La production réussie et efficace d'un tube ou d'un tuyau est une question d'optimisation de 10 000 pièces, maintenance des équipements comprise.Avec de nombreuses pièces mobiles dans chaque type de broyeur et chaque pièce d'équipement périphérique, suivre le programme de maintenance préventive recommandé par le fabricant constitue un défi.Photo : T&H Citron Inc.
Note de l'éditeur.Il s'agit de la première partie d'une série en deux parties sur l'optimisation des performances des tubes.Lisez la deuxième partie.
La fabrication de produits tubulaires est une tâche difficile, même dans les circonstances les plus favorables.Les usines sont complexes, nécessitent un entretien régulier et, selon ce qu’elles produisent, la concurrence est féroce.De nombreux fabricants de tuyaux métalliques sont soumis à une pression intense pour maximiser la disponibilité afin de maximiser leurs revenus tout en laissant peu de temps précieux pour la maintenance planifiée.
Les conditions dans l’industrie aujourd’hui ne sont pas les meilleures.Les coûts des matériaux sont ridiculement élevés et les livraisons partielles ne sont pas rares.Aujourd'hui plus que jamais, les fabricants de canalisations doivent maximiser la disponibilité et réduire les rebuts, et obtenir des livraisons partielles signifie des délais de production plus courts.Des tirages plus courts signifient des changements de production plus fréquents, ce qui ne constitue pas une utilisation efficace du temps ou de la main-d'œuvre.
« Le temps presse de nos jours », déclare Mark Prasek, directeur des ventes de tubes et de tubes pour l'Amérique du Nord chez EFD Induction.
Les conversations avec des experts du secteur sur les conseils et les stratégies permettant de tirer le meilleur parti de votre entreprise révèlent certains thèmes récurrents :
Faire fonctionner une usine avec une efficacité maximale signifie optimiser des dizaines de facteurs, dont la plupart interagissent les uns avec les autres, de sorte qu'optimiser les performances de l'usine n'est pas toujours facile.Une citation célèbre de Bud Graham, ancien chroniqueur du Tube & Pipe Journal, donne un aperçu : « Une tuberie est un support à outils. »Savoir ce que fait chaque outil, comment il fonctionne et comment chaque outil interagit avec les autres représente environ un tiers du chemin vers le succès.S’assurer que tout est soutenu et aligné représente un autre tiers.Le dernier tiers est dédié aux programmes de formation des opérateurs, aux stratégies de dépannage et aux procédures opérationnelles spécifiques propres à chaque tuyau ou fabricant de tuyaux.
La considération numéro un pour un fonctionnement efficace d’une usine n’a rien à voir avec l’usine.Cette matière première, pour tirer le meilleur parti du laminoir, signifie tirer le meilleur parti de chaque bobine introduite dans le laminoir.Cela commence par la décision d’achat.
longueur de la bobine.« Les usines de tubes prospèrent lorsque les bobines sont aussi longues que possible », explique Nelson Abbey, directeur des produits Abbey chez Fives Bronx Inc. Travailler avec des rouleaux plus courts signifie manipuler plus d'extrémités de rouleaux.Chaque extrémité du rouleau nécessite une soudure bout à bout, et chaque soudure bout à bout crée une chute.
La difficulté ici est que les bobines les plus longues peuvent se vendre plus cher, tandis que les bobines plus courtes peuvent être disponibles à un meilleur prix.Un acheteur souhaite peut-être économiser de l'argent, mais ce n'est pas le point de vue des personnes travaillant dans la production.Presque tous ceux qui dirigent une usine seront d’accord sur le fait que la différence de prix doit être importante pour compenser la perte de production associée à la fermeture supplémentaire de l’usine.
Selon Abby, un autre facteur à prendre en compte est la capacité du dérouleur et toute autre restriction à l'entrée de l'usine.Il peut être nécessaire d'investir dans un équipement d'entrée plus puissant pour traiter des rouleaux plus gros et plus lourds afin de tirer parti de l'achat de rouleaux plus gros.
La découpe est également un facteur, que la découpe soit effectuée en interne ou en sous-traitance.Les rebobineuses-refendeuses ont un poids et un diamètre maximum qu'elles peuvent gérer. Une adéquation optimale entre le rouleau et la rebobineuse-refendeuse est donc essentielle pour maximiser la productivité.
Il s'agit donc de l'interaction de quatre facteurs : la taille et le poids du rouleau, la largeur requise de la découpeuse, la productivité de la découpeuse et la puissance de l'équipement d'entrée.
Largeur et état du rouleau.Il va sans dire qu'en magasin, les rouleaux doivent avoir la bonne largeur et la bonne taille pour fabriquer le produit, mais des erreurs peuvent se produire.Les opérateurs de laminoirs peuvent souvent compenser de légères sous-largeurs ou surlargeurs de bande, mais ce n'est qu'une question de degré.Il est essentiel de porter une attention particulière à la largeur du complexe de fentes.
L’état des bords de la bande d’acier est également le problème le plus important.Selon Michael Strand, président de T&H Lemont, une performance constante des bords, sans bavures ni autres incohérences, est essentielle pour maintenir une soudure constante sur toute la longueur de la bande.L'enroulement initial, le déroulement longitudinal et le rembobinage fonctionnent également.Les bobines qui ne sont pas manipulées avec soin peuvent produire des arcs électriques, ce qui pose problème.Le processus de formage, développé par les ingénieurs des filières de laminage, commence avec une bande plate et non incurvée.
considérations instrumentales.« Une bonne conception de moule maximise la productivité », déclare Stan Green, directeur général de SST Forming Roll Inc., soulignant qu'il n'existe pas de stratégie unique de formage de tubes, et donc pas de stratégie unique de conception de moule.Les fournisseurs d'outils à rouleaux varient et les méthodes de traitement des tuyaux varient, de sorte que leurs produits varient également.Le rendement est également différent.
"Le rayon de la surface du rouleau change constamment, de sorte que la vitesse de rotation de l'outil change sur toute la surface de l'outil", a-t-il déclaré.Bien entendu, le tube traverse le broyeur à une seule vitesse.La conception peut donc affecter le rendement.Il a ajouté qu'une mauvaise conception gaspille du matériau lorsque l'outil est neuf et ne fait qu'empirer à mesure que l'outil s'use.
Pour les entreprises qui ne proposent pas de formation ni de maintenance, l'élaboration d'une stratégie visant à optimiser les performances de l'usine commence par les bases.
« Quel que soit le type d'usine et ce qu'elle produit, toutes les usines ont deux choses en commun : les opérateurs et les procédures de travail », a déclaré Abbey.L'exploitation de l'installation avec la plus grande cohérence possible dépend d'une formation standardisée et du respect des procédures écrites, a-t-il déclaré.L'incohérence dans la formation entraîne des différences dans la configuration et le dépannage.
Pour tirer le meilleur parti de l'usine, chaque opérateur doit utiliser des procédures de configuration et de dépannage cohérentes, d'opérateur à opérateur et d'équipe à équipe.Toute différence procédurale implique généralement des malentendus, de mauvaises habitudes, des simplifications et des solutions de contournement.Cela entraîne toujours des difficultés dans la gestion efficace de l'entreprise.Ces problèmes peuvent être d’origine interne ou survenir lorsqu’un opérateur qualifié est embauché chez un concurrent, mais la source n’est pas pertinente.La cohérence est essentielle, y compris les opérateurs qui apportent de l'expérience.
« Il faut des années pour développer un opérateur de tuberie, et on ne peut vraiment pas compter sur un programme générique et unique », a déclaré Strand."Chaque entreprise a besoin d'un programme de formation adapté à sa propre usine et à ses opérations."
« Les trois clés d'un fonctionnement efficace sont la maintenance de la machine, la maintenance des consommables et l'étalonnage », a déclaré Dan Ventura, président de Ventura & Associates.« Cette machine comporte de nombreuses pièces mobiles – qu'il s'agisse du moulin lui-même ou des périphériques à l'entrée ou à la sortie, de la table de danse ou autre – un entretien régulier est important pour la maintenir en parfait état.
Strand était d’accord.« Tout commence par un programme de maintenance préventive », dit-il.«Cela donne les meilleures chances d'une exploitation rentable de l'usine.Si un fabricant de canalisations ne répond qu’aux urgences, sa situation devient incontrôlable.Cela dépend de la prochaine crise.
"Chaque pièce d'équipement de l'usine doit être ajustée", a déclaré Ventura."Sinon, les usines s'entretueront."
« Dans de nombreux cas, lorsque les rouleaux dépassent leur durée de vie utile, ils durcissent et finissent par se briser », a expliqué Ventura.
