مقالات تکنولوژی و تجهیزات ابکاری

REDUCING OPERATIONAL COSTS, ENVIRONMENTAL IMPACT VIA RIGOROUS PLATING/FINISHING ANALYSIS

کاهش هزینه‌های عملیاتی و تاثیرات زیست‌محیطی توسط بررسی دقیق آبکاری و پرداخت‌کاری

In good economic times, there is not as much motivation for a business to take a hard look at the cost of their plating or finishing processes. With fierce competition from overseas, and a weak economy, the need to look at these processes becomes much more important.

در اوضاع خوب اقتصادی، کسب وکارها به اندازه کافی انگیزه ندارند که نگاه سخت‌گیرانه‌ای به هزینه‌های فرایند آبکاری و پرداخت‌کاری خود بیندازند. به منظور رقابت شدید با کشورهای خارجه و با وجود یک اقتصاد ضعیف، ضرورت بازنگری به این فرآیندها بسیار زیاد شده است.

Surprisingly enough, once the real costs associated with plating and finishing lines are known, there are many options available to reduce some or all of those costs, and the economic paybacks can be very short.

درحالی‌که هزینه‌های واقعی مربوط به خطوط آبکاری و پرداخت‌کاری مشخص است، به طور شگفت‌آوری گزینه‌های زیادی برای کاهش برخی یا تمامی هزینه‌ها وجود دارد و ممکن است بازپرداخت مالی بسیار کوتاهی داشته باشد.

We will present the methodology used by the New York State Pollution Prevention Institute at Rochester Institute of Technology to determine the baseline costs of the finishing operation. Potential improvement methods or technologies will be presented for each area typically found in any finishing line.

ما روش مورد استفاده توسط موسسه پیشگیری از آلودگی ایالات نیویورک در موسسه فناوری روچستر، به منظور تعیین هزینه‌های پایه عملیات پرداخت‌کاری را ارائه خواهیم داد. برای هر منطقه‌ای که در خطوط پرداخت‌کاری به طور معمول وجود دارد، روش‌ها یا فناوری‌های بهسازی بالقوه‌ای ارائه خواهد شد.

There are four areas common to almost every plating line and metal finishing line:

• Rinse tanks

• Ventilation systems

• Acid cleaners, acid etches

• Alkaline cleaners

تقریبا در هر خط آبکاری و پرداخت‌کاری فلزات، 4 منطقه رایج وجود دارد:

• مخازن شستشو

• سیستم‌های تهویه

• پاک‌کننده‌های اسیدی، اچ‌کننده‌های اسیدی

• پاک‌کننده‌های قلیایی

It is important to collect good baseline information on each of these areas. Once that information is collected, it is easy to rank each area by cost and to look for the best options to reduce those costs. It is also very helpful to create a line layout—if one does not already exist—to help clarify the process steps and material flow. As much detail as possible should be contained in the line layout. Decisions will be much easier later in the evaluation if the layout information is complete. A spreadsheet is also helpful to aid in calculating chemical costs, water costs, etc., and can be readily updated as more information is collected.

لازم است که اطلاعات پایه مفیدی در مورد هر یک از این مناطق تهیه شود. زمانی که این اطلاعات جمع‌آوری شود، رتبه‌بندی براساس هزینه آسان است و جستجوی بهترین گزینه برای کاهش هزینه‌ها سهولت می‌یابد. همچنین به‌منظور کمک به شفاف‌سازی مراحل فرایند و جریان مواد، ایجاد یک فلوچارت (درصورت عدم وجود) بسیار مفید است. جزئیات در حد امکان باید در فلوچارت موجود باشند. پس از تکمیل اطلاعات طرح، تصمیم‌گیری در مورد ارزیابی طرح بسیار آسان خواهد بود. استفاده از نرم‌افزار صفحه گسترده ]مانند اکسل[ نیز برای کمک به محاسبه هزینه‌های مواد شیمیایی، هزینه‌های آب و غیره بسیار مفید است و زمانی که اطلاعات بیشتری جمع‌آوری شود این نرم‌افزار به آسانی، قابلیت به روزرسانی را خواهد داشت.

The following question lists will provide sufficient information to develop baseline cost information.

لیست سوالات زیر، اطلاعات کافی به‌منظور بهبود اطلاعات مربوط به هزینه‌های پایه را فراهم می‌کند.

Baseline questions for rinse tanks:

• Number of rinse tanks after each process tank?
• What is the rinse tank type (single rinse, reactive rinse, counterflow rinse, stagnant rinse, and spray rinse)?
• What is the flow rate on each rinse tank?
• What water type is required for each rinse tank (reverse osmosis, deionized water, city water)?
• Does the rinse water contain either high toxicity or high value material (chromic acid, gold, etc.)?

سوالات پایه درمورد مخازن شستشو:

• تعداد مخازن شستشو پس از هر مخزن فرایند چند عدد است؟
• مخزن شستشو چه انواعی دارد (شستشوی تکی، شستشوی واکنش‌دهنده، شستشوی ضدجریان، شستشوی ایستا و  شستشوی اسپری)؟
• نرخ جریان در هر مخزن شستشو چه مقدار است؟
• چه نوع آبی برای هر تانک شستشو (اسمز معکوس، آب دی‌یونیزه، آب شهری) مورد نیاز است؟
• آیا آب شستشو دارای مواد سمی یا مواد با ارزش (اسید کرومیک، طلا و غیره) است؟

What are the water purchase and sewer costs per 1,000 gallons of water? Note that these water costs can be either combined on one bill or separate. Rochester, N.Y., has monthly water billing and an annual sewer tax based on annual water use.

