Boru veya tüp imalatının başarılı ve verimli bir şekilde gerçekleştirilmesi, ekipman bakımı da dahil olmak üzere 10.000 detayın optimize edilmesini gerektirir. Her türlü değirmen tipinde ve her türlü çevre ekipmanında bulunan sayısız hareketli parça göz önüne alındığında, üreticinin önerdiği önleyici bakım programına uymak kolay bir iş değildir. Fotoğraf: T & H Lemont Inc.
Editörün Notu: Bu, boru veya tüp imalathanesi işlemlerinin optimizasyonu üzerine iki bölümlük serinin ilk bölümüdür. İkinci bölümü okuyun.
Boru ürünlerinin imalatı, en iyi koşullar altında bile zahmetli olabilir. Fabrikalar karmaşıktır, düzenli bakım gerektirir ve ürettikleri ürüne bağlı olarak rekabet yoğundur. Birçok metal boru üreticisi, gelirlerini en üst düzeye çıkarmak için çalışma sürelerini en üst düzeye çıkarmak konusunda büyük baskı altındadır ve rutin bakım için değerli zamanları çok azdır.
Günümüzde sektör için en iyi senaryo diye bir şey yok. Malzemeler pahalı ve kısmi teslimatlar yaygın. Boru üreticilerinin her zamankinden daha çok, çalışma sürelerini en üst düzeye çıkarmaları ve hurda miktarını azaltmaları gerekiyor ve kısmi teslimatlar çalışma sürelerinin azalması anlamına geliyor. Daha kısa üretim serileri, daha sık ekipman değişimini gerektiriyor ki bu da zaman ve iş gücünün verimli kullanımı anlamına gelmiyor.
EFD Induction'ın Kuzey Amerika Boru Satış Müdürü Mark Prasek, "Şu anda üretim süresi çok değerli," dedi.
Tesisinizden en iyi şekilde yararlanmaya yönelik ipuçları ve stratejiler konusunda sektör uzmanlarıyla yapılan görüşmelerde bazı tekrar eden temalar ortaya çıktı:
Bir tesisi maksimum verimlilikte çalıştırmak, çoğu birbiriyle etkileşim halinde olan düzinelerce faktörü optimize etmek anlamına gelir; bu nedenle tesis operasyonlarını optimize etmek her zaman kolay değildir. Eski The Tube & Pipe Journal köşe yazarı Bud Graham'ın kutsal sözü bir bakış açısı sunuyor: "Bir boru fabrikası bir alet tutucudur." Bu alıntıyı hatırlamak işleri basitleştirmeye yardımcı olur. Her aletin ne yaptığını, nasıl çalıştığını ve her aletin diğer aletlerle nasıl etkileşimde bulunduğunu anlamak, mücadelenin yaklaşık üçte birini oluşturur. Her şeyin bakımını ve uyumunu sağlamak, mücadelenin diğer üçte birini oluşturur. Son üçte birlik kısım ise operatör eğitim programlarını, sorun giderme stratejilerini ve her boru veya boru üreticisine özgü özel işletme prosedürlerini içerir.
Bir değirmeni verimli bir şekilde çalıştırmanın en önemli unsuru, değirmenden bağımsız olarak hammaddedir. Değirmenden maksimum verim almak, değirmene beslenen her bir rulo malzemesinden maksimum verim almak anlamına gelir. Bu da bir satın alma kararıyla başlar.
Bobin uzunluğu. Fives Bronx Inc. Abbey Products'ın direktörü Nelson Abbey şunları söyledi: “Boru fabrikaları, bobinler en uzun olduğunda en verimli şekilde çalışır. Daha kısa bobinlerin işlenmesi, daha fazla bobin ucunun işlenmesi anlamına gelir. Her bobin ucu bir alın kaynağı gerektirir. Her alın kaynağı hurda üretir.”
Buradaki zorluk, mümkün olduğunca uzun bobinlerin daha yüksek fiyata satılabiliyor olmasıdır. Daha kısa bobinler daha uygun fiyatlarla bulunabilir. Satın alma temsilcileri biraz para tasarrufu yapmak isteyebilir, ancak bu, üretim hattı personelinin bakış açısıyla tutarsızdır. Fabrika işleten hemen herkes, ek fabrika kapanışlarıyla ilişkili üretim kayıplarını telafi etmek için fiyat farkının önemli olması gerektiği konusunda hemfikir olacaktır.
