מאת מייקל קלי, פוטוכימיה של בעלות הברית, ודייויד האגוד, פתרונות טכנולוגיים מסיימים
תאר לעצמך להיות מסוגל לחסל כמעט את כל ה- VOC (תרכובות אורגניות נדיפות) בתהליך ייצור הצינורות והצינורות, השווה של 10,000 קילוגרמים של קילוגרמים של VOC בשנה. דמיין גם לייצור מהירויות מהירות יותר עם יותר תפוקה ופחות עלות לחלק / כף רגל ליניארית.
תהליכי ייצור בר קיימא הם המפתח להנעה לעבר ייצור יעיל ומוטב יותר בשוק בצפון אמריקה. ניתן למדוד קיימות במגוון דרכים:
הפחתת VOC
פחות שימוש באנרגיה
כוח אדם עבודה מיטוב
תפוקת ייצור מהירה יותר (יותר עם פחות)
שימוש יעיל יותר בהון
בנוסף, שילובים רבים של האמור לעיל
לאחרונה יצרנית יצרנית צינורות מובילה יישמה אסטרטגיה חדשה לפעילות הציפוי שלה. פלטפורמות הציפוי הקודמות של היצרן היו מבוססות מים, העשירות ב- VOC ובמקרה גם דליקות. פלטפורמת הציפוי בר -קיימא שיושמה הייתה טכנולוגיית ציפוי Ultraviolet (UV) של 100% מוצקים. במאמר זה, מסוכמים את הבעיה הראשונית של הלקוח, תהליך ציפוי ה- UV, שיפורי תהליכים כוללים, חיסכון בעלויות והפחתת VOC.
פעולות ציפוי בייצור צינורות
היצרן השתמש בתהליך ציפוי מבוסס מים שהשאיר אחריו בלגן, כפי שמוצג בתמונות 1A ו- 1B. לא רק שהתהליך הביא לחומרי ציפוי מבוזבזים, הוא גם יצר מפגע בקומת החנות שהגדיל את חשיפת ה- VOC וסכנת האש. בנוסף, הלקוח רצה ביצועי ציפוי משופרים בהשוואה לפעולת הציפוי הנוכחית מבוססת מים.
בעוד שמומחים רבים בתעשייה ישוו ישירות ציפויים מבוססי מים לציפויי UV, זו אינה השוואה מציאותית ויכולה להטעות. ציפוי ה- UV בפועל הוא תת קבוצה של תהליך ציפוי ה- UV.
איור 1. תהליך מעורבות הפרויקט
UV הוא תהליך
UV הוא תהליך המציע יתרונות סביבתיים משמעותיים, שיפורי תהליכים כוללים, ביצועי המוצר המשופרים, וכן, לפי חיסכון של ציפוי רגליים ליניאריות. על מנת ליישם בהצלחה פרויקט ציפוי UV, יש לראות ב- UV כתהליך עם שלושה רכיבים עיקריים - 1) הלקוח, 2) יישום UV ויישום ציוד ריפוי ו -3) השותף לטכנולוגיית הציפויים.
שלושת אלה קריטיים לתכנון ויישום מוצלח של מערכת ציפוי UV. אז בואו נסתכל על תהליך מעורבות הפרויקט הכולל (איור 1). ברוב המקרים, מאמץ זה מוביל על ידי השותף לטכנולוגיית ציפוי UV.
המפתח לכל פרויקט מצליח הוא להיות שלבי מעורבות מוגדרים בבירור, עם גמישות מובנית והיכולת להסתגל לסוגים שונים של לקוחות ויישומים שלהם. שבעה שלבי אירוסין אלה הם הבסיס למעורבות מוצלחת של פרויקט עם הלקוח: 1) דיון כללי בתהליך; 2) דיון על ROI; 3) מפרט מוצר; 4) מפרט התהליך הכולל; 5) ניסויים לדוגמה; 6) מפרט פרויקט RFQ / כולל; 7) המשך התקשורת.
ניתן לעקוב אחר שלבי אירוסין אלה באופן סדרתי, חלקם יכולים להתרחש בו זמנית או שניתן יהיה להחליף אותם, אך יש להשלים את כולם. גמישות מובנית זו מספקת את הסיכוי הגבוה ביותר להצלחה עבור המשתתפים. במקרים מסוימים, עדיף לעסוק במומחה לתהליכי UV כמשאב עם ניסיון בענף יקר בכל צורות טכנולוגיית הציפוי, אך הכי חשוב, ניסיון חזק בתהליך UV. מומחה זה יכול לנווט בכל הנושאים ולשמש כמשאב ניטרלי כדי להעריך את טכנולוגיות הציפוי כראוי והוגן.
שלב 1. דיון כללי בתהליך
זה המקום בו מוחלף מידע ראשוני לגבי התהליך הנוכחי של הלקוח, עם הגדרה ברורה של הפריסה הנוכחית והגדרתו בבירור חיוביות / שליליות. במקרים רבים, צריך להיות הסכם אי-גילוי הדדי (NDA). לאחר מכן, יש לזהות יעדים לשיפור תהליכים מוגדרים בבירור. אלה יכולים לכלול:
קיימות - הפחתת VOC
הפחתת עבודה ואופטימיזציה
איכות משופרת
מהירות קו מוגברת
הפחתת שטח רצפה
סקירת עלויות האנרגיה
תחזוקה של מערכת הציפוי - חלקי חילוף וכו '.
בשלב הבא, מדדים ספציפיים מוגדרים על סמך שיפורי תהליכים שזוהו אלה.
שלב 2. דיון בחזרה על השקעה (ROI)
חשוב להבין את ההחזר על ההשקעה לפרויקט בשלבים הראשונים. אמנם רמת הפירוט אינה צריכה להיות הרמה הדרושה לאישור הפרויקט, אך על הלקוח להיות מתווה ברור של העלויות הנוכחיות. אלה צריכים לכלול עלות למוצר, לכל רגל ליניארית וכו '; עלויות אנרגיה; עלויות קניין רוחני (IP); עלויות איכות; עלויות מפעיל / תחזוקה; עלויות קיימות; ועלות ההון. (לגישה למחשבי החזר ROI, ראה סוף מאמר זה.)
שלב 3. דיון מפרט מוצר
כמו בכל מוצר המיוצר כיום, מפרטי מוצר בסיסיים מוגדרים בדיוני הפרויקט הראשוניים. ביחס ליישומי ציפוי, מפרטי מוצרים אלה התפתחו עם הזמן כדי לענות על צרכי הייצור ובדרך כלל אינם עומדים בתהליך הציפוי הנוכחי של הלקוח. אנו קוראים לזה "היום לעומת מחר." זהו מעשה איזון בין הבנת מפרטי המוצר הנוכחיים (שאולי לא עומדים בציפוי הנוכחי) לבין הגדרת הצרכים העתידיים שהם מציאותיים (שהם תמיד מעשה איזון).
שלב 4. מפרטי התהליך הכוללים
איור 2. איור 2. שיפורי תהליכים זמינים בעת מעבר מתהליך ציפויים מבוסס מים לתהליך שיתופי UV
על הלקוח להבין באופן מלא ולהגדיר את התהליך הנוכחי, יחד עם החיוביות והשליליות של פרקטיקות קיימות. זה חשוב לאינטגרטור מערכות ה- UV להבין, כך שהדברים שמתנהלים היטב והדברים שאינם יכולים להיחשב בעיצוב מערכת ה- UV החדשה. זה המקום בו תהליך ה- UV מציע יתרונות משמעותיים שיכולים לכלול מהירות ציפויים מוגברת, דרישות שטח רצפה מופחתות והפחתת טמפרטורה ולחות (ראה איור 2). ביקור משותף במתקן הייצור של הלקוח מומלץ מאוד ומספק מסגרת נהדרת להבנת צרכיו ודרישותיו של הלקוח.
שלב 5. הפגנה וריצות ניסיון
מתקן ספק הציפויים צריך לבקר גם על ידי הלקוח ובאינטגרטור מערכות ה- UV כדי לאפשר לכולם להשתתף בסימולציה של תהליך ציפוי ה- UV של הלקוח. במהלך תקופה זו, רעיונות והצעות חדשות רבות יעלו ככל שהפעילויות הבאות יתקיימו:
הדמיה, דוגמאות ובדיקות
מדד על ידי בדיקת מוצרי ציפוי תחרותי
סקור שיטות עבודה מומלצות
עיין בהליכי הסמכת איכות
הכירו את שילובי ה-UV
פיתוח תוכנית פעולה מפורטת להתקדם
שלב 6. RFQ / מפרט הפרויקט הכולל
מסמך ה- RFQ של הלקוח צריך לכלול את כל המידע והדרישות הרלוונטיות להפעלת ציפוי ה- UV החדשה כהגדרתה בדיוני התהליך. על המסמך לשלב את שיטות העבודה המומלצות שזוהו על ידי חברת טכנולוגיית ציפוי UV, שיכולים לכלול חימום הציפוי באמצעות מערכת חום עם ז'קט למים לקצה האקדח; חימום ותסיסה של תיקים; ומאזניים למדידת צריכת ציפוי.
