Deur Michael Kelly, Allied Photochemical, en David Hagood, Finishing Technology Solutions
Stel jou voor dat jy byna alle VOC's (vlugtige organiese verbindings) in die pyp- en buisvervaardigingsproses kan uitskakel, gelykstaande aan 10.000 pond VOC's per jaar. Stel u voor dat u vinniger snelhede produseer met meer deurset en minder koste per deel / lineêre voet.
Volhoubare vervaardigingsprosesse is die sleutel tot die bestuur van meer doeltreffende en geoptimaliseerde vervaardiging op die Noord -Amerikaanse mark. Volhoubaarheid kan op verskillende maniere gemeet word:
VOC -vermindering
Minder energieverbruik
Geoptimaliseerde arbeidsmag
Vinniger vervaardigingsproduksie (meer met minder)
Doeltreffender gebruik van kapitaal
Plus, baie kombinasies van bogenoemde
Onlangs het 'n toonaangewende buisvervaardiger 'n nuwe strategie vir die bedekkingsbedrywighede geïmplementeer. Die vervaardiger se vorige go-to-deklaagplatforms was waterbasis, wat baie VOC's bevat en ook vlambaar is. Die volhoubare deklaagplatform wat geïmplementeer is, was 'n 100% vaste stowwe ultraviolet (UV) deklaagtegnologie. In hierdie artikel word die aanvanklike probleem van die kliënt, die UV -deklaagproses, die algemene prosesverbeterings, kostebesparing en VOC -vermindering opgesom.
Deklaagbedrywighede in buisvervaardiging
Die vervaardiger gebruik 'n watergebaseerde deklaagproses wat 'n gemors agtergelaat het, soos getoon in prente 1a en 1b. Nie net het die proses tot vermorsde deklaagmateriaal tot gevolg gehad nie, maar dit het ook 'n winkelvloergevaar geskep wat die blootstelling aan VOC en brandgevaar verhoog het. Daarbenewens wou die kliënt 'n verbeterde deklaagprestasie hê in vergelyking met die huidige waterbasisbedekking.
Alhoewel baie kenners in die bedryf die waterbasisbedekkings direk met UV -bedekkings sal vergelyk, is dit nie 'n realistiese vergelyking nie en kan dit misleidend wees. Die werklike UV -deklaag 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, per lineêre voetbedekkingbesparing bied. Ten einde 'n UV -deklaagprojek suksesvol te implementeer, moet daar gekyk word na UV as 'n proses met drie hoofkomponente - 1) die kliënt, 2) die UV -toepassing en Cure Equipment Integrator en 3) die Coatings Technology Partner.
Al drie hierdie is van kritieke belang vir die suksesvolle beplanning en implementering van 'n UV -dekstelsel. Kom ons kyk dus na die algehele projekbetrokkenheidsproses (Figuur 1). In die meeste gevalle word hierdie poging gelei deur die UV Coating Technology Partner.
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 soorte kliënte en hul toepassings. Hierdie sewe betrokkenheidsfases vorm die basis vir 'n suksesvolle projekbetrokkenheid met die kliënt: 1) algehele prosesbespreking; 2) ROI -bespreking; 3) produkspesifikasies; 4) algehele prosesspesifikasie; 5) steekproefproewe; 6) RFQ / algehele projekspesifikasie; en 7) voortgesette kommunikasie.
Hierdie verlooffases kan serieel gevolg word, sommige kan terselfdertyd voorkom, of dit kan omgeruil word, maar almal moet voltooi word. Hierdie ingeboude buigsaamheid bied die grootste kans op sukses vir die deelnemers. In sommige gevalle kan dit die beste wees om 'n UV -prosesskenner te betrek as 'n hulpbron met waardevolle bedryfservaring in alle vorme van deklaagtegnologie, maar die belangrikste, sterk UV -proseservaring. Hierdie kundige kan al die kwessies navigeer en as 'n neutrale hulpbron optree om die deklaagtegnologieë behoorlik en billik te evalueer.
