La producción exitosa y eficiente de un tubo o tubería es cuestión de optimizar 10.000 piezas, incluido el mantenimiento del equipo.Con muchas piezas móviles en cada tipo de molino y cada pieza de equipo periférico, seguir el programa de mantenimiento preventivo recomendado por el fabricante es un desafío.Foto de : T&H Lemont Inc.
Nota del editor.Esta es la primera parte de una serie de dos sobre cómo optimizar el rendimiento de las tuberías.Lee la segunda parte.
La fabricación de productos tubulares es una tarea desafiante incluso en las circunstancias más favorables.Las fábricas son complejas, requieren un mantenimiento regular y, dependiendo de lo que producen, la competencia es feroz.Muchos fabricantes de tuberías metálicas se encuentran bajo una intensa presión para maximizar el tiempo de actividad con el fin de maximizar los ingresos y dejar poco tiempo valioso para el mantenimiento programado.
Las condiciones en la industria hoy no son las mejores.Los costes de material son ridículamente altos y las entregas parciales no son infrecuentes.Ahora más que nunca, los fabricantes de tuberías necesitan maximizar el tiempo de actividad y reducir los desechos, y obtener entregas parciales significa tiempos de producción más cortos.Tiradas más cortas significan cambios más frecuentes, lo que no supone un uso eficiente del tiempo ni de la mano de obra.
“El tiempo es esencial hoy en día”, afirma Mark Prasek, director de ventas de tubos y tuberías de EFD Induction en América del Norte.
Las conversaciones con expertos de la industria sobre consejos y estrategias para aprovechar al máximo su empresa revelan algunos temas recurrentes:
Hacer funcionar una planta con la máxima eficiencia significa optimizar docenas de factores, la mayoría de los cuales interactúan entre sí, por lo que optimizar el rendimiento de la planta no siempre es fácil.Una cita famosa del ex columnista de The Tube & Pipe Journal, Bud Graham, da una idea: "Un molino de tubos es un estante para herramientas".Saber qué hace cada herramienta, cómo funciona y cómo interactúa cada herramienta con otras es aproximadamente un tercio del camino hacia el éxito.Asegurarse de que todo esté respaldado y alineado es otro tercio.El último tercio está dedicado a programas de capacitación de operadores, estrategias de resolución de problemas y procedimientos operativos específicos únicos para cada tubería o fabricante de tuberías.
La consideración número uno para el funcionamiento eficiente de una planta no tiene nada que ver con la planta.Esta materia prima, sacar el máximo partido al laminador, supone sacar el máximo partido a cada bobina alimentada al laminador.Comienza con la decisión de compra.
longitud de la bobina.“Las fábricas de tubos prosperan cuando las bobinas son lo más largas posible”, dice Nelson Abbey, director de Abbey Products en Fives Bronx Inc. Trabajar con rollos más cortos significa manejar más extremos de rollo.Cada extremo del rollo requiere una soldadura a tope, y cada soldadura a tope crea un desperdicio.
La dificultad aquí es que las bobinas más largas pueden venderse por más, mientras que las bobinas más cortas pueden estar disponibles a un mejor precio.Un agente de compras podría querer ahorrar algo de dinero, pero ese no es el punto de vista de la gente de producción.Casi todos los que dirigen una planta estarán de acuerdo en que la diferencia de precio debe ser grande para compensar la pérdida de producción asociada con el cierre adicional de la planta.
Otra consideración, dice Abby, es la capacidad del desbobinador y cualquier otra restricción en la entrada de la fábrica.Puede que sea necesario invertir en equipos de entrada más potentes para manejar rollos más grandes y pesados y aprovechar la compra de rollos más grandes.
El corte también es un factor, ya sea que se realice internamente o se subcontrate.Las cortadoras rebobinadoras tienen un peso y un diámetro máximos que pueden soportar, por lo que una combinación óptima entre el rollo y la cortadora rebobinadora es fundamental para maximizar la productividad.
Por lo tanto, es la interacción de cuatro factores: el tamaño y el peso del rollo, el ancho requerido de la cortadora, la productividad de la cortadora y la potencia del equipo de entrada.
