Verniciatura tubi industriale: l’impianto Movingfluid

In questo articolo:

• • • • Un processo decisionale guidato dall’innovazione
      • Una linea completa, precisa e 100% automatizzata
      • I benefici tangibili di una soluzione ad alto tasso di innovazione
      • Pensare fuori dagli schemi per risolvere anche le sfighe più improbabili

Movingfluid realizza il primo impianto di verniciatura industriale per manicotti (ed è un successo)

Questa è la storia di un’azienda illuminata. Non possiamo rivelarne il nome per ragioni di riservatezza, ma ti basti sapere che si tratta di una realtà internazionale, leader nella produzione e fornitura di tubi e OCTG (Oil Country Tubular Goods) per il settore Oil&Gas.

Uno di quei colossi che guarda oltre il semplice profitto e sceglie di investire in innovazione, con coraggio e lungimiranza, per evitare possibili sfighe future. Come quando ci hanno contattato per creare una linea di verniciatura completamente automatica: un’attività che doveva essere aggiornata per tutelare la sicurezza dei lavoratori impiegati nelle operazioni manuali e scongiurare così il rischio di possibili stop produttivi.

La sfida non era semplice (ma d’altronde le nostre non lo sono quasi mai!), eppure in meno di un anno dall’incarico siamo riusciti a progettare da zero e mettere in funzione una linea di rivestimento manicotti totalmente automatizzata.

Una soluzione nuova per il mercato, che siamo stati in grado di ottimizzare sulle esigenze specifiche dell’azienda (la quale infatti sta già valutando di inserirla in tutti i suoi stabilimenti).

Ma andiamo con ordine.

Un processo decisionale guidato dall’innovazione

Non tutti i problemi nascono da una situazione critica, a volte si tratta solo di conseguenze inattese di un processo evolutivo positivo. In questo caso, il problema nasce dallo sviluppo di un prodotto alternativo al grasso normalmente usato per il rivestimento dei manicotti delle tubazioni marine.

L’antigrippante tradizionale, infatti, pone diverse difficoltà sul piano ecologico, economico e logistico, poiché deve essere distribuito durante la fase di giuntura dei segmenti tubolari, spesso in condizioni disagevoli.

Difficoltà che sono state superate con la creazione in house di una nuova vernice (la cui ricetta è segreta) che, oltre a prevenire efficacemente il grippaggio dei pezzi, ha il vantaggio di poter essere applicata senza ulteriori processi a carico del cliente finale.

Ecco una panoramica di alcuni dei principali vantaggi apportati da questa nuova vernice:

1. Minimo rischio: lo spazio di applicazione della vernice risulta più pulito e sicuro. In questo modo viene ridotto in modo significativo l’impatto ambientale durante la fase di posa;
2. Zero scarti: questa speciale vernice limita l’insorgere di problemi durante l’applicazione, aumentando l’affidabilità dell’installazione; gli scarti (che solitamente equivalgono al 1,5%) vengono ridotti drasticamente;
3. Risparmio del 10% sul costo totale: in base all’esperienza dei clienti, si ritiene che l’utilizzo di questa vernice generi un risparmio del 10% sul costo totale delle tubazioni, grazie alla maggiore efficienza dei tempi di perforazione;
4. Riduzione del 25% dei tempi di installazione: anche qui, in base ai riscontri dei clienti, si stima che i tempi di installazione vengano ridotti fino al 25% grazie all’applicazione di questa nuova vernice.

Tuttavia, se da un lato questa sostanza garantisce maggiore efficienza a livello organizzativo, dall’altro – trattandosi di una vernice speciale – espone potenzialmente gli operatori a rischi legati alla salute e alla sicurezza, gettando così nell’incertezza normativa l’intera linea produttiva. Una prospettiva che andava risolta alla svelta. 

Tornare indietro non era un’opzione percorribile. L’unica strada era proseguire nell’innovazione e ripensare tutto l’impianto di verniciatura dei manicotti. Bisognava, in altre parole, sostituire l’intervento umano e meccanizzare l’intera lavorazione, dal carico al nastro di uscita.

Una linea completa, precisa e 100% automatizzata

Non è da tutti riuscire a sostenere sfide così importanti. E, in effetti, delle 5 realtà contattate per la gara d’appalto, solo Movingfluid è risultata convincente. Così, a partire dal capitolato iniziale, abbiamo messo a punto una soluzione inedita, che permette di salvaguardare il personale e garantisce al contempo un’applicazione precisa e uniforme su tutti i tipi di manicotti.

