La fabrication réussie et efficace d'un tuyau ou d'un tuyau nécessite l'optimisation de 10 000 détails, y compris la maintenance de l'équipement. Étant donné la myriade de pièces mobiles dans chaque type de broyeur et chaque pièce d'équipement périphérique, le respect du calendrier d'entretien préventif recommandé par le fabricant n'est pas une tâche facile. Photo : T & H Lemont Inc.
Note de l'éditeur : Il s'agit de la première partie d'une série en deux parties sur l'optimisation des opérations d'usines de tubes ou de tuyaux. Lisez la deuxième partie.
La fabrication de produits tubulaires peut être laborieuse, même dans les meilleures circonstances. Les usines sont complexes, nécessitent beaucoup d'entretien régulier et, en fonction de ce qu'elles produisent, la concurrence est féroce. De nombreux producteurs de tuyaux métalliques sont soumis à une pression énorme pour maximiser la disponibilité afin de maximiser les revenus, avec peu de temps précieux pour l'entretien de routine.
Il n'y a pas de meilleur scénario pour l'industrie de nos jours.Les matériaux sont chers et les livraisons partielles ne sont pas rares.Maintenant plus que jamais, les producteurs de tuyaux doivent maximiser le temps de disponibilité et réduire les rebuts, et recevoir des livraisons partielles signifie réduire le temps de disponibilité.Des séries plus courtes signifient des changements plus fréquents, ce qui n'est pas une utilisation efficace du temps ou de la main-d'œuvre.
"Le temps de production est limité en ce moment", a déclaré Mark Prasek, directeur des ventes de tubes pour l'Amérique du Nord chez EFD Induction.
Des conversations avec des experts de l'industrie sur des conseils et des stratégies pour tirer le meilleur parti de votre usine ont révélé certains thèmes récurrents :
Faire fonctionner une usine avec une efficacité maximale signifie optimiser des dizaines de facteurs, dont la plupart interagissent avec d'autres, de sorte que l'optimisation des opérations de l'usine n'est pas nécessairement facile.Se souvenir de cette citation aide à garder les choses simples. Comprendre ce que fait chaque outil, comment il fonctionne et comment chaque outil interagit avec d'autres outils représente environ un tiers de la bataille. Garder tout maintenu et aligné en est un autre tiers. Le dernier tiers implique des programmes de formation des opérateurs, des stratégies de dépannage et des procédures d'exploitation spécifiques uniques à chaque tuyau ou producteur de tuyaux.
La principale considération pour faire fonctionner efficacement un broyeur est indépendante du broyeur. est la matière première. Obtenir un rendement maximal du broyeur signifie obtenir un rendement maximal de chaque bobine alimentée au broyeur.
longueur de la bobine. Nelson Abbey, directeur de Fives Bronx Inc. Abbey Products, a déclaré : « Les usines de tubes prospèrent lorsque les bobines sont les plus longues.Usiner des bobines plus courtes signifie usiner plus d'extrémités de bobines.Chaque extrémité de bobine nécessite une soudure bout à bout Chaque soudure bout à bout produit de la ferraille.
La difficulté ici est que les bobines aussi longues que possible peuvent être vendues à un prix supérieur. Des bobines plus courtes peuvent être disponibles à de meilleurs prix. Les agents d'achat peuvent vouloir économiser de l'argent, mais cela est incompatible avec le point de vue du personnel de fabrication.
Une autre considération, a déclaré Abbey, est la capacité du dérouleur et toute autre contrainte à l'extrémité d'entrée du laminoir. Il peut être nécessaire d'investir dans un équipement d'entrée de plus grande capacité pour gérer des bobines plus grandes et plus lourdes afin de profiter des avantages de l'achat de bobines plus grandes.
La découpeuse est également un facteur, que la découpe soit effectuée en interne ou en sous-traitance.
En résumé, il s'agit d'une interaction entre quatre facteurs : la taille et le poids de la bobine, la largeur nécessaire de la découpeuse, la capacité de la découpeuse et la capacité de l'équipement d'entrée.
