Vellykket og effektiv produksjon av rør eller rør krever optimalisering av 10 000 detaljer, inkludert vedlikehold av utstyr. Med tanke på det utallige bevegelige deler i alle typer møller og alt periferiutstyr, er det ingen enkel oppgave å følge produsentens anbefalte forebyggende vedlikeholdsplan. Foto: T & H Lemont Inc.
Redaktørens merknad: Dette er den første delen av en serie på to deler om optimalisering av rørmøller. Les den andre delen.
Produksjon av rørformede produkter kan være arbeidskrevende, selv under de beste omstendigheter. Fabrikker er komplekse, krever mye regelmessig vedlikehold, og avhengig av hva de produserer, er konkurransen hard. Mange produsenter av metallrør er under enormt press for å maksimere oppetiden for å maksimere inntektene, med lite verdifull tid til rutinemessig vedlikehold.
Det finnes ikke noe best-case scenario for bransjen i disse dager. Materialer er dyre, og delleveranser er ikke uvanlige. Nå mer enn noen gang må rørprodusenter maksimere oppetiden og redusere skrap, og mottak av delleveranser betyr redusert oppetid. Kortere serier betyr hyppigere omstillinger, noe som ikke er effektiv bruk av tid eller arbeidskraft.
«Produksjonstid er en prioritet akkurat nå», sa Mark Prasek, salgssjef for nordamerikanske rør hos EFD Induction.
Samtaler med bransjeeksperter om tips og strategier for å få mest mulig ut av anlegget ditt avdekket noen tilbakevendende temaer:
Å drive et anlegg med maksimal effektivitet betyr å optimalisere dusinvis av faktorer, hvorav de fleste samhandler med andre, så det er ikke nødvendigvis lett å optimalisere anleggsdriften. Det hellige ord fra den tidligere spaltisten i The Tube & Pipe Journal, Bud Graham, gir et visst perspektiv: «En rørfres er en verktøyholder.» Å huske dette sitatet bidrar til å holde ting enkelt. Å forstå hva hvert verktøy gjør, hvordan det fungerer og hvordan hvert verktøy samhandler med andre verktøy er omtrent en tredjedel av arbeidet. Å holde alt vedlikeholdt og justert er en annen tredjedel av det. Den siste tredjedelen involverer operatøropplæringsprogrammer, feilsøkingsstrategier og spesifikke driftsprosedyrer som er unike for hvert rør eller rørprodusent.
Den primære faktoren for å drive en mølle effektivt er mølleuavhengighet. er råmaterialet. Å få maksimal produksjon fra møllen betyr å få maksimal produksjon fra hver spole som mates til møllen. Det starter med en kjøpsbeslutning.
spolelengde. Nelson Abbey, direktør i Fives Bronx Inc. Abbey Products, sa: «Rørverk trives når spolene er lengst. Maskinering av kortere spoler betyr maskinering av flere spoleender. Hver spoleende krever en stumpsveis. Hver stumpsveis produserer skrap.»
Vanskeligheten her er at spoler som er så lange som mulig kan selges til en høyere pris. Kortere spoler kan være tilgjengelige til bedre priser. Innkjøpere vil kanskje spare penger, men dette er ikke i samsvar med synspunktet til produksjonspersonalet. Nesten alle som driver en fabrikk vil være enige i at prisforskjellen må være betydelig for å kompensere for produksjonstapene forbundet med ytterligere fabrikknedstengninger.
En annen faktor, sa Abbey, er kapasiteten til avspoleren og eventuelle andre begrensninger på inngangsenden av møllen. Det kan være nødvendig å investere i inngangsutstyr med høyere kapasitet for å håndtere større, tyngre spoler for å dra nytte av fordelene ved å kjøpe større spoler.
Skjæremaskinen er også en faktor, enten skjæringen gjøres internt eller outsourcet. Skjæremaskiner har den største vekten og diameteren de kan håndtere, så det er avgjørende å få best mulig samsvar mellom spoler og skjæremaskiner for å maksimere gjennomstrømningen.
Oppsummert er det et samspill mellom fire faktorer: størrelsen og vekten på spolen, den nødvendige bredden på slitteren, slitterens kapasitet og kapasiteten til innløpsutstyret.
