Úspešná a efektívna výroba rúr alebo potrubí si vyžaduje optimalizáciu 10 000 detailov vrátane údržby zariadení. Vzhľadom na nespočetné množstvo pohyblivých častí v každom type mlyna a každom kuse periférneho zariadenia nie je dodržiavanie preventívneho plánu údržby odporúčaného výrobcom jednoduchá úloha. Foto: T & H Lemont Inc.
Poznámka editora: Toto je prvá časť dvojdielnej série o optimalizácii prevádzky rúrok. Prečítajte si druhú časť.
Výroba rúrkových výrobkov môže byť prácna, a to aj za tých najlepších okolností. Továrne sú zložité, vyžadujú si veľa pravidelnej údržby a v závislosti od toho, čo vyrábajú, je konkurencia tvrdá. Mnohí výrobcovia kovových rúr sú pod obrovským tlakom na maximalizáciu prevádzkyschopnosti s cieľom maximalizovať príjmy, pričom majú málo cenného času na bežnú údržbu.
V súčasnosti neexistuje pre toto odvetvie najlepší možný scenár. Materiály sú drahé a čiastočné dodávky nie sú nezvyčajné. Teraz viac ako kedykoľvek predtým musia výrobcovia rúr maximalizovať prevádzkyschopnosť a znížiť množstvo odpadu a prijímanie čiastočných dodávok znamená skrátenie prevádzkyschopnosti. Kratšie série znamenajú častejšie zmeny, čo nie je efektívne využitie času ani práce.
„Výrobný čas je teraz veľmi obmedzený,“ povedal Mark Prasek, manažér predaja rúrok pre Severnú Ameriku v spoločnosti EFD Induction.
Rozhovory s odborníkmi z odvetvia o tipoch a stratégiách, ako čo najlepšie využiť váš závod, odhalili niektoré opakujúce sa témy:
Prevádzkovanie závodu s maximálnou efektivitou znamená optimalizáciu desiatok faktorov, z ktorých väčšina interaguje s ostatnými, takže optimalizácia prevádzky závodu nie je nevyhnutne jednoduchá. Sväté slovo bývalého publicistu The Tube & Pipe Journal, Buda Grahama, ponúka určitý pohľad: „Rúrková fréza je držiak nástrojov.“ Pamätanie na tento citát pomáha udržiavať veci jednoduché. Pochopenie toho, čo každý nástroj robí, ako funguje a ako každý nástroj interaguje s inými nástrojmi, je asi tretinou bitky. Udržiavanie všetkého v údržbe a zarovnaní je ďalšou tretinou. Posledná tretina zahŕňa programy školenia operátorov, stratégie riešenia problémov a špecifické prevádzkové postupy, ktoré sú jedinečné pre každú rúru alebo výrobcu rúr.
Hlavným kritériom pre efektívnu prevádzku mlyna je nezávislosť od samotnej mlyna, teda surovina. Získanie maximálneho výkonu z mlyna znamená získať maximálny výkon z každej cievky privádzanej do mlyna. Začína sa to rozhodnutím o kúpe.
dĺžka cievky. Nelson Abbey, riaditeľ spoločnosti Fives Bronx Inc. Abbey Products, povedal: „Výrobne rúrok prosperujú, keď sú cievky najdlhšie. Obrábanie kratších cievok znamená obrábanie väčšieho počtu koncov cievky. Každý koniec cievky vyžaduje tupý zvar. Každý tupý zvar vytvára odpad.“
Problém je v tom, že čo najdlhšie cievky sa dajú predať za prémiu. Kratšie cievky môžu byť dostupné za lepšie ceny. Nákupní agenti môžu chcieť ušetriť nejaké peniaze, ale to je v rozpore s pohľadom personálu vo výrobe. Takmer každý, kto prevádzkuje továreň, by súhlasil s tým, že cenový rozdiel by musel byť značný, aby sa vyrovnali výrobné straty spojené s ďalšími odstávkami tovární.
Ďalším faktorom, ktorý treba zvážiť, je podľa Abbeyho kapacita odvíjačky a akékoľvek ďalšie obmedzenia na vstupnom konci mlyna. Môže byť potrebné investovať do vstupného zariadenia s vyššou kapacitou na manipuláciu s väčšími a ťažšími zvitkami, aby sa využili výhody nákupu väčších zvitkov.
Rezačka je tiež faktorom, či už sa rezanie vykonáva interne alebo externe. Rezačky majú najväčšiu hmotnosť a priemer, s ktorým dokážu manipulovať, takže dosiahnutie čo najlepšej zhody medzi cievkami a rezačkami je kľúčové pre maximalizáciu priepustnosti.
Stručne povedané, ide o interakciu medzi štyrmi faktormi: veľkosťou a hmotnosťou cievky, potrebnou šírkou rezačky, kapacitou rezačky a kapacitou vstupného zariadenia.
