A produção bem-sucedida e eficiente de um tubo é uma questão de otimização de 10.000 peças, incluindo a manutenção do equipamento.Com muitas peças móveis em todos os tipos de moinhos e em todos os equipamentos periféricos, seguir o cronograma de manutenção preventiva recomendado pelo fabricante é um desafio.Foto: T&H Lemont Inc.
Nota do editor.Esta é a primeira parte de uma série de duas partes sobre como otimizar o desempenho da tubulação.Leia a segunda parte.
A fabricação de produtos tubulares é uma tarefa desafiadora mesmo nas circunstâncias mais favoráveis.As fábricas são complexas, exigem manutenção regular e, dependendo do que produzem, a concorrência é acirrada.Muitos fabricantes de tubos metálicos estão sob intensa pressão para maximizar o tempo de atividade a fim de maximizar a receita, deixando pouco tempo valioso para manutenção programada.
As condições da indústria hoje não são as melhores.Os custos dos materiais são ridiculamente elevados e as entregas parciais não são incomuns.Agora, mais do que nunca, os fabricantes de tubos precisam maximizar o tempo de atividade e reduzir o desperdício, e obter entregas parciais significa tempos de produção mais curtos.Tiragens mais curtas significam trocas mais frequentes, o que não representa um uso eficiente de tempo ou mão de obra.
“Hoje em dia, o tempo é essencial”, afirma Mark Prasek, Gerente de Vendas de Tubos e Tubulação para a América do Norte da EFD Induction.
Conversas com especialistas do setor sobre dicas e estratégias para aproveitar ao máximo seu empreendimento revelam alguns temas recorrentes:
Operar uma planta com eficiência máxima significa otimizar dezenas de fatores, muitos dos quais interagem entre si, portanto, otimizar o desempenho da planta nem sempre é fácil.Uma citação famosa do ex-colunista do The Tube & Pipe Journal, Bud Graham, dá algumas dicas: “Uma fábrica de tubos é um porta-ferramentas”.Saber o que cada ferramenta faz, como funciona e como cada ferramenta interage com outras é cerca de um terço do caminho para o sucesso.Garantir que tudo esteja apoiado e alinhado é outro terço.O terço final é dedicado a programas de treinamento de operadores, estratégias de solução de problemas e procedimentos operacionais específicos exclusivos para cada tubo ou fabricante de tubos.
A consideração número um para uma operação eficiente da planta não tem nada a ver com a planta.Essa matéria-prima, aproveitando ao máximo o laminador, significa aproveitar ao máximo cada bobina alimentada no laminador.Tudo começa com a decisão de compra.
comprimento da bobina.“As fábricas de tubos prosperam quando as bobinas são tão longas quanto possível”, diz Nelson Abbey, diretor de Abbey Products da Fives Bronx Inc. Trabalhar com rolos mais curtos significa manusear mais pontas de rolo.Cada extremidade do rolo requer uma solda de topo e cada solda de topo cria uma sucata.
A dificuldade aqui é que as bobinas mais longas podem ser vendidas por mais, enquanto as bobinas mais curtas podem estar disponíveis a um preço melhor.Um agente de compras pode querer economizar algum dinheiro, mas esse não é o ponto de vista do pessoal da produção.Quase todos os que gerem uma fábrica concordarão que a diferença de preço deve ser grande para compensar a perda de produção associada ao encerramento adicional da fábrica.
Outra consideração, diz Abby, é a capacidade do desbobinador e quaisquer outras restrições na entrada da fábrica.Pode ser necessário investir em equipamentos de entrada mais potentes para lidar com rolos maiores e mais pesados para aproveitar a compra de rolos maiores.
O corte também é um fator importante, seja o corte feito internamente ou terceirizado.As rebobinadeiras cortadoras têm peso e diâmetro máximos que podem suportar, portanto, uma combinação ideal entre o rolo e a rebobinadora cortadora é fundamental para maximizar a produtividade.
Assim, é a interação de quatro fatores: o tamanho e peso do rolo, a largura necessária da cortadora, a produtividade da cortadora e a potência do equipamento de entrada.