שלב 7. תקשורת רציפה
אמצעי התקשורת בין לקוחות, אינטגרטור UV לחברת ציפוי UV הוא קריטי ויש לעודד אותו. הטכנולוגיה כיום הופכת את זה לנוח מאוד לתזמן ולהשתתף בשיחות קבועות של זום / ועידה. לא אמורים להיות הפתעות כאשר מותקנים ציוד UV או מערכת ה- UV.
תוצאות הממומשות על ידי יצרן הצינורות
תחום קריטי לשיקול בכל פרויקט ציפוי UV הוא חיסכון בעלויות כוללות. במקרה זה, היצרן הבין חיסכון במספר תחומים, כולל עלויות אנרגיה, עלויות עבודה וחומרי ציפויים מתכלים.
עלויות אנרגיה-UV המופעל על ידי מיקרוגל לעומת חימום אינדוקציה
במערכות ציפויים מבוססות מים טיפוסיות, יש צורך בחימום לפני ההצבה או לאחר ההצגה של הצינור. תנורי אינדוקציה הם צרכנים יקרים, בעלי אנרגיה גבוהה ויכולים להיות בעלי בעיות תחזוקה משמעותיות. בנוסף, הפיתרון מבוסס המים נדרש 200 קילוואט אינדוקציה אנרגיית אנרגיה נגד 90 קילוואט המשמשות מנורות UV במיקרוגל.
טבלה 1. חיסכון בעלויות של יותר מ- 100 קילוואט לשעה באמצעות מערכת UV מיקרוגל 10 מלחמה לעומת מערכת חימום אינדוקציה
כפי שניתן לראות בטבלה 1, יצרן הצינורות הבין חיסכון של יותר מ- 100 קילוואט לשעה לאחר יישום טכנולוגיית ציפוי UV, תוך הפחתת עלויות האנרגיה ביותר מ- 71,000 $ לשנה.
איור 3. איור של חיסכון שנתי בעלויות החשמל
חיסכון בעלויות לצריכת אנרגיה מופחתת זו הוערך על סמך עלות חשמל משוערת על 14.33 סנט/קוט"ש. הפחתה של 100 קילוואט לשעה של צריכת האנרגיה, המחושבת על פני שתי משמרות למשך 50 שבועות בשנה (חמישה ימים בשבוע, 20 שעות למשמרת), מביאה לחיסכון של 71,650 דולר כפי שמודגם באיור 3.
הפחתת עלות עבודה - מפעילים ותחזוקה
כאשר גורמי ייצור ממשיכים להעריך את עלויות העבודה שלהם, תהליך ה- UV מציע חיסכון ייחודי הנוגע לשעות המפעילים ואיש התחזוקה. עם ציפויים מבוססי מים, הציפוי הרטוב יכול להתמצק במורד הזרם על ציוד הטיפול בחומרים, אשר בסופו של דבר יש להסיר.
מפעילי מתקן הייצור צרכו בסך הכל 28 שעות בשבוע בהסרת / ניקוי הציפוי מבוסס המים מציוד הטיפול בחומרים במורד הזרם.
בנוסף לחיסכון בעלויות (הערכה של 28 שעות עבודה x $ 36 [עלות עמוסה] לשעה = 1,008.00 $ לשבוע או 50,400 $ לשנה), דרישות העבודה הפיזיות עבור המפעילים יכולות להיות מתסכלות, גוזלות זמן ויציבות מסוכנות.
הלקוח מיקד ניקוי ציפוי לכל רבעון, עם עלויות עבודה של 1,900 דולר לרבעון, בתוספת עלויות הסרת ציפוי שנגרמו, בסכום כולל של 2,500 דולר. החיסכון הכולל בשנה השווה 10,000 דולר.
