Die erfolgreiche und effiziente Herstellung von Rohren oder Leitungen erfordert die Optimierung von 10.000 Details, einschließlich der Gerätewartung. Angesichts der Vielzahl beweglicher Teile in jedem Mühlentyp und jedem Peripheriegerät ist die Einhaltung des vom Hersteller empfohlenen vorbeugenden Wartungsplans keine leichte Aufgabe. Foto: T & H Lemont Inc.
Anmerkung des Herausgebers: Dies ist der erste Teil einer zweiteiligen Serie über die Optimierung von Rohr- und Rohrmühlenabläufen. Lesen Sie den zweiten Teil.
Die Herstellung von Rohrprodukten kann selbst unter den besten Umständen mühsam sein. Fabriken sind komplex, erfordern viel regelmäßige Wartung, und je nachdem, was sie produzieren, ist der Wettbewerb hart. Viele Hersteller von Metallrohren stehen unter enormem Druck, die Betriebszeit zu maximieren, um den Umsatz zu maximieren, und haben nur wenig wertvolle Zeit für routinemäßige Wartung.
Heutzutage gibt es kein Best-Case-Szenario für die Branche. Materialien sind teuer und Teillieferungen sind keine Seltenheit. Rohrhersteller müssen heute mehr denn je die Betriebszeit maximieren und Ausschuss reduzieren, und der Erhalt von Teillieferungen bedeutet eine Verkürzung der Betriebszeit. Kürzere Auflagen bedeuten häufigere Umrüstungen, was weder Zeit noch Arbeit effizient nutzt.
„Die Produktionszeit ist derzeit knapp“, sagte Mark Prasek, North American Tubing Sales Manager bei EFD Induction.
Gespräche mit Branchenexperten über Tipps und Strategien zur optimalen Nutzung Ihrer Anlage brachten einige wiederkehrende Themen zum Vorschein:
Um eine Anlage mit maximaler Effizienz zu betreiben, müssen Dutzende Faktoren optimiert werden, von denen die meisten mit anderen interagieren. Daher ist die Optimierung des Anlagenbetriebs nicht unbedingt einfach. Das heilige Wort des ehemaligen Kolumnisten des The Tube & Pipe Journal, Bud Graham, bietet eine Perspektive: „Eine Rohrmühle ist ein Werkzeughalter.“Sich an dieses Zitat zu erinnern hilft, die Dinge einfach zu halten. Zu verstehen, was jedes Werkzeug tut, wie es funktioniert und wie jedes Werkzeug mit anderen Werkzeugen interagiert, ist etwa ein Drittel des Kampfes. Alles instandzuhalten und auszurichten ist ein weiteres Drittel davon. Das letzte Drittel umfasst Bedienerschulungsprogramme, Fehlerbehebungsstrategien und spezifische Betriebsabläufe, die für jedes Rohr oder jeden Rohrhersteller einzigartig sind.
Die wichtigste Überlegung für den effizienten Betrieb einer Mühle ist die Mühlenunabhängigkeit. Es handelt sich um das Rohmaterial. Um die maximale Leistung der Mühle zu erzielen, bedeutet dies, dass jede der Mühle zugeführte Rolle die maximale Leistung erbringt. Alles beginnt mit einer Kaufentscheidung.
Spulenlänge.Nelson Abbey, Direktor von Fives Bronx Inc. Abbey Products, sagte: „Rohrmühlen gedeihen, wenn die Spulen am längsten sind.Die Bearbeitung kürzerer Spulen bedeutet die Bearbeitung von mehr Spulenenden.Jedes Spulenende erfordert eine Stumpfschweißung. Bei jeder Stumpfschweißung entsteht Ausschuss.
