La produzione efficace ed efficiente di tubi o tubi richiede l'ottimizzazione di 10.000 dettagli, inclusa la manutenzione delle attrezzature. Data la miriade di parti mobili in ogni tipo di mulino e ogni pezzo di attrezzatura periferica, aderire al programma di manutenzione preventiva raccomandato dal produttore non è un compito facile. Foto: T & H Lemont Inc.
Nota del redattore: questa è la prima parte di una serie in due parti sull'ottimizzazione delle operazioni di produzione di tubi o tubature. Leggi la seconda parte.
La produzione di prodotti tubolari può essere laboriosa, anche nelle migliori circostanze. Le fabbriche sono complesse, richiedono molta manutenzione regolare e, a seconda di ciò che producono, la concorrenza è feroce. Molti produttori di tubi metallici sono sottoposti a un'enorme pressione per massimizzare i tempi di attività per massimizzare le entrate, con poco tempo prezioso per la manutenzione ordinaria.
Al giorno d'oggi non esiste uno scenario ottimale per il settore. I materiali sono costosi e le consegne parziali non sono rare. Ora più che mai, i produttori di tubi devono massimizzare i tempi di attività e ridurre gli scarti, e ricevere consegne parziali significa ridurre i tempi di attività.
"Il tempo di produzione è prezioso in questo momento", ha dichiarato Mark Prasek, North American Tubing Sales Manager presso EFD Induction.
Le conversazioni con esperti del settore su suggerimenti e strategie per ottenere il massimo dal proprio impianto hanno rivelato alcuni temi ricorrenti:
Gestire un impianto al massimo dell'efficienza significa ottimizzare dozzine di fattori, la maggior parte dei quali interagiscono con altri, quindi ottimizzare le operazioni dell'impianto non è necessariamente facile. La sacra parola dell'ex editorialista del The Tube & Pipe Journal Bud Graham offre una prospettiva: "Un laminatoio per tubi è un portautensili".Ricordare questa citazione aiuta a mantenere le cose semplici. Capire cosa fa ogni strumento, come funziona e come ogni strumento interagisce con altri strumenti è circa un terzo della battaglia. Mantenere tutto mantenuto e allineato è un altro terzo di esso. L'ultimo terzo coinvolge programmi di formazione degli operatori, strategie di risoluzione dei problemi e procedure operative specifiche uniche per ogni tubo o produttore di tubi.
La considerazione principale per far funzionare un mulino in modo efficiente è indipendente dal mulino. È la materia prima. Ottenere la massima produzione dal mulino significa ottenere la massima produzione da ogni bobina alimentata al mulino. Si inizia con una decisione di acquisto.
lunghezza della bobina.Nelson Abbey, direttore di Fives Bronx Inc. Abbey Products, ha dichiarato: “I laminatoi per tubi prosperano quando la bobina è la più lunga.Lavorare bobine più corte significa lavorare più estremità della bobina.Ogni estremità della bobina richiede una saldatura di testa, ogni saldatura di testa produce scarti.
La difficoltà qui è che le bobine più lunghe possibile possono essere vendute a un prezzo maggiorato. Le bobine più corte possono essere disponibili a prezzi migliori. Gli agenti di acquisto potrebbero voler risparmiare un po' di soldi, ma questo è incoerente con il punto di vista del personale del reparto di produzione. Quasi tutti coloro che gestiscono una fabbrica concordano sul fatto che la differenza di prezzo deve essere significativa per compensare le perdite di produzione associate a ulteriori chiusure di fabbrica.
Un'altra considerazione, ha affermato Abbey, è la capacità dell'aspo svolgitore e qualsiasi altro vincolo all'estremità di ingresso del laminatoio. Potrebbe essere necessario investire in apparecchiature di ingresso di maggiore capacità per gestire bobine più grandi e più pesanti per sfruttare i vantaggi dell'acquisto di bobine più grandi.
Anche la taglierina è un fattore importante, indipendentemente dal fatto che il taglio venga eseguito internamente o esternalizzato. Le taglierine hanno il peso e il diametro più grandi che possono gestire, quindi ottenere la migliore corrispondenza tra bobine e taglierine è fondamentale per massimizzare la produttività.
