ייצור מוצלח ויעיל של צינור או צינור דורש אופטימיזציה של 10,000 פרטים, כולל תחזוקת ציוד. בהתחשב בשלל החלקים הנעים בכל סוג טחנה ובכל פריט ציוד היקפי, עמידה בלוח הזמנים המומלץ של היצרן לתחזוקה מונעת אינה משימה קלה. צילום: T & H Lemont Inc.
הערת העורך: זהו החלק הראשון בסדרה בת שני חלקים על אופטימיזציה של פעולות טחנת צינורות. קראו את החלק השני.
ייצור מוצרים צינוריים יכול להיות מייגע, אפילו בנסיבות הטובות ביותר. מפעלים מורכבים, דורשים תחזוקה שוטפת רבה, ובהתאם למה שהם מייצרים, התחרות עזה. יצרני צינורות מתכת רבים נמצאים תחת לחץ עצום למקסם את זמן הפעילות כדי למקסם את ההכנסות, עם מעט זמן יקר לתחזוקה שוטפת.
אין תרחיש אופטימלי לתעשייה בימינו. חומרים יקרים ואספקות חלקיות אינן נדירות. כיום, יותר מתמיד, יצרני צינורות צריכים למקסם את זמן הפעילות ולהפחית גרוטאות, וקבלת אספקות חלקיות פירושה הפחתת זמן הפעילות. ריצות קצרות יותר פירושן החלפות תכופות יותר, שאינן ניצול יעיל של זמן או עבודה.
"זמן הייצור הוא בעל חשיבות עליונה כרגע", אמר מארק פראסק, מנהל מכירות צינורות צפון אמריקה ב-EFD Induction.
שיחות עם מומחים בתעשייה על טיפים ואסטרטגיות להפקת המרב מהמפעל שלכם חשפו כמה נושאים חוזרים:
הפעלת מפעל ביעילות מרבית פירושה אופטימיזציה של עשרות גורמים, שרובם מקיימים אינטראקציה עם אחרים, כך שאופטימיזציה של פעילות המפעל אינה בהכרח קלה. דבריו הקדושים של בעל הטור לשעבר ב"טיוב אנד פייפ ג'ורנל" באד גרהם מציעים פרספקטיבה מסוימת: "טחנת צינורות היא מחזיק כלים". זכירת ציטוט זה עוזרת לשמור על דברים פשוטים. הבנת מה כל כלי עושה, כיצד הוא פועל וכיצד כל כלי מקיימים אינטראקציה עם כלים אחרים היא כשליש מהקרב. שמירה על תחזוקה ויישור של הכל היא שליש נוסף ממנו. השליש האחרון כרוך בתוכניות הכשרה למפעילים, אסטרטגיות לפתרון בעיות ונהלי הפעלה ספציפיים הייחודיים לכל צינור או יצרן צינורות.
השיקול העיקרי להפעלת טחנה ביעילות הוא עצמאות לטחנה. זהו חומר הגלם. קבלת תפוקה מקסימלית מהטחנה פירושה קבלת תפוקה מקסימלית מכל סליל המוזן לטחנה. זה מתחיל בהחלטת קנייה.
אורך הסליל. נלסון אבי, מנהל Fives Bronx Inc. Abbey Products, אמר: "מפעלי צינורות משגשגים כאשר הסלילים הם הארוכים ביותר. עיבוד שבבי של סלילים קצרים יותר פירושו עיבוד שבבי של יותר קצוות סליל. כל קצה סליל דורש ריתוך קת. כל ריתוך קת מייצר גרוטאות."
הקושי כאן הוא שסלילים ארוכים ככל האפשר יכולים להימכר במחיר גבוה. סלילים קצרים יותר עשויים להיות זמינים במחירים טובים יותר. סוכני רכש עשויים לרצות לחסוך קצת כסף, אך זה לא עולה בקנה אחד עם נקודת המבט של עובדי רצפת הייצור. כמעט כל מי שמנהל מפעל יסכים שהפרש המחירים יצטרך להיות משמעותי כדי לפצות על הפסדי הייצור הקשורים לסגירות נוספות של המפעל.
