deur Michael Kelly, Allied PhotoChemical, en David Hagood, Afwerkingstegnologie-oplossings
Stel jou voor dat jy byna alle VOC's (Volatile Organic Compounds) in die pyp- en buisvervaardigingsproses kan uitskakel, wat gelykstaande is aan 10 000'e pond VOC's per jaar.Stel jou ook voor dat jy teen vinniger spoed produseer met meer deurset en minder koste per deel / 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:
VOC vermindering
Minder energieverbruik
Geoptimaliseerde arbeidsmag
Vinniger vervaardigingsuitset (meer met minder)
Meer doeltreffende gebruik van kapitaal
Plus, baie kombinasies van bogenoemde
Onlangs het 'n toonaangewende buisvervaardiger 'n nuwe strategie vir sy deklaagbedrywighede geïmplementeer.Die vervaardiger se vorige go-to coating platforms was watergebaseer, wat hoog is in VOC's en toevallig ook vlambaar is.Die volhoubare deklaagplatform wat geïmplementeer is, was 'n 100% vastestowwe ultraviolet (UV) coating tegnologie.In hierdie artikel word die kliënt se aanvanklike probleem, die UV-bedekkingsproses, algehele prosesverbeterings, kostebesparings en VOC-vermindering opgesom.
Deklaagbedrywighede in buisvervaardiging
Die vervaardiger het 'n watergebaseerde deklaagproses gebruik wat 'n gemors agtergelaat het, soos getoon in prente 1a en 1b.Die proses het nie net gelei tot vermorsde deklaagmateriaal nie, dit het ook 'n gevaar op die winkelvloer geskep wat VOS-blootstelling en brandgevaar verhoog het.Boonop wou die klant 'n verbeterde deklaagprestasie hê in vergelyking met die huidige watergebaseerde coating-operasie.
Alhoewel baie kundiges in die bedryf 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 subset van die UV-bedekkingsproses.
Figuur 1. Projekbetrokkenheidproses
UV is 'n proses
UV is 'n proses wat aansienlike omgewingsvoordele bied, algehele prosesverbeterings, verbeterde produkprestasie en, ja, besparings per lineêre voetbedekking.Om 'n UV-bedekkingsprojek suksesvol te implementeer, moet daar na UV gekyk word as 'n proses met drie hoofkomponente – 1) die kliënt, 2) die UV-toediening- en genesingstoerustingintegreerder en 3) die bedekkingstegnologievennoot.
Al drie hierdie is van kritieke belang vir die suksesvolle beplanning en implementering van 'n UV-bedekkingstelsel.Dus, kom ons kyk 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 betrokkenheidstadiums is die basis vir 'n suksesvolle projekbetrokkenheid met die kliënt: 1) algehele prosesbespreking;2) ROI bespreking;3) produk spesifikasies;4) algehele prosesspesifikasie;5) monster proewe;6) RFQ / algehele projekspesifikasie;en 7) voortgesette kommunikasie.
Hierdie verlowingstadiums kan serieel gevolg word, sommige kan op dieselfde tyd plaasvind of hulle 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-prosesdeskundige te betrek as 'n hulpbron met waardevolle bedryfsondervinding in alle vorme van coatingtegnologie, maar die belangrikste, sterk UV-proseservaring.Hierdie kundige kan al die kwessies navigeer en as 'n neutrale hulpbron optree om die coatingtegnologieë behoorlik en regverdig te evalueer.
Fase 1. Algehele prosesbespreking
Dit is waar aanvanklike inligting uitgeruil word rakende die kliënt se huidige proses, met 'n duidelike definisie van huidige uitleg en positiewe/negatiewe duidelik omskryf.In baie gevalle moet 'n wedersydse nie-openbaarmakingsooreenkoms (NDA) in plek wees.Dan moet duidelik gedefinieerde prosesverbeteringsdoelwitte geïdentifiseer word.Dit kan insluit:
Volhoubaarheid – VOC-vermindering
Arbeidsvermindering en optimalisering
Verbeterde kwaliteit
Verhoogde lynspoed
Vermindering van vloerruimte
Oorsig van energiekoste
Onderhoudbaarheid van die deklaagstelsel – onderdele, ens.
