Uspešna in učinkovita proizvodnja cevi zahteva optimizacijo 10.000 podrobnosti, vključno z vzdrževanjem opreme. Glede na nešteto gibljivih delov v vsaki vrsti mlina in vsakem kosu periferne opreme ni lahka naloga upoštevati priporočenega načrta preventivnega vzdrževanja proizvajalca. Fotografija: T & H Lemont Inc.
Opomba urednika: To je prvi del dvodelne serije o optimizaciji delovanja valjarn cevi. Preberite drugi del.
Proizvodnja cevnih izdelkov je lahko naporna, tudi v najboljših okoliščinah. Tovarne so kompleksne, zahtevajo veliko rednega vzdrževanja in odvisno od tega, kaj proizvajajo, je konkurenca huda. Mnogi proizvajalci kovinskih cevi so pod ogromnim pritiskom, da povečajo čas delovanja in tako povečajo prihodke, pri čemer imajo malo dragocenega časa za redno vzdrževanje.
Dandanes v industriji ni najboljšega možnega scenarija. Materiali so dragi in delne dobave niso redke. Zdaj bolj kot kdaj koli prej morajo proizvajalci cevi povečati razpoložljivost in zmanjšati količino odpadkov, delne dobave pa pomenijo skrajšanje razpoložljivosti. Krajše serije pomenijo pogostejše menjave, kar ni učinkovita poraba časa ali dela.
»Čas proizvodnje je trenutno zelo omejen,« je dejal Mark Prasek, vodja prodaje cevi za Severno Ameriko pri EFD Induction.
Pogovori s strokovnjaki iz industrije o nasvetih in strategijah za kar najboljši izkoristek vašega obrata so razkrili nekaj ponavljajočih se tem:
Vodenje obrata z največjo učinkovitostjo pomeni optimizacijo številnih dejavnikov, od katerih večina medsebojno vpliva na druge, zato optimizacija delovanja obrata ni nujno enostavna. Nekaj ​​​​perspektive ponuja svetopisemski članek nekdanjega kolumnista revije The Tube & Pipe Journal, Buda Grahama: »Cevni mlin je držalo za orodje.« Če si zapomnimo ta citat, stvari ostanejo preproste. Razumevanje, kaj vsako orodje počne, kako deluje in kako vsako orodje komunicira z drugimi orodji, je približno tretjina bitke. Vzdrževanje in poravnava vsega je še ena tretjina. Zadnja tretjina vključuje programe usposabljanja operaterjev, strategije odpravljanja težav in posebne operativne postopke, ki so edinstveni za vsako cev ali proizvajalca cevi.
Glavni dejavnik za učinkovito delovanje mlina je neodvisnost od mlina, to je surovina. Doseganje največjega izhoda iz mlina pomeni doseganje največjega izhoda iz vsakega tuljave, ki se dovaja vanj. Vse se začne z odločitvijo o nakupu.
dolžina tuljave. Nelson Abbey, direktor podjetja Fives Bronx Inc. Abbey Products, je dejal: »Vrtne cevi uspevajo, ko so tuljave najdaljše. Obdelava krajših tuljav pomeni obdelavo več koncev tuljave. Vsak konec tuljave zahteva soleni var. Vsak soleni var ustvari odpadke.«
Težava je v tem, da se lahko čim daljše tuljave prodajo po višji ceni. Krajše tuljave so morda na voljo po ugodnejših cenah. Nabavni agenti morda želijo prihraniti nekaj denarja, vendar to ni v skladu s stališčem osebja v proizvodnem obratu. Skoraj vsi, ki vodijo tovarno, bi se strinjali, da bi morala biti razlika v ceni znatna, da bi se nadomestile proizvodne izgube, povezane z dodatnimi zaprtji tovarn.
Abbey je povedal, da je treba upoštevati tudi zmogljivost odvijalnika in morebitne druge omejitve na vstopnem koncu mlina. Morda bo treba investirati v vhodno opremo z večjo zmogljivostjo za obdelavo večjih in težjih tuljav, da bi izkoristili prednosti nakupa večjih tuljav.
Tudi rezalni stroj je pomemben dejavnik, ne glede na to, ali se rezanje izvaja interno ali pri zunanjih izvajalcih. Rezalni stroji imajo največjo težo in premer, ki ga lahko obdelujejo, zato je za povečanje pretočnosti ključnega pomena doseči najboljše ujemanje med tuljavami in rezalniki.
Skratka, gre za interakcijo med štirimi dejavniki: velikostjo in težo tuljave, potrebno širino rezalnika, zmogljivostjo rezalnika in zmogljivostjo vhodne opreme.
