Майкл Келли, Allied PhotoChemical және Дэвид Хагуд, Finishing Technology Solutions
Құбырлар мен түтіктерді өндіру процесінде барлық ұшпа органикалық қосылыстарды (ҰОҚ) дерлік жою мүмкіндігін елестетіп көріңіз, бұл жылына 10 000 фунт ҰОҚ-ға тең. Сондай-ақ, өнімділігі жоғары және бөлшек/сызықтық фут үшін аз шығынмен жоғары жылдамдықпен өндіруді елестетіп көріңіз.
Солтүстік Америка нарығында тиімдірек және оңтайландырылған өндіріске көшудің кілті тұрақты өндіріс процестері болып табылады. Тұрақтылықты әртүрлі жолдармен өлшеуге болады:
ҰОК-тың азаюы
Аз энергия тұтыну
Оңтайландырылған еңбек күші
Жылдам өндіріс көлемі (аз шығынмен көбірек)
Капиталды тиімдірек пайдалану
Сонымен қатар, жоғарыда аталғандардың көптеген комбинациялары
Жақында жетекші түтік өндірушісі өзінің жабу операциялары үшін жаңа стратегияны енгізді. Өндірушінің бұрынғы жабу платформалары су негізінде жасалған, оларда ұшқыш органикалық қосылыстар көп және сонымен қатар жанғыш болып келеді. Енгізілген тұрақты жабу платформасы 100% қатты ультракүлгін (УК) жабу технологиясы болды. Бұл мақалада тұтынушының бастапқы мәселесі, УК жабу процесі, жалпы процесті жақсарту, шығындарды үнемдеу және ұшқыш органикалық қосылыстардың азаюы қорытындыланған.
Құбыр өндірісіндегі жабын операциялары
Өндіруші 1a және 1b суреттерінде көрсетілгендей, су негізіндегі жабын жасау процесін қолданды, бұл кейіннен шашыраңқылық қалдырды. Бұл процесс жабын материалдарының ысырап болуына ғана емес, сонымен қатар ұшқыш органикалық қосылыстардың әсерін және өрт қаупін арттыратын цех алаңында қауіп тудырды. Сонымен қатар, тұтынушы қазіргі су негізіндегі жабын жасау операциясымен салыстырғанда жабынның өнімділігін жақсартқысы келді.
Көптеген сала мамандары су негізіндегі жабындарды ультракүлгін жабындармен тікелей салыстырғанымен, бұл шынайы салыстыру емес және жаңылыстыруы мүмкін. Нақты ультракүлгін жабын - ультракүлгін жабындарды қолдану процесінің бір бөлігі.
1-сурет. Жобаға қатысу процесі
УК - бұл процесс
УК - бұл айтарлықтай экологиялық артықшылықтарды, жалпы процесті жақсартуды, өнімнің өнімділігін жақсартуды және иә, сызықтық футқа жабын үнемдеуді ұсынатын процесс. УК жабын жобасын сәтті жүзеге асыру үшін УК үш негізгі компоненттен тұратын процесс ретінде қарастырылуы керек - 1) тұтынушы, 2) УК қолдану және қатайту жабдықтарының интеграторы және 3) жабындар технологиясы бойынша серіктес.
Осы үшеуі де ультракүлгін жабын жүйесін сәтті жоспарлау және енгізу үшін өте маңызды. Сонымен, жобаны жүзеге асырудың жалпы процесін қарастырайық (1-сурет). Көп жағдайда бұл күш-жігерді ультракүлгін жабын технологиясы бойынша серіктес басқарады.
Кез келген сәтті жобаның кілті - икемділікпен және әртүрлі тұтынушылар мен олардың өтінімдеріне бейімделу мүмкіндігімен нақты анықталған өзара әрекеттесу қадамдарының болуы. Бұл жеті өзара әрекеттесу кезеңі тұтынушымен жобаның сәтті өзара әрекеттесуінің негізі болып табылады: 1) жалпы процесті талқылау; 2) инвестицияның кірістілігін талқылау; 3) өнімнің сипаттамалары; 4) жалпы процестің сипаттамасы; 5) үлгілік сынақтар; 6) RFQ / жалпы жобаның сипаттамасы; және 7) үздіксіз байланыс.
