Майкл Келли, Allied PhotoChemical және Дэвид Хэгуд, Finishing Technology Solutions
Құбырлар мен түтіктерді өндіру процесінде жылына 10 000 фунт VOC-қа тең болатын барлық дерлік VOC-терді (ұшпа органикалық қосылыстар) жою мүмкіндігін елестетіп көріңіз. Сондай-ақ, өнімділігі жоғарырақ және бір бөлікке / сызықтық футқа аз шығынмен жылдамырақ жылдамдықпен өндіруді елестетіп көріңіз.
Тұрақты өндірістік процестер Солтүстік Америка нарығында тиімдірек және оңтайландырылған өндіріске жетудің кілті болып табылады. Тұрақтылықты әртүрлі тәсілдермен өлшеуге болады:
VOC төмендеуі
Қуатты аз тұтыну
Оңтайландырылған жұмыс күші
Өндірістің жылдамырақ шығуы (азырақ көп)
Капиталды тиімдірек пайдалану
Сонымен қатар, жоғарыда аталғандардың көптеген комбинациясы
Жақында жетекші түтік өндірушісі жабу операцияларының жаңа стратегиясын енгізді. Өндірушінің алдыңғы жабын платформалары су негізіндегі болды, оларда жоғары VOC бар және сонымен қатар жанғыш. Орнатылған тұрақты жабын платформасы 100% қатты заттар ультракүлгін (УК) жабын технологиясы болды. Бұл мақалада тұтынушының бастапқы мәселесі, ультракүлгін бояу процесі, жалпы процесті жақсарту, шығындарды үнемдеу және VOC азайту қысқаша сипатталған.
Түтік өндірісіндегі қаптау операциялары
Өндіруші 1a және 1b суреттерінде көрсетілгендей, су негізіндегі жабын процесін қолданды. Процесс жабын материалдарының ысырап болуына әкеліп қана қоймай, сонымен қатар VOC әсерін және өрт қаупін арттыратын цехқа қауіп тудырды. Бұған қоса, тұтынушы қазіргі су негізіндегі жабынмен салыстырғанда жақсартылған жабын өнімділігін қалайды.
Көптеген сала мамандары су негізіндегі жабындарды ультракүлгін жабындармен тікелей салыстырса да, бұл шынайы салыстыру емес және жаңылыстыруы мүмкін. Нақты ультракүлгін жабын ультракүлгін жабындар процесінің ішкі жиынтығы болып табылады.
Сурет 1. Жобаға қатысу процесі
УК – бұл процесс
Ультракүлгін сәулелену - бұл қоршаған ортаны қорғаудың маңызды артықшылықтарын, жалпы процесті жақсартуды, өнімнің өнімділігін жақсартуды және иә, иә, бір сызықтық жабынды үнемдеуді ұсынатын процесс. Ультракүлгін жабындар жобасын сәтті жүзеге асыру үшін ультракүлгін сәулені үш негізгі құрамдас бөлігі бар процесс ретінде қарастыру керек – 1) тұтынушы, 2) ультракүлгін сәулелерді қолдану және емдеу жабдығы интеграторы және 3) жабындар технологиясы бойынша серіктес.
Осы үшеуі де ультракүлгін жабын жүйесін сәтті жоспарлау және енгізу үшін өте маңызды. Сонымен, жобаны тартудың жалпы процесін қарастырайық (1-сурет). Көп жағдайда бұл әрекетті ультракүлгін жабын технологиясы бойынша серіктес басқарады.
Кез келген сәтті жобаның кілті кіріктірілген икемділік пен тұтынушылардың әртүрлі түрлеріне және олардың қолданбаларына бейімделу мүмкіндігі бар, нақты анықталған келісім қадамдарына ие болу болып табылады. Келісімшарттың осы жеті кезеңі тапсырыс берушімен жобаны сәтті іске асырудың негізі болып табылады: 1) процесті жалпы талқылау; 2) ROI талқылауы; 3) өнімнің техникалық сипаттамалары; 4) процестің жалпы сипаттамасы; 5) сынақ үлгілері; 6) RFQ/жобаның жалпы сипаттамасы; және 7) жалғастырылатын байланыс.
Бұл келісім кезеңдерін жүйелі түрде орындауға болады, кейбіреулері бір уақытта орын алуы мүмкін немесе оларды алмастыруға болады, бірақ олардың барлығын аяқтау қажет. Бұл кірістірілген икемділік қатысушылар үшін табысқа жетудің ең жоғары мүмкіндігін береді. Кейбір жағдайларда ультракүлгін сәулелену технологиясының барлық түрлерінде құнды салалық тәжірибесі бар ресурс ретінде ультракүлгін сәулелену процесі бойынша сарапшыны тарту жақсы болуы мүмкін, бірақ ең бастысы, ультракүлгін сәулелену процесінің күшті тәжірибесі. Бұл сарапшы барлық мәселелерді шеше алады және жабу технологияларын дұрыс және әділ бағалау үшін бейтарап ресурс ретінде әрекет ете алады.