Šírka a stav cievky. Na dielni je samozrejmé, že cievky musia mať správnu šírku a správny rozmer, aby sa dal vyrobiť produkt, ale občas sa stávajú chyby. Prevádzkovatelia valcovní často dokážu kompenzovať šírky pásov, ktoré sú mierne malé alebo príliš veľké, ale je to len otázka miery. Dôležitá je starostlivá pozornosť venovaná šírke štrbinových rezov.
Stav okrajov pásu je tiež najdôležitejšou otázkou. Konzistentná prezentácia okrajov bez otrepov alebo iných nekonzistentností je rozhodujúca pre udržanie konzistentných zvarov pozdĺž dĺžky pásu, hovorí Michael Strand, prezident spoločnosti T&H Lemont. Do hry vstupuje aj počiatočné navíjanie, rezanie a prevíjanie. Cievky, s ktorými sa nezaobchádzalo starostlivo, sa môžu ohnúť, čo je problematické. Proces tvárnenia vyvinutý inžiniermi valcovacích nástrojov začína s plochým pásom namiesto zakriveného pásu.
Poznámky k nástrojom. „Dobrý návrh formy maximalizuje priepustnosť,“ povedal Stan Green, generálny riaditeľ spoločnosti SST Forming Roll Inc. Poukazuje na to, že neexistuje jediná stratégia pre tvarovanie rúrok, a preto neexistuje jediná stratégia pre návrh formy. Dodávatelia valcovacích nástrojov sa líšia v spôsobe spracovania rúrok, a teda aj ich výrobkov. Výťažnosť sa tiež líši.
„Polomer valcovaného povrchu sa neustále mení, takže sa mení aj rýchlosť otáčania nástroja naprieč povrchom nástroja,“ povedal. Rúra samozrejme prechádza valcovacím strojom iba jednou rýchlosťou. Preto konštrukcia ovplyvňuje výťažnosť. Zlá konštrukcia plytvá materiálom, keď je nástroj nový, a s opotrebovaním nástroja sa to len zhoršuje, dodal.
Pre spoločnosti, ktoré sa nedržia cesty školenia a údržby, začína vývoj stratégie na optimalizáciu efektívnosti závodu základmi.
„Bez ohľadu na štýl továrne a produkty, ktoré vyrába, majú všetky továrne dve spoločné veci – operátorov a prevádzkové postupy,“ povedal Abbey. Čo najkonzistentnejšie riadenie továrne je otázkou poskytovania štandardizovaného školenia a dodržiavania písomných postupov, povedal. Nezrovnalosti v školení môžu viesť k rozdielom v nastavení a riešení problémov.
Aby sa z prevádzky vyťažilo maximum, každý operátor musí používať konzistentné postupy nastavenia a riešenia problémov, od operátora k operátorovi, od zmeny k zmene. Akékoľvek procedurálne rozdiely sú zvyčajne výsledkom nedorozumení, zlých návykov, skratiek a obchádzania. Tieto vždy sťažujú efektívnu prevádzku prevádzky. Tieto problémy môžu byť vlastné alebo zavedené, keď sú vyškolení operátori najatí od konkurencie, ale zdroj nehrá žiadnu rolu. Kľúčová je konzistentnosť, vrátane operátorov, ktorí prinášajú skúsenosti.
„Vyškolenie operátora rúrotvornej valcovne trvá roky a naozaj sa nemôžete spoliehať na univerzálny plán,“ povedal Strand. „Každá spoločnosť potrebuje školiaci program, ktorý vyhovuje jej továrni a jej vlastným prevádzkam.“
„Tri kľúče k efektívnej prevádzke sú údržba stroja, údržba spotrebného materiálu a kalibrácia,“ povedal Dan Ventura, prezident spoločnosti Ventura & Associates. „Stroj má veľa pohyblivých častí – či už je to samotný mlyn alebo periférie na vstupnom alebo výstupnom konci, mlynský stôl alebo čokoľvek iné – a pravidelná údržba je dôležitá na udržanie stroja v perfektnom stave.“
Strand súhlasí. „Všetko sa začína používaním programu preventívnej údržby,“ povedal. „Ponúka najlepšiu príležitosť na ziskové prevádzkovanie továrne. Ak výrobca rúr reaguje iba na núdzové situácie, je mimo kontroly. Je vydaný na milosť a nemilosť ďalšej krízy.“
„Každý kus zariadenia v mlyne musí byť zarovnaný,“ povedal Ventura. „Inak sa továreň bude bojovať sama so sebou.“
„V mnohých prípadoch, keď valce prekročia svoju životnosť, stvrdnú a nakoniec prasknú,“ povedal Ventura.
