লেজার কাটিংয়ের জন্য নাইট্রোজেন জেনারেটর কীভাবে নির্বাচন করবেন?

লেজার কাটিং জেনারেটরে নাইট্রোজেন বিশুদ্ধতা প্রয়োজনীয়তা বোঝা

শিল্প লেজার কাটিংয়ে, নাইট্রোজেনের বিশুদ্ধতা স্তরের উপর কাটিংয়ের মান এবং প্রক্রিয়াকরণের উৎপাদনশীলতা নির্ভর করে। উচ্চ-বিশুদ্ধতা (≥99.95%) নাইট্রোজেন জারণ প্রতিরোধ করে এবং ড্রস ছাড়াই তীক্ষ্ণ ধার রেখে যায়, যা উপকরণের গুণগত মান বা উৎপাদন খরচকে প্রভাবিত করতে পারে। অপর্যাপ্ত বিশুদ্ধতার কারণে জারণ ত্রুটি অটোমোটিভ উত্পাদন সুবিধাগুলিতে সমস্ত লেজার-কাট পার্ট প্রত্যাখ্যানের 43% হওয়ার কথা পাওয়া গেছে (পনমন 2023), এবং ফলস্বরূপ, সঠিক গ্যাস নির্বাচন একটি গুরুত্বপূর্ণ অপারেশনাল সিদ্ধান্ত।

উপকরণের ধরন অনুযায়ী জারণ প্রতিরোধ সীমা

জারণ প্রতিরোধের জন্য বিভিন্ন ধাতুর প্রয়োজন হয় নাইট্রোজেনের বিশুদ্ধতা স্তর অনুযায়ী:

স্টেইনলেস স্টিলের মতো উচ্চ-ক্রোমিয়াম সংকর ধাতুগুলি ক্রোমিয়াম অক্সাইড গঠন এড়াতে অতি-বিশুদ্ধ নাইট্রোজেন (≥99.99%) এর প্রয়োজন হয়। এয়ারোস্পেস-গ্রেড উপাদানগুলির জন্য আলুমিনিয়াম মার্জিনালি কম বিশুদ্ধতা সহ্য করে কিন্তু এখনও ≥99.95% এর প্রয়োজন হয়। গ্যাস পৃথকীকরণ মেমব্রেনগুলিতে সাম্প্রতিক ভাঙন পুরানