của Michael Kelly, Allied PhotoChemical và David Hagood, Giải pháp công nghệ hoàn thiện
Hãy tưởng tượng bạn có thể loại bỏ gần như tất cả VOC (Hợp chất hữu cơ dễ bay hơi) trong quy trình sản xuất ống và ống, tương đương 10.000 pound VOC mỗi năm.Ngoài ra, hãy tưởng tượng việc sản xuất ở tốc độ nhanh hơn với công suất cao hơn và chi phí trên mỗi bộ phận/feet tuyến tính ít hơn.
Quy trình sản xuất bền vững là chìa khóa để thúc đẩy sản xuất hiệu quả và tối ưu hơn tại thị trường Bắc Mỹ.Tính bền vững có thể được đo lường bằng nhiều cách khác nhau:
Giảm VOC
Sử dụng ít năng lượng hơn
Lực lượng lao động tối ưu
Sản lượng sản xuất nhanh hơn (nhiều hơn với ít hơn)
Sử dụng vốn hiệu quả hơn
Ngoài ra, nhiều sự kết hợp ở trên
Gần đây, một nhà sản xuất ống hàng đầu đã triển khai chiến lược mới cho hoạt động phủ của mình.Nền tảng sơn phủ trước đây của nhà sản xuất là nền nước, có hàm lượng VOC cao và cũng dễ cháy.Nền tảng lớp phủ bền vững được triển khai là công nghệ phủ tia cực tím (UV) 100% chất rắn.Trong bài viết này, vấn đề ban đầu của khách hàng, quy trình phủ UV, cải tiến quy trình tổng thể, tiết kiệm chi phí và giảm VOC được tóm tắt.
Hoạt động phủ trong sản xuất ống
Nhà sản xuất đã sử dụng quy trình phủ gốc nước để lại tình trạng lộn xộn, như trong Hình 1a và 1b.Quá trình này không chỉ dẫn đến lãng phí vật liệu phủ mà còn tạo ra mối nguy hiểm ở xưởng làm tăng nguy cơ phơi nhiễm VOC và nguy cơ hỏa hoạn.Ngoài ra, khách hàng muốn cải thiện hiệu suất của lớp phủ so với hoạt động sơn phủ gốc nước hiện tại.
Mặc dù nhiều chuyên gia trong ngành sẽ so sánh trực tiếp lớp phủ gốc nước với lớp phủ UV, nhưng đây không phải là sự so sánh thực tế và có thể gây hiểu nhầm.Lớp phủ UV thực tế là một tập hợp con của quy trình phủ UV.
Hình 1. Quy trình tham gia dự án
UV là một quá trình
UV là một quy trình mang lại những lợi ích đáng kể về môi trường, cải tiến quy trình tổng thể, cải thiện hiệu suất sản phẩm và, vâng, tiết kiệm trên mỗi lớp phủ chân tuyến tính.Để thực hiện thành công dự án phủ UV, UV phải được xem như một quá trình có ba thành phần chính – 1) khách hàng, 2) nhà tích hợp thiết bị xử lý và ứng dụng UV và 3) đối tác công nghệ lớp phủ.
Cả ba điều này đều quan trọng đối với việc lập kế hoạch và triển khai thành công hệ thống phủ UV.Vì vậy, chúng ta hãy xem xét toàn bộ quá trình tham gia dự án (Hình 1).Trong hầu hết các trường hợp, nỗ lực này được thực hiện bởi đối tác công nghệ phủ UV.
Chìa khóa cho bất kỳ dự án thành công nào là phải xác định rõ ràng các bước tương tác, với tính linh hoạt tích hợp và khả năng thích ứng với các loại khách hàng khác nhau và ứng dụng của họ.Bảy giai đoạn tham gia này là cơ sở để tham gia dự án thành công với khách hàng: 1) thảo luận về quy trình tổng thể;2) Thảo luận về ROI;3) thông số kỹ thuật của sản phẩm;4) quy định kỹ thuật tổng thể của quá trình;5) thử nghiệm mẫu;6) RFQ/đặc điểm kỹ thuật tổng thể của dự án;và 7) tiếp tục liên lạc.
Các giai đoạn tương tác này có thể được thực hiện tuần tự, một số có thể diễn ra cùng lúc hoặc có thể thay thế cho nhau, nhưng tất cả đều phải được hoàn thành.Tính linh hoạt tích hợp này mang lại cơ hội thành công cao nhất cho người tham gia.Trong một số trường hợp, tốt nhất nên thuê chuyên gia xử lý UV với tư cách là nguồn lực có kinh nghiệm quý giá trong ngành về tất cả các dạng công nghệ phủ, nhưng quan trọng nhất là kinh nghiệm xử lý UV mạnh.Chuyên gia này có thể điều hướng tất cả các vấn đề và đóng vai trò là nguồn trung lập để đánh giá đúng đắn và công bằng các công nghệ phủ.