„Ak sa valce neudržiavajú v dobrom stave pravidelnou údržbou, potom potrebujú núdzovú údržbu,“ hovorí Ventura. Ak by sa nástroje zanedbali, ich oprava by si vyžadovala odstránenie dvoj- až trojnásobného množstva materiálu, ktoré by inak museli odstrániť, povedal. Tiež to trvá dlhšie a stojí viac.
Investovanie do záložných nástrojov môže pomôcť predchádzať núdzovým situáciám, poznamenal Strand. Ak sa nástroj často používa na dlhodobú prevádzku, bude potrebných viac náhradných dielov ako nástroj, ktorý sa používa zriedkavo na krátkodobú prevádzku. Funkcia nástroja tiež ovplyvňuje úroveň rezervy. Rebrá sa môžu odlepiť od rebrového nástroja a zváracie valce môžu byť ovplyvnené teplom zváracej skrine, čo sú problémy, ktoré netrápia tvarovacie a kalibračné valce.
„Pravidelná údržba je dobrá pre zariadenia a správne nastavenie je dobré pre produkty, ktoré vyrábajú,“ povedal. Ak sa tieto faktory ignorujú, zamestnanci továrne trávia čoraz viac času snahou to dohnať. Tento čas sa dá využiť na výrobu dobrých, najpredávanejších produktov. Tieto dva faktory sú také dôležité a často prehliadané alebo zanedbávané, že podľa Venturu ponúkajú najlepšiu príležitosť na to, aby ste zo závodu vyťažili maximum, maximalizovali výnos a znížili množstvo odpadu.
Ventura stotožňuje údržbu mlynov a spotrebného materiálu s údržbou auta. Nikto nebude jazdiť autom desiatky tisíc kilometrov medzi výmenami oleja s holými pneumatikami. To povedie k drahým riešeniam alebo zničeniu, a to aj v prípade zle udržiavaných závodov.
Pravidelná kontrola nástroja po každej sérii je tiež potrebná, povedal. Kontrolné nástroje môžu odhaliť problémy, ako sú jemné praskliny. Takéto poškodenie sa zistí hneď po vybratí nástroja z frézky, a nie bezprostredne pred jeho inštaláciou pre ďalšiu sériu, čo poskytuje najviac času na výrobu náhradného nástroja.
„Niektoré spoločnosti pracujú aj napriek plánovaným uzávierkam,“ povedal Green. Vedel, že v tejto situácii bude ťažké dodržať plánovanú uzávierku, ale poukázal na to, že je to veľmi nebezpečné. Prepravné a nákladné spoločnosti sú tak preplnené alebo majú nedostatok zamestnancov, alebo oboje, že dodávky v týchto dňoch nie sú načas.
„Ak sa niečo pokazí v továrni a budete si musieť objednať náhradu, čo urobíte, aby vám to doručili?“ spýtal sa. Letecká preprava je samozrejme vždy možnosťou, ale môže to špirálovito zvýšiť náklady na prepravu.
Údržba valcovacích strojov a valcovní je viac než len dodržiavanie harmonogramu údržby, ale aj koordinácia harmonogramu údržby s harmonogramom výroby.
Vo všetkých troch oblastiach – prevádzka, riešenie problémov a údržba – je dôležitá šírka a hĺbka skúseností. Warren Wheatman, viceprezident obchodnej jednotky Die Business Unit spoločnosti T&H Lemont, uviedol, že spoločnosti, ktoré majú iba jednu alebo dve valcovne na výrobu vlastných rúr, majú často menej ľudí venovaných údržbe valcovní a nástrojov. Aj keď sú personál údržby dobre informovaný, malé oddelenia majú menej skúseností ako väčšie oddelenia údržby, čo znevýhodňuje menších zamestnancov. Ak spoločnosť nemá technické oddelenie, oddelenie údržby musí riešenie problémov a opravy vykonávať samo.
Strand dodal, že školenia pre prevádzkové a údržbárske oddelenia sú teraz dôležitejšie ako kedykoľvek predtým. Vlna odchodov do dôchodku spojená so starnúcimi generáciami „baby boomers“ znamená, že kmeňové znalosti, ktoré kedysi otriasali spoločnosťami, vysychajú. Zatiaľ čo mnohí výrobcovia rúr sa stále môžu spoľahnúť na konzultácie a rady dodávateľov zariadení, ani tieto odborné znalosti nie sú také rozsiahle ako kedysi a zmenšujú sa.
Proces zvárania je rovnako dôležitý ako akýkoľvek iný proces, ktorý sa vyskytuje pri výrobe potrubia alebo rúry, a úlohu zváracieho stroja nemožno preceňovať.
