Ruuhkien välttäminen kierresaumaputkitehtaalla

Abstract

Ruukki Production Oulaisten tehtaalla valmistetaan Raahen teräsrainasta erikokoisia kierresaumahitsattuja putkia. Raaka-aineena käytetään pääsääntöisesti Ruukin Raahen yksikön kuumavalssattuja teräsrainoja. Tehtaalla on kaksi saksalaista Berliner Machinenbau AG L. Schwarzkopf putkikonetta. Putket hitsataan ulko- ja sisäpuolelta jauhekaarihitsausmenetelmällä. Hitsaus suoritetaan tandem-hitsauksena annettujen hitsausohjeiden mukaisesti. Putkelle tehdään useita eri työvaiheita ennen kuin tuote on valmis toimitettavaksi asiakkaalle.

Tämän insinöörityön tarkoituksena oli selvittää tuotantoon liittyviä ongelmia, jotka ovat aiheuttaneet ruuhkia kierresaumalinjalla. Tutkimuksesta selvisi useita eri kohteita, jotka aiheuttavat ruuhkia tuotannossa. Tuotannon alkuvaiheessa ongelmia aiheuttivat raaka-aineena olevat kelat sekä niiden muodot. Havaitsin ongelmaksi myös Raahen tehtaalla tuotannossa kelarainoihin muodostuneet viat sekä Oulaisten tehtaalla putkikoneilla syntyvät viat. Putken valmistuksessa eri rainan leveyksillä on hidastava vaikutus hitsauksen tarkastukseen ultraääniasemalla. Putken sisäpuolen hitsin hionnassa on tapahtunut perusaineen vahvuuden alituksia sorvilla. Lisäksi havaitsin, että tuotantolinjan loppupäässä ultraääniaseman käyntiä tulisi tehostaa.

Selvityksessä olen käyttänyt apuna kela-analysointia. Tulos osoitti, että hyvälaatuista kelaa käyttämällä saatiin valmistettua laadukkaita tuotteita, kun taas huonosta kelasta valmistettu putki aiheutti lisätöitä koko tuotantoon. Tämän vuoksi kelojen laatua on seurattava paremmin. Putkeen syntyvien kolojen aiheuttajia olen analysoinut kalanruotokaaviolla. Vian aiheuttajina olivat huonot kelat sekä työtavat. Havaitsin rainojen leveydellä olevan vaikutusta hitsin pituuteen; kapeammasta rainasta hitsattava putki oli hitaampaa tarkastaa ultraääni-asemalla kuin leveämmästä rainasta hitsattu putki. Sisäpuolen hitsin tulisi kiinnittää tarkempaa huomiota sorvauspaikalla. Putket, joista perusainetta oli hiottu liikaa, aiheuttivat ylimaaraisia katkaisuja, silla ne on katkaistava polttoleikkaamalla linjan korjauspaikalla. Hitsauksen tarkastusta ultraääniasemalla hidastivat vialliset putket. Käynnin tehostamiseksi olisi taukojen aikana hyvä käyttää henkilöiden vuorotusta.

Tuotantoruuhkan ongelman analysointiin käytin tehdassimulointiohjelmaa, jonka tarkoituksena oli selvittää tuotannon pullonkaulat. Mittareina käytin koneiden käyntiaikoja, jotka olen kerännyt yrityksen tietojärjestelmästä. Työntekijan taukovälit ja -ajat on kirjattu simulointiohjelmaan. Simuloinnin kohteena oli tehtaan loppupäässä sijaitseva neljän koneen ryhmä, joiden kautta materiaalivirta kulki.

Ruukki Production's factory of Oulainen is specialised in the production of different sized spiral-welded pi­pes manufactured of steel web. The most common used raw material is hot-rolled steel webs manufactured in Ruukki Production's factory of Raahe. There are two German Berliner Machinenbau AGL. Schwartzkopff tube extrusion machines in the factory of Oulainen. Pipes are welded from the inner- and exterior surface using a submerged arc welding procedure. Welding is implemented in the form of tandem welding according to given welding procedures. Many variations are being made to the pipes before they are ready to be delive­red to the customers.

The purpose of this thesis was to define the productive problems that cause congestions in the spiral-weld line. The result of the analysis was that there are many different items causing congestions to the production. In the initial stage of the production the problem seemed to be the coils used as raw material as well as the forms of the used coils. Another problem seemed to be the faults developed to the coil webs in the production in the factory of Raahe as well as the faults developed by the tube extrusion machine in the factory of Oulainen. I noticed that when manufacturing pipes different widths of the webs had a retardant influence to the inspection of the welding done by an ultrasonic station. There have been undershoots in the thicknesses of the parent metals when honing the interior surfaces of the pipes in the turning work centre. Finally, I also noticed that the running of the ultrasonic station should be intensified in the end of the production line.

I have used coil analysis in the research. The result showed that using qualified coils ensured products of good quality and on the contrary, pipes manufactured of inferior coils caused only extra work for the entire production. That is why the quality of the coils has to be observed better. I used the fishbone chart to analyse the main reasons causing cuttings to the pipes. It turned out that inferior reels and poor working methods caused a lot of faults in the production. I also noticed that the width of the slides had an impact to the length of the welds; it was slower to inspect the pipes welded of narrow webs with an ultrasound station than those welded of broad webs. One should pay closer attention to the honing of the interior surfaces of the pipes in the turning work centre. Pipes, of which the parent metal had been honed off too much, caused extra cuttings because they had to be flame-cut in the repair site of the production line. Inspections of the welding with an ultrasonic station were restrained by the faulty pipes. It would be good to use transposition of the personnel during breaks in order to intensify the running.

I used a factory simulation program when analysing the problem of the production congestion. The purpose of the program was to define the bottlenecks of the production. As indicators I used the running times of the machines that I have assembled from the information system of the company. Also the break times of the employee as well as the times between the breaks are being registered to the simulation program. The target of the simulation was a group of four machines situated in the tail end of the factory. The material flow runs through these machines.