מאת מייקל קלי, Allied PhotoChemical, ו-David Hagood, Finishing Technology Solutions
תארו לעצמכם את היכולת לחסל כמעט את כל ה-VOC (תרכובות אורגניות נדיפות) בתהליך ייצור הצינורות והצינורות, השווים ל-10,000 קילוגרמים של VOC בשנה.דמיינו גם ייצור במהירויות מהירות יותר עם יותר תפוקה ופחות עלות לכל חלק / 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 עבודה אופטימלי
תפוקת ייצור מהירה יותר (יותר בפחות)
שימוש יעיל יותר בהון
בנוסף, שילובים רבים של האמור לעיל
לאחרונה, יצרן צינורות מוביל יישם אסטרטגיה חדשה עבור פעולות הציפוי שלו.פלטפורמות הציפוי הקודמות של היצרן היו על בסיס מים, שהן עשירות ב-VOC ובמקרה גם דליקות.פלטפורמת הציפוי בר-קיימא שיושמה הייתה טכנולוגיית ציפוי אולטרה סגול (UV) של 100% מוצקים.במאמר זה מסכמים את הבעיה הראשונית של הלקוח, תהליך ציפוי ה-UV, שיפורי התהליך הכוללים, חיסכון בעלויות והפחתת VOC.
פעולות ציפוי בייצור צינורות
היצרן השתמש בתהליך ציפוי על בסיס מים שהותיר אחריו בלגן, כפי שמוצג בתמונות 1a ו-1b.לא רק שהתהליך הביא לבזבוז של חומרי ציפוי, הוא גם יצר סכנה לרצפת החנות שהגבירה את החשיפה ל-VOC ואת סכנת השריפה.בנוסף, הלקוח רצה ביצועי ציפוי משופרים בהשוואה לפעולת הציפוי הנוכחית על בסיס מים.
בעוד שמומחים רבים בתעשייה ישוו ישירות ציפויים על בסיס מים לציפויי UV, זו לא השוואה מציאותית ועלולה להטעות.ציפוי ה-UV בפועל הוא תת-קבוצה של תהליך ציפוי ה-UV.
איור 1. תהליך מעורבות בפרויקט
UV הוא תהליך
UV הוא תהליך המציע יתרונות סביבתיים משמעותיים, שיפורי תהליכים כלליים, ביצועי מוצר משופרים וכן, חיסכון בציפוי ליניארי לרגל.על מנת ליישם בהצלחה פרויקט ציפוי UV, יש להסתכל על UV כתהליך בעל שלושה מרכיבים עיקריים - 1) הלקוח, 2) אינטגרטור ציוד היישום והריפוי UV ו-3) השותף לטכנולוגיית הציפויים.
כל שלושת אלו קריטיים לתכנון ויישום מוצלחים של מערכת ציפוי UV.אז, בואו נסתכל על תהליך המעורבות הכולל בפרויקט (איור 1).ברוב המקרים, מאמץ זה מובל על ידי השותף לטכנולוגיית ציפוי UV.
המפתח לכל פרויקט מוצלח הוא שלבי מעורבות מוגדרים בבירור, עם גמישות מובנית ויכולת התאמה לסוגים שונים של לקוחות והיישומים שלהם.שבעת שלבי ההתקשרות הללו הם הבסיס להתקשרות מוצלחת בפרויקט עם הלקוח: 1) דיון תהליך כולל;2) דיון על ROI;3) מפרטי מוצר;4) מפרט תהליך כולל;5) ניסויים לדוגמה;6) הצעת מחיר / מפרט פרויקט כולל;ו-7) המשך תקשורת.
ניתן לעקוב אחר שלבי המעורבות הללו באופן סדרתי, חלקם יכולים להתרחש בו-זמנית או שניתן להחליף ביניהם, אך יש להשלים את כולם.גמישות מובנית זו מספקת את הסיכוי הגבוה ביותר להצלחה עבור המשתתפים.במקרים מסוימים, אולי עדיף להעסיק מומחה לתהליכי UV כמשאב בעל ניסיון רב ערך בתעשייה בכל צורות טכנולוגיית הציפוי, אך הכי חשוב, ניסיון חזק בתהליך UV.מומחה זה יכול לנווט בכל הנושאים ולפעול כמשאב ניטרלי כדי להעריך נכון והוגן את טכנולוגיות הציפוי.
