توسط Michael Kelly، Allied PhotoChemical، و David Hagood، Finishing Technology Solutions
تصور کنید که بتوانید تقریباً تمام VOCs (ترکیبات آلی فرار) را در فرآیند تولید لوله و لوله حذف کنید، معادل 10000 پوند VOCs در سال. همچنین تصور کنید که با سرعت های بالاتر با توان عملیاتی بیشتر و هزینه کمتر به ازای هر قطعه/پای خطی تولید کنید.
فرآیندهای تولید پایدار برای هدایت به سمت تولید کارآمدتر و بهینه تر در بازار آمریکای شمالی کلیدی است. پایداری را می توان به روش های مختلفی اندازه گیری کرد:
کاهش VOC
مصرف انرژی کمتر
نیروی کار بهینه شده
خروجی تولید سریعتر (بیشتر با کمتر)
استفاده کارآمدتر از سرمایه
به علاوه، بسیاری از ترکیبات بالا
اخیراً، یک تولید کننده پیشرو لوله، استراتژی جدیدی را برای عملیات پوشش دهی خود اجرا کرده است. پلت‌فرم‌های پوشش‌دهنده قبلی سازنده بر پایه آب بودند که دارای VOC بالایی هستند و اتفاقاً قابل اشتعال نیز هستند. پلت فرم پوشش پایداری که اجرا شد، یک فناوری پوشش 100 درصد جامدات فرابنفش (UV) بود. در این مقاله، مشکل اولیه مشتری، فرآیند پوشش UV، بهبود کلی فرآیند، صرفه جویی در هزینه و کاهش VOC خلاصه می شود.
عملیات پوشش در تولید لوله
همانطور که در تصاویر 1a و 1b نشان داده شده است، سازنده از یک فرآیند پوشش مبتنی بر آب استفاده می کرد که باعث ایجاد آشفتگی می شد. این فرآیند نه تنها منجر به هدر رفتن مواد پوششی شد، بلکه خطری برای کف مغازه ایجاد کرد که قرار گرفتن در معرض VOC و خطر آتش سوزی را افزایش داد. علاوه بر این، مشتری در مقایسه با عملیات پوشش‌دهی مبتنی بر آب فعلی، عملکرد پوشش بهتری را می‌خواست.
در حالی که بسیاری از کارشناسان صنعت به طور مستقیم پوشش های مبتنی بر آب را با پوشش های UV مقایسه می کنند، این مقایسه واقعی نیست و می تواند گمراه کننده باشد. پوشش واقعی UV زیرمجموعه ای از فرآیند پوشش های UV است.
شکل 1. فرآیند مشارکت پروژه
UV یک فرآیند است
UV فرآیندی است که مزایای زیست محیطی قابل توجهی، بهبود فرآیند کلی، بهبود عملکرد محصول و، بله، صرفه جویی در پوشش خطی پا را ارائه می دهد. برای اجرای موفقیت آمیز یک پروژه پوشش های UV، UV باید به عنوان یک فرآیند با سه جزء اصلی در نظر گرفته شود - 1) مشتری، 2) یکپارچه کننده تجهیزات کاربرد و درمان UV و 3) شریک فناوری پوشش.
هر سه این موارد برای برنامه ریزی و اجرای موفقیت آمیز یک سیستم پوشش UV حیاتی هستند. بنابراین، بیایید نگاهی به روند کلی مشارکت پروژه بیندازیم (شکل 1). در بیشتر موارد، این تلاش توسط شریک فناوری پوشش UV هدایت می شود.
کلید هر پروژه موفق این است که مراحل تعامل به وضوح تعریف شده باشد، با انعطاف پذیری داخلی و توانایی انطباق با انواع مختلف مشتریان و برنامه های کاربردی آنها. این هفت مرحله تعامل، مبنایی برای تعامل موفق پروژه با مشتری هستند: 1) بحث فرآیند کلی. 2) بحث ROI. 3) مشخصات محصول؛ 4) مشخصات فرآیند کلی؛ 5) آزمایشات نمونه؛ 6) RFQ / مشخصات کلی پروژه؛ و 7) ارتباط مستمر.
این مراحل نامزدی را می توان به صورت سریال دنبال کرد، برخی می توانند همزمان رخ دهند یا می توان آنها را تعویض کرد، اما همه آنها باید تکمیل شوند. این انعطاف پذیری داخلی بالاترین شانس موفقیت را برای شرکت کنندگان فراهم می کند. در برخی موارد، ممکن است بهترین کار این باشد که یک متخصص فرآیند UV را به عنوان منبعی با تجربه صنعت با ارزش در همه اشکال فناوری پوشش، درگیر کنید، اما مهمتر از همه، تجربه قوی فرآیند UV. این متخصص می تواند تمام مسائل را بررسی کند و به عنوان یک منبع خنثی برای ارزیابی درست و منصفانه فناوری های پوشش عمل کند.