Бұл қатысу кезеңдерін тізбектей орындауға болады, кейбіреулері бір уақытта болуы мүмкін немесе оларды бір-бірімен алмастыруға болады, бірақ олардың барлығын аяқтау қажет. Бұл кіріктірілген икемділік қатысушылар үшін ең жоғары табысқа жету мүмкіндігін береді. Кейбір жағдайларда, жабын технологиясының барлық түрлерінде құнды салалық тәжірибесі бар, бірақ ең бастысы, ультракүлгін сәулелену процесінің мықты тәжірибесі бар ресурс ретінде ультракүлгін сәулелену процесінің маманын тартқан дұрыс. Бұл маман барлық мәселелерді шеше алады және жабын технологияларын дұрыс және әділ бағалау үшін бейтарап ресурс ретінде әрекет ете алады.
1-кезең. Жалпы процесті талқылау
Бұл жерде тұтынушының ағымдағы процесі туралы бастапқы ақпарат алмасылады, ағымдағы орналасу мен оң/теріс жақтары нақты анықталады. Көп жағдайда өзара ақпаратты жарияламау туралы келісім (NDA) жасалуы керек. Содан кейін процесті жақсартудың нақты мақсаттары анықталуы керек. Оларға мыналар кіруі мүмкін:
Тұрақтылық – ұшқыш органикалық қосылыстардың азаюы
Еңбек күшін азайту және оңтайландыру
Жақсартылған сапа
Желі жылдамдығының артуы
Еден кеңістігін азайту
Энергия шығындарын шолу
Жабын жүйесінің техникалық қызмет көрсетуге жарамдылығы – қосалқы бөлшектер және т.б.
Әрі қарай, осы анықталған процесті жақсарту негізінде нақты көрсеткіштер анықталады.
2-кезең. Инвестицияның қайтарымдылығын (ROI) талқылау
Жобаның бастапқы кезеңдегі инвестициялық кірістілігін түсіну маңызды. Жобаны бекіту үшін қажетті деңгей егжей-тегжейлі болмауы керек, бірақ тапсырыс беруші ағымдағы шығындардың нақты жоспарын білуі керек. Оларға өнімнің бір бөлігінің құны, бір футқа шаққандағы құны және т.б.; энергия шығындары; зияткерлік меншік (ЗМ) шығындары; сапа шығындары; оператор/техникалық қызмет көрсету шығындары; тұрақтылық шығындары; және капитал құны кіруі керек. (Инвестициялық кірістілік калькуляторларына қол жеткізу үшін осы мақаланың соңын қараңыз.)
3-кезең. Өнімнің сипаттамасын талқылау
Бүгінгі таңда өндірілетін әрбір өнім сияқты, өнімнің негізгі сипаттамалары бастапқы жобалық талқылауларда анықталады. Жабын қолдануына келетін болсақ, бұл өнім сипаттамалары өндірістік қажеттіліктерді қанағаттандыру үшін уақыт өте келе дамыды және әдетте тапсырыс берушінің ағымдағы жабу процесімен сәйкес келмейді. Біз мұны «бүгін және ертең» деп атаймыз. Бұл ағымдағы өнім сипаттамаларын түсіну (қазіргі жабумен сәйкес келмеуі мүмкін) мен болашақтағы нақты қажеттіліктерді анықтау арасындағы тепе-теңдік әрекеті (бұл әрқашан тепе-теңдік әрекеті).
