ni Michael Kelly, Allied PhotoChemical, ug David Hagood, Finishing Technology Solutions
Hunahunaa nga makahimo sa pagwagtang sa halos tanang VOC (Volatile Organic Compounds) sa proseso sa paggama sa tubo ug tubo, nga katumbas sa 10,000 ka libra nga VOC kada tuig. Hunahunaa usab ang paghimo sa mas paspas nga tulin nga adunay mas daghang throughput ug gamay nga gasto matag bahin / linear nga tiil.
Ang malungtarong mga proseso sa paghimo mao ang yawi sa pagmaneho padulong sa labi ka episyente ug na-optimize nga paggama sa merkado sa North America. Ang pagpadayon mahimong masukod sa lainlaing mga paagi:
pagkunhod sa VOC
Gamay nga paggamit sa enerhiya
Na-optimize nga labor force
Mas paspas nga output sa paghimo (mas daghan nga adunay gamay)
Mas episyente nga paggamit sa kapital
Dugang pa, daghang mga kombinasyon sa ibabaw
Bag-ohay lang, usa ka nanguna nga tiggama sa tubo ang nagpatuman sa usa ka bag-ong estratehiya alang sa mga operasyon sa coating niini. Ang mga nag-una nga go-to coating platform sa tiggama kay waterbased, nga taas sa VOCs ug mahitabo nga masunog usab. Ang sustainable coating platform nga gipatuman mao ang 100% solids ultraviolet (UV) coating technology. Niini nga artikulo, ang inisyal nga problema sa kustomer, ang proseso sa UV coating, kinatibuk-ang pag-uswag sa proseso, pagdaginot sa gasto ug pagkunhod sa VOC gisumada.
Coating Operations sa Tube Manufacturing
Ang tiggama migamit ug waterbased coating nga proseso nga nagbilin ug gubot, sama sa gipakita sa Images 1a ug 1b. Dili lamang ang proseso miresulta sa nausik nga mga materyales sa patong, nakamugna usab kini og peligro sa salog sa tindahan nga nagdugang sa pagkaladlad sa VOC ug peligro sa sunog. Dugang pa, gusto sa kustomer ang usa ka gipaayo nga pasundayag sa coating kung itandi sa karon nga operasyon sa coating nga nakabase sa tubig.
Samtang daghang mga eksperto sa industriya ang direktang magtandi sa waterbased coatings sa UV coatings, dili kini realistiko nga pagtandi ug mahimong makapahisalaag. Ang aktuwal nga UV coating usa ka subset sa proseso sa UV coatings.
Figure 1. Proseso sa pag-apil sa proyekto
Ang UV usa ka Proseso
Ang UV usa ka proseso nga nagtanyag ug mahinungdanong kaayohan sa kinaiyahan, kinatibuk-ang pag-uswag sa proseso, mas maayo nga performance sa produkto ug, oo, kada linear foot coating savings. Aron malampuson nga ipatuman ang usa ka proyekto sa UV coatings, ang UV kinahanglang tan-awon isip usa ka proseso nga adunay tulo ka nag-unang sangkap - 1) ang kustomer, 2) ang UV nga aplikasyon ug pag-ayo sa mga ekipo nga integrator ug 3) ang coatings technology partner.
Ang tanan nga tulo niini kritikal sa malampuson nga pagplano ug pagpatuman sa usa ka UV coating system. Busa, atong tan-awon ang kinatibuk-ang proseso sa pag-apil sa proyekto (Figure 1). Sa kadaghanan nga mga kaso, kini nga paningkamot gipangulohan sa kasosyo sa teknolohiya sa UV coating.
Ang yawe sa bisan unsang malampuson nga proyekto mao ang pagbaton og tin-aw nga gihubit nga mga lakang sa pakiglambigit, nga adunay built-in nga pagka-flexible ug ang abilidad sa pagpahiangay sa lain-laing mga matang sa mga kustomer ug sa ilang mga aplikasyon. Kining pito ka mga yugto sa engagement mao ang basehan alang sa usa ka malampuson nga proyekto nga engagement uban sa customer: 1) kinatibuk-ang proseso nga diskusyon; 2) diskusyon sa ROI; 3) mga detalye sa produkto; 4) kinatibuk-ang detalye sa proseso; 5) sample nga mga pagsulay; 6) RFQ / kinatibuk-ang detalye sa proyekto; ug 7) padayon nga komunikasyon.