שיקול נוסף, אמר אבי, הוא קיבולת מפרק הסלילים וכל אילוץ אחר בקצה הכניסה של הטחנה. ייתכן שיהיה צורך להשקיע בציוד כניסה בעל קיבולת גבוהה יותר כדי להתמודד עם סלילים גדולים וכבדים יותר כדי לנצל את היתרונות של רכישת סלילים גדולים יותר.
גם מכונת החיתוך היא גורם חשוב, בין אם החיתוך מתבצע באופן פנימי או במיקור חוץ. למכונות החיתוך יש את המשקל והקוטר הגדולים ביותר שהם יכולים להתמודד איתן, ולכן קבלת ההתאמה הטובה ביותר בין הסלילים למכונות החיתוך היא קריטית למקסום התפוקה.
לסיכום, מדובר באינטראקציה בין ארבעה גורמים: גודל ומשקל הסליל, הרוחב הנדרש של מכונת הגזירה, קיבולת מכונת הגזירה וקיבולת ציוד הכניסה.
רוחב ומצב הסליל. בקומת הייצור, מובן מאליו שהסלילים צריכים להיות ברוחב ובגודל הנכון כדי לייצר מוצר, אך טעויות קורות מדי פעם. מפעילי טחנה יכולים לעתים קרובות לפצות על רוחב רצועות קטן מדי או גדול מדי, אך זו רק שאלה של מידה. תשומת לב קפדנית לרוחב של משטחי החריץ היא קריטית.
מצב הקצה של הרצועה הוא גם הנושא החשוב ביותר. הצגת קצה עקבית, ללא קוצים או כל חוסר עקביות אחר, היא קריטית לשמירה על ריתוכים עקביים לאורך אורכי הרצועה, אומר מייקל סטראנד, נשיא T&H Lemont. סליל ראשוני, חריץ וליפוף אחורה גם הם נכנסים לתמונה. סלילים שלא טופלו בזהירות עלולים להתכופף, וזה בעייתי. תהליך העיצוב שפותח על ידי מהנדסי מת הגלגול מתחיל ברצועה שטוחה ולא ברצועה מעוקלת.
הערות על כלים. "תכנון טוב של תבניות ממקסם את התפוקה", אמר סטן גרין, מנכ"ל SST Forming Roll Inc. הוא מציין שאין אסטרטגיה אחת לעיצוב צינורות, ולכן אין אסטרטגיה אחת לתכנון תבניות. ספקי כלי גליל משתנים באופן שבו הם מעבדים צינורות ולכן גם את המוצרים שלהם. גם התשואות משתנות.
"רדיוס משטח הגלגול משתנה כל הזמן, כך שמהירות הסיבוב של הכלי משתנה על פני משטח הכלי", אמר. כמובן, הצינור עובר דרך הטחנה במהירות אחת בלבד. לכן, התכנון משפיע על התפוקה. תכנון גרוע מבזבז חומר כאשר הכלי חדש, וזה רק מחמיר ככל שהכלי נשחק, הוסיף.
עבור חברות שאינן דבקות במסלול ההדרכה והתחזוקה, פיתוח אסטרטגיה לייעול יעילות המפעל מתחיל ביסודות.
"ללא קשר לסגנון המפעל ולמוצרים שהוא מייצר, לכל המפעלים יש שני דברים במשותף - המפעילים ונהלי התפעול", אמר אבי. ניהול מפעל באופן עקבי ככל האפשר הוא עניין של מתן הכשרה סטנדרטית וביצוע נהלים כתובים, הוא אמר. חוסר עקביות בהכשרה יכול להוביל להבדלים בהתקנה ובפתרון בעיות.
