Ցնդող օրգանական միացությունների արտանետումների վերացումը ուլտրամանուշակագույն ծածկույթների տեխնոլոգիայի միջոցով. Ուսումնասիրություն

Մայքլ Քելլիի կողմից, Allied PhotoChemical-ից, և Դեյվիդ Հագուդի կողմից, Finishing Technology Solutions-ից
Պատկերացրեք, որ խողովակների արտադրության գործընթացում կարող եք վերացնել գրեթե բոլոր ցնդող օրգանական միացությունները (VOC), ինչը տարեկան կազմում է 10,000 ֆունտ VOC: Պատկերացրեք նաև, որ արտադրում եք ավելի մեծ արագությամբ՝ ավելի մեծ արտադրողականությամբ և մեկ մասի / գծային ոտնաչափի համար ավելի քիչ ծախսերով:

Կայուն արտադրական գործընթացները Հյուսիսային Ամերիկայի շուկայում ավելի արդյունավետ և օպտիմալացված արտադրության ապահովման բանալին են: Կայունությունը կարելի է չափել տարբեր ձևերով.
VOC-ի նվազեցում
Ավելի քիչ էներգիայի օգտագործում
Օպտիմալացված աշխատուժ
Ավելի արագ արտադրական հզորություն (ավելի շատ՝ ավելի քիչ գումարով)
Կապիտալի ավելի արդյունավետ օգտագործում
Բացի այդ, վերը նշվածի բազմաթիվ համադրություններ

Վերջերս առաջատար խողովակների արտադրողներից մեկը ներդրեց իր ծածկույթային գործունեության նոր ռազմավարություն: Արտադրողի նախկին ծածկույթային հարթակները ջրային հիմքով էին, որոնք պարունակում են մեծ քանակությամբ ցնդող օրգանական միացություններ և պատահաբար նաև դյուրավառ են: Կիրառված կայուն ծածկույթային հարթակը 100% պինդ նյութերից բաղկացած ուլտրամանուշակագույն (UV) ծածկույթային տեխնոլոգիա էր: Այս հոդվածում ամփոփված են հաճախորդի սկզբնական խնդիրը, UV ծածկույթային գործընթացը, գործընթացի ընդհանուր բարելավումները, ծախսերի խնայողությունները և ցնդող օրգանական միացությունների կրճատումը:
Ծածկույթի գործողություններ խողովակների արտադրության մեջ
Արտադրողը օգտագործում էր ջրային հիմքով ծածկույթի գործընթաց, որը խառնաշփոթ էր առաջացնում, ինչպես ցույց է տրված 1ա և 1բ նկարներում: Գործընթացը ոչ միայն հանգեցրեց ծածկույթի նյութերի վատնման, այլև ստեղծեց արտադրամասի համար վտանգ, որը մեծացրեց ցնդող օրգանական միացությունների ազդեցությունը և հրդեհի վտանգը: Բացի այդ, հաճախորդը ցանկանում էր բարելավված ծածկույթի արդյունավետություն՝ համեմատած ջրային հիմքով ծածկույթի ներկայիս գործողության հետ:

Թեև ոլորտի շատ մասնագետներ ջրային հիմքով ծածկույթները ուղղակիորեն համեմատում են ուլտրամանուշակագույն ծածկույթների հետ, սա իրատեսական համեմատություն չէ և կարող է մոլորեցնող լինել: Իրական ուլտրամանուշակագույն ծածկույթը ուլտրամանուշակագույն ծածկույթների գործընթացի ենթաբազմություն է:

Նկար 1. Նախագծի ներգրավման գործընթացը

Ուլտրամանուշակագույնը գործընթաց է
Ուլտրամանուշակագույն ճառագայթումը մի գործընթաց է, որն առաջարկում է զգալի բնապահպանական առավելություններ, ընդհանուր գործընթացի բարելավումներ, արտադրանքի կատարողականի բարելավում և, այո, գծային ոտնաչափի ծածկույթի խնայողություններ: Ուլտրամանուշակագույն ծածկույթների նախագիծը հաջողությամբ իրականացնելու համար ուլտրամանուշակագույն ճառագայթումը պետք է դիտարկել որպես երեք հիմնական բաղադրիչ ունեցող գործընթաց՝ 1) հաճախորդ, 2) ուլտրամանուշակագույն ճառագայթման կիրառման և չորացման սարքավորումների ինտեգրատոր և 3) ծածկույթների տեխնոլոգիական գործընկեր:

