Case study: Stabilizacja procesu śrutowania wirnikowego i redukcja przestojów o 40% w produkcji konstrukcji stalowych

W produkcji konstrukcji stalowych śrutownica wirnikowa bardzo często jest realnym wąskim gardłem całego zakładu. Jeśli pracuje niestabilnie – kumuluje się problem w lakierni, w montażu, a finalnie w terminowości dostaw. Jeśli daje niepowtarzalny profil chropowatości – wracają reklamacje, rośnie liczba poprawek i zaczyna się szukanie winnego wśród ludzi, zamiast w procesie.

Jeden z producentów wielkogabarytowych konstrukcji stalowych zgłosił się do nas właśnie z takim zestawem objawów: częste, nieplanowane przestoje śrutownicy przelotowej oraz problemy z jakością powierzchni przed malowaniem. Z pozoru były to dwa oddzielne zagadnienia. W praktyce okazało się, że mają wspólne źródło.

Analiza sitowa w kontekście śrutownicy. Kontrola mieszanki operacyjnej (tutaj bardzo słaby wynik).

Objawy, które widać na hali

Śrutownica pracowała w trybie dwuzmianowym, w systemie wirnikowym. Operatorzy sygnalizowali coraz częstsze zapychanie separatora oraz wyraźny wzrost obciążenia filtrów. Dział utrzymania ruchu obserwował skracającą się żywotność łopatek i wyłożeń. Jednocześnie, aby uzyskać wymaganą czystość powierzchni, wydłużano czas cyklu.

Naturalną reakcją operatorów było „dokręcanie” procesu – dłuższe śrutowanie miało dać większą pewność. W praktyce oznaczało to jednak wyższe zużycie energii, większe obciążenie maszyny i rosnące koszty eksploatacyjne. Równolegle lakiernia zaczęła sygnalizować niestabilny profil chropowatości i konieczność wykonywania re-blastingu wybranych detali.

To moment, w którym wiele firm zaczyna dyskusję o cenie ścierniwa. My zaczęliśmy od audytu procesu.

Co pokazała analiza miksu operacyjnego

Pierwszym krokiem było pobranie próbek miksu operacyjnego bezpośrednio z obiegu śrutownicy. W naszym laboratorium wykonaliśmy analizę sitową oraz ocenę wizualną struktury ziaren. Wyniki były jednoznaczne – w obiegu znajdował się wysoki udział frakcji drobnej oraz znaczna ilość cząstek wtórnie rozbitych.

W śrutownicy wirnikowej to krytyczny problem. Energia kinetyczna wirnika powinna być przenoszona przez stabilne, powtarzalne ziarno o odpowiedniej masie. Gdy miks operacyjny „ucieka” w stronę drobnych frakcji, część energii przestaje pracować na czyszczenie powierzchni, a zaczyna być tracona na efekt polerowania. Jednocześnie drobne cząstki zwiększają zapylenie, obciążają separator i system filtracji oraz przyspieszają zużycie elementów roboczych.

W tym przypadku problem nie wynikał z błędów operatora. Wynikał z niestabilnej struktury ścierniwa w procesie wirnikowym i braku kontroli nad miksem operacyjnym.

Dlaczego w procesie wirnikowym kluczowa jest stabilność śrutu

W tym miejscu warto jasno powiedzieć: w śrutownicach wirnikowych nie chodzi o maksymalną agresywność ziarna, lecz o jego odporność na wtórny rozpad. Zbyt kruchy materiał w warunkach wysokich prędkości obrotowych szybko rozpada się na drobne, ostrokrawędziowe cząstki, destabilizując cały obieg.

Dlatego w tym projekcie rekomendowaliśmy przejście na śrut VERA®, czyli ścierniwo o strukturze bainitycznej, zaprojektowane z myślą o stabilnej pracy w systemach wirnikowych. W praktyce oznacza to wyższą żywotność – rzędu 30-50% względem standardowego śrutu wysokowęglowego – oraz znacznie mniejszą skłonność do rozpadu na drobne frakcje.

Zmiana ścierniwa w tym przypadku nie była decyzją handlową. Była decyzją procesową. Celem było ustabilizowanie całego obiegu: od wirnika, przez separator, aż po filtrację.

Korekta ustawień i standardów pracy

Równolegle z wdrożeniem nowego ścierniwa przeprowadziliśmy korektę parametrów maszyny. Zweryfikowano zużycie łopatek, ustawiono prawidłowy hot-spot, sprawdzono efektywność separatora i wprowadzono prosty standard okresowej kontroli miksu operacyjnego na podstawie analizy sitowej.

Kluczowe było również szkolenie zespołu. Operatorzy musieli zrozumieć, że wydłużanie cyklu nie jest rozwiązaniem problemu, a jedynie jego maskowaniem. Stabilny proces powinien dawać powtarzalny efekt bez „ręcznego dopalania” czasu obróbki.

Efekty po sześciu miesiącach

Po pół roku od wdrożenia klient odnotował redukcję nieplanowanych przestojów o 40%. Wynikało to bezpośrednio z ograniczenia udziału frakcji drobnej w obiegu i zmniejszenia obciążenia separatora oraz filtrów.

Jednocześnie ustabilizował się profil chropowatości powierzchni. Lakiernia przestała zgłaszać konieczność re-blastingu, a proces przygotowania powierzchni pod powłoki antykorozyjne stał się przewidywalny.

Od strony kosztowej największe oszczędności nie wynikały z ceny zakupu ścierniwa, lecz z całkowitego kosztu procesu. Mniejsze zużycie łopatek, rzadsza wymiana wkładów filtracyjnych, skrócony i ustabilizowany czas cyklu oraz ograniczenie poprawek przełożyły się na realne zmniejszenie TCO procesu śrutowania.

Wnioski dla producentów konstrukcji stalowych

Ten projekt potwierdził coś, co często powtarzamy: w śrutownicy wirnikowej najważniejsza jest stabilność miksu operacyjnego. Jeżeli filtracja zaczyna pracować ponad normę, części zużywają się szybciej niż zakłada producent maszyny, a czas cyklu systematycznie rośnie, to najczęściej nie jest „zły dzień operatora”. To sygnał, że proces wymaga analizy od strony fizyki i obiegu ścierniwa.

Dyskusja o cenie za tonę ma sens dopiero wtedy, gdy kontrolujemy parametry procesu. W przeciwnym razie tanie ścierniwo bardzo szybko generuje drogie przestoje, poprawki i reklamacje.

Optymalizacja śrutowania nie polega na wymianie produktu na inny. Polega na zrozumieniu zależności między strukturą śrutu, energią wirnika, separatorem, filtracją i wymaganiami lakierni. Dopiero wtedy można mówić o świadomym zarządzaniu kosztem metra kwadratowego przygotowanej powierzchni.

Jeżeli śrutownica w Twoim zakładzie pracuje niestabilnie, pierwszym krokiem nie powinna być zmiana dostawcy „na tańszego”. Pierwszym krokiem powinna być analiza miksu operacyjnego i całego obiegu technologicznego. Dopiero dane pozwalają podejmować decyzje, które realnie poprawiają rentowność procesu.