שלב 1. דיון תהליך כולל
זה המקום שבו מחליפים מידע ראשוני לגבי התהליך הנוכחי של הלקוח, עם הגדרה ברורה של הפריסה הנוכחית וחיובי/שליליים מוגדרים בבירור.במקרים רבים, הסכם סודיות הדדי (NDA) צריך להיות במקום.לאחר מכן, יש לזהות יעדי שיפור תהליכים מוגדרים בבירור.אלה יכולים לכלול:
קיימות - הפחתת VOC
הפחתת עבודה ואופטימיזציה
איכות משופרת
מהירות קו מוגברת
צמצום שטח הרצפה
סקירת עלויות האנרגיה
תחזוקה של מערכת הציפוי – חלקי חילוף וכו'.
לאחר מכן, מדדים ספציפיים מוגדרים על סמך שיפורים אלה בתהליך שזוהו.
שלב 2. דיון על החזר על השקעה (ROI).
חשוב להבין את ה-ROI עבור הפרויקט בשלבים הראשונים.בעוד שרמת הפירוט אינה צריכה להיות הרמה הדרושה לאישור הפרויקט, ללקוח צריכה 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 למחשבוני החזר ROI, עיין בסוף מאמר זה.)
שלב 3. דיון במפרט המוצר
כמו בכל מוצר המיוצר כיום, מפרטי מוצר בסיסיים מוגדרים בדיוני הפרויקט הראשוניים.לגבי יישומי ציפוי, מפרטי מוצרים אלה התפתחו עם הזמן כדי לענות על צורכי הייצור ובדרך כלל אינם נענים בתהליך הציפוי הנוכחי של הלקוח.אנחנו קוראים לזה "היום מול מחר".זהו פעולת איזון בין הבנת מפרטי המוצר הנוכחיים (שאולי לא עונה על הציפוי הנוכחי) לבין הגדרת צרכים עתידיים שהם מציאותיים (שזה תמיד פעולת איזון).
שלב 4. מפרט תהליך כולל
איור 2. שיפורי תהליך זמינים בעת מעבר מתהליך ציפויים על בסיס מים לתהליך ציפויים UV
הלקוח צריך להבין ולהגדיר את התהליך הנוכחי, יחד עם החיוב והשלילי של שיטות עבודה קיימות.חשוב שמשלב מערכות ה-UV יבין זאת, כך שהדברים שמתנהלים היטב והדברים שלא יכולים להילקח בחשבון בתכנון מערכת ה-UV החדשה.זה המקום שבו תהליך ה-UV מציע יתרונות משמעותיים שיכולים לכלול מהירות ציפויים מוגברת, צמצום דרישות שטח הרצפה והפחתת טמפרטורה ולחות (ראה איור 2).ביקור משותף במתקן הייצור של הלקוח מומלץ מאוד ומהווה מסגרת מצוינת להבנת צרכי הלקוח ודרישותיו.
שלב 5. הדגמה וריצות ניסיון
למתקן ספק הציפויים יש לבקר גם על ידי הלקוח ומשלב מערכות ה-UV כדי לאפשר לכולם להשתתף בסימולציה של תהליך ציפוי ה-UV של הלקוח.במהלך תקופה זו, רעיונות והצעות חדשים רבים יופיעו כאשר הפעילויות הבאות מתקיימות:
סימולציה, דגימות ובדיקות
אמת מידה על ידי בדיקת מוצרי ציפוי תחרותיים
סקור את השיטות המומלצות
סקירת נהלי אישור איכות
הכירו את שילובי ה-UV
לפתח תוכנית פעולה מפורטת להתקדם
שלב 6. הצעת מחיר / מפרט פרויקט כולל
מסמך RFQ של הלקוח צריך לכלול את כל המידע והדרישות הרלוונטיות לפעולת ציפוי UV החדשה כפי שהוגדרה בדיונים בתהליך.המסמך צריך לכלול את הפרקטיקות הטובות ביותר שזוהו על ידי חברת טכנולוגיית ציפוי ה-UV, שיכולות לכלול חימום הציפוי באמצעות מערכת חום מכוסה במים עד לקצה האקדח;חימום ותסיסה;וסולמות למדידת צריכת ציפוי.
