Voor het succesvol en efficiënt produceren van buizen of leidingen is de optimalisatie van 10.000 details nodig, waaronder ook het onderhoud van de apparatuur. Gezien de grote hoeveelheid bewegende onderdelen in elk type molen en elk stuk randapparatuur, is het niet eenvoudig om je te houden aan het door de fabrikant aanbevolen preventieve onderhoudsschema. Foto: T & H Lemont Inc.
Opmerking van de redacteur: Dit is het eerste deel van een serie in twee delen over het optimaliseren van buis- of pijpenmolenbewerkingen. Lees het tweede deel.
Het vervaardigen van buisvormige producten kan arbeidsintensief zijn, zelfs onder de beste omstandigheden. Fabrieken zijn complex, vereisen veel en regelmatig onderhoud en afhankelijk van wat ze produceren, is de concurrentie hevig. Veel producenten van metalen buizen staan ​​onder enorme druk om de uptime te maximaliseren en zo hun omzet te maximaliseren. Er is weinig kostbare tijd voor routinematig onderhoud.
Er is momenteel geen gunstigste scenario voor de sector. Materialen zijn duur en deelleveringen zijn niet ongebruikelijk. Buisproducenten moeten nu meer dan ooit de uptime maximaliseren en de hoeveelheid afval beperken. Het ontvangen van deelleveringen betekent dat de uptime afneemt. Kortere productieruns betekenen vaker omstellen, wat geen efficiënte besteding van tijd of arbeid is.
"De productietijd is momenteel schaars", aldus Mark Prasek, North American Tubing Sales Manager bij EFD Induction.
Uit gesprekken met experts uit de sector over tips en strategieën om het maximale uit uw installatie te halen, kwamen een aantal terugkerende thema's naar voren:
Een fabriek optimaal laten draaien betekent het optimaliseren van tientallen factoren, waarvan de meeste met elkaar interacteren. Het optimaliseren van de fabrieksactiviteiten is dus niet per se eenvoudig. De Heilige Schrift van voormalig columnist Bud Graham van The Tube & Pipe Journal biedt perspectief: "Een buizenmolen is een gereedschapshouder." Door dit citaat te onthouden, blijft het simpel. Begrijpen wat elk gereedschap doet, hoe het werkt en hoe elk gereedschap samenwerkt met andere gereedschappen, is ongeveer een derde van de klus. Alles onderhouden en op elkaar afstemmen is nog een derde. Het laatste derde deel omvat trainingsprogramma's voor operators, strategieën voor probleemoplossing en specifieke bedieningsprocedures die uniek zijn voor elke pijp of pijpenproducent.
De belangrijkste overweging voor het efficiënt runnen van een fabriek is fabrieksonafhankelijk, namelijk de grondstof. Om een ​​maximale output uit de fabriek te halen, moet u een maximale output halen uit elke spoel die naar de fabriek wordt gevoerd. Het begint met een aankoopbeslissing.
Spoellengte. Nelson Abbey, directeur van Fives Bronx Inc. Abbey Products, zei: "Buizenfabrieken floreren wanneer de spoelen het langst zijn. Het bewerken van kortere spoelen betekent het bewerken van meer spoeluiteinden. Elk spoeluiteinde vereist een stompe las. Elke stompe las produceert schroot.
Het probleem hierbij is dat zo lang mogelijke coils tegen een hogere prijs verkocht kunnen worden. Kortere coils zijn mogelijk tegen een betere prijs verkrijgbaar. Inkopers willen misschien wel wat geld besparen, maar dit strookt niet met het standpunt van het productiepersoneel. Vrijwel iedereen die een fabriek runt, zal het erover eens zijn dat het prijsverschil aanzienlijk moet zijn om de productieverliezen te compenseren die gepaard gaan met extra fabriekssluitingen.
Volgens Abbey zijn er ook andere overwegingen, zoals de capaciteit van de afwikkelaar en eventuele andere beperkingen aan het invoereinde van de fabriek. Het kan nodig zijn om te investeren in invoerapparatuur met een hogere capaciteit om grotere, zwaardere rollen te kunnen verwerken. Zo kunt u profiteren van de voordelen van de aanschaf van grotere rollen.
Ook de snijmachine speelt een rol, ongeacht of het snijden intern wordt gedaan of wordt uitbesteed. Snijmachines hebben het grootste gewicht en de grootste diameter die ze aankunnen. Daarom is het voor een maximale doorvoer van belang om de beste combinatie van coils en snijmachines te vinden.
Samengevat is het een wisselwerking tussen vier factoren: de grootte en het gewicht van de spoel, de benodigde breedte van de snijmachine, de capaciteit van de snijmachine en de capaciteit van de inlaatapparatuur.
