نکاتی برای به حداکثر رساندن راندمان تولید لوله (قسمت اول)

تولید موفق و کارآمد یک لوله یا لوله، بهینه سازی 10000 قطعه از جمله تعمیر و نگهداری تجهیزات است.با وجود قطعات متحرک زیاد در هر نوع آسیاب و هر قطعه از تجهیزات جانبی، پیروی از برنامه نگهداری پیشگیرانه توصیه شده توسط سازنده یک چالش است.عکس: T&H Lemont Inc.
یادداشت ویراستار.این اولین قسمت از مجموعه دو قسمتی در بهینه سازی عملکرد لوله است.قسمت دوم را بخوانید.
تولید محصولات لوله‌ای حتی در مطلوب‌ترین شرایط یک کار چالش برانگیز است.کارخانه ها پیچیده هستند، نیاز به تعمیر و نگهداری منظم دارند و بسته به آنچه که تولید می کنند، رقابت شدید است.بسیاری از تولیدکنندگان لوله های فلزی برای به حداکثر رساندن زمان کار به منظور به حداکثر رساندن درآمد، در حالی که زمان کمی برای تعمیر و نگهداری برنامه ریزی شده باقی می گذارند، تحت فشار شدید هستند.
شرایط امروز در صنعت بهترین نیست.هزینه های مواد به طرز مضحکی بالا است و تحویل جزئی غیر معمول نیست.در حال حاضر بیش از هر زمان دیگری، تولیدکنندگان لوله نیاز دارند تا زمان کار را به حداکثر برسانند و ضایعات را کاهش دهند، و تحویل جزئی به معنای زمان تولید کوتاه‌تر است.دویدن کوتاهتر به معنای تغییر مکرر است که استفاده کارآمد از زمان یا کار نیست.
مارک پراسک، مدیر فروش لوله و لوله آمریکای شمالی برای EFD Induction می گوید: «این روزها زمان بسیار مهم است.
مکالمات با کارشناسان صنعت در مورد نکات و استراتژی‌هایی برای بهره‌برداری حداکثری از سرمایه‌گذاری، موضوعات تکراری را نشان می‌دهد:
راه اندازی یک کارخانه در حداکثر راندمان به معنای بهینه سازی ده ها عامل است که اکثر آنها با یکدیگر در تعامل هستند، بنابراین بهینه سازی عملکرد کارخانه همیشه آسان نیست.یک نقل قول معروف از ستون‌نویس سابق The Tube & Pipe Journal، باد گراهام، بینش‌هایی به دست می‌دهد: «آسیاب لوله یک قفسه ابزار است».دانستن اینکه هر ابزار چه کاری انجام می دهد، چگونه کار می کند و چگونه هر ابزار با دیگران تعامل دارد، حدود یک سوم راه موفقیت است.اطمینان از اینکه همه چیز پشتیبانی و تراز شده است یک سوم دیگر است.یک سوم نهایی به برنامه های آموزشی اپراتور، استراتژی های عیب یابی و روش های عملیاتی خاص منحصر به هر تولید کننده لوله یا لوله اختصاص دارد.
ملاحظات شماره یک برای عملکرد کارآمد کارخانه هیچ ربطی به کارخانه ندارد.این ماده خام، بیشترین بهره را از آسیاب نورد می برد، به این معنی است که از هر کویل تغذیه شده به کارخانه نورد، بیشترین بهره را ببرید.با تصمیم خرید شروع می شود.
طول سیم پیچنلسون ابی، مدیر محصولات Abbey در Fives Bronx Inc، می‌گوید: «آسیاب‌های لوله زمانی رشد می‌کنند که کویل‌ها تا حد ممکن طولانی باشند.هر انتهای رول نیاز به جوش لب به لب دارد و هر جوش لب به لب یک ضایعات ایجاد می کند.
مشکل اینجاست که طولانی‌ترین کویل‌ها ممکن است بیشتر بفروشند، در حالی که کویل‌های کوتاه‌تر ممکن است با قیمت بهتری در دسترس باشند.ممکن است یک نماینده خرید بخواهد مقداری پول پس انداز کند، اما این دیدگاه افراد در تولید نیست.تقریباً همه کسانی که یک کارخانه را اداره می کنند موافق هستند که تفاوت قیمت باید زیاد باشد تا از دست دادن تولید ناشی از تعطیلی اضافی کارخانه جبران شود.