Այս երեքն էլ կարևոր են ուլտրամանուշակագույն ծածկույթի համակարգի հաջող պլանավորման և ներդրման համար: Այսպիսով, եկեք նայենք նախագծի ընդհանուր ներգրավման գործընթացին (Նկար 1): Դեպքերի մեծ մասում այս ջանքերը ղեկավարում է ուլտրամանուշակագույն ծածկույթի տեխնոլոգիական գործընկերը:

Ցանկացած հաջող նախագծի գրավականը հստակ սահմանված ներգրավվածության քայլերի առկայությունն է՝ ներկառուցված ճկունությամբ և տարբեր տեսակի հաճախորդներին ու նրանց կիրառություններին հարմարվելու ունակությամբ: Այս յոթ ներգրավվածության փուլերը հաճախորդի հետ նախագծի հաջող ներգրավվածության հիմքն են՝ 1) գործընթացի ընդհանուր քննարկում, 2) ներդրումների եկամտաբերության քննարկում, 3) արտադրանքի տեխնիկական բնութագրեր, 4) գործընթացի ընդհանուր տեխնիկական բնութագրեր, 5) նմուշային փորձարկումներ, 6) RFQ / նախագծի ընդհանուր տեխնիկական բնութագրեր և 7) շարունակական հաղորդակցություն:

Այս ներգրավվածության փուլերը կարող են հաջորդաբար իրականացվել, որոշները կարող են տեղի ունենալ միաժամանակ կամ կարող են փոխարինվել, բայց բոլորը պետք է ավարտվեն: Այս ներկառուցված ճկունությունը մասնակիցներին ապահովում է հաջողության ամենաբարձր հնարավորությունը: Որոշ դեպքերում լավագույնը կարող է լինել ներգրավել ուլտրամանուշակագույն պրոցեսի մասնագետի որպես ռեսուրս, որն ունի արժեքավոր արդյունաբերական փորձ ծածկույթի տեխնոլոգիայի բոլոր ձևերում, բայց ամենակարևորը՝ ուլտրամանուշակագույն պրոցեսի ուժեղ փորձ: Այս փորձագետը կարող է կողմնորոշվել բոլոր հարցերում և հանդես գալ որպես չեզոք ռեսուրս՝ ծածկույթի տեխնոլոգիաները պատշաճ և արդար գնահատելու համար:

Փուլ 1. Ընդհանուր գործընթացի քննարկում
Այստեղ է, որ հաճախորդի ընթացիկ գործընթացի վերաբերյալ նախնական տեղեկատվություն է փոխանակվում՝ ներկայիս դասավորության հստակ սահմանմամբ և դրական/բացասական կողմերի հստակ սահմանմամբ: Շատ դեպքերում պետք է կնքվի փոխադարձ չբացահայտման համաձայնագիր (NDA): Այնուհետև պետք է սահմանվեն գործընթացների բարելավման հստակ սահմանված նպատակներ: Դրանք կարող են ներառել՝
Կայունություն – VOC-ի նվազեցում
Աշխատանքի կրճատում և օպտիմալացում
Բարելավված որակ
Գծի արագության բարձրացում
Հատակի մակերեսի կրճատում
Էներգիայի ծախսերի վերանայում
Ծածկույթի համակարգի սպասարկելիություն՝ պահեստամասեր և այլն:
Հաջորդը, այս գործընթացների բարելավումների հիման վրա սահմանվում են կոնկրետ չափանիշներ։

Փուլ 2. Ներդրումների վերադարձի (ROI) քննարկում
Կարևոր է հասկանալ նախագծի ներդրումների վերադարձի եկամտաբերությունը սկզբնական փուլերում: Չնայած մանրամասների մակարդակը պարտադիր չէ, որ համապատասխանի նախագծի հաստատման համար անհրաժեշտ մակարդակին, հաճախորդը պետք է ունենա ընթացիկ ծախսերի հստակ ուրվագիծ: Դրանք պետք է ներառեն մեկ ապրանքի, մեկ գծային ֆուտի և այլնի արժեքը, էներգիայի ծախսերը, մտավոր սեփականության (ՄՍ) ծախսերը, որակի ծախսերը, շահագործման/պահպանման ծախսերը, կայունության ծախսերը և կապիտալի արժեքը: (Ներդրումների վերադարձի հաշվիչներին մուտք գործելու համար տե՛ս այս հոդվածի վերջը):