Spolebredde og tilstand. I verkstedet sier det seg selv at spolene må ha riktig bredde og riktig tykkelse for å lage et produkt, men feil skjer fra tid til annen. Slipeoperatører kan ofte kompensere for båndbredder som er litt for små eller for store, men dette er bare et spørsmål om grad. Nøye oppmerksomhet til bredden på spalteformene er avgjørende.
Kantene på strimmelen er også det viktigste. Konsekvent kantpresentasjon, uten grader eller andre uoverensstemmelser, er avgjørende for å opprettholde konsistente sveiser langs strimmellengdene, sier Michael Strand, president i T&H Lemont. Innledende kveiling, snitting og tilbakespoling spiller også inn. Spoler som ikke har blitt håndtert forsiktig, kan bøye seg, noe som er problematisk. Formingsprosessen utviklet av valseteknikerne starter med flat strimmel i stedet for buet strimmel.
Verktøymerknader. «God formdesign maksimerer gjennomstrømningen», sa Stan Green, daglig leder i SST Forming Roll Inc. Han påpeker at det ikke finnes én strategi for rørforming, og derfor heller ingen strategi for formdesign. Leverandører av valseverktøy varierer i hvordan de behandler rør og dermed produktene sine. Utbyttet varierer også.
«Radiusen på valseoverflaten endrer seg stadig, så rotasjonshastigheten til verktøyet endres over verktøyoverflaten», sa han. Røret går selvfølgelig bare gjennom fresen med én hastighet. Derfor påvirker design utbyttet. Dårlig design sløser med materiale når verktøyet er nytt, og det blir bare verre etter hvert som verktøyet slites ut, la han til.
For selskaper som ikke holder seg til opplærings- og vedlikeholdsruten, starter utviklingen av en strategi for å optimalisere anleggets effektivitet med det grunnleggende.
«Uansett fabrikkens stil og produktene den produserer, har alle fabrikker to ting til felles – operatørene og driftsprosedyrene», sa Abbey. Å drive en fabrikk så konsekvent som mulig handler om å tilby standardisert opplæring og følge skriftlige prosedyrer, sa han. Uoverensstemmelser i opplæring kan føre til forskjeller i oppsett og feilsøking.
For å få mest mulig ut av et anlegg, fra operatør til operatør, skift til skift, må hver operatør bruke konsistente oppsett- og feilsøkingsprosedyrer. Eventuelle prosedyreforskjeller skyldes vanligvis misforståelser, dårlige vaner, snarveier og løsninger. Disse gjør det alltid vanskelig å drive anlegget effektivt. Disse problemene kan være hjemmelagde eller introduseres når trente operatører ansettes fra konkurrenter, men kilden spiller ingen rolle. Konsistens er nøkkelen, inkludert operatører som har erfaring.
«Det tar år å lære opp en rørmølleoperatør, og man kan egentlig ikke stole på en universalplan», sa Strand. «Hvert selskap trenger et opplæringsprogram som passer til fabrikken og egen drift.»
«De tre nøklene til effektiv drift er maskinvedlikehold, vedlikehold av forbruksvarer og kalibrering», sa Dan Ventura, president i Ventura & Associates. «En maskin har mange bevegelige deler – enten det er selve møllen eller periferiutstyr på innløps- eller utløpsenden, eller slagbordet, eller hva det måtte være – og rutinemessig vedlikehold er viktig for å holde maskinen i topp stand.»
Strand er enig. «Det er ved å bruke et forebyggende vedlikeholdsinspeksjonsprogram det hele starter», sa han. «Det gir den beste muligheten til å drive en fabrikk lønnsomt. Hvis en rørprodusent bare reagerer på nødsituasjoner, er den ute av kontroll. Den er prisgitt den neste krisen.»
«Alt utstyr på møllen må justeres», sa Ventura. «Ellers vil fabrikken kjempe mot seg selv.»
«I mange tilfeller, når ruller overskrider levetiden sin, herdes de og sprekker til slutt», sa Ventura.
