Michael Kelly, Allied PhotoChemical ja David Hagood, Finishing Technology Solutions
Kujutage ette, et suudate torude tootmisprotsessis elimineerida peaaegu kõik lenduvad orgaanilised ühendid, mis võrdub 10 000 naela lenduvate orgaaniliste ühenditega aastas. Kujutage ette ka tootmist suuremal kiirusel suurema läbilaskevõimega ja väiksema kuluga osa / lineaarse jala kohta.
Säästvad tootmisprotsessid on Põhja-Ameerika turul tõhusama ja optimeeritud tootmise võti. Jätkusuutlikkust saab mõõta mitmel viisil:
VOC vähendamine
Vähem energiakulu
Optimeeritud tööjõud
Kiirem tootmisvõimsus (rohkem vähemaga)
Kapitali tõhusam kasutamine
Lisaks palju ülalnimetatute kombinatsioone
Hiljuti rakendas juhtiv torude tootja oma katmistoimingute jaoks uut strateegiat. Tootja eelmised katmisplatvormid olid veepõhised, mis sisaldavad palju lenduvaid orgaanilisi ühendeid ja on samuti tuleohtlikud. Jätkusuutlik katmisplatvorm, mida rakendati, oli 100% tahkete osakeste ultraviolettkiirguse (UV) kattetehnoloogia. Selles artiklis on kokku võetud kliendi esialgne probleem, UV-katmise protsess, protsessi üldised täiustused, kulude kokkuhoid ja lenduvate orgaaniliste ühendite vähendamine.
Kattetööd torude tootmises
Tootja kasutas veepõhist katmisprotsessi, mis jättis segaduse, nagu on näidatud piltidel 1a ja 1b. Protsess ei põhjustanud mitte ainult kattematerjalide raiskamist, vaid tekitas ka tööpõranda ohu, mis suurendas lenduvate orgaaniliste ühendite kokkupuudet ja tuleohtu. Lisaks soovis klient paremat katmist, võrreldes praeguse veepõhise katmisega.
Kuigi paljud tööstuse eksperdid võrdlevad veepõhiseid katteid otseselt UV-katetega, ei ole see realistlik võrdlus ja võib olla eksitav. Tegelik UV-kate on UV-katte protsessi alamhulk.
Joonis 1. Projekti kaasamise protsess
UV on protsess
UV on protsess, mis pakub olulisi keskkonnaeeliseid, üldist protsessi täiustust, paremat toote jõudlust ja, jah, lineaarse jalakatte kokkuhoidu. UV-katete projekti edukaks elluviimiseks tuleb UV-d vaadelda kui protsessi, millel on kolm põhikomponenti – 1) klient, 2) UV pealekandmis- ja kõvendusseadmete integraator ning 3) kattetehnoloogia partner.
Kõik need kolm on UV-kattesüsteemi eduka kavandamise ja rakendamise jaoks üliolulised. Niisiis, heidame pilgu üldisele projekti kaasamisprotsessile (joonis 1). Enamikul juhtudel juhib seda tööd UV-katte tehnoloogia partner.
Iga eduka projekti võti on selgelt määratletud kaasamise sammud, mis on sisseehitatud paindlikkuse ja võimega kohaneda erinevat tüüpi klientide ja nende rakendustega. Need seitse kaasamisetappi on aluseks edukale projektitööle kliendiga: 1) protsessi üldine arutelu; 2) ROI arutelu; 3) toote spetsifikatsioonid; 4) protsessi üldine spetsifikatsioon; 5) näidiskatsed; 6) RFQ / projekti üldine spetsifikatsioon; ja 7) jätkuv suhtlus.
Neid kaasamisetappe saab jälgida järjestikku, mõned võivad toimuda samal ajal või neid saab omavahel vahetada, kuid kõik need tuleb läbida. See sisseehitatud paindlikkus annab osalejatele suurima eduvõimaluse. Mõnel juhul võib olla kõige parem kaasata UV-protsessi ekspert kui ressurss, kellel on väärtuslik tööstuse kogemus igasuguste katmistehnoloogiate alal, kuid mis kõige tähtsam, tugev UV-protsesside kogemus. See ekspert oskab kõigis küsimustes navigeerida ja toimida neutraalse ressursina kattetehnoloogiate nõuetekohaseks ja õiglaseks hindamiseks.