Փուլ 3. Արտադրանքի տեխնիկական բնութագրերի քննարկում
Ինչպես այսօր արտադրվող յուրաքանչյուր ապրանքի դեպքում, արտադրանքի հիմնական տեխնիկական բնութագրերը սահմանվում են նախնական նախագծի քննարկումներում: Ինչ վերաբերում է ծածկույթների կիրառմանը, այս արտադրանքի տեխնիկական բնութագրերը ժամանակի ընթացքում զարգացել են՝ արտադրական կարիքները բավարարելու համար, և սովորաբար չեն բավարարվում հաճախորդի ներկայիս ծածկույթի գործընթացով: Մենք դա անվանում ենք «այսօր ընդդեմ վաղվա»: Սա հավասարակշռման գործողություն է արտադրանքի ներկայիս տեխնիկական բնութագրերը հասկանալու (որոնք կարող են չբավարարվել ներկայիս ծածկույթով) և ապագա իրատեսական կարիքները սահմանելու միջև (ինչը միշտ հավասարակշռման գործողություն է):

Փուլ 4. Ընդհանուր գործընթացի տեխնիկական բնութագրեր

Նկար 2. Ջրային հիմքով ծածկույթների գործընթացից ուլտրամանուշակագույն ծածկույթների գործընթացին անցնելիս հնարավոր գործընթացային բարելավումներ

Հաճախորդը պետք է լիովին հասկանա և սահմանի ներկայիս գործընթացը, ինչպես նաև առկա գործելակերպի դրական և բացասական կողմերը: Սա կարևոր է, որ ուլտրամանուշակագույն համակարգերի ինտեգրատորը հասկանա, որպեսզի նոր ուլտրամանուշակագույն համակարգի նախագծման ժամանակ հաշվի առնվեն այն բաները, որոնք լավ են ընթանում և այն բաները, որոնք վատ են ընթանում: Ահա թե որտեղ է, որ ուլտրամանուշակագույն գործընթացը առաջարկում է զգալի առավելություններ, որոնք կարող են ներառել ծածկույթների արագության բարձրացում, հատակի տարածքի պահանջների կրճատում և ջերմաստիճանի ու խոնավության նվազեցում (տե՛ս նկար 2): Հաճախորդի արտադրական կենտրոն համատեղ այցելությունը խիստ խորհուրդ է տրվում, քանի որ այն հիանալի հիմք է հանդիսանում հաճախորդի կարիքներն ու պահանջները հասկանալու համար:

Փուլ 5. Ցուցադրական և փորձնական փորձարկումներ
Հաճախորդը և ուլտրամանուշակագույն համակարգերի ինտեգրատորը պետք է այցելեն նաև ծածկույթների մատակարարման օբյեկտ, որպեսզի բոլորը կարողանան մասնակցել հաճախորդի ուլտրամանուշակագույն ծածկույթների գործընթացի մոդելավորմանը: Այս ընթացքում ի հայտ կգան բազմաթիվ նոր գաղափարներ և առաջարկներ, որոնք կկատարվեն հետևյալ գործողությունների ընթացքում.
Սիմուլյացիա, նմուշներ և փորձարկում
Համեմատեք մրցակցային ծածկույթների արտադրանքը փորձարկելով
Վերանայեք լավագույն փորձը
Վերանայեք որակի հավաստագրման ընթացակարգերը
Հանդիպեք ուլտրամանուշակագույն ինտեգրատորների հետ
Մշակել մանրամասն գործողությունների ծրագիր՝ առաջիկայում

Փուլ 6. RFQ / Նախագծի ընդհանուր տեխնիկական բնութագրեր
Հաճախորդի RFQ փաստաթուղթը պետք է ներառի ուլտրամանուշակագույն ծածկույթի նոր գործողության համար անհրաժեշտ բոլոր տեղեկությունները և պահանջները, ինչպես սահմանված է գործընթացի քննարկումներում: Փաստաթուղթը պետք է ներառի ուլտրամանուշակագույն ծածկույթի տեխնոլոգիական ընկերության կողմից նշված լավագույն փորձը, որը կարող է ներառել ծածկույթի տաքացումը ջրային պատյանով տաքացման համակարգի միջոցով մինչև ատրճանակի ծայրը, տաքացումը և խառնումը տարայի մեջ, ինչպես նաև ծածկույթի սպառումը չափելու համար նախատեսված կշեռքները:

Փուլ 7. Անընդհատ հաղորդակցություն
Հաճախորդի, ուլտրամանուշակագույն ճառագայթման ինտեգրատորի և ուլտրամանուշակագույն ծածկույթների ընկերության միջև հաղորդակցման միջոցները կարևոր են և պետք է խրախուսվեն: Այսօրվա տեխնոլոգիաները շատ հարմար են դարձնում Zoom-ի / կոնֆերանսի տիպի կանոնավոր զանգերի պլանավորումը և դրանց մասնակցելը: Ուլտրամանուշակագույն սարքավորումների կամ համակարգերի տեղադրման ժամանակ անակնկալներ չպետք է լինեն:

Խողովակների արտադրողի կողմից ստացված արդյունքները
Ցանկացած ուլտրամանուշակագույն ծածկույթի նախագծում հաշվի առնելու կարևորագույն ոլորտներից մեկը ընդհանուր ծախսերի խնայողությունն է: Այս դեպքում արտադրողը խնայողություններ է իրականացրել մի քանի ոլորտներում, այդ թվում՝ էներգիայի ծախսերի, աշխատուժի և ծածկույթների սպառվող նյութերի:

Էներգիայի ծախսեր՝ միկրոալիքային վառարանով աշխատող ուլտրամանուշակագույն ընդդեմ ինդուկցիոն ջեռուցման
Ջրային հիմքով ծածկույթների տիպիկ համակարգերում անհրաժեշտ է խողովակը նախապես կամ հետինդուկցիոն տաքացնել: Ինդուկցիոն ջեռուցիչները թանկ են, բարձր էներգիայի սպառողներ են և կարող են զգալի սպասարկման խնդիրներ ունենալ: Բացի այդ, ջրային հիմքով լուծումը պահանջում էր 200 կՎտ ինդուկցիոն ջեռուցիչի էներգիայի սպառում, ի տարբերություն միկրոալիքային ուլտրամանուշակագույն լամպերի կողմից օգտագործվող 90 կՎտ-ի:

Աղյուսակ 1. 10 լամպանոց միկրոալիքային ուլտրամանուշակագույն համակարգի օգտագործման դեպքում 100 կՎտ/ժամից ավելի ծախսերի խնայողություն՝ համեմատած ինդուկցիոն ջեռուցման համակարգի հետ։
Ինչպես երևում է աղյուսակ 1-ում, խողովակների արտադրողը ուլտրամանուշակագույն ծածկույթի տեխնոլոգիան ներդնելուց հետո գրանցել է ժամում ավելի քան 100 կՎտ խնայողություն, միաժամանակ տարեկան կրճատելով էներգիայի ծախսերը ավելի քան 71,000 դոլարով։

Նկար 3. Էլեկտրաէներգիայի տարեկան ծախսերի խնայողության պատկերազարդում
Այս կրճատված էներգիայի սպառման խնայողությունները գնահատվել են էլեկտրաէներգիայի գնահատված արժեքի՝ 14.33 ցենտ/կՎտժ-ի հիման վրա: Էներգիայի սպառման 100 կՎտ/ժ-ով կրճատումը, որը հաշվարկվել է տարեկան 50 շաբաթվա ընթացքում երկու հերթափոխի համար (շաբաթական հինգ օր, յուրաքանչյուր հերթափոխի համար 20 ժամ), հանգեցնում է 71,650 դոլարի խնայողության, ինչպես պատկերված է նկար 3-ում:

Աշխատանքի ծախսերի կրճատում – օպերատորներ և սպասարկում
Քանի որ արտադրական կազմակերպությունները շարունակում են գնահատել իրենց աշխատուժի ծախսերը, ուլտրամանուշակագույն գործընթացը եզակի խնայողություններ է առաջարկում օպերատորի և սպասարկման աշխատաժամերի վերաբերյալ: Ջրային հիմքով ծածկույթների դեպքում թաց ծածկույթը կարող է պնդանալ նյութերի մշակման սարքավորումների վրա, որը, ի վերջո, պետք է հեռացվի:

Արտադրական օբյեկտի օպերատորները շաբաթական ընդհանուր առմամբ 28 ժամ են ծախսել ջրային հիմքով ծածկույթը նյութերի մշակման սարքավորումներից հեռացնելու/մաքրելու վրա։

Բացի ծախսերի խնայողությունից (մոտավորապես 28 աշխատանքային ժամ x $36 [ծանրաբեռնված ծախս] մեկ ժամում = $1,008.00 շաբաթական կամ $50,400 տարեկան), օպերատորների համար ֆիզիկական աշխատանքի պահանջները կարող են լինել հիասթափեցնող, ժամանակատար և ուղղակի վտանգավոր։

Հաճախորդը յուրաքանչյուր եռամսյակի համար նախատեսված ծածկույթի մաքրման նպատակային ծախսը սահմանել էր 1900 դոլար՝ գումարած ծածկույթի հեռացման ծախսերը, ընդհանուր առմամբ՝ 2500 դոլար: Տարեկան ընդհանուր խնայողությունը կազմել է 10,000 դոլար:

Ծածկույթի խնայողություն – Ջրային հիմքով ընդդեմ ուլտրամանուշակագույնի
Հաճախորդի տարածքում խողովակների արտադրությունը կազմել է ամսական 12,000 տոննա՝ 9.625 դյույմ տրամագծով խողովակով: Ամփոփելով՝ սա համարժեք է մոտավորապես 570,000 գծային ոտնաչափի / մոտ 12,700 հատի: Նոր ուլտրամանուշակագույն ծածկույթի տեխնոլոգիայի կիրառման գործընթացը ներառում էր բարձր ծավալի/ցածր ճնշման ցողիչ ատրճանակներ՝ 1.5 միլ տիպիկ թիրախային հաստությամբ: Չորացումը իրականացվել է Heraeus ուլտրամանուշակագույն միկրոալիքային լամպերի միջոցով: Ծածկույթների ծախսերի և տեղափոխման/ներքին մշակման ծախսերի խնայողությունները ամփոփված են 2-րդ և 3-րդ աղյուսակներում:

Աղյուսակ 2. Ծածկույթի արժեքի համեմատություն՝ ուլտրամանուշակագույն և ջրային հիմքով ծածկույթներ մեկ գծային ոտնաչափի համար

Աղյուսակ 3. Լրացուցիչ խնայողություններ՝ պայմանավորված մուտքային տրանսպորտային ծախսերի նվազմամբ և տեղում նյութերի մշակման կրճատմամբ

Բացի այդ, հնարավոր է ապահովել լրացուցիչ նյութական և աշխատանքային ծախսերի խնայողություն և արտադրության արդյունավետության բարձրացում:
Ուլտրամանուշակագույն ճառագայթմամբ ծածկույթները վերականգնվող են (ջրային հիմքով ծածկույթները՝ ոչ), ինչը թույլ է տալիս ապահովել առնվազն 96% արդյունավետություն։

Օպերատորները ավելի քիչ ժամանակ են ծախսում կիրառման սարքավորումները մաքրելու և պահպանելու վրա, քանի որ ուլտրամանուշակագույն ծածկույթը չի չորանում, եթե չի ենթարկվում բարձր ինտենսիվության ուլտրամանուշակագույն էներգիայի:

Արտադրության արագությունն ավելի բարձր է, և հաճախորդն ունի արտադրության արագությունը րոպեում 100 ոտնաչափից մինչև 150 ոտնաչափ րոպե ավելացնելու ներուժ՝ կազմելով 50% աճ։