مرحله 1. بحث فرآیند کلی
اینجا جایی است که اطلاعات اولیه در مورد فرآیند فعلی مشتری با تعریف روشنی از طرح فعلی و موارد مثبت/منفی به وضوح تعریف شده است. در بسیاری از موارد، یک توافقنامه عدم افشای متقابل (NDA) باید وجود داشته باشد. سپس، اهداف بهبود فرآیند به وضوح تعریف شده باید شناسایی شوند. این موارد می تواند شامل موارد زیر باشد:
پایداری – کاهش VOC
کاهش نیروی کار و بهینه سازی
کیفیت بهبود یافته
افزایش سرعت خط
کاهش فضای کف
بررسی هزینه های انرژی
قابلیت نگهداری سیستم پوشش – قطعات یدکی و غیره
در مرحله بعد، معیارهای خاصی بر اساس این بهبودهای فرآیند شناسایی شده تعریف می شوند.
مرحله 2. بحث بازگشت سرمایه (ROI).
درک ROI برای پروژه در مراحل اولیه بسیار مهم است. در حالی که سطح جزئیات لازم نیست سطحی باشد که برای تایید پروژه مورد نیاز است، مشتری باید یک طرح کلی از هزینه های جاری داشته باشد. اینها باید شامل هزینه هر محصول، هر پای خطی و غیره باشد. هزینه های انرژی؛ هزینه های مالکیت معنوی (IP)؛ هزینه های کیفیت؛ هزینه های اپراتور / تعمیر و نگهداری؛ هزینه های پایداری؛ و هزینه سرمایه (برای دسترسی به ماشین حساب های بازگشت سرمایه، انتهای این مقاله را ببینید.)
مرحله 3. بحث مشخصات محصول
مانند هر محصولی که امروزه تولید می شود، مشخصات اولیه محصول در بحث های اولیه پروژه تعریف شده است. با توجه به کاربردهای پوشش، این مشخصات محصول در طول زمان برای رفع نیازهای تولید تکامل یافته است و معمولاً با فرآیند پوشش فعلی مشتری برآورده نمی شود. ما آن را "امروز در مقابل فردا" می نامیم. این یک اقدام متعادل کننده بین درک مشخصات محصول فعلی (که ممکن است با پوشش فعلی برآورده نشود) و تعریف نیازهای آینده واقع بینانه است (که همیشه یک عمل متعادل کننده است).
مرحله 4. مشخصات کلی فرآیند
شکل 2. بهبودهای فرآیند موجود هنگام انتقال از فرآیند پوشش‌های مبتنی بر آب به فرآیند پوشش‌های UV
مشتری باید فرآیند فعلی را به همراه نکات مثبت و منفی شیوه های موجود کاملاً درک و تعریف کند. درک این موضوع برای یکپارچه ساز سیستم های UV مهم است، بنابراین مواردی که به خوبی پیش می روند و چیزهایی که نیستند را می توان در طراحی سیستم UV جدید در نظر گرفت. اینجاست که فرآیند UV مزایای قابل توجهی را ارائه می دهد که می تواند شامل افزایش سرعت پوشش، کاهش نیاز به فضای کف، و کاهش دما و رطوبت باشد (شکل 2 را ببینید). بازدید مشترک از مرکز تولید مشتری به شدت توصیه می شود و چارچوبی عالی برای درک نیازها و نیازهای مشتری فراهم می کند.
مرحله 5. تظاهرات و اجراهای آزمایشی
تسهیلات تامین کننده پوشش نیز باید توسط مشتری و ادغام کننده سیستم های UV بازدید شود تا به همه اجازه دهد تا در شبیه سازی فرآیند پوشش UV مشتری شرکت کنند. در طول این مدت، بسیاری از ایده ها و پیشنهادات جدید با انجام فعالیت های زیر ظاهر می شوند:
شبیه سازی، نمونه و تست
با آزمایش محصولات پوشش رقابتی معیار قرار دهید
بهترین شیوه ها را مرور کنید
رویه های صدور گواهینامه کیفیت را بررسی کنید
با یکپارچه کننده های UV آشنا شوید
برنامه عملیاتی دقیق را برای حرکت رو به جلو توسعه دهید
مرحله 6. RFQ / مشخصات کلی پروژه
سند RFQ مشتری باید شامل تمام اطلاعات و الزامات مربوط به عملیات پوشش UV جدید باشد که در بحث های فرآیند تعریف شده است. این سند باید بهترین شیوه های شناسایی شده توسط شرکت فناوری پوشش UV را شامل شود، که می تواند شامل گرم کردن پوشش از طریق یک سیستم گرمایی با پوشش آب تا نوک تفنگ باشد. گرمایش و هم زدن عایق؛ و ترازو برای اندازه گیری مصرف پوشش.