Largura e condição do rolo.Nem é preciso dizer na loja que os rolos devem ter a largura e o tamanho corretos para produzir o produto, mas erros acontecem.Os operadores de laminadores muitas vezes podem compensar pequenas larguras de tira abaixo ou acima, mas isso é apenas uma questão de grau.É fundamental prestar muita atenção à largura do complexo de fenda.
A condição da borda da tira de aço também é a questão mais importante.De acordo com Michael Strand, presidente da T&H Lemont, o desempenho consistente da borda, sem rebarbas ou quaisquer outras inconsistências, é fundamental para manter uma solda consistente em todo o comprimento da tira.O enrolamento inicial, o desenrolamento longitudinal e o rebobinamento também funcionam.Bobinas que não são manuseadas com cuidado podem formar arco, o que é um problema.O processo de conformação, desenvolvido por engenheiros de laminação, começa com uma tira plana, não curva.
considerações instrumentais.“Um bom projeto de molde maximiza a produtividade”, diz Stan Green, gerente geral da SST Forming Roll Inc., observando que não existe uma estratégia única de formação de tubo e, portanto, não existe uma estratégia única de projeto de molde.Os fornecedores de ferramentas de rolos variam e os métodos de processamento de tubos variam, portanto seus produtos também variam.O rendimento também é diferente.
“O raio da superfície do rolo muda constantemente, então a velocidade de rotação da ferramenta muda em toda a superfície da ferramenta”, disse ele.Naturalmente, o tubo passa pelo moinho em apenas uma velocidade.Portanto, o design pode afetar o rendimento.Ele acrescentou que um design deficiente desperdiça material quando a ferramenta é nova e só piora à medida que a ferramenta se desgasta.
Para as empresas que não oferecem treinamento e manutenção, o desenvolvimento de uma estratégia para otimizar o desempenho da planta começa com o básico.
“Independentemente do tipo de fábrica e do que produz, todas as fábricas têm duas coisas em comum – operadores e procedimentos de trabalho”, disse Abbey.Operar as instalações com a maior consistência possível depende de treinamento padronizado e adesão a procedimentos escritos, disse ele.A inconsistência no treinamento leva a diferenças na configuração e na solução de problemas.
Para aproveitar ao máximo a planta, cada operador deve usar procedimentos consistentes de configuração e solução de problemas, de operador para operador e de turno para turno.Quaisquer diferenças processuais geralmente envolvem mal-entendidos, maus hábitos, simplificações e soluções alternativas.Isto sempre acarreta dificuldades na gestão eficaz do empreendimento.Esses problemas podem ser internos ou ocorrer quando um operador treinado é contratado de um concorrente, mas a origem é irrelevante.A consistência é fundamental, incluindo operadores que trazem experiência.
“Leva anos para desenvolver um operador de fábrica de tubos e você realmente não pode confiar em um programa genérico e único para todos”, disse Strand.“Toda empresa precisa de um programa de treinamento adaptado à sua própria fábrica e operações.”
“As três chaves para uma operação eficiente são manutenção de máquinas, manutenção de consumíveis e calibração”, disse Dan Ventura, presidente da Ventura & Associates.“Esta máquina tem muitas peças móveis – seja o próprio moinho ou os periféricos na entrada ou saída, a mesa de dança ou qualquer outra coisa – a manutenção regular é importante para mantê-la nas melhores condições.”
Strand concordou.“Tudo começa com um programa de manutenção preventiva”, diz ele.“Isso dá a melhor chance de uma operação lucrativa da planta.Se um fabricante de tubos responder apenas a emergências, ele estará fora de controle.Depende da próxima crise.”
“Cada equipamento da fábrica precisa ser ajustado”, disse Ventura.“Caso contrário, as fábricas matar-se-ão umas às outras.”
“Em muitos casos, quando os rolos ultrapassam sua vida útil, eles endurecem e acabam quebrando”, disse Ventura.
“Se as leiras não forem mantidas em boas condições com manutenção regular, chegará o dia em que precisarão de manutenção emergencial”, disse Ventura.Se as ferramentas fossem negligenciadas, diz ele, seria necessário remover duas a três vezes mais material para repará-las do que de outra forma.Também leva mais tempo e custa mais.
Strand observou que investir em ferramentas de backup pode ajudar a prevenir emergências.Se uma ferramenta for usada frequentemente para tiragens longas, serão necessárias mais peças sobressalentes do que para uma ferramenta que raramente é usada para tiragens curtas.As capacidades da ferramenta também afetam o nível de expectativa.As nervuras podem se soltar da ferramenta nervurada e os rolos de soldagem cedem ao calor da câmara de soldagem, problemas que não incomodam na formação e calibração dos rolos.
“A manutenção regular é boa para o equipamento e o alinhamento adequado é bom para o produto que fabrica”, disse ele.Se forem ignorados, os trabalhadores das fábricas gastarão cada vez mais tempo tentando recuperar o atraso.Tempo que poderia ser gasto na criação de um produto de alta qualidade e muito procurado no mercado.Estes dois factores são tão importantes, mas muitas vezes ignorados ou ignorados, que Ventura acredita que proporcionam a melhor oportunidade para tirar o máximo partido de uma fábrica, maximizar a produtividade e minimizar o desperdício.
Ventura equipara a manutenção de moinhos e consumíveis à manutenção de veículos.Ninguém vai dirigir um carro por dezenas de milhares de quilômetros entre as trocas de óleo e estourar um pneu.Isto levará a reparações dispendiosas ou acidentes, mesmo em instalações mal conservadas.
Verificações periódicas das ferramentas após cada lançamento também são necessárias, disse ele.As ferramentas de inspeção podem revelar problemas como microfissuras.A identificação de tais danos imediatamente após a ferramenta ser removida da máquina, em vez de antes de ser instalada para a próxima passagem, permite mais tempo para fabricar uma ferramenta de substituição.
“Algumas empresas têm operado normalmente durante as paralisações programadas”, disse Greene.Ele sabia que seria difícil cumprir o tempo de inatividade programado durante esses períodos, mas observou que era muito perigoso.As empresas de transporte marítimo e rodoviário estão sobrecarregadas ou com falta de pessoal, ou ambos, por isso as entregas não são feitas no prazo atualmente.
“Se algo quebrar na fábrica e você precisar solicitar uma substituição, o que você fará para que seja entregue?”- ele perguntou.É claro que a entrega aérea é sempre possível, mas isso pode aumentar o custo da entrega.
A manutenção de moinhos e rolos não consiste apenas em seguir o plano de manutenção, mas também em alinhar o plano de manutenção com o plano de produção.
Amplitude e profundidade de experiência são importantes em todas as três áreas – operações, solução de problemas e manutenção.Warren Whitman, vice-presidente da unidade de negócios Die and Die da T&H Lemont, diz que as empresas com apenas uma ou duas fábricas de tubos para uso próprio geralmente têm poucas pessoas para manter o moinho e a matriz.Mesmo que o pessoal de manutenção tenha conhecimento, os departamentos pequenos têm pouca margem de experiência em comparação com os departamentos de manutenção maiores, colocando os funcionários mais pequenos em desvantagem.Se a empresa não tiver um departamento de engenharia, o departamento de serviço deverá solucionar problemas e reparar por conta própria.
Segundo Strand, a formação dos colaboradores de operações e manutenção é agora mais importante do que nunca.A onda de reformas associada ao envelhecimento dos baby boomers significa que muito do conhecimento tribal que outrora ajudou as empresas a navegar nos seus altos e baixos está a diminuir.Embora muitos fabricantes de tubos ainda possam contar com o aconselhamento e a orientação dos fornecedores de equipamentos, mesmo esta experiência não é tão boa como costumava ser e está diminuindo.
O processo de soldagem é tão importante quanto qualquer outro processo que ocorre na fabricação de um tubo ou tubulação, e o papel da máquina de solda não pode ser subestimado.
Soldagem por indução.“Hoje, cerca de dois terços dos nossos pedidos são para retrofits”, disse Prasek.“Eles geralmente substituem soldadores antigos e problemáticos.No momento, o rendimento é o principal motivador.”