ابی می‌گوید یکی دیگر از ملاحظات، ظرفیت دیکویلر و هرگونه محدودیت دیگری در ورودی آسیاب است.ممکن است برای استفاده از خرید رول های بزرگتر، سرمایه گذاری روی تجهیزات ورودی قدرتمندتر برای رسیدگی به رول های بزرگتر و سنگین تر لازم باشد.
برش نیز یک عامل است، چه برش در خانه انجام شود یا برون سپاری.چرخ‌های چرخشی دارای حداکثر وزن و قطری هستند که می‌توانند از عهده آن برآیند، بنابراین تطابق بهینه بین چرخ‌شکن و چرخ‌شکن برای به حداکثر رساندن بهره‌وری بسیار مهم است.
بنابراین، تعامل چهار عامل است: اندازه و وزن رول، عرض مورد نیاز شکافنده، بهره‌وری دستگاه شکافنده و قدرت تجهیزات ورودی.
عرض و شرایط رول.در فروشگاه ناگفته نماند که رول ها باید دارای عرض و اندازه مناسب برای تولید محصول باشند، اما اشتباهاتی رخ می دهد.اپراتورهای کارخانه نورد اغلب می توانند عرض اندک زیر یا بیش از نوار را جبران کنند، اما این فقط یک درجه است.توجه دقیق به عرض مجموعه شکاف بسیار مهم است.
وضعیت لبه نوار فولادی نیز مهمترین مسئله است.به گفته مایکل استرند، رئیس T&H Lemont، عملکرد لبه ثابت بدون فرز یا هر ناهماهنگی دیگری برای حفظ یک جوش ثابت در طول نوار بسیار مهم است.سیم پیچ اولیه، باز کردن طولی و بازپیچ نیز کار می کند.کویل هایی که با دقت کار نمی شوند می توانند قوس شوند که این یک مشکل است.فرآیند شکل دهی که توسط مهندسان قالب نورد توسعه داده شده است، با یک نوار مسطح و نه منحنی شروع می شود.
ملاحظات ابزاریاستن گرین، مدیر کل SST Forming Roll Inc.، می گوید: «طراحی خوب قالب، بهره وری را به حداکثر می رساند.تامین کنندگان ابزار غلتکی متفاوت هستند و روش های پردازش لوله متفاوت است، بنابراین محصولات آنها نیز متفاوت است.بازده نیز متفاوت است.
وی گفت: شعاع سطح غلتک دائماً در حال تغییر است، بنابراین سرعت چرخش ابزار در کل سطح ابزار تغییر می کند.البته لوله فقط با یک سرعت از آسیاب عبور می کند.بنابراین، طراحی می تواند بر عملکرد تأثیر بگذارد.وی افزود که طراحی ضعیف وقتی ابزار نو است باعث هدر رفتن مواد می شود و با فرسودگی ابزار بدتر می شود.
برای آن دسته از شرکت‌هایی که آموزش و نگهداری ارائه نمی‌دهند، توسعه استراتژی برای بهینه‌سازی عملکرد کارخانه با اصول اولیه شروع می‌شود.
ابی گفت: "صرف نظر از نوع کارخانه و آنچه که تولید می کند، همه کارخانه ها دو چیز مشترک دارند - اپراتورها و روش های کاری."او گفت که بهره برداری از این مرکز با بیشترین ثبات ممکن به آموزش استاندارد و پایبندی به رویه های مکتوب بستگی دارد.ناهماهنگی در آموزش منجر به تفاوت در راه اندازی و عیب یابی می شود.
برای استفاده حداکثری از کارخانه، هر اپراتور باید از روش‌های راه‌اندازی و عیب‌یابی ثابت، اپراتور به اپراتور و شیفت به شیفت استفاده کند.هر گونه تفاوت رویه ای معمولاً شامل سوء تفاهم، عادت های بد، ساده سازی ها و راه حل ها می شود.این همیشه منجر به مشکلاتی در مدیریت مؤثر شرکت می شود.این مشکلات می تواند در داخل کشور ایجاد شود یا زمانی رخ دهد که یک اپراتور آموزش دیده از یک رقیب استخدام شود اما منبع آن بی ربط است.ثبات کلیدی است، از جمله اپراتورهایی که تجربه به ارمغان می آورند.
