Michael Kelly, Allied PhotoChemical ve David Hagood, Finishing Technology Solutions tarafından
Boru ve tüp üretim sürecinde neredeyse tüm VOC'leri (Uçucu Organik Bileşikler) ortadan kaldırabildiğinizi, yani yılda 10.000 pound'a eşdeğer VOC'leri ortadan kaldırabildiğinizi hayal edin. Ayrıca, daha yüksek verimlilik ve parça/metre başına daha düşük maliyetle daha hızlı üretim yapabileceğinizi de hayal edin.
Sürdürülebilir üretim süreçleri, Kuzey Amerika pazarında daha verimli ve optimize edilmiş üretime doğru ilerlemenin anahtarıdır. Sürdürülebilirlik çeşitli şekillerde ölçülebilir:
VOC azaltımı
Daha az enerji kullanımı
Optimize edilmiş işgücü
Daha hızlı üretim çıktısı (daha azıyla daha fazla)
Sermayenin daha verimli kullanılması
Ayrıca yukarıdakilerin birçok kombinasyonu
Önde gelen bir tüp üreticisi, kaplama operasyonları için yakın zamanda yeni bir strateji uygulamaya koydu. Üreticinin daha önceki kaplama platformları, yüksek oranda uçucu organik bileşik (VOC) içeren ve yanıcı olan su bazlıydı. Uygulanan sürdürülebilir kaplama platformu ise %100 katı madde içeren bir ultraviyole (UV) kaplama teknolojisiydi. Bu makalede, müşterinin ilk sorunu olan UV kaplama süreci, genel süreç iyileştirmeleri, maliyet tasarrufları ve uçucu organik bileşik (VOC) azaltımı özetlenmektedir.
Boru Üretiminde Kaplama İşlemleri
Üretici, Resim 1a ve 1b'de görüldüğü gibi, geride pislik bırakan su bazlı bir kaplama işlemi kullanıyordu. Bu işlem, kaplama malzemelerinin israfına yol açmakla kalmıyor, aynı zamanda VOC maruziyetini ve yangın tehlikesini artıran bir atölye ortamı tehlikesi de yaratıyordu. Ayrıca, müşteri mevcut su bazlı kaplama işlemine kıyasla daha iyi bir kaplama performansı istiyordu.
Birçok sektör uzmanı su bazlı kaplamaları doğrudan UV kaplamalarla karşılaştırsa da, bu gerçekçi bir karşılaştırma değildir ve yanıltıcı olabilir. Gerçek UV kaplama, UV kaplama sürecinin bir alt kümesidir.
Şekil 1. Proje katılım süreci
UV bir süreçtir
UV, önemli çevresel avantajlar, genel süreç iyileştirmeleri, iyileştirilmiş ürün performansı ve evet, lineer ayak başına kaplama tasarrufu sağlayan bir işlemdir. Bir UV kaplama projesini başarıyla uygulamak için UV'ye üç ana bileşenden oluşan bir süreç olarak bakılmalıdır: 1) müşteri, 2) UV uygulama ve kürleme ekipmanı entegratörü ve 3) kaplama teknolojisi ortağı.
Bu üçü de bir UV kaplama sisteminin başarılı bir şekilde planlanması ve uygulanması için kritik öneme sahiptir. Öyleyse, genel proje katılım sürecine bir göz atalım (Şekil 1). Çoğu durumda, bu çaba UV kaplama teknolojisi ortağı tarafından yönetilir.
Başarılı bir projenin anahtarı, farklı müşteri tiplerine ve uygulamalarına uyum sağlama yeteneği ve yerleşik esneklik ile açıkça tanımlanmış etkileşim adımlarına sahip olmaktır. Bu yedi etkileşim aşaması, müşteriyle başarılı bir proje etkileşiminin temelini oluşturur: 1) genel süreç görüşmesi; 2) yatırım getirisi görüşmesi; 3) ürün özellikleri; 4) genel süreç özellikleri; 5) örnek denemeler; 6) teklif talebi/genel proje özellikleri; ve 7) sürekli iletişim.
Bu katılım aşamaları ardışık olarak takip edilebilir, bazıları aynı anda gerçekleşebilir veya birbirinin yerine geçebilir, ancak hepsinin tamamlanması gerekir. Bu yerleşik esneklik, katılımcılar için en yüksek başarı şansını sağlar. Bazı durumlarda, her türlü kaplama teknolojisinde değerli sektör deneyimine sahip, ancak en önemlisi güçlü bir UV proses deneyimine sahip bir UV proses uzmanıyla çalışmak en iyisi olabilir. Bu uzman, tüm sorunları çözebilir ve kaplama teknolojilerini doğru ve adil bir şekilde değerlendirmek için tarafsız bir kaynak görevi görebilir.
Aşama 1. Genel Süreç Tartışması
Müşterinin mevcut süreciyle ilgili ilk bilgilerin paylaşıldığı, mevcut düzenin net bir şekilde tanımlandığı ve olumlu/olumsuz yönlerin açıkça belirtildiği yer burasıdır. Çoğu durumda, karşılıklı bir gizlilik sözleşmesi (NDA) yapılmalıdır. Ardından, açıkça tanımlanmış süreç iyileştirme hedefleri belirlenmelidir. Bunlar şunları içerebilir:
Sürdürülebilirlik – VOC azaltımı
İşgücü azaltma ve optimizasyonu
Geliştirilmiş kalite
Arttırılmış hat hızı
Zemin alanının azaltılması
Enerji maliyetlerinin gözden geçirilmesi
Kaplama sisteminin bakımı – yedek parça vb.
Daha sonra belirlenen süreç iyileştirmelerine göre spesifik metrikler tanımlanır.
Aşama 2. Yatırım Getirisi (YG) Tartışması
Projenin yatırım getirisini (ROI) ilk aşamalarda anlamak önemlidir. Detaylandırma düzeyi, proje onayı için gereken düzeyde olmak zorunda olmasa da, müşterinin mevcut maliyetlerin net bir taslağına sahip olması gerekir. Bunlar arasında ürün başına maliyet, metre başına maliyet vb.; enerji maliyetleri; fikri mülkiyet (FM) maliyetleri; kalite maliyetleri; operatör/bakım maliyetleri; sürdürülebilirlik maliyetleri ve sermaye maliyeti yer almalıdır. (ROI hesaplayıcılarına erişim için bu makalenin sonuna bakın.)
Aşama 3. Ürün Spesifikasyonu Tartışması
Günümüzde üretilen her üründe olduğu gibi, temel ürün özellikleri ilk proje görüşmelerinde tanımlanır. Kaplama uygulamaları söz konusu olduğunda, bu ürün özellikleri üretim ihtiyaçlarını karşılamak için zaman içinde değişmiştir ve genellikle müşterinin mevcut kaplama süreciyle karşılanmamaktadır. Biz buna "bugün ve yarın" diyoruz. Bu, mevcut ürün özelliklerini (mevcut kaplama ile karşılanmıyor olabilir) anlamak ve gerçekçi gelecekteki ihtiyaçları tanımlamak (ki bu her zaman bir denge eylemidir) arasında bir denge eylemidir.
Aşama 4. Genel Süreç Spesifikasyonları
Şekil 2. Su bazlı kaplama işleminden UV kaplama işlemine geçildiğinde mevcut olan işlem iyileştirmeleri
Müşteri, mevcut uygulamaların olumlu ve olumsuz yönleriyle birlikte mevcut süreci tam olarak anlamalı ve tanımlamalıdır. UV sistem entegratörünün bunu anlaması önemlidir, böylece yeni UV sisteminin tasarımında iyi giden ve gitmeyen noktalar dikkate alınabilir. UV süreci, kaplama hızının artması, zemin alanı gereksinimlerinin azalması ve sıcaklık ve nem oranlarının düşürülmesi gibi önemli avantajlar sunar (bkz. Şekil 2). Müşterinin üretim tesisine ortak bir ziyaret şiddetle tavsiye edilir ve müşterinin ihtiyaç ve gereksinimlerini anlamak için mükemmel bir çerçeve sağlar.
Aşama 5. Gösterim ve Deneme Çalışmaları
Müşteri ve UV sistem entegratörü, kaplama tedarikçisinin tesisini ziyaret ederek herkesin müşterinin UV kaplama sürecinin simülasyonuna katılmasını sağlamalıdır. Bu süre zarfında, aşağıdaki faaliyetler gerçekleştirilirken birçok yeni fikir ve öneri ortaya çıkacaktır:
Simülasyon, örnekler ve test
Rekabetçi kaplama ürünlerini test ederek kıyaslama yapın
En iyi uygulamaları inceleyin
Kalite sertifikasyon prosedürlerini inceleyin
UV entegratörleriyle tanışın
İleriye dönük detaylı bir eylem planı geliştirin
Aşama 6. RFQ / Genel Proje Spesifikasyonu
Müşterinin RFQ belgesi, proses görüşmelerinde tanımlandığı gibi yeni UV kaplama işlemi için tüm ilgili bilgi ve gereklilikleri içermelidir. Belge, UV kaplama teknolojisi şirketi tarafından belirlenen en iyi uygulamaları içermelidir. Bu uygulamalar arasında, kaplamanın su ceketli bir ısıtma sistemi aracılığıyla tabanca ucuna ısıtılması, kap ısıtma ve çalkalama ve kaplama tüketimini ölçmek için teraziler yer alabilir.
