Предимства на генерирането на азот на място за лазерно рязане

В структурата на разходите за лазерно рязане, спомагателният газ често е обезпокоителна променлива. Той не е фиксиран и предвидим като амортизацията на оборудването, нито прозрачен като електричеството. Той се колебае в зависимост от пазарните цени на газа, логистичните разстояния и графиците на доставчиците. В началото на месеца бутилираният азот може да е на едно ценово ниво; до края на месеца може да е значително по-висок. Още по-лошо е, че никога не можете точно да изчислите колко бутилки ще ви трябват този месец. Когато поръчките са ниски, газът стои неизползван и се изпуска. Когато поръчките се повишат, бутилките свършват, машините чакат газ, а режещите глави стоят на празен ход.

Това е фундаменталният недостатък на традиционния модел с външно снабдяване с газ: разходите за газ са неконтролируеми и веригата за доставки не е във вашите ръце. Това, което прави системата за генериране на азот на място, по същество е да трансформира „азота“ от закупен продукт в собствена производствена услуга, произвеждаща при поискване, точно толкова, колкото е необходимо, с фиксирани разходи и автономно снабдяване.

Тази статия няма да се задълбочи в теорията на молекулярните сита. Тя ще се фокусира единствено върху това, което е важно за вашата работилница: икономиката, стабилността и допълнителните ползи.

Компромисите между разходите и ефективността между три метода на доставка

Нека да разгледаме цифрите. В момента има три основни начина за подаване на азот за лазерно рязане: бутилки за високо налягане, съдове на Дюар с течен азот (LIN) и генериране на азот на място.

Азот в бутилка е най-скъпият подход. Един 40-литров цилиндър с налягане 15 MPa съдържа приблизително 5,5-6,0 стандартни кубически метра (Nm ³⁾използваем газ. Доставената цена на индустриалния азот с висока чистота (99,99%) може да бъде значителна на база цилиндър, което се изразява във висока цена на кубичен метър. Типичен високомощен лазер за рязане на 10 мм въглеродна стомана с азотен асистивен газ може да консумира 50-80 Nm³ на час. При този темп на потребление, само почасовата цена на газа може да бъде основен оперативен разход. При работа на две смени непрекъснато, месечната сметка за азот може лесно да достигне значителна част от общите разходи. И това дори не отчита времето за престой по време на смяна на бутилки, пространството за съхранение на бутилки или риска от повишаване на цените по време на летни кризи в доставките.

Течен азот (LIN) това донякъде намалява цената на единицата, но все пак включва значителни логистични и складови разходи. Течният азот обаче страда от физически загуби: независимо колко добра е изолацията на Дюаровия съд, има дневна загуба от 0,5%-1% от изпаряването. Ако не работите с пълен капацитет и спрете през уикенда, течният азот в резервоара тихо се изпарява. Освен това, течният азот в йонната течност (LIN) изисква специален резервоар за съхранение и изпарители, значително пространство на пода и има строги изисквания за пожарна безопасност и съответствие.

Производство на място следва съвсем различна логика. Плащате първоначална цена за закупуване и монтаж на оборудване. След това текущите разходи за газ се състоят само от два елемента: електричество и поддръжка. За система за генериране на азот PSA, съчетана с 6kW лазер, с чистота 99,99%, съотношението на подавания сгъстен въздух към азотния продукт е приблизително 6~7:1. За да произведете 80 Nm³ азот, са ви необходими приблизително 480-560 Nm³ сгъстен въздух. Цената на електроенергията зависи от местните тарифи и ефективността на компресора, но получената обща цена на азота обикновено е малка част от цената на бутилката или течния азот. Важното е, че тази цена е фиксирана и предвидима.

Печалбата при рязането на метал понякога не се крие в таксата за обработка, а в спестените разходи за гориво.

Таблицата по-долу обобщава разликите между трите метода на доставка:

Как генерирането на PSA/мембранен азот отговаря на изискванията за чистота при лазерно рязане

Съществуват два основни технологични пътя за генериране на азот на място: PSA (адсорбция с променливо налягане) и мембранно разделяне. Raysoar вече е описал подробно механизма на разделяне на кислород-азот чрез въглеродни молекулни сита в статията за това как работят генераторите на азот PSA. Тук няма да повтаряме принципите, а вместо това ще се съсредоточим върху въпросите за чистотата, пряко свързани с рязането.

Генерирането на азот с PSA предлага изключително широк регулируем диапазон на чистота, от 92% до 99,999%, като всички показатели са стабилни. За лазерно рязане на неръждаема стомана и алуминий, необходимата чистота на азота обикновено е между 99,9% и 99,99%. PSA работи с най-енергийно ефективно съотношение при точката на чистота от 99,9%, постигайки оптимален икономически баланс между обем на производство и чистота. За разлика от това, мембранното генериране на азот обикновено достига максимум при чистота от 99,5% и близо до тази граница, производството на газ спада рязко, докато коефициентът на разход на въздух се увеличава рязко. Ето защо PSA е абсолютният мейнстрийм в индустриалните настройки за лазерно рязане.

Сравнението на пригодността между двете технологии за сценарии с лазерно рязане е обобщено по-долу:

Практическото въздействие на чистотата е много осезаемо. При рязане на неръждаема стомана, ако чистотата на азота е недостатъчна (например под 99,9%), остатъчният кислород ще реагира с хром и желязо в горещия прорез, образувайки сиво-сини или кафеникави ивици по повърхността на рязане. Повишаването на чистотата над 99,99% възстановява сребристо-бялото блестящо покритие. Следователно, чистотата не е игра на числа; тя директно определя дали вашите готови части могат да бъдат доставени без последваща обработка.

