На Волжском трубном заводе ученые-инженеры нашли способ серьезно сэкономить на химической обработке металла, и это не просто теория, а реальный производственный опыт, который уже принес результаты. Ежегодно здесь перерабатывают около 40 тысяч тонн стальных труб, и на их травление — процесс удаления окалины и придания поверхности нужных свойств — уходило более двух тысяч тонн агрессивных кислот: серной, азотной и плавиковой. Это не только огромные деньги, но и серьезная нагрузка на экологию и безопасность труда. Перед заводом встала задача: как снизить расход химикатов, не потеряв в качестве продукции.
Решение нашли не в закупке нового супер-оборудования, а в применении философии бережливого производства, а именно методологии DMAIC (Define, Measure, Analyze, Improve, Control — «Определяй, Измеряй, Анализируй, Улучшай, Контролируй»). Этот подход позволяет не гадать, а четко, шаг за шагом, выявлять слабые места и устранять их. Первым делом инженеры завода собрали команду и точно сформулировали проблему: перерасход кислот. Затем начался самый кропотливый этап — измерение. Специалисты фиксировали все параметры процесса, концентрации, температуру растворов, время выдержки труб. С помощью диаграмм Исикавы (так называемых «рыбьих скелетов») они искали коренные причины потерь. Оказалось, что ключевых проблем две: нестабильная работа системы регенерации отработанного серно-плавикового раствора и слишком широкий разброс концентраций кислот в ваннах для осветления нержавеющих труб.
Регенерация — это процесс, который позволяет вернуть часть кислот обратно в производство. Отработанный раствор охлаждают, чтобы из него выпали кристаллы железного купороса, которые потом отделяют на центрифуге, а очищенную кислоту используют снова. Однако статистический анализ показал, что этот процесс работал неэффективно: концентрация кислот «гуляла», а примеси железа удалялись плохо. Из-за этого раствор приходилось часто обновлять, доливая свежие кислоты. Чтобы исправить ситуацию, заводчане провели регрессионный анализ и выяснили, что на качество регенерации больше всего влияют температура входящего раствора и содержание в нем серной кислоты и примесей железа. Подобрав идеальные параметры, они буквально «заставили» процесс работать как часы. Эффективность очистки выросла на 40%, а значит, вторичное использование кислот стало по-настоящему выгодным.
Вторая проблема касалась дорогостоящих труб из нержавеющей стали, которые после травления проходят финишное осветление в смеси азотной и плавиковой кислот, чтобы поверхность стала идеально светлой и однородной. Статистика показала, что концентрация плавиковой кислоты в растворе менялась в диапазоне более 20 граммов на литр — это верный признак того, что техпроцесс неуправляем. Чтобы найти идеальное значение, применили метод планирования эксперимента (DoE). Вместо того чтобы двигаться наугад, они построили математическую модель и рассчитали в программе Minitab такие параметры концентрации, температуры и времени, которые дают гарантированный результат. Теперь каждая труба получает ровно столько химии, сколько нужно, — ни граммом больше.
Все найденные решения не остались в отчетах. Лучшие режимы работы оборудования визуализировали — оформили в виде понятных стандартных операционных процедур, которые повесили прямо на рабочих местах. Для профилактики поломок и поддержания стабильности внедрили элементы системы ТРМ (Total Productive Maintenance) — разработали стандарт ежесменной диагностики, где расписано, на что обращать внимание, чтобы предотвратить сбой. Итогом этой скрупулезной работы стало снижение удельного расхода серной и плавиковой кислот более чем на 15%. Статистическая проверка подтвердила, что это не случайность, а закономерный результат. Завод не только сэкономил деньги, но и снизил количество опасных отходов, сделав производство более экологичным. История Волжского трубного завода — наглядное доказательство того, что иногда самые мощные инновации кроются не в новых станках, а в том, как организована работа на существующих.
Исследование опубликовано в журнале «Омский научный вестник»