כדי להפיק את המרב ממפעל, ממפעיל למפעיל, ממשמרת למשמרת, כל מפעיל חייב להשתמש בהליכי התקנה ופתרון בעיות עקביים. כל הבדל פרוצדורלי הוא בדרך כלל עניין של אי הבנות, הרגלים רעים, קיצורי דרך ופתרונות עוקפים. אלה תמיד מקשים על הפעלת המפעל ביעילות. בעיות אלו עשויות להיות מקומיות או נוצרות כאשר מפעילים מיומנים נשכרים ממתחרים, אך המקור אינו משנה. עקביות היא המפתח, כולל מפעילים בעלי ניסיון.
"לוקח שנים להכשיר מפעיל טחנת צינורות, ואי אפשר באמת לסמוך על תוכנית אחת שמתאימה לכולם", אמר סטראנד. "כל חברה צריכה תוכנית הכשרה שמתאימה למפעל שלה ולפעילות שלה".
"שלושת המפתחות לתפעול יעיל הם תחזוקת המכונה, תחזוקת חומרים מתכלים וכיול", אמר דן ונטורה, נשיא Ventura & Associates. "למכונה יש הרבה חלקים נעים - בין אם זה הטחנה עצמה או ציוד היקפי בקצה הכניסה או היציאה, או שולחן ההכתמה, או מה שזה לא יהיה - ותחזוקה שוטפת חשובה כדי לשמור על המכונה במצב מעולה."
סטראנד מסכים. "שימוש בתוכנית בדיקה לתחזוקה מונעת הוא המקום שבו הכל מתחיל", אמר. "זה מציע את ההזדמנות הטובה ביותר להפעיל מפעל ברווחיות. אם יצרן צינורות מגיב רק למקרי חירום, הוא יוצא משליטה. הוא נתון לחסדי המשבר הבא."
"כל פריט ציוד במפעל צריך להיות מיושר", אמר ונטורה, "אחרת, המפעל יילחם בעצמו".
"במקרים רבים, כאשר גלילים חורגים מאורך החיים השימושי שלהם, הם מתקשים בעבודה ובסופו של דבר נסדקים", אמר ונטורה.
"אם הגלילים לא נשמרים במצב תקין עם תחזוקה שוטפת, אז הם זקוקים לתחזוקה דחופה", אומר ונטורה. אם הכלים היו מוזנחים, תיקונם ידרוש הסרת פי שניים עד שלושה מכמות החומר שהיו צריכים להסיר אחרת, הוא אמר. זה גם לוקח יותר זמן ועולה יותר.
סטראנד ציין כי השקעה בכלי גיבוי יכולה לסייע במניעת מצבי חירום. אם הכלי משמש לעתים קרובות לפעולה לטווח ארוך, יידרשו יותר חלקי חילוף מאשר הכלי המשמש לעתים רחוקות לפעולה לטווח קצר. גם תפקוד הכלי משפיע על רמת העתודה. סנפירים יכולים להתנתק מכלי הסנפירים וגלילי ריתוך יכולים להיות מושפעים מחום תיבת הריתוך, בעיות שאינן מטרידות גלילי עיצוב וגודל.
"תחזוקה סדירה טובה לציוד, ויישור נכון טוב למוצרים שהוא מייצר", אמר. אם מתעלמים מגורמים אלה, עובדי המפעל משקיעים יותר ויותר זמן בניסיון לפצות על כך. ניתן להשתמש בזמן הזה כדי לייצר מוצרים טובים ונמכרים ביותר. שני גורמים אלה כה חשובים ולעתים קרובות מתעלמים מהם או מתעלמים מהם, שלדעתו של ונטורה, הם מציעים את ההזדמנות הטובה ביותר להפיק את המרב מהמפעל, למקסם את התפוקה ולהפחית גרוטאות.
ונטורה משווה תחזוקה של טחנות וחומרים מתכלים לתחזוקת רכב. אף אחד לא ינהג במכונית במשך עשרות אלפי קילומטרים בין החלפות שמן עם צמיגים חשופים. זה יוביל לפתרונות יקרים או להרס, אפילו עבור מפעלים שתתוחזקו בצורה גרועה.