4-кезең. Жалпы процестің сипаттамалары
2-сурет. Су негізіндегі жабындар процесінен ультракүлгін жабындар процесіне ауысқан кездегі процесті жақсартуға болатын мүмкіндіктер
Тапсырыс беруші ағымдағы процесті, сондай-ақ қолданыстағы тәжірибелердің оң және теріс жақтарын толық түсініп, анықтауы керек. Бұл УК жүйелерінің интеграторы үшін түсінуі маңызды, сондықтан жаңа УК жүйесін жобалау кезінде жақсы жүріп жатқан және жақсы жүріп жатқан нәрселерді ескеруге болады. Дәл осы жерде УК процесі жабындарды жағу жылдамдығын арттыру, еден кеңістігіне қойылатын талаптарды азайту және температура мен ылғалдылықты төмендету сияқты маңызды артықшылықтарды ұсынады (2-суретті қараңыз). Тапсырыс берушінің өндірістік нысанына бірлесіп бару ұсынылады және тұтынушының қажеттіліктері мен талаптарын түсіну үшін тамаша негіз болып табылады.
5-кезең. Демонстрация және сынақ жүргізулері
Тапсырыс беруші мен ультракүлгін жүйелер интеграторы жабын жеткізуші нысанына да баруы керек, бұл тапсырыс берушінің ультракүлгін жабынмен жабу процесін модельдеуге барлығының қатысуына мүмкіндік береді. Осы уақыт ішінде келесі іс-шаралар өткізілген кезде көптеген жаңа идеялар мен ұсыныстар пайда болады:
Модельдеу, үлгілер және сынақтар
Бәсекеге қабілетті жабын өнімдерін сынау арқылы эталон
Ең жақсы тәжірибелерді қарап шығыңыз
Сапаны сертификаттау рәсімдерін қарап шығыңыз
УК интеграторларымен танысыңыз
Алдағы іс-қимыл жоспарын егжей-тегжейлі әзірлеу
6-кезең. RFQ / Жобаның жалпы сипаттамасы
Тапсырыс берушінің RFQ құжатында процесті талқылауларда анықталғандай, жаңа ультракүлгін жабынмен жұмыс істеуге қатысты барлық тиісті ақпарат пен талаптар болуы керек. Құжатта ультракүлгін жабын технологиясы компаниясы анықтаған ең жақсы тәжірибелер, соның ішінде жабынды сумен қапталған жылу жүйесі арқылы мылтық ұшына дейін қыздыру; сумканы қыздыру және араластыру; және жабын шығынын өлшеуге арналған таразылар болуы мүмкін.
7-кезең. Үздіксіз байланыс
Тұтынушы, ультракүлгін сәуле интеграторы және ультракүлгін сәулелермен жұмыс істейтін компания арасындағы байланыс құралдары өте маңызды және оларды қолдау қажет. Бүгінгі технология тұрақты Zoom/конференция қоңырауларын жоспарлауды және қатысуды өте ыңғайлы етеді. УК жабдықтары немесе жүйесі орнатылып жатқанда ешқандай тосынсыйлар болмауы керек.
Құбыр өндірушісі қол жеткізген нәтижелер
Кез келген ультракүлгін жабын жобасында қарастырылатын маңызды мәселе - жалпы шығындарды үнемдеу. Бұл жағдайда өндіруші энергия шығындарын, еңбек шығындарын және жабындарға жұмсалатын шығын материалдарын қоса алғанда, бірнеше салада үнемдеуге қол жеткізді.
Энергия шығындары – Микротолқынды пешпен жұмыс істейтін ультракүлгін және индукциялық жылыту
Әдеттегі су негізіндегі жабындар жүйелерінде түтікті индукциялық қыздыруға дейін немесе одан кейін қыздыру қажет. Индукциялық жылытқыштар қымбат, көп энергия тұтынады және техникалық қызмет көрсетуде айтарлықтай қиындықтарға тап болуы мүмкін. Сонымен қатар, су негізіндегі ерітінді микротолқынды ультракүлгін шамдар пайдаланатын 90 кВт-қа қарсы 200 кВт индукциялық жылытқыштың энергия тұтынуын қажет етті.