Kini nga mga yugto sa pakigsabot mahimong sundan sa sunod-sunod nga paagi, ang uban mahimong mahitabo sa samang higayon o kini mahimong ibaylo, apan ang tanan niini kinahanglang makompleto. Kini nga built-in nga pagka-flexible naghatag sa labing taas nga higayon sa kalampusan alang sa mga partisipante. Sa pipila ka mga kaso, mahimong labing maayo nga makiglambigit sa usa ka eksperto sa proseso sa UV ingon usa ka kapanguhaan nga adunay bililhon nga kasinatian sa industriya sa tanan nga mga porma sa teknolohiya sa coating, apan labing hinungdanon, kusog nga kasinatian sa proseso sa UV. Kini nga eksperto mahimong mag-navigate sa tanan nga mga isyu ug molihok ingon usa ka neyutral nga kapanguhaan sa husto ug patas nga pagtimbang-timbang sa mga teknolohiya sa coating.
Yugto 1. Kinatibuk-ang Paghisgot sa Proseso
Dinhi diin gibayloan ang inisyal nga kasayuran bahin sa karon nga proseso sa kustomer, nga adunay tin-aw nga kahulugan sa karon nga layout ug positibo / negatibo nga tin-aw nga gihubit. Sa daghang mga kaso, ang usa ka mutual non-disclosure agreement (NDA) kinahanglan nga ibutang. Unya, ang tin-aw nga gihubit nga mga katuyoan sa pagpaayo sa proseso kinahanglan mahibal-an. Kini mahimong maglakip sa:
Sustainability – pagkunhod sa VOC
Pagkunhod sa trabaho ug pag-optimize
Gipauswag nga kalidad
Dugang nga tulin sa linya
Pagkunhod sa luna sa salog
Pagrepaso sa gasto sa enerhiya
Ang pagpadayon sa sistema sa coating - mga spare parts, ug uban pa.
Sunod, ang mga piho nga sukatan gihubit base sa kini nga giila nga mga pagpaayo sa proseso.
Stage 2. Paghisgot sa Return-on-Investment (ROI).
Importante nga masabtan ang ROI alang sa proyekto sa unang mga hugna. Samtang ang lebel sa detalye dili kinahanglan nga ang lebel nga kinahanglan alang sa pag-apruba sa proyekto, ang kustomer kinahanglan adunay usa ka tin-aw nga outline sa karon nga mga gasto. Kini kinahanglan nga maglakip sa gasto kada produkto, kada linear foot, ug uban pa; gasto sa enerhiya; mga gasto sa intellectual property (IP); kalidad nga gasto; gasto sa operator / maintenance; gasto sa pagpadayon; ug gasto sa kapital. (Alang sa access sa ROI calculators, tan-awa ang katapusan niini nga artikulo.)
Stage 3. Panaghisgot sa Detalye sa Produkto
Sama sa matag produkto nga gigama karon, ang sukaranang mga detalye sa produkto gihubit sa inisyal nga mga diskusyon sa proyekto. Mahitungod sa mga aplikasyon sa coating, kini nga mga detalye sa produkto nagbag-o sa paglabay sa panahon aron matubag ang mga panginahanglanon sa produksiyon ug kasagaran wala matubag sa karon nga proseso sa coating sa kostumer. Gitawag namo kini nga "karon vs. ugma." Kini usa ka pagbalanse nga buhat tali sa pagsabut sa karon nga mga detalye sa produkto (nga mahimo’g dili matubag sa karon nga coating) ug pagtino sa umaabot nga mga panginahanglanon nga realistiko (nga kanunay usa ka pagbalanse nga buhat).