Abbey'in belirttiği bir diğer husus ise, bobin çözücünün kapasitesi ve fabrikanın giriş ucundaki diğer kısıtlamalardır. Daha büyük bobinlerin satın alınmasının avantajlarından yararlanmak için, daha büyük ve daha ağır bobinleri işleyebilecek daha yüksek kapasiteli giriş ekipmanına yatırım yapmak gerekebilir.
Dilme işleminin şirket içinde mi yoksa dışarıdan mı yaptırıldığı da bir faktördür. Dilme makineleri, işleyebilecekleri en büyük ağırlık ve çapa sahip malzemeleri işleyebildiğinden, bobinler ve dilme makineleri arasında en iyi eşleşmeyi sağlamak, verimliliği en üst düzeye çıkarmak için kritik öneme sahiptir.
Özetle, bu dört faktör arasındaki etkileşime bağlıdır: bobinin boyutu ve ağırlığı, dilimleyicinin gerekli genişliği, dilimleyicinin kapasitesi ve giriş ekipmanının kapasitesi.
Bobin genişliği ve durumu. Üretim sahasında, bobinlerin bir ürün oluşturmak için doğru genişliğe ve doğru kalınlığa sahip olması gerektiği aşikardır, ancak zaman zaman hatalar meydana gelir. Fabrika operatörleri genellikle biraz küçük veya çok büyük şerit genişliklerini telafi edebilir, ancak bu sadece bir derece meselesidir. Dilimlenmiş ruloların genişliğine dikkat etmek çok önemlidir.
Şeridin kenar durumu da en önemli konulardan biridir. T&H Lemont Başkanı Michael Strand'e göre, çapak veya başka herhangi bir tutarsızlık olmaksızın tutarlı kenar sunumu, şerit uzunlukları boyunca tutarlı kaynakların korunması için kritik öneme sahiptir. İlk sarma, dilimleme ve yeniden sarma da devreye girer. Dikkatli bir şekilde işlenmemiş bobinler bükülebilir, bu da sorun yaratır. Rulo kalıp mühendisleri tarafından geliştirilen şekillendirme işlemi, kavisli şerit yerine düz şeritle başlar.
"Alet Notları." "İyi kalıp tasarımı verimliliği en üst düzeye çıkarır," diyor SST Forming Roll Inc.'in genel müdürü Stan Green. Boru şekillendirme için tek bir strateji olmadığını ve dolayısıyla kalıp tasarımı için de tek bir strateji olmadığını belirtiyor. Rulo kalıp tedarikçileri, boruları ve dolayısıyla ürünlerini işleme biçimlerinde farklılık gösterir. Verimler de farklılık gösterir.
"Rulo yüzeyinin yarıçapı sürekli değişiyor, bu nedenle takımın dönme hızı takım yüzeyi boyunca değişiyor," dedi. Elbette, boru frezeden sadece tek bir hızda geçiyor. Bu nedenle, tasarım verimi etkiliyor. Kötü tasarım, takım yeni olduğunda malzeme israfına yol açar ve takım aşındıkça durum daha da kötüleşir, diye ekledi.
Eğitim ve bakım yoluna bağlı kalmayan şirketler için, tesis verimliliğini optimize etmeye yönelik bir strateji geliştirmek temellerden başlar.
Abbey, "Fabrikanın tarzı ve ürettiği ürünler ne olursa olsun, tüm fabrikaların iki ortak noktası vardır: operatörler ve işletme prosedürleri," dedi. Bir fabrikayı mümkün olduğunca tutarlı bir şekilde işletmek, standartlaştırılmış eğitim sağlamak ve yazılı prosedürleri takip etmekle ilgilidir, diye ekledi. Eğitimdeki tutarsızlıklar, kurulum ve sorun gidermede farklılıklara yol açabilir.