Aşama 7. Sürekli İletişim
Müşteri, UV entegratörü ve UV kaplama şirketi arasındaki iletişim araçları kritik öneme sahiptir ve teşvik edilmelidir. Günümüz teknolojisi, düzenli Zoom/konferans tipi görüşmeler planlamayı ve bunlara katılmayı oldukça kolaylaştırmaktadır. UV ekipmanı veya sistemi kurulurken hiçbir sürprizle karşılaşmamalısınız.
Boru Üreticisi Tarafından Gerçekleştirilen Sonuçlar
Herhangi bir UV kaplama projesinde dikkate alınması gereken kritik bir konu, genel maliyet tasarrufudur. Bu durumda üretici, enerji maliyetleri, işçilik maliyetleri ve kaplama sarf malzemeleri de dahil olmak üzere birçok alanda tasarruf sağladı.
Enerji Maliyetleri – Mikrodalga ile Çalışan UV ve İndüksiyon Isıtma
Tipik su bazlı kaplama sistemlerinde, tüpün indüksiyon öncesi veya sonrası ısıtılması gerekir. İndüksiyon ısıtıcılar pahalı ve yüksek enerji tüketen cihazlardır ve önemli bakım sorunlarına yol açabilirler. Ayrıca, su bazlı çözüm, mikrodalga UV lambalarının kullandığı 90 kW'a kıyasla 200 kW'lık indüksiyon ısıtıcı enerji tüketimi gerektirmiştir.
Tablo 1. 10 lambalı mikrodalga UV sistemi ile indüksiyon ısıtma sistemi kullanımında saatte 100 kW'dan fazla maliyet tasarrufu
Tablo 1'de görüldüğü üzere, boru üreticisi UV kaplama teknolojisini uyguladıktan sonra saatte 100 kW'dan fazla tasarruf elde ederken, enerji maliyetlerini de yılda 71.000 dolardan fazla azalttı.
Şekil 3. Yıllık elektrik maliyeti tasarruflarının gösterimi
Bu azaltılmış enerji tüketiminin maliyet tasarrufu, tahmini elektrik maliyetinin kWh başına 14,33 sent olduğu varsayımıyla hesaplanmıştır. Yılda 50 hafta (haftada beş gün, vardiya başına 20 saat) boyunca iki vardiya üzerinden hesaplanan 100 kW/saat enerji tüketimi azaltımı, Şekil 3'te gösterildiği gibi 71.650 ABD doları tasarruf sağlamaktadır.
İşgücü Maliyetinin Azaltılması – Operatörler ve Bakım
Üretim tesisleri işçilik maliyetlerini değerlendirmeye devam ederken, UV prosesi operatör ve bakım adam-saatlerinde benzersiz tasarruflar sunmaktadır. Su bazlı kaplamalarda, ıslak kaplama malzeme taşıma ekipmanında katılaşabilir ve sonunda çıkarılması gerekir.
Üretim tesisinin operatörleri, aşağı akış malzeme taşıma ekipmanlarından su bazlı kaplamayı çıkarmak/temizlemek için haftada toplam 28 saat harcıyordu.
Maliyet tasarruflarına ek olarak (tahmini 28 saatlik işçilik x saat başına 36 ABD doları [yüklenen maliyet] = haftada 1.008,00 ABD doları veya yılda 50.400 ABD doları), operatörler için fiziksel işçilik gereksinimleri sinir bozucu, zaman alıcı ve tamamen tehlikeli olabilir.
Müşteri, her çeyrekte kaplama temizliğini hedefledi ve çeyrek başına 1.900 dolarlık işçilik maliyeti ile kaplama sökme maliyetlerinin toplamı 2.500 dolara ulaştı. Yıllık toplam tasarruf 10.000 dolara ulaştı.
Kaplama Tasarrufu – Su Bazlı ve UV Bazlı
Müşteri tesisindeki boru üretimi, 9,625 inç çapındaki borudan ayda 12.000 tondu. Özetle, bu yaklaşık 570.000 lineer fit / ~ 12.700 parçaya denk gelmektedir. Yeni UV kaplama teknolojisinin uygulama süreci, tipik hedef kalınlığı 1,5 mil olan yüksek hacimli/düşük basınçlı püskürtme tabancalarını içeriyordu. Kürleme, Heraeus UV mikrodalga lambaları kullanılarak gerçekleştirildi. Kaplama maliyetlerindeki ve nakliye/dahili taşıma maliyetlerindeki tasarruflar Tablo 2 ve 3'te özetlenmiştir.
