Yazan: Michael Kelly, Allied PhotoChemical ve David Hagood, Sonlandırma Teknolojisi Çözümleri
Boru ve tüp üretim prosesindeki neredeyse tüm VOC'leri (Uçucu Organik Bileşikler) ortadan kaldırabildiğinizi, bunun yılda 10.000 pound VOC'ye eşit olduğunu hayal edin. Ayrıca daha fazla verim ve parça/doğrusal ayak başına daha az maliyetle daha yüksek hızlarda üretim yaptığınızı 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 iş gücü
Daha hızlı üretim çıktısı (daha azıyla daha fazla)
Sermayenin daha verimli kullanılması
Ayrıca yukarıdakilerin birçok kombinasyonu
Son zamanlarda lider bir tüp üreticisi, kaplama operasyonları için yeni bir strateji uygulamaya koydu. Üreticinin önceki kaplama platformları su bazlıydı; bunlar yüksek VOC içeriğine sahip ve aynı zamanda yanıcı da olabiliyordu. Uygulanan sürdürülebilir kaplama platformu %100 katı ultraviyole (UV) kaplama teknolojisiydi. Bu makalede müşterinin başlangıçtaki sorunu, UV kaplama süreci, genel süreç iyileştirmeleri, maliyet tasarrufları ve VOC azaltımı özetlenmektedir.
Boru İmalatında Kaplama Operasyonları
Üretici, Resim 1a ve 1b'de gösterildiği gibi, arkasında karışıklık bırakan su bazlı bir kaplama işlemi kullanıyordu. Süreç sadece kaplama malzemelerinin israfına yol açmakla kalmadı, aynı zamanda VOC maruziyetini ve yangın tehlikesini artıran bir üretim alanı tehlikesi de yarattı. Ayrıca müşteri, mevcut su bazlı kaplama işlemiyle karşılaştırıldığında gelişmiş 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 işleminin bir alt kümesidir.
Şekil 1. Proje katılım süreci
UV Bir Süreçtir
UV, önemli çevresel avantajlar, genel süreç iyileştirmeleri, geliştirilmiş ürün performansı ve evet, doğrusal ayak kaplama başına tasarruf sunan bir süreçtir. Bir UV kaplama projesini başarılı bir şekilde 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.
Bunların üçü de bir UV kaplama sisteminin başarılı bir şekilde planlanması ve uygulanması için kritik öneme sahiptir. Şimdi genel proje katılım sürecine bir göz atalım (Şekil 1). Çoğu durumda bu çaba, UV kaplama teknolojisi ortağı tarafından yürütülür.
Başarılı bir projenin anahtarı, yerleşik esneklik ve farklı müşteri türlerine ve uygulamalarına uyum sağlama becerisine sahip, açıkça tanımlanmış katılım adımlarına sahip olmaktır. Bu yedi katılım aşaması, müşteriyle başarılı bir proje katılımının temelini oluşturur: 1) genel süreç tartışması; 2) ROI tartışması; 3) ürün özellikleri; 4) genel süreç spesifikasyonu; 5) örnek denemeler; 6) Teklif Talebi / genel proje özellikleri; ve 7) sürekli iletişim.
Bu nişanlanma aşamaları seri olarak takip edilebilir, bazıları aynı anda gerçekleşebilir veya değiştirilebilir, ancak hepsinin tamamlanması gerekir. Bu yerleşik esneklik, katılımcılara en yüksek başarı şansını sağlar. Bazı durumlarda, her türlü kaplama teknolojisinde değerli endüstri tecrübesine sahip, ancak en önemlisi güçlü UV prosesi tecrübesine sahip bir kaynak olarak bir UV proses uzmanını görevlendirmek en iyisi olabilir. Bu uzman, tüm konuları yönlendirebilir ve kaplama teknolojilerini doğru ve adil bir şekilde değerlendirmek için tarafsız bir kaynak olarak hareket edebilir.