Vervolgens word spesifieke maatstawwe gedefinieer op grond van hierdie geïdentifiseerde prosesverbeterings.
Fase 2. Opbrengs-op-belegging (ROI) Bespreking
Dit is belangrik om die 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 koste per produk, per lineêre voet, ens., insluit;energiekoste;koste van intellektuele eiendom (IP);kwaliteit koste;operateur / onderhoudskoste;volhoubaarheidskoste;en koste van kapitaal.(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 deklaagtoepassings betref, het hierdie produkspesifikasies mettertyd ontwikkel om aan die produksiebehoeftes te voldoen en word gewoonlik nie met die kliënt se huidige deklaagproses voldoen nie.Ons noem dit "vandag vs. môre."Dit is 'n balanseerhandeling tussen die begrip van die huidige produkspesifikasies (wat dalk nie met die huidige deklaag voldoen word nie) en die definisie van toekomstige behoeftes wat realisties is (wat altyd 'n balanseertoertjie is).
Fase 4. Algehele prosesspesifikasies
Figuur 2. Prosesverbeterings beskikbaar wanneer van 'n watergebaseerde bedekkingsproses na 'n UV-bedekkingsproses beweeg word
Die kliënt moet die huidige proses ten volle verstaan en definieer, tesame met die positiewe en negatiewe van bestaande praktyke.Dit is belangrik vir die UV-stelselintegreerder om te verstaan, so die dinge wat goed gaan en die dinge wat nie is nie, kan in ag geneem word in die ontwerp van die nuwe UV-stelsel.Dit is waar die UV-proses aansienlike voordele bied wat verhoogde bedekkingspoed, verminderde vloerspasievereistes en temperatuur- en humiditeitverlagings kan insluit (sien Figuur 2).’n Gesamentlike besoek aan die klant 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 bedekkingsverskafferfasiliteit moet ook deur die kliënt en die UV-stelselintegreerder besoek word om almal in staat te stel 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
Benchmark deur mededingende coatingprodukte te toets
Hersien beste praktyke
Hersien kwaliteit sertifisering prosedures
Ontmoet UV-integreerders
Ontwikkel gedetailleerde aksieplan om vorentoe te beweeg
Fase 6. RFQ / Algehele projekspesifikasie
Die kliënt se RFQ-dokument moet alle relevante inligting en vereistes vir die nuwe UV-bedekkingsoperasie insluit soos omskryf 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 wateromhulde hittestelsel tot geweerpunt kan insluit;tote verhitting en roering;en skale vir die meting van laagverbruik.
Stadium 7. Deurlopende Kommunikasie
Die kommunikasiemiddele tussen kliënt, UV-integreerder en UV-bedekkingsmaatskappy is van kritieke belang en moet aangemoedig word.Tegnologie vandag maak dit 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 kostebesparings.In hierdie geval het die vervaardiger besparings op verskeie gebiede gerealiseer, insluitend energiekoste, arbeidskoste en bedekkingsverbruiksgoedere.
Energiekoste – Mikrogolfaangedrewe 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 aansienlike onderhoudsprobleme hê.Daarbenewens het die watergebaseerde oplossing 200 kW induksieverwarmer-energieverbruik vereis teenoor die 90 kW wat deur mikrogolf-UV-lampe gebruik word.
Tabel 1. Kostebesparings van meer as 100 kw/uur deur 'n 10-lamp mikrogolf UV-stelsel te gebruik teenoor 'n induksieverhittingstelsel
Soos gesien in Tabel 1, het die pypvervaardiger besparings van meer as 100 kw per uur gerealiseer nadat UV-bedekkingstegnologie geïmplementeer is, terwyl dit ook energiekoste met meer as $71 000 per jaar verminder het.
Figuur 3. Illustrasie van jaarlikse elektrisiteitskostebesparings
Kostebesparings vir hierdie verminderde energieverbruik is geraam op grond van 'n geraamde koste van elektrisiteit op 14,33 sent/kWh.Die vermindering van 100 kw/uur 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 voortgaan om hul arbeidskoste te evalueer, bied die UV-proses unieke besparings met betrekking tot operateur- en instandhoudingswerkure.Met watergebaseerde bedekkings kan die nat bedekking stroomaf stol op die materiaalhanteringstoerusting, wat uiteindelik verwyder moet word.
