チューブやパイプを効率よく製造するには、機器のメンテナンスを含めて 10,000 個の部品を最適化する必要があります。あらゆるタイプのミルや周辺機器には多くの可動部品があり、メーカーが推奨する予防保守スケジュールに従うのは困難です。写真：T&Hレモント株式会社
編集者のメモ。これは、チューブの性能の最適化に関する 2 部構成のシリーズの最初の部分です。後半部分を読んでください。
管状製品の製造は、最も有利な環境下であっても困難な作業です。工場は複雑で定期的なメンテナンスが必要で、生産するものによっては競争が激しいです。多くの金属パイプ メーカーは、計画的なメンテナンスに貴重な時間をほとんど残さず、収益を最大化するために稼働時間を最大化するという強いプレッシャーにさらされています。
現在の業界の状況は最高ではありません。材料費は途方もなく高く、分割納品も珍しくありません。現在、パイプメーカーはこれまで以上に稼働時間を最大化し、スクラップを削減する必要があり、分割納品は生産時間の短縮を意味します。稼働時間が短いと、段取り替えが頻繁になるため、時間や労働力の効率的な使用とは言えません。
「最近では時間が非常に重要です」と、EFD Induction の北米チューブおよびチューブ販売マネージャーのマーク・プラセック氏は言います。
あなたのベンチャーを最大限に活用するためのヒントや戦略について業界の専門家と会話すると、いくつかの繰り返しのテーマが明らかになります。
プラントを最高効率で稼働させるには、多数の要素を最適化する必要があり、そのほとんどが相互に作用するため、プラントのパフォーマンスを最適化することは必ずしも簡単ではありません。元ザ・チューブ＆パイプ・ジャーナルのコラムニスト、バド・グラハムの有名な引用は、「パイプ工場は工具ラックである」という洞察を与えてくれます。各ツールが何を行うのか、どのように機能するのか、各ツールが他のツールとどのように相互作用するのかを理解することが、成功への道のりの約 3 分の 1 です。すべてがサポートされ、調整されていることを確認するのがさらに 3 分の 1 です。最後の 3 番目は、オペレーターのトレーニング プログラム、トラブルシューティング戦略、および各パイプまたはパイプ メーカーに固有の特定の操作手順に特化しています。
プラントの効率的な運用に関する最も重要な考慮事項は、プラントとは何の関係もありません。この原料が圧延機の能力を最大限に引き出すということは、圧延機に供給されるすべてのコイルの能力を最大限に引き出すことを意味します。それは購入の決定から始まります。
コイルの長さ。「パイプミルは、コイルができるだけ長いとうまくいきます」と、ファイブズ ブロンクス社のアビー製品担当ディレクター、ネルソン・アビー氏は言います。短いロールを使用するということは、より多くのロールエンドを処理することを意味します。ロールの両端には突合せ溶接が必要で、突合せ溶接するたびにスクラップが発生します。
ここでの難点は、最長のコイルはより高く売れる一方、短いコイルはより良い価格で入手できる可能性があることです。購入エージェントはコストを節約したいと考えているかもしれませんが、生産現場の人々の視点はそうではありません。プラントを運営するほぼ全員が、追加のプラント停止に伴う生産の損失を補うには、価格差が大きくなければならないことに同意するでしょう。
アビー氏によると、もう 1 つの考慮事項は、デコイラーの容量と、工場入口でのその他の制限です。より大きなロールの購入を活用するには、より大きくて重いロールを処理するためのより強力な入力機器への投資が必要になる場合があります。
切断が社内で行われるか外注で行われるかは、切断にも影響します。スリッターリワインダーには扱える最大重量と最大直径があるため、生産性を最大化するにはロールとスリッターリワインダーを最適に適合させることが重要です。
したがって、ロールのサイズと重量、スリッターの必要な幅、スリッターの生産性、投入装置の出力という 4 つの要素の相互作用によって決まります。
