スプレーシステムの最適化により、メンテナンスの負担が軽減されます

スプレーシステムの最適化により、メンテナンスの負担が軽減されます

JonBarber著
スプレーシステム Co。

施設の重要なシステムのメンテナンス時間を50％以上短縮できるとしたら、興味がありますか？

そして、その削減のための経済的節約を文書化できれば、それはあなたの部門にとって価値がありますか？

スプレーノズル技術の最近の開発のおかげで、両方を行うことができるかもしれません。

スプレーノズルは、多くの生産施設で不可欠なコンポーネントです。それらの精度と耐久性は、最大の稼働時間を実現するために絶対に不可欠です。

最適に機能していないスプレーシステムは、操作から驚異的な金額を排出する可能性があります。パフォーマンスの問題が比較的小さいシステムでも、無駄な水のコストだけでも年間10万ドルに達する可能性があります。

過剰な化学物質、無駄なエネルギー、品質問題による余分なスクラップ、予定外の生産ダウンタイム、追加の労働など、関連するすべての費用を考慮に入れると、実際の合計はすぐに年間数十万ドルに達する可能性があります。それは深刻なお金です。幸いなことに、高速で便利な計算機がwww.spray.com/saveでオンラインで利用できるようになり、独自のアプリケーションでの標準以下のスプレーノズル性能の実際のコストを把握するのに役立ちます。

問題の大きさを理解したら、スプレーシステムを最適化するプロセスを開始する準備が整います。スプレーの問題の典型的な原因を理解することから始めます。

スプレーノズルのトラブルの原因

見た目は簡単かもしれませんが、スプレーノズルは高度に設計された精密部品であり、時間の経過とともに摩耗したり、通常の操作やクリーニング中に損傷を被ったりする可能性があります。これらは、標準以下のスプレー性能を引き起こす最も一般的な問題です。

侵食/摩耗： 金属を徐々に除去すると、スプレーノズルのオリフィスと内部流路が拡大したり、歪んだりします。その結果、通常、流量が増加し、圧力が低下し、スプレーパターンが不規則になり、液滴が大きくなります。

腐食： スプレーノズルの材料は、スプレーされた材料の化学的性質または環境によって故障する可能性があります。この効果は、侵食と摩耗によって引き起こされる効果と似ていますが、スプレーノズルの外面に追加の損傷を与える可能性があります。

高温： 特定の液体は、高温または高温環境でスプレーする必要があります。特殊な耐熱材料を使用しないと、スプレーノズルが軟化して破損する場合があります。

ケーキ/ベアリング： 内側、外側の端、またはオリフィスの近くに材料が蓄積するのは、液体の蒸発が原因です。乾燥した固形物の層が残り、オリフィスまたは内部流路を塞ぎます。

目詰まり： 不要な固体粒子がオリフィスの内側を塞ぐ可能性があります。流れが制限され、スプレーパターンの均一性が妨げられます。

不適切な再組み立て： 一部のスプレーノズルは、ガスケット、Oリング、バルブなどの内部コンポーネントが適切に位置合わせされていることを確認するために、洗浄後に慎重に再組み立てする必要があります。不適切な再組み立ては、漏れや非効率的なスプレー性能を引き起こします。

偶発的な損傷： 設置、操作、または清掃中にスプレーノズルを落としたり引っかいたりすると、ノズルオリフィスが損傷する可能性があります。

摩耗したスプレーノズルの検出

この作業は思ったより難しいです。

人間の目は注目に値する道具ですが、実際のスプレーノズルの摩耗に関しては、実際の話をすることはできません。

良いスプレーチップ

スプレーチップの摩耗

図は、この問題を劇的に示しています。左側のスプレーチップは新品で、適切にスプレーします。右側のスプレーチップが摩耗しており、容量を30％超えてスプレーします。違いは肉眼ではまったく検出できませんが、何かが間違っているという他のヒントがあります。