1. etapp. Protsessi üldarutelu
See on koht, kus vahetatakse esialgset teavet kliendi praeguse protsessi kohta, praeguse paigutuse selge määratlus ja selgelt määratletud positiivsed/miinused. Paljudel juhtudel peaks kehtima vastastikune mitteavaldamise leping (NDA). Seejärel tuleks määratleda selgelt määratletud protsessi täiustamise eesmärgid. Need võivad hõlmata järgmist:
Jätkusuutlikkus – lenduvate orgaaniliste ühendite vähendamine
Tööjõu vähendamine ja optimeerimine
Parem kvaliteet
Suurenenud liini kiirus
Põrandapinna vähendamine
Energiakulude ülevaade
Kattesüsteemi hooldatavus – varuosad jms.
Järgmisena määratletakse nende tuvastatud protsessitäiustuste põhjal konkreetsed mõõdikud.
2. etapp. Investeeringutasuvuse (ROI) arutelu
Oluline on mõista projekti ROI-d juba algfaasis. Kuigi detailsuse tase ei pea olema projekti heakskiitmiseks vajalik, peaks kliendil olema selge ülevaade jooksvatest kuludest. Need peaksid sisaldama kulusid toote kohta, joonjala kohta jne; energiakulud; intellektuaalomandi (IP) kulud; kvaliteedikulud; operaatori-/hoolduskulud; jätkusuutlikkuse kulud; ja kapitalikulu. (ROI kalkulaatoritele juurdepääsu saamiseks vaadake selle artikli lõppu.)
3. etapp. Toote spetsifikatsiooni arutelu
Nagu iga tänapäeval toodetava toote puhul, määratletakse põhilised tootespetsifikatsioonid projekti esialgsetes aruteludes. Pindamisrakenduste osas on need toote spetsifikatsioonid aja jooksul arenenud, et vastata tootmisvajadustele ja tavaliselt ei vasta kliendi praegusele katmisprotsessile. Me nimetame seda "täna vs homme". See tasakaalustab praeguste toote spetsifikatsioonide mõistmise (mida praegune kate ei pruugi täita) ja tulevaste vajaduste määratlemise vahel, mis on realistlikud (mis on alati tasakaalustav toiming).
4. etapp. Protsessi üldspetsifikatsioonid
Joonis 2. Protsessi täiustused, mis on saadaval veepõhiselt katmise protsessilt UV-katmise protsessile üleminekul
Klient peaks täielikult mõistma ja määratlema praeguse protsessi koos olemasolevate tavade positiivsete ja negatiivsete külgedega. See on UV-süsteemide integraatorile oluline mõista, nii et asjad, mis lähevad hästi ja asjad, mis mitte, saab uue UV-süsteemi kujundamisel arvesse võtta. See on koht, kus UV-protsess pakub olulisi eeliseid, mis võivad hõlmata suuremat katmiskiirust, väiksemat põrandapinda ning temperatuuri ja niiskuse vähenemist (vt joonis 2). Ühine visiit kliendi tootmisüksusesse on väga soovitatav ja annab suurepärase raamistiku kliendi vajaduste ja nõuete mõistmiseks.
5. etapp. Demonstratsioon ja proovisõidud
Klient ja UV-süsteemide integraator peaksid külastama ka pinnakatete tarnijat, et kõik saaksid osaleda kliendi UV-katmise protsessi simulatsioonis. Selle aja jooksul kerkib esile palju uusi ideid ja ettepanekuid järgmiste tegevuste käigus:
Simulatsioon, proovid ja testimine
Võrdlusuuringud, testides konkurentsivõimelisi kattetooteid
Vaadake üle parimad tavad
Vaadake üle kvaliteedisertifitseerimise protseduurid
Tutvuge UV-integraatoritega
Töötage edasi üksikasjalik tegevuskava
6. etapp. RFQ / projekti üldine spetsifikatsioon
Kliendi RFQ-dokument peaks sisaldama kogu asjakohast teavet ja nõudeid uue UV-katte toimimise kohta, nagu on määratletud protsessi aruteludes. Dokument peaks sisaldama UV-katte tehnoloogia ettevõtte tuvastatud parimaid tavasid, mis võivad hõlmata katte kuumutamist vesikattega kuumutussüsteemi kaudu kuni püstoli otsani; tote soojendamine ja segamine; ja skaalad kattekulu mõõtmiseks.