1-кесте. Индукциялық қыздыру жүйесімен салыстырғанда 10 шамды микротолқынды ультракүлгін жүйені пайдалану арқылы сағатына 100 кВт-тан астам үнемдеу
1-кестеде көрсетілгендей, құбыр өндірушісі ультракүлгін жабын технологиясын енгізгеннен кейін сағатына 100 кВт-тан астам үнемдеуге қол жеткізді, сонымен қатар энергия шығындарын жылына 71 000 АҚШ долларынан астамға азайтты.
3-сурет. Электр энергиясының жылдық үнемдеуінің иллюстрациясы
Энергия тұтынудың осылайша азаюына байланысты шығындарды үнемдеу электр энергиясының шамамен 14,33 цент/кВт/сағ құнына негізделіп бағаланды. Жылына 50 апта бойы (аптасына бес күн, ауысымда 20 сағат) екі ауысымда есептелген энергия тұтынудың 100 кВт/сағ төмендеуі 3-суретте көрсетілгендей, 71 650 АҚШ долларын үнемдеуге әкеледі.
Еңбек шығындарын азайту – операторлар және техникалық қызмет көрсету
Өндіріс кәсіпорындары еңбек шығындарын бағалауды жалғастырған сайын, ультракүлгін сәулелену процесі оператор мен техникалық қызмет көрсетуге кететін жұмыс уақытына қатысты ерекше үнемдеуді ұсынады. Су негізіндегі жабындармен ылғалды жабын материалды өңдеу жабдықтарында ағып жатқанда қатып қалуы мүмкін, оны ақырында алып тастау керек.
Өндіріс нысанының операторлары материалды өңдеу жабдықтарынан су негізіндегі жабынды кетіруге/тазалауға аптасына барлығы 28 сағат жұмсады.
Шығындарды үнемдеуден басқа (шамамен 28 жұмыс сағаты x сағатына $36 [ауыртпалық] = аптасына $1,008.00 немесе жылына $50,400), операторлар үшін физикалық еңбек талаптары көңіл көншітпейтін, уақытты қажет ететін және мүлдем қауіпті болуы мүмкін.
Тапсырыс беруші әр тоқсан үшін жабынды тазалауды мақсат етті, еңбек шығындары тоқсанына 1900 АҚШ долларын, сонымен қатар жабынды кетіру шығындарын қосып, жалпы сомасы 2500 АҚШ долларын құрады. Жылдық жалпы үнемдеу 10 000 АҚШ долларын құрады.
Жабын үнемдеу – су негізіндегі және ультракүлгін сәулелер
Тапсырыс берушінің учаскесінде құбыр өндірісі айына 12 000 тонна диаметрі 9,625 дюйм болатын құбырды құрады. Қысқаша айтқанда, бұл шамамен 570 000 сызықтық фут / ~ 12 700 дана. Жаңа ультракүлгін жабын технологиясын қолдану процесіне әдеттегі қалыңдығы 1,5 миль болатын жоғары көлемді/төмен қысымды бүріккіш пистолеттер кірді. Қаттыландыру Heraeus ультракүлгін микротолқынды шамдарын пайдалану арқылы жүзеге асырылды. Жабын шығындары мен тасымалдау/ішкі өңдеу шығындарындағы үнемдеу 2 және 3 кестелерде қорытындыланған.
2-кесте. Жабын құнын салыстыру – сызықтық футқа шаққандағы УК және су негізіндегі жабындар
3-кесте. Кіріс тасымалдау шығындарын азайту және учаскеде материалдарды өңдеуді азайту арқылы қосымша үнемдеу
Сонымен қатар, материалдық және еңбек шығындарын үнемдеуге және өндіріс тиімділігін арттыруға болады.
УК жабындары қайта өңделетін (су негізіндегі жабындар қайта өңделмейді), бұл кем дегенде 96% тиімділікті қамтамасыз етеді.
Операторлар қолданбалы жабдықты тазалауға және күтіп ұстауға аз уақыт жұмсайды, себебі УК жабыны жоғары қарқынды УК энергиясына ұшырамайынша кебпейді.