Yugto 4. Kinatibuk-ang Detalye sa Proseso
Figure 2. Magamit ang mga pag-uswag sa proseso kung mobalhin gikan sa proseso sa mga coating nga nakabase sa tubig ngadto sa proseso sa UV-coatings
Kinahanglan nga hingpit nga masabtan ug ipasabut sa kustomer ang karon nga proseso, kauban ang mga positibo ug negatibo sa naa na nga mga gawi. Importante kini nga masabtan sa UV systems integrator, mao nga ang mga butang nga maayo ug ang mga butang nga dili makonsiderar sa disenyo sa bag-ong UV system. Dinhi diin ang proseso sa UV nagtanyag hinungdanon nga mga bentaha nga mahimong maglakip sa pagtaas sa katulin sa mga coating, pagkunhod sa mga kinahanglanon sa wanang sa salog, ug pagkunhod sa temperatura ug humidity (tan-awa ang Figure 2). Ang hiniusang pagbisita sa pasilidad sa paggama sa kustomer girekomenda ug naghatag usa ka maayo nga balangkas aron masabtan ang mga panginahanglanon ug kinahanglanon sa kustomer.
Stage 5. Demonstrasyon ug Trial Runs
Ang pasilidad sa supplier sa coatings kinahanglan usab nga bisitahan sa kustomer ug sa UV system integrator aron tugutan ang tanan nga makaapil sa usa ka simulation sa proseso sa UV coating sa kustomer. Niining panahona, daghang bag-ong ideya ug sugyot ang motungha samtang mahitabo ang mosunod nga mga kalihokan:
Simulation, sample ug pagsulay
Benchmark pinaagi sa pagsulay sa kompetisyon nga mga produkto sa coating
Ribyuha ang labing maayong mga gawi
Ribyuha ang mga pamaagi sa sertipikasyon sa kalidad
Himamata ang mga integrator sa UV
Paghimo og detalyado nga plano sa aksyon sa unahan
Stage 6. RFQ / Kinatibuk-ang Detalye sa Proyekto
Ang dokumento sa RFQ sa kustomer kinahanglan nga maglakip sa tanan nga may kalabutan nga kasayuran ug mga kinahanglanon alang sa bag-ong operasyon sa UV coating ingon nga gipasabut sa mga diskusyon sa proseso. Ang dokumento kinahanglan nga maglakip sa labing maayo nga mga gawi nga giila sa UV coating technology company, nga mahimong maglakip sa pagpainit sa coating pinaagi sa water-jacketed heat system ngadto sa gun tip; tote pagpainit ug kasamok; ug mga timbangan alang sa pagsukod sa konsumo sa coating.
Stage 7. Padayon nga Komunikasyon
Ang paagi sa komunikasyon tali sa kustomer, UV integrator ug UV coatings nga kompanya kritikal ug kinahanglan dasigon. Ang teknolohiya karon naghimo niini nga sayon sa pag-iskedyul ug pag-apil sa regular nga Zoom / conference-type nga tawag. Kinahanglan nga walay mga surpresa kung ang UV nga kagamitan o sistema gi-install.
Resulta nga Naamgohan sa Pipe Manufacturer
Ang usa ka kritikal nga lugar alang sa konsiderasyon sa bisan unsang proyekto sa UV coating mao ang kinatibuk-ang pagtipig sa gasto. Sa kini nga kaso, ang tiggama nakaamgo sa pagtipig sa daghang mga lugar, lakip ang gasto sa enerhiya, gasto sa pagtrabaho ug mga gamit sa coatings.
Mga Gasto sa Enerhiya – UV nga gipadagan sa Microwave batok sa Induction Heating
Sa kasagaran nga waterbased coatings system, adunay panginahanglan alang sa pre-o post-induction nga pagpainit sa tubo. Ang mga induction heater mahal, high-energy nga mga konsumidor ug mahimong adunay hinungdanon nga mga isyu sa pagpadayon. Dugang pa, ang waterbased nga solusyon nagkinahanglan og 200 kw induction heater nga paggamit sa enerhiya kumpara sa 90 kw nga gigamit sa microwave UV lamps.