Širina in stanje tuljave. V proizvodnem obratu je samoumevno, da morajo imeti tuljave pravo širino in pravi profil za izdelavo izdelka, vendar se občasno dogajajo napake. Upravljavci mlinov lahko pogosto kompenzirajo širino trakov, ki je nekoliko premajhna ali prevelika, vendar je to le vprašanje stopnje. Skrbna pozornost na širino rezanih trakov je ključnega pomena.
Tudi stanje robov traku je najpomembnejše vprašanje. Dosledna predstavitev robov, brez zarobkov ali drugih neskladnosti, je ključnega pomena za ohranjanje doslednih zvarov vzdolž dolžine traku, pravi Michael Strand, predsednik podjetja T&H Lemont. Pomembno je tudi začetno navijanje, rezanje in previjanje. Tuljave, s katerimi se ne ravna skrbno, se lahko upognejo, kar je problematično. Postopek oblikovanja, ki so ga razvili inženirji valjčnih matric, se začne z ravnim trakom in ne z ukrivljenim trakom.
Opombe o orodju. »Dobra zasnova kalupa poveča prepustnost,« je dejal Stan Green, generalni direktor podjetja SST Forming Roll Inc. Poudarja, da ni enotne strategije za oblikovanje cevi in ​​zato ni enotne strategije za zasnovo kalupa. Dobavitelji orodij za valjanje se razlikujejo po načinu obdelave cevi in ​​s tem tudi njihovih izdelkov. Tudi izkoristki se razlikujejo.
»Polimer valjčne površine se nenehno spreminja, zato se hitrost vrtenja orodja spreminja po površini orodja,« je dejal. Seveda cev gre skozi mlin samo z eno hitrostjo. Zato zasnova vpliva na izkoristek. Slaba zasnova povzroči zapravljanje materiala, ko je orodje novo, in stanje se le še poslabša, ko se orodje obrabi, je dodal.
Za podjetja, ki se ne držijo poti usposabljanja in vzdrževanja, se razvoj strategije za optimizacijo učinkovitosti obrata začne z osnovami.
»Ne glede na slog tovarne in izdelke, ki jih proizvaja, imajo vse tovarne dve skupni stvari – upravljavce in operativne postopke,« je dejal Abbey. Čim bolj dosledno vodenje tovarne je stvar zagotavljanja standardiziranega usposabljanja in upoštevanja pisnih postopkov, je dejal. Nedoslednosti pri usposabljanju lahko vodijo do razlik pri nastavitvi in ​​odpravljanju težav.
Da bi kar najbolje izkoristili obrat, mora vsak operater, od operaterja do operaterja, od izmene do izmene, uporabljati dosledne postopke nastavitve in odpravljanja težav. Kakršne koli proceduralne razlike so običajno posledica nesporazumov, slabih navad, bližnjic in zaobilaznih rešitev. Zaradi tega je vedno težko učinkovito upravljati obrat. Te težave so lahko domače ali pa se pojavijo, ko se usposobljeni operaterji najamejo od konkurence, vendar vir ni pomemben. Doslednost je ključnega pomena, vključno z operaterji, ki prinašajo izkušnje.
»Usposabljanje operaterja cevne mlinice traja leta in res se ne morete zanašati na enoten načrt,« je dejal Strand. »Vsako podjetje potrebuje program usposabljanja, ki ustreza njegovi tovarni in njegovemu poslovanju.«
»Trije ključi do učinkovitega delovanja so vzdrževanje stroja, vzdrževanje potrošnega materiala in kalibracija,« je dejal Dan Ventura, predsednik podjetja Ventura & Associates. »Stroj ima veliko gibljivih delov – pa naj bo to sam mlin ali periferne naprave na vhodnem ali izhodnem koncu, mlinska miza ali kaj drugega – in redno vzdrževanje je pomembno za ohranjanje stroja v odličnem stanju.«
Strand se strinja. »Vse se začne z uporabo programa preventivnega vzdrževanja,« je dejal. »Ponuja najboljšo priložnost za dobičkonosno vodenje tovarne. Če se proizvajalec cevi odziva le na nujne primere, je izven nadzora. Prepuščen je na milost in nemilost naslednji krizi.«
»Vsak kos opreme na mlinu mora biti poravnan,« je dejal Ventura. »Sicer se bo tovarna borila sama s seboj.«
»V mnogih primerih, ko zvitki presežejo svojo uporabno dobo, se strdijo in sčasoma razpokajo,« je dejal Ventura.