Өндіріс жылдамдығы жоғарырақ, және тұтынушы өндіріс жылдамдығын минутына 100 футтан минутына 150 футқа дейін – 50%-ға арттыру мүмкіндігіне ие.
УК технологиялық жабдығында әдетте өндіріс сағаттары бойынша бақыланатын және жоспарланатын кіріктірілген жуу циклі болады. Мұны тұтынушының қажеттіліктеріне сәйкес реттеуге болады, бұл жүйені тазалау үшін аз жұмыс күшін қажет етеді.
Бұл мысалда тұтынушы жылына 1 277 400 АҚШ доллары көлемінде шығындарды үнемдеді.
ҰОК-тың азаюы
4-суретте көрсетілгендей, УК жабын технологиясын енгізу ұшқыш органикалық қосылыстарды да азайтты.
4-сурет. УК жабынын қолдану нәтижесінде ұшқыш органикалық қосылыстардың (VOC) азаюы
Қорытынды
УК жабындары технологиясы құбыр өндірушілеріне жабын жұмыстарында ұшқыш органикалық қосылыстарды іс жүзінде жоюға мүмкіндік береді, сонымен қатар өнімділікті және өнімнің жалпы өнімділігін жақсартатын тұрақты өндіріс процесін қамтамасыз етеді. УК жабындары жүйелері сонымен қатар шығындарды айтарлықтай үнемдеуге мүмкіндік береді. Осы мақалада айтылғандай, тұтынушының жалпы үнемдеуі жылына 1 200 000 АҚШ долларынан асты, сонымен қатар 154 000 фунттан астам ұшқыш органикалық қосылыстар шығарындыларын жойды.
Қосымша ақпарат алу және ROI калькуляторларына қол жеткізу үшін www.alliedphotochemical.com/roi-calculators/ сайтына кіріңіз. Қосымша процестерді жақсарту және ROI калькуляторының мысалы үшін www.uvebtechnology.com сайтына кіріңіз.
БҮЙІРЛІК ТАҚТА
УК жабын процесінің тұрақтылығы / қоршаған ортаға пайдасы:
Ұшқыш органикалық қосылыстар (ҰОҚ) жоқ
Қауіпті ауа ластаушылары жоқ (HAPs)
Жанбайтын
Еріткіштер, сулар немесе толтырғыштар жоқ
Ылғалдылық немесе температура өндірісінде ешқандай мәселелер жоқ
УК жабындары ұсынатын жалпы процесті жақсарту:
Өнімнің өлшеміне байланысты минутына 800-ден 900 футқа дейінгі жылдам өндіріс жылдамдығы
35 футтан аз физикалық із (сызықтық ұзындық)
Жұмыс процесінің минималды ұзақтығы
Кептіруден кейінгі күтімді қажет етпейтін лезде кебеді
Төменгі жағында ылғалды жабынмен проблемалар жоқ
Температура немесе ылғалдылық мәселелеріне байланысты жабынды реттеудің қажеті жоқ
Ауысым ауыстыру, техникалық қызмет көрсету немесе демалыс күндері жұмыс істемеу кезінде арнайы өңдеу/сақтау жұмыстары жүргізілмейді
Операторлармен және техникалық қызмет көрсетумен байланысты жұмыс күші шығындарын азайту
Шамадан тыс шашырауды қалпына келтіру, қайта сүзу және жабын жүйесіне қайта енгізу мүмкіндігі
УК жабындарымен өнімнің өнімділігі жақсарды:
Ылғалдылықты тексеру нәтижелері жақсарды
Тұзды тұманды сынаудың тамаша нәтижелері
Қаптаманың қасиеттері мен түсін реттеу мүмкіндігі
Мөлдір жабындар, металл және түрлі-түсті бояулар қолжетімді
ROI калькуляторында көрсетілгендей, сызықтық аяқ жабынының төмен құны:
Жарияланған уақыты: 2023 жылғы 14 желтоқсан