استرند گفت: «توسعه اپراتور آسیاب لوله سال‌ها طول می‌کشد و واقعاً نمی‌توانید به یک برنامه عمومی و یک‌اندازه تکیه کنید.هر شرکتی به یک برنامه آموزشی متناسب با کارخانه و عملیات خود نیاز دارد.
دن ونتورا، رئیس Ventura & Associates گفت: سه کلید برای عملکرد کارآمد عبارتند از: تعمیر و نگهداری ماشین، نگهداری مواد مصرفی و کالیبراسیون."این دستگاه دارای قطعات متحرک زیادی است - چه خود آسیاب باشد یا لوازم جانبی در ورودی یا خروجی، میز رقص یا هر چیز دیگری - تعمیر و نگهداری منظم برای حفظ آن در بهترین شرایط مهم است."
استرند موافقت کرد.او می گوید: «همه چیز با یک برنامه نگهداری پیشگیرانه شروع می شود.این بهترین فرصت را برای بهره برداری سودآور از کارخانه می دهد.اگر سازنده لوله فقط به مواقع اضطراری پاسخ دهد، از کنترل خارج می شود.بستگی به بحران بعدی دارد.»
ونتورا گفت: «همه تجهیزات در کارخانه باید تنظیم شوند.در غیر این صورت کارخانه ها یکدیگر را خواهند کشت.»
ونتورا گفت: "در بسیاری از موارد، زمانی که رول ها از عمر مفید خود فراتر می روند، سفت می شوند و در نهایت می شکنند."
ونتورا گفت: «اگر پنجره‌ها با تعمیر و نگهداری منظم در شرایط خوبی نگهداری نشوند، روزی می‌رسد که به تعمیر و نگهداری اضطراری نیاز خواهند داشت.او می‌گوید که اگر ابزارها نادیده گرفته می‌شدند، باید دو تا سه برابر مواد بیشتری برای تعمیر آن‌ها برداشته شود.همچنین زمان بیشتری می برد و هزینه بیشتری نیز دارد.
استرند خاطرنشان کرد که سرمایه گذاری در ابزارهای پشتیبان می تواند به جلوگیری از حوادث اضطراری کمک کند.اگر ابزاری به طور مکرر برای کارکردهای طولانی استفاده می شود، قطعات یدکی بیشتری نسبت به ابزاری که به ندرت برای کارکردهای کوتاه استفاده می شود مورد نیاز خواهد بود.قابلیت های ابزار نیز بر سطح انتظارات تاثیر می گذارد.دنده ها می توانند از ابزار آجدار جدا شوند و غلتک های جوشکاری به گرمای محفظه جوش تسلیم شوند، مشکلاتی که در شکل گیری و کالیبره کردن غلتک ها مشکلی ایجاد نمی کند.
او گفت: «تعمیر و نگهداری منظم برای تجهیزات خوب است و تراز مناسب برای محصولی که تولید می کند خوب است.اگر نادیده گرفته شود، کارگران کارخانه زمان بیشتری را صرف تلاش برای جبران می کنند.زمانی که می‌توان صرف ساخت محصولی با کیفیت بالا کرد که در بازار مورد تقاضا است.این دو عامل به قدری مهم هستند، اما اغلب نادیده گرفته می شوند یا نادیده گرفته می شوند، که ونتورا معتقد است بهترین فرصت را برای بهره گیری از یک کارخانه، به حداکثر رساندن بهره وری و به حداقل رساندن ضایعات فراهم می کند.
ونتورا تعمیر و نگهداری کارخانه ها و مواد مصرفی را مساوی با تعمیر و نگهداری وسایل نقلیه می داند.هیچ کس قرار نیست ماشینی را بین چند ده هزار مایل بین تعویض روغن و لاستیک بکشد.این امر منجر به تعمیرات یا حوادث پرهزینه، همچنین برای گیاهانی که نگهداری ضعیفی دارند، خواهد شد.
وی گفت که بررسی های دوره ای ابزارها پس از هر پرتاب نیز ضروری است.ابزارهای بازرسی می توانند مشکلاتی مانند ریزترک ها را آشکار کنند.شناسایی چنین آسیبی بلافاصله پس از خارج شدن ابزار از دستگاه، به جای قبل از نصب آن برای عبور بعدی، زمان بیشتری را برای ساخت ابزار جایگزین می دهد.