1-кезең. Жалпы процесті талқылау
Дәл осы жерде ағымдағы орналасудың нақты анықтамасы мен оң/терістері нақты анықталған тұтынушының ағымдағы процесі туралы бастапқы ақпарат алмасады. Көптеген жағдайларда ақпаратты жарияламау туралы өзара келісім (NDA) болуы керек. Содан кейін процесті жақсартудың нақты анықталған мақсаттары анықталуы керек. Олар мыналарды қамтуы мүмкін:
Тұрақтылық – VOC азайту
Еңбекті азайту және оңтайландыру
Жақсартылған сапа
Желі жылдамдығының артуы
Еден кеңістігін азайту
Энергия шығындарына шолу
Қаптау жүйесінің техникалық қызмет көрсетуі – қосалқы бөлшектер және т.б.
Одан кейін осы анықталған процесті жақсартулар негізінде арнайы көрсеткіштер анықталады.
2-кезең. Инвестициялардың қайтарымы (ROI) талқылауы
Бастапқы кезеңде жобаның ROI мәнін түсіну маңызды. Егжей-тегжейлі деңгей жобаны мақұлдау үшін қажетті деңгейде болуы міндетті емес, тапсырыс берушіде ағымдағы шығындардың нақты схемасы болуы керек. Олар бір өнімге, бір сызықтық футқа және т.б. шығындарды қамтуы керек; энергия шығындары; зияткерлік меншік (IP) шығындары; сапа шығындары; оператор / қызмет көрсету шығындары; тұрақтылық шығындары; және капитал құны. (ROI калькуляторларына қол жеткізу үшін осы мақаланың соңын қараңыз.)
3-кезең. Өнімнің спецификациясын талқылау
Бүгінгі таңда шығарылатын әрбір өнім сияқты, негізгі өнімнің техникалық сипаттамалары жобаның бастапқы талқылауларында анықталады. Қаптау қолданбаларына келетін болсақ, бұл өнім сипаттамалары уақыт өте келе өндірістік қажеттіліктерді қанағаттандыру үшін дамыды және әдетте тұтынушының ағымдағы жабу процесіне сәйкес келмейді. Біз оны «бүгін және ертең» деп атаймыз. Бұл ағымдағы өнімнің техникалық сипаттамаларын түсіну (бұл ағымдағы жабынға сәйкес келмеуі мүмкін) және шынайы болашақ қажеттіліктерді анықтау (әрқашан теңдестіру актісі) арасындағы теңгерім әрекеті.
4-кезең. Жалпы процестің техникалық сипаттамалары
Сурет 2. Су негізіндегі жабындар процесінен ультракүлгін жабындар процесіне көшу кезінде қолжетімді процесті жақсартулар
Тұтынушы қолданыстағы тәжірибелердің оң және теріс жақтарымен бірге ағымдағы процесті толық түсінуі және анықтауы керек. Бұл ультракүлгін сәулелену жүйелерінің интеграторы үшін түсіну үшін маңызды, сондықтан жақсы болып жатқан нәрселерді және болмайтын нәрселерді жаңа УК жүйесін жобалауда қарастыруға болады. Дәл осы жерде ультракүлгін сәулелену процесі жабу жылдамдығын арттыру, еден кеңістігіне қойылатын талаптарды азайту және температура мен ылғалдылықты төмендетуді қамтитын маңызды артықшылықтарды ұсынады (2-суретті қараңыз). Тұтынушының өндірістік нысанына бірлесіп бару өте ұсынылады және тұтынушының қажеттіліктері мен талаптарын түсіну үшін тамаша негіз береді.
5-кезең. Демонстрация және сынақ жүгірулері
Әр адамға тапсырыс берушінің ультракүлгін бояу процесін модельдеуге қатысуға мүмкіндік беру үшін жабындарды жеткізуші мекемеге тапсырыс беруші мен УК жүйелер интеграторы да баруы керек. Осы уақыт ішінде көптеген жаңа идеялар мен ұсыныстар келесі іс-шаралар орындалатындықтан пайда болады:
Модельдеу, үлгілер және сынақтар
Бәсекеге қабілетті жабын өнімдерін сынау арқылы салыстыру
Ең жақсы тәжірибелерді қарап шығыңыз
Сапаны сертификаттау процедураларын қарап шығыңыз
УК интеграторларымен танысыңыз
Алға қарай әрекет етудің егжей-тегжейлі жоспарын жасаңыз
6-кезең. RFQ / Жобаның жалпы сипаттамасы
Тұтынушының RFQ құжаты процесті талқылауда анықталғандай, жаңа ультракүлгін бояу операциясына қатысты барлық ақпаратты және талаптарды қамтуы керек. Құжат ультракүлгін жабын технологиясы бойынша компания анықтаған ең жақсы тәжірибелерді қамтуы керек, ол жабынды сумен қапталған жылу жүйесі арқылы қару ұшына дейін жылытуды қамтуы мүмкін; сөмкелерді жылыту және араластыру; және жабын шығынын өлшеуге арналған таразылар.