שלב 7. תקשורת רציפה
אמצעי התקשורת בין הלקוח, אינטגרטור UV וחברת ציפוי UV הוא קריטי ויש לעודד.הטכנולוגיה היום עושה את זה מאוד נוח לתזמן ולהשתתף בשיחות זום / ועידה רגילות.לא אמורות להיות הפתעות כאשר ציוד ה-UV או המערכת מותקנת.
תוצאות שהושגו על ידי יצרן הצינורות
תחום קריטי לשיקול בכל פרויקט ציפוי UV הוא חיסכון כולל בעלויות.במקרה זה, היצרן הבין חיסכון במספר תחומים, כולל עלויות אנרגיה, עלויות עבודה וחומרי ציפויים מתכלים.
עלויות אנרגיה - UV המופעל במיקרוגל לעומת חימום אינדוקציה
במערכות ציפויים טיפוסיות על בסיס מים, יש צורך בחימום לפני או לאחר אינדוקציה של הצינור.מחממי אינדוקציה הם צרכנים יקרים ובעלי אנרגיה גבוהה ויכולים להיות להם בעיות תחזוקה משמעותיות.בנוסף, הפתרון המבוסס על מים דרש שימוש באנרגיה של תנור אינדוקציה של 200 קילוואט לעומת 90 קילוואט המשמשים מנורות UV מיקרוגל.
טבלה 1. חיסכון בעלויות של יותר מ-100 קילוואט לשעה על ידי שימוש במערכת מיקרוגל 10 נורות UV לעומת מערכת חימום אינדוקציה
כפי שניתן לראות בטבלה 1, יצרן הצינורות הבין חיסכון של יותר מ-100 קילוואט לשעה לאחר הטמעת טכנולוגיית ציפוי UV, תוך הפחתת עלויות האנרגיה ביותר מ-$71,000 לשנה.
איור 3. איור של חיסכון שנתי בעלויות החשמל
חיסכון בעלויות עבור צריכת אנרגיה מופחתת זו נאמד בהתבסס על עלות מוערכת של חשמל ב-14.33 סנט לקוט"ש.הפחתה של 100 קילוואט לשעה בצריכת האנרגיה, המחושבת על פני שתי משמרות במשך 50 שבועות בשנה (חמישה ימים בשבוע, 20 שעות למשמרת), מביאה לחיסכון של 71,650 $ כפי שמוצג באיור 3.
הפחתת עלויות עבודה - מפעילים ותחזוקה
מכיוון שישויות ייצור ממשיכות להעריך את עלויות העבודה שלהן, תהליך ה-UV מציע חיסכון ייחודי הנוגע לשעות עבודה של מפעיל ותחזוקה.עם ציפויים על בסיס מים, הציפוי הרטוב יכול להתמצק במורד הזרם על ציוד הטיפול בחומרים, שבסופו של דבר יש להסיר.
מפעילי מתקן הייצור צרכו סך של 28 שעות שבועיות בהסרה/ניקוי של הציפוי על בסיס מים מציוד הטיפול בחומרים במורד הזרם שלו.
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 ומסוכנות.
הלקוח התמקד בניקוי ציפוי עבור כל רבעון, עם עלויות עבודה של $1,900 לרבעון, בתוספת עלויות הסרת ציפוי שנגרמו, בסך כולל של $2,500.סך החיסכון לשנה היה שווה ל-10,000 דולר.