Ancho y condición del rollo.No hace falta decir en el taller que los rollos deben tener el ancho y el tamaño correctos para producir el producto, pero ocurren errores.Los operadores de laminadores a menudo pueden compensar ligeros excesos o excesos de ancho de banda, pero esto es sólo una cuestión de grado.Es fundamental prestar mucha atención al ancho del complejo de hendiduras.
El estado de los bordes de la banda de acero es también la cuestión más importante.Según Michael Strand, presidente de T&H Lemont, el rendimiento constante de los bordes sin rebabas ni otras inconsistencias es fundamental para mantener una soldadura consistente a lo largo de la tira.También funcionan el bobinado inicial, el desenrollado longitudinal y el rebobinado.Las bobinas que no se manipulan con cuidado pueden generar arcos, lo cual es un problema.El proceso de conformado, desarrollado por ingenieros de matrices laminadas, comienza con una tira plana, no curva.
consideraciones instrumentales."Un buen diseño de molde maximiza la productividad", dice Stan Green, gerente general de SST Forming Roll Inc., señalando que no existe una estrategia única de formación de tubos y, por lo tanto, no existe una estrategia única de diseño de moldes.Los proveedores de herramientas de rodillos varían y los métodos de procesamiento de tuberías varían, por lo que sus productos también varían.El rendimiento también es diferente.
"El radio de la superficie del rodillo cambia constantemente, por lo que la velocidad de rotación de la herramienta cambia en toda la superficie de la herramienta", dijo.Por supuesto, el tubo pasa a través del molino a una sola velocidad.Por tanto, el diseño puede afectar el rendimiento.Añadió que un diseño deficiente desperdicia material cuando la herramienta es nueva y sólo empeora a medida que la herramienta se desgasta.
Para aquellas empresas que no brindan capacitación ni mantenimiento, el desarrollo de una estrategia para optimizar el rendimiento de la planta comienza con lo básico.
"Independientemente del tipo de planta y de lo que produzca, todas las plantas tienen dos cosas en común: operadores y procedimientos de trabajo", dijo Abbey.El funcionamiento de las instalaciones con la mayor coherencia posible depende de una formación estandarizada y del cumplimiento de los procedimientos escritos, afirmó.La inconsistencia en la capacitación genera diferencias en la configuración y la resolución de problemas.
Para aprovechar al máximo la planta, cada operador debe utilizar procedimientos consistentes de configuración y solución de problemas, de operador a operador y de turno a turno.Cualquier diferencia de procedimiento suele implicar malentendidos, malos hábitos, simplificaciones y soluciones alternativas.Esto siempre conduce a dificultades en la gestión eficaz de la empresa.Estos problemas pueden ser de origen interno o ocurrir cuando se contrata a un operador capacitado de un competidor, pero la fuente es irrelevante.La coherencia es clave, incluyendo operadores que aporten experiencia.
"Se necesitan años para desarrollar un operador de fábrica de tubos, y realmente no se puede confiar en un programa genérico y único para todos", dijo Strand."Cada empresa necesita un programa de capacitación adaptado a su propia planta y operaciones".
"Las tres claves para una operación eficiente son el mantenimiento de la máquina, el mantenimiento de los consumibles y la calibración", dijo Dan Ventura, presidente de Ventura & Associates."Esta máquina tiene muchas piezas móviles, ya sea el propio molino o los periféricos en la entrada o salida, la mesa de baile o lo que sea; el mantenimiento regular es importante para mantenerla en óptimas condiciones".
Strand estuvo de acuerdo."Todo comienza con un programa de mantenimiento preventivo", afirma.“Esto ofrece las mejores posibilidades para un funcionamiento rentable de la planta.Si un fabricante de tuberías sólo responde a emergencias, está fuera de control.Depende de la próxima crisis”.
“Es necesario ajustar cada pieza del equipo de la planta”, dijo Ventura."De lo contrario, las fábricas se matarán entre sí".
“En muchos casos, cuando los rollos exceden su vida útil, se endurecen y eventualmente se rompen”, dijo Ventura.
“Si las hileras no se mantienen en buenas condiciones con un mantenimiento regular, llegará el día en que necesitarán un mantenimiento de emergencia”, dijo Ventura.Si se descuidaran las herramientas, afirma, habría que retirar de dos a tres veces más material para repararlas que de otro modo.También lleva más tiempo y cuesta más.