Die Schwierigkeit hierbei besteht darin, dass Spulen, die möglichst lang sind, mit einem Aufpreis verkauft werden können. Kürzere Spulen sind möglicherweise zu besseren Preisen erhältlich. Einkäufer möchten vielleicht etwas Geld sparen, aber das steht im Widerspruch zum Standpunkt des Produktionspersonals. Fast jeder, der eine Fabrik betreibt, würde zustimmen, dass der Preisunterschied erheblich sein müsste, um die Produktionsverluste auszugleichen, die mit weiteren Fabrikschließungen einhergehen.
Ein weiterer Gesichtspunkt, so Abbey, sei die Kapazität der Abwickelhaspel und etwaige andere Einschränkungen am Einlaufende des Walzwerks. Es könnte notwendig sein, in Eingangsausrüstung mit höherer Kapazität zu investieren, um größere, schwerere Coils zu handhaben, um die Vorteile des Kaufs größerer Coils nutzen zu können.
Auch der Rollenschneider spielt eine Rolle, unabhängig davon, ob er intern oder extern durchgeführt wird. Rollenschneider haben das größte Gewicht und den größten Durchmesser, die sie handhaben können, daher ist die beste Abstimmung zwischen Spulen und Rollenschneidern entscheidend für die Maximierung des Durchsatzes.
Zusammenfassend handelt es sich um ein Zusammenspiel von vier Faktoren: der Größe und dem Gewicht des Coils, der erforderlichen Breite des Rollenschneiders, der Kapazität des Rollenschneiders und der Kapazität der Einlaufausrüstung.
Spulenbreite und -zustand. In der Werkstatt ist es selbstverständlich, dass die Spulen die richtige Breite und Stärke haben müssen, um ein Produkt herzustellen, aber von Zeit zu Zeit passieren Fehler. Mühlenbetreiber können oft etwas zu kleine oder zu große Bandbreiten ausgleichen, aber das ist nur eine Frage des Grades. Sorgfältige Beachtung der Breite der Schlitzmulden ist von entscheidender Bedeutung.
Der Kantenzustand des Bandes ist auch das wichtigste Thema. Eine gleichmäßige Kantendarstellung ohne Grate oder andere Unregelmäßigkeiten ist entscheidend für die Aufrechterhaltung gleichmäßiger Schweißnähte entlang der Bandlänge, sagt Michael Strand, Präsident von T&H Lemont. Auch das anfängliche Aufwickeln, Schneiden und Zurückspulen spielt eine Rolle. Spulen, die nicht sorgfältig gehandhabt wurden, können sich verbiegen, was problematisch ist. Der von den Rollformingenieuren entwickelte Umformprozess beginnt mit einem flachen Band und nicht mit einem gebogenen Band.
Anmerkungen zum Werkzeug: „Eine gute Formgestaltung maximiert den Durchsatz“, sagte Stan Green, General Manager von SST Forming Roll Inc. Er weist darauf hin, dass es keine einheitliche Strategie für die Rohrformung und daher auch keine einheitliche Strategie für die Formgestaltung gibt. Die Anbieter von Walzwerkzeugen unterscheiden sich in der Art und Weise, wie sie Rohre und damit in ihren Produkten verarbeiten. Auch die Erträge variieren.
„Der Radius der Walzenoberfläche ändert sich ständig, sodass sich die Rotationsgeschwindigkeit des Werkzeugs über die Werkzeugoberfläche ändert“, sagte er. Natürlich durchläuft das Rohr das Walzwerk nur mit einer Geschwindigkeit. Daher wirkt sich das Design auf die Ausbeute aus. Schlechtes Design verschwendet Material, wenn das Werkzeug neu ist, und es wird nur noch schlimmer, wenn das Werkzeug verschleißt, fügte er hinzu.
Für Unternehmen, die sich nicht auf Schulung und Wartung beschränken, beginnt die Entwicklung einer Strategie zur Optimierung der Anlageneffizienz bei den Grundlagen.