Bir tesisten en iyi şekilde yararlanmak için, operatörden operatöre, vardiyadan vardiyaya, her operatörün tutarlı kurulum ve sorun giderme prosedürleri kullanması gerekir. Prosedürlerdeki farklılıklar genellikle yanlış anlamalar, kötü alışkanlıklar, kısayollar ve geçici çözümlerden kaynaklanır. Bunlar her zaman tesisin verimli bir şekilde çalışmasını zorlaştırır. Bu sorunlar şirket içinde ortaya çıkabilir veya rakiplerden eğitimli operatörler işe alındığında ortaya çıkabilir, ancak kaynağın önemi yoktur. Deneyim getiren operatörler de dahil olmak üzere tutarlılık çok önemlidir.
Strand, "Bir boru imalathanesi operatörünü eğitmek yıllar alır ve gerçekten de her şeye uyan tek bir plana güvenemezsiniz," dedi. "Her şirketin fabrikasına ve kendi operasyonlarına uygun bir eğitim programına ihtiyacı vardır."
Ventura & Associates Başkanı Dan Ventura, “Verimli operasyonların üç anahtarı makine bakımı, sarf malzemesi bakımı ve kalibrasyondur” dedi. “Bir makinenin çok sayıda hareketli parçası vardır – ister değirmenin kendisi, ister giriş veya çıkış ucundaki çevre birimleri, isterse de dövme tablası olsun – ve makinenin en iyi durumda kalması için düzenli bakım önemlidir.”
Strand da aynı fikirde. “Önleyici bakım denetim programı kullanmak her şeyin başlangıç ​​noktasıdır,” dedi. “Bir fabrikayı karlı bir şekilde işletmek için en iyi fırsatı sunar. Eğer bir boru üreticisi sadece acil durumlara müdahale ederse, kontrol dışına çıkar. Bir sonraki krizin insafına kalır.”
Ventura, "Fabrikadaki her ekipmanın hizalanması gerekiyor," dedi. "Aksi takdirde fabrika kendi kendine çatışır."
Ventura, "Çoğu durumda, rulolar kullanım ömrünü aştığında sertleşir ve sonunda çatlar," dedi.
Ventura, "Eğer rulolar düzenli bakımla iyi durumda tutulmazsa, acil bakıma ihtiyaç duyarlar" diyor. Aletlerin ihmal edilmesi durumunda, onarım için normalde çıkarılması gereken malzemenin iki ila üç katı kadar malzemenin çıkarılması gerekeceğini belirtti. Ayrıca bu daha uzun sürüyor ve daha pahalıya mal oluyor.
Strand, yedek aletlere yatırım yapmanın acil durumları önlemeye yardımcı olabileceğini belirtti. Alet uzun süreli kullanım için sık sık kullanılıyorsa, kısa süreli kullanım için seyrek kullanılan alete göre daha fazla yedek parçaya ihtiyaç duyulacaktır. Aletin işlevi de yedek parça seviyesini etkiler. Kanatlar, kanat aletinden kopabilir ve kaynak silindirleri kaynak kutusunun ısısından etkilenebilir; bu sorunlar şekillendirme ve boyutlandırma silindirlerinde görülmez.
"Düzenli bakım ekipman için iyidir ve doğru hizalama da ürettiği ürünler için iyidir," dedi. Bunlar göz ardı edilirse, fabrika çalışanları bunu telafi etmek için giderek daha fazla zaman harcarlar. Bu zaman, iyi ve en çok satan ürünler üretmek için kullanılabilir. Ventura'nın görüşüne göre, bu iki faktör o kadar önemli ve sıklıkla göz ardı ediliyor ki, tesisten en iyi şekilde yararlanmak, verimi en üst düzeye çıkarmak ve hurda miktarını azaltmak için en iyi fırsatı sunuyorlar.
Ventura, değirmen ve sarf malzemesi bakımını araba bakımıyla eşdeğer tutuyor. Kimse on binlerce kilometre boyunca yağ değişimi yapılmadan lastikleri aşınmış bir araba kullanmaz. Bu durum, bakımı kötü yapılmış tesisler için bile pahalı çözümlere veya yıkıma yol açacaktır.