ロール幅と状態。製造現場では、正しい幅と正しいサイズのロールを使用して製品を製造する必要があることは言うまでもありませんが、間違いは発生します。圧延機のオペレータは、ストリップ幅のわずかな不足または過剰を補正できることがよくありますが、これは程度の問題にすぎません。スリット複合体の幅に細心の注意を払うことが重要です。
鋼帯のエッジ状態も最も重要な問題です。T&H Lemont の社長、Michael Strand 氏によると、ストリップの長さ全体にわたって一貫した溶接を維持するには、バリやその他の不一致のない一貫したエッジ性能が重要です。初期巻き上げ、縦巻き戻し、巻き戻しも可能です。コイルは慎重に扱わないとアークが発生する可能性があり、これが問題となります。転造金型エンジニアによって開発された成形プロセスは、湾曲したストリップではなく、平らなストリップから始まります。
楽器に関する考慮事項。「優れた金型設計は生産性を最大化します」と SST Forming Roll Inc. のゼネラルマネージャーであるスタン グリーン氏は述べ、単一のチューブ成形戦略はなく、したがって単一の金型設計戦略も存在しないと述べています。ローラーツールの供給元が異なり、パイプの加工方法も異なるため、製品も異なります。収量も違います。
「ローラー表面の半径は常に変化するため、ツールの回転速度はツールの表面全体で変化します」と彼は言いました。もちろん、パイプは 1 つの速度でのみミルを通過します。したがって、設計は歩留まりに影響を与える可能性があります。同氏は、不適切な設計はツールが新品のときに材料を無駄にし、ツールが摩耗するにつれて悪化するだけだと付け加えた。
トレーニングやメンテナンスを提供していない企業の場合、プラントのパフォーマンスを最適化する戦略の策定は基本から始まります。
「プラントの種類や生産物に関係なく、すべてのプラントにはオペレーターと作業手順という 2 つの共通点があります」とアビー氏は言います。可能な限り一貫性を持って施設を運営できるかどうかは、標準化されたトレーニングと書面による手順の順守にかかっています、と同氏は述べた。トレーニングに一貫性がない場合、セットアップやトラブルシューティングに違いが生じます。
プラントを最大限に活用するには、各オペレータが、オペレータ間、シフト間で一貫したセットアップ手順とトラブルシューティング手順を使用する必要があります。手順の違いには、通常、誤解、悪い習慣、簡略化、回避策が含まれます。これは常に企業の効果的な管理に困難をもたらします。これらの問題は、自社で発生したものである場合もあれば、訓練を受けたオペレーターが競合他社から雇用された場合に発生する場合もありますが、発生源は無関係です。経験を積んだオペレーターも含め、一貫性が重要です。
「パイプミルのオペレーターを開発するには何年もかかります。汎用的な画一的なプログラムに頼ることはできません」とストランド氏は言います。「どの企業も、自社の工場や業務に合わせたトレーニング プログラムを必要としています。」
「効率的な運用の 3 つの鍵は、機械のメンテナンス、消耗品のメンテナンス、および校正です」と Ventura & Associates の社長である Dan Ventura 氏は述べています。「この機械には可動部品がたくさんあります。ミル自体であれ、入口や出口の周辺機器であれ、ダンステーブルなどであれ、最高の状態に保つには定期的なメンテナンスが重要です。」
ストランド氏も同意した。「すべては予防保守プログラムから始まります」と彼は言います。「これは、工場の収益性の高い操業にとって最高のチャンスとなります。パイプメーカーが緊急時のみの対応では収拾がつきません。それは次の危機次第だ。」
「工場内のあらゆる設備を調整する必要があります」とベンチュラ氏は言う。「そうしないと工場同士が殺し合うことになるよ。」
「多くの場合、ロールは耐用年数を超えると硬化し、最終的には破損します」とベンチュラ氏は言います。
「定期的なメンテナンスで窓ガラスを良好な状態に保たなければ、緊急メンテナンスが必要になる日が来るでしょう」とベンチュラ氏は言う。工具を無視した場合、修復するにはそうでない場合に比べて 2 ～ 3 倍の材料を除去する必要があると彼は言います。また、時間もかかり、費用も高くなります。