„Unabhängig vom Stil der Fabrik und den von ihr hergestellten Produkten haben alle Fabriken zwei Dinge gemeinsam – die Bediener und die Betriebsabläufe“, sagte Abbey. Um eine Fabrik so konsistent wie möglich zu betreiben, käme es darauf an, standardisierte Schulungen bereitzustellen und schriftliche Verfahren zu befolgen, sagte er. Inkonsistenzen in der Schulung können zu Unterschieden bei der Einrichtung und Fehlerbehebung führen.
Um das Beste aus einer Anlage herauszuholen, muss jeder Bediener von Bediener zu Bediener und von Schicht zu Schicht konsistente Einrichtungs- und Fehlerbehebungsverfahren anwenden. Verfahrensunterschiede sind in der Regel auf Missverständnisse, schlechte Gewohnheiten, Abkürzungen und Problemumgehungen zurückzuführen.
„Es dauert Jahre, einen Rohrmühlenbetreiber auszubilden, und man kann sich wirklich nicht auf einen einheitlichen Plan verlassen“, sagte Strand. „Jedes Unternehmen braucht ein Schulungsprogramm, das zu seiner Fabrik und seinen eigenen Abläufen passt.“
„Die drei Schlüssel für einen effizienten Betrieb sind Maschinenwartung, Wartung der Verbrauchsmaterialien und Kalibrierung“, sagte Dan Ventura, Präsident von Ventura & Associates. „Eine Maschine hat viele bewegliche Teile – sei es die Mühle selbst oder Peripheriegeräte am Einlass oder Auslass, oder der Mahltisch oder was auch immer – und routinemäßige Wartung ist wichtig, um die Maschine in Top-Zustand zu halten.“
Strand stimmt zu: „Mit einem vorbeugenden Wartungsinspektionsprogramm fängt alles an“, sagte er. „Es bietet die beste Gelegenheit, eine Fabrik profitabel zu betreiben.“Wenn ein Rohrhersteller nur auf Notfälle reagiert, gerät er außer Kontrolle.Es ist der nächsten Krise ausgeliefert.“
„Jede Ausrüstung in der Fabrik muss ausgerichtet sein“, sagte Ventura. „Sonst kämpft die Fabrik mit sich selbst.“
„Wenn Walzen ihre Nutzungsdauer überschreiten, verhärten sie sich in vielen Fällen und bekommen schließlich Risse“, sagte Ventura.
„Wenn die Walzen durch regelmäßige Wartung nicht in gutem Zustand gehalten werden, müssen sie dringend gewartet werden“, sagt Ventura. Würden die Werkzeuge vernachlässigt, müsste für die Reparatur zwei- bis dreimal so viel Material entfernt werden wie sonst, sagte er. Außerdem dauerte es länger und kostet mehr.
Die Investition in Ersatzwerkzeuge kann dazu beitragen, Notfälle zu verhindern, so Strand. Wenn das Werkzeug häufig für den Langzeitbetrieb verwendet wird, sind mehr Ersatzteile erforderlich als für das Werkzeug, das nur selten für den Kurzzeitbetrieb verwendet wird.
„Regelmäßige Wartung ist gut für die Ausrüstung, und die richtige Ausrichtung ist gut für die Produkte, die sie herstellt“, sagte er. Wenn diese ignoriert werden, verbringen Fabrikmitarbeiter immer mehr Zeit damit, dies auszugleichen.
Ventura setzt die Wartung von Mühlen und Verbrauchsmaterialien mit der Wartung von Autos gleich. Niemand wird mit nackten Reifen Zehntausende Kilometer zwischen Ölwechseln mit dem Auto fahren. Dies führt zu teuren Lösungen oder zur Zerstörung, selbst bei schlecht gewarteten Anlagen.
Auch eine regelmäßige Inspektion des Werkzeugs nach jedem Durchlauf sei notwendig, sagte er. Inspektionswerkzeuge können Probleme wie feine Linienrisse aufdecken. Solche Schäden werden entdeckt, sobald das Werkzeug aus der Mühle entfernt wird, und nicht erst unmittelbar vor der Installation des Werkzeugs für den nächsten Durchlauf, sodass die meiste Zeit für die Herstellung eines Ersatzwerkzeugs bleibt.