Ayrıca, her çalıştırmadan sonra aletin düzenli olarak kontrol edilmesi de gereklidir, dedi. Kontrol aletleri, ince çizgi çatlakları gibi sorunları ortaya çıkarabilir. Bu tür hasarlar, alet bir sonraki çalıştırma için takılmadan hemen önce değil, alet frezeden çıkarıldıktan hemen sonra keşfedilir ve bu da yedek bir alet üretmek için en fazla zamanı sağlar.
Green, "Bazı şirketler planlı kapanışlarla çalışmaya devam ediyor," dedi. Bu durumda planlı bir kapanışa uymanın zor olacağını biliyordu, ancak bunun çok tehlikeli olduğunu da belirtti. Nakliye ve kargo şirketleri ya aşırı kalabalık ya da personel eksikliği yaşıyor, ya da her ikisi birden, bu yüzden teslimatlar bu günlerde zamanında yapılmıyor.
“Fabrikada bir şey bozulursa ve yerine yenisini sipariş etmeniz gerekirse, teslimatı nasıl sağlayacaksınız?” diye sordu. Elbette, hava kargo her zaman bir seçenektir, ancak nakliye maliyetini artırabilir.
Haddehanelerin ve merdanelerin bakımı sadece bir bakım programına uymakla ilgili değil, aynı zamanda bakım programını üretim programıyla koordine etmekle de ilgilidir.
Operasyon, sorun giderme ve bakım olmak üzere üç alanda da deneyimin genişliği ve derinliği önemlidir. T&H Lemont'un Kalıp İş Birimi Başkan Yardımcısı Warren Wheatman, kendi tüplerini üretmek için yalnızca bir veya iki değirmene sahip şirketlerin genellikle değirmen ve kalıp bakımına ayrılmış daha az personele sahip olduğunu söyledi. Bakım personeli bilgili olsa bile, küçük departmanlar daha büyük bakım departmanlarına göre daha az deneyime sahiptir ve bu da küçük personeli dezavantajlı duruma getirir. Şirketin bir mühendislik departmanı yoksa, bakım departmanı sorun giderme ve onarımları kendisi yapmak zorundadır.
Strand, operasyon ve bakım departmanları için eğitimin artık her zamankinden daha önemli olduğunu da sözlerine ekledi. Yaşlanan "baby boomer" kuşağının emeklilik dalgası, bir zamanlar şirketleri sarsan kurumsal bilgi birikiminin azalması anlamına geliyor. Birçok tüp üreticisi hala ekipman tedarikçisi danışmanlığı ve tavsiyesine güvenebilse de, bu uzmanlık bile eskisi kadar bol değil ve giderek azalıyor.
Boru veya tüp imalatında gerçekleşen diğer tüm işlemler kadar önemli olan kaynak işlemi, kaynak makinesinin rolünün önemini asla küçümsememek gerekir.
İndüksiyon kaynağı. Prasek, "Bugün siparişlerimizin yaklaşık üçte ikisi yenileme amaçlı," dedi. "Genellikle eski, sorunlu kaynak makinelerinin yerini alıyorlar. Şu anda en önemli etken üretim hızı."
Hammaddenin geç gelmesi nedeniyle birçok firmanın sekiz gol geride kaldığını söyledi. "Genellikle malzeme nihayet çıktığında kaynak makinesi arızalanıyor," dedi. Şaşırtıcı sayıda tüp üreticisi, vakum tüpü teknolojisine dayalı makineler kullanıyor; bu da en az 30 yıllık makinelerin bakımını yaptıkları anlamına geliyor. Bu tür makinelerin servis bilgisi kapsamlı değil ve yedek tüplerin kendilerini bulmak da zor.
Hâlâ bu boruları kullanan boru üreticileri için zorluk, bunların nasıl yaşlandığıdır. Felaketle sonuçlanan arızalar yaşamazlar, ancak yavaş yavaş bozulurlar. Bir çözüm, daha az kaynak ısısı kullanmak ve bunu telafi etmek için değirmeni daha düşük hızda çalıştırmaktır; bu da yeni bir makineye yatırım yapmanın sermaye maliyetinden kolayca kaçınmayı sağlayabilir. Bu, her şeyin yolunda olduğu yanılsamasını yaratır.