»Če se zvitki ne vzdržujejo v dobrem stanju z rednim vzdrževanjem, potem potrebujejo nujno vzdrževanje,« pravi Ventura. Če bi bila orodja zanemarjena, bi njihovo popravilo zahtevalo odstranitev dva- do trikrat večje količine materiala, kot bi ga sicer morali odstraniti, je dejal. Prav tako traja dlje in stane več.
Strand je poudaril, da lahko vlaganje v rezervna orodja pomaga preprečiti izredne razmere. Če se orodje pogosto uporablja za dolgotrajno delovanje, bo potrebnih več rezervnih delov kot orodje, ki se redko uporablja za kratkotrajno delovanje. Funkcija orodja vpliva tudi na raven rezerve. Rebra se lahko odlepijo z orodja za rebra, na varilne valje pa lahko vpliva vročina varilne škatle, kar so težave, ki ne ovirajo oblikovalnih in kalibracijskih valjev.
»Redno vzdrževanje je dobro za opremo, pravilna poravnava pa je dobra za izdelke, ki jih proizvaja,« je dejal. Če se ta ignorirajo, zaposleni v tovarni porabijo vedno več časa za nadoknaditev. Ta čas se lahko porabi za izdelavo dobrih, najbolje prodajanih izdelkov. Ta dva dejavnika sta tako pomembna in pogosto spregledana ali prezrta, da po Venturinem mnenju ponujata najboljšo priložnost za kar najboljši izkoristek obrata, povečanje donosa in zmanjšanje izmeta.
Ventura enači vzdrževanje mlinov in potrošnega materiala z vzdrževanjem avtomobila. Nihče ne bo vozil avtomobila več deset tisoč kilometrov med menjavami olja z golimi pnevmatikami. To bo vodilo do dragih rešitev ali uničenja, tudi pri slabo vzdrževanih obratih.
Prav tako je potreben reden pregled orodja po vsaki seriji, je dejal. Pregledna orodja lahko razkrijejo težave, kot so drobne razpoke. Takšne poškodbe se odkrijejo takoj, ko je orodje odstranjeno iz mlina, in ne tik preden je orodje nameščeno za naslednjo serijo, kar daje največ časa za izdelavo nadomestnega orodja.
»Nekatera podjetja delajo tudi med načrtovanimi zaprtji,« je dejal Green. Vedel je, da bo v takšnih razmerah težko upoštevati načrtovano zaprtje, vendar je poudaril, da je to zelo nevarno. Ladijska in tovorna podjetja so tako prenatrpana ali premalo zaposlenih ali oboje, da dostave v teh dneh niso pravočasne.
»Če se v tovarni kaj pokvari in morate naročiti nadomestno, kaj boste storili, da bo dostavljeno?« je vprašal. Seveda je letalski prevoz vedno možnost, vendar lahko močno poveča stroške pošiljanja.
Vzdrževanje valjarn in valjarn ni le upoštevanje načrta vzdrževanja, temveč usklajevanje načrta vzdrževanja s proizvodnim načrtom.
Na vseh treh področjih – delovanju, odpravljanju težav in vzdrževanju – sta pomembni širina in globina izkušenj. Warren Wheatman, podpredsednik poslovne enote za matrice pri T&H Lemont, je povedal, da imajo podjetja, ki imajo le eno ali dve mlini za proizvodnjo lastnih cevi, pogosto manj ljudi, ki se ukvarjajo z vzdrževanjem mlinov in matric. Čeprav je vzdrževalno osebje dobro podkovano, imajo manjši oddelki manj izkušenj kot večji vzdrževalni oddelki, zaradi česar je manjše osebje v slabšem položaju. Če podjetje nima inženirskega oddelka, mora vzdrževalni oddelek sam odpravljati težave in popravljati težave.
Strand je dodal, da je usposabljanje za oddelke za poslovanje in vzdrževanje zdaj pomembnejše kot kdaj koli prej. Val upokojitev, povezan s starajočimi se generacijami baby boomerjev, pomeni, da plemensko znanje, ki je nekoč pretresalo podjetja, usiha. Čeprav se mnogi proizvajalci cevi še vedno lahko zanesejo na posvetovanje in nasvete dobaviteljev opreme, tudi to strokovno znanje ni tako bogato kot nekoč in se krči.
Postopek varjenja je prav tako pomemben kot kateri koli drug postopek, ki se pojavi pri izdelavi cevi ali cevi, in vloge varilnega stroja ni mogoče preceniti.