Talaan 1. Pagdaginot sa gasto nga labaw sa 100 kw/oras pinaagi sa paggamit sa 10-lamp microwave UV system kumpara sa induction heating system
Sama sa nakita sa Talaan 1, ang tiggama sa tubo nakaamgo sa mga tinipigan nga labaw pa sa 100 kw kada oras human sa pagpatuman sa UV coating nga teknolohiya, samtang gipakunhod usab ang gasto sa enerhiya sa labaw sa $71,000 kada tuig.
Figure 3. Ilustrasyon sa tinuig nga pagdaginot sa gasto sa kuryente
Ang pagdaginot sa gasto alang niining pagkunhod sa konsumo sa enerhiya gibanabana base sa gibanabana nga gasto sa kuryente sa 14.33 cents/kWh. Ang 100 kw/oras nga pagkunhod sa konsumo sa enerhiya, gikalkulo sa duha ka pagbalhin sulod sa 50 ka semana kada tuig (lima ka adlaw kada semana, 20 ka oras kada pagbalhin), moresulta sa usa ka savings nga $71,650 sama sa gihulagway sa Figure 3.
Pagkunhod sa Gasto sa Trabaho – Mga Operator ug Pagmentinar
Samtang ang mga entidad sa paggama nagpadayon sa pagtimbang-timbang sa ilang mga gasto sa pagtrabaho, ang proseso sa UV nagtanyag talagsaon nga pagtipig nga may kalabotan sa mga oras sa operator ug pagmentinar. Uban sa waterbased coatings, ang basa nga coating mahimong mapalig-on sa ubos sa mga kagamitan sa pagdumala sa materyal, nga sa katapusan kinahanglan nga tangtangon.
Ang mga operator sa manufacturing facility mikonsumo ug total nga 28 ka oras kada semana sa pagtangtang/paglimpyo sa waterbased coating gikan sa downstream material handling equipment niini.
Dugang pa sa pagdaginot sa gasto (gibanabana nga 28 ka oras sa pagtrabaho x $36 [gibug-at nga gasto] kada oras = $1,008.00 kada semana o $50,400 kada tuig), ang pisikal nga mga kinahanglanon sa pagtrabaho alang sa mga operator mahimong makapahigawad, makahurot sa panahon ug delikado kaayo.
Gipunting sa kostumer ang paglimpyo sa coating alang sa matag quarter, nga adunay gasto sa pagtrabaho nga $1,900 matag quarter, dugang nga gasto sa pagtangtang sa coating nga nahiagum, sa kinatibuk-an nga $2,500. Ang kinatibuk-ang savings kada tuig katumbas sa $10,000.
Pagdaginot sa Coating – Waterbased batok sa UV
Ang produksyon sa tubo sa customer site maoy 12,000 ka tonelada kada bulan sa 9.625-pulgada nga diyametro nga tubo. Sa usa ka summary nga basehan, kini katumbas sa gibana-bana nga 570,000 linear feet / ~ 12,700 ka piraso. Ang proseso sa aplikasyon alang sa bag-ong teknolohiya sa UV coating naglakip sa high-volume/low-pressure spray gun nga adunay kasagarang gibag-on nga target nga 1.5 mils. Ang pag-ayo nahimo pinaagi sa paggamit sa Heraeus UV microwave lamps. Ang mga pagtipig sa mga gasto sa coatings ug mga gasto sa transportasyon/internal nga pagdumala gi-summarize sa Tables 2 ug 3.
Talaan 2. Pagkomparar sa gasto sa coating - UV kumpara sa waterbased coatings kada linear foot
Talaan 3. Dugang nga savings gikan sa ubos nga umaabot nga gasto sa transportasyon ug pagkunhod sa materyal nga pagdumala sa site
Dugang pa, ang dugang nga materyal ug pagdaginot sa gasto sa pamuo ug mga kahusayan sa produksiyon mahimong matuman.
Ang mga UV coatings ma-reclaim (dili waterbased coating), nga magtugot sa labing menos 96% nga kahusayan.