Aşama 1. Genel Süreç Tartışması
Burası, mevcut düzenin net bir tanımı ve olumlu/olumsuzların açıkça tanımlandığı, müşterinin mevcut sürecine ilişkin ilk bilgilerin paylaşıldığı yerdir. Çoğu durumda, karşılıklı bir gizlilik anlaşması (NDA) mevcut olmalıdır. Daha sonra açıkça tanımlanmış süreç iyileştirme hedefleri belirlenmelidir. Bunlar şunları içerebilir:
Sürdürülebilirlik – VOC azaltımı
İşgücünün azaltılması ve optimizasyonu
Geliştirilmiş kalite
Artan hat hızı
Zemin alanının azaltılması
Enerji maliyetlerinin gözden geçirilmesi
Kaplama sisteminin bakımı – yedek parçalar vb.
Daha sonra, belirlenen bu süreç iyileştirmelerine dayalı olarak belirli metrikler tanımlanır.
Aşama 2. Yatırım Getirisi (ROI) Tartışması
İlk aşamalarda projenin yatırım getirisini anlamak önemlidir. Ayrıntı düzeyinin proje onayı için gerekli düzeyde olması gerekmese de müşterinin mevcut maliyetlerin net bir taslağına sahip olması gerekir. Bunlar ürün başına maliyeti, doğrusal ayak başına maliyeti vb. içermelidir; enerji maliyetleri; fikri mülkiyet (IP) maliyetleri; kalite maliyetleri; operatör/bakım maliyetleri; sürdürülebilirlik maliyetleri; ve sermaye maliyeti. (ROI hesaplayıcılarına erişim için bu makalenin sonuna bakın.)
Aşama 3. Ürün Spesifikasyon Tartışması
Günümüzde üretilen her üründe olduğu gibi temel ürün özellikleri ilk proje görüşmelerinde belirlenmektedir. Kaplama uygulamalarına ilişkin olarak, bu ürün spesifikasyonları zaman içinde üretim ihtiyaçlarını karşılayacak şekilde gelişmiştir ve genellikle müşterinin mevcut kaplama prosesiyle karşılanmamaktadır. Biz buna “bugün ve yarın” diyoruz. Bu, mevcut ürün özelliklerini anlamak (mevcut kaplamayla karşılanamayabilir) ile gelecekteki ihtiyaçları gerçekçi olarak tanımlamak (ki bu her zaman bir dengeleme eylemidir) arasında bir denge eylemidir.
Aşama 4. Genel Süreç Özellikleri
Şekil 2. Su bazlı kaplama prosesinden UV kaplama prosesine geçişte mevcut proses iyileştirmeleri
Müşteri, mevcut uygulamaların olumlu ve olumsuz yanlarıyla birlikte mevcut süreci tam olarak anlamalı ve tanımlamalıdır. UV sistem entegratörünün bunu anlaması önemlidir, böylece iyi giden şeyler ve gitmeyen şeyler yeni UV sisteminin tasarımında dikkate alınabilir. UV işleminin artan kaplama hızı, azaltılmış zemin alanı gereksinimleri ve sıcaklık ve nem azalmalarını içerebilecek önemli avantajlar sunduğu yer burasıdır (bkz. Şekil 2). Müşterinin üretim tesisine ortak ziyaret yapılması şiddetle tavsiye edilir ve müşterinin ihtiyaçlarını ve gereksinimlerini anlamak için harika bir çerçeve sağlar.
Aşama 5. Gösterim ve Deneme Çalışmaları
Herkesin müşterinin UV kaplama sürecinin simülasyonuna katılmasına olanak sağlamak için kaplama tedarikçisi tesisi müşteri ve UV sistem entegratörü tarafından da ziyaret edilmelidir. Bu süre zarfında aşağıdaki faaliyetler gerçekleştirilirken birçok yeni fikir ve öneri ortaya çıkacaktır:
Simülasyon, örnekler ve test
Rakip kaplama ürünlerini test ederek kıyaslama yapın
En iyi uygulamaları inceleyin
Kalite sertifikasyon prosedürlerini gözden geçirin
UV entegratörleriyle tanışın
İleriye yönelik ayrıntılı eylem planı geliştirin
Aşama 6. RFQ / Genel Proje Şartnamesi
Müşterinin RFQ belgesi, süreç tartışmalarında tanımlandığı gibi yeni UV kaplama operasyonuna ilişkin tüm ilgili bilgileri ve gereksinimleri içermelidir. Belge, UV kaplama teknolojisi şirketi tarafından belirlenen en iyi uygulamaları içermelidir; bunlar arasında kaplamanın su ceketli bir ısıtma sistemi aracılığıyla tabanca ucuna kadar ısıtılması; kutunun ısıtılması ve çalkalanması; ve kaplama tüketimini ölçmek için ölçekler.
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 aramaları planlamayı ve bunlara katılmayı çok kolaylaştırıyor. UV ekipmanı veya sistemi kurulurken hiçbir sürprizle karşılaşılmamalıdır.
Boru Üreticisinin Gerçekleştirdiği Sonuçlar
Herhangi bir UV kaplama projesinde dikkate alınması gereken kritik bir alan, genel maliyet tasarrufudur. Bu durumda üretici, enerji maliyetleri, işçilik maliyetleri ve kaplama sarf malzemeleri dahil olmak üzere birçok alanda tasarruf elde etti.
Enerji Maliyetleri – Mikrodalga ile çalışan UV ve İndüksiyonla Isıtma
Tipik su bazlı kaplama sistemlerinde tüpün indüksiyon öncesi veya sonrası ısıtılmasına ihtiyaç vardır. İndüksiyon ısıtıcıları pahalıdır, yüksek enerji tüketir ve önemli bakım sorunlarına neden olabilir. Ek olarak, su bazlı çözüm, mikrodalga UV lambalarının kullandığı 90 kw'a karşılık 200 kw indüksiyonlu ısıtıcı enerji kullanımı gerektiriyordu.
Tablo 1. İndüksiyonlu ısıtma sistemine kıyasla 10 lambalı mikrodalga UV sistemi kullanılarak 100 kw/saatten daha fazla maliyet tasarrufu
Tablo 1'de görüldüğü gibi boru üreticisi, UV kaplama teknolojisini uyguladıktan sonra saatte 100 kw'tan fazla tasarruf elde ederken aynı zamanda enerji maliyetlerini de yılda 71.000 dolardan fazla azalttı.
Şekil 3. Yıllık elektrik maliyeti tasarruflarının gösterimi
Bu azaltılmış enerji tüketimine ilişkin maliyet tasarrufları, 14,33 sent/kWh tutarındaki tahmini elektrik maliyeti temel alınarak hesaplanmıştır. Yılda 50 hafta boyunca iki vardiya (haftada beş gün, vardiya başına 20 saat) üzerinden hesaplanan enerji tüketimindeki 100 kw/saatlik azalma, Şekil 3'te gösterildiği gibi 71.650 $ tasarrufla sonuçlanır.
İşgücü Maliyetinin Azaltılması – Operatörler ve Bakım
Üretim kuruluşları işçilik maliyetlerini değerlendirmeye devam ettikçe UV işlemi, operatör ve bakım çalışma saatleri açısından benzersiz tasarruflar sunar. Su bazlı kaplamalarda, ıslak kaplama, malzeme taşıma ekipmanının aşağısında katılaşabilir ve sonunda kaldırılması gerekir.
Üretim tesisinin operatörleri, su bazlı kaplamayı aşağı yöndeki malzeme taşıma ekipmanından çıkarmak/temizlemek için haftada toplam 28 saat harcadılar.
Maliyet tasarruflarına ek olarak (tahmini 28 çalışma saati x saat başına 36 ABD Doları [yüklü maliyet] = haftada 1.008,00 ABD Doları veya yılda 50.400 ABD Doları), operatörler için fiziksel emek gereksinimleri sinir bozucu, zaman alıcı ve tamamen tehlikeli olabilir.
Müşteri, her çeyrek için kaplama temizliğini hedefledi; işçilik maliyetleri çeyrek başına 1.900 ABD Doları, artı kaplama sökme maliyetleri toplam 2.500 ABD Doları oldu. Yıllık toplam tasarruf 10.000$'a eşitti.