In sintesi, si tratta di un'interazione tra quattro fattori: la dimensione e il peso della bobina, la larghezza necessaria della taglierina, la capacità della taglierina e la capacità dell'attrezzatura di ingresso.
Larghezza e condizione della bobina. In officina, è ovvio che le bobine devono avere la giusta larghezza e il giusto calibro per realizzare un prodotto, ma di tanto in tanto si verificano errori. Gli operatori della fresatrice possono spesso compensare larghezze di nastro leggermente troppo piccole o troppo grandi, ma questa è solo una questione di grado.
Anche la condizione del bordo del nastro è il problema più importante. Una presentazione uniforme del bordo, senza sbavature o altre incoerenze, è fondamentale per mantenere una saldatura uniforme su tutta la lunghezza del nastro, afferma Michael Strand, presidente di T&H Lemont. Entrano in gioco anche l'avvolgimento iniziale, il taglio e il riavvolgimento. Le bobine che non sono state maneggiate con cura possono piegarsi, il che è problematico.
Note sugli strumenti. "Una buona progettazione dello stampo massimizza la produttività", ha affermato Stan Green, direttore generale di SST Forming Roll Inc. Sottolinea che non esiste un'unica strategia per la formatura dei tubi, e quindi non esiste un'unica strategia per la progettazione degli stampi. I fornitori di utensili di laminazione variano nel modo in cui elaborano i tubi e quindi i loro prodotti. Anche i rendimenti variano.
"Il raggio della superficie del rullo cambia costantemente, quindi la velocità di rotazione dell'utensile cambia lungo la superficie dell'utensile", ha affermato. Ovviamente, il tubo passa attraverso la fresatrice a una sola velocità. Pertanto, il design influisce sulla resa.
Per le aziende che non si attengono al percorso di formazione e manutenzione, lo sviluppo di una strategia per ottimizzare l'efficienza dell'impianto inizia dalle basi.
"Indipendentemente dallo stile della fabbrica e dai prodotti che realizza, tutte le fabbriche hanno due cose in comune: gli operatori e le procedure operative", ha affermato Abbey. Gestire una fabbrica nel modo più coerente possibile è una questione di fornire una formazione standardizzata e seguire procedure scritte, ha affermato. Le incoerenze nella formazione possono portare a differenze nella configurazione e nella risoluzione dei problemi.
Per ottenere il massimo da un impianto, da operatore a operatore, da turno a turno, ogni operatore deve utilizzare procedure di installazione e risoluzione dei problemi coerenti. Eventuali differenze procedurali sono solitamente una questione di incomprensioni, cattive abitudini, scorciatoie e soluzioni alternative. Tutto ciò rende sempre difficile gestire l'impianto in modo efficiente.
"Ci vogliono anni per addestrare un operatore di un laminatoio per tubi e non puoi davvero fare affidamento su un piano unico per tutti", ha affermato Strand. "Ogni azienda ha bisogno di un programma di formazione adatto alla propria fabbrica e alle proprie operazioni".
"Le tre chiavi per operazioni efficienti sono la manutenzione della macchina, la manutenzione dei materiali di consumo e la calibrazione", ha affermato Dan Ventura, presidente di Ventura & Associates. "Una macchina ha molte parti in movimento, che si tratti del mulino stesso o delle periferiche all'estremità di ingresso o di uscita, o del tavolo di battitura, o altro - e la manutenzione ordinaria è importante per mantenere la macchina in condizioni ottimali".
Strand è d'accordo. "L'utilizzo di un programma di ispezione di manutenzione preventiva è il punto di partenza", ha affermato. "Offre la migliore opportunità per gestire una fabbrica in modo redditizio.Se un produttore di tubi risponde solo alle emergenze, è fuori controllo.È in balia della prossima crisi”.
"Ogni pezzo di equipaggiamento del mulino deve essere allineato", ha detto Ventura. "Altrimenti, la fabbrica combatterà se stessa".
"In molti casi, quando i rotoli superano la loro vita utile, si induriscono e alla fine si rompono", ha affermato Ventura.