گرین گفت: «برخی شرکت‌ها در طول تعطیلی‌های برنامه‌ریزی‌شده به‌طور عادی کار می‌کنند.او می‌دانست که در چنین مواقعی مواجهه با تعطیلات برنامه‌ریزی‌شده دشوار خواهد بود، اما خاطرنشان کرد که بسیار خطرناک است.شرکت های حمل و نقل و باربری یا پر بار هستند یا کمبود نیرو یا هر دو، بنابراین این روزها تحویل به موقع انجام نمی شود.
"اگر چیزی در کارخانه خراب شد و مجبور به سفارش جایگزینی باشید، برای تحویل گرفتن آن چه کاری انجام می دهید؟"- او درخواست کرد.البته حمل هوایی همیشه امکان پذیر است، اما ممکن است هزینه های ارسال را افزایش دهد.
تعمیر و نگهداری آسیاب ها و رول ها تنها به دنبال پیروی از برنامه نگهداری نیست، بلکه در راستای همسویی برنامه نگهداری با برنامه تولید است.
وسعت و عمق تجربه در هر سه زمینه مهم است - عملیات، عیب یابی و نگهداری.وارن ویتمن، معاون واحد تجاری T&H Lemont's Die and Die، می‌گوید شرکت‌هایی که تنها یک یا دو کارخانه تولید لوله برای استفاده شخصی دارند، معمولاً تعداد کمی از افراد برای نگهداری آسیاب و مرگ دارند.حتی اگر پرسنل تعمیر و نگهداری آگاه باشند، دپارتمان‌های کوچک در مقایسه با بخش‌های تعمیر و نگهداری بزرگ‌تر حاشیه تجربه کمی دارند و کارمندان کوچک‌تر را در مضیقه قرار می‌دهند.اگر شرکت دپارتمان مهندسی نداشته باشد، بخش خدمات باید به تنهایی عیب یابی و تعمیر کند.
به گفته Strand، آموزش کارکنان عملیات و تعمیر و نگهداری در حال حاضر بیش از هر زمان دیگری اهمیت دارد.موج بازنشستگی های مرتبط با افزایش سن به این معنی است که بسیاری از دانش قبیله ای که زمانی به شرکت ها کمک می کرد تا فراز و نشیب های خود را طی کنند، در حال کاهش است.در حالی که بسیاری از تولید کنندگان لوله هنوز هم می توانند به توصیه ها و راهنمایی های تامین کنندگان تجهیزات تکیه کنند، حتی این تجربه به اندازه گذشته عالی نیست و در حال کاهش است.
فرآیند جوشکاری به اندازه هر فرآیند دیگری که در ساخت لوله یا لوله انجام می شود مهم است و نقش دستگاه جوش را نمی توان دست کم گرفت.
جوش القایی.پراسک گفت: «امروز، حدود دو سوم سفارش‌های ما برای بازسازی است.آنها معمولاً جوشکارهای قدیمی و مشکل ساز را جایگزین می کنند.در حال حاضر، توان عملیاتی محرک اصلی است.»
به گفته او، خیلی ها به دلیل دیر بیرون آمدن خام از هشت توپ عقب افتادند.او گفت: «معمولاً وقتی مواد در نهایت می رسد، جوشکار آن را ترک می کند.تعداد شگفت انگیزی از تولیدکنندگان لوله و لوله حتی از ماشین آلات مبتنی بر فناوری لوله خلاء استفاده می کنند، به این معنی که آنها از ماشین هایی استفاده می کنند که حداقل 30 سال عمر دارند.دانش در تعمیر و نگهداری چنین ماشین‌هایی زیاد نیست و یافتن لوله‌های جایگزین برای خود دشوار است.
مشکل سازندگان لوله و لوله که هنوز از آنها استفاده می کنند، سن آنهاست.آنها به طور فاجعه آمیزی شکست نمی خورند، بلکه به آرامی تنزل می یابند.یکی از راه حل ها استفاده کمتر از حرارت جوشکاری و کاهش سرعت نورد برای جبران آن است که به راحتی می توان از هزینه سرمایه گذاری در تجهیزات جدید جلوگیری کرد.این توهم را ایجاد می کند که همه چیز مرتب است.