مرحله 7. ارتباط مستمر
وسایل ارتباطی بین مشتری، ادغام کننده UV و شرکت پوشش های UV حیاتی است و باید تشویق شود. امروزه فناوری زمان‌بندی و شرکت در تماس‌های معمولی زوم/کنفرانس را بسیار راحت کرده است. هنگامی که تجهیزات یا سیستم UV در حال نصب است، نباید تعجبی وجود داشته باشد.
نتایج بدست آمده توسط سازنده لوله
یک منطقه حیاتی برای در نظر گرفتن در هر پروژه پوشش UV صرفه جویی در هزینه کلی است. در این مورد، سازنده صرفه جویی در چندین زمینه، از جمله هزینه های انرژی، هزینه های نیروی کار و مواد مصرفی پوشش را متوجه شد.
هزینه های انرژی – UV با انرژی مایکروویو در مقابل گرمایش القایی
در سیستم های معمولی پوشش های مبتنی بر آب، نیاز به گرمایش قبل یا پس از القای لوله وجود دارد. بخاری های القایی مصرف کنندگان پر انرژی و گرانی هستند و می توانند مشکلات نگهداری قابل توجهی داشته باشند. علاوه بر این، محلول مبتنی بر آب به مصرف انرژی بخاری القایی 200 کیلووات در مقابل 90 کیلووات مصرف شده توسط لامپ های UV مایکروویو نیاز داشت.
جدول 1. صرفه جویی در هزینه بیش از 100 کیلووات در ساعت با استفاده از سیستم 10 لامپ مایکروویو UV در مقابل سیستم گرمایش القایی
همانطور که در جدول 1 مشاهده می شود، سازنده لوله پس از اجرای فناوری پوشش UV به صرفه جویی بیش از 100 کیلووات در ساعت و همچنین کاهش هزینه های انرژی تا بیش از 71000 دلار در سال پی برد.
شکل 3. تصویری از صرفه جویی در هزینه برق سالانه
صرفه جویی در هزینه برای این کاهش مصرف انرژی بر اساس هزینه تخمینی برق 14.33 سنت در کیلووات ساعت برآورد شد. کاهش 100 کیلووات در ساعت مصرف انرژی که در دو نوبت به مدت 50 هفته در سال (پنج روز در هفته، 20 ساعت در هر شیفت) محاسبه می شود، منجر به صرفه جویی 71650 دلاری می شود که در شکل 3 نشان داده شده است.
کاهش هزینه نیروی کار - اپراتورها و تعمیر و نگهداری
از آنجایی که واحدهای تولیدی به ارزیابی هزینه‌های نیروی کار خود ادامه می‌دهند، فرآیند UV صرفه‌جویی منحصربه‌فردی را در رابطه با ساعات کار اپراتور و تعمیر و نگهداری ارائه می‌دهد. با پوشش‌های مبتنی بر آب، پوشش مرطوب می‌تواند در پایین دست روی تجهیزات جابجایی مواد جامد شود، که در نهایت باید حذف شود.
اپراتورهای تاسیسات تولیدی در مجموع 28 ساعت در هفته برای حذف/تمیز کردن پوشش مبتنی بر آب از تجهیزات جابجایی مواد پایین دست آن صرف کردند.
علاوه بر صرفه جویی در هزینه (تقریباً 28 ساعت کار x 36 دلار [هزینه سنگین] در ساعت = 1008 دلار در هفته یا 50400 دلار در سال)، نیازهای کار فیزیکی برای اپراتورها می تواند خسته کننده، زمان بر و کاملاً خطرناک باشد.
مشتری تمیز کردن پوشش را برای هر سه ماهه هدف قرار داد، با هزینه های نیروی کار 1900 دلار در هر سه ماه، به علاوه هزینه های برداشتن پوشش که در مجموع 2500 دلار انجام شد. کل پس انداز در سال برابر با 10000 دلار بود.
صرفه جویی در پوشش - مبتنی بر آب در مقابل UV
تولید لوله در سایت مشتری 12000 تن در ماه لوله با قطر 9.625 اینچ بود. به طور خلاصه، این معادل تقریباً 570000 فوت خطی / ~ 12700 قطعه است. فرآیند کاربرد فناوری جدید پوشش UV شامل تفنگ های اسپری با حجم بالا/فشار کم با ضخامت هدف معمولی 1.5 میل بود. پخت با استفاده از لامپ های مایکروویو UV Heraeus انجام شد. صرفه جویی در هزینه های پوشش و هزینه های حمل و نقل / جابجایی داخلی در جداول 2 و 3 خلاصه شده است.