これらの手がかりに注意してください：

• 品質管理の問題とスクラップの増加。 スプレーノズルの摩耗、目詰まり、損傷は仕様どおりに機能せず、コーティング、冷却、洗浄、加湿、乾燥が不均一になる可能性があります。

• メンテナンス時間の増加。 予定外のスプレーシステムのダウンタイム、または洗浄頻度の増加は、スプレーノズルの摩耗の指標です。

• 流量の変化。 スプレーノズルの流量は、オリフィスの表面および/または内部コアが劣化し始めるにつれて増加します。容積式ポンプを使用するアプリケーションでは、スプレーノズルのオリフィスが大きくなるにつれてスプレー圧力が低下します。流量のわずかな変化でも品質に悪影響を与える可能性があるため、定期的な監視によって潜在的な問題が明らかになる可能性があります。ただし、場合によっては、スプレーパターンがきれいに見えることがあります。そのため、摩耗を明らかにするために、スプレー流体の出力を実際に収集して測定する必要があります。

• スプレーパターンの品質の低下。 中空コーンスプレーノズルでオリフィスの摩耗が発生すると、スプレーパターンの均一性が損なわれます。流体の円形リングでは、縞が発生し、パターンが重くまたは軽くなります。フルコーンスプレーノズルでは、通常、パターンの中心に液体が流入するにつれて、パターンの分布が悪化します。フラットファンスプレーでは、パターンの中央に縞模様とより重い流れが見られ、有効なスプレー角度の範囲が狭くなります。

• スプレードロップサイズが大きくなります。 ノズルが摩耗すると、液体の流れが増加するか、スプレー圧力が低下します。結果？液滴が大きくなり、液体の総表面積が小さくなります。これは視覚的に検出するのが難しいため、問題が疑われる場合は、液滴サイズのテストを手配してください。

• スプレーの影響を低減しました。 摩耗したスプレーノズルは低圧で作動するため、一般的にスプレーの影響が少なくなります。 （皮肉なことに、遠心式ポンプを使用するアプリケーションでは、スプレーノズルを通過する流量が増えるため、実際に衝撃が大きくなる可能性があります。）特別なテストが必要になる場合があります。

スプレーノズルの問題の防止と解決

包括的なスプレーノズルメンテナンスプログラムは、施設での頭痛の種を減らすのに役立ちます。定期的なスケジュールを設定することで、生産ラインが機能しなくなる前に重要な問題に対処できます。

次のチェックリストは、メンテナンスプログラムの基礎となるはずです。これらの要因を一貫して評価することで、摩耗を早期に検出し、適切な措置を講じることができます。独自の特定のアプリケーションによって、各要素をチェックする頻度が決まります。適切な頻度は、「すべてのシフトの終わり」から「数か月ごと」の範囲である可能性があります。

ノズルメンテナンスプログラムを実装し、手順を文書化することで、最適なパフォーマンスを達成するための最適なノズルメンテナンスおよび交換戦略を決定できます。

これらの要素を注意深く確認してください：

流量
遠心ポンプの場合：流量計の読み取り値を監視して、増加を検出します。または、特定の圧力で一定期間スプレーノズルからの流量を収集して測定します。これらの測定値をメーカーのカタログに記載されている流量と比較するか、新しい未使用のスプレーノズルからの流量測定値と比較してください。

容積式ポンプの場合：液体ラインの圧力が低下していないか監視します。流量は一定のままです。

スプレー圧力（ノズルマニホールド内）
遠心ポンプの場合：噴霧される液体の量の増加を監視します。噴霧圧力は同じままである可​​能性があります。

容積式ポンプの場合：圧力計を監視して、圧力の低下とスプレー面への衝撃の減少を確認します。噴霧される液体の量は同じままである可​​能性があります。また、スプレーノズルの詰まりによる圧力の上昇を監視します。