Largeur et état des bobines. Dans l'atelier, il va sans dire que les bobines doivent avoir la bonne largeur et le bon calibre pour fabriquer un produit, mais des erreurs se produisent de temps en temps. Les opérateurs de laminoir peuvent souvent compenser des largeurs de bande légèrement trop petites ou trop grandes, mais ce n'est qu'une question de degré. Une attention particulière à la largeur des muls de fente est essentielle.
L'état des bords de la bande est également le problème le plus important. Une présentation cohérente des bords, sans bavures ou autres incohérences, est essentielle pour maintenir des soudures cohérentes sur les longueurs de bande, déclare Michael Strand, président de T&H Lemont. L'enroulement initial, le refendage et le rembobinage entrent également en jeu. Les bobines qui n'ont pas été manipulées avec soin peuvent se plier, ce qui est problématique.
Notes sur les outils « Une bonne conception de moule maximise le débit », a déclaré Stan Green, directeur général de SST Forming Roll Inc. Il souligne qu'il n'y a pas de stratégie unique pour le formage de tubes, et donc pas de stratégie unique pour la conception de moules. Les fournisseurs d'outils de laminage varient dans la façon dont ils traitent les tubes et donc leurs produits. Les rendements varient également.
"Le rayon de la surface du rouleau change constamment, de sorte que la vitesse de rotation de l'outil change sur toute la surface de l'outil", a-t-il déclaré. Bien sûr, le tube traverse le broyeur à une seule vitesse. Par conséquent, la conception affecte le rendement. Une mauvaise conception gaspille de la matière lorsque l'outil est neuf, et cela ne fait qu'empirer à mesure que l'outil s'use, a-t-il ajouté.
Pour les entreprises qui ne s'en tiennent pas à la voie de la formation et de la maintenance, l'élaboration d'une stratégie pour optimiser l'efficacité de l'usine commence par les bases.
« Indépendamment du style de l'usine et des produits qu'elle fabrique, toutes les usines ont deux choses en commun : les opérateurs et les procédures d'exploitation », a déclaré Abbey. Gérer une usine de manière aussi cohérente que possible consiste à fournir une formation standardisée et à suivre des procédures écrites, a-t-il déclaré. Des incohérences dans la formation peuvent entraîner des différences dans la configuration et le dépannage.
Pour tirer le meilleur parti d'une usine, d'un opérateur à l'autre, d'un poste à l'autre, chaque opérateur doit utiliser des procédures de configuration et de dépannage cohérentes. Toute différence de procédure est généralement une question de malentendus, de mauvaises habitudes, de raccourcis et de solutions de contournement. Ceux-ci rendent toujours difficile le fonctionnement efficace de l'usine.
"Il faut des années pour former un opérateur d'usine de tubes, et vous ne pouvez vraiment pas compter sur un plan unique", a déclaré Strand. "Chaque entreprise a besoin d'un programme de formation adapté à son usine et à ses propres opérations."
"Les trois clés d'un fonctionnement efficace sont l'entretien de la machine, l'entretien des consommables et l'étalonnage", a déclaré Dan Ventura, président de Ventura & Associates. "Une machine comporte de nombreuses pièces mobiles - qu'il s'agisse du broyeur lui-même ou de périphériques à l'entrée ou à la sortie, ou de la table de battage, etc. - et l'entretien de routine est important pour maintenir la machine en parfait état."
Strand est d'accord. "L'utilisation d'un programme d'inspection de maintenance préventive est là où tout commence", a-t-il déclaré. "Il offre la meilleure opportunité de gérer une usine de manière rentable.Si un producteur de tuyaux ne répond qu'aux urgences, il est hors de contrôle.Elle est à la merci de la prochaine crise.
"Chaque pièce d'équipement de l'usine doit être alignée", a déclaré Ventura. "Sinon, l'usine se battra."
"Dans de nombreux cas, lorsque les rouleaux dépassent leur durée de vie utile, ils durcissent et finissent par se fissurer", a déclaré Ventura.