Ուլտրամանուշակագույն մշակման սարքավորումները սովորաբար ունեն ներկառուցված լվացման ցիկլ, որը հետևվում և պլանավորվում է արտադրական աշխատանքի ժամերի համաձայն: Սա կարող է ճշգրտվել հաճախորդի կարիքներին համապատասխան, ինչը հանգեցնում է համակարգի մաքրման համար անհրաժեշտ աշխատուժի կրճատմանը:

Այս օրինակում հաճախորդը տարեկան 1,277,400 դոլարի խնայողություն է կատարել։

VOC-ի նվազեցում
Ուլտրամանուշակագույն ծածկույթի տեխնոլոգիայի ներդրումը նաև նվազեցրել է ցնդող օրգանական միացությունները, ինչպես երևում է նկար 4-ում:

Նկար 4. VOC-ի նվազում՝ ուլտրամանուշակագույն ծածկույթի ներդրման արդյունքում

Եզրակացություն
Ուլտրամանուշակագույն ծածկույթների տեխնոլոգիան թույլ է տալիս խողովակների արտադրողներին գործնականում վերացնել ցնդող օրգանական միացությունները (VOC) իրենց ծածկույթների գործողություններում, միաժամանակ ապահովելով կայուն արտադրական գործընթաց, որը բարելավում է արտադրողականությունը և արտադրանքի ընդհանուր կատարողականը: Ուլտրամանուշակագույն ծածկույթների համակարգերը նաև զգալիորեն խնայում են ծախսերը: Ինչպես նշված է այս հոդվածում, հաճախորդի ընդհանուր խնայողությունները տարեկան գերազանցել են 1,200,000 դոլարը, գումարած վերացրել են ավելի քան 154,000 ֆունտ ցնդող օրգանական միացությունների արտանետումներ:

Ավելի շատ տեղեկությունների և ROI հաշվիչներին մուտք գործելու համար այցելեք www.alliedphotochemical.com/roi-calculators/ կայքը: Գործընթացի լրացուցիչ բարելավումների և ROI հաշվիչի օրինակի համար այցելեք www.uvebtechnology.com կայքը:

Կողային վահանակ
Ուլտրամանուշակագույն ծածկույթի գործընթացի կայունություն / շրջակա միջավայրի առավելություններ.
Չի պարունակում ցնդող օրգանական միացություններ (VOC)
Վտանգավոր օդի աղտոտիչներ չկան (HAP)
Անհրկիզելի
Առանց լուծիչների, ջրի կամ լցանյութերի
Արտադրության մեջ խոնավության կամ ջերմաստիճանի հետ կապված խնդիրներ չկան

UV ծածկույթների կողմից առաջարկվող ընդհանուր գործընթացային բարելավումները.
Արտադրության արագություն՝ մինչև 800-ից 900 ոտնաչափ րոպեում, կախված արտադրանքի չափից
Փոքր ֆիզիկական հետք՝ 35 ոտնաչափից (գծային երկարություն) պակաս
Նվազագույն աշխատանքային գործընթաց
Անմիջապես չորանում է՝ առանց հետմշակման պահանջի
Ստորին հատվածում թաց ծածկույթի հետ կապված խնդիրներ չկան
Ջերմաստիճանի կամ խոնավության հետ կապված խնդիրների դեպքում ծածկույթի կարգավորում չկա
Հատուկ մշակում/պահեստավորում չի պահանջվում հերթափոխի փոփոխության, սպասարկման կամ հանգստյան օրերի դադարների ժամանակ
Օպերատորների և սպասարկման հետ կապված աշխատուժի ծախսերի կրճատում
Ավելորդ ցողվածքը վերականգնելու, վերաֆիլտրելու և ծածկույթային համակարգի մեջ վերստին ներմուծելու ունակություն

Բարելավված արտադրանքի կատարողականություն ուլտրամանուշակագույն ծածկույթների միջոցով.
Բարելավված խոնավության փորձարկման արդյունքներ
Հիանալի աղի մառախուղի փորձարկման արդյունքներ
Ծածկույթի հատկությունները և գույնը կարգավորելու ունակությունը
Հասանելի են թափանցիկ ծածկույթներ, մետաղական երանգներ և գույներ

Գծային ոտնաչափի համար ծածկույթի ցածր ծախսեր, ինչպես ցույց է տալիս ROI հաշվիչը.