Breedte en conditie van de rollen. Op de werkvloer is het vanzelfsprekend dat de rollen de juiste breedte en de juiste dikte moeten hebben om een ​​product te kunnen maken, maar er worden af ​​en toe fouten gemaakt. De operators van de walserij kunnen vaak compenseren voor strookbreedtes die iets te klein of te groot zijn, maar dit is slechts een kwestie van gradatie. Het is van cruciaal belang dat er goed wordt gelet op de breedte van de slitmuls.
De randconditie van de strip is ook het belangrijkste punt. Een consistente randpresentatie, zonder bramen of andere inconsistenties, is essentieel voor het behouden van consistente lassen over de hele striplengte, aldus Michael Strand, president van T&H Lemont. Ook het initieel oprollen, snijden en terugwikkelen spelen een rol. Rollen die niet zorgvuldig zijn behandeld, kunnen buigen, wat problematisch is. Het vormproces dat de technici van de rolmatrijs hebben ontwikkeld, begint met een vlakke strip in plaats van een gebogen strip.
Gereedschapsnotities. "Een goed matrijsontwerp maximaliseert de doorvoer", aldus Stan Green, algemeen directeur van SST Forming Roll Inc. Hij wijst erop dat er geen enkele strategie is voor het vormen van buizen, en dus ook geen enkele strategie voor matrijsontwerp. Leveranciers van rolgereedschappen variëren in de manier waarop ze buizen en dus hun producten verwerken. Ook de opbrengsten variëren.
"De straal van het roloppervlak verandert voortdurend, dus de rotatiesnelheid van het gereedschap over het gereedschapsoppervlak verandert", zei hij. Natuurlijk gaat de buis maar met één snelheid door de frees. Daarom beïnvloedt het ontwerp de opbrengst. Een slecht ontwerp verspilt materiaal als het gereedschap nieuw is, en dit wordt alleen maar erger naarmate het gereedschap verslijt, voegde hij eraan toe.
Bedrijven die niet kiezen voor training en onderhoud, moeten bij de basis beginnen met het ontwikkelen van een strategie om de efficiëntie van hun installaties te optimaliseren.
"Ongeacht de stijl van de fabriek en de producten die er worden gemaakt, hebben alle fabrieken twee dingen gemeen: de operators en de operationele procedures", aldus Abbey. "Een fabriek zo consistent mogelijk laten draaien is een kwestie van het aanbieden van gestandaardiseerde trainingen en het volgen van schriftelijke procedures", zei hij. Inconsistenties in trainingen kunnen leiden tot verschillen in de opzet en probleemoplossing.
Om het maximale uit een fabriek te halen, moet iedere operator, van operator tot operator en van dienst tot dienst, consistente installatie- en probleemoplossingsprocedures gebruiken. Eventuele procedureverschillen zijn meestal te wijten aan misverstanden, slechte gewoontes, shortcuts en tijdelijke oplossingen. Dit maakt het altijd lastig om de fabriek efficiënt te laten draaien. Deze problemen kunnen intern ontstaan ​​of ontstaan ​​doordat getrainde operators van concurrenten worden ingehuurd, maar de bron maakt niet uit. Consistentie is de sleutel, en dat geldt ook voor operators die ervaring meebrengen.
"Het kost jaren om een ​​operator van een buizenfabriek op te leiden, en je kunt niet echt vertrouwen op een universeel plan", aldus Strand. "Elk bedrijf heeft een trainingsprogramma nodig dat past bij de fabriek en de eigen activiteiten."
"De drie sleutels tot efficiënte bedrijfsvoering zijn machineonderhoud, onderhoud van verbruiksartikelen en kalibratie", aldus Dan Ventura, president van Ventura & Associates. "Een machine heeft veel bewegende onderdelen – of het nu de maalmolen zelf is of de randapparatuur aan de in- of uitlaatzijde, of de kloptafel, of wat dan ook – en routinematig onderhoud is belangrijk om de machine in topconditie te houden."
Strand is het daarmee eens. "Het gebruik van een preventief onderhoudsinspectieprogramma is waar het allemaal mee begint", zei hij. "Het biedt de beste kans om een ​​fabriek winstgevend te runnen. Als een pijpenproducent alleen reageert op noodsituaties, loopt het uit de hand. Het is overgeleverd aan de genade van de volgende crisis."
"Elk stuk apparatuur in de fabriek moet op één lijn liggen", zei Ventura. "Anders gaat de fabriek zichzelf te lijf."
"In veel gevallen worden rollen harder en scheuren ze uiteindelijk als hun levensduur is overschreden", aldus Ventura.