בדיקה סדירה של הכלי לאחר כל הפעלה היא גם הכרחית, הוא אמר. כלי בדיקה עשויים לחשוף בעיות כגון סדקים דקים. נזק כזה מתגלה ברגע שהכלי מוסר מהטחנה, ולא מיד לפני שהכלי מותקן להפעלה הבאה, מה שנותן את הזמן הרב ביותר לייצור כלי חלופי.
"חלק מהחברות עובדות תחת סגירות מתוכננות", אמר גרין. הוא ידע שיהיה קשה לעמוד בסגירה מתוכננת במצב כזה, אך ציין שזה מסוכן מאוד. חברות ספנות ומטענים צפופות או חסרות כוח אדם, או שניהם, עד כדי כך שהמשלוחים אינם מגיעים בזמן בימים אלה.
"אם משהו נשבר במפעל ואתם צריכים להזמין מוצר חלופי, מה אתם מתכוונים לעשות כדי לקבל אותו במשלוח?" הוא שאל. כמובן, הובלה אווירית היא תמיד אופציה, אבל זה יכול להעלות את עלות המשלוח בצורה ספירלית.
תחזוקת טחנה וגלגול היא יותר מסתם עמידה בלוח זמנים לתחזוקה, אלא תיאום לוח הזמנים לתחזוקה עם לוח הזמנים של הייצור.
בכל שלושת התחומים - תפעול, פתרון בעיות ותחזוקה, רוחב ועומק הניסיון חשובים. וורן ויטמן, סגן נשיא יחידת העסקים של המבניות של T&H Lemont, אמר שחברות שיש להן רק טחנה אחת או שתיים לייצור צינורות משלהן לרוב עוסקות בתחזוקת המבניות והמבניות. למרות שצוות התחזוקה בקיא, למחלקות קטנות יש פחות ניסיון מאשר למחלקות תחזוקה גדולות יותר, מה שמציב את הצוות הקטן יותר בעמדת נחיתות. אם לחברה אין מחלקת הנדסה, מחלקת התחזוקה צריכה לבצע את פתרון הבעיות והתיקונים בעצמה.
סטראנד הוסיף כי הכשרה למחלקות תפעול ותחזוקה חשובה כעת יותר מתמיד. גל הפרישה הקשור לדור הבייבי בום המזדקן פירושו שהידע השבטי שבעבר זעזע חברות הולך ומתייבש. בעוד שיצרני צינורות רבים עדיין יכולים להסתמך על ייעוץ וייעוץ מספקי ציוד, אפילו מומחיות זו אינה שופעת כפי שהייתה פעם והיא הולכת ומצטמצמת.
תהליך הריתוך חשוב בדיוק כמו כל תהליך אחר המתרחש בעת ייצור צינור או צינור, ואי אפשר להפריז בתפקידה של מכונת ריתוך.
ריתוך אינדוקציה. "כיום, כשני שלישים מההזמנות שלנו הן לשיפוצים", אמר פראסק. "הם בדרך כלל מחליפים רתכות ישנות ובעייתיות. תפוקת החשמל היא הגורם העיקרי כרגע."
הוא אמר שרבים פיגרו בשמונה יעדים משום שחומר הגלם הגיע באיחור. "בדרך כלל, כשהחומר סוף סוף יוצא, מכונת הרתכת קורסת", אמר. מספר מפתיע של יצרני צינורות אף משתמשים במכונות המבוססות על טכנולוגיית צינורות ואקום, מה שאומר שהם משתמשים במכונות בנות לפחות 30 שנה לטיפול. ידע השירות עבור מכונות כאלה אינו נרחב, וקשה למצוא צינורות חלופיים עצמם.
האתגר עבור יצרני צינורות שעדיין משתמשים בהם הוא האופן שבו הם מזדקנים. הם לא נכשלים בצורה קטסטרופלית, אלא מתכלים לאט. פתרון אחד הוא להשתמש בפחות חום ריתוך ולהפעיל את המנסרה במהירות נמוכה יותר כדי לפצות, מה שיכול בקלות למנוע את ההוצאות הכספיות של השקעה במכונה חדשה. זה יוצר תחושה כוזבת שהכל בסדר.