«Hvis rullene ikke holdes i god stand med regelmessig vedlikehold, trenger de nødvedlikehold», sier Ventura. Hvis verktøyene ble forsømt, ville reparasjon av dem kreve at man fjerner to til tre ganger så mye materiale som ellers måtte fjernes, sa han. Det tar også lengre tid og koster mer.
Strand bemerket at det å investere i reserveverktøy kan bidra til å forhindre nødsituasjoner. Hvis verktøyet brukes ofte til langvarig drift, vil det være behov for flere reservedeler enn verktøyet som brukes sjelden til kortvarig drift. Verktøyets funksjon påvirker også reservenivået. Finner kan løsne fra finneverktøyet, og sveisevalser kan påvirkes av varmen fra sveisekassen, problemer som ikke plager formings- og dimensjoneringsvalser.
«Regelmessig vedlikehold er bra for utstyr, og riktig justering er bra for produktene det produserer», sa han. Hvis disse ignoreres, bruker fabrikkansatte mer og mer tid på å prøve å kompensere for det. Denne tiden kan brukes til å lage gode, bestselgende produkter. Disse to faktorene er så viktige og ofte oversett at de, etter Venturas syn, gir den beste muligheten til å få mest mulig ut av anlegget, maksimere utbyttet og redusere skrap.
Ventura likestiller vedlikehold av møller og forbruksvarer med bilvedlikehold. Ingen kommer til å kjøre bil titusenvis av kilometer mellom oljeskift med bare dekk. Dette vil føre til dyre løsninger eller ødeleggelse, selv for dårlig vedlikeholdte anlegg.
Regelmessig inspeksjon av verktøyet etter hver kjøring er også nødvendig, sa han. Inspeksjonsverktøy kan avdekke problemer som fine sprekker. Slike skader oppdages så snart verktøyet fjernes fra fresen, snarere enn rett før verktøyet installeres for neste kjøring, noe som gir mest tid til å produsere et erstatningsverktøy.
«Noen selskaper jobber med planlagte nedstengninger», sa Green. Han visste at det ville være vanskelig å overholde en planlagt nedstengning i denne situasjonen, men han påpekte at det var veldig farlig. Skips- og fraktselskaper er så overfylte eller underbemannede, eller begge deler, at leveransene ikke er i tide i disse dager.
«Hvis noe går i stykker på fabrikken og du må bestille en erstatning, hva skal du gjøre for å få det levert?» spurte han. Flyfrakt er selvfølgelig alltid et alternativ, men det kan øke fraktkostnadene.
Vedlikehold av valseverk og valser handler ikke bare om å følge en vedlikeholdsplan, men om å koordinere vedlikeholdsplanen med produksjonsplanen.
På alle tre områdene – drift, feilsøking og vedlikehold – er bredden og dybden av erfaring viktig. Warren Wheatman, visepresident i T&H Lemonts forretningsenhet for dyser, sa at selskaper som bare har én eller to fabrikker til å produsere sine egne rør, ofte har færre personer dedikert til vedlikehold av fabrikker og dyser. Selv om vedlikeholdspersonalet er kunnskapsrikt, har små avdelinger mindre erfaring enn større vedlikeholdsavdelinger, noe som setter de mindre ansatte i en ulempe. Hvis selskapet ikke har en ingeniøravdeling, må vedlikeholdsavdelingen gjøre feilsøking og reparasjoner selv.
Strand la til at opplæring for drifts- og vedlikeholdsavdelinger nå er viktigere enn noensinne. Pensjonsbølgen knyttet til aldrende babyboomere betyr at den stammekunnskapen som en gang rystet selskaper tørker ut. Selv om mange rørprodusenter fortsatt kan stole på konsultasjon og rådgivning fra utstyrsleverandører, er selv denne ekspertisen ikke like rikelig som den en gang var, og den krymper.
Sveiseprosessen er like viktig som enhver annen prosess som oppstår når man produserer et rør eller en rørledning, og rollen til en sveisemaskin kan ikke overvurderes.
Induksjonssveising. «I dag er omtrent to tredjedeler av bestillingene våre for ettermontering», sa Prasek. «De erstatter vanligvis gamle, problematiske sveiseapparater. Gjennomstrømningen er den viktigste driveren akkurat nå.»
