oleh Michael Kelly, Allied PhotoChemical, dan David Hagood, Solusi Teknologi Penyelesaian
Bayangkan kita bisa menghilangkan hampir semua VOC (Senyawa Organik Yang Mudah Menguap) dalam proses pembuatan pipa dan tabung, setara dengan 10.000 pon VOC per tahun. Bayangkan juga memproduksi dengan kecepatan lebih tinggi dengan hasil lebih banyak dan biaya lebih sedikit per bagian/kaki linier.
Proses manufaktur yang berkelanjutan adalah kunci untuk mendorong manufaktur menjadi lebih efisien dan optimal di pasar Amerika Utara. Keberlanjutan dapat diukur dengan berbagai cara:
Pengurangan VOC
Penggunaan energi lebih sedikit
Tenaga kerja yang dioptimalkan
Hasil produksi lebih cepat (lebih banyak dengan lebih sedikit)
Penggunaan modal lebih efisien
Ditambah lagi, banyak kombinasi di atas
Baru-baru ini, produsen tabung terkemuka menerapkan strategi baru untuk operasi pelapisannya. Platform pelapisan yang digunakan pabrikan sebelumnya adalah berbahan dasar air, yang mengandung VOC tinggi dan juga mudah terbakar. Platform pelapisan berkelanjutan yang diterapkan adalah teknologi pelapisan ultraviolet (UV) 100% padat. Artikel ini merangkum masalah awal pelanggan, proses pelapisan UV, peningkatan proses secara keseluruhan, penghematan biaya, dan pengurangan VOC.
Operasi Pelapisan dalam Pembuatan Tabung
Pabrikan menggunakan proses pelapisan berbahan dasar air sehingga meninggalkan kekacauan, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 1a dan 1b. Proses ini tidak hanya menghasilkan bahan pelapis yang terbuang, tetapi juga menimbulkan bahaya di lantai pabrik yang meningkatkan paparan VOC dan bahaya kebakaran. Selain itu, pelanggan menginginkan kinerja pelapisan yang lebih baik jika dibandingkan dengan pengoperasian pelapisan berbasis air saat ini.
Meskipun banyak pakar industri yang secara langsung membandingkan pelapis berbahan dasar air dengan pelapis UV, ini bukanlah perbandingan yang realistis dan dapat menyesatkan. Pelapisan UV sebenarnya adalah bagian dari proses pelapisan UV.
Gambar 1. Proses keterlibatan proyek
UV adalah sebuah Proses
UV adalah proses yang menawarkan keuntungan lingkungan yang signifikan, peningkatan proses secara keseluruhan, peningkatan kinerja produk dan, tentu saja, penghematan lapisan kaki secara linier. Agar berhasil menerapkan proyek pelapisan UV, UV harus dilihat sebagai sebuah proses dengan tiga komponen utama – 1) pelanggan, 2) integrator peralatan pengaplikasian dan pengawetan UV, dan 3) mitra teknologi pelapisan.
Ketiga hal ini sangat penting untuk keberhasilan perencanaan dan penerapan sistem pelapisan UV. Jadi, mari kita lihat proses keterlibatan proyek secara keseluruhan (Gambar 1). Dalam kebanyakan kasus, upaya ini dipimpin oleh mitra teknologi pelapisan UV.
Kunci keberhasilan setiap proyek adalah memiliki langkah-langkah keterlibatan yang jelas, dengan fleksibilitas bawaan dan kemampuan untuk beradaptasi dengan berbagai jenis pelanggan dan aplikasi mereka. Ketujuh tahap keterlibatan ini adalah dasar keberhasilan keterlibatan proyek dengan pelanggan: 1) diskusi proses secara keseluruhan; 2) diskusi ROI; 3) spesifikasi produk; 4) spesifikasi proses secara keseluruhan; 5) uji coba sampel; 6) RFQ / spesifikasi proyek secara keseluruhan; dan 7) komunikasi yang berkelanjutan.
Tahapan pengikatan ini bisa diikuti secara berurutan, ada yang bisa terjadi bersamaan atau bisa juga bergantian, namun semuanya harus diselesaikan. Fleksibilitas bawaan ini memberikan peluang keberhasilan tertinggi bagi para peserta. Dalam beberapa kasus, mungkin yang terbaik adalah melibatkan ahli proses UV sebagai sumber daya dengan pengalaman industri yang berharga dalam semua bentuk teknologi pelapisan, namun yang terpenting, pengalaman proses UV yang kuat. Pakar ini dapat mengatasi semua masalah dan bertindak sebagai sumber daya netral untuk mengevaluasi teknologi pelapisan dengan benar dan adil.