"Si les rouleaux ne sont pas maintenus en bon état avec un entretien régulier, ils ont besoin d'un entretien d'urgence", explique Ventura. Si les outils étaient négligés, leur réparation nécessiterait d'enlever deux à trois fois la quantité de matériau qu'ils auraient autrement à enlever, a-t-il déclaré. Cela prend également plus de temps et coûte plus cher.
Investir dans des outils de secours peut aider à prévenir les urgences, a noté Strand. Si l'outil est fréquemment utilisé pour un fonctionnement à long terme, il faudra plus de pièces de rechange que l'outil utilisé rarement pour un fonctionnement à court terme. La fonction de l'outil affecte également le niveau de réserve.
"Un entretien régulier est bon pour l'équipement, et un bon alignement est bon pour les produits qu'il fabrique", a-t-il déclaré. Si ceux-ci sont ignorés, les employés de l'usine passent de plus en plus de temps à essayer de le rattraper. Ce temps peut être utilisé pour fabriquer de bons produits les plus vendus. Ces deux facteurs sont si importants et souvent négligés ou négligés que, selon Ventura, ils offrent la meilleure opportunité de tirer le meilleur parti de l'usine, de maximiser le rendement et de réduire les rebuts.
Ventura assimile l'entretien de l'usine et des consommables à l'entretien de la voiture. Personne ne conduira une voiture sur des dizaines de milliers de kilomètres entre les vidanges d'huile avec des pneus nus. Cela conduira à des solutions coûteuses ou à la destruction, même pour les usines mal entretenues.
Une inspection régulière de l'outil après chaque cycle est également nécessaire, a-t-il déclaré. Les outils d'inspection peuvent révéler des problèmes tels que des fissures fines. De tels dommages sont découverts dès que l'outil est retiré de l'usine, plutôt qu'immédiatement avant que l'outil ne soit installé pour le cycle suivant, ce qui donne le plus de temps pour fabriquer un outil de remplacement.
"Certaines entreprises travaillent avec des fermetures programmées", a déclaré Green. Il savait qu'il serait difficile de se conformer à une fermeture programmée dans cette situation, mais il a souligné que c'était très dangereux. Les entreprises de transport et de fret sont tellement surpeuplées ou en sous-effectif, ou les deux, que les livraisons ne sont pas à l'heure ces jours-ci.
"Si quelque chose se casse à l'usine et que vous devez commander un remplacement, qu'allez-vous faire pour le faire livrer?"a-t-il demandé. Bien sûr, le fret aérien est toujours une option, mais cela peut faire grimper les coûts d'expédition.
La maintenance des laminoirs et des cylindres ne consiste pas seulement à suivre un programme de maintenance, mais à coordonner le programme de maintenance avec le programme de production.
Dans les trois domaines - opérations, dépannage et maintenance, l'étendue et la profondeur de l'expérience comptent. Warren Wheatman, vice-président de l'unité commerciale Die de T&H Lemont, a déclaré que les entreprises qui n'ont qu'une ou deux usines pour produire leurs propres tubes ont souvent moins de personnes dédiées à la maintenance des usines et des filières.
Strand a ajouté que la formation des services d'exploitation et de maintenance est désormais plus importante que jamais. La vague de départs à la retraite associée au vieillissement des baby-boomers signifie que les connaissances tribales qui jadis secouaient les entreprises se tarissent. Alors que de nombreux producteurs de tubes peuvent toujours compter sur la consultation et les conseils des fournisseurs d'équipement, même cette expertise n'est plus aussi abondante qu'elle l'était autrefois et se rétrécit.
Le processus de soudage est tout aussi important que tout autre processus qui se produit lors de la fabrication d'un tuyau ou d'un tuyau, et le rôle d'une machine à souder ne peut être surestimé.
Soudage par induction. "Aujourd'hui, environ les deux tiers de nos commandes concernent des rénovations", a déclaré Prasek. "Ils remplacent généralement les anciens soudeurs problématiques.Le débit est le principal moteur en ce moment.