Han sa at mange lå bak åtte mål fordi råmaterialet kom sent. «Vanligvis når materialet endelig kommer ut, går sveisemaskinen i stykker», sa han. Et overraskende antall rørprodusenter bruker til og med maskiner basert på vakuumrørteknologi, noe som betyr at de bruker maskiner som er minst 30 år gamle til vedlikehold. Servicekunnskapen for slike maskiner er ikke omfattende, og det er vanskelig å finne erstatningsrør i seg selv.
Utfordringen for rørprodusenter som fortsatt bruker dem, er hvordan de eldes. De svikter ikke katastrofalt, men brytes ned sakte. Én løsning er å bruke mindre sveisevarme og kjøre fresen med lavere hastighet for å kompensere, noe som lett kan unngå kapitalutgiftene ved å investere i en ny maskin. Dette skaper en falsk følelse av at alt er i orden.
Prasek sa at investering i en ny induksjonssveisestrømkilde kan redusere anleggets strømforbruk betydelig. Noen stater – spesielt de med store befolkninger og stressede strømnett – tilbyr sjenerøse skatterabatter på kjøp av energieffektivt utstyr. En annen motivasjon for å investere i nye produkter er potensialet for nye produksjonsmuligheter, la han til.
«Vanligvis er en ny sveiseenhet mye mer effektiv enn en eldre, og den kan spare tusenvis av dollar ved å gi mer sveisekapasitet uten å oppgradere det elektriske anlegget», sa Prasek.
Justeringen av induksjonsspolen og motstanden er også viktig. John Holderman, daglig leder i EHE Consumables, sier at en riktig valgt og installert induksjonsspole har en optimal posisjon i forhold til sveisevalsen, og den må opprettholde riktig og jevn klaring rundt røret. Hvis den er feil innstilt, vil spolen svikte for tidlig.
Blokkeringens jobb er enkel – den blokkerer strømmen og leder den til kanten av strimmelen – og som med alt annet på fresen, er plasseringen kritisk, sier han. Riktig plassering er ved sveisens toppunkt, men det er ikke den eneste faktoren. Installasjonen er kritisk. Hvis den er festet til en dor som ikke er stiv nok til å støtte den, kan blokkeringens posisjon endre seg, den drar faktisk innerdiameteren langs bunnen av røret.
Ved å dra nytte av trender innen design av sveiseforbruksvarer, kan konseptet med delt spole ha betydelig innvirkning på fresens oppetid.
«Fresser med stor diameter har lenge brukt delte spoledesign», sa Haldeman. «Å bytte ut et enkelt stykke induksjonsspole krever at man kutter røret, bytter ut spolen og gjenger den på nytt», sa han. Den delte spoledesignen kommer i to deler, noe som sparer deg for all tid og krefter.
«De har blitt brukt i store valseverk, men det krevde litt avansert ingeniørkunst å anvende dette prinsippet på små spoler», sa han. Enda mindre arbeid for produsenten. «Små todelte spoler har spesialisert maskinvare og smart utformede klemmer», sa han.
Når det gjelder kjøleprosessen til blokkeren, har rørprodusenter to tradisjonelle alternativer: et sentralt kjølesystem i fabrikken eller et separat dedikert vannsystem, noe som kan være dyrt.
«Det er best å kjøle ned motstanden med rent kjølevæske», sa Holderman. Av denne grunn kan en liten investering i et dedikert chokefiltersystem for møllekjølevæske øke chokens levetid betraktelig.
Kjølevæsken i møllen brukes ofte på choken, men kjølevæsken i møllen samler opp metallpartikler. Til tross for alle anstrengelser for å fange opp finpartikler i et sentralt filter eller med et sentralt magnetsystem, finner noen veien til hindringen. Dette er ikke stedet for metallpulver.
«De varmes opp i induksjonsfeltet og brenner seg inn i motstandshuset og ferritten, noe som forårsaker for tidlig feil og deretter slår seg av for å erstatte motstanden», sa Holderman. «De bygger seg også opp på induksjonsspolene og forårsaker til slutt skade fra lysbuer der også.»