Tablo 2. Kaplama maliyeti karşılaştırması – Lineer ayak başına UV ve su bazlı kaplamalar
Tablo 3. Daha düşük gelen taşıma maliyetleri ve sahada azaltılmış malzeme elleçlemeden elde edilen ek tasarruflar
Ayrıca, ilave malzeme ve işçilik maliyeti tasarrufu ve üretim verimliliği sağlanabilmektedir.
UV kaplamalar geri kazanılabilir (su bazlı kaplamalar geri kazanılamaz) ve bu da en az %96 verimlilik sağlar.
Operatörler, UV kaplamanın yüksek yoğunluklu UV enerjisine maruz kalmadığı sürece kurumaması nedeniyle uygulama ekipmanlarını temizlemek ve bakımını yapmak için daha az zaman harcarlar.
Üretim hızları daha yüksek ve müşteri üretim hızını dakikada 100 feet'ten dakikada 150 feet'e çıkarma potansiyeline sahip; bu da %50'lik bir artış anlamına geliyor.
UV proses ekipmanlarında genellikle, üretim saatlerine göre takip edilen ve programlanan dahili bir yıkama döngüsü bulunur. Bu döngü, müşterinin ihtiyaçlarına göre ayarlanabilir ve sistem temizliği için daha az iş gücü gerektirir.
Bu örnekte müşteri yılda 1.277.400 ABD doları maliyet tasarrufu elde etti.
VOC azaltımı
Şekil 4’te görüldüğü gibi UV kaplama teknolojisinin uygulanmasıyla VOC’ler de azaltıldı.
Şekil 4. UV kaplama uygulamasının bir sonucu olarak VOC azaltımı
Çözüm
UV kaplama teknolojisi, boru üreticilerinin kaplama operasyonlarındaki VOC'leri neredeyse tamamen ortadan kaldırmasına olanak tanırken, aynı zamanda üretkenliği ve genel ürün performansını artıran sürdürülebilir bir üretim süreci sunar. UV kaplama sistemleri ayrıca önemli maliyet tasarrufları da sağlar. Bu makalede belirtildiği gibi, müşterinin toplam tasarrufu yıllık 1.200.000 ABD dolarını aşmış ve ayrıca 75.000 kg'dan fazla VOC emisyonunu ortadan kaldırmıştır.
Daha fazla bilgi edinmek ve yatırım getirisi hesaplayıcılarına erişmek için www.alliedphotochemical.com/roi-calculators/ adresini ziyaret edin. Ek süreç iyileştirmeleri ve bir yatırım getirisi hesaplayıcı örneği için www.uvebtechnology.com adresini ziyaret edin.
KENAR ÇUBUĞU
UV Kaplama İşleminin Sürdürülebilirliği / Çevresel Avantajları:
Uçucu Organik Bileşikler (VOC) Yok
Tehlikeli Hava Kirleticileri Yok (HAP)
Yanıcı Değil
Çözücü, su veya dolgu maddesi içermez
Nem veya sıcaklık üretim sorunları yok
UV Kaplamaların Sunduğu Genel Süreç İyileştirmeleri:
Ürün boyutuna bağlı olarak dakikada 800 ila 900 feet'e kadar hızlı üretim hızları
35 feet'ten (doğrusal uzunluk) daha az küçük fiziksel ayak izi
Minimum iş süreci
Hiçbir kürleme sonrası gereksinim olmadan anında kurur
Akış aşağısında ıslak kaplama sorunları yok
Sıcaklık veya nem sorunları için kaplama ayarı yok
Vardiya değişiklikleri, bakım veya hafta sonu kapanışları sırasında özel bir taşıma/depolama yapılmaz
Operatörler ve bakımla ilişkili işgücü maliyetlerinde azalma
Aşırı püskürtmeyi geri kazanma, yeniden filtreleme ve kaplama sistemine yeniden dahil etme yeteneği
UV Kaplamalarla Geliştirilmiş Ürün Performansı:
Geliştirilmiş nem testi sonuçları
Harika tuz sisi test sonuçları
Kaplama niteliklerini ve rengini ayarlama yeteneği
Şeffaf katlar, metalikler ve renkler mevcuttur
ROI hesaplayıcısının gösterdiği gibi, lineer ayak başına daha düşük kaplama maliyetleri:
Gönderim zamanı: 14 Aralık 2023
