파이프나 파이프를 성공적이고 효율적으로 제조하려면 장비 유지 관리를 포함하여 10,000개의 세부 사항을 최적화해야 합니다. 모든 제조소 유형과 모든 주변 장비에는 수많은 이동 부품이 있으므로 제조업체에서 권장하는 예방 유지 관리 일정을 준수하는 것은 쉬운 일이 아닙니다. 사진: T & H Lemont Inc.
편집자 주: 이 글은 튜브 또는 파이프 밀 작업 최적화에 대한 2부작 시리즈의 첫 번째 부분입니다. 두 번째 부분을 읽어보세요.
관형 제품을 제조하는 일은 아무리 최상의 환경에서도 힘든 일입니다.공장은 복잡하고, 정기적인 유지관리가 많이 필요하며, 생산하는 제품에 따라 경쟁이 치열합니다.많은 금속 파이프 생산업체는 가동 시간을 극대화하여 수익을 극대화해야 한다는 엄청난 압박을 받고 있지만, 정기적인 유지관리에 쓸 귀중한 시간은 거의 없습니다.
요즘 업계에서는 최상의 시나리오란 없습니다. 자재가 비싸고, 부분적으로만 납품되는 경우도 드물지 않습니다. 그 어느 때보다도 파이프 생산업체는 가동 시간을 극대화하고 폐기물을 줄여야 하며, 부분적으로만 납품받는다는 것은 가동 시간이 줄어든다는 것을 의미합니다. 작업 시간이 짧다는 것은 교체 주기가 더 잦아진다는 것을 의미하는데, 이는 시간이나 노동력을 효율적으로 사용하는 방법이 아닙니다.
EFD Induction의 북미 튜빙 영업 관리자인 마크 프라섹은 "지금은 생산 시간이 매우 중요합니다."라고 말했습니다.
공장을 최대한 활용하기 위한 팁과 전략에 관해 업계 전문가들과 대화한 결과, 다음과 같은 몇 가지 공통적인 주제가 발견되었습니다.
최대 효율로 공장을 운영하려면 수십 가지 요소를 최적화해야 하는데, 이 중 대부분은 다른 요소와 상호 작용하기 때문에 공장 운영을 최적화하는 것이 반드시 쉬운 것은 아닙니다.전 The Tube & Pipe Journal 칼럼니스트인 버드 그레이엄의 명언은 이러한 관점을 제시합니다. "튜브 밀은 툴 홀더입니다." 이 명언을 기억하면 모든 것을 간단하게 처리할 수 있습니다.각 툴의 기능, 작동 방식, 그리고 각 툴이 다른 툴과 어떻게 상호 작용하는지 이해하는 것이 전체 작업의 약 3분의 1입니다.모든 툴을 유지 관리하고 정렬하는 것도 3분의 1입니다.마지막 3분의 1은 작업자 교육 프로그램, 문제 해결 전략, 그리고 각 파이프 또는 파이프 생산업체에 고유한 특정 운영 절차를 포함합니다.
밀을 효율적으로 운영하는 데 가장 중요한 고려 사항은 밀의 독립성입니다. 즉, 원자재입니다. 밀에서 최대 출력을 얻는다는 것은 밀에 공급되는 각 코일에서 최대 출력을 얻는 것을 의미합니다. 이는 구매 결정부터 시작됩니다.
코일 길이. Fives Bronx Inc. Abbey Products의 이사인 Nelson Abbey는 "튜브 밀은 코일이 가장 길 때 잘 작동합니다. 짧은 코일을 가공한다는 것은 코일 끝단을 더 많이 가공한다는 것을 의미합니다. 각 코일 끝단에는 맞대기 용접이 필요합니다. 맞대기 용접은 모두 스크랩을 발생시킵니다."라고 말했습니다.