"Se i rulli non vengono mantenuti in buone condizioni con una manutenzione regolare, allora hanno bisogno di una manutenzione di emergenza", afferma Ventura. Se gli strumenti fossero trascurati, ripararli richiederebbe la rimozione di una quantità di materiale da due a tre volte superiore a quella che altrimenti dovrebbero rimuovere, ha affermato. Richiede anche più tempo e costa di più.
Investire in strumenti di riserva può aiutare a prevenire le emergenze, ha osservato Strand. Se lo strumento viene utilizzato frequentemente per operazioni a lungo termine, saranno necessari più pezzi di ricambio rispetto allo strumento utilizzato raramente per operazioni a breve termine. La funzione dello strumento influisce anche sul livello di riserva.
"La manutenzione regolare fa bene alle apparecchiature e un corretto allineamento fa bene ai prodotti che produce", ha affermato. Se questi vengono ignorati, i dipendenti della fabbrica dedicano sempre più tempo a cercare di rimediare. Questo tempo può essere utilizzato per realizzare prodotti buoni e più venduti. Questi due fattori sono così importanti e spesso trascurati che, secondo Ventura, offrono la migliore opportunità per ottenere il massimo dall'impianto, massimizzare la resa e ridurre gli scarti.
Ventura equipara la manutenzione del laminatoio e dei materiali di consumo alla manutenzione dell'auto. Nessuno guiderà un'auto per decine di migliaia di miglia tra un cambio dell'olio e l'altro con pneumatici nudi. Ciò porterà a soluzioni costose o alla distruzione, anche per impianti con scarsa manutenzione.
È inoltre necessaria un'ispezione regolare dell'utensile dopo ogni ciclo, ha affermato. Gli strumenti di ispezione possono rivelare problemi come crepe sottili. Tali danni vengono scoperti non appena l'utensile viene rimosso dal mulino, piuttosto che immediatamente prima che l'utensile venga installato per il ciclo successivo, dando più tempo per produrre uno strumento sostitutivo.
"Alcune aziende stanno lavorando con chiusure programmate", ha affermato Green. Sapeva che sarebbe stato difficile rispettare una chiusura programmata in questa situazione, ma ha sottolineato che era molto pericoloso. Le compagnie di spedizione e trasporto merci sono così sovraffollate o a corto di personale, o entrambe le cose, che le consegne non sono puntuali in questi giorni.
"Se qualcosa si rompe in fabbrica e devi ordinare un ricambio, cosa farai per farlo consegnare?"chiese. Naturalmente, il trasporto aereo è sempre un'opzione, ma può aumentare notevolmente il costo della spedizione.
La manutenzione di laminatoi e rulli è molto più che seguire un programma di manutenzione, ma coordinare il programma di manutenzione con il programma di produzione.
In tutte e tre le aree: operazioni, risoluzione dei problemi e manutenzione, l'ampiezza e la profondità dell'esperienza sono importanti. Warren Wheatman, vicepresidente della Die Business Unit di T&H Lemont, ha affermato che le aziende che hanno solo uno o due mulini per produrre i propri tubi spesso hanno meno persone dedicate alla manutenzione di mulini e matrici. s se stessi.
Strand ha aggiunto che la formazione per i reparti operativi e di manutenzione è ora più importante che mai. L'ondata di pensionamenti associati all'invecchiamento dei baby boomer significa che la conoscenza tribale che una volta scuoteva le aziende si sta prosciugando. Mentre molti produttori di tubi possono ancora fare affidamento sulla consulenza e sui consigli dei fornitori di apparecchiature, anche questa competenza non è così abbondante come una volta e si sta riducendo.
Il processo di saldatura è importante tanto quanto qualsiasi altro processo che si verifica durante la produzione di un tubo o di un tubo e il ruolo di una saldatrice non può essere sopravvalutato.
Saldatura a induzione. "Oggi, circa due terzi dei nostri ordini sono per retrofit", ha affermato Prasek. "Di solito sostituiscono saldatori vecchi e problematici.Il throughput è il driver principale in questo momento.