Tahap 1. Pembahasan Proses Keseluruhan
Di sinilah informasi awal dipertukarkan mengenai proses pelanggan saat ini, dengan definisi yang jelas tentang tata letak saat ini dan positif/negatif didefinisikan dengan jelas. Dalam banyak kasus, perjanjian kerahasiaan bersama (NDA) harus ada. Kemudian, tujuan perbaikan proses yang jelas harus diidentifikasi. Ini dapat mencakup:
Keberlanjutan – pengurangan VOC
Pengurangan dan optimalisasi tenaga kerja
Peningkatan kualitas
Peningkatan kecepatan jalur
Pengurangan ruang lantai
Tinjauan biaya energi
Pemeliharaan sistem pelapisan – suku cadang, dll.
Selanjutnya, metrik spesifik ditentukan berdasarkan perbaikan proses yang teridentifikasi.
Tahap 2. Diskusi Pengembalian Investasi (ROI).
Penting untuk memahami ROI proyek pada tahap awal. Meskipun tingkat detail tidak harus merupakan tingkat yang diperlukan untuk persetujuan proyek, pelanggan harus memiliki garis besar yang jelas mengenai biaya saat ini. Ini harus mencakup biaya per produk, per kaki linier, dll.; biaya energi; biaya kekayaan intelektual (IP); biaya kualitas; biaya operator/pemeliharaan; biaya keberlanjutan; dan biaya modal. (Untuk akses ke kalkulator ROI, lihat bagian akhir artikel ini.)
Tahap 3. Pembahasan Spesifikasi Produk
Seperti halnya setiap produk yang diproduksi saat ini, spesifikasi produk dasar ditentukan dalam diskusi proyek awal. Sehubungan dengan aplikasi pelapisan, spesifikasi produk ini telah berkembang seiring berjalannya waktu untuk memenuhi kebutuhan produksi dan biasanya tidak dapat dipenuhi dengan proses pelapisan pelanggan saat ini. Kami menyebutnya “hari ini vs. besok”. Ini adalah tindakan penyeimbang antara memahami spesifikasi produk saat ini (yang mungkin tidak dapat dipenuhi dengan cakupan saat ini) dan menentukan kebutuhan masa depan yang realistis (yang selalu merupakan tindakan penyeimbang).
Tahap 4. Spesifikasi Proses Keseluruhan
Gambar 2. Perbaikan proses yang tersedia ketika beralih dari proses pelapisan berbasis air ke proses pelapisan UV
Pelanggan harus sepenuhnya memahami dan mendefinisikan proses saat ini, serta dampak positif dan negatif dari praktik yang ada. Hal ini penting untuk dipahami oleh integrator sistem UV, sehingga hal-hal yang berjalan dengan baik dan yang tidak dapat dipertimbangkan dalam perancangan sistem UV yang baru. Di sinilah proses UV menawarkan keuntungan signifikan yang dapat mencakup peningkatan kecepatan pelapisan, pengurangan kebutuhan ruang lantai, serta pengurangan suhu dan kelembapan (lihat Gambar 2). Kunjungan bersama ke fasilitas manufaktur pelanggan sangat dianjurkan dan memberikan kerangka kerja yang baik untuk memahami kebutuhan dan persyaratan pelanggan.
Tahap 5. Demonstrasi dan Uji Coba
Fasilitas pemasok pelapis juga harus dikunjungi oleh pelanggan dan integrator sistem UV untuk memungkinkan setiap orang berpartisipasi dalam simulasi proses pelapisan UV pelanggan. Selama ini, banyak ide dan saran baru yang akan mengemuka seiring dengan berlangsungnya kegiatan sebagai berikut:
Simulasi, sampel dan pengujian
Tolok ukur dengan menguji produk pelapis kompetitif
Tinjau praktik terbaik
Tinjau prosedur sertifikasi mutu
Temui integrator UV
Kembangkan rencana tindakan terperinci ke depan
Tahap 6. RFQ / Spesifikasi Proyek Keseluruhan
Dokumen RFQ pelanggan harus mencakup semua informasi dan persyaratan yang relevan untuk pengoperasian pelapisan UV baru sebagaimana ditentukan dalam diskusi proses. Dokumen tersebut harus memasukkan praktik terbaik yang diidentifikasi oleh perusahaan teknologi pelapisan UV, yang dapat mencakup pemanasan pelapisan melalui sistem pemanas berjaket air ke ujung senjata; pemanasan dan agitasi; dan timbangan untuk mengukur konsumsi lapisan.
Tahap 7. Komunikasi Berkelanjutan
Sarana komunikasi antara pelanggan, integrator UV, dan perusahaan pelapis UV sangat penting dan harus didorong. Teknologi saat ini memudahkan untuk menjadwalkan dan berpartisipasi dalam panggilan Zoom/konferensi reguler. Seharusnya tidak ada kejutan ketika peralatan atau sistem UV dipasang.
Hasil yang Direalisasikan oleh Produsen Pipa
Hal penting yang perlu dipertimbangkan dalam proyek pelapisan UV adalah penghematan biaya secara keseluruhan. Dalam hal ini, pabrikan merealisasikan penghematan di beberapa bidang, termasuk biaya energi, biaya tenaga kerja, dan bahan habis pakai pelapis.
Biaya Energi – UV bertenaga gelombang mikro vs. Pemanasan Induksi
Dalam sistem pelapisan berbahan dasar air, terdapat kebutuhan untuk pemanasan tabung sebelum atau sesudah induksi. Pemanas induksi mahal, konsumen berenergi tinggi, dan dapat menimbulkan masalah perawatan yang signifikan. Selain itu, solusi berbasis air memerlukan penggunaan energi pemanas induksi sebesar 200 kw vs. 90 kw yang digunakan oleh lampu UV gelombang mikro.
Tabel 1. Penghematan biaya lebih dari 100 kw/jam dengan menggunakan sistem UV gelombang mikro 10 lampu vs. sistem pemanas induksi
Seperti terlihat pada Tabel 1, produsen pipa menyadari penghematan lebih dari 100 kw per jam setelah menerapkan teknologi pelapisan UV, sekaligus mengurangi biaya energi lebih dari $71.000 per tahun.
Gambar 3. Ilustrasi penghematan biaya listrik tahunan
Penghematan biaya untuk pengurangan konsumsi energi ini diperkirakan berdasarkan perkiraan biaya listrik sebesar 14,33 sen/kWh. Pengurangan konsumsi energi sebesar 100 kw/jam, dihitung dalam dua shift selama 50 minggu per tahun (lima hari per minggu, 20 jam per shift), menghasilkan penghematan sebesar $71.650 seperti yang diilustrasikan pada Gambar 3.
Pengurangan Biaya Tenaga Kerja – Operator dan Pemeliharaan
Ketika entitas manufaktur terus mengevaluasi biaya tenaga kerja mereka, proses UV menawarkan penghematan unik terkait jam kerja operator dan pemeliharaan. Dengan pelapis berbahan dasar air, lapisan basah dapat mengeras di bagian hilir peralatan penanganan material, yang pada akhirnya harus dihilangkan.
Operator fasilitas manufaktur menghabiskan waktu total 28 jam per minggu untuk menghilangkan/membersihkan lapisan berbahan dasar air dari peralatan penanganan material hilirnya.
Selain penghematan biaya (diperkirakan 28 jam kerja x $36 [biaya terbebani] per jam = $1,008.00 per minggu atau $50,400 per tahun), persyaratan tenaga kerja fisik bagi operator dapat membuat frustrasi, memakan waktu, dan sangat berbahaya.
Pelanggan menargetkan pembersihan lapisan untuk setiap kuartal, dengan biaya tenaga kerja sebesar $1.900 per kuartal, ditambah biaya penghilangan lapisan yang dikeluarkan, dengan total $2.500. Total penghematan per tahun setara dengan $10.000.
Penghematan Lapisan – Berbasis Air vs. UV
Produksi pipa di lokasi pelanggan sebanyak 12.000 ton per bulan untuk pipa berdiameter 9,625 inci. Singkatnya, ini setara dengan sekitar 570.000 kaki linier / ~ 12.700 buah. Proses penerapan teknologi pelapisan UV baru mencakup senjata semprot bervolume tinggi/tekanan rendah dengan ketebalan target tipikal 1,5 mil. Penyembuhan dilakukan melalui penggunaan lampu microwave UV Heraeus. Penghematan biaya pelapisan dan biaya transportasi/penanganan internal dirangkum dalam Tabel 2 dan 3.