La complessità risiede proprio nella possibilità dell’impianto di trattare pezzi con una vastissima gamma di diametri (da 2.⅜’’ a 24’’) e pesi secondo ricette misurate al millimetro e nel rispetto di tutti i parametri termici.

La gestione della temperatura all’interno del sistema è infatti uno dei fattori fondamentali per assicurare che la vernice antigrippante conservi inalterate tutte le sue proprietà meccaniche.

Come ci siamo riusciti? Combinando 4 diverse postazioni operative all’interno di un’unica linea: 

1. Stazione di carico e scarico;
2. Stazione di lavaggio;
3. Stazione di verniciatura;
4. Forno di cura.

Un sistema totalmente automatizzato anche nella movimentazione, affidata a due robot ABB montati su piedistalli di 2m che prelevano i pezzi da lavorare, li spostano da una stazione all’altra e li caricano nei conveyor per essere imballati.

Ecco come funziona ogni macchina nel dettaglio. 

1. Stazione di carico e scarico: robot picking

La prima postazione è l’area di carico e scarico, suddivisa a sua volta in 3 zone:

1. Zona per i pezzi grezzi;
2. Zona per i prodotti finiti;
3. Zona per gli scarti.

Le procedure automatiche di controllo del processo determinano in quale zona ogni pezzo debba essere posizionato per essere sottoposto ad eventuali verifiche qualitative da parte dell’operatore.

Il prelievo dei pezzi grezzi avviene tramite un avanzato sistema di visione, integrato nel robot di picking. La premessa è che i pezzi vengono caricati manualmente dall’operatore e questo fa sì che i manicotti non si trovino mai nella stessa posizione. Ed è proprio qui che entra in gioco il sistema di visione artificiale, grazie al quale, di volta in volta, viene individuato in tempo reale il manicotto più conveniente da prelevare: in questo modo si evitano collisioni, ribaltamenti e altre inefficienze.

Per quanto riguarda il pallettizing, ovvero la zona di carico dei prodotti finiti e degli scarti, è stato sviluppato un algoritmo in grado di generare automaticamente un pattern di posizionamento sulla base del diametro e dell’altezza del manicotto.

Vista l’ampia gamma di prodotti da processare, sono stati progettati diversi utensili di manipolazione, in modo da gestire i vari gruppi dimensionali. In particolare, per i diametri minori si utilizza una pinza speciale che preleva i manicotti grezzi dall’interno e deposita i pezzi finiti dall’esterno, così da evitare il contatto con la superficie interna trattata.

2. Stazione di lavaggio: lavatrice

La seconda postazione consiste in un’applicazione di finitura che deve garantire specifiche prestazioni meccaniche e chimiche: non si tratta quindi di raggiungere solo un determinato standard qualitativo ed estetico, ma siamo di fronte ad una fase di preparazione molto delicata, che richiede quindi particolare rigore.

Per questo è stata sviluppata una stazione di lavaggio capace di garantire un risultato ottimale: pezzi perfettamente puliti e completamente asciutti. Quest’area, integrata nella linea automatica, è in grado di rispettare le tempistiche del ciclo e la produttività richiesti dal capitolato del cliente.

Alle esigenze funzionali si aggiungeva anche la limitata disponibilità di spazio: a tal proposito la soluzione realizzata (ovvero una macchina con più stazioni disposte a raggiera, servite da una tavola rotante in grado di trasferire i pezzi tra le varie aree) rappresenta un vero concentrato di ingegneria ottimizzata.

3. Stazione di verniciatura: applicazione

La verniciatura è di per sé un processo molto complesso, ancora di più quando riguarda la superficie interna di cilindri di diametro variabile. Questo problema è stato affrontato e risolto con un approccio innovativo, basato su turbine ad alte prestazioni e su un sistema di nebulizzazione radiale del prodotto.

La soluzione sviluppata si è rivelata estremamente efficace e promettente anche per numerose altre applicazioni industriali.