Fase 1. Algehele prosesbespreking
Dit is waar aanvanklike inligting uitgeruil word rakende die huidige proses van die kliënt, met 'n duidelike definisie van huidige uitleg en positiewe / negatiewe wat duidelik gedefinieër is. In baie gevalle moet 'n onderlinge ooreenkoms met nie-openbaarmaking (NDA) in plek wees. Dan moet duidelik gedefinieerde prosesverbeteringsdoelwitte geïdentifiseer word. Dit kan insluit:
Volhoubaarheid - VOC -vermindering
Arbeidvermindering en optimalisering
Verbeterde kwaliteit
Verhoogde lynspoed
Vloerruimtevermindering
Hersiening van energiekoste
Onderhoubaarheid van die dekstelsel - onderdele, ens.
Vervolgens word spesifieke statistieke gedefinieer op grond van hierdie geïdentifiseerde prosesverbeterings.
Fase 2. Return-on Investment (ROI) bespreking
Dit is belangrik om die ROI vir die projek in die beginfases te verstaan. Alhoewel die detailvlak nie die vlak hoef te wees wat nodig is vir die goedkeuring van die projek nie, moet die kliënt 'n duidelike uiteensetting van die huidige koste hê. Dit moet koste per produk insluit, per lineêre voet, ens.; energiekoste; Intellektuele eiendom (IP) koste; kwaliteitskoste; operateur / onderhoudskoste; Volhoubaarheidskoste; en koste van kapitaal. (Raadpleeg die einde van hierdie artikel vir toegang tot ROI -sakrekenaars.)
Fase 3. Produkspesifikasiebespreking
Soos met elke produk wat vandag vervaardig word, word basiese produkspesifikasies in die aanvanklike projekbesprekings gedefinieer. Wat deklaagtoepassings betref, het hierdie produkspesifikasies mettertyd ontwikkel om aan die produksiebehoeftes te voldoen en word gewoonlik nie aan die klant se huidige deklaagproses voldoen nie. Ons noem dit “Vandag teen môre.” Dit is 'n balans tussen die begrip van die huidige produkspesifikasies (wat moontlik nie aan die huidige deklaag voldoen word nie) en om die toekomstige behoeftes te definieer wat realisties is (wat altyd 'n balans is).
Fase 4. Algehele prosesspesifikasies
Figuur 2. Prosesverbeterings beskikbaar wanneer u van 'n waterbasisbedekkingsproses na 'n UV-deklaagproses oorgaan
Die kliënt moet die huidige proses ten volle verstaan en definieer, tesame met die positiewe en negatiewe faktore van bestaande praktyke. Dit is belangrik vir die UV Systems Integrator om te verstaan, so die dinge wat goed gaan en die dinge wat nie is nie, kan in die ontwerp van die nuwe UV -stelsel oorweeg word. Dit is waar die UV -proses beduidende voordele bied wat verhoogde snelheid van die bedekkings, verminderde vloerruimte -vereistes en temperatuur- en humiditeitsvermindering kan insluit (sien Figuur 2). 'N Gesamentlike besoek aan die vervaardigingsfasiliteit van die kliënt word sterk aanbeveel en bied 'n wonderlike raamwerk om die behoeftes en vereistes van die kliënt te verstaan.
Fase 5. Demonstrasie en proeflopies
Die Coatings -verskafferfasiliteit moet ook deur die kliënt en die UV Systems Integrator besoek word om almal in staat te stel om deel te neem aan 'n simulasie van die kliënt se UV -deklaagproses. Gedurende hierdie tyd sal baie nuwe idees en voorstelle na vore kom namate die volgende aktiwiteite plaasvind:
Simulasie, monsters en toetsing
Maatstaf deur mededingende deklaagprodukte te toets
Hersien beste praktyke
Hersien kwaliteitsertifiseringsprosedures
Ontmoet UV -integrators
Ontwikkel gedetailleerde aksieplan wat vorentoe beweeg
Fase 6. RFQ / algehele projekspesifikasie
Die kliënt se RFQ -dokument moet alle relevante inligting en vereistes vir die nuwe UV -deklaag insluit, soos omskryf in die prosesbesprekings. Die dokument moet die beste praktyke bevat wat deur die UV Coating Technology Company geïdentifiseer is, wat die verhitting van die deklaag via 'n waterbaadjie-hitte-stelsel tot die geweerpunt kan insluit; Verhitting en roering; en skubbe vir die meting van deklaagverbruik.
Fase 7. Deurlopende kommunikasie
Die kommunikasiemiddele tussen kliënt, UV-integreerder en UV-bedekkingsmaatskappy is van kritieke belang en moet aangemoedig word. Tegnologie maak dit vandag baie gerieflik om aan gereelde oproepe vir zoom / konferensie te skeduleer en deel te neem. Daar moet geen verrassings wees wanneer die UV -toerusting of -stelsel geïnstalleer word nie.
Resultate wat deur pypvervaardiger gerealiseer is
'N Kritieke gebied vir oorweging in enige UV -deklaagprojek is algehele kostebesparing. In hierdie geval het die vervaardiger besparings in verskillende gebiede besef, insluitend energiekoste, arbeidskoste en verbruiksgoedere.
Energiekoste-Mikrogolf-aangedrewe UV vs. Induksieverhitting
In tipiese waterbasisbedekkingsstelsels is daar 'n behoefte aan voor- of post-induksieverhitting van die buis. Induksieverwarmers is duur, verbruikers met 'n hoë energie en kan aansienlike onderhoudsprobleme hê. Daarbenewens het die waterbasisoplossing 200 kW induksieverwarmer -energieverbruik benodig teenoor die 90 kW wat deur Microwave UV -lampe gebruik word.
Tabel 1. Kostebesparing van meer as 100 kW / uur deur 'n 10-lamp mikrogolf UV-stelsel te gebruik teenoor 'n induksieverwarmingstelsel
Soos gesien in Tabel 1, het die pypvervaardiger besparing van meer as 100 kW per uur na die implementering van UV -deklaagtegnologie, terwyl dit ook energiekoste met meer as $ 71,000 per jaar verlaag.
Figuur 3. Illustrasie van jaarlikse besparings vir elektrisiteitskoste
Kostebesparing vir hierdie verminderde energieverbruik is geskat op grond van 'n beraamde koste van elektrisiteit op 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
Aangesien vervaardigingsentiteite steeds hul arbeidskoste evalueer, bied die UV -proses unieke besparings rakende die operateur- en onderhoudsmens. Met waterbasisbedekkings kan die nat deklaag stroomaf op die materiaalhanteringstoerusting stol, wat uiteindelik verwyder moet word.
Die operateurs van die vervaardigingsfasiliteit het altesaam 28 uur per week verbruik om die waterbasisbedekking uit die stroomafmateriaalhanteringstoerusting te verwyder / skoon te maak.
Benewens die kostebesparing ('n geskatte 28 arbeidstye x $ 36 [belaste koste] per uur = $ 1 008,00 per week of $ 50.400 per jaar), kan die vereistes vir fisiese arbeid vir die operateurs frustrerend, tydrowend en buite gevaarlik wees.
Die kliënt het die opruiming van die deklaag vir elke kwartaal geteiken, met arbeidskoste van $ 1,900 per kwartaal, plus die koste van deklaag wat aangegaan is, vir 'n totaal van $ 2500. Totale besparing per jaar was gelyk aan $ 10.000.
Bedekingsbesparing - waterbasis teenoor UV
Die produksie van pyp op die klantterrein was 12.000 ton per maand van 9.625-inch-deursnee-pyp. Op 'n opsommende basis is dit gelyk aan ongeveer 570 000 lineêre voet / ~ 12 700 stukke. Die toedieningsproses vir die nuwe UV-deklaagtegnologie het 'n hoë-volume/lae-druk spuitgewere met 'n tipiese teikendikte van 1,5 mils ingesluit. Die uitharding is bewerkstellig deur die gebruik van Heraeus UV -mikrogolflampe. Besparing in deklaagkoste en vervoer/interne hanteringskoste word in tabelle 2 en 3 saamgevat.