Tabel 2. Perbandingan biaya pelapisan – pelapis UV vs. pelapis berbahan dasar air per kaki linier
Tabel 3. Penghematan tambahan karena lebih rendahnya biaya transportasi masuk dan berkurangnya penanganan material di lokasi
Selain itu, penghematan biaya bahan dan tenaga kerja tambahan serta efisiensi produksi dapat diwujudkan.
Pelapis UV dapat direklamasi (pelapis berbahan dasar air tidak), sehingga menghasilkan efisiensi setidaknya 96%.
Operator menghabiskan lebih sedikit waktu untuk membersihkan dan merawat peralatan aplikasi karena lapisan UV tidak mengering kecuali terkena energi UV intensitas tinggi.
Kecepatan produksi lebih cepat, dan pelanggan berpotensi meningkatkan kecepatan produksi dari 100 kaki per menit menjadi 150 kaki per menit – peningkatan sebesar 50%.
Peralatan proses UV biasanya memiliki siklus pembilasan internal, yang dilacak dan dijadwalkan berdasarkan jam produksi dijalankan. Hal ini dapat disesuaikan berdasarkan kebutuhan pelanggan, sehingga mengurangi kebutuhan tenaga kerja untuk pembersihan sistem.
Dalam contoh ini, pelanggan menyadari penghematan biaya sebesar $1.277.400 per tahun.
Pengurangan VOC
Penerapan teknologi pelapisan UV juga mengurangi VOC, seperti terlihat pada Gambar 4.
Gambar 4. Penurunan VOC akibat penerapan pelapisan UV
Kesimpulan
Teknologi pelapisan UV memungkinkan produsen pipa menghilangkan VOC dalam operasi pelapisannya, sekaligus memberikan proses manufaktur berkelanjutan yang meningkatkan produktivitas dan kinerja produk secara keseluruhan. Sistem pelapisan UV juga menghasilkan penghematan biaya yang signifikan. Sebagaimana diuraikan dalam artikel ini, total penghematan pelanggan melebihi $1.200.000 per tahun, ditambah menghilangkan lebih dari 154.000 pon emisi VOC.
Untuk informasi lebih lanjut dan mengakses kalkulator ROI, kunjungi www.alliedphotochemical.com/roi-calculators/. Untuk peningkatan proses tambahan dan contoh kalkulator ROI, kunjungi www.uvebtechnology.com.
BILAH SAMPING
Keberlanjutan Proses Pelapisan UV / Keunggulan Lingkungan:
Tidak Ada Senyawa Organik Yang Mudah Menguap (VOC)
Tidak Ada Polutan Udara Berbahaya (HAP)
Tidak Mudah Terbakar
Tidak ada pelarut, air atau pengisi
Tidak ada masalah produksi kelembaban atau suhu
Peningkatan Proses Keseluruhan yang Ditawarkan oleh Lapisan UV:
Kecepatan produksi yang cepat hingga 800 hingga 900 kaki per menit, bergantung pada ukuran produk
Jejak fisik kecil kurang dari 35 kaki (panjang linier)
Minimal barang dalam proses
Kering instan tanpa persyaratan pasca-perawatan
Tidak ada masalah lapisan basah di hilir
Tidak ada penyesuaian lapisan untuk masalah suhu atau kelembapan
Tidak ada penanganan/penyimpanan khusus selama pergantian shift, pemeliharaan, atau penutupan akhir pekan
Pengurangan biaya tenaga kerja yang terkait dengan operator dan pemeliharaan
Kemampuan untuk mendapatkan kembali penyemprotan berlebih, memfilter ulang, dan memasukkan kembali ke dalam sistem pelapisan
Peningkatan Kinerja Produk dengan Lapisan UV:
Hasil pengujian kelembaban yang ditingkatkan
Hasil pengujian kabut garam yang luar biasa
Kemampuan untuk menyesuaikan atribut dan warna lapisan
Mantel bening, logam dan warna tersedia
Biaya pelapisan per kaki linier lebih rendah seperti yang ditunjukkan oleh kalkulator ROI:
Waktu posting: 14 Des-2023