هزینۀ خرید آب و هزینه فاضلاب برای 1000 گالن آب چه مقدار است؟ توجه داشته باشید که این هزینه‌های آب در یک قبض یا به صورت جداگانه محاسبه می‌شود. شهر روچستر در ایالت نیویورک دارای صورتحساب ماهیانه و مالیات سالیانه فاضلاب براساس استفاده سالیانه از آب است.

Baseline questions for tank ventilation:

• How many plating line ventilation systems are there (scrubber, straight exhaust, etc.)?
• What are the rated CFMs for each exhaust fan?
• What is the horsepower rating or volt, amp, phase rating for each exhaust motor?
• What is the total exhaust time per day?
• What are the heating degree days for your location?
• What is the building heating (and possibly cooling) cost by month?
• Are the plating line ventilation systems tied into automatic tank covers?

سوالات پایه درمورد تهویه مخزن:

• چه تعداد سیستم تهویه خط آبکاری وجود دارد (اسکرابر، خروجی مستقیم و سایر موارد)؟
• برای هر فن خروجی چه مقدار CFM (جریان هوا یا فوت مکعب درمتر) در نظر گرفته شده است؟
• چه میزان اسب بخار یا ولتاژ، آمپر، تعداد فاز برای هر الکتروموتور فن خروجی در نظر گرفته شده است؟
• کل زمان کارکرد فن خروجی در طول روز چه قدر است؟
• درجه حرارت هوا برای منطقه شما در طول روز چه قدر است؟
• هزینه گرمایش ساختمان (و احتمالا خنک‌کردن) در ماه چه مقدار است؟
• آیا سیستم‌های تهویه خطوط آبکاری به درپوش‌های مخازن اتوماتیک متصل هستند؟

Baseline questions for the acid and alkaline tanks:

• What are the tank volumes?
• What is the tank chemistry concentration?
• Cost of the chemistry per tank refill?
• Tank dumps per year, and reason for tank dumps?
• Cost to treat the chemistry after the tank dump (labor, neutralization chemicals, sludge disposal, etc.)?

سوالات پایه درمورد مخازن اسید و قلیایی:

• حجم مخزن چه مقدار است؟
• غلظت مواد شیمیایی مخزن چه قدر است؟
• هزینه پرکردن مجدد مواد شیمیایی در هر مخزن چه قدر است؟
• تخلیه مخزن در سال چه تعدادی است و دلیل تخلیه مخزن چیست؟
• هزینه بازیابی مواد شیمیایی پس از تخلیه مخزن (هزینه کارگری، خنثی‌سازی مواد شیمیایی، دفع لجن و غیره)؟

Once armed with the baseline information, it is relatively easy to determine the real cost for each area. Then it is possible to prioritize the costs and target cost reduction changes. The following baseline example is from a medium-sized job shop plating company that was part of a direct assistance program through the New York State Pollution Prevention Institute. The baseline list has been ranked by cost.

زمانی که اطلاعات پایه تکمیل شد، تخمین هزینه واقعی برای هر ناحیه نسبتا آسان است. سپس می‌توان هزینه‌ها و تغییرات کاهش هزینه‌های هدف را اولویت‌بندی کرد. مثال پایه زیر از یک شرکت آبکاری با کارگاه متوسط است که بخشی از برنامه کمک مستقیم توسط موسسه پیشگیری از آلودگی ایالت نیویورک است. لیست پایه براساس هزینه رتبه‌بندی شده است.

1. Water use = 6,310,000 gpy (gallons per year) = $32,900/yr. ($5.22/1000 gallons)

2. Acid purchases (HCl) = $19,700 ($1.25 /gallon, 15,760 gallons)

3. Waste treatment sludge disposal = $15,600/year

4. Exhaust blower = 10,000 cfm = $7,899/yr. for 40 hours per week ($.09/kwh)

5. Caustic purchases (NaOH)= $6,400 ($2.10/lb, 3,048 lbs.)

6. Heating of make-up air = 431 decatherms = $2,154 /yr. ($5/decatherm for

natural gas)

Total cost per year = $66,923/year

1. هزینه مصرف آب

6310000 گالن درسال= 32900 دلار درسال. (5.22 دلار در هر1000 گالن)

1. هزینه خرید اسید (HCl)

19700 دلار (1.25دلار در هرگالن، 15760 گالن)

1. هزینه دفع تصفیه فاضلاب

15600 دلار در سال

1. دمنده خروجی

CFM 10000= 7899 دلار درسال برای 40 ساعت درهفته (0.09 دلار  هرکیلووات)

1. هزینه خرید سود NaOH))

6400 دلار (2.1 دلار در هر پوند، 3048 پوند).

1. هزینه گرمایش هوای تازه

431 دکاترم=2154 دلار در سال. 5 دلار برای هر دمکاترم گاز طبیعی)

هزینه کل سالیانه = 66923 دلار در سال

In this example, the water cost was by far the highest single cost to the company for their plating lines. A close second and third were the acid purchases (included line acid and waste treatment acid), and waste treatment sludge disposal.

در این مثال هزینه آب بالاترین هزینه را با اختلاف زیاد برای خطوط آبکاری خود داشت. رتبه دوم و سوم مربوط به هزینه خرید اسید (شامل اسید خطوط آبکاری و هزینه تصفیه اسید ضایعاتی) و دفع لجن تصفیه فاضلاب است.