솔베이, 케나메탈 콘포마 클래드(Conforma Clad)로 블로아웃 방지해 연간 $20만 절감

솔베이 어드밴스드 폴리머스(Solvay Advanced Polymers)가 10년 전 조지아 주 오거스타 시설에서 플라스틱 컴파운딩을 시작했을 때, 심한 마모로 희석상 공압 이송 시스템에서 예기치 않은 블로아웃(blowout, 파열)이 발생했습니다. 첫 컴파운딩 라인 가동 2주 만에 여러 엘보와 파이프라인이 고장 났습니다.

이 플랜트는 첨단 산업 용도용 폴리머를 압출, 펠릿화, 포장합니다. 가장 마모성이 강한 제품은 유리 함량 최대 50%인 아모델(AMODEL) 폴리프탈아마이드 펠릿입니다. 이 고속 펠릿이 직관과 엘보를 통해 최대 5,000fpm으로 이동하는데, 엘보가 블로아웃의 임계 지점입니다.

미탐지 블로아웃으로 플랜트는 연간 $200,000 이상의 제품 손실 비용을 부담했으며, 미탐지 블로아웃 1시간당 $4,000 비용이 들었습니다. 또한 일일 블로아웃 수리 인건비로 연간 $60,000을 추가 지출했습니다. 누적 효과는 상당한 수율 손실, 공정 분포 교란, 안전·하우스키핑 우려 증가였습니다.

시도된 대체 방안들

솔베이의 컴파운딩 설비 자산 코디네이터 켄 보울스(Ken Bowles)는 수많은 수정책을 평가했습니다. 표준 304/316 단반경 스테인리스 강관은 저압(4psi) 이송에서 7~21일만 버텼습니다. 다른 시도로는 장반경 벤드 엘보, 포켓백 디플렉션 엘보, 세라믹 라이닝 엘보, 유리·유리 라이닝 엘보, 텅스텐 카바이드 플레임 스프레이 크롬 코팅 등이 있었습니다. 솔베이는 밀상 공압 시스템 전환이나 진동 피더가 있는 스파이럴 컨베이어 전환도 고려했습니다.

모든 접근법이 용납할 수 없는 결과를 낳았습니다: 과도한 펠릿 열화, 제품 오염, 제품·색상 변경 시 엘보 탈거·세척 필요. 엘보 수가 많아 이 방식들은 비현실적이었습니다.

케나메탈 콘포마 클래드 솔루션

플랜트는 이미 압출기 배럴 보호를 위해 케나메탈 콘포마 클래드의 인기 있는 WPR-29 클래딩을 사용 중이었습니다. 보울스는 4, 6, 8인치 이송 라인에 단반경 45°와 90° 엘보를 시험했습니다. 엘보가 탁월하게 작동했고, 보울스는 영구적 마모 솔루션을 찾았음을 직감했습니다.

이후 추가 클래드 부품을 단계적으로 도입: 가장 공격적인 라인에 클래드 공압 이송 라인, 그 다음 덜 공격적인 마모 지점. 원래 클래드 엘보가 2~3년 지속되었으며, 일부는 9년 사용 후에도 성능을 유지했습니다.

성공에 힘입어 보울스는 30인치 다운스트림 구간 클래드 파이프, 2001년 클래드 디버터 밸브, 클래드 압출기 트랜지션 슈트와 펠렛타이저 스트랜드 가이드, 2002년 클래드 사이클론을 지정했습니다. 2003년 중력 시스템에 클래드 파이프 구간 추가, 직선 구간 90° 회전으로 마모 수명 연장.

오늘날 보울스는 클래드 부품을 계속 설치하고 예비 재고를 유지합니다. "케나메탈 콘포마 클래드가 유일한 워크어웨이(walk-away) 솔루션이었습니다."라고 그는 말합니다. 이제 모든 신규 장비에 케나메탈 콘포마 클래드 클래딩을 지정합니다.

"케나메탈 엔지니어들의 프로젝트 적극적 참여에 감사합니다."라고 보울스는 말합니다. "지난 9년간 몇 가지 과제에 직면했지만, 케나메탈 콘포마 클래드가 프로젝트의 공동 소유권을 갖고 우리와 함께 해결했습니다. 그들은 우리의 마모 문제를 이해하려 하고 책임을 집니다. 이것이 모든 차이를 만들었습니다."

최고 경영진의 클래딩 투자 설득은 처음에 어려웠습니다. 보울스는 노동, 부품, 블로아웃 감소로 인한 제품 손실 절감 데이터를 수집했습니다. 회사는 선행 클래딩 비용이 수율 개선과 제품 손실 감소로 회수됨을 빠르게 깨달았습니다. 플랜트는 이제 클래딩 비용을 4~5개월 만에 회수합니다.

용접 수리 팀이었던 마이크 클락(Mike Clark)과 스탠 브랜햄(Stan Branham)은 이제 예기치 않은 블로아웃 대응 대신 선제적 프로젝트에 집중합니다. 브랜햄은 "보호되지 않은 파이프가 터질 때마다 케나메탈 콘포마 클래드 제품으로 교체합니다. 모든 케나메탈 콘포마 클래드 부품을 노란색으로 칠합니다. 언젠가 라인 전체를 노란색으로 칠하고 싶습니다."라고 말합니다.

케나메탈 콘포마 클래드 기술

케나메탈 콘포마 클래드(Kennametal Conforma Clad)는 극한 마모, 부식, 침식이 수반되는 산업 응용을 위한 선도적인 중증 마모 솔루션 제공업체입니다.

독자적 침투 브레이징 텅스텐 카바이드 클래딩이 구성요소 표면에 야금적으로 결합됩니다. 케나메탈의 천 전달 시스템으로 조밀하게 패킹된 텅스텐 카바이드가 복잡한 형상에 균일하게 적용되어 균일하고 예측 가능한 속도로 마모되는 보호층을 생성합니다. 결과는 높은 내마모성·내부식성의 내구성 있는 클래딩입니다.

또한 케나메탈은 켄나메탈 HTM의 고온 등방성 프레싱(HIP, Hot Isostatic Pressing) 기술을 사용한 고성능 구성요소를 제공합니다. HIP 라이닝 배럴과 스크류 엘리먼트 블랭크는 뛰어난 마모 특성으로 제품 수명과 공정 성능을 개선하는 두 가지 제품입니다. HIP 기술과 켄나메탈 HTM의 기타 첨단 소재 솔루션 정보: www.kennametal.com