« Si les andains ne sont pas maintenus en bon état et entretenus régulièrement, le jour viendra où ils auront besoin d'un entretien d'urgence », a déclaré Ventura.Si les outils étaient négligés, dit-il, il faudrait enlever deux à trois fois plus de matériaux pour les réparer que autrement.Cela prend également plus de temps et coûte plus cher.
Strand a noté qu'investir dans des outils de sauvegarde peut aider à prévenir les urgences.Si un outil est fréquemment utilisé pour de longues séries, davantage de pièces de rechange seront nécessaires que pour un outil rarement utilisé pour de courtes séries.Les capacités de l'outil affectent également le niveau d'attente.Les nervures peuvent se détacher de l'outil nervuré et les rouleaux de soudage cèdent à la chaleur de la chambre de soudage, problèmes qui ne gênent pas le formage et le calibrage des rouleaux.
« Un entretien régulier est bon pour l'équipement, et un bon alignement est bon pour le produit qu'il fabrique », a-t-il déclaré.S’ils sont ignorés, les ouvriers des usines passeront de plus en plus de temps à essayer de rattraper leur retard.Temps qui pourrait être consacré à la création d'un produit de haute qualité recherché sur le marché.Ces deux facteurs sont si importants, mais souvent négligés ou négligés, que Ventura estime qu'ils offrent la meilleure opportunité de tirer le meilleur parti d'une usine, de maximiser la productivité et de minimiser les déchets.
Ventura assimile l'entretien des usines et des consommables à l'entretien des véhicules.Personne ne va conduire une voiture sur des dizaines de milliers de kilomètres entre deux vidanges d’huile et crever un pneu.Cela entraînera des réparations coûteuses ou des accidents, même pour les installations mal entretenues.
Des contrôles périodiques des outils après chaque lancement sont également nécessaires, a-t-il précisé.Les outils d’inspection peuvent révéler des problèmes tels que des microfissures.L'identification de ces dommages immédiatement après le retrait de l'outil de la machine, plutôt qu'avant son installation pour le prochain passage, laisse plus de temps pour fabriquer un outil de remplacement.
"Certaines entreprises ont fonctionné normalement pendant les arrêts programmés", a déclaré Greene.Il savait qu'il serait difficile de respecter les temps d'arrêt programmés pendant de telles périodes, mais il a souligné que c'était très dangereux.Les entreprises de transport maritime et de camionnage sont soit surchargées, soit en sous-effectif, ou les deux, de sorte que les livraisons ne sont pas effectuées à temps de nos jours.
« Si quelque chose tombe en panne à l'usine et que vous devez commander un remplacement, qu'allez-vous faire pour le faire livrer ? »- Il a demandé.Bien entendu, la livraison par avion est toujours possible, mais cela peut augmenter le coût de la livraison.
La maintenance des laminoirs et des cylindres ne consiste pas seulement à suivre le plan de maintenance, mais également à aligner le plan de maintenance sur le plan de production.
Une expérience étendue et approfondie est importante dans les trois domaines : opérations, dépannage et maintenance.Warren Whitman, vice-président de l'unité commerciale Die and Die de T&H Lemont, affirme que les entreprises ne disposant que d'une ou deux usines de tubes pour leur propre usage ont généralement peu de personnel pour entretenir l'usine et la filière.Même si le personnel de maintenance est compétent, les petits services ont peu de marge d'expérience par rapport aux grands services de maintenance, ce qui désavantage les petits employés.Si l'entreprise ne dispose pas d'un service d'ingénierie, le service après-vente doit dépanner et réparer lui-même.
Selon Strand, la formation des employés d’exploitation et de maintenance est désormais plus importante que jamais.La vague de départs à la retraite associée au vieillissement des baby-boomers signifie qu’une grande partie des connaissances tribales qui aidaient autrefois les entreprises à traverser leurs hauts et leurs bas est en train de diminuer.Même si de nombreux fabricants de canalisations peuvent encore compter sur les conseils et l'orientation des fournisseurs d'équipements, même cette expérience n'est plus aussi riche qu'avant et diminue.
Le processus de soudage est aussi important que tout autre processus ayant lieu dans la fabrication d'un tuyau ou d'un tuyau, et le rôle de la machine à souder ne peut être sous-estimé.
Soudage par induction."Aujourd'hui, environ les deux tiers de nos commandes concernent des rénovations", a déclaré Prasek.« Ils remplacent généralement les vieux soudeurs problématiques.À l’heure actuelle, le débit est le principal moteur.