7-кезең. Үздіксіз қарым-қатынас
Тұтынушы, УК интеграторы және ультракүлгін жабындар компаниясы арасындағы байланыс құралы өте маңызды және оны ынталандыру керек. Бүгінгі технология Zoom/конференция түріндегі тұрақты қоңырауларды жоспарлауды және оларға қатысуды өте ыңғайлы етеді. УК жабдығы немесе жүйесі орнатылып жатқанда таң қалмау керек.
Құбыр өндірушісі орындаған нәтижелер
Кез келген ультракүлгін жабын жобасында қарастырылатын маңызды сала жалпы шығындарды үнемдеу болып табылады. Бұл жағдайда өндіруші энергия шығындарын, еңбек шығындарын және жабын материалдарын қоса алғанда, бірнеше салаларда үнемдеуді жүзеге асырды.
Энергия шығындары – микротолқынмен жұмыс істейтін ультракүлгін күлгін және индукциялық жылыту
Әдеттегі су негізіндегі жабын жүйелерінде түтікті индукцияға дейінгі немесе кейінгі жылыту қажет. Индукциялық жылытқыштар қымбат, энергиясы жоғары тұтынушылар болып табылады және оларда елеулі техникалық қызмет көрсету мәселелері болуы мүмкін. Сонымен қатар, су негізіндегі ерітінді микротолқынды ультракүлгін шамдар пайдаланатын 90 кВтқа қарағанда 200 кВт индукциялық жылытқыштың энергиясын пайдалануды талап етті.
1-кесте. Индукциялық жылыту жүйесімен салыстырғанда 10 шамды микротолқынды ультракүлгін жүйесін пайдалану арқылы 100 кВт/сағаттан астам шығындарды үнемдеу
1-кестеде көрсетілгендей, құбыр өндірушісі ультракүлгін бояу технологиясын енгізгеннен кейін сағатына 100 кВт-тан астам үнемдеуді жүзеге асырды, сонымен бірге энергия шығындарын жылына 71 000 доллардан астамға азайтты.
Сурет 3. Жылдық электр энергиясының үнемдеуінің суреті
Осы қысқартылған энергия тұтынуы үшін шығындарды үнемдеу 14,33 цент/кВт/сағ электр энергиясының болжамды құны негізінде бағаланды. Жылына 50 апта (аптасына бес күн, ауысымына 20 сағат) екі ауысымда есептелген энергия тұтынуды 100 кВт/сағат қысқарту 3-суретте көрсетілгендей $71 650 үнемдеуге әкеледі.
Еңбек құнын төмендету – Операторлар және техникалық қызмет көрсету
Өндіріс кәсіпорындары еңбек шығындарын бағалауды жалғастыратындықтан, ультракүлгін сәулелену процесі оператор мен техникалық қызмет көрсету уақытына қатысты бірегей үнемдеуді ұсынады. Су негізіндегі жабындармен дымқыл жабын материалды өңдеуге арналған жабдықтың төменгі ағынында қатып қалуы мүмкін, оны ақырында алып тастау керек.
Өндіріс орнының операторлары су негізіндегі жабынды оның төменгі ағындағы материалды өңдеу жабдығынан алу/тазалау үшін аптасына барлығы 28 сағат жұмсады.
Шығындарды үнемдеуге қосымша (болжалды 28 жұмыс сағаты x $36 [ауыртпалық құны] сағатына = аптасына $1,008,00 немесе жылына $50,400), операторлар үшін физикалық еңбек талаптары көңілсіз, уақытты қажет ететін және өте қауіпті болуы мүмкін.
Тұтынушы әр тоқсанға жабынды тазалауды мақсат етті, тоқсанына 1900 долларды құрайтын еңбек шығындары, сонымен қатар жабынды кетіруге кеткен шығындар, барлығы 2500 доллар. Жылдық жинақтың жалпы сомасы 10 000 долларды құрады.
