deur Michael Kelly, Allied PhotoChemical, en David Hagood, Finishing Technology Solutions
Stel jou voor dat jy byna alle VOS (Vlugtige Organiese Verbindings) in die pyp- en buisvervaardigingsproses kan uitskakel, wat gelykstaande is aan 10 000 pond VOS per jaar. Stel jou ook voor dat jy teen vinniger snelhede kan produseer met meer deurset en minder koste per onderdeel / lineêre voet.
Volhoubare vervaardigingsprosesse is die sleutel tot meer doeltreffende en geoptimaliseerde vervaardiging in die Noord-Amerikaanse mark. Volhoubaarheid kan op verskeie maniere gemeet word:
VOS-vermindering
Minder energieverbruik
Geoptimaliseerde arbeidsmag
Vinniger vervaardigingsuitsette (meer met minder)
Meer doeltreffende gebruik van kapitaal
Boonop, baie kombinasies van bogenoemde
Onlangs het 'n toonaangewende buisvervaardiger 'n nuwe strategie vir sy bedekkingsbedrywighede geïmplementeer. Die vervaardiger se vorige bedekkingsplatforms was watergebaseerd, wat hoog in VOS'e is en toevallig ook vlambaar is. Die volhoubare bedekkingsplatform wat geïmplementeer is, was 'n 100% vastestof ultraviolet (UV) bedekkingstegnologie. In hierdie artikel word die kliënt se aanvanklike probleem, die UV-bedekkingsproses, algehele prosesverbeterings, kostebesparings en VOS-vermindering opgesom.
Bedekkingsbedrywighede in buisvervaardiging
Die vervaardiger het 'n watergebaseerde bedekkingsproses gebruik wat 'n gemors gelaat het, soos getoon in Beelde 1a en 1b. Die proses het nie net gelei tot vermorsing van bedekkingsmateriaal nie, maar dit het ook 'n gevaar op die werksvloer geskep wat VOS-blootstelling en brandgevaar verhoog het. Daarbenewens wou die kliënt 'n verbeterde bedekkingsprestasie hê in vergelyking met die huidige watergebaseerde bedekkingsproses.
Alhoewel baie bedryfskundiges watergebaseerde bedekkings direk met UV-bedekkings sal vergelyk, is dit nie 'n realistiese vergelyking nie en kan dit misleidend wees. Die werklike UV-bedekking is 'n deelversameling van die UV-bedekkingsproses.
Figuur 1. Projekbetrokkenheidsproses
UV is 'n proses
UV is 'n proses wat beduidende omgewingsvoordele, algehele prosesverbeterings, verbeterde produkprestasie en, ja, besparings per lineêre voet bedekking bied. Om 'n UV-bedekkingsprojek suksesvol te implementeer, moet UV beskou word as 'n proses met drie hoofkomponente – 1) die kliënt, 2) die UV-toepassing- en uithardingstoerustingintegrator en 3) die bedekkingstegnologievennoot.
Al drie hiervan is van kritieke belang vir die suksesvolle beplanning en implementering van 'n UV-bedekkingstelsel. Kom ons kyk dus na die algehele projekbetrokkenheidsproses (Figuur 1). In die meeste gevalle word hierdie poging gelei deur die UV-bedekkingstegnologievennoot.
Die sleutel tot enige suksesvolle projek is om duidelik gedefinieerde betrokkenheidstappe te hê, met ingeboude buigsaamheid en die vermoë om aan te pas by verskillende tipes kliënte en hul toepassings. Hierdie sewe betrokkenheidstadia is die basis vir 'n suksesvolle projekbetrokkenheid met die kliënt: 1) algehele prosesbespreking; 2) ROI-bespreking; 3) produkspesifikasies; 4) algehele prosesspesifikasie; 5) voorbeeldproewe; 6) RFQ / algehele projekspesifikasie; en 7) voortgesette kommunikasie.
Hierdie betrokkenheidsfases kan agtereenvolgens gevolg word, sommige kan gelyktydig plaasvind of hulle kan omgeruil word, maar almal moet voltooi word. Hierdie ingeboude buigsaamheid bied die hoogste kans op sukses vir die deelnemers. In sommige gevalle is dit dalk die beste om 'n UV-prosesdeskundige te betrek as 'n hulpbron met waardevolle bedryfservaring in alle vorme van bedekkingstegnologie, maar bowenal, sterk UV-proseservaring. Hierdie kenner kan al die kwessies navigeer en as 'n neutrale hulpbron optree om die bedekkingstegnologieë behoorlik en billik te evalueer.
Fase 1. Algemene Prosesbespreking
Dit is waar aanvanklike inligting uitgeruil word rakende die kliënt se huidige proses, met 'n duidelike definisie van die huidige uitleg en positiewe/negatiewe aspekte wat duidelik gedefinieer is. In baie gevalle moet 'n wedersydse nie-openbaarmakingsooreenkoms (NDA) in plek wees. Dan moet duidelik gedefinieerde prosesverbeteringsdoelwitte geïdentifiseer word. Dit kan insluit:
Volhoubaarheid – VOS-vermindering
Arbeidsvermindering en optimalisering
Verbeterde gehalte
Verhoogde lynspoed
Vermindering van vloeroppervlakte
Hersiening van energiekoste
Onderhoudbaarheid van die bedekkingstelsel – onderdele, ens.
Vervolgens word spesifieke metrieke gedefinieer gebaseer op hierdie geïdentifiseerde prosesverbeterings.
Fase 2. Opbrengs op Belegging (ROI) Bespreking
Dit is belangrik om die opbrengs op belegging (ROI) vir die projek in die aanvanklike stadiums te verstaan. Alhoewel die vlak van detail nie die vlak hoef te wees wat nodig sal wees vir projekgoedkeuring nie, moet die kliënt 'n duidelike uiteensetting van huidige koste hê. Dit moet die koste per produk, per lineêre voet, ens. insluit; energiekoste; intellektuele eiendom (IE) koste; kwaliteitskoste; operateur-/onderhoudskoste; volhoubaarheidskoste; en kapitaalkoste. (Vir toegang tot ROI-sakrekenaars, sien die einde van hierdie artikel.)
Fase 3. Produkspesifikasiebespreking
Soos met elke produk wat vandag vervaardig word, word basiese produkspesifikasies in die aanvanklike projekbesprekings gedefinieer. Wat bedekkingstoepassings betref, het hierdie produkspesifikasies mettertyd ontwikkel om aan die produksiebehoeftes te voldoen en word tipies nie met die kliënt se huidige bedekkingsproses nagekom nie. Ons noem dit "vandag teenoor môre". Dit is 'n balanseertoertjie tussen die begrip van die huidige produkspesifikasies (wat dalk nie met die huidige bedekking nagekom word nie) en die definisie van toekomstige behoeftes wat realisties is (wat altyd 'n balanseertoertjie is).
Fase 4. Algemene Prosesspesifikasies
Figuur 2. Prosesverbeterings beskikbaar wanneer oorgeskakel word van 'n watergebaseerde bedekkingsproses na 'n UV-bedekkingsproses
Die kliënt moet die huidige proses ten volle verstaan en definieer, tesame met die positiewe en negatiewe aspekte van bestaande praktyke. Dit is belangrik vir die UV-stelselintegrator om te verstaan, sodat die dinge wat goed gaan en die dinge wat nie gaan nie, in ag geneem kan word in die ontwerp van die nuwe UV-stelsel. Dit is waar die UV-proses beduidende voordele bied, wat verhoogde bedekkingspoed, verminderde vloeroppervlaktevereistes en temperatuur- en humiditeitsvermindering kan insluit (sien Figuur 2). 'n Gesamentlike besoek aan die kliënt se vervaardigingsfasiliteit word sterk aanbeveel en bied 'n goeie raamwerk om die kliënt se behoeftes en vereistes te verstaan.
Fase 5. Demonstrasie en Proeflopies
Die kliënt en die UV-stelselintegrator moet ook die bedekkingsverskaffer se fasiliteit besoek om almal toe te laat om deel te neem aan 'n simulasie van die kliënt se UV-bedekkingsproses. Gedurende hierdie tyd sal baie nuwe idees en voorstelle na vore kom soos die volgende aktiwiteite plaasvind:
Simulasie, monsters en toetsing
Toets mededingende bedekkingsprodukte met 'n maatstaf
Hersien beste praktyke
Hersien kwaliteitsertifiseringsprosedures
Ontmoet UV-integreerders
Ontwikkel 'n gedetailleerde aksieplan vir die toekoms
Fase 6. Aanvraag vir versoek / Algemene projekspesifikasie
Die kliënt se versoek om kwotasie (RFQ)-dokument moet alle relevante inligting en vereistes vir die nuwe UV-bedekkingsproses insluit, soos gedefinieer in die prosesbesprekings. Die dokument moet die beste praktyke insluit wat deur die UV-bedekkingstegnologiemaatskappy geïdentifiseer is, wat die verhitting van die deklaag via 'n watermantel-hittestelsel tot by die punt van die geweer kan insluit; verhitting en roering van die sak; en skale vir die meting van deklaagverbruik.