여기서 어려운 점은 가능한 한 긴 코일일수록 프리미엄이 붙을 수 있다는 것입니다. 짧은 코일은 더 싼 가격에 판매될 수 있습니다. 구매 담당자는 비용을 절감하고 싶어할 수 있지만, 이는 제조 현장 직원의 관점과 일치하지 않습니다. 공장을 운영하는 거의 모든 사람은 추가적인 공장 폐쇄와 관련된 생산 손실을 메우기 위해서는 가격 차이가 상당해야 한다는 데 동의할 것입니다.
Abbey는 또 다른 고려사항은 탈코일러의 용량과 밀 입구 부분의 다른 제약 조건이라고 말했습니다. 더 큰 코일을 구매하는 이점을 활용하려면 더 크고 무거운 코일을 처리할 수 있는 더 높은 용량의 입구 장비에 투자해야 할 수도 있습니다.
슬리터 역시 슬리팅을 사내에서 하든 아웃소싱을 하든 중요한 요소입니다. 슬리터는 처리할 수 있는 무게와 직경이 가장 크기 때문에 코일과 슬리터의 최적 조합을 찾는 것이 처리량을 극대화하는 데 중요합니다.
요약하자면, 이는 코일의 크기와 무게, 슬리터의 필요 폭, 슬리터의 용량, 입구 장비의 용량이라는 4가지 요소 간의 상호 작용입니다.
코일 폭과 상태. 작업 현장에서 제품을 만들기 위해서는 코일의 폭과 게이지가 적절해야 한다는 것은 말할 필요도 없지만, 실수는 때때로 발생합니다. 제분소 작업자는 종종 스트립 폭이 약간 너무 작거나 너무 큰 경우 이를 보정할 수 있지만, 이는 정도의 문제일 뿐입니다. 슬릿 멀의 폭에 세심한 주의를 기울이는 것이 중요합니다.
스트립의 가장자리 상태도 가장 중요한 문제입니다. T&H Lemont의 사장인 마이클 스트랜드는 버나 기타 불일치 없이 일관된 가장자리 표현이 스트립 길이에 따라 일관된 용접을 유지하는 데 중요하다고 말합니다. 초기 코일링, 슬리팅 및 되감기도 중요합니다. 주의 깊게 다루지 않은 코일은 구부러질 수 있으며 이는 문제가 될 수 있습니다. 롤 다이 엔지니어가 개발한 성형 공정은 곡선 스트립이 아닌 평평한 스트립으로 시작합니다.
SST Forming Roll Inc.의 총괄 매니저인 스탠 그린은 "좋은 금형 설계는 처리량을 극대화합니다."라고 말했습니다. 그는 튜브 성형에 대한 단일 전략은 없으므로 금형 설계에 대한 단일 전략도 없다고 지적했습니다. 롤 도구 공급업체는 튜브를 처리하는 방법이 다르므로 제품도 다릅니다. 수율도 다릅니다.
"롤 표면의 반경은 끊임없이 변하기 때문에 도구의 회전 속도는 도구 표면 전체에서 변합니다."라고 그는 말했습니다. 물론 튜브는 밀을 한 가지 속도로만 통과합니다. 따라서 설계는 수율에 영향을 미칩니다. 그는 설계가 좋지 않으면 도구가 새 것일 때 재료가 낭비되고 도구가 마모될수록 더욱 악화된다고 덧붙였습니다.
교육 및 유지 관리 경로를 고수하지 않는 회사의 경우, 공장 효율성을 최적화하기 위한 전략을 개발하는 것은 기본부터 시작됩니다.
"공장의 스타일이나 생산하는 제품에 관계없이 모든 공장에는 두 가지 공통점이 있습니다. 바로 운영자와 운영 절차입니다."라고 Abbey는 말했습니다. 그는 공장을 가능한 한 일관되게 운영하려면 표준화된 교육을 제공하고 서면 절차를 따라야 한다고 말했습니다. 교육의 불일치는 설치 및 문제 해결에 차이가 생길 수 있습니다.
공장에서 최대한의 성과를 얻으려면 작업자 간, 교대 근무자 간에 일관된 설정 및 문제 해결 절차를 사용해야 합니다. 절차상의 차이는 대개 오해, 나쁜 습관, 지름길, 해결 방법의 문제입니다. 이러한 문제 때문에 공장을 효율적으로 운영하는 것이 어렵습니다. 이러한 문제는 자체적으로 발생하거나 경쟁사에서 숙련된 작업자를 채용하면서 발생할 수 있지만, 원인은 중요하지 않습니다. 경험을 제공하는 작업자를 포함하여 일관성이 중요합니다.
스트랜드는 "튜브 밀 작업자를 훈련하는 데는 수년이 걸리고, 모든 사람에게 맞는 단일 계획에 의존할 수는 없습니다."라고 말했습니다. "모든 회사에는 자사 공장과 운영에 맞는 훈련 프로그램이 필요합니다."
"효율적인 운영의 세 가지 핵심은 기계 유지관리, 소모품 유지관리, 교정입니다."라고 Ventura & Associates의 사장인 Dan Ventura는 말했습니다. "기계에는 밀 자체, 입구 또는 출구 쪽 주변 장치, 비팅 테이블 등 움직이는 부품이 많이 있으며, 기계를 최상의 상태로 유지하려면 정기적인 유지관리가 중요합니다."
스트랜드도 동의합니다. "예방적 유지 보수 검사 프로그램을 활용하는 것이 모든 것의 시작입니다."라고 그는 말했습니다. "공장을 수익성 있게 운영할 수 있는 최고의 기회를 제공합니다. 파이프 생산업체가 비상 상황에만 대응한다면 통제 불능이 됩니다. 다음 위기에 휘말릴 수밖에 없습니다."
벤투라는 "공장의 모든 장비는 정렬되어야 합니다."라고 말했습니다. "그렇지 않으면 공장이 스스로 싸우게 될 것입니다."
벤추라는 "많은 경우 롤이 유효 수명을 초과하면 딱딱해지고 결국 균열이 생깁니다."라고 말했습니다.
벤투라는 "롤을 정기적인 유지관리로 좋은 상태로 유지하지 않으면 긴급 유지관리가 필요합니다."라고 말합니다. 그는 도구를 방치하면 수리하려면 원래 제거해야 할 재료의 두세 배를 제거해야 한다고 말했습니다. 또한 수리하는 데 더 오랜 시간이 걸리고 비용도 더 많이 듭니다.
예비 도구에 투자하면 비상 상황을 예방하는 데 도움이 된다고 스트랜드는 지적했습니다. 해당 도구를 장기간 사용하는 경우 단기간 사용하는 도구보다 더 많은 예비 부품이 필요합니다. 도구 기능도 예비 수준에 영향을 미칩니다. 핀은 핀 도구에서 분리될 수 있으며 용접 롤은 용접 상자의 열에 영향을 받을 수 있는데, 이러한 문제는 성형 및 사이징 롤에서는 발생하지 않습니다.
"정기적인 유지관리는 장비에 좋고, 적절한 정렬은 생산하는 제품에 좋습니다."라고 그는 말했습니다.이러한 사항을 무시하면 공장 직원들은 이를 만회하기 위해 점점 더 많은 시간을 소비하게 됩니다.이 시간을 활용하여 우수하고 베스트셀러 제품을 만들 수 있습니다.이 두 가지 요소는 매우 중요하지만 종종 간과되거나 간과되기 때문에 Ventura의 관점에서 볼 때 공장을 최대한 활용하고 수율을 극대화하며 폐기물을 줄일 수 있는 최고의 기회를 제공합니다.
벤투라는 공장과 소모품 유지관리를 자동차 유지관리와 동일시합니다. 아무도 오일 교환 사이에 맨 타이어로 수만 마일을 운전하지 않을 것입니다. 이는 유지관리가 제대로 되지 않은 공장일지라도 값비싼 해결책이 필요하거나 파괴될 것입니다.
그는 매번 작업 후 도구를 정기적으로 검사하는 것도 필요하다고 말했습니다. 검사 도구에서 미세한 균열과 같은 문제가 발견될 수 있습니다. 이러한 손상은 다음 작업을 위해 도구를 설치하기 직전이 아니라, 도구를 밀에서 제거하자마자 발견되므로 교체 도구를 제조할 시간이 더 많습니다.
그린은 "일부 회사는 예정된 폐쇄에도 불구하고 운영하고 있습니다."라고 말했습니다. 그는 이런 상황에서 예정된 폐쇄를 준수하는 것이 어려울 것이라는 점을 알고 있었지만, 매우 위험하다고 지적했습니다. 배송 및 화물 운송 회사는 요즘 너무 혼잡하거나 인력이 부족하거나 둘 다라서 배송이 제때 이루어지지 않습니다.
"공장에서 무언가가 고장나서 교체품을 주문해야 한다면, 어떻게 배송받을 건가요?" 그는 물었다. 물론 항공 운송도 항상 가능한 선택이지만, 운송 비용이 급증할 수 있다.
밀과 롤 유지관리는 단순히 유지관리 일정을 따르는 것 이상의 의미를 지니며, 생산 일정과 유지관리 일정을 조정하는 것을 의미합니다.
운영, 문제 해결 및 유지 관리의 세 가지 영역 모두에서 폭넓고 심도 있는 경험이 중요합니다.T&H Lemont의 다이 사업부 부사장인 워렌 휘트먼은 자체 튜브를 생산하는 공장이 1~2개뿐인 회사는 밀과 다이 유지 관리를 전담하는 직원이 적은 경우가 많다고 말했습니다.유지 관리 직원이 지식이 풍부하더라도 소규모 부서는 대규모 유지 관리 부서보다 ​​경험이 부족하여 소규모 직원이 불리한 입장에 처하게 됩니다.회사에 엔지니어링 부서가 없는 경우 유지 관리 부서에서 직접 문제 해결과 수리를 수행해야 합니다.
스트랜드는 운영 및 유지 관리 부서에 대한 교육이 그 어느 때보다 중요하다고 덧붙였습니다. 베이비붐 세대의 고령화로 인한 은퇴 물결은 한때 기업을 흔들었던 부족적 지식이 마르고 있음을 의미합니다. 많은 진공관 생산업체가 여전히 장비 공급업체의 컨설팅 및 조언에 의존할 수 있지만, 이러한 전문 지식조차도 한때만큼 풍부하지 않고 줄어들고 있습니다.
용접 공정은 파이프나 파이프를 제조할 때 발생하는 다른 모든 공정과 마찬가지로 중요하며, 용접기의 역할을 과소평가할 수 없습니다.
유도 용접. "현재 주문의 약 3분의 2는 개조 주문입니다."라고 프라섹은 말했습니다. "대개 오래되고 문제가 있는 용접기를 교체하는 것입니다. 현재로서는 처리량이 주요 요인입니다."
그는 원자재가 늦게 도착했기 때문에 많은 사람들이 8골을 달성하지 못했다고 말했습니다. "보통 원자재가 마침내 나오면 용접공이 고장납니다."라고 그는 말했습니다. 놀랍게도 많은 튜브 생산업체가 진공관 기술에 기반한 기계를 사용하고 있는데, 이는 최소 30년 된 기계를 관리에 사용한다는 것을 의미합니다. 이러한 기계에 대한 서비스 지식은 광범위하지 않으며 교체 튜브 자체를 찾기가 어렵습니다.
아직도 파이프를 사용하고 있는 파이프 생산업체가 직면한 과제는 파이프가 어떻게 노화되는지입니다. 파이프는 파괴적으로 고장나지는 않지만 천천히 성능이 저하됩니다. 한 가지 해결책은 용접 열을 덜 사용하고, 이를 보상하기 위해 공장을 더 느린 속도로 가동하는 것입니다. 이렇게 하면 새 기계에 투자하는 자본 지출을 쉽게 피할 수 있습니다. 이렇게 하면 모든 것이 괜찮다는 잘못된 인식이 생깁니다.