Die vervaardigingsfasiliteit se operateurs het altesaam 28 uur per week verbruik om die watergebaseerde deklaag van sy stroomafwaartse materiaalhanteringstoerusting te verwyder/skoonmaak.
Benewens die kostebesparings ('n geraamde 28 arbeidsure x $36 [belaaide koste] per uur = $1,008.00 per week of $50,400 per jaar), kan die fisiese arbeidvereistes vir die operateurs frustrerend, tydrowend en heeltemal gevaarlik wees.
Die kliënt het die opruiming van deklaag vir elke kwartaal geteiken, met arbeidskoste van $1,900 per kwartaal, plus die koste van die verwydering van deklaag wat aangegaan is, vir 'n totaal van $2,500.Totale besparings per jaar was gelyk aan $10,000.
Bedekkingsbesparings – Watergebaseerd vs. UV
Pypproduksie by die klanteterrein was 12 000 ton per maand van 9,625-duim-deursnee pyp.Op 'n opsommende basis is dit gelyk aan ongeveer 570 000 lineêre voet / ~ 12 700 stukke.Die aanwendingsproses vir die nuwe UV-bedekkingstegnologie het hoëvolume/laedruk spuitpistole met 'n tipiese teikendikte van 1,5 mils ingesluit.Verharding 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. Bedekkingskostevergelyking – UV vs. watergebaseerde bedekkings 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 gerealiseer word.
UV-bedekkings is herwinbaar (watergebaseerde bedekkings nie), wat ten minste 96% doeltreffendheid moontlik maak.
Operateurs spandeer minder tyd aan die skoonmaak en instandhouding van toedieningstoerusting omdat die UV-bedekking nie droog word nie, tensy dit aan hoë-intensiteit UV-energie blootgestel word.
Produksiespoed 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 opgespoor en geskeduleer word volgens ure se produksielopie.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.
VOC vermindering
Die implementering van UV-bedekkingstegnologie het ook VOC's verminder, soos gesien in Figuur 4.
Figuur 4. VOC vermindering as gevolg van UV coating implementering
Afsluiting
UV-bedekkingstegnologie stel pypvervaardigers in staat om VOC's feitlik uit te skakel in hul deklaagbedrywighede, terwyl dit ook 'n volhoubare vervaardigingsproses lewer wat produktiwiteit en algehele produkprestasie verbeter.UV-bedekkingstelsels sorg ook vir aansienlike kostebesparings.Soos in hierdie artikel uiteengesit, het die kliënt se totale besparing jaarliks $1,200,000 oorskry, plus meer as 154,000 pond VOC-vrystellings uitgeskakel.
Vir meer inligting en om toegang tot ROI-sakrekenaars te verkry, besoek www.alliedphotochemical.com/roi-calculators/.Vir bykomende prosesverbeterings en 'n voorbeeld van 'n ROI-sakrekenaar, besoek www.uvebtechnology.com.
KYSTAAF
UV-bedekkingsproses Volhoubaarheid / Omgewingsvoordele:
Geen vlugtige organiese verbindings (VOC's)
Geen gevaarlike lugbesoedeling (HAP's)
Nie-vlambaar
Geen oplosmiddels, water of vullers 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 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 laagaanpassing vir temperatuur- of humiditeitkwessies nie
Geen spesiale hantering/berging tydens skofveranderings, instandhouding of naweekafsluitings nie
Vermindering in mannekragkoste verbonde aan operateurs en instandhouding
Vermoë om oorbespuiting te herwin, te herfiltreer en weer in bedekkingstelsel in te voer
Verbeterde produkprestasie met UV-bedekkings:
Verbeterde humiditeitstoetsresultate
Goeie soutmistoetsresultate
Vermoë om coating eienskappe en kleur aan te pas
Helder jasse, metallics en kleure beskikbaar
Laer per lineêre voetbedekkingskoste soos getoon deur ROI sakrekenaar:
Postyd: 14 Desember 2023