Selon lui, beaucoup de gens ont pris du retard sur huit balles parce que le brut est sorti tardivement.« Habituellement, lorsque le matériel arrive enfin, le soudeur s'en va », a-t-il déclaré.Un nombre surprenant de fabricants de tubes et de canalisations utilisent même des machines basées sur la technologie des tubes à vide, ce qui signifie qu'ils utilisent des machines qui ont au moins 30 ans.Les connaissances en matière de maintenance de telles machines ne sont pas grandes et il est difficile de trouver soi-même des tubes de remplacement.
Le problème pour les tubes et les fabricants de tubes qui les utilisent encore est leur vieillissement.Ils n’échouent pas de façon catastrophique, mais se dégradent lentement.Une solution consiste à utiliser moins de chaleur de soudage et à réduire la vitesse du laminoir pour compenser, ce qui peut facilement éviter le coût en capital lié à l'investissement dans de nouveaux équipements.Cela crée l’illusion que tout est en ordre.
Selon Prasek, investir dans une nouvelle source d'énergie pour le soudage par induction peut réduire considérablement la consommation électrique de l'installation.Certains États, en particulier ceux à forte population et aux réseaux encombrés, offrent des remises généreuses après l’achat d’équipements économes en énergie.Il a ajouté que la deuxième motivation pour investir dans de nouveaux produits est le potentiel des nouvelles capacités de fabrication.
"Souvent, une nouvelle soudeuse est beaucoup plus efficace qu'une ancienne et peut économiser des milliers de dollars en fournissant plus de puissance de soudage sans mise à niveau de puissance", a déclaré Prasek.
L'alignement de l'inductance et de la résistance est également critique.John Holderman, directeur général d'EHE Consumables, affirme qu'une bobine téléphonique correctement dimensionnée et installée a une position optimale par rapport à la roue de soudage et nécessite un espace libre approprié et constant autour du tuyau.Si elle est mal réglée, la bobine tombera en panne prématurément.
La fonction du bloqueur est simple : il bloque le flux d'électricité et le dirige vers le bord de la bande. Et comme pour tout le reste dans un laminoir, le positionnement est critique, dit-il.L'emplacement correct correspond au sommet de la soudure, mais ce n'est pas la seule considération.L'installation est essentielle.Si elle est fixée à un mandrin qui n'est pas assez solide, la position de la borne peut changer et elle tirera le diamètre intérieur le long du bas du tuyau.
Tirant parti des tendances en matière de consommables de soudage, les concepts de bobines divisées peuvent avoir un impact significatif sur la disponibilité des installations.
"Les broyeurs de grand diamètre utilisent depuis longtemps des conceptions en serpentin fendu", a déclaré Holderman."Le remplacement de la bobine d'induction intégrée nécessite de couper le tuyau, de remplacer la bobine et de la recouper sur une fraiseuse", a-t-il déclaré.La conception de la bobine divisée en deux parties permet d'économiser tout ce temps et ces efforts.
"Ils étaient utilisés par nécessité dans les grands laminoirs, mais appliquer ce principe à de petites bobines nécessitait une ingénierie sophistiquée", a-t-il déclaré.Les fabricants n’ont tout simplement rien avec quoi travailler."Le petit moulinet en deux parties est doté d'un matériel spécial et d'un support astucieux", a-t-il déclaré.
Concernant le processus de refroidissement par impédance, les fabricants de canalisations et de canalisations disposent de deux options principales : un système de refroidissement central pour l'usine ou un système d'alimentation en eau dédié séparé, ce qui peut être coûteux.
"Il est préférable de refroidir la résistance avec un liquide de refroidissement propre", a déclaré Holderman.À cette fin, un petit investissement dans un système spécial de filtration par impédance du liquide de refroidissement du laminoir peut augmenter considérablement la durée de vie de l’impédance.
Le liquide de refroidissement est couramment utilisé sur les obstacles, mais le liquide de refroidissement peut ramasser du métal fin.Malgré toutes les tentatives pour piéger les petites particules dans le filtre central ou utiliser le système magnétique central pour les piéger, certaines d'entre elles ont réussi à passer et se sont introduites dans le bloqueur.Ce n’est pas l’endroit pour la poudre métallique.
"Ils chauffent dans le champ d'induction et brûlent à travers le corps de la résistance et la ferrite, provoquant une défaillance prématurée suivie d'un arrêt pour remplacer la résistance", a déclaré Haldeman."Ils s'accumulent également sur la bobine téléphonique et finissent par causer des dommages à l'arc."
Heure de publication : 15 janvier 2023