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评估清洁策略带来产量提高
发布时间:2015-07-17     作者:Frank Pedeflous Omegasonics
摘要:整洁的工厂环境可以带来可靠性和安全性的提高。

 在每一个生产制造环境和行业里,从精密的航空航天仪表到化油器再到医药产品生产企业的设备,所有工业设备和零件都需要清洁,而清洁的程度及其实现的方式千差万别。
  当今的工业环境以高度精确的机械加工、精整加工工艺以及精确地生产制造手段而著称。其结果是制造公差,或产品在尺寸上或测量值上允许的偏差的极限值比以往任何时候都严格。因此,任何遗留在零件上的污渍或者残渣一定会带来问题,为了保证功能可靠,一定要将它们从零件上清除掉。
  当我们谈论到那些会和人体产生接触的事物时,例如成型机生产的药片或者医学实验或者手术仪器,可靠性的含义略有不同。在这些情况下,清除灰尘、残渣、粗糙的污渍以及可以让人体生病的霉菌或有毒化学品是刻不容缓的。这个问题在制药行业尤为突出,实际上制造企业要根据FDA的要求评估其清洁方案。在生产成品之前,所有在设备上的残留物都必须清除。


图1 :持续的清洁养生之道是任何成功的维护计划的一部分,然而在制定维护策略的时候往往被忽略。图片来源:Omegasonics

 除此以外,如果某些零件需要经过电镀或涂层处理,为了让涂层贴合,它们需要做到异常的干净。交付给最终用户的成品零件上面不能带有切削液。
  没有进行合理清洁的设备会变得不可靠,并且会影响它所生产的零件的可靠性。如果工业清洁方案不能使生产设备保持没有灰尘和污垢,零件会加速磨损,故障会发生更频繁,最终拖累生产效率和产量。如果零件不干净,液体、润滑剂、热量以及空气的流动都会受损害。增加的摩擦意味着产生更多的热量,这会导致设备寿命缩短。
  对于那些需要定期维护的设备,更加彻底的清洁可以延长两次计划维护之间的时间,保持机器更长时间的运行并消除故障。如果机器或者组件在定期维护时没有彻底清洁,那就需要更频繁的清洁,缩短了两次计划维护之间的时间。其结果是生产线经常停机导致产量损失。
  此外,现今的生产制造工厂是由许多一直运转的复杂的系统组成的。这包括了员工和设备。正如所有优秀的商业人士知道的,生产流程对于效益至关重要,因此生产的中断,尤其是慢性中断可以严重的影响效益。
  不同的清洁系统
  工业清洁设备最常见的位置在零件生产流程的最后,或者在设置那些为了实现巅峰效率而需要经常清洁的设备零件。在零件或者组件进入下一步生产流程之前,工业清洗用的机器将其表面的污渍清除干净。
  与零件生产的方式有关,异物可能包括机油、铸造用砂、金属刨花、抛光剂甚至人体皮肤和油脂。为了加快流程和有效控制人工成本,制造企业经常使用工业清洗机来清洗零件,而不是花时间和金钱手工清洗每个零件。
  零件的复杂程度决定了不同类型工业清洁设备在清除污渍时的效果也不同。例如,几乎任何类型的清洁系统都能够清洁光滑的、高度抛光的表面,而对于错综复杂的零件则需要更复杂的清洁工艺。如果一个零件有法兰孔或钻孔、内部通路、内部锐角或粗糙表面,以提高可靠性为目的的污渍清除可能会有问题。既然任何污渍都可能引起可靠性的问题,从可能最干净的表面开始是势在必行的,而且选择正确的工业清洁设备也变得至关重要。
  喷洗机或机动清洗机的工作方式很像洗碗机,通过旋转的高压水龙头的喷淋清除零件上面的异物。这种类型的工业清洗设备用于一般清洗和去除明显的污渍,例如从大面积的光滑或平整的表面上清除大量的灰尘或生锈。有效使用喷洗机的好例子是用于清洗大型钢磨具外表面或汽车引擎外表面的润滑油和灰尘。喷洗机不能完成任何精细的清洗工作,最适合于未加工的外表面。例如,喷洗机对于清洗引擎的内部排气孔就不是个好选择,因为水流不一定能进入那些隐藏的地方。
  浸入式清洗机将零件侵泡在可以将污渍从表面溶解掉的清洗溶剂内。对于不规则形状的清洗,有些表面很难用喷洗机清洗到,浸入式清洗方式就是更好的选择。通常会把零件装在篮子里或者桶里,而且这个过程会伴有搅拌。
  溶解清洗机是一种特殊的浸入式工业清洗机。零件浸泡在譬如丙酮、石脑油或溶剂油的溶剂中。这种清洗方式对于清除油脂和润滑油非常有效,有时候需要特制的外壳来控制它产生的危险挥发物和有害废物。
  人工清洗涉及到用手清洗,经常使用有毒化学品和五花八门的工具,包括抹布、牙刷、钢丝刷、棉签、空气压缩机、指尖以及更多。不仅仅人工劳动是最消耗时间的工业清洗方式,可能会浪费很多人工时,而且清洗过程本身也是碰运气, 看不到或者接触不到的角落和缝隙无法清洁。有时候,甚至有些经过侵泡箱的零件没有清洗干净,还需要额外的手工清洗。