Strand señaló que invertir en herramientas de respaldo puede ayudar a prevenir emergencias.Si una herramienta se utiliza frecuentemente para tiradas largas, se necesitarán más piezas de repuesto que para una herramienta que rara vez se utiliza para tiradas cortas.Las capacidades de la herramienta también afectan el nivel de expectativas.Las nervaduras pueden desprenderse de la herramienta nervada y los rodillos de soldadura ceden al calor de la cámara de soldadura, problemas que no molestan en formar y calibrar los rodillos.
"El mantenimiento regular es bueno para el equipo y la alineación adecuada es buena para el producto que fabrica", afirmó.Si se les ignora, los trabajadores de las fábricas dedicarán cada vez más tiempo a intentar ponerse al día.Tiempo que se podría dedicar a crear un producto de alta calidad que tenga demanda en el mercado.Estos dos factores son tan importantes, pero a menudo se pasan por alto o se pasan por alto, que Ventura cree que brindan la mejor oportunidad para aprovechar al máximo una planta, maximizar la productividad y minimizar el desperdicio.
Ventura equipara el mantenimiento de molinos y consumibles con el mantenimiento de vehículos.Nadie va a conducir un automóvil decenas de miles de millas entre cambios de aceite y pinchazos de neumáticos.Esto provocará costosas reparaciones o accidentes, incluso en instalaciones mal mantenidas.
También son necesarias comprobaciones periódicas de las herramientas después de cada lanzamiento, afirmó.Las herramientas de inspección pueden revelar problemas como microfisuras.Identificar dichos daños inmediatamente después de retirar la herramienta de la máquina, en lugar de antes de instalarla para la siguiente pasada, permite más tiempo para fabricar una herramienta de reemplazo.
"Algunas empresas han estado operando normalmente durante los cierres programados", dijo Greene.Sabía que sería difícil cumplir con el tiempo de inactividad programado durante esos momentos, pero señaló que era muy peligroso.Las empresas de transporte y transporte están sobrecargadas o carecen de personal, o ambas cosas, por lo que las entregas no se realizan a tiempo en estos días.
“Si algo se rompe en la fábrica y tienes que pedir un reemplazo, ¿qué vas a hacer para que te lo entreguen?”- preguntó.Por supuesto, la entrega aérea siempre es posible, pero esto puede aumentar el costo de envío.
El mantenimiento de molinos y rodillos no consiste sólo en seguir el plan de mantenimiento, sino también en alinear el plan de mantenimiento con el plan de producción.
La amplitud y profundidad de la experiencia es importante en las tres áreas: operaciones, resolución de problemas y mantenimiento.Warren Whitman, vicepresidente de la unidad de negocios Die and Die de T&H Lemont, dice que las empresas con sólo una o dos fábricas de tubos para su propio uso generalmente tienen poca gente para mantener el molino y el molde.Incluso si el personal de mantenimiento tiene conocimientos, los departamentos pequeños tienen poco margen de experiencia en comparación con los departamentos de mantenimiento más grandes, lo que pone a los empleados más pequeños en desventaja.Si la empresa no cuenta con un departamento de ingeniería, el departamento de servicio debe solucionar los problemas y repararlos por su cuenta.
Según Strand, la formación de los empleados de operaciones y mantenimiento es ahora más importante que nunca.La ola de jubilaciones asociadas con el envejecimiento de la generación del baby boom significa que gran parte del conocimiento tribal que alguna vez ayudó a las empresas a superar sus altibajos está disminuyendo.Si bien muchos fabricantes de tuberías todavía pueden confiar en el asesoramiento y la orientación de los proveedores de equipos, incluso esta experiencia no es tan buena como solía ser y está disminuyendo.
El proceso de soldadura es tan importante como cualquier otro proceso que tiene lugar en la fabricación de una tubería o tubería, y no se puede subestimar el papel de la máquina de soldar.
Soldadura por inducción."Hoy en día, alrededor de dos tercios de nuestros pedidos son para modernizaciones", dijo Prasek.“Suelen sustituir a soldadores viejos y problemáticos.En este momento, el rendimiento es el principal factor”.