7. etapp. Pidev suhtlemine
Sidevahendid kliendi, UV-integraatori ja UV-katteid tootva ettevõtte vahel on üliolulised ja neid tuleks julgustada. Tänapäeva tehnoloogia muudab tavapäraste suumi-/konverentskõnede ajastamise ja neis osalemise väga mugavaks. UV-seadmete või -süsteemi paigaldamisel ei tohiks olla üllatusi.
Torutootja saavutatud tulemused
Iga UV-katte projekti puhul on oluline valdkond, mida tuleb arvestada, üldine kulude kokkuhoid. Sel juhul aitas tootja kokku hoida mitmes valdkonnas, sealhulgas energia-, tööjõu- ja pinnakatte kulumaterjalide osas.
Energiakulud – mikrolaineahjul töötav UV vs induktsioonküte
Tüüpilistes veepõhistes kattesüsteemides on vajadus toru eel- või järelsoojendamiseks. Induktsioonkuumutid on kallid, tarbivad palju energiat ja neil võib olla olulisi hooldusprobleeme. Lisaks nõudis veepõhine lahendus 200 kw induktsioonküttekeha energiakasutust vs. mikrolaine UV-lampide 90 kw.
Tabel 1. Kulude kokkuhoid üle 100 kW/h, kasutades 10-lambilist mikrolaine-UV-süsteemi võrreldes induktsioonküttesüsteemiga
Nagu tabelist 1 näha, säästis torutootja pärast UV-katte tehnoloogia rakendamist rohkem kui 100 kW tunnis, vähendades samal ajal energiakulusid rohkem kui 71 000 dollari võrra aastas.
Joonis 3. Aasta elektrikulude kokkuhoiu illustratsioon
Selle vähendatud energiatarbimise kulude kokkuhoid hinnati elektrienergia hinnangulise maksumuse põhjal 14,33 senti/kWh. Energiatarbimise vähenemine 100 kW/h, arvutatuna kahe vahetuse peale 50 nädala jooksul aastas (viis päeva nädalas, 20 tundi vahetuses), annab säästu 71 650 dollarit, nagu on näidatud joonisel 3.
Tööjõukulude vähendamine – operaatorid ja hooldus
Kuna tootmisüksused jätkavad oma tööjõukulude hindamist, pakub UV-protsess ainulaadset kokkuhoidu operaatori- ja hooldustöötundide osas. Veepõhiste katete korral võib märg kate materjalikäitlusseadmetel allavoolu tahkuda, mis tuleb lõpuks eemaldada.
Tootmisüksuse operaatorid kulutasid kokku 28 tundi nädalas veepõhise katte eemaldamiseks/puhastamiseks selle allavoolu materjalikäitlusseadmetest.
Lisaks kulude kokkuhoiule (hinnanguliselt 28 töötundi x 36 dollarit [koormatud kulu] tunnis = 1008,00 dollarit nädalas või 50 400 dollarit aastas) võivad operaatorite füüsilised tööjõunõuded olla masendavad, aeganõudvad ja täiesti ohtlikud.
Kliendi eesmärk oli katte puhastamine iga kvartali kohta, tööjõukulud olid 1900 dollarit kvartalis, millele lisandusid katte eemaldamise kulud, kokku 2500 dollarit. Aasta kokkuhoid oli 10 000 dollarit.
Katte kokkuhoid – veepõhine vs UV
Torude tootmine kliendi objektil oli 12 000 tonni kuus 9,625-tollise läbimõõduga toru. Kokkuvõttes võrdub see ligikaudu 570 000 lineaarse jalaga / ~ 12 700 tükiga. Uue UV-katte tehnoloogia pealekandmisprotsess hõlmas suure mahu/madala rõhuga pihustuspüstoleid, mille tüüpiline sihtpaksus oli 1,5 miili. Kõvenemine viidi läbi Heraeuse UV-mikrolainelampide kasutamisega. Pinnakatekulude ja transpordi/sisekäitluskulude kokkuhoid on kokku võetud tabelites 2 ja 3.