Prasek, yeni bir indüksiyon kaynak güç kaynağına yatırım yapmanın tesisin elektrik tüketimini önemli ölçüde azaltabileceğini söyledi. Bazı eyaletler -özellikle büyük nüfuslu ve şebekeleri zor durumda olanlar- enerji verimli ekipman alımlarında cömert vergi indirimleri sunuyor. Yeni ürünlere yatırım yapmanın ikinci bir motivasyonu ise yeni üretim olanakları potansiyeli olduğunu da ekledi.
Prasek, "Genellikle yeni bir kaynak ünitesi eski bir üniteye göre çok daha verimlidir ve elektrik tesisatını yükseltmeye gerek kalmadan daha fazla kaynak kapasitesi sağlayarak binlerce dolar tasarruf sağlayabilir" dedi.
İndüksiyon bobini ve direncin hizalanması da önemlidir. EHE Sarf Malzemeleri Genel Müdürü John Holderman, doğru seçilmiş ve monte edilmiş bir indüksiyon bobininin kaynak silindirine göre optimum bir konumda olması ve boru etrafında uygun ve tutarlı bir boşluk bırakması gerektiğini söylüyor. Yanlış ayarlanırsa, bobin erken arızalanacaktır.
Engelleyicinin görevi basittir – elektrik akımının akışını engeller ve onu şeridin kenarına yönlendirir – ve değirmendeki her şeyde olduğu gibi, konumlandırma çok önemlidir, diyor. Doğru konum, kaynağın tepe noktasındadır, ancak bu tek husus değildir. Montaj çok önemlidir. Eğer onu destekleyecek kadar sağlam olmayan bir mandrel üzerine sabitlenirse, engelleyicinin konumu değişebilir, hatta iç çapı borunun alt kısmında sürükleyebilir.
Kaynak sarf malzemesi tasarımındaki trendlerden yararlanan bölünmüş bobin konsepti, fabrika çalışma süresi üzerinde önemli bir etki yaratabilir.
Haldeman, “Büyük çaplı değirmenlerde uzun zamandır bölünmüş bobin tasarımları kullanılıyor,” dedi. “Tek parça indüksiyon bobinini değiştirmek, boruyu kesmeyi, bobini değiştirmeyi ve yeniden diş açmayı gerektiriyor,” diye ekledi. Bölünmüş bobin tasarımı iki parçadan oluştuğu için zamandan ve emekten tasarruf sağlıyor.
“Bunlar büyük haddehanelerde kullanılıyordu, ancak bu prensibi küçük bobinlere uygulamak için biraz karmaşık mühendislik gerekiyordu,” dedi. “Üretici için daha da az iş demek bu. Küçük iki parçalı bobinler özel donanım ve zekice tasarlanmış kelepçeler gerektiriyor,” diye ekledi.
Tıkaçın soğutma süreciyle ilgili olarak, boru üreticilerinin iki geleneksel seçeneği vardır: fabrikada merkezi bir soğutma sistemi veya pahalı olabilen ayrı bir özel su sistemi.
Holderman, "Direnci temiz soğutma sıvısıyla soğutmak en iyisidir" dedi. Bu nedenle, değirmen soğutma sıvısı için özel bir bobin filtre sistemine yapılacak küçük bir yatırım, bobinin ömrünü önemli ölçüde uzatabilir.
Değirmen soğutma sıvısı genellikle kısma vanasında kullanılır, ancak değirmen soğutma sıvısı metal tozlarını toplar. Tozları merkezi bir filtrede tutmak veya merkezi bir mıknatıs sistemiyle yakalamak için yapılan tüm çabalara rağmen, bazı parçacıklar geçip engele ulaşır. Burası metal tozları için uygun bir yer değildir.
Holderman, "Bunlar indüksiyon alanında ısınıyor ve direnç gövdesine ve ferrit içine yapışarak erken arızaya ve ardından direnci değiştirmek için sistemin kapanmasına neden oluyor" dedi. "Ayrıca indüksiyon bobinlerinde birikiyorlar ve sonunda orada da ark oluşumundan kaynaklanan hasara yol açıyorlar."