به گفته پراسک، سرمایه گذاری در یک منبع برق جدید برای جوشکاری القایی می تواند مصرف برق تاسیسات را به میزان قابل توجهی کاهش دهد.برخی از ایالت‌ها، به‌ویژه آن‌هایی که دارای جمعیت زیاد و شبکه‌های شلوغ هستند، پس از خرید تجهیزات کارآمد انرژی، تخفیف‌های سخاوتمندانه ارائه می‌دهند.وی افزود: انگیزه دوم برای سرمایه گذاری در محصولات جدید، پتانسیل توانمندی های جدید تولیدی است.
پراسک گفت: "اغلب، یک جوشکار جدید بسیار کارآمدتر از یک جوشکار قدیمی است و می تواند هزاران دلار را با ارائه توان جوشکاری بیشتر بدون ارتقاء برق صرفه جویی کند."
تراز سلف و مقاومت نیز بسیار مهم است.جان هولدرمن، مدیر کل مواد مصرفی EHE می گوید که یک تله کویل با اندازه و نصب مناسب موقعیت بهینه ای نسبت به چرخ جوش دارد و نیاز به فاصله مناسب و دائمی در اطراف لوله دارد.در صورت تنظیم نادرست، سیم پیچ پیش از موعد از کار می افتد.
عملکرد مسدود کننده ساده است - جریان الکتریسیته را مسدود می کند، آن را به لبه نوار هدایت می کند - و مانند هر چیز دیگری در یک کارخانه نورد، موقعیت یابی بسیار مهم است.محل صحیح بالای جوش است، اما این تنها مورد توجه نیست.نصب بسیار مهم است.اگر به سنبه ای متصل شود که به اندازه کافی قوی نیست، موقعیت بولارد ممکن است تغییر کند و در واقع ID را در امتداد پایین لوله بکشد.
با بهره گیری از روندها در مواد مصرفی جوشکاری، مفاهیم کویل اسپلیت می تواند تأثیر قابل توجهی بر زمان کارکرد کارخانه داشته باشد.
هولدرمن گفت: "آسیاب های با قطر بزرگ برای مدت طولانی از طرح های مارپیچ تقسیم شده استفاده می کردند."وی گفت: تعویض سیم پیچ القایی داخلی مستلزم برش لوله، تعویض سیم پیچ و برش مجدد آن در دستگاه فرز است.طراحی کویل دو تکه باعث صرفه جویی در زمان و تلاش می شود.
او گفت: «آنها به دلیل ضرورت در کارخانه های نورد بزرگ استفاده می شدند، اما برای اعمال این اصل در کویل های کوچک نیاز به مهندسی فانتزی داشت.تولیدکنندگان به سادگی چیزی برای کار با آن ندارند.او گفت: "قرقره کوچک و دو تکه دارای سخت افزار ویژه و یک پایه هوشمند است."
با توجه به فرآیند خنک‌سازی امپدانس، تولیدکنندگان لوله و لوله دو گزینه اصلی دارند: یک سیستم خنک‌کننده مرکزی برای نیروگاه، یا یک سیستم تامین آب اختصاصی جداگانه که می‌تواند پرهزینه باشد.
هولدرمن گفت: «بهتر است مقاومت را با خنک کننده تمیز خنک کنید.برای این منظور، یک سرمایه گذاری کوچک در یک سیستم فیلتراسیون امپدانس خنک کننده خاص آسیاب نورد می تواند عمر امپدانس را به میزان قابل توجهی افزایش دهد.
خنک‌کننده معمولاً روی مانع‌کننده‌ها استفاده می‌شود، اما خنک‌کننده می‌تواند فلز ریز را جذب کند.علیرغم تمام تلاش ها برای به دام انداختن ذرات کوچک در فیلتر مرکزی یا استفاده از سیستم مغناطیسی مرکزی برای به دام انداختن آنها، برخی از آنها از آن عبور کرده و وارد مسدود کننده شدند.اینجا جای پودر فلز نیست.
هالدمن گفت: "آنها در میدان القایی گرم می شوند و از طریق بدنه مقاومت و فریت می سوزند و باعث خرابی زودهنگام و سپس خاموش شدن برای جایگزینی مقاومت می شوند."آنها همچنین روی تله کویل جمع می شوند و در نهایت باعث آسیب قوس می شوند.