חיסכון בציפוי - על בסיס מים לעומת UV
ייצור הצינורות באתר הלקוח היה 12,000 טון בחודש של צינור בקוטר 9.625 אינץ'.בסיכום, זה שווה בערך 570,000 רגל ליניארית / ~ 12,700 חתיכות.תהליך היישום של טכנולוגיית ציפוי ה-UV החדשה כלל אקדחי ריסוס בנפח גבוה/לחץ נמוך עם עובי יעד טיפוסי של 1.5 מיל.ריפוי הושג באמצעות שימוש במנורות מיקרוגל UV של Heraeus.חיסכון בעלויות ציפויים ועלויות הובלה/טיפול פנימי מסוכמים בטבלאות 2 ו-3.
טבלה 2. השוואת עלויות ציפוי - UV לעומת ציפויים על בסיס מים לכל רגל ליניארית
טבלה 3. חיסכון נוסף מהורדת עלויות הובלה נכנסות וטיפול מופחת בחומרים באתר
בנוסף, ניתן לממש חיסכון נוסף בעלויות חומר ועבודה ויעילות בייצור.
ציפויים UV ניתנים להחזרה (ציפויים על בסיס מים אינם), מה שמאפשר יעילות של לפחות 96%.
מפעילים מבלים פחות זמן בניקוי ותחזוקת ציוד היישום מכיוון שציפוי ה-UV אינו מתייבש אלא אם הוא נחשף לאנרגיית UV בעוצמה גבוהה.
מהירויות הייצור מהירות יותר, וללקוח יש פוטנציאל להגדיל את מהירויות הייצור מ-100 רגל לדקה ל-150 רגל לדקה - עלייה של 50%.
לציוד תהליך ה-UV יש בדרך כלל מחזור שטיפה מובנה, אשר עוקב ומתוזמן לפי שעות הפעלת הייצור.ניתן להתאים זאת בהתאם לצרכי הלקוח, מה שמביא לפחות כוח אדם הדרוש לניקוי המערכת.
בדוגמה זו, הלקוח הבין חיסכון בעלויות של 1,277,400 דולר לשנה.
הפחתת VOC
היישום של טכנולוגיית ציפוי UV גם הפחית את VOC, כפי שניתן לראות באיור 4.
איור 4. הפחתת VOC כתוצאה מיישום ציפוי UV
סיכום
טכנולוגיית ציפוי UV מאפשרת ליצרן הצינורות לחסל למעשה VOC בפעולות הציפוי שלהם, תוך מתן תהליך ייצור בר קיימא המשפר את הפרודוקטיביות ואת ביצועי המוצר הכוללים.מערכות ציפוי UV מניבות גם חיסכון משמעותי בעלויות.כפי שמתואר במאמר זה, החיסכון הכולל של הלקוח עלה על 1,200,000 דולר בשנה, ובנוסף ביטלו מעל 154,000 פאונד של פליטת VOC.
למידע נוסף ולגישה למחשבוני החזר ROI, בקר בכתובת www.alliedphotochemical.com/roi-calculators/.לשיפורי תהליכים נוספים ודוגמה למחשבון החזר ROI, בקר בכתובת www.uvebtechnology.com.
SIDEBAR
קיימות תהליך ציפוי UV / יתרונות סביבתיים:
ללא תרכובות אורגניות נדיפות (VOCs)
ללא מזהמי אוויר מסוכנים (HAPs)
בלתי דליק
ללא ממיסים, מים או חומרי מילוי
אין בעיות בייצור לחות או טמפרטורה
שיפורים כלליים בתהליך המוצעים על ידי ציפוי 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)
מינימום עבודה בתהליך
ייבוש מיידי ללא דרישות לאחר ריפוי
אין בעיות ציפוי רטוב 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 ולתחזוקה
יכולת להחזיר ריסוס יתר, סינון מחדש והחדרה מחדש למערכת הציפוי
ביצועי מוצר משופרים עם ציפוי UV:
תוצאות בדיקות לחות משופרות
תוצאות בדיקות ערפל מלח נהדרות
יכולת התאמת תכונות ציפוי וצבע
זמינים מעילים שקופים, מטאליים וצבעים
עלויות נמוכות יותר של ציפוי רגל ליניארי כפי שמוצג על ידי מחשבון החזר ROI:
זמן פרסום: 14 בדצמבר 2023