4. Forno di cura

Molto comune nei settori in cui i nostri Sfigasolver operano (come l’Automotive e il Tissue Converting), il forno IR è invece nuovo per l’industria metallurgica. Eppure, i vantaggi sono notevoli: trasforma l’energia in calore e la trasmette direttamente al pezzo da trattare, senza inutili dispersioni nell’ambiente. Inoltre permette di modulare accuratamente la temperatura, costantemente registrata dalle termocamere per un controllo ulteriore. 

Nel nostro caso il cuore della linea è rappresentato proprio dal forno di cura, che si sviluppa su 25 stazioni (di cui 18 riscaldate tramite lampade IR) e il cui processo richiede curve di temperatura molto precise.

Per garantire che le curve termiche si adattino alle condizioni ambientali estremamente variabili, sono state integrate termocamere che intervengono in tempo reale sulla regolazione delle lampade IR in caso di deviazione dai valori desiderati.

Oltre alle soluzioni di processo, il forno integra meccanismi originali e personalizzati per la traslazione e rotazione dei pezzi, necessari per assicurare un’irradiazione uniforme: la lampada IR deve infatti riscaldare in modo omogeneo l’intera superficie del manicotto.

I benefici tangibili di una soluzione ad alto tasso di innovazione

Nonostante si tratti di un impianto pilota, la linea sviluppata da Movingfluid offre numerosi vantaggi immediati.

Il primo riguarda la sicurezza degli operatori che, con questa soluzione, devono occuparsi solamente dell’attrezzaggio della macchina, evitando così ogni possibile contatto con le sostanze necessarie al trattamento dei manicotti. L’incolumità degli operatori è stata inoltre al centro di un attento esame in fase di progettazione anche per quanto riguarda eventuali necessità di ispezione e accesso all’area operativa.

Grazie alla collaborazione con Automation Tech, partner che opera nel settore degli impianti elettrici e dell’automazione industriale e specializzato in sicurezza delle macchine e documentazione CE, siamo infatti riusciti a prefigurare i principali scenari di rischio e ad attivare misure di sicurezza avanzate.

Personalizzazione massima e precisione chirurgica ci hanno guidato anche quando si è trattato di integrare il software di funzionamento dell’impianto (livello 1) con quello di tracciabilità interna (livello 2). Un’attività che ha richiesto ottimizzazioni sofisticate per garantire un passaggio corretto di informazioni e istruzioni da un sistema all’altro e per permettere al cliente di effettuare i controlli periodici sulla produzione senza creare rallentamenti e intoppi.

Il risultato è una linea che lavora in modo fluido, accurato e perfettamente adeguato al contesto specifico.

Ma quando si parla di innovazione, sorge spontanea una domanda: e la manutenzione? La risposta, in questo caso, è: non è un problema. L’impianto è innovativo in termini di concezione e realizzazione, ma utilizza meccaniche e tecnologie consolidate, che rispettano gli standard industriali e che sono realizzate da fornitori affidabili ed esperti. Pertanto, qualunque eventuale esigenza di riparazione o sostituzione può essere risolta rapidamente e senza ostacoli. 

Pensare fuori dagli schemi per risolvere anche le sfighe più improbabili

Ciò che contraddistingue ciascuno dei nostri progetti non è solo la capacità di risolvere le sfide delle aziende che si rivolgono a noi, grandi o piccole che siano. Ma di farlo grazie a un approccio distintivo, che caratterizza tutto il nostro team di tecnici e collaboratori: la visione trasversale o, per dirla in altri termini, il saper pensare “out of the box”, fuori dagli schemi classici.

Una prova lampante è stata l’intuizione di introdurre il forno IR all’interno di un settore nel quale non veniva abitualmente utilizzato.

Il punto di partenza per noi è sempre il problema: è da qui che i nostri Sfigasolver professionisti partono per immaginare e individuare le soluzioni migliori, anche scardinando le logiche abituali. 

L’approccio innovativo e visionario di Movingfluid, inevitabile in un caso pionieristico come questo, è servito inoltre a scartare le ipotesi meno performanti per raggiungere il livello più alto di soddisfazione ed efficienza.

Così siamo riusciti a completare il progetto, consegnare le macchine, installarle e testarle (apportando le dovute modifiche) in soli 8 mesi compiendo, sia noi che l’azienda, un passo importante verso l’automazione.

Le prossime settimane sono dedicate allo studio e all’implementazione di ulteriori perfezionamenti tecnici perché sì, ci piace superare anche noi stessi.  

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