Ha detto che molti erano dietro otto obiettivi perché la materia prima è arrivata in ritardo. "Di solito quando il materiale finalmente esce, il saldatore si ferma", ha detto. Un numero sorprendente di produttori di tubi utilizza persino macchine basate sulla tecnologia del tubo a vuoto, il che significa che usano macchine che hanno almeno 30 anni per la cura. La conoscenza dell'assistenza per tali macchine non è ampia e gli stessi tubi sostitutivi sono difficili da trovare.
La sfida per i produttori di tubi che li utilizzano ancora è il modo in cui invecchiano. Non si guastano in modo catastrofico, ma si degradano lentamente. Una soluzione è utilizzare meno calore di saldatura e far funzionare il laminatoio a una velocità inferiore per compensare, il che può facilmente evitare l'esborso di capitale dell'investimento in una nuova macchina. Questo crea la falsa sensazione che tutto vada bene.
Investire in una nuova fonte di energia per la saldatura a induzione può ridurre significativamente il consumo di elettricità dell'impianto, ha affermato Prasek. Alcuni stati, in particolare quelli con una popolazione numerosa e reti stressate, offrono generosi sgravi fiscali sull'acquisto di apparecchiature ad alta efficienza energetica. Una seconda motivazione per investire in nuovi prodotti è il potenziale per nuove possibilità di produzione, ha aggiunto.
"Un'unità di saldatura più recente è spesso più efficiente di una vecchia e può far risparmiare migliaia di dollari fornendo una maggiore capacità di saldatura senza aggiornare il servizio elettrico", ha affermato Prasek.
Anche l'allineamento della bobina di induzione e del resistore è importante. John Holderman, direttore generale di EHE Con​​sumables, afferma che una bobina di induzione correttamente selezionata e installata ha una posizione ottimale rispetto al rullo di saldatura e deve mantenere uno spazio adeguato e costante attorno al tubo. Se impostata in modo errato, la bobina si guasterà prematuramente.
Il lavoro del bloccante è semplice: blocca il flusso di corrente elettrica, dirigendolo verso il bordo del nastro e, come per qualsiasi altra cosa sulla segatrice, il posizionamento è fondamentale, afferma. La posizione corretta è all'apice della saldatura, ma non è l'unica considerazione. L'installazione è fondamentale.
Sfruttando le tendenze nella progettazione dei consumabili per saldatura, il concetto di bobina divisa può avere un impatto significativo sui tempi di attività dell'acciaieria.
"I mulini di grande diametro utilizzano da tempo progetti a bobina divisa", ha affermato Haldeman. "La sostituzione di un singolo pezzo di bobina di induzione richiede il taglio del tubo, la sostituzione della bobina e il reinserimento", ha affermato.
"Sono stati utilizzati in grandi laminatoi, ma ci è voluta un'ingegnosa ingegneria per applicare questo principio a piccole bobine", ha affermato. Ancora meno lavoro per il produttore. "Le piccole bobine in due pezzi hanno hardware specializzato e morsetti progettati in modo intelligente", ha affermato.
Per quanto riguarda il processo di raffreddamento del blocker, i produttori di tubi hanno due opzioni tradizionali: il sistema di raffreddamento centrale della fabbrica o un sistema idrico dedicato separato, che può essere costoso.
"È meglio raffreddare il resistore con refrigerante pulito", ha affermato Holderman. Per questo motivo, un piccolo investimento in un sistema di filtro dell'aria dedicato per il refrigerante del laminatoio può aumentare notevolmente la durata dell'induttanza.
Il refrigerante del mulino viene spesso utilizzato sullo starter, ma il refrigerante del mulino raccoglie le particelle metalliche. Nonostante ogni sforzo per intrappolare le particelle fini in un filtro centrale o catturarle con un sistema magnetico centrale, alcune persone passano e trovano la loro strada verso l'ostacolo. Questo non è il posto per le polveri metalliche.
"Si riscaldano nel campo di induzione e si bruciano nell'alloggiamento del resistore e nella ferrite, causando un guasto prematuro e poi si spengono per sostituire il resistore", ha detto Holderman.