Giai đoạn 1. Thảo luận chung về quy trình
Đây là nơi trao đổi thông tin ban đầu về quy trình hiện tại của khách hàng, với định nghĩa rõ ràng về bố cục hiện tại và các điểm tích cực/tiêu cực được xác định rõ ràng.Trong nhiều trường hợp, cần phải có một thỏa thuận không tiết lộ lẫn nhau (NDA).Sau đó, cần xác định rõ ràng các mục tiêu cải tiến quy trình.Chúng có thể bao gồm:
Tính bền vững – Giảm VOC
Giảm thiểu và tối ưu hóa lao động
Nâng cao chất lượng
Tăng tốc độ dòng
Giảm diện tích sàn
Rà soát chi phí năng lượng
Khả năng bảo trì của hệ thống sơn – phụ tùng thay thế, v.v.
Tiếp theo, các số liệu cụ thể được xác định dựa trên những cải tiến quy trình đã xác định này.
Giai đoạn 2. Thảo luận về lợi tức đầu tư (ROI)
Điều quan trọng là phải hiểu ROI cho dự án ở giai đoạn đầu.Mặc dù mức độ chi tiết không nhất thiết phải là mức độ cần thiết để phê duyệt dự án nhưng khách hàng nên có một bản phác thảo rõ ràng về chi phí hiện tại.Chúng nên bao gồm chi phí trên mỗi sản phẩm, trên mỗi feet tuyến tính, v.v.;tiền điện;chi phí sở hữu trí tuệ (IP);chi phí chất lượng;chi phí vận hành/bảo trì;chi phí bền vững;và chi phí vốn.(Để truy cập vào công cụ tính ROI, hãy xem phần cuối của bài viết này.)
Giai đoạn 3. Thảo luận về đặc tính sản phẩm
Giống như mọi sản phẩm được sản xuất ngày nay, các thông số kỹ thuật cơ bản của sản phẩm được xác định trong các cuộc thảo luận ban đầu về dự án.Về ứng dụng lớp phủ, các thông số kỹ thuật sản phẩm này đã phát triển theo thời gian để đáp ứng nhu cầu sản xuất và thường không đáp ứng được quy trình phủ hiện tại của khách hàng.Chúng tôi gọi nó là “hôm nay và ngày mai”.Đó là hành động cân bằng giữa việc hiểu các thông số kỹ thuật của sản phẩm hiện tại (có thể không đáp ứng được với lớp phủ hiện tại) và xác định các nhu cầu thực tế trong tương lai (luôn là hành động cân bằng).
Giai đoạn 4. Thông số quy trình tổng thể
Hình 2. Những cải tiến quy trình có sẵn khi chuyển từ quy trình phủ nước sang quy trình phủ UV
Khách hàng phải hiểu và xác định đầy đủ quy trình hiện tại, cùng với những mặt tích cực và tiêu cực của các hoạt động hiện tại.Điều này rất quan trọng để người tích hợp hệ thống UV hiểu được, để những điều đang diễn ra tốt đẹp và những điều chưa tốt đều có thể được xem xét khi thiết kế hệ thống UV mới.Đây là nơi mà quy trình UV mang lại những lợi ích đáng kể có thể bao gồm tăng tốc độ phủ, giảm yêu cầu về không gian sàn cũng như giảm nhiệt độ và độ ẩm (xem Hình 2).Một chuyến thăm chung tới cơ sở sản xuất của khách hàng rất được khuyến khích và cung cấp một khuôn khổ tuyệt vời để hiểu nhu cầu và yêu cầu của khách hàng.
Giai đoạn 5. Trình diễn và chạy thử
Khách hàng và nhà tích hợp hệ thống UV cũng phải đến thăm cơ sở của nhà cung cấp chất phủ để cho phép mọi người tham gia vào quá trình mô phỏng quy trình phủ UV của khách hàng.Trong thời gian này, nhiều ý tưởng và đề xuất mới sẽ xuất hiện khi các hoạt động sau diễn ra:
Mô phỏng, lấy mẫu và thử nghiệm
Điểm chuẩn bằng cách thử nghiệm các sản phẩm sơn cạnh tranh
Xem lại các phương pháp hay nhất
Xem xét thủ tục chứng nhận chất lượng
Gặp gỡ các nhà tích hợp UV
Xây dựng kế hoạch hành động chi tiết trong tương lai
Giai đoạn 6. RFQ / Đặc tả tổng thể của dự án
Tài liệu RFQ của khách hàng phải bao gồm tất cả các thông tin và yêu cầu liên quan đối với hoạt động phủ UV mới như được xác định trong các cuộc thảo luận về quy trình.Tài liệu này phải kết hợp các phương pháp thực hành tốt nhất được xác định bởi công ty công nghệ phủ UV, có thể bao gồm làm nóng lớp phủ thông qua hệ thống nhiệt bọc nước đến đầu súng;sưởi ấm và khuấy trộn tote;và thang đo để đo mức tiêu thụ lớp phủ.
