Van Hollywood naar de Golf: Kevin Costner's CINC Industries Vormt Rampenbestrijding

Niet veel productiebedrijven kunnen zeggen dat een van de oprichters een bekende filmster is. CINC Industries uit Carson City, Nevada, kan dat. Kevin Costner, van Hollywood roem, hielp dit bedrijf in 1983 op de been. Het bedrijf liever echter over de cruciale rol die zijn producten spelen bij reacties op kritieke situaties zoals milieurampen. De recente olielek in de Golf van Mexico is een voorbeeld. Het is een verhaal dat de sleutelrol illustreert die de bewerkingscapaciteit van het bedrijf speelt bij het produceren van enkele van de meest efficiënte, meest krachtige centrifuges ooit gebouwd.

De betrokken werktuigmachines zijn voornamelijk grote draaibanken en draai-frees machines van Doosan Infracore (West Caldwell, New Jersey). Naast andere nauwkeurige werkstukken worden ze gebruikt om de rotoren te produceren die het hart vormen van een centrifuge. Precisie bewerking zorgt ervoor dat rotoren in de grootste modellen zo snel als 2.500 toer/min kunnen draaien met zoveel als 208 liter vloeistof in de scheidingskamer. Omdat precieze bewerking resulteert in componenten die gebalanceerd kunnen worden tot binnen een paar gram voor vrijwel trillingvrije rotatie, werken de centrifuges efficiënt en betrouwbaar zelfs als de vloeistof binnenin de samenstelling wijd uiteenloopt. Deze veelzijdigheid maakt ze ideaal voor milieuschoonmaak toepassingen zoals het scheiden van ruwe olie van zeewater. Het belang van deze capaciteit werd bewijzen in de Golf van Mexico, waar de verhouding van olie en water sterk varieerde afhankelijk van de omstandigheden aan het oppervlak van het zeewater.

Echter, de centrifuges van het bedrijf worden ook in vele andere industrieën gebruikt die effectieve en economische vloeistofscheidingapparatuur vereisen.

De werktuigmachines bij CINC Industries moeten nauwkeurig en efficiënt zijn om componenten in een reeks formaten en een verscheidenheid aan werkstukmaterialen te produceren. Bijvoorbeeld vereist het bedrijf dat zijn draaibanken zowel ruw- als fijn-draaien uitvoeren. Volgens Bret Sheldon, de huidige eigenaar en president, zijn de draaibanken die freesoperaties ondersteunen bijzonder waardevol. Het combineren van draaien en frezen elimineert opstellingen en verbetert de onderdeelnauwkeurigheid – belangrijke zorgen bij grote, zware werkstukken.

Het combineren en stroomlijnen van processen helpt het bedrijf ook de productie van zijn centrifuges in balans te brengen met contractbewerkingsjobs, een ander deel van zijn bedrijf.

Technologie in de Spotlight

Actor, producent en technologievoorvechter Kevin Costner is inderdaad een van de oprichters van CINC Industries. Hij en zijn broer Dan richtten het bedrijf 27 jaar geleden op om een nieuw soort centrifuge te fabriceren gebaseerd op technologie ontwikkeld door het Amerikaanse Department of Energy voor zijn kernprogramma's. Op dat moment was een andere olieramp in het nieuws – de wreck van de Exxon Valdez tanker in Prince Williams Sound, Alaska, een van de Costners' favoriete visplekken. Het verwijderen van olie uit de eertijds onbererde wateren van de Sound werd een urgente zorg voor hen. Zij waren gretig om deze nieuwe methode van mechanisch scheiden van olie van zeewater toe te passen om de Sound te redden. Dan was de ingenieur en hands-on shopmanager bij het nieuwe bedrijf, terwijl Kevin (die een graad in financiën heeft) de financiële rugsteun en zakelijke promotor was.

Oorspronkelijk was het bedrijf gevestigd in Californië. Het succes van de centrifuges in Alaska vestigde het bedrijf als een levensvatbaar bedrijf, en hun innovatieve ontwerp werd vervolgens aangepast voor gebruik door farmaceutische bedrijven, biodiesel brandstof raffinaderijen, energie-gerelateerde laboratoria en andere industrieën. Niettemin verloren de Costners nooit hun interesse in de technologie als potentiële zegen in rampen zoals een olielek.