Қаптауды үнемдеу – су негізіндегі және УК
Тұтынушы орнында құбыр өндіру диаметрі 9,625 дюймдік құбырдың айына 12 000 тоннаны құрады. Жиынтық негізде бұл шамамен 570 000 сызықтық фут / ~ 12 700 данаға тең. Жаңа ультракүлгін жабын технологиясын қолдану процесі әдеттегі мақсатты қалыңдығы 1,5 миль болатын жоғары көлемді/төмен қысымды бүріккіш пистолеттерді қамтыды. Емдеу Heraeus ультракүлгін микротолқынды шамдарды қолдану арқылы жүзеге асырылды. Қаптау шығындарын үнемдеу және тасымалдау/ішкі өңдеу шығындары 2 және 3-кестелерде жинақталған.
Кесте 2. Қаптау құнын салыстыру – бір сызықты табанға УК және су негізіндегі жабындар
Кесте 3. Төменгі тасымалдау шығындарынан қосымша үнемдеу және материалды учаскеде өңдеуді азайту
Сонымен қатар, қосымша материалдар мен еңбек шығындарын үнемдеуге және өндіріс тиімділігін арттыруға болады.
Ультракүлгін жабындарды қалпына келтіруге болады (су негізіндегі жабындар жоқ), кем дегенде 96% тиімділікке мүмкіндік береді.
Операторлар қолданбалы жабдықты тазалауға және техникалық қызмет көрсетуге аз уақыт жұмсайды, себебі ультракүлгін жабыны жоғары қарқынды ультракүлгін энергия әсеріне ұшырамайынша кептірмейді.
Өндіріс жылдамдығы жылдамырақ, ал тұтынушының өндіріс жылдамдығын минутына 100 футтан 150 футқа дейін арттыру мүмкіндігі бар – бұл 50% өсу.
Ультракүлгін технологиялық жабдықта әдетте өндірістің жұмыс уақыты бойынша бақыланатын және жоспарланған 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.
VOC төмендеуі
Ультракүлгін бояу технологиясын енгізу 4-суретте көрсетілгендей VOC-терді де азайтты.
4-сурет. Ультракүлгін бояуды енгізу нәтижесінде VOC төмендеуі
Қорытынды
Ультракүлгін жабындар технологиясы құбыр өндірушісіне жабын жұмыстарында VOC-терді іс жүзінде жоюға мүмкіндік береді, сонымен бірге өнімділік пен өнімнің жалпы өнімділігін жақсартатын тұрақты өндіріс процесін қамтамасыз етеді. Ультракүлгін жабын жүйелері сонымен қатар айтарлықтай шығындарды үнемдейді. Осы мақалада айтылғандай, тұтынушының жалпы жинағы жыл сайын 1 200 000 доллардан асып, 154 000 фунттан астам VOC шығарындыларын жойды.
Қосымша ақпарат алу және ROI калькуляторларына қол жеткізу үшін www.alliedphotochemical.com/roi-calculators/ сайтына кіріңіз. Қосымша процесті жақсарту және ROI калькуляторының мысалы үшін www.uvebtechnology.com сайтына кіріңіз.
Бүйірлік тақта
Ультракүлгін бояу процесінің тұрақтылығы / Қоршаған ортаны қорғау артықшылықтары:
Ұшпа органикалық қосылыстар (VOCs) жоқ
Қауіпті ауаны ластаушы заттар жоқ (HAPs)
Жанбайтын
Еріткіштер, сулар немесе толтырғыштар жоқ
Ылғалдылық немесе температура өндірісінде проблемалар жоқ
Ультракүлгін жабындар ұсынатын жалпы процесті жақсартулар:
Өнім өлшеміне байланысты минутына 800-ден 900 футқа дейінгі жылдам өндіріс жылдамдығы
35 футтан аз шағын физикалық із (сызықтық ұзындық)
Процесстегі минималды жұмыс
Кептіруден кейінгі талаптарсыз лезде кептіріледі
Төменгі ағынмен ылғалды жабу мәселесі жоқ
Температура немесе ылғалдылық мәселелері үшін жабынды реттеу жоқ
Ауысым ауыстыру, техникалық қызмет көрсету немесе демалыс күндері жұмысты тоқтату кезінде арнайы өңдеу/сақтау болмайды
Операторларға және техникалық қызмет көрсетуге байланысты жұмыс күші шығындарын азайту
Шамадан тыс спрейді қалпына келтіру, қайта сүзу және жабын жүйесіне қайта енгізу мүмкіндігі
УК жабындары арқылы жақсартылған өнім өнімділігі:
Ылғалдылықты тексеру нәтижелері жақсарды
Тұзды тұманды сынаудың тамаша нәтижелері
Қаптау атрибуттары мен түсін реттеу мүмкіндігі
Ашық пальто, металдар және түстер бар
ROI калькуляторы көрсеткендей, бір сызықты аяқты жабу құнының төмендеуі:
Жіберу уақыты: 14 желтоқсан 2023 ж