スプレーパターン
スプレーパターンに変化がないか目視検査します。分度器でスプレー角度を確認してください。スプレー面のスプレーパターンの幅を測定します。スプレーノズルのオリフィスが徐々に摩耗している場合は、流量が大幅に増加するまで変化を検出できない場合があります。アプリケーションで均一なスプレー範囲が重要な場合は、スプレーノズルの製造元に特別なテストを依頼してください。

Patternatorはスプレー分布を測定します。
データは、最適なスプレーを決定するために使用されます
アプリケーションでのノズルの高さとオーバーラップ。

ドロップサイズ
ドロップサイズの増加は、ほとんどのアプリケーションで視覚的に検出できません。流量の増加または噴霧圧力の減少は、液滴サイズに影響を与えます。

ノズルの位置合わせ
マニホールド上のフラットスプレーノズルのスプレー範囲の均一性を確認します。スプレーパターンは互いに平行でなければなりません。スプレーチップは、マニホールドの中心線から5〜10度回転させる必要があります。

製品の品質/アプリケーションの結果
コーティング、冷却、乾燥、クリーニング、温度、ほこりの含有量、湿度の変化がないか確認してください。

スプレーノズルの寿命を延ばす4つの方法

スプレーノズルの耐用年数を延ばすために使用できるいくつかの技術があります。次の点を考慮してください。

1. クリーニング手順を改善します。 ノズルは精密機器であることを忘れないでください。ノズルのオリフィス表面よりもはるかに柔らかい材料を使用して、定期的かつ慎重にクリーニングを行う必要があります。プラスチック製の毛ブラシ、木製のプローブ、またはプラスチック製のプローブを使用してください。ワイヤーブラシ、ポケットナイフ、または溶接機の先端のクリーニングラップは絶対に使用しないでください。重要なオリフィスの形状（またはサイズ）を損傷し、スプレーパターンが歪んだり、過剰な流れが発生したりするのは非常に簡単です。頑固な目詰まりの問題に直面した場合は、オリフィスを非腐食性の洗浄剤に浸して、目詰まり物質を柔らかくするか溶解してみてください。

2. ラインストレーナーを追加するか、ストレーナーが組み込まれたスプレーノズルに変更します。 オリフィスの劣化と目詰まりは、通常、噴霧された液体中の固形の汚れ粒子によって引き起こされ、連続的な噴霧水の再循環を使用するシステムで特に一般的です。ストレーナ、またはストレーナが組み込まれたスプレーノズルをお勧めします。より大きな粒子をトラップし、スプレーノズルのオリフィスまたはベーンに破片が入るのを防ぐために、スクリーンメッシュサイズを選択します。

3. スプレー圧力を下げます。 常に実装できるとは限りませんが、圧力を下げると（オリフィスを通る液体の速度が遅くなります）、摩耗と腐食速度を減らすのに役立つ場合があります。

4. 研磨粒子の量または腐食性化学物質の濃度を減らします。 いくつかの用途では、供給液中の研磨粒子の量を減らすこと、および／または粒子のサイズおよび形状を変更して摩耗の影響を減らすことが可能である。また、溶液の腐食活性は、関与する特定の化学物質に応じて、異なる濃度または温度を使用することによって時々低下する可能性があります。

ノズルをより頻繁に交換することの長所と短所

スプレーノズルのメンテナンスプログラムを実施した後、現在のノズルが期待どおりに機能していないと判断した場合は、問題のあるノズルを使い続けるか、交換するのにさらに費用がかかるかどうかを評価する必要があります。次の要因を考慮してください。

• ノズルの問題とメンテナンスによる生産のダウンタイムのコストと長さ

• 追加のメンテナンスのための人件費

• 余分な水と化学薬品を噴霧するコスト

• エネルギー使用量の増加のコスト

• 品質問題のコスト—スクラップやプロセスの問題の増加

一部のアプリケーションでは、スプレーノズルの圧力を下げて元の必要な流量を供給することにより、摩耗したオリフィスを一時的に補うことができる場合があります。ただし、より低い圧力を使用すると、スプレーの適用範囲とスプレーの均一性が損なわれる可能性があります。ドロップサイズが大きくなり、影響が小さくなる可能性があります。結局、品質の問題が発生する可能性があるため、より低い圧力を使用することは誤った経済である可能性があります。