In 1995 verhuisde het bedrijf naar Carson City, Nevada. Rond deze tijd trad Dhr. Sheldon toe aan het bedrijf als manager van productieoperaties. Zijn achtergrond was in productie en omvatte een periode bij Thiokol toen die firma componenten bouwde voor het ruimteshuttle-programma. Hij kocht uiteindelijk CINC Industries in 1997, maar de Costners bleven betrokken als technologieadviseurs en steuners.

Deze betrokkenheid leidde Kevin Costner ertoe zijn zaak voor het potentieel van deze centrifugaal scheidingstechnologie naar het Amerikaanse Congres te brengen in mei 2010 toen de olielek in de Golf van Mexico zich ontvouwde met catastrofale gevolgen. Zijn getuigenis trok veel aandacht, wat uiteindelijk leidde tot een stroom orders voor de grootste centrifuge van CINC Industries. Deze werden met succes ingezet in de opschoningsinspanningen in de Golf.

Gelukkig werd de lekkende put in augustus 2010 gedicht, wat de milieuschade die door dit ongeluk veroorzaakt werd, beperkte. Toch heeft de verhoogde zorg over het voorkomen en reageren op olielekken bij offshore booroperaties over de hele wereld geleid tot nieuwe orders voor apparatuur van CINC Industries. In feite heeft het bedrijf extra werktuigmachines besteld om zijn bewerkingscapaciteit te vergroten.

De Toneel Zetten

CINC Industries opereert in een 5.667 m² faciliteit in een bedrijvenpark aan de rand van Carson City, in de noordwestelijke hoek van Nevada. Het emploieert ongeveer 30 mensen in zijn productiefaciliteiten. Het produceren van centrifuges, de vlaggenschip productlijn van het bedrijf, omvat een combinatie van fabricage-expertise (vooral lassen) en precisie bewerkingscapaciteit. Deze combinatie wordt het beste getuigd door de productie van rotoren, het deel van de centrifuge dat met hoge snelheid roteert.

Deze rotatie doet de vloeistof in de scheidingskamer draaien. De resulterende centrifugaalkracht zorgt ervoor dat de lichter-per-volume olie naar het binnenste deel van de kamer terugtrekt waar het afgezogen kan worden, waardoor alleen schoon water overblijft. Het ongewone ontwerp van de rotor en kamer in de centrifuges van CINC Industries stelt ze in staat om meer dan 99 procent van de olie uit de binnenkomende besmette water te verwijderen. Water dat de centrifuges verlaat is schoon genoeg om direct terug te keren naar de oceaan, terwijl de olie verzameld kan worden voor eventuele raffinage.

De meeste rotoren worden geproduceerd uit een verscheidenheid aan gietwerk dat samengelaserd wordt, daarna bewerkt. Een typische rotor vereist ongeveer 15 afzonderlijke las- en bewerkingsoperaties. Draaien is de belangrijkste bewerkingsoperatie omdat het ideaal is voor het creëren van geometrie die uniform symmetrisch moet zijn rond een middellijn. Hoe goed deze onderdelen op de machines van CINC gedraaid kunnen worden, bepaalt direct hoe goed ze presteren in de centrifuge.

Draaiens Hoofdrol

CINC Industries steunt op twee CNC draaicentra voor zijn grote rotor draaicapaciteit: een Doosan Puma 400 LMB en een Puma 700.

Rotoren voor het grootste centrifugemodel worden geproduceerd op de Puma 400 LMB. Deze 50-pk machine kan onderdelen draaien tot 559 mm in diameter en 2.032 mm tussen de punten. Volgens Dhr. Sheldon stelt de freescapaciteit van de machine het in staat om operaties in één opstelling te combineren. Bijvoorbeeld is de lange hub van de C-as bijzonder nuttig voor het bereiken van kenmerken die anders complexe opstelling op een freesmachine zouden vereisen. Belangrijker nog, het elimineren van extra opstellingen resulteert in een nauwkeuriger afgewerkte rotor.

Nauwkeurigheid is kritisch omdat het de balans van de rotor beïnvloedt, wat de vermogen bepaalt om met hoge snelheid en lage trilling te draaien. Hoge rotatiesnelheid is noodzakelijk om grote volumes gemengde vloeistoffen efficiënt te scheiden. Tegelijkertijd voorkomt lage trilling dat lagers in de centrifuge excessief slijten en de exploitatie- en onderhoudskosten verhogen.