חיסכון בציפוי - מבוסס מים מול UV
ייצור הצינורות באתר הלקוחות היה 12,000 טון לחודש של צינור בקוטר 9.625 אינץ '. על בסיס סיכום זה שווה לכ- 570,000 רגל ליניארית / ~ 12,700 חתיכות. תהליך היישום לטכנולוגיית ציפוי ה- UV החדש כלל תותחי ריסוס בעלי נפח גבוה/בלחץ נמוך בעובי יעד טיפוסי של 1.5 מיל. ריפוי הושג באמצעות פנסי מיקרוגל של Heraeus UV. החיסכון בעלויות הציפויים ועלויות הטיפול/הטיפול הפנימי מסוכמים בטבלאות 2 ו -3.
טבלה 2. השוואת עלות ציפוי - UV לעומת ציפויים מבוססי מים לכל רגל ליניארית
טבלה 3. חיסכון נוסף מעלויות הובלה נכנסות נמוכות יותר וטיפול בחומרים מופחתים באתר
בנוסף, ניתן לממש חיסכון נוסף על עלויות עבודה ויעילות ייצור.
ניתן לשחזר ציפויי UV (ציפויים מבוססי מים אינם), מה שמאפשר יעילות של לפחות 96%.
מפעילים מבלים פחות זמן בניקיון ותחזוקה של ציוד יישומים מכיוון שציפוי ה- UV אינו מתייבש אלא אם כן נחשף לאנרגיית UV בעוצמה גבוהה.
מהירויות הייצור מהירות יותר, וללקוח יש פוטנציאל להגדיל את מהירויות הייצור מגובה של מטר לדקה ל -150 רגל לדקה - עלייה של 50%.
בדרך כלל לציוד תהליכי UV יש מחזור שטיפה מובנה, המעקב ומתוכנן על ידי שעות ייצור. ניתן להתאים זאת בהתאם לצרכי הלקוח, מה שמביא לכוח אדם פחות הדרוש לניקוי מערכת.
בדוגמה זו, הלקוח הבין חיסכון בעלויות של 1,277,400 דולר לשנה.
הפחתת VOC
יישום טכנולוגיית ציפוי ה- UV הפחית גם את VOCs, כפי שניתן לראות באיור 4.
איור 4. הפחתת VOC כתוצאה מיישום ציפוי UV
מַסְקָנָה
טכנולוגיית ציפוי UV מאפשרת ליצרן הצינורות לבטל כמעט את VOCs בפעילות הציפוי שלהם, ובמקביל לספק תהליך ייצור בר -קיימא המשפר את הפרודוקטיביות ואת ביצועי המוצר הכוללים. מערכות ציפוי UV מניעות גם חיסכון משמעותי בעלויות. כפי שתואר במאמר זה, החיסכון הכולל של הלקוח עלה על 1,200,000 דולר בשנה, ובנוסף ביטלו מעל 154,000 קילוגרמים של פליטות VOC.
למידע נוסף וגישה למחשבי החזר ROI בקר באתר www.alliedphotochemical.com/roi-calculators/. לשיפורי תהליכים נוספים ודוגמא מחשבון ROI, בקר באתר www.uvebtechnology.com.
סרגל צד
ציפוי UV בתהליך קיימות / יתרונות סביבתיים:
אין תרכובות אורגניות נדיפות (VOC)
אין מזהמי אוויר מסוכנים (HAPS)
לא דליקה
אין ממיסים, מים או חומרי מילוי
אין בעיות ייצור לחות או טמפרטורה
שיפורי תהליכים כוללים המוצעים על ידי ציפויי UV:
מהירויות ייצור מהירות של למעלה מ-800 עד 900 רגל לדקה, תלוי בגודל המוצר
טביעת רגל פיזית קטנה של פחות מ -35 רגל (אורך ליניארי)
עבודה מינימלית בתהליך
יבש מיידי ללא דרישות לאחר הריפוי
אין בעיות ציפוי רטובות במורד הזרם
אין התאמת ציפוי לבעיות טמפרטורה או לחות
אין טיפול/אחסון מיוחד במהלך חילופי משמרות, תחזוקה או השבתות בסוף השבוע
הפחתה בעלויות כוח האדם הקשורות למפעילים ותחזוקה
יכולת להחזיר ריסוס יתר, סינון מחדש והחדרה מחדש למערכת הציפוי
שיפור ביצועי המוצר עם ציפויי UV:
תוצאות בדיקת לחות משופרות
תוצאות בדיקות ערפל מלח נהדרות
יכולת להתאים תכונות ציפוי וצבע
מעילים ברורים, מתכות וצבעים זמינים
עלויות נמוכות יותר של ציפוי רגל ליניארי כפי שמוצג על ידי מחשבון החזר ROI:
זמן פרסום: 14 בדצמבר 2023