Indukčné zváranie. „Dnes sú približne dve tretiny našich objednávok na modernizáciu,“ povedal Prasek. „Zvyčajne nahrádzajú staré, problematické zváračky. Hlavným faktorom je momentálne priepustnosť.“
Povedal, že mnohí zaostávali za ôsmimi cieľmi, pretože surovina prišla neskoro. „Zvyčajne, keď materiál konečne príde, zváračka sa pokazí,“ povedal. Prekvapivo veľa výrobcov trubíc dokonca používa stroje založené na technológii vákuových trubíc, čo znamená, že používajú stroje, ktoré majú najmenej 30 rokov na údržbu. Servisné znalosti pre takéto stroje nie sú rozsiahle a samotné náhradné trubíce sa ťažko hľadajú.
Výzvou pre výrobcov rúr, ktorí ich stále používajú, je ich starnutie. Nezlyhávajú katastrofálne, ale degradujú pomaly. Jedným z riešení je používať menej zváracieho tepla a prevádzkovať valcovňu pri nižšej rýchlosti, aby sa to kompenzovalo, čo môže ľahko zabrániť kapitálovým výdavkom na investíciu do nového stroja. To vytvára falošný pocit, že všetko je v poriadku.
Investícia do nového zdroja energie pre indukčné zváranie môže výrazne znížiť spotrebu elektriny v závode, povedal Prasek. Niektoré štáty – najmä tie s veľkou populáciou a preťaženými sieťami – ponúkajú štedré daňové úľavy na nákup energeticky úsporných zariadení. Druhou motiváciou pre investovanie do nových produktov je potenciál nových výrobných možností, dodal.
„Nová zváracia jednotka je zvyčajne oveľa efektívnejšia ako staršia a môže ušetriť tisíce dolárov tým, že poskytuje väčšiu zváraciu kapacitu bez modernizácie elektrických rozvodov,“ povedal Prasek.
Dôležité je aj zarovnanie indukčnej cievky a odporu. John Holderman, generálny riaditeľ spoločnosti EHE Consumables, hovorí, že správne vybraná a nainštalovaná indukčná cievka má optimálnu polohu vzhľadom na zvárací valec a musí udržiavať správnu a konzistentnú vôľu okolo trubice. Ak je cievka nastavená nesprávne, predčasne zlyhá.
Úloha blokátora je jednoduchá – blokuje tok elektrického prúdu a smeruje ho k okraju pásu – a rovnako ako pri všetkom ostatnom na valcovni, umiestnenie je kľúčové, hovorí. Správne umiestnenie je na vrchole zvaru, ale to nie je jediný faktor, ktorý treba zvážiť. Inštalácia je kľúčová. Ak je pripevnený k tŕňu, ktorý nie je dostatočne pevný, aby ho podoprel, poloha blokátora sa môže zmeniť, v skutočnosti ťahá vnútorný priemer pozdĺž spodnej časti rúry.
Vďaka trendom v dizajne zváracích prídavných materiálov môže mať koncept delenej cievky významný vplyv na prevádzkyschopnosť valcovej linky.
„Mlyny s veľkým priemerom už dlho používajú konštrukcie s delenou cievkou,“ povedal Haldeman. „Výmena jedného kusu indukčnej cievky vyžaduje odrezanie rúry, výmenu cievky a jej opätovné navliekanie,“ povedal. Konštrukcia s delenou cievkou sa skladá z dvoch častí, čo šetrí všetok váš čas a úsilie.
„Používali sa vo veľkých valcovniach, ale na aplikáciu tohto princípu na malé cievky bolo potrebných niekoľko sofistikovaných inžinierskych zručností,“ povedal. Pre výrobcu to vyžadovalo ešte menej práce. „Malé dvojdielne cievky majú špecializovaný hardvér a šikovne navrhnuté svorky,“ povedal.
Pokiaľ ide o proces chladenia blokovača, výrobcovia rúr majú dve tradičné možnosti: centrálny chladiaci systém v továrni alebo samostatný vyhradený vodný systém, ktorý môže byť drahý.
„Najlepšie je chladiť rezistor čistým chladiacim médiom,“ povedal Holderman. Z tohto dôvodu môže malá investícia do špeciálneho filtračného systému tlmivky pre chladiacu kvapalinu mlyna výrazne predĺžiť životnosť tlmivky.
Chladiaca kvapalina mlyna sa často používa na tlmivke, ale chladiaca kvapalina mlyna zachytáva jemné kovové častice. Napriek všetkému úsiliu zachytiť jemné častice v centrálnom filtri alebo ich zachytiť centrálnym magnetickým systémom niektorí ľudia prejdú a nájdu si cestu k prekážke. Toto nie je miesto pre kovové prášky.
„Zahrievajú sa v indukčnom poli a prepaľujú sa do krytu rezistora a feritu, čo spôsobuje predčasné zlyhanie a následné vypnutie, aby sa rezistor vymenil,“ povedal Holderman. „Usadzujú sa aj na indukčných cievkach a nakoniec aj tam spôsobujú poškodenie v dôsledku iskrenia.“