La construcción de una planta de producción automatizada de cilindros de gas licuado requiere considerar la seguridad, el cumplimiento normativo y la eficiencia de la automatización. A continuación, se presenta una breve descripción de todo el proceso, desde la preparación hasta la puesta en marcha y la operación, con énfasis en los requisitos especiales de la producción automatizada:
I. Etapa de preparación preliminar
1. Estudio de mercado y viabilidad
Análisis de la demanda: Investigar la capacidad del mercado, las especificaciones principales (como 5 kg, 15 kg, 50 kg, etc.) y el panorama competitivo de los cilindros de gas licuado en la región, y definir la capacidad de producción objetivo (por ejemplo, 1 millón al año).
Viabilidad técnica: Evaluar la madurez técnica de la línea de producción automatizada, comparar la rentabilidad de la automatización total y la semiautomatización (como la inversión en equipos, el consumo de energía y los costos laborales), y consultar el modelo de producción de empresas de referencia del sector (como el plan de automatización de grandes fabricantes nacionales de cilindros).
Cumplimiento de las políticas: Confirmar los requisitos de acceso locales para los fabricantes de mercancías peligrosas, como la «Ley de Seguridad de Equipos Especiales» sobre la concesión de licencias para la producción de cilindros de gas, y obtener una «licencia de fabricación de cilindros de gas».
2. Selección y planificación del emplazamiento
Requisitos para la selección del emplazamiento:
Alejado de zonas vulnerables como zonas residenciales y escuelas (normalmente se requiere una distancia de seguridad de ≥500 metros), cerca de la zona de producción de materia prima de acero o de un centro logístico para reducir los costes de transporte.
El emplazamiento debe ser plano, con buen suministro de agua, drenaje y suministro eléctrico (los equipos de automatización necesitan un voltaje estable y se recomienda contar con un generador de emergencia).
Planificación de la planta:
Dividir las áreas funcionales: área de almacenamiento de materia prima, taller de producción (incluyendo estirado de cabezales, soldadura, pruebas y otros procesos), área de almacenamiento de producto terminado, área de oficinas, área de almacenamiento temporal de mercancías peligrosas (como pintura, gas licuado residual).
Disposición de la automatización: Planificar según la dirección de la línea de montaje: «entrada de materia prima → procesamiento → pruebas → empaquetado» para reducir la distancia de manipulación del material. Por ejemplo, el equipo de estirado de cabezales y el equipo de soldadura deben estar adyacentes para facilitar la transmisión automática.
3. Proceso de aprobación y calificación
Proceso de aprobación principal:
Solicitar una «Licencia de Fabricación de Equipos Especiales» al departamento de supervisión del mercado local y presentar los planos de diseño de la planta, la lista de equipos y la documentación del sistema de control de calidad.
Aprobación del departamento de bomberos: La planta debe cumplir con el «Código para el Diseño de Edificios con Protección contra Incendios» (GB50016) y estar equipada con paredes a prueba de explosiones, sistemas de rociadores contra incendios y pasillos de evacuación de emergencia. Aprobación de protección ambiental: Presentar un informe de evaluación de impacto ambiental, tratar las aguas residuales de producción (como las aguas residuales aceitosas) y los gases residuales (humo de soldadura, volátiles de pulverización) y estar equipado con dispositivos de tratamiento de gases residuales (como la adsorción con carbón activado).
Evaluación de seguridad: Encargar a una agencia externa la realización de una preevaluación de seguridad para garantizar que la línea de producción cumpla con las «Medidas de Implementación para Licencias de Producción de Seguridad para Empresas de Producción de Productos Químicos Peligrosos».
4. Selección de tecnología y equipos
Equipos principales para líneas de producción automatizadas:
Procesamiento de cabezales: Máquina laminadora y estiradora totalmente automática (consulte la tecnología de laminación comparada con el período anterior), máquina dobladilladora CNC y brazo robótico de alimentación automática de apoyo.
Fabricación de cilindros: Máquina laminadora de placas, máquina de soldadura automática de costura longitudinal (como la máquina de soldadura por arco sumergido), robot de soldadura de costura circunferencial (para lograr la soldadura automatizada de cabezales y cilindros). Equipos de prueba: comprobador de presión hidráulica (prueba de resistencia a la presión), detector de estanqueidad (detección de fugas), detector de defectos por rayos X (detección de soldaduras), que deben integrarse en la línea de ensamblaje automatizada.
Tratamiento de superficies: línea de pulverización automática (imprimación + acabado), equipada con un dispositivo de reciclaje de pintura ecológico.
Sistema inteligente:
Introduzca el MES (sistema de ejecución de fabricación), monitoree los datos de producción (como la capacidad de producción, los fallos de los equipos y los resultados de la inspección de calidad) en tiempo real y conéctese al sistema ERP para gestionar el inventario y los pedidos.
Utilice un PLC (controlador lógico programable) para controlar la conexión de las líneas de producción, como la transmisión automática a las estaciones de soldadura una vez finalizado el estiramiento del cabezal.
II. Fase de construcción
1. Construcción de la planta e infraestructura
Normas de diseño de la planta:
La estructura principal es de acero u hormigón armado, el techo está equipado con un dispositivo de alivio de presión a prueba de explosiones (como un panel de techo ligero) y el suelo es de material antiestático (para evitar chispas por fricción).