Kaplama Tasarrufu – Su Bazlı vs. UV
Müşteri tesisindeki boru üretimi ayda 12.000 ton 9.625 inç çapında boru olarak gerçekleşti. Özet olarak bu, yaklaşık 570.000 lineer feet / ~ 12.700 parçaya eşittir. 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 maliyetleri 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 nakliye maliyetleri ve sahada daha az malzeme taşıma sayesinde elde edilen ek tasarruflar
Ayrıca malzeme ve işçilik maliyetlerinden ek tasarruf ve üretim verimliliği de sağlanabilir.
UV kaplamalar geri dönüştürülebilir (su bazlı kaplamalar değildir), en az %96 verimlilik sağlar.
UV kaplama yüksek yoğunluklu UV enerjisine maruz kalmadıkça kurumadığı için operatörler uygulama ekipmanının temizliğine ve bakımına daha az zaman harcarlar.
Üretim hızları daha yüksektir ve müşteri, üretim hızlarını dakikada 100 feet'ten dakikada 150 feet'e (%50'lik bir artış) çıkarma potansiyeline sahiptir.
UV proses ekipmanında tipik olarak, üretim çalışma saatlerine göre takip edilen ve programlanan yerleşik bir yıkama döngüsü bulunur. Bu, müşterinin ihtiyaçlarına göre ayarlanabilir, bu da sistem temizliği için daha az insan gücüne ihtiyaç duyulmasına neden olur.
Bu örnekte müşteri yılda 1.277.400 $ maliyet tasarrufu elde etti.
VOC azaltımı
UV kaplama teknolojisinin uygulanması, Şekil 4'te görüldüğü gibi VOC'leri de azaltmıştır.
Şekil 4. UV kaplama uygulaması sonucunda VOC azalması
Çözüm
UV kaplama teknolojisi, boru üreticisinin kaplama operasyonlarında VOC'leri neredeyse tamamen ortadan kaldırmasına olanak tanırken aynı zamanda üretkenliği ve genel ürün performansını artıran sürdürülebilir bir üretim süreci sunar. UV kaplama sistemleri aynı zamanda önemli ölçüde maliyet tasarrufu sağlar. Bu makalede belirtildiği gibi, müşterinin toplam tasarrufu yıllık 1.200.000 ABD Dolarını aştı ve ayrıca 154.000 lbs'nin üzerinde VOC emisyonunu ortadan kaldırdı.
Daha fazla bilgi almak ve yatırım getirisi hesaplayıcılarına erişmek için www.alliedphotochemical.com/roi-calculators/ adresini ziyaret edin. Ek süreç iyileştirmeleri ve ROI hesaplayıcı örneği için www.uvebteknoloji.com adresini ziyaret edin.
YAN ÇUBUĞU
UV Kaplama Prosesinin Sürdürülebilirliği / Çevresel Avantajlar:
Uçucu Organik Bileşikler (VOC) İçermez
Tehlikeli Hava Kirleticileri (HAP) Yok
Yanmaz
Solvent, su veya dolgu maddesi yok
Nem veya sıcaklık üretimi sorunu yok
UV Kaplamaların Sunduğu Genel Süreç İyileştirmeleri:
Ürün boyutuna bağlı olarak dakikada 800 ila 900 feet'e kadar yüksek üretim hızları
35 feet'ten (doğrusal uzunluk) az olan küçük fiziksel ayak izi
Minimum süreç içi çalışma
Kürleme sonrası gereklilik olmadan anında kurur
Aşağı yönde ıslak kaplama sorunu yok
Sıcaklık veya nem sorunları için kaplama ayarı yok
Vardiya değişimleri, bakım veya hafta sonu kapanışları sırasında özel bir taşıma/depolama gerekmez
Operatörler ve bakımla ilgili insan gücü maliyetlerinde azalma
Aşırı püskürtmeyi geri alma, yeniden filtreleme ve kaplama sistemine yeniden yerleştirme yeteneği
UV Kaplamalarla Geliştirilmiş Ürün Performansı:
İyileştirilmiş nem testi sonuçları
Mükemmel tuz sisi testi sonuçları
Kaplama niteliklerini ve rengini ayarlama yeteneği
Şeffaf kaplamalar, metalik renkler ve renkler mevcuttur
Yatırım getirisi hesaplayıcısının gösterdiği gibi doğrusal ayak kaplama başına daha düşük maliyetler:
Gönderim zamanı: 14 Aralık 2023