Indukcijsko varjenje. »Danes približno dve tretjini naših naročil predstavljata predelave,« je dejal Prasek. »Običajno nadomeščajo stare, problematične varilne aparate. Trenutno je glavni dejavnik produktivnost.«
Dejal je, da so mnogi zaostajali za osmimi goli, ker je surovina prišla pozno. »Običajno, ko material končno pride ven, se varilni aparat pokvari,« je dejal. Presenetljivo veliko proizvajalcev cevi celo uporablja stroje, ki temeljijo na tehnologiji vakuumskih cevi, kar pomeni, da uporabljajo stroje, ki so za vzdrževanje stari vsaj 30 let. Servisno znanje za takšne stroje ni obsežno, nadomestne cevi pa je težko najti.
Izziv za proizvajalce cevi, ki jih še vedno uporabljajo, je njihovo staranje. Ne odpovedo katastrofalno, ampak se počasi razgrajujejo. Ena od rešitev je uporaba manjše varilne toplote in delovanje valjarne z nižjo hitrostjo, da se to nadomesti, s čimer se zlahka izognemo kapitalskim izdatkom za vlaganje v nov stroj. To ustvarja lažen občutek, da je vse v redu.
Prasek je dejal, da lahko naložba v nov vir energije za indukcijsko varjenje znatno zmanjša porabo električne energije v obratu. Nekatere države – zlasti tiste z velikim številom prebivalcev in obremenjenimi omrežji – ponujajo velikodušne davčne olajšave za nakup energetsko učinkovite opreme. Dodal je, da je drugi razlog za naložbe v nove izdelke potencial za nove proizvodne možnosti.
»Običajno je nova varilna enota veliko učinkovitejša od starejše in lahko prihrani na tisoče dolarjev, saj zagotavlja večjo varilno zmogljivost brez nadgradnje električne napeljave,« je dejal Prasek.
Pomembna je tudi poravnava indukcijske tuljave in upora. John Holderman, generalni direktor podjetja EHE Consumables, pravi, da ima pravilno izbrana in nameščena indukcijska tuljava optimalen položaj glede na varilni valj in mora vzdrževati ustrezno in enakomerno razdaljo okoli cevi. Če je tuljava nepravilno nastavljena, bo prezgodaj odpovedala.
Naloga blokatorja je preprosta – blokira pretok električnega toka in ga usmerja na rob traku – in tako kot pri vsem drugem na valjarni je pozicioniranje ključnega pomena, pravi. Pravilna lokacija je na vrhu zvara, vendar to ni edini dejavnik. Namestitev je ključnega pomena. Če je pritrjen na trn, ki ni dovolj tog, da bi ga podpiral, se lahko položaj blokatorja spremeni, dejansko vleče notranji premer vzdolž dna cevi.
Z izkoriščanjem trendov v zasnovi varilnih potrošnih materialov lahko koncept deljene tuljave pomembno vpliva na čas delovanja valjarne.
»Mlini velikega premera že dolgo uporabljajo zasnove z deljeno tuljavo,« je dejal Haldeman. »Zamenjava enega samega kosa indukcijske tuljave zahteva rezanje cevi, zamenjavo tuljave in ponovno navijanje navojev,« je dejal. Zasnova z deljeno tuljavo je sestavljena iz dveh delov, kar prihrani ves vaš čas in trud.
»Uporabljali so jih že v velikih valjarnah, vendar je bilo potrebno nekaj domiselnega inženiringa, da so to načelo uporabili za majhne tuljave,« je dejal. Še manj dela za proizvajalca. »Majhne dvodelne tuljave imajo specializirano strojno opremo in pametno zasnovane objemke,« je dejal.
Glede postopka hlajenja blokatorja imajo proizvajalci cevi dve tradicionalni možnosti: centralni hladilni sistem v tovarni ali ločen namenski vodni sistem, ki je lahko drag.
»Najbolje je, da upornik hladite s čisto hladilno tekočino,« je dejal Holderman. Zaradi tega lahko majhna naložba v namenski sistem filtrov dušilke za hladilno tekočino mlina močno podaljša življenjsko dobo dušilke.
Hladilna tekočina mlina se pogosto uporablja na dušilki, vendar hladilna tekočina mlina zbira kovinske delce. Kljub vsem prizadevanjem, da bi drobne delce ujeli v osrednjem filtru ali jih zajeli s centralnim magnetnim sistemom, nekateri ljudje pridejo mimo in najdejo pot do ovire. To ni kraj za kovinske prahove.
»V indukcijskem polju se segrejejo in se vžgejo v ohišje upora in ferit, kar povzroči prezgodnjo odpoved, nato pa se izklopi, da zamenja upor,« je dejal Holderman. »Nalagajo se tudi na indukcijske tuljave in sčasoma povzročijo škodo zaradi iskrenja tudi tam.«