehet túlbecsülni.
Indukciós hegesztés. „Ma a megrendeléseink körülbelül kétharmada utólagos átalakításokra vonatkozik” – mondta Prasek. „Általában régi, problémás hegesztőgépeket cserélnek le. Az áteresztőképesség jelenleg a fő hajtóerő.”
Azt mondta, sokan nyolc góllal maradtak le, mert a nyersanyag késve érkezett. „Általában, amikor végre kijön az anyag, a hegesztő leáll” – mondta. Meglepően sok csőgyártó még vákuumcsöves technológián alapuló gépeket is használ, ami azt jelenti, hogy legalább 30 éves gépeket használnak karbantartás céljából. Az ilyen gépek szervizismerete nem széleskörű, és magukat a cserecsöveket is nehéz megtalálni.
A csőgyártók számára, akik még mindig használják ezeket a csővezetékeket, az a kihívás, hogy hogyan öregednek. Nem mennek tönkre katasztrofálisan, hanem lassan degradálódnak. Az egyik megoldás az, hogy kevesebb hegesztési hőt használnak, és a hengerművet lassabb sebességgel üzemeltetik a kompenzáció érdekében, ami könnyen elkerülheti az új gépbe való befektetés költségeit. Ez azt a hamis érzetet kelti, hogy minden rendben van.
Prasek szerint egy új indukciós hegesztő áramforrásba való befektetés jelentősen csökkentheti az üzem villamosenergia-fogyasztását. Egyes államok – különösen a nagy népességű és túlterhelt hálózatokkal rendelkezők – nagylelkű adókedvezményeket kínálnak az energiahatékony berendezések vásárlásakor. Az új termékekbe való befektetés második motivációja az új termelési lehetőségek lehetősége – tette hozzá.
„Általában egy új hegesztőberendezés sokkal hatékonyabb, mint egy régebbi, és több ezer dollárt is megtakaríthat azáltal, hogy nagyobb hegesztési kapacitást biztosít anélkül, hogy az elektromos hálózatot korszerűsíteni kellene” – mondta Prasek.
Az indukciós tekercs és az ellenállás beállítása is fontos. John Holderman, az EHE Consumables vezérigazgatója szerint egy megfelelően kiválasztott és beszerelt indukciós tekercs optimális helyzetben van a hegesztőhengerhez képest, és megfelelő és állandó szabad távolságot kell fenntartania a cső körül. Ha helytelenül van beállítva, a tekercs idő előtt meghibásodik.
A blokkoló elem feladata egyszerű – blokkolja az elektromos áram áramlását, a szalag szélére irányítva azt –, és mint minden másnál a marógépen, a pozicionálás kritikus fontosságú, mondja. A megfelelő elhelyezkedés a hegesztés csúcsánál van, de nem ez az egyetlen szempont. A beszerelés kritikus fontosságú. Ha egy olyan tüskéhez rögzítik, amely nem elég merev ahhoz, hogy megtartsa, a blokkoló elem helyzete megváltozhat, valójában a belső azonosító nyílást húzza a cső alja mentén.
A hegesztőanyag-tervezés trendjeit kihasználva az osztott tekercses koncepció jelentős hatással lehet a gyár üzemidejére.
„A nagy átmérőjű malmok régóta használnak osztott tekercses kialakítást” – mondta Haldeman. „Egyetlen indukciós tekercsdarab cseréje megköveteli a cső vágását, a tekercs cseréjét és újra menetezését” – mondta. Az osztott tekercses kialakítás két részből áll, így időt és energiát takarít meg.
„Használták már őket nagy hengerművekben, de némi igényes mérnöki munkára volt szükség ahhoz, hogy ezt az elvet kis tekercsekre is alkalmazzák” – mondta. Még kevesebb munka a gyártó számára. „A kis, kétrészes tekercsekhez speciális hardver és okosan megtervezett szorítók tartoznak” – mondta.
A blokkoló hűtési folyamatát illetően a csőgyártóknak két hagyományos lehetőségük van: egy központi hűtőrendszer a gyárban, vagy egy különálló, erre a célra szolgáló vízrendszer, ami költséges lehet.
„A legjobb, ha az ellenállást tiszta hűtőfolyadékkal hűtjük” – mondta Holderman. Emiatt egy kis befektetés egy erre a célra szolgáló fojtótekercs-szűrőrendszerbe a malomhűtőfolyadékhoz jelentősen megnövelheti a fojtótekercs élettartamát.
A malomhűtőfolyadékot gyakran használják a fojtótekercsen, de a malomhűtő összegyűjti a fémporokat. Annak ellenére, hogy minden erőfeszítést megtesznek a finom részecskék központi szűrőben való felfogására vagy egy központi mágneses rendszerrel történő befogására, egyesek mégis áthaladnak rajta, és megtalálják az akadályt. Ez nem a fémporok helye.
„Az indukciós mezőben felmelegednek, és beleégnek az ellenállás házába és a ferritbe, ami idő előtti meghibásodást okoz, majd leáll, hogy kicserélje az ellenállást” – mondta Holderman. „Az indukciós tekercseken is lerakódnak, és végül ott is ívképződéssel kárt okozhatnak.”