השקעה במקור כוח חדש לריתוך אינדוקציה יכולה להפחית משמעותית את צריכת החשמל של המפעל, אמר פראסק. מדינות מסוימות - במיוחד אלו עם אוכלוסיות גדולות ורשתות חשמל תחת לחץ - מציעות הנחות מס נדיבות על רכישות של ציוד חסכוני באנרגיה. מוטיבציה שנייה להשקעה במוצרים חדשים היא הפוטנציאל לאפשרויות ייצור חדשות, הוסיף.
"בדרך כלל, יחידת ריתוך חדשה יעילה הרבה יותר מיחידה ישנה יותר, והיא יכולה לחסוך אלפי דולרים על ידי מתן קיבולת ריתוך גדולה יותר מבלי לשדרג את השירות החשמלי", אמר פראסק.
יישור סליל האינדוקציה והנגד חשוב גם הוא. ג'ון הולדרמן, המנהל הכללי של EHE Consumables, אומר שלסליל אינדוקציה שנבחר ומותקן כראוי יש מיקום אופטימלי ביחס לגליל הריתוך, והוא צריך לשמור על מרווח תקין ועקבי סביב הצינור. אם הוא מוגדר בצורה שגויה, הסליל יכשל בטרם עת.
תפקידו של החוסם פשוט - הוא חוסם את זרימת הזרם החשמלי, מכוון אותו לקצה הרצועה - וכמו בכל דבר אחר במכבש, המיקום הוא קריטי, הוא אומר. המיקום הנכון הוא בקצה הריתוך, אבל זה לא השיקול היחיד. ההתקנה היא קריטית. אם הוא מחובר למנדרל שאינו קשיח מספיק כדי לתמוך בו, מיקום החוסם עשוי להשתנות, הוא למעשה גורר את הפתח הפנימי לאורך תחתית הצינור.
תוך ניצול מגמות בתכנון חומרים מתכלים לריתוך, לקונספט הסליל המפוצל יכולה להיות השפעה משמעותית על זמן הפעולה של המכונה.
"טחנות בקוטר גדול משתמשות זה מכבר בעיצובים של סלילים מפוצלים", אמר הלדמן. "החלפת סליל אינדוקציה יחיד דורשת חיתוך הצינור, החלפת הסליל והברגתו מחדש", אמר. עיצוב הסליל המפוצל מגיע בשני חלקים, וחוסך לכם את כל הזמן והמאמץ.
"הם שימשו במפעלי גלגול גדולים, אבל נדרשה הנדסה מתוחכמת כדי ליישם את העיקרון הזה על סלילים קטנים", אמר. אפילו פחות עבודה עבור היצרן. "לסלילים קטנים בני שני חלקים יש חומרה מיוחדת ומהדקים מעוצבים בחוכמה", אמר.
בנוגע לתהליך הקירור של החוסם, ליצרני צינורות יש שתי אפשרויות מסורתיות: מערכת קירור מרכזית במפעל או מערכת מים ייעודית נפרדת, שיכולה להיות יקרה.
"עדיף לקרר את הנגד עם נוזל קירור נקי", אמר הולדרמן. מסיבה זו, השקעה קטנה במערכת סינון משנקים ייעודית לקירור טחנה יכולה להאריך משמעותית את חיי המשנק.
נוזל קירור הטחנה משמש לעתים קרובות על המשנק, אך הוא אוסף חלקיקי מתכת עדינים. למרות כל מאמץ ללכוד את החלקיקים במסנן מרכזי או ללכוד אותם באמצעות מערכת מגנטים מרכזית, יש אנשים שעוברים ומוצאים את דרכם אל המכשול. זה לא המקום לאבקות מתכת.
"הם מתחממים בשדה האינדוקציה ושורפים את עצמם לתוך בית הנגד והפריט, מה שגורם לכשל מוקדם ואז נכבה כדי להחליף את הנגד", אמר הולדרמן. "הם גם מצטברים על סלילי האינדוקציה ובסופו של דבר גורמים נזק מקשת שם."