프라섹은 새로운 유도 용접 전원에 투자하면 공장의 전기 사용량을 크게 줄일 수 있다고 말했습니다. 일부 주, 특히 인구가 많고 전력망에 스트레스가 많은 주에서는 에너지 효율적인 장비를 구매할 때 관대한 세금 환급 혜택을 제공합니다. 그는 신제품에 투자하는 두 번째 동기는 새로운 생산 가능성의 잠재력이라고 덧붙였습니다.
프라섹은 "일반적으로 새로운 용접 장비는 기존 장비보다 훨씬 효율적이며, 전기 서비스를 업그레이드하지 않고도 더 많은 용접 용량을 제공하여 수천 달러를 절약할 수 있습니다."라고 말했습니다.
유도 코일과 저항기의 정렬도 중요합니다.EHE 소모품의 총괄 매니저인 존 홀더먼은 적절하게 선택 및 설치된 유도 코일은 용접 롤에 대해 최적의 위치를 ​​차지하며, 튜브 주위에 적절하고 일관된 간격을 유지해야 한다고 말합니다.잘못 설정하면 코일이 조기에 고장납니다.
차단기의 역할은 간단합니다. 전류 흐름을 차단하여 스트립 가장자리로 보내는 것입니다. 그리고 압연기의 다른 모든 것과 마찬가지로 위치가 중요하다고 그는 말합니다. 올바른 위치는 용접의 정점이지만, 그것이 유일한 고려 사항은 아닙니다. 설치가 중요합니다. 지지하기에 충분히 단단하지 않은 맨드럴에 고정된 경우 차단기의 위치가 변경될 수 있으며, 실제로는 튜브 바닥을 따라 ID를 끌어당깁니다.
용접 소모품 설계의 추세를 활용하여 분할 코일 개념은 공장 가동 시간에 상당한 영향을 미칠 수 있습니다.
Haldeman은 "대구경 밀은 오랫동안 분할 코일 설계를 사용해 왔습니다."라고 말했습니다. "유도 코일 한 개를 교체하려면 파이프를 자르고 코일을 교체한 다음 나사를 다시 조여야 합니다." 분할 코일 설계는 두 부분으로 구성되어 있어 시간과 노력을 절약할 수 있습니다.
"이것은 대형 압연 공장에서 사용되었지만, 이 원리를 작은 코일에 적용하려면 정교한 엔지니어링이 필요했습니다."라고 그는 말했습니다. 제조업체의 작업량은 더욱 줄어듭니다. "작은 2피스 코일에는 특수 하드웨어와 똑똑하게 설계된 클램프가 있습니다."라고 그는 말했습니다.
차단기의 냉각 과정과 관련하여 파이프 생산업체는 공장 내 중앙 냉각 시스템이나 비용이 많이 들 수 있는 별도의 전용 급수 시스템이라는 두 가지 기존 옵션을 가지고 있습니다.
홀더먼은 "깨끗한 냉각수로 저항기를 냉각하는 것이 가장 좋습니다."라고 말했습니다. 이러한 이유로 밀 냉각수용 전용 초크 필터 시스템에 소액 투자하면 초크 수명을 크게 늘릴 수 있습니다.
밀 냉각수는 종종 초크에 사용되지만 밀 냉각수는 금속 미립자를 수집합니다. 미립자를 중앙 필터에 가두거나 중앙 자석 시스템으로 포집하려는 모든 노력에도 불구하고 일부 사람들은 장애물을 통과하여 그곳으로 가는 길을 찾습니다. 이곳은 금속 분말을 위한 곳이 아닙니다.
홀더먼은 "이것들은 유도 자기장에서 가열되어 저항기 하우징과 페라이트에 타들어가 조기 고장을 일으키고 저항기를 교체하기 위해 작동을 멈춥니다."라고 말했습니다. "또한 이것들은 유도 코일에도 쌓여서 결국 아크로 인해 손상을 일으킵니다."