Segundo ele, muita gente ficou atrás das oito bolas porque o raw saiu atrasado.“Normalmente, quando o material finalmente chega, o soldador vai embora”, disse ele.Um número surpreendente de fabricantes de tubos e tubulações usa máquinas baseadas na tecnologia de tubos de vácuo, o que significa que usam máquinas com pelo menos 30 anos.O conhecimento na manutenção de tais máquinas não é grande e é difícil encontrar tubos de reposição por conta própria.
O problema para os fabricantes de tubos e tubos que ainda os utilizam é a forma como envelhecem.Eles não falham catastroficamente, mas degradam-se lentamente.Uma solução é usar menos calor de soldagem e reduzir a velocidade do laminador para compensar, o que pode facilmente evitar o custo de capital de investimento em novos equipamentos.Isso cria a ilusão de que tudo está em ordem.
Segundo Prasek, investir em uma nova fonte de energia para soldagem por indução pode reduzir significativamente o consumo de energia da instalação.Alguns estados, especialmente aqueles com grandes populações e redes congestionadas, oferecem descontos generosos após a compra de equipamentos energeticamente eficientes.Ele acrescentou que a segunda motivação para investir em novos produtos é o potencial de novas capacidades de produção.
“Muitas vezes, um novo soldador é muito mais eficiente do que um antigo e pode economizar milhares de dólares ao fornecer mais potência de soldagem sem atualizações de potência”, disse Prasek.
O alinhamento do indutor e do resistor também é crítico.John Holderman, gerente geral da EHE Consumables, afirma que uma bobina telefônica adequadamente dimensionada e instalada tem uma posição ideal em relação à roda de soldagem e requer folga adequada e constante ao redor do tubo.Se configurada incorretamente, a bobina falhará prematuramente.
A função do bloqueador é simples – ele bloqueia o fluxo de eletricidade, direcionando-o para a borda da tira – e como tudo em uma laminadora, o posicionamento é fundamental, diz ele.A localização correta é no topo da solda, mas esta não é a única consideração.A instalação é crítica.Se ele estiver preso a um mandril que não seja forte o suficiente, a posição do cabeçote poderá mudar e ele puxará o ID ao longo da parte inferior do tubo.
Aproveitando as tendências em consumíveis de soldagem, os conceitos de bobina dividida podem ter um impacto significativo no tempo de atividade da planta.
“Os moinhos de grande diâmetro vêm usando designs de serpentina dividida há muito tempo”, disse Holderman.“Substituir a bobina de indução embutida requer cortar o tubo, substituir a bobina e cortá-la novamente em uma fresadora”, disse ele.O design da bobina dividida em duas peças economiza todo esse tempo e esforço.
“Eles foram usados em grandes laminadores por necessidade, mas aplicar esse princípio a bobinas pequenas exigiu alguma engenharia sofisticada”, disse ele.Os fabricantes simplesmente não têm nada com que trabalhar.“O pequeno carretel de duas peças possui hardware especial e uma montagem inteligente”, disse ele.
Em relação ao processo de resfriamento por impedância, os fabricantes de tubos e tubulações têm duas opções principais: um sistema de resfriamento central para a planta ou um sistema de abastecimento de água dedicado separado, que pode ser caro.
“É melhor resfriar o resistor com líquido refrigerante limpo”, disse Holderman.Para este fim, um pequeno investimento em um sistema especial de filtragem de impedância do líquido refrigerante do laminador pode aumentar significativamente a vida útil da impedância.
O líquido refrigerante é comumente usado em impedidores, mas o líquido refrigerante pode absorver metal fino.Apesar de todas as tentativas de reter pequenas partículas no filtro central ou de usar o sistema magnético central para prendê-las, algumas delas conseguiram passar e entrar no bloqueador.Este não é lugar para pó metálico.
“Eles aquecem no campo de indução e queimam o corpo do resistor e a ferrita, causando falha prematura seguida de desligamento para substituição do resistor”, disse Haldeman.“Eles também se acumulam na bobina telefônica e eventualmente causam danos ao arco.”
Horário da postagem: 15 de janeiro de 2023