Tabel 2. Katte maksumuse võrdlus – UV vs veepõhised pinnakatted lineaarse jala kohta
Tabel 3. Täiendav kokkuhoid madalamatest transpordikuludest ja materjalikäsitluse vähenemisest kohapeal
Lisaks on võimalik saavutada täiendav materjali- ja tööjõukulude kokkuhoid ning tootmise efektiivsus.
UV-katted on taaskasutatavad (veepõhised katted mitte), võimaldades vähemalt 96% efektiivsust.
Operaatorid kulutavad pealekandmisseadmete puhastamisele ja hooldamisele vähem aega, kuna UV-kate ei kuiva, kui see ei puutu kokku suure intensiivsusega UV-energiaga.
Tootmiskiirused on kiiremad ja kliendil on potentsiaal suurendada tootmiskiirust 100 jalalt minutis 150 jalale minutis – see on 50%.
UV-protsessiseadmetel on tavaliselt sisseehitatud loputustsükkel, mida jälgitakse ja ajastatakse tootmistundide kaupa. Seda saab kohandada vastavalt kliendi vajadustele, mille tulemusel kulub süsteemi puhastamiseks vähem tööjõudu.
Selles näites saavutas klient kulude kokkuhoiu 1 277 400 dollarit aastas.
VOC vähendamine
UV-katte tehnoloogia rakendamine vähendas ka lenduvaid orgaanilisi aineid, nagu on näha jooniselt 4.
Joonis 4. VOC vähenemine UV-katte rakendamise tulemusena
Järeldus
UV-katete tehnoloogia võimaldab torude tootjatel oma katmistoimingutes LOÜ-d praktiliselt välistada, tagades samal ajal jätkusuutliku tootmisprotsessi, mis parandab tootlikkust ja toote üldist jõudlust. UV-kattesüsteemid aitavad ka märkimisväärselt kokku hoida. Nagu selles artiklis kirjeldatud, ületas kliendi kogusääst 1 200 000 dollarit aastas, millele lisandus enam kui 154 000 naela lenduvate orgaaniliste ühendite heitkogused.
Lisateabe saamiseks ja ROI kalkulaatoritele juurdepääsu saamiseks külastage veebisaiti www.alliedphotochemical.com/roi-calculators/. Protsessi täiendavate täiustuste ja ROI kalkulaatori näite saamiseks külastage veebisaiti www.uvebtechnology.com.
KÜLRIBA
UV-katmisprotsessi jätkusuutlikkus / keskkonnaeelised:
Ei sisalda lenduvaid orgaanilisi ühendeid (LOÜ)
Ohtlikud õhusaasteained (HAP-id)
Mittesüttiv
Ei sisalda lahusteid, vett ega täiteaineid
Niiskuse või temperatuuri tootmisel pole probleeme
UV-katete pakutavad protsessi üldised täiustused:
Kiire tootmiskiirus 800–900 jalga minutis, olenevalt toote suurusest
Väike füüsiline jalajälg alla 35 jala (lineaarne pikkus)
Minimaalne pooleliolev töö
Kuivab koheselt ilma järelkõvenemisnõueteta
Allavoolu märgkattega pole probleeme
Kattekihti ei saa temperatuuri või niiskuse probleemide tõttu reguleerida
Vahetustevahetuse, hoolduse või nädalavahetuse seisakute ajal ei mingit erilist käsitsemist/hoiustamist
Operaatorite ja hooldusega seotud tööjõukulude vähendamine
Võimalus ülepihustust taastada, uuesti filtreerida ja kattesüsteemi uuesti sisestada
Parem toote jõudlus UV-katetega:
Paremad niiskuse testimise tulemused
Suurepärased soolaudu testimise tulemused
Võimalus reguleerida katte omadusi ja värvi
Saadaval läbipaistvad lakid, metallik ja värvid
Madalamad lineaarse jalakatte kulud, nagu näitab ROI kalkulaator:
Postitusaeg: 14. detsember 2023