Giai đoạn 7. Giao tiếp liên tục
Phương tiện liên lạc giữa khách hàng, nhà tích hợp UV và công ty phủ UV là rất quan trọng và cần được khuyến khích.Công nghệ ngày nay giúp việc lên lịch và tham gia các cuộc gọi kiểu Zoom/hội nghị thông thường trở nên rất thuận tiện.Sẽ không có gì ngạc nhiên khi thiết bị hoặc hệ thống UV đang được lắp đặt.
Kết quả được thực hiện bởi nhà sản xuất ống
Một lĩnh vực quan trọng cần xem xét trong bất kỳ dự án phủ UV nào là tiết kiệm chi phí tổng thể.Trong trường hợp này, nhà sản xuất đã tiết kiệm được trong một số lĩnh vực, bao gồm chi phí năng lượng, chi phí nhân công và vật liệu phủ.
Chi phí năng lượng - Tia cực tím chạy bằng vi sóng so với sưởi ấm cảm ứng
Trong các hệ thống sơn gốc nước điển hình, cần phải gia nhiệt trước hoặc sau cảm ứng cho ống.Máy sưởi cảm ứng đắt tiền, tiêu thụ nhiều năng lượng và có thể gặp các vấn đề đáng kể về bảo trì.Ngoài ra, giải pháp gốc nước yêu cầu mức sử dụng năng lượng của lò sưởi cảm ứng là 200 kw so với mức 90 kw được sử dụng bởi đèn UV vi sóng.
Bảng 1. Tiết kiệm chi phí hơn 100 kw/giờ bằng cách sử dụng hệ thống UV vi sóng 10 đèn so với hệ thống sưởi cảm ứng
Như được thấy trong Bảng 1, nhà sản xuất ống đã tiết kiệm được hơn 100 kw mỗi giờ sau khi triển khai công nghệ phủ UV, đồng thời giảm chi phí năng lượng hơn 71.000 USD mỗi năm.
Hình 3. Minh họa tiết kiệm chi phí điện hàng năm
Tiết kiệm chi phí nhờ giảm tiêu thụ năng lượng này được ước tính dựa trên chi phí điện ước tính là 14,33 cent/kWh.Việc giảm mức tiêu thụ năng lượng 100 kw/giờ, được tính toán qua hai ca trong 50 tuần mỗi năm (năm ngày mỗi tuần, 20 giờ mỗi ca), giúp tiết kiệm được 71.650 USD như minh họa trong Hình 3.
Giảm chi phí lao động - Người vận hành và bảo trì
Khi các đơn vị sản xuất tiếp tục đánh giá chi phí lao động của họ, quy trình UV mang lại sự tiết kiệm đặc biệt liên quan đến số giờ công của người vận hành và bảo trì.Với lớp phủ gốc nước, lớp phủ ướt có thể đông đặc lại trên thiết bị xử lý vật liệu và cuối cùng phải loại bỏ.
Những người vận hành cơ sở sản xuất đã tiêu tốn tổng cộng 28 giờ mỗi tuần để loại bỏ/làm sạch lớp phủ gốc nước khỏi thiết bị xử lý vật liệu tiếp theo của nó.
Ngoài việc tiết kiệm chi phí (ước tính 28 giờ lao động x 36 USD [chi phí gánh nặng] mỗi giờ = 1.008,00 USD mỗi tuần hoặc 50.400 USD mỗi năm), các yêu cầu về lao động thể chất đối với người vận hành có thể gây khó chịu, tốn thời gian và hoàn toàn nguy hiểm.
Khách hàng đặt mục tiêu làm sạch lớp phủ cho mỗi quý, với chi phí nhân công là 1.900 USD mỗi quý, cộng với chi phí loại bỏ lớp phủ phát sinh, tổng cộng là 2.500 USD.Tổng số tiền tiết kiệm được mỗi năm là 10.000 USD.