 人工清洗对于清洗零件数量很少的生产商来说也许是最好的选择。性价比分析可以帮助判断在什么规模时采用工业清洗机更明智。
  当某些制造商发现在他们的工厂里进行人工清洗不经济时,他们会采用第三方提供的外包零件清洗做法。外包方式也有一些不利之处,主要是制造商需要积攒到一定量需要清洗的零件才能获得大的折扣。积攒足够数量的零件所花费的时间会影响交货时间并引起生产延误,更不用说所花费的人工时间以及运输、包装和文档工作的成本。
  超声波清洗机用于非常复杂的零件,而且零件需要超级干净或者制造商希望节省劳力和能源消耗的情况。不像喷洗机、浸入式清洗机或使用溶剂的方式,工业超声波清洗机可以达到显微级别的清洗效果,并且可以清洗线、钻孔和法兰孔、内部锐角、粗糙表面以及通过其他类型工业清洗机都无法清洗到的内部孔穴。
  当零件被放置到使用环保型的以水为主要成分的清洗液的超声波清洗罐内,一种转换能量的转换器会产生频率大概为每秒钟40,000个周期的声波。这些高频声波可以产生数以百万计的微小真空气泡,当它们与表面接触时会向内破裂。能量通过这些气泡的产生和崩塌(被称为气穴现象)进行释放。结果产生的冲击波会将灰尘、残渣和其他污渍打碎并从表面上清除掉。向内破裂的工作方式与小型真空吸尘器类似,它会从任何地方将结成块的残留物吸过去,清除那些尺寸小到上千分之一英寸的小污渍。
  那些很难达到他们希望的清洁程度的制造商会转而采用超声波清洗机。由于超声波清洗方式比较温和,因此也适用于例如印刷电路板制造的行业。如果使用了合适的清洁频率,超声波不会损伤最终产品。
  清洁和安全
  制造商选用哪种工业清洁设备对工人的安全有影响。工人与他们清洗的零件和设备的接触越少,他们在整个过程中受伤的机会就越少。零件溶剂清洗机使用有毒溶剂,使其在好几个方面都危险。首先,它们具有强挥发性。暴露在挥发气体中的工人可能会经历短期和长期的健康问题。而且,这些挥发气体是易燃的,意味着无意中接触到任何热源,都有可能引起火灾或爆炸。溶剂在使用过程中需要专门的处置、存储、报告和人员防护措施。如果事故造成溶剂溢出或泄露,它们会毒害野生动物并污染大气。在清洗机工作时,挥发气体需要排风并收集,使用过的溶剂必须作为有害废物进行处理,这也增加了清洗机的运营成本。
  由于在溶剂储存和使用场所发生火灾和爆炸的风险很高,保险承保人需要为那些设施支付高额的免赔额和保险费。制造商可能也会被要求在零件溶剂清洗机附近安装和维护额外的类似消防喷洒和灭火器的防火系统,而且还可能接到来自消防局或保险公司的检查。
  相比之下,由于超声波清洗系统通常使用的是以水为主要成分的清洗液,它们无毒且不易燃,因此没有上述的那些问题。
  工具是另一个安全问题。手动清洗零件经常需要使用钢丝刷、高速电动工具、刮刀、锉刀 、砂纸、多用途刀以及手工挑选。所有这些工具在使用过程中都可能伤害工人,从割伤到擦伤到刺伤。 更不用说手动清洗也需要使用溶剂喷雾、脱脂剂、腐蚀性碱和酸。不仅仅绝大多数这样的化学品会对工人的身体造成某种程度的伤害,例如伤害工人的皮肤、肺部、要害器官和眼睛,而且更危险的是它们在使用时被错误的混合。
  归纳起来,尽管清洗机和零件看起来很普通,可它却是一个盈利企业的关键组成部分。制造商有很多需要考虑的方面,包括零件的清洁方式如何影响他们的生产可靠性、产量和工人安全。制造商们需要各自分析他们自身的情况来决定最适合他们的方案,概括来说,哪种方案会让他们生活得更轻松而且让他们的生意更赚钱。
  rank Pedeflous 是位于加利福尼亚州的超声波清洗系统制造商Omegasonics的董事长。