Stadium 7. Deurlopende Kommunikasie
Die kommunikasiemiddele tussen die kliënt, UV-integreerder en UV-bedekkingsmaatskappy is van kritieke belang en moet aangemoedig word. Tegnologie maak dit vandag baie gerieflik om gereelde Zoom-/konferensie-tipe oproepe te skeduleer en daaraan deel te neem. Daar behoort geen verrassings te wees wanneer die UV-toerusting of -stelsel geïnstalleer word nie.
Resultate gerealiseer deur pypvervaardiger
'n Kritieke area vir oorweging in enige UV-bedekkingsprojek is algehele kostebesparing. In hierdie geval het die vervaardiger besparings op verskeie gebiede gerealiseer, insluitend energiekoste, arbeidskoste en bedekkingsverbruiksgoedere.
Energiekoste – Mikrogolf-aangedrewe UV vs. Induksieverhitting
In tipiese watergebaseerde bedekkingstelsels is daar 'n behoefte aan voor- of na-induksieverhitting van die buis. Induksieverwarmers is duur, hoë energieverbruikers en kan beduidende onderhoudsprobleme hê. Boonop het die watergebaseerde oplossing 'n energieverbruik van 200 kW vir induksieverwarmers vereis teenoor die 90 kW wat deur mikrogolf-UV-lampe gebruik word.
Tabel 1. Kostebesparings van meer as 100 kW/uur deur die gebruik van 'n 10-lamp mikrogolf UV-stelsel teenoor 'n induksieverhittingstelsel
Soos in Tabel 1 gesien kan word, het die pypvervaardiger besparings van meer as 100 kW per uur gerealiseer na die implementering van UV-bedekkingstegnologie, terwyl energiekoste ook met meer as $71 000 per jaar verminder is.
Figuur 3. Illustrasie van jaarlikse elektrisiteitskostebesparings
Kostebesparings vir hierdie verminderde energieverbruik is beraam op grond van 'n geraamde koste van elektrisiteit van 14,33 sent/kWh. Die 100 kW/uur vermindering van energieverbruik, bereken oor twee skofte vir 50 weke per jaar (vyf dae per week, 20 uur per skof), lei tot 'n besparing van $71 650 soos geïllustreer in Figuur 3.
Arbeidskostevermindering – Operateurs en Onderhoud
Namate vervaardigingsondernemings steeds hul arbeidskoste evalueer, bied die UV-proses unieke besparings met betrekking tot operateur- en instandhoudingsmanure. Met watergebaseerde bedekkings kan die nat bedekking stroomaf stol op die materiaalhanteringstoerusting, wat uiteindelik verwyder moet word.
Die vervaardigingsaanleg se operateurs het altesaam 28 uur per week bestee aan die verwydering/skoonmaak van die watergebaseerde laag van sy stroomaf materiaalhanteringstoerusting.
Benewens die kostebesparings (’n geraamde 28 arbeidsure x $36 [belaste koste] per uur = $1 008,00 per week of $50 400 per jaar), kan die fisiese arbeidsvereistes vir die operateurs frustrerend, tydrowend en reguit gevaarlik wees.
Die kliënt het vir elke kwartaal 'n teiken vir die skoonmaak van die deklaag, met arbeidskoste van $1 900 per kwartaal, plus die verwyderingskoste van die deklaag wat aangegaan is, vir 'n totaal van $2 500. Die totale besparing per jaar was gelyk aan $10 000.