Tabel 2. Bedekkingskoste -vergelyking - UV vs waterbasisbedekkings per lineêre voet
Tabel 3. Bykomende besparings van laer inkomende vervoerkoste en verminderde materiaalhantering op die perseel
Daarbenewens kan addisionele materiaal- en arbeidskostebesparings en produksiedoeltreffendheid verwesenlik word.
UV -bedekkings kan herwin word (waterbasisbedekkings is nie), wat ten minste 96% doeltreffendheid moontlik maak.
Operateurs spandeer minder tyd aan die skoonmaak en instandhouding van toepassingsapparaat omdat die UV-deklaag nie droog is nie, tensy dit blootgestel word aan UV-energie met 'n hoë intensiteit.
Die produksnelhede is vinniger, en die kliënt het die potensiaal om die produksnelhede van 100 voet per minuut tot 150 voet per minuut te verhoog - 'n toename van 50%.
Die UV-prosesapparatuur het gewoonlik 'n ingeboude spoelingsiklus wat opgespoor en geskeduleer word deur ure se produksie. Dit kan aangepas word volgens die behoeftes van die kliënt, wat lei tot minder mannekrag wat nodig is vir die opruiming van die stelsel.
In hierdie voorbeeld het die kliënt 'n besparing van $ 1,277.400 per jaar besef.
VOC -vermindering
Die implementering van UV -deklaagtegnologie het ook VOC's verminder, soos gesien in Figuur 4.
Figuur 4. VOC -vermindering as gevolg van die implementering van die UV -deklaag
Gevolgtrekking
UV -deklaagtegnologie stel pypvervaardiger in staat om VOC's feitlik uit te skakel in hul deklaag, terwyl dit ook 'n volhoubare vervaardigingsproses lewer wat produktiwiteit en algehele produkprestasie verbeter. UV -bedekkingsstelsels dryf ook aansienlike kostebesparings. Soos in hierdie artikel uiteengesit, het die totale besparing van die kliënt jaarliks $ 1,200,000 oorskry, plus meer as 154,000 pond VOC -emissies uitgeskakel.
Besoek www.alliedphotochemical.com/roi-calculators/ vir meer inligting en om toegang tot ROI-sakrekenaars te kry. Besoek www.uvebebtchnology.com vir addisionele prosesverbeterings en 'n voorbeeld van 'n ROI -sakrekenaar.
Sybalk
UV -deklaagproses Volhoubaarheid / omgewingsvoordele:
Geen vlugtige organiese verbindings (VOC's)
Geen gevaarlike lugbesoedelende stowwe (HAP's)
Nie-vlambaar
Geen oplosmiddels, waters of vullers nie
Geen probleme met die humiditeit of temperatuurproduksie nie
Algehele prosesverbeterings wat deur UV -bedekkings aangebied word:
Vinnige produkssnelhede 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 met geen na-genesing vereistes nie
Geen stroomaf probleme met nat deklaag nie
Geen deklaagaanpassing vir temperatuur- of humiditeitsprobleme nie
Geen spesiale hantering/berging tydens skofveranderings, onderhoud of naweek -afsluitings nie
Vermindering in mannekragkoste verbonde aan operateurs en onderhoud
Die vermoë om te veel te druk, hervul en weer in die deklaagstelsel in te stel
Verbeterde produkprestasie met UV-bedekkings:
Verbeterde resultate vir humiditeitstoetse
Groot soutmis -resultate
Die vermoë om deklaagkenmerke en kleur aan te pas
Duidelike jasse, metaal en kleure beskikbaar
Laer per lineêre voetbedekkingskoste soos getoon deur ROI -sakrekenaar:
Postyd: Desember-14-2023