جدول 2. مقایسه هزینه پوشش - UV در مقابل پوشش های مبتنی بر آب در هر پای خطی
جدول 3. صرفه جویی اضافی ناشی از کاهش هزینه های حمل و نقل ورودی و کاهش جابجایی مواد در محل
علاوه بر این، صرفه جویی در هزینه مواد و نیروی کار اضافی و راندمان تولید می تواند محقق شود.
پوشش‌های UV قابل بازیافت هستند (روکش‌های مبتنی بر آب نیستند) و حداقل 96% راندمان را می‌دهند.
اپراتورها زمان کمتری را صرف تمیز کردن و نگهداری تجهیزات کاربردی می کنند زیرا پوشش UV خشک نمی شود مگر اینکه در معرض انرژی با شدت بالا UV قرار گیرد.
سرعت تولید سریعتر است و مشتری این پتانسیل را دارد که سرعت تولید را از 100 فوت در دقیقه به 150 فوت در دقیقه افزایش دهد - افزایش 50 درصدی.
تجهیزات فرآیند UV معمولاً دارای یک چرخه شستشوی داخلی هستند که بر اساس ساعت‌های تولید ردیابی و برنامه‌ریزی می‌شود. این می تواند با توجه به نیاز مشتری تنظیم شود که منجر به نیروی انسانی کمتری برای پاکسازی سیستم می شود.
در این مثال، مشتری متوجه صرفه جویی در هزینه های 1277400 دلار در سال شد.
کاهش VOC
همانطور که در شکل 4 مشاهده می شود، پیاده سازی فناوری پوشش UV همچنین VOC ها را کاهش داد.
شکل 4. کاهش VOC در نتیجه اجرای پوشش UV
نتیجه گیری
فناوری پوشش‌های UV به تولیدکنندگان لوله اجازه می‌دهد تا عملاً VOCها را در عملیات پوشش‌دهی خود حذف کنند، در حالی که یک فرآیند تولید پایدار را ارائه می‌دهند که بهره‌وری و عملکرد کلی محصول را بهبود می‌بخشد. سیستم های پوشش UV همچنین باعث صرفه جویی قابل توجهی در هزینه ها می شود. همانطور که در این مقاله ذکر شد، کل پس انداز مشتری از 1200000 دلار در سال فراتر رفت، به علاوه بیش از 154000 پوند انتشار VOC حذف شد.
برای اطلاعات بیشتر و دسترسی به ماشین حساب های ROI، به www.alliedphotochemical.com/roi-calculators/ مراجعه کنید. برای بهبود فرآیندهای اضافی و یک مثال ماشین حساب ROI، به www.uvebtechnology.com مراجعه کنید.
نوار کناری
پایداری فرآیند پوشش UV / مزایای زیست محیطی:
بدون ترکیبات آلی فرار (VOCs)
بدون آلاینده های خطرناک هوا (HAPs)
غیر قابل اشتعال
بدون حلال، آب یا پرکننده
بدون مشکل تولید رطوبت یا دما
بهبودهای کلی فرآیند ارائه شده توسط پوشش های UV:
سرعت تولید بالا از 800 تا 900 فوت در دقیقه، بسته به اندازه محصول
ردپای فیزیکی کوچک کمتر از 35 فوت (طول خطی)
حداقل کار در حال انجام
خشک شدن فوری بدون نیاز به پس از پخت
بدون مشکل پوشش مرطوب پایین دست
بدون تنظیم پوشش برای مسائل دما یا رطوبت
هیچ جابجایی/ذخیره خاصی در طول تغییرات شیفت، تعمیر و نگهداری یا تعطیلی آخر هفته وجود ندارد
کاهش هزینه های نیروی انسانی مرتبط با اپراتورها و نگهداری
قابلیت بازیابی بیش از حد اسپری، فیلتر مجدد و وارد کردن مجدد به سیستم پوشش
بهبود عملکرد محصول با پوشش های UV:
نتایج تست رطوبت بهبود یافته است
نتایج آزمایش مه نمک عالی
قابلیت تنظیم ویژگی های پوشش و رنگ
کت های شفاف، متالیک و رنگ موجود است
هزینه های کمتر برای هر پوشش پای خطی همانطور که توسط ماشین حساب ROI نشان داده شده است:
زمان ارسال: دسامبر-14-2023