„Einige Unternehmen arbeiten mit geplanten Schließungen“, sagte Green. Er wusste, dass es in dieser Situation schwierig sein würde, eine geplante Schließung einzuhalten, wies jedoch darauf hin, dass dies sehr gefährlich sei. Schifffahrts- und Frachtunternehmen seien so überfüllt oder unterbesetzt oder beides, dass die Lieferungen heutzutage nicht pünktlich erfolgen.
„Wenn in der Fabrik etwas kaputt geht und Sie einen Ersatz bestellen müssen, was werden Sie dann tun, um die Lieferung zu erhalten?“fragte er.Natürlich ist Luftfracht immer eine Option, aber sie kann die Versandkosten in die Höhe treiben.
Bei der Wartung von Walzwerken und Walzen geht es nicht nur um die Einhaltung eines Wartungsplans, sondern auch darum, den Wartungsplan mit dem Produktionsplan zu koordinieren.
In allen drei Bereichen – Betrieb, Fehlerbehebung und Wartung – kommt es auf den Umfang und die Tiefe der Erfahrung an. Warren Wheatman, Vizepräsident der Geschäftseinheit „Die Matrize“ von T&H Lemont, sagte, dass Unternehmen, die nur über ein oder zwei Walzwerke verfügen, um ihre eigenen Rohre zu produzieren, häufig über weniger Mitarbeiter verfügen, die sich mit der Wartung des Walzwerks und der Matrize befassen. Auch wenn das Wartungspersonal über Fachwissen verfügt, verfügen kleine Abteilungen über weniger Erfahrung als größere Wartungsabteilungen, wodurch die kleineren Mitarbeiter benachteiligt werden. Wenn das Unternehmen keine technische Abteilung hat, muss die Wartungsabteilung die Fehlerbehebung und Reparaturen durchführen sich selbst.
Strand fügte hinzu, dass Schulungen für Betriebs- und Wartungsabteilungen heute wichtiger denn je seien. Die Welle von Pensionierungen, die mit alternden Babyboomern einhergehen, führt dazu, dass das Stammwissen, das einst erschütterte Unternehmen versiegten, versiegt. Während sich viele Röhrenhersteller immer noch auf die Beratung und Beratung von Ausrüstungslieferanten verlassen können, ist selbst dieses Fachwissen nicht mehr so ​​umfangreich wie früher und schrumpft.
Der Schweißprozess ist genauso wichtig wie jeder andere Prozess, der bei der Herstellung eines Rohrs oder einer Leitung auftritt, und die Rolle einer Schweißmaschine kann nicht hoch genug eingeschätzt werden.
Induktionsschweißen „Heute entfallen etwa zwei Drittel unserer Aufträge auf Nachrüstungen“, sagte Prasek. „Sie ersetzen normalerweise alte, problematische Schweißgeräte.Der Durchsatz ist derzeit der Haupttreiber.“
Er sagte, dass viele hinter acht Zielen zurückblieben, weil das Rohmaterial zu spät kam. „Wenn das Material endlich herauskommt, geht normalerweise das Schweißgerät kaputt“, sagte er. Überraschend viele Rohrhersteller verwenden sogar Maschinen, die auf der Vakuumröhrentechnologie basieren, was bedeutet, dass sie zur Pflege Maschinen verwenden, die mindestens 30 Jahre alt sind. Das Servicewissen für solche Maschinen ist nicht umfassend und Ersatzrohre selbst sind schwer zu finden.
Die Herausforderung für Rohrhersteller, die sie immer noch verwenden, besteht darin, wie sie altern. Sie versagen nicht katastrophal, sondern verschlechtern sich langsam. Eine Lösung besteht darin, zum Ausgleich weniger Schweißwärme zu verwenden und das Walzwerk mit einer langsameren Geschwindigkeit laufen zu lassen, wodurch der Kapitalaufwand für die Investition in eine neue Maschine leicht vermieden werden kann. Dadurch entsteht der falsche Eindruck, dass alles in Ordnung sei.