交換間隔が短すぎると思われる場合は、別のノズルに交換することをお勧めします。追加の短期コストは通常​​、より長い摩耗寿命とより良い性能によって迅速に回収されます。

耐久性と抵抗の問題

また、古いスプレーノズルを同じ材料で作られたノズルに交換する（たとえば、アルミニウムノズルをアルミニウムノズルに交換する）ことは最善の方法ではない可能性があることを覚えておくことが重要です。明らかに、新しいスプレーノズルは摩耗したノズルよりも優れていますが、状況によっては、現在のスプレーノズルを、日常的に使用する種類の液体や化学薬品の処理にはるかに適したノズルに交換する必要がある場合があります。

より硬い材料で作られたスプレーノズルは、一般的に、より長い摩耗寿命を提供します。予想通り、ステンレス鋼はアルミニウムよりも耐摩耗性の比率が高く、炭化物はステンレス鋼よりもはるかに優れた耐摩耗性を提供します。ノズル、スプレーチップ、またはオリフィスインサートに別の材料を検討する必要があるかどうかを判断するには、以下の表を参照してください。

耐摩耗率チャート

耐摩耗性に加えて、ノズル材料の耐食性を考慮する必要がある場合があります。スプレーノズルの化学的腐食速度は、スプレーされる液体の腐食特性、溶液中の濃度、温度、ノズル材料の特性など、いくつかの要因に依存します。大手スプレーノズル会社は、これらの要因を分析し、適切な推奨事項を提供できます。

信頼できるスプレーノズルメーカーは、さまざまな材料で高品質のノズルを提供できるはずです。また、状況に応じて独自のアプリケーションや特殊なアプリケーションが必要な場合は、カスタムノズルを設計できます。

クイックメンテナンスノズルタイプ

幸いなことに、多くのノズルは、工具を使用せずに取り付けおよび交換できます。これにより、プロセス全体がこれまでになく速く、簡単に、信頼できるものになります。

新しいタイプのスプレーノズルは、非常に便利な滑り止めのエクステンションを備えており、潤滑剤、オイル、その他の粘性物質が含まれる濡れた状態や粘着性のある状態でも、メンテナンス担当者が手袋を着用している場合でも、握ったりねじったりするのが簡単です。また、必要に応じてノズルマウント全体をすばやく交換できるシングルおよびダブルパイプクランプを探してください。

設置とメンテナンスの時間を短縮する機能を備えたノズルを探してください。

専門家の支援を受ける

評判の良いスプレーノズルメーカーは、ハードウェアを販売するだけではありません。トップ企業は、オンサイト検査とスタッフ向けの専門的なトレーニングを特徴とするノズルメンテナンスワークショップを提供することにより、あなたと提携する必要があります。

さらに、製造業者は、最新の機器を使用してスプレーノズルをテストおよび評価し、クリーニング、メンテナンス、および修理のスケジュールをガイドするベースラインパフォーマンス測定値を確立するのに役立つ能力を備えている必要があります。これにより、ダウンタイムを大幅に最小限に抑え、スプレーノズルをタイムリーに交換することで品質管理の問題を回避できます。

事実、時間と費用の大幅な節約は、積極的なスプレーシステム最適化プログラムによって達成できます。印象的な結果を証明することができます-そしてそれらは会社全体の効率に対するあなたの部門の決定的な重要性を示します。

作者について：
Jon Barberは、イリノイ州ウィートンにあるSpraying Systems Companyのディレクターです。彼には、電子メール（[email protected]）で連絡できます。スプレーシステム最適化ハンドブックの無料コピーについては、1-800-95-SPRAYまでお問い合わせください。