ストランド氏は、バックアップツールへの投資は緊急事態の防止に役立つと指摘した。ツールが長期間の実行で頻繁に使用される場合、短期間の実行ではめったに使用されないツールよりも多くのスペアパーツが必要になります。ツールの機能も期待レベルに影響します。リブがリブ付きツールから破損する可能性があり、溶接ローラーが溶接チャンバーの熱に負ける可能性がありますが、これらの問題はローラーの成形と調整を気にする必要はありません。
「定期的なメンテナンスは機器にとって良いことであり、適切な調整は製造する製品にとって良いことです」と彼は言いました。無視されれば、工場労働者は遅れを取り戻すためにますます多くの時間を費やすことになります。市場で需要のある高品質の製品を作成するために費やすことができる時間。これら 2 つの要素は非常に重要ですが、見落とされたり見落とされたりすることが多いため、ベンチュラはこれら 2 つの要素がプラントを最大限に活用し、生産性を最大化し、無駄を最小限に抑える最良の機会を提供すると信じています。
Ventura では、工場や消耗品のメンテナンスを車両のメンテナンスと同等に考えています。オイル交換の合間に何万マイルも車を運転してタイヤをパンクさせる人はいないでしょう。これは、メンテナンスが不十分なプラントでも、多額の費用がかかる修理や事故につながります。
毎回の起動後にツールを定期的にチェックすることも必要だ、と同氏は述べた。検査ツールを使用すると、微小亀裂などの問題が明らかになることがあります。次のパスのために工具を取り付ける前ではなく、工具を機械から取り外した直後にそのような損傷を特定することで、交換用工具を製造するためのより多くの時間を確保できます。
グリーン氏は「一部の企業は計画閉鎖中も通常通り営業している」と述べた。彼は、そのような時期に予定通りのダウンタイムを達成することが難しいことは分かっていましたが、それは非常に危険であると指摘しました。運送会社やトラック会社は過積載か人員不足、あるいはその両方のため、最近では配達が時間通りに行われません。
「工場で何かが壊れて交換品を注文しなければならない場合、それを届けるために何をしますか?」- 彼は尋ねた。もちろん、空輸はいつでも可能ですが、配送コストが高くなる可能性があります。
ミルとロールのメンテナンスは、メンテナンス計画に従うだけでなく、メンテナンス計画と生産計画を調整することも重要です。
運用、トラブルシューティング、メンテナンスの 3 つの領域すべてにおいて、経験の幅広さと深さが重要です。T&H Lemont の金型事業部門の副社長、ウォーレン ホイットマン氏は、自社使用のパイプ工場を 1 ～ 2 つしか持たない企業は、通常、工場や金型を保守する人員がほとんどいないと述べています。たとえ保守担当者が知識を持っていたとしても、小規模な部門では大規模な保守部門に比べて経験の余裕がほとんどなく、小規模な従業員は不利になります。会社にエンジニアリング部門がない場合は、サービス部門が独自にトラブルシューティングと修理を行う必要があります。
ストランド氏によると、運用および保守の従業員のトレーニングがこれまで以上に重要になっています。団塊の世代の高齢化に伴う退職の波は、かつて企業が浮き沈みを乗り越えるのに役立っていた部族の知識の多くが失われつつあることを意味している。多くのパイプメーカーは依然として機器サプライヤーのアドバイスや指導に頼ることができますが、その経験さえ以前ほど優れたものではなく、減少しつつあります。
溶接プロセスは、パイプやパイプの製造において行われる他のプロセスと同じくらい重要であり、溶接機の役割を過小評価することはできません。
誘導溶接。「現在、当社の注文の約 3 分の 2 は改修用です」とプラセク氏は述べています。「彼らは通常、問題のある古い溶接工を置き換えます。現時点では、スループットが主な推進力です。」