Die Investition in eine neue Induktionsschweißstromquelle könne den Stromverbrauch des Werks erheblich senken, sagte Prasek. Einige Bundesstaaten – insbesondere solche mit großer Bevölkerung und belasteten Netzen – bieten großzügige Steuernachlässe beim Kauf energieeffizienter Geräte an. Ein zweiter Beweggrund für Investitionen in neue Produkte sei das Potenzial für neue Produktionsmöglichkeiten, fügte er hinzu.
„Normalerweise ist ein neues Schweißgerät viel effizienter als ein älteres und kann Tausende von Dollar einsparen, indem es mehr Schweißkapazität bietet, ohne die Stromversorgung zu verbessern“, sagte Prasek.
Die Ausrichtung der Induktionsspule und des Widerstands ist ebenfalls wichtig. John Holderman, General Manager von EHE Consumables, sagt, dass eine richtig ausgewählte und installierte Induktionsspule eine optimale Position relativ zur Schweißwalze hat und einen ordnungsgemäßen und gleichmäßigen Abstand um das Rohr herum einhalten muss. Bei falscher Einstellung kommt es zu einem vorzeitigen Ausfall der Spule.
Die Aufgabe des Blockers ist einfach: Er blockiert den Fluss des elektrischen Stroms und leitet ihn zum Rand des Bandes. Und wie bei allem anderen am Walzwerk ist die Positionierung von entscheidender Bedeutung, sagt er. Die richtige Position ist am Scheitelpunkt der Schweißnaht, aber das ist nicht die einzige Überlegung.
Das Split-Coil-Konzept nutzt Trends bei der Konstruktion von Schweißzusätzen und kann einen erheblichen Einfluss auf die Betriebszeit der Mühle haben.
„Mühlen mit großem Durchmesser verwenden seit langem Split-Coil-Designs“, sagte Haldeman. „Der Austausch eines einzelnen Stücks der Induktionsspule erfordert das Schneiden des Rohrs, den Austausch der Spule und das erneute Einfädeln“, sagte er. Das Split-Coil-Design besteht aus zwei Teilen, was Ihnen Zeit und Mühe spart.
„Sie wurden in großen Walzwerken eingesetzt, aber um dieses Prinzip auf kleine Spulen anzuwenden, war einiges an technischem Aufwand nötig“, sagte er. Noch weniger Arbeit für den Hersteller. „Kleine zweiteilige Spulen verfügen über spezielle Hardware und clever gestaltete Klemmen“, sagte er.
Was den Kühlprozess des Blockers angeht, haben Rohrhersteller traditionell zwei Möglichkeiten: ein zentrales Kühlsystem im Werk oder ein separates dediziertes Wassersystem, was teuer sein kann.
„Es ist am besten, den Widerstand mit sauberem Kühlmittel zu kühlen“, sagte Holderman. Aus diesem Grund kann eine kleine Investition in ein spezielles Drosselfiltersystem für Mühlenkühlmittel die Lebensdauer der Drossel erheblich verlängern.
Das Mühlenkühlmittel wird oft am Choke verwendet, aber das Mühlenkühlmittel sammelt Metallfeinteile. Trotz aller Bemühungen, Feinteile in einem zentralen Filter oder mit einem zentralen Magnetsystem aufzufangen, passieren einige Leute den Weg zum Hindernis. Dies ist nicht der richtige Ort für Metallpulver.
„Sie erhitzen sich im Induktionsfeld und brennen sich in das Widerstandsgehäuse und das Ferrit ein, was zu einem vorzeitigen Ausfall führt und dann abschaltet, um den Widerstand auszutauschen“, sagte Holderman. „Sie sammeln sich auch an den Induktionsspulen an und verursachen schließlich auch dort Schäden durch Lichtbögen.“