Veel van deze rotoren zijn groot en zwaar. Om dit in perspectief te plaatsen, merkt Dhr. Sheldon op dat de roestvrije staal rotor voor het V-20 model, dat 757 liter per minuut kan verwerken, een ongeveer 363 kg rotor heeft van 508 mm in diameter. De vloeistof in de scheidingskamer kan zoveel als 181 kg wegen. Door de rotor te balanceren tot binnen 3 gram of minder, kan de centrifuge vrijwel trillingvrij werken bij 2.500 toer/min.

Hoewel de Puma 400 LMB de winkel in staat stelt een aantal draai- en freesoperaties te consolideren, moeten de roestvrije staal rotoren verwijderd worden voor warmtebehandeling voordat ze terugkeren naar deze machine voor fijn-draaien. "Deze machine heeft het koppel en de stevigheid om de ruw-draaioperaties alsook de precisie voor fijn-draaien aan te gaan," zegt Dhr. Sheldon.

Naast roestvrije staal rotoren produceert CINC ook Hastelloy modellen voor farmaceutische toepassingen. Hoewel deze rotoren niet de grootste zijn die het bedrijf produceert, vereist het zware werkstukmateriaal een machine met hogere paardenkracht en koppel. Hier past de Puma 700 model goed in. Deze machine heeft een 60-pk spindelmotor en kan werkstukken accommoderen tot 1.651 mm lang met diameters tot 902 mm. Deze machine is in staat de zware sneden te maken die vereist zijn voor het bewerken van Hastelloy, dat geneigd is om werkverharding te ondergaan bij lichte sneden.

Volgens Dhr. Sheldon hebben de Doosan-machines zich als betrouwbare paarden bewogen die strakke toleraties handhaven. Hij schrijft dit toe aan de grootte en het gewicht van hun Meehanite gietijzer bedden. De bedden hebben een koppelbuis constructie, wat betekent dat ze gebouwd zijn om een gietijzeren cylinder. De cylindervorm is van nature weerstandig tegen buigen, wat de algehele stevigheid van de machine verbetert. Doosgeleider constructie van de as-geleiders houdt de machine ook stevig, vooral onder de belasting van snijden op volle vermogen. Deze kenmerken stellen de winkel in staat om precisie te handhaven ondanks de grote grootte van de onderdelen. "We produceren routinematig rotorlageroppervlakken op deze machines tot ±0,005 of 0,008 mm, afhankelijk van de grootte van de rotor," zegt Dhr. Sheldon.

Geen Eenmansstuk

De nieuwste machine van de winkel is een Doosan Puma VT1100, een verticale draaibank. Deze machine accommodeert werkstukken tot 1.143 mm in diameter en 1.016 mm hoog. Het heeft een spindelmotor die gewaardeerd is op 60 pk (continu) en 75 pk (30 minuten zware duty cycle). Naast het geven van de winkel een ander middel voor het draaien van grote onderdelen, zal het ook de productie van een V-40 model centrifuge ondersteunen die CINC Industries ontwikkelt. Dit model zal nog grotere volumes vloeistof verwerken en nog hogere scheidingssnelheden bieden dan het grootste huidige model. Rotoren voor de V-40 zullen 1.016 mm in diameter meten.

Omdat CINC Industries contractbewerking doet naast het produceren van zijn lijn van centrifuges, stelt het hebben van een reeks grote draaicentra en draai-frees machines het bedrijf in staat om jobs van klanten in de kernenergie, windturbine en andere industrieën aan te trekken, zegt Dhr. Sheldon. Deze diversificatiestrategie heeft het bedrijf goed gediend tijdens de recente recessie.

Niettemin voedt het bedrijf de intentie om zijn focus op zijn lijn van centrifuges te behouden. Hoewel de Golf-olielek niet meer in de koppen staat, zijn opschoningsinspanningen nog steeds gaande. Bovendien zijn bedrijven die naar duurzame productie en groene technologie bewegen, steeds geïnteresseerder in nul-uitstoot operaties. Deze trend, gelooft Dhr. Sheldon, zal nieuwe toepassingen creëren voor hoge-efficiënte scheiding van vloeistoffen voor hergebruik.