Según él, mucha gente se quedó atrás de ocho bolas porque el raw salió tarde.“Por lo general, cuando finalmente llega el material, el soldador se va”, dijo.Un sorprendente número de fabricantes de tubos y tuberías incluso utilizan máquinas basadas en la tecnología de tubos de vacío, lo que significa que utilizan máquinas que tienen al menos 30 años.Los conocimientos sobre el mantenimiento de este tipo de máquinas no son grandes y es difícil encontrar tubos de repuesto.
El problema para los tubos y los fabricantes de tubos que todavía los utilizan es su envejecimiento.No fallan catastróficamente, sino que se degradan lentamente.Una solución es utilizar menos calor de soldadura y reducir la velocidad del laminador para compensar, lo que puede evitar fácilmente el costo de capital de invertir en nuevos equipos.Esto crea la ilusión de que todo está en orden.
Según Prasek, invertir en una nueva fuente de energía para la soldadura por inducción puede reducir significativamente el consumo de energía de la instalación.Algunos estados, especialmente aquellos con grandes poblaciones y redes congestionadas, ofrecen generosos descuentos después de comprar equipos energéticamente eficientes.Añadió que la segunda motivación para invertir en nuevos productos es el potencial de nuevas capacidades de fabricación.
"A menudo, un soldador nuevo es mucho más eficiente que uno antiguo y puede ahorrar miles de dólares al ofrecer más potencia de soldadura sin actualizaciones de energía", dijo Prasek.
La alineación del inductor y la resistencia también es crítica.John Holderman, gerente general de EHE Consumables, dice que una telebobina instalada y del tamaño adecuado tiene una posición óptima en relación con la rueda de soldadura y requiere un espacio adecuado y constante alrededor de la tubería.Si se configura incorrectamente, la bobina fallará prematuramente.
La función del bloqueador es simple: bloquea el flujo de electricidad, dirigiéndolo hacia el borde de la banda, y como todo lo demás en un laminador, el posicionamiento es crítico, afirma.La ubicación correcta es la parte superior de la soldadura, pero esta no es la única consideración.La instalación es crítica.Si está sujeto a un mandril que no es lo suficientemente fuerte, la posición del bolardo puede cambiar y, de hecho, tirará del diámetro interior a lo largo de la parte inferior de la tubería.
Aprovechando las tendencias en consumibles de soldadura, los conceptos de bobina dividida pueden tener un impacto significativo en el tiempo de actividad de la planta.
"Los molinos de gran diámetro han estado utilizando diseños de serpentina dividida durante mucho tiempo", dijo Holderman.“Reemplazar la bobina de inducción incorporada requiere cortar la tubería, reemplazar la bobina y volver a cortarla en una fresadora”, dijo.El diseño de bobina dividida de dos piezas ahorra todo ese tiempo y esfuerzo.
"Se utilizaron en grandes laminadores por necesidad, pero aplicar este principio a bobinas pequeñas requirió cierta ingeniería sofisticada", dijo.Los fabricantes simplemente no tienen nada con qué trabajar."El pequeño carrete de dos piezas tiene hardware especial y un soporte inteligente", dijo.
En cuanto al proceso de enfriamiento por impedancia, los fabricantes de tuberías y tuberías tienen dos opciones principales: un sistema de enfriamiento central para la planta o un sistema de suministro de agua dedicado e independiente, que puede resultar costoso.
"Es mejor enfriar la resistencia con refrigerante limpio", dijo Holderman.Con este fin, una pequeña inversión en un sistema especial de filtración de impedancia del refrigerante de un laminador puede aumentar significativamente la vida útil de la impedancia.
El refrigerante se usa comúnmente en los impeders, pero el refrigerante puede recoger metal fino.A pesar de todos los intentos de atrapar pequeñas partículas en el filtro central o utilizar el sistema magnético central para atraparlas, algunas de ellas lograron atravesar y entrar en el bloqueador.Este no es el lugar para el polvo metálico.
"Se calientan en el campo de inducción y queman el cuerpo de la resistencia y la ferrita, provocando fallas prematuras seguidas del apagado para reemplazar la resistencia", dijo Haldeman."También se acumulan en la bobina telefónica y eventualmente causan daños al arco".
Hora de publicación: 15 de enero de 2023