Il a dit que beaucoup étaient en retard sur huit buts parce que la matière première est arrivée en retard. "Habituellement, lorsque le matériau sort enfin, le soudeur tombe en panne", a-t-il déclaré. Un nombre surprenant de producteurs de tubes utilisent même des machines basées sur la technologie des tubes à vide, ce qui signifie qu'ils utilisent des machines qui ont au moins 30 ans pour les soins. Les connaissances en matière de service pour ces machines ne sont pas étendues et les tubes de remplacement eux-mêmes sont difficiles à trouver.
Le défi pour les producteurs de tuyaux qui les utilisent encore est de savoir comment ils vieillissent. Ils n'échouent pas de manière catastrophique, mais se dégradent lentement. Une solution consiste à utiliser moins de chaleur de soudage et à faire fonctionner le broyeur à une vitesse plus lente pour compenser, ce qui peut facilement éviter les dépenses en capital liées à l'investissement dans une nouvelle machine. Cela crée une fausse impression que tout va bien.
Investir dans une nouvelle source d'alimentation pour le soudage par induction peut réduire considérablement la consommation d'électricité de l'usine, a déclaré Prasek. Certains États, en particulier ceux qui ont une population importante et des réseaux sous tension, offrent de généreuses remises fiscales sur les achats d'équipements éconergétiques. Une deuxième motivation pour investir dans de nouveaux produits est le potentiel de nouvelles possibilités de production, a-t-il ajouté.
« En règle générale, une nouvelle unité de soudage est beaucoup plus efficace qu'une ancienne, et elle peut économiser des milliers de dollars en fournissant une plus grande capacité de soudage sans mise à niveau du service électrique », a déclaré Prasek.
L'alignement de la bobine d'induction et de la résistance est également important. John Holderman, directeur général d'EHE Consumables, affirme qu'une bobine d'induction correctement sélectionnée et installée a une position optimale par rapport au rouleau de soudage et qu'elle doit maintenir un dégagement approprié et constant autour du tube. Si elle est mal réglée, la bobine tombera en panne prématurément.
Le travail du bloqueur est simple - il bloque le flux de courant électrique, le dirigeant vers le bord de la bande - et comme pour tout le reste sur le laminoir, le positionnement est critique, dit-il. L'emplacement correct est au sommet de la soudure, mais ce n'est pas la seule considération. L'installation est critique.
Tirant parti des tendances en matière de conception de consommables de soudage, le concept de bobine divisée peut avoir un impact significatif sur la disponibilité de l'usine.
"Les broyeurs de grand diamètre utilisent depuis longtemps des conceptions de bobines fendues", a déclaré Haldeman.
"Ils ont été utilisés dans de grands laminoirs, mais il a fallu une ingénierie sophistiquée pour appliquer ce principe à de petites bobines", a-t-il déclaré. Encore moins de travail pour le fabricant. "Les petites bobines en deux parties ont un matériel spécialisé et des pinces intelligemment conçues", a-t-il déclaré.
En ce qui concerne le processus de refroidissement du bloqueur, les producteurs de tuyaux ont deux options traditionnelles : un système de refroidissement central dans l'usine ou un système d'eau dédié séparé, qui peut être coûteux.
« Il est préférable de refroidir la résistance avec un liquide de refroidissement propre », a déclaré Holderman. Pour cette raison, un petit investissement dans un système de filtre de starter dédié au liquide de refroidissement du broyeur peut considérablement augmenter la durée de vie du starter.
Le liquide de refroidissement du broyeur est souvent utilisé sur le starter, mais le liquide de refroidissement du broyeur recueille les fines métalliques. Malgré tous les efforts pour piéger les fines dans un filtre central ou les capturer avec un système d'aimant central, certaines personnes passent et trouvent leur chemin vers l'obstacle. Ce n'est pas l'endroit pour les poudres métalliques.
"Ils chauffent dans le champ d'induction et se brûlent dans le boîtier de la résistance et la ferrite, ce qui provoque une défaillance prématurée, puis s'arrête pour remplacer la résistance", a déclaré Holderman. "Ils s'accumulent également sur les bobines d'induction et finissent par causer des dommages.