Ang mga operator mogugol ug gamay nga oras sa paglimpyo ug pagmentinar sa mga kagamitan sa aplikasyon tungod kay ang UV coating dili mamala gawas kon maladlad sa high-intensity UV energy.
Ang mga katulin sa produksiyon mas paspas, ug ang kustomer adunay potensyal nga madugangan ang katulin sa produksiyon gikan sa 100 ka tiil matag minuto hangtod sa 150 ka tiil matag minuto - usa ka pagtaas sa 50%.
Ang kagamitan sa proseso sa UV kasagaran adunay usa ka built-in nga flushing cycle, nga gisubay ug gieskedyul sa mga oras sa produksiyon. Mahimo kini nga ipasibo sumala sa mga panginahanglanon sa kostumer, nga moresulta sa gamay nga tawo nga gikinahanglan alang sa paglimpyo sa sistema.
Niini nga pananglitan, ang kustomer nakaamgo sa usa ka gasto sa pagtipig nga $1,277,400 kada tuig.
pagkunhod sa VOC
Ang pagpatuman sa UV coating nga teknolohiya nagpamenos usab sa mga VOC, sama sa makita sa Figure 4.
Figure 4. Ang pagkunhod sa VOC isip resulta sa pagpatuman sa UV coating
Panapos
Ang teknolohiya sa UV coatings nagtugot sa tiggama sa tubo nga halos mawagtang ang mga VOC sa ilang mga operasyon sa coating, samtang naghatud usab sa usa ka malungtarong proseso sa paggama nga nagpauswag sa pagka-produktibo ug kinatibuk-ang pasundayag sa produkto. Ang mga sistema sa UV coating usab nagmaneho sa hinungdanon nga pagtipig sa gasto. Sumala sa gilatid niini nga artikulo, ang kinatibuk-ang tinipigan sa kustomer milapas sa $1,200,000 kada tuig, ug giwagtang ang kapin sa 154,000 ka libra nga VOC emissions.
Para sa dugang nga impormasyon ug para maka-access sa ROI calculators, bisitaha ang www.alliedphotochemical.com/roi-calculators/. Para sa dugang nga pagpaayo sa proseso ug usa ka pananglitan sa ROI calculator, bisitaha ang www.uvebtechnology.com.
SIDEBAR
Pagpadayon sa Proseso sa UV Coating / Kaayohan sa Kalikopan:
Walay Volatile Organic Compounds (VOCs)
Walay Hazardous Air Pollutants (HAPs)
Dili Masunog
Walay solvents, tubig o fillers
Walay mga isyu sa humidity o temperatura sa produksyon
Kinatibuk-ang Pag-uswag sa Proseso nga Gitanyag sa UV Coatings:
Ang paspas nga katulin sa produksiyon nga pataas sa 800 hangtod 900 ka tiil matag minuto, depende sa gidak-on sa produkto
Gamay nga pisikal nga tunob nga ubos sa 35 ka tiil (linear nga gitas-on)
Minimal nga work-in-process
Instant dry nga walay mga kinahanglanon sa post-cure
Wala’y mga isyu sa basa nga sapaw sa ubos
Walay pag-adjust sa coating alang sa mga isyu sa temperatura o humidity
Wala’y espesyal nga pagdumala/pagtipig sa panahon sa pagbag-o sa pagbalhin, pagpadayon o pagsira sa katapusan sa semana
Ang pagkunhod sa gasto sa manpower nga may kalabutan sa mga operator ug pagmentinar
Abilidad sa pag-reclaim sa overspray, refilter ug reintroduce ngadto sa coating system
Gipauswag nga Pagganap sa Produkto nga adunay UV Coatings:
Gipauswag nga mga resulta sa pagsulay sa humidity
Nindot nga mga resulta sa pagsulay sa gabon sa asin
Abilidad sa pag-adjust sa mga kinaiya sa coating ug kolor
Tin-aw nga mga coat, metallic ug mga kolor anaa
Ubos kada linear foot coating nga gasto sama sa gipakita sa ROI calculator:
Oras sa pag-post: Dis-14-2023