Tiết kiệm lớp phủ – Sơn nước so với UV
Sản lượng ống tại địa điểm của khách hàng là 12.000 tấn ống có đường kính 9,625 inch mỗi tháng.Trên cơ sở tóm tắt, điều này tương đương với khoảng 570.000 feet tuyến tính / ~ 12.700 mảnh.Quy trình ứng dụng công nghệ phủ UV mới bao gồm súng phun khối lượng lớn/áp suất thấp với độ dày mục tiêu điển hình là 1,5 mil.Quá trình xử lý được thực hiện thông qua việc sử dụng đèn vi sóng UV Heraeus.Tiết kiệm chi phí lớp phủ và chi phí vận chuyển/xử lý nội bộ được tóm tắt trong Bảng 2 và 3.
Bảng 2. So sánh chi phí lớp phủ – lớp phủ UV và lớp phủ gốc nước trên mỗi feet tuyến tính
Bảng 3. Tiết kiệm thêm từ chi phí vận chuyển đầu vào thấp hơn và giảm việc xử lý vật liệu tại chỗ
Ngoài ra, có thể tiết kiệm thêm chi phí vật liệu và nhân công cũng như hiệu quả sản xuất.
Lớp phủ UV có thể tái chế được (lớp phủ gốc nước thì không), cho phép đạt hiệu suất ít nhất 96%.
Người vận hành tốn ít thời gian hơn để làm sạch và bảo trì thiết bị ứng dụng vì lớp phủ UV không bị khô trừ khi tiếp xúc với năng lượng UV cường độ cao.
Tốc độ sản xuất nhanh hơn và khách hàng có khả năng tăng tốc độ sản xuất từ 100 feet mỗi phút lên 150 feet mỗi phút – tăng 50%.
Thiết bị xử lý UV thường có chu trình xả tích hợp, được theo dõi và lên lịch theo giờ vận hành sản xuất.Điều này có thể được điều chỉnh theo nhu cầu của khách hàng, dẫn đến cần ít nhân lực hơn để dọn dẹp hệ thống.
Trong ví dụ này, khách hàng nhận thấy chi phí tiết kiệm được là 1.277.400 USD mỗi năm.
Giảm VOC
Việc triển khai công nghệ phủ UV cũng làm giảm VOC, như trong Hình 4.
Hình 4. Giảm VOC nhờ thực hiện lớp phủ UV
Phần kết luận
Công nghệ phủ UV cho phép nhà sản xuất ống loại bỏ hầu như VOC trong hoạt động phủ của họ, đồng thời mang lại quy trình sản xuất bền vững giúp cải thiện năng suất và hiệu suất tổng thể của sản phẩm.Hệ thống phủ UV cũng giúp tiết kiệm chi phí đáng kể.Như đã nêu trong bài viết này, tổng số tiền tiết kiệm được của khách hàng đã vượt quá 1.200.000 USD hàng năm, cộng với việc loại bỏ hơn 154.000 lbs khí thải VOC.
Để biết thêm thông tin và truy cập công cụ tính ROI, hãy truy cập www.allyedphotochemical.com/roi-calculators/.Để biết thêm các cải tiến quy trình và ví dụ về công cụ tính ROI, hãy truy cập www.uvebtechnology.com.
THANH BÊN
Tính bền vững của quy trình phủ UV / Ưu điểm về môi trường:
Không có hợp chất hữu cơ dễ bay hơi (VOC)
Không có chất gây ô nhiễm không khí nguy hiểm (HAP)
Không bắt lửa
Không có dung môi, nước hoặc chất độn
Không có vấn đề về độ ẩm hoặc nhiệt độ sản xuất
Những cải tiến quy trình tổng thể được cung cấp bởi lớp phủ UV:
Tốc độ sản xuất nhanh lên tới 800 đến 900 feet mỗi phút, tùy thuộc vào kích thước sản phẩm
Dấu chân vật lý nhỏ dưới 35 feet (chiều dài tuyến tính)
Quy trình làm việc tối thiểu
Khô ngay lập tức mà không cần yêu cầu xử lý sau
Không có vấn đề về lớp phủ ướt ở hạ lưu
Không điều chỉnh lớp phủ cho các vấn đề về nhiệt độ hoặc độ ẩm
Không cần xử lý/lưu trữ đặc biệt khi đổi ca, bảo trì hoặc ngừng hoạt động vào cuối tuần
Giảm chi phí nhân lực liên quan đến người vận hành và bảo trì
Khả năng thu hồi sơn thừa, lọc lại và đưa lại vào hệ thống sơn
Cải thiện hiệu suất sản phẩm với lớp phủ UV:
Cải thiện kết quả kiểm tra độ ẩm
Kết quả thử nghiệm sương mù muối tuyệt vời
Khả năng điều chỉnh thuộc tính và màu sắc lớp phủ
Áo khoác trong suốt, kim loại và màu sắc có sẵn
Chi phí sơn chân tuyến tính thấp hơn như được hiển thị bằng máy tính ROI:
Thời gian đăng: 14-12-2023