Besparings op bedekkings – Watergebaseerd teenoor UV
Pypproduksie by die kliëntperseel was 12 000 ton per maand van 9,625-duim-deursnee pype. Op 'n opsommingsbasis is dit gelykstaande aan ongeveer 570 000 lineêre voet / ~ 12 700 stukke. Die toepassingsproses vir die nuwe UV-bedekkingstegnologie het hoëvolume/laedruk-spuitpistole met 'n tipiese teikendikte van 1,5 mil ingesluit. Uitharding is bewerkstellig deur die gebruik van Heraeus UV-mikrogolflampe. Besparings in bedekkingskoste en vervoer-/interne hanteringskoste word in Tabelle 2 en 3 opgesom.
Tabel 2. Vergelyking van bedekkingskoste – UV vs. watergebaseerde bedekkings per lineêre voet
Tabel 3. Bykomende besparings as gevolg van laer inkomende vervoerkoste en verminderde materiaalhantering op die perseel
Daarbenewens kan addisionele materiaal- en arbeidskostebesparings en produksiedoeltreffendheid gerealiseer word.
UV-bedekkings is herwinbaar (watergebaseerde bedekkings is nie), wat ten minste 96% doeltreffendheid moontlik maak.
Operateurs spandeer minder tyd aan die skoonmaak en instandhouding van toedieningstoerusting omdat die UV-laag nie droog word tensy dit aan hoë-intensiteit UV-energie blootgestel word nie.
Produksiesnelhede is vinniger, en die kliënt het die potensiaal om produksiespoed van 100 voet per minuut tot 150 voet per minuut te verhoog – 'n toename van 50%.
Die UV-prosestoerusting het tipies 'n ingeboude spoelsiklus, wat volgens produksietyd dopgehou en geskeduleer word. Dit kan aangepas word volgens die kliënt se behoeftes, wat lei tot minder mannekrag wat nodig is vir stelselopruiming.
In hierdie voorbeeld het die kliënt 'n kostebesparing van $1 277 400 per jaar gerealiseer.
VOS-vermindering
Die implementering van UV-bedekkingstegnologie het ook VOS'e verminder, soos gesien in Figuur 4.
Figuur 4. VOS-vermindering as gevolg van UV-bedekkingsimplementering
Gevolgtrekking
UV-bedekkingstegnologie stel pypvervaardigers in staat om VOS'e feitlik in hul bedekkingsbedrywighede uit te skakel, terwyl hulle ook 'n volhoubare vervaardigingsproses lewer wat produktiwiteit en algehele produkprestasie verbeter. UV-bedekkingstelsels lei ook tot aansienlike kostebesparings. Soos in hierdie artikel uiteengesit, het die kliënt se totale besparing jaarliks $1 200 000 oorskry, plus meer as 154 000 pond VOS-vrystellings uitgeskakel.
Vir meer inligting en om toegang tot ROI-sakrekenaars te verkry, besoek www.alliedphotochemical.com/roi-calculators/. Vir bykomende prosesverbeterings en 'n ROI-sakrekenaarvoorbeeld, besoek www.uvebtechnology.com.
SYBALK
UV-bedekkingsproses Volhoubaarheid / Omgewingsvoordele:
Geen vlugtige organiese verbindings (VOC's) nie
Geen Gevaarlike Lugbesoedelingstowwe (HAP's)
Nie-vlambaar
Geen oplosmiddels, water of vulstowwe nie
Geen probleme met humiditeit of temperatuurproduksie nie
Algehele prosesverbeterings wat deur UV-bedekkings aangebied word:
Vinnige produksiespoed van opwaarts van 800 tot 900 voet per minuut, afhangende van die produkgrootte
Klein fisiese voetspoor van minder as 35 voet (lineêre lengte)
Minimale werk-in-proses
Onmiddellik droog sonder na-uithardingsvereistes
Geen probleme met nat bedekking stroomaf nie
Geen aanpassing van die laag vir temperatuur- of humiditeitsprobleme nie
Geen spesiale hantering/berging tydens skofwisselings, onderhoud of naweek-sluitings nie
Vermindering in mannekragkoste wat verband hou met operateurs en onderhoud
Vermoë om oorbespuiting te herwin, te herfiltreer en weer in die bedekkingstelsel in te voer
Verbeterde produkprestasie met UV-bedekkings:
Verbeterde humiditeitstoetsresultate
Goeie soutmis toetsresultate
Vermoë om deklaagkenmerke en kleur aan te pas
Deursigtige lae, metaalverf en kleure beskikbaar
Laer per lineêre voet bedekkingskoste soos getoon deur die ROI-sakrekenaar:
Plasingstyd: 14 Desember 2023