"Als de rollen niet in goede staat worden gehouden met regelmatig onderhoud, dan hebben ze noodonderhoud nodig", zegt Ventura. Als het gereedschap verwaarloosd zou worden, zou het repareren ervan vereisen dat er twee tot drie keer zoveel materiaal verwijderd zou moeten worden als anders het geval zou zijn, zei hij. Het duurt ook langer en is duurder.
Investeren in reservegereedschap kan helpen om noodsituaties te voorkomen, merkte Strand op. Als het gereedschap vaak wordt gebruikt voor langdurig gebruik, zijn er meer reserveonderdelen nodig dan bij gereedschap dat zelden wordt gebruikt voor kortdurend gebruik. De functie van het gereedschap heeft ook invloed op het reserveniveau. Vinnen kunnen loskomen van het vingereedschap en lasrollen kunnen worden beïnvloed door de hitte van de lasdoos. Dit zijn problemen die zich niet voordoen bij het vormen en dimensioneren van rollen.
"Regelmatig onderhoud is goed voor apparatuur en een goede uitlijning is goed voor de producten die ermee worden gemaakt", zei hij. Als deze zaken worden verwaarloosd, besteden fabrieksmedewerkers steeds meer tijd aan het proberen in te halen van die tijd. Deze tijd kan worden gebruikt om goede, goed verkopende producten te maken. Deze twee factoren zijn zo belangrijk en worden vaak over het hoofd gezien of verwaarloosd dat ze volgens Ventura de beste kans bieden om het maximale uit de fabriek te halen, de opbrengst te maximaliseren en afval te verminderen.
Ventura vergelijkt het onderhoud van de fabriek en de verbruiksartikelen met het onderhoud van een auto. Niemand gaat tienduizenden kilometers rijden met lege banden tussen twee olieverversingen. Dit zal leiden tot dure oplossingen of zelfs vernietiging, zelfs bij slecht onderhouden fabrieken.
Regelmatige inspectie van het gereedschap na elke productierun is ook noodzakelijk, zei hij. Inspectie van gereedschap kan problemen aan het licht brengen, zoals fijne lijnscheurtjes. Dergelijke schade wordt ontdekt zodra het gereedschap uit de fabriek wordt verwijderd, en niet meteen voordat het gereedschap voor de volgende productierun wordt geïnstalleerd. Hierdoor is er de meeste tijd om een ​​vervangend gereedschap te vervaardigen.
"Sommige bedrijven werken door met geplande sluitingen", aldus Green. Hij wist dat het in deze situatie moeilijk zou zijn om zich aan een geplande sluiting te houden, maar hij wees erop dat het erg gevaarlijk was. Scheepvaart- en vrachtbedrijven zijn zo overvol of onderbezet, of allebei, dat leveringen tegenwoordig niet op tijd zijn.
"Als er iets kapotgaat in de fabriek en je moet een vervanging bestellen, wat ga je dan doen om het geleverd te krijgen?" vroeg hij. Natuurlijk is luchtvracht altijd een optie, maar dat kan de verzendkosten de pan uit laten rijzen.
Onderhoud aan walsen en rollen is meer dan alleen het volgen van een onderhoudsschema. Het gaat om het afstemmen van het onderhoudsschema op het productieschema.
Op alle drie de gebieden – bedrijfsvoering, probleemoplossing en onderhoud – is de breedte en diepte van de ervaring van belang. Warren Wheatman, vice-president van de Die Business Unit van T&H Lemont, zegt dat bedrijven die slechts één of twee fabrieken hebben om hun eigen buizen te produceren, vaak minder mensen hebben die zich bezighouden met het onderhoud van de fabriek en de matrijzen. Hoewel het onderhoudspersoneel deskundig is, hebben kleine afdelingen minder ervaring dan grotere onderhoudsafdelingen, waardoor kleinere medewerkers in het nadeel zijn. Als het bedrijf geen technische afdeling heeft, moet de onderhoudsafdeling zelf de probleemoplossing en reparaties uitvoeren.
Strand voegde toe dat training voor operationele en onderhoudsafdelingen nu belangrijker is dan ooit. De golf van pensioneringen die gepaard gaat met de vergrijzing van de babyboomgeneratie zorgt ervoor dat de kennis die ooit bedrijven op zijn grondvesten deed schudden, opdroogt. Hoewel veel buizenproducenten nog steeds kunnen rekenen op overleg en advies van apparatuurleveranciers, is zelfs deze expertise niet meer zo overvloedig als vroeger en neemt deze zelfs af.
Het lasproces is net zo belangrijk als elk ander proces dat plaatsvindt bij de productie van een pijp of buis, en de rol van een lasapparaat kan niet worden overschat.
Inductielassen. "Tegenwoordig is ongeveer tweederde van onze bestellingen bestemd voor retrofits", aldus Prasek. "Ze vervangen meestal oude, problematische lasapparaten. De doorvoer is momenteel de belangrijkste drijfveer."