Системата PSA може да заключи чистотата на всяка желана целева стойност, като флуктуациите обикновено се контролират в рамките на ±0,1%. Тази стабилност е нещо, с което нито бутилираният газ, нито течният азот могат да се сравнят – различните партиди бутилки може да имат леки вариации в чистотата, докато при производството на газ на място вие контролирате и използвате точно това, което произвеждате.

Петте основни предимства на производството на азот на място

Като се съчетаят икономиката и технологиите, ползите, които една азотна система на място носи на производственото съоръжение, могат да бъдат обобщени в пет ключови точки.

1.Елиминирайте нестабилността на цените и риска от прекъсване на доставките. Пазарът на газ е цикличен. Зимните ограничения на доставките, летните прекъсвания за поддръжка и контролът върху транспорта покачват цените. Производството на електроенергия на място напълно премахва зависимостта ви от известията за повишаване на цените от доставчиците. Вашата собствена машина, стига да работи, произвежда газ. Думата „недостиг“ не съществува.

2. Премахнете времето за престой при смяна на цилиндри. Бутилираният газ трябва да се подменя, когато е празен. Дюаровите съдове с течен азот изискват периодично зареждане на цистерни. Всяко действие за зареждане с газ е прекъсване на производството. Производството на газ на място работи 24/7 без прекъсване. В момента, в който машината за рязане се нуждае от газ, потокът е налице.

3. Преобразувайте цената на газа от променлива във фиксирана. Това е качествена финансова трансформация. Цените на газа в бутилките варират в зависимост от обема на производството; колкото повече го намалите, толкова по-висока е сметката за газ. При производството на газ на място, инвестициите в основен капитал и ниските разходи за поддръжка превръщат сметката за газ в стабилна и предвидима цифра. Получаването на голяма поръчка вече не означава загуба на контрол върху разходите за газ, а цените стават много по-точни.

4. Превключваща се чистота на азота в зависимост от материала. Можете да използвате азот с висока чистота 99,99% за неръждаема стомана, а когато режете въглеродна стомана със смесен газ, намалете чистотата, за да увеличите обема на рязане. Серията BCP M на Raysoar (PSA система с функция за смесване на газове) поддържа превключване с едно докосване на зададената точка на чистота - тази гъвкавост на процеса е нещо, което външно снабденият газ не може да предложи.

5. Саморегулирано захранващо налягане. Системата за генериране на азот осигурява точното налягане, от което се нуждае вашата производствена линия. Няма нужда да добавяте станции за намаляване и стабилизиране на налягането, само за да се адаптирате към фиксираното номинално налягане на газовите бутилки. Пътят на газа е по-опростен, а налягането е по-стабилно.

Кратък анализ на възвръщаемостта на инвестициите

Нека използваме най-простата логика, за да изчислим възвръщаемостта на инвестицията за производство на азот на място. Въпреки че точният период на възвръщаемост зависи от обема на потребление, местните цени на газа и цената на системата, добре проектираната система за производство на азот на място често се изплаща в рамките на относително кратък период на непрекъсната работа. За потребителите с голям обем производство възвръщаемостта на инвестицията може да се реализира за месеци, а не за години. След като оборудването е напълно амортизирано, спестяванията отиват директно в крайния резултат. След това цената на газа спада почти до цената на електроенергията, а след като амортизацията на оборудването приключи, спестяванията са почти чиста печалба.

Точният период на възвръщаемост зависи от обема на потреблението ви и местните цени на газа в бутилките. Колкото по-високо е потреблението и колкото по-скъп е бутилираният газ, толкова по-бърза е възвръщаемостта. Ако в момента използвате течен азот, възвръщаемостта може да е малко по-дълга. Въпреки това, като се вземат предвид загубите от изпарение и разходите за наем на колба Дюар, внедряването на генератори за генериране на азот от серията BCE на Raysoar все още осигурява забележителни икономически ползи.

Разширени приложения: Увеличаване на стойността чрез многоцелева употреба

Азотът, произведен от локална система, не е само за режещата глава. Същият източник може да захранва разклонителни тръбопроводи за уплътняване с положително налягане на пътя на лазерния лъч, прочистване на тръбопроводи и съхранение на полуготови продукти или суровини без окисляване. Например, високоякостни стоманени заготовки, очакващи рязане, могат да се съхраняват временно в азотна атмосфера, за да се образува инертен защитен слой, предотвратяващ ръждата. Разширявайки това до други точки на потребление на газ в завода - като например защитен газ за лазерно заваряване или предотвратяване на ръжда за ламарина след огъване - една единствена система за генериране на азот допълнително разпределя общите разходи за газ.

Интегрираното внедряване на генератор за азот на място на Raysoar

Raysoar не предлага изолиран генератор на азот, а интегрирана система за генериране на азот на място, директно свързана с вашата лазерна производствена линия. От избора на въздушен компресор, конфигурацията на хладилни сушилни и филтри, до настройката на чистотата и проектирането на тръбопровода на генератора на азот, всичко е интегрирано планирано около параметрите на газа на вашата линия. Крайният резултат е цялостна система, която произвежда стабилен, чист азот с едно завъртане на превключвателя, помагайки ви да трансформирате разходите си за азот от неконтролируема външна променлива в предвидима, управляема фиксирана стойност.

Направете снабдяването с азот толкова стабилно, при поискване и контролируемо, колкото водата и електричеството -това е стойността на генерирането на енергия на място.