曰く、生が出てくるのが遅くて８球遅れで落ちた人が多かったという。「通常、材料が最終的に到着すると、溶接工は去ります」と彼は言いました。驚くべき数のパイプおよびパイプ製造業者は、真空管技術に基づいた機械を使用しています。つまり、少なくとも 30 年前の機械を使用していることになります。このような機械のメンテナンスに関する知識はあまり多くなく、交換用のチューブ自体を見つけることも困難です。
未だにそれらを使用しているチューブおよびチューブ製造業者にとっての問題は、それらがどのように劣化するかです。致命的な障害は発生しませんが、ゆっくりと劣化します。解決策の 1 つは、溶接熱の使用量を減らし、圧延機の速度を下げてそれを補うことです。これにより、新しい設備への投資にかかる資本コストを簡単に回避できます。これにより、すべてが順調であるかのような錯覚が生じます。
Prasek 氏によると、誘導溶接用の新しい電源に投資すると、施設の消費電力を大幅に削減できるとのことです。一部の州、特に人口が多く送電網が混雑している州では、エネルギー効率の高い機器を購入した後に大幅な割引を提供しています。同氏は、新製品に投資する2番目の動機は、新しい製造能力の可能性であると付け加えた。
「多くの場合、新しい溶接機は古い溶接機よりもはるかに効率的であり、出力をアップグレードすることなくより多くの溶接出力を供給できるため、数千ドルを節約できます」とプラセク氏は述べています。
インダクタと抵抗の位置合わせも重要です。EHE Consumables のゼネラルマネージャーである John Holderman 氏は、適切なサイズで設置されたテレコイルは溶接ホイールに対して最適な位置にあり、パイプの周囲に適切かつ一定のクリアランスが必要であると述べています。正しく設定しないと、コイルが早期に故障します。
ブロッカーの機能は単純です。電気の流れを遮断し、ストリップの端に誘導します。圧延機の他のすべてと同様に、位置決めが重要であると彼は言います。正しい位置は溶接の上部ですが、考慮すべき点はこれだけではありません。インストールは非常に重要です。強度が十分でないマンドレルに取り付けた場合、ボラードの位置がずれて、実際に ID がパイプの底部に沿って引っ張られる可能性があります。
溶接消耗品のトレンドを利用するスプリット コイルのコンセプトは、プラントの稼働時間に大きな影響を与える可能性があります。
「大口径ミルでは、長い間、分割蛇行設計が使用されてきました」とホルダーマン氏は言います。「内蔵誘導コイルを交換するには、パイプを切断し、コイルを交換し、フライス盤で再切断する必要があります。」と彼は言いました。2 ピースの分割コイル設計により、時間と労力がすべて節約されます。
「必要に迫られて大型の圧延機で使用されましたが、この原理を小型のコイルに適用するには、高度なエンジニアリングが必要でした」と彼は言いました。メーカーはまったく協力することがありません。「この小さな 2 ピースのリールには特別なハードウェアと賢いマウントが付いています」と彼は言いました。
インピーダンス冷却プロセスに関して、パイプおよびパイプのメーカーには 2 つの主な選択肢があります。1 つはプラントの集中冷却システム、もう 1 つはコストがかかる別の専用給水システムです。
「きれいな冷却液で抵抗器を冷却するのが最善です」とホルダーマン氏は言う。この目的を達成するには、特殊な圧延機冷却材インピーダンス濾過システムに少額投資するだけで、インピーダンスの寿命を大幅に延ばすことができます。
クーラントは通常、インペダーに使用されますが、クーラントには細かい金属が付着する可能性があります。小さな粒子を中央フィルターに捕捉したり、中央の磁気システムを使用して粒子を捕捉しようとしたあらゆる試みにもかかわらず、一部の粒子は通過してブロッカーに入りました。ここは金属粉を扱う場所ではありません。
「誘導磁界で発熱し、抵抗器本体とフェライトが焼き切れて早期故障が発生し、その後、抵抗器を交換するためにシャットダウンが発生します」とハルデマン氏は述べています。「それらはテレコイルにも蓄積し、最終的にはアーク損傷を引き起こします。」
投稿日時: 2023 年 1 月 15 日