Hij zei dat velen achterliepen op acht doelen omdat de grondstof te laat arriveerde. "Meestal als het materiaal er eindelijk is, gaat de lasser kapot", zei hij. Een verrassend aantal buisproducenten gebruikt zelfs machines op basis van vacuümbuistechnologie, wat betekent dat ze machines gebruiken die minstens 30 jaar oud zijn voor onderhoud. De servicekennis voor dergelijke machines is niet uitgebreid en vervangende buizen zelf zijn moeilijk te vinden.
De uitdaging voor pijpproducenten die nog steeds pijpen gebruiken, is de veroudering ervan. Ze gaan niet dramatisch kapot, maar degraderen langzaam. Een oplossing is om minder laswarmte te gebruiken en de fabriek op een lagere snelheid te laten draaien om dit te compenseren. Zo kunt u de kapitaalinvestering in een nieuwe machine gemakkelijk vermijden. Dit creëert een vals gevoel dat alles in orde is.
Investeren in een nieuwe stroombron voor inductielassen kan het elektriciteitsverbruik van de fabriek aanzienlijk verminderen, aldus Prasek. Sommige staten, met name staten met een grote bevolking en een overbelast elektriciteitsnet, bieden royale belastingkortingen op de aanschaf van energiezuinige apparatuur. Een tweede motivatie om te investeren in nieuwe producten is de mogelijkheid van nieuwe productiemogelijkheden, voegde hij toe.
"Normaal gesproken is een nieuwe lasunit veel efficiënter dan een oudere, en kan deze duizenden dollars besparen door meer lascapaciteit te bieden zonder dat de elektriciteitsvoorziening hoeft te worden uitgebreid", aldus Prasek.
Ook de uitlijning van de inductiespoel en de weerstand is belangrijk. John Holderman, algemeen directeur van EHE Con​​sumables, zegt dat een goed geselecteerde en geïnstalleerde inductiespoel een optimale positie heeft ten opzichte van de lasrol en dat er voldoende en constante speling rondom de buis moet zijn. Als de spoel verkeerd wordt ingesteld, zal deze voortijdig kapotgaan.
De functie van de blokkeerder is simpel: hij blokkeert de elektrische stroom en leidt deze naar de rand van de strip. Net als met alles in de fabriek is de positionering cruciaal, zegt hij. De juiste locatie is op de top van de las, maar dat is niet het enige waar rekening mee moet worden gehouden. De installatie is cruciaal. Als hij wordt bevestigd aan een doorn die niet stijf genoeg is om hem te dragen, kan de positie van de blokkeerder veranderen; hij sleept de binnendiameter namelijk langs de onderkant van de buis.
Door te profiteren van trends in het ontwerp van lasverbruiksartikelen, kan het split-coilconcept een aanzienlijke impact hebben op de uptime van de fabriek.
"Bij freesmachines met een grote diameter wordt al lang gebruikgemaakt van gespleten spoelontwerpen", aldus Haldeman. "Het vervangen van één enkel stuk inductiespoel vereist het doorsnijden van de buis, het vervangen van de spoel en het aanbrengen van nieuwe schroefdraad", zei hij. Het gespleten spoelontwerp bestaat uit twee delen, waardoor u veel tijd en moeite bespaart.
"Ze zijn gebruikt in grote walsmolens, maar er was een hele technische snufjes voor nodig om dit principe toe te passen op kleine rollen", zei hij. En nog minder werk voor de fabrikant. "Kleine tweedelige rollen hebben speciale hardware en slim ontworpen klemmen", zei hij.
Wat het koelproces van de blokkering betreft, hebben buisproducenten twee traditionele opties: een centraal koelsysteem in de fabriek of een apart, speciaal watersysteem, wat duur kan zijn.
"Het is het beste om de weerstand te koelen met schone koelvloeistof", aldus Holderman. Om deze reden kan een kleine investering in een speciaal chokefiltersysteem voor molenkoelvloeistof de levensduur van de choke aanzienlijk verlengen.
De koelvloeistof van de molen wordt vaak gebruikt op de choke, maar de koelvloeistof van de molen verzamelt metaaldeeltjes. Ondanks alle pogingen om de deeltjes op te vangen in een centraal filter of met een centraal magneetsysteem, komen sommige mensen langs het obstakel en vinden hun weg ernaartoe. Dit is niet de juiste plek voor metaalpoeders.
"Ze worden heet in het inductieveld en branden zichzelf in de behuizing van de weerstand en het ferriet, wat voortijdig falen veroorzaakt en vervolgens de weerstand uitschakelt om deze te vervangen", aldus Holderman. "Ze hopen zich ook op op de inductiespoelen en veroorzaken uiteindelijk ook daar schade door vonkvorming."