La envergadura del taller de producción debe ajustarse a la disposición del equipo. Por ejemplo, la altura de la máquina de estirado suele ser de 5 a 8 metros, y se debe reservar espacio para la elevación. La ventilación del taller debe ser adecuada para evitar la acumulación de humo de soldadura.
Instalaciones de apoyo:
Construir una sala de distribución de energía independiente equipada con un sistema de puesta a tierra para protección contra rayos (resistencia de puesta a tierra ≤ 4 Ω); instalar una estación de aire comprimido para alimentar equipos neumáticos (como brazos robóticos). Los almacenes de mercancías peligrosas deben cumplir con las «Normas de Construcción de Almacenes de Productos Químicos Peligrosos», utilizar paredes ignífugas y a prueba de explosiones, e instalar dispositivos de control de temperatura y humedad, así como alarmas de fugas de gas.
2. Instalación y depuración de equipos automatizados
Proceso de instalación:
Ubicar la cimentación del equipo según el diagrama de diseño del proceso y hormigonar la base (por ejemplo, la base de la máquina de estirado debe ser a prueba de golpes).
Elevar el equipo principal, usar un nivel para calibrar la verticalidad (por ejemplo, el error de horizontalidad de la base del robot de soldadura debe ser ≤ 0,5 mm/m) y conectar las tuberías hidráulicas y neumáticas.
Conectar una red industrial (como Ethernet), conectar los PLC de cada dispositivo y construir un sistema de control central.
Enfoque de depuración:
Depuración de una sola máquina: Comprobar los parámetros de presión de la máquina de estirado y la precisión de la trayectoria del robot de soldadura (error ≤ 0,2 mm).
Depuración de vinculación: simula todo el proceso desde las materias primas en la línea hasta los productos terminados fuera de la línea, detecta la suavidad de la conexión del sistema de transmisión de material (como cintas transportadoras, manipuladores de armadura) y garantiza que el tiempo de ritmo cumpla con la capacidad de producción diseñada (como el ciclo de producción de cada cilindro ≤10 minutos).
III. Preparación antes de la producción
1. Capacitación del personal y construcción del sistema
Personal:
Puestos técnicos: Ingeniero de equipos de automatización (responsable de la programación del PLC y el mantenimiento del equipo), inspector de calidad (certificado y familiarizado con las normas de inspección de cilindros de gas).
Puesto de operación: Los operadores de línea de producción que hayan recibido capacitación en seguridad deben dominar las habilidades de emergencia, como la parada de emergencia y la extinción de incendios.
Sistema de gestión:
Establecer un sistema de gestión de calidad ISO 9001, formular las regulaciones del proceso de producción (como los parámetros de soldadura y la velocidad de estiramiento) y las normas de inspección para cilindros de acero (consulte la norma GB5842 “Cilindros de gas licuado de petróleo”).
Elaborar un “Sistema de Gestión de la Producción Segura”, aclarar el proceso de aprobación para trabajos en caliente y en espacios confinados, y dotar de personal de seguridad a tiempo completo.
2. Producción de prueba y aceptación
Producción de prueba:
Producción en lotes pequeños (p. ej., 500 piezas), comprobar la estabilidad de la línea de producción, registrar la tasa de fallos y la tasa de desperdicios del equipo (objetivo ≤1 %) y optimizar los parámetros del proceso (como la temperatura de la matriz de estiramiento y la corriente de soldadura).
Realizar pruebas completas en los cilindros de producción de prueba: prueba de presión (presión de agua ≥ 3,2 MPa), prueba de hermeticidad (presión de aire ≥ 2,1 MPa) y prueba de adhesión de la película de pintura.
Aceptación y recopilación de pruebas:
Solicitar al departamento de supervisión del mercado que realice una revisión in situ, presentar los registros de producción de prueba y los informes de las pruebas, y emitir la «Licencia de Fabricación de Equipos Especiales» tras la aprobación.
Aceptación de protección ambiental: Encargar a un tercero la comprobación de los indicadores de emisiones de gases de escape y aguas residuales para garantizar el cumplimiento de las normas locales de emisiones.
IV. Consideraciones clave
Diseño de redundancia de seguridad: La línea de producción automatizada debe estar equipada con doble protección de seguridad (como botón de parada de emergencia y protección contra sobrecarga), y los equipos clave (como los recipientes a presión) deben calibrarse periódicamente.
Control de costos: La inversión inicial en equipos automatizados es elevada (aproximadamente del 60 % al 70 % de la inversión total) y puede construirse por etapas (por ejemplo, primero la línea de producción principal y luego la mejora del sistema inteligente).
Actualizaciones de cumplimiento: Preste atención a las actualizaciones de los estándares de la industria (como la versión revisada de GB5842), ajuste el proceso de producción de manera oportuna y asegúrese de que el producto cumpla con los últimos requisitos de seguridad.
Mediante el proceso descrito, la construcción de una planta de producción automatizada para cilindros de gas licuado puede completarse sistemáticamente, teniendo en cuenta la eficiencia, la seguridad y el cumplimiento, y lograr una producción inteligente a gran escala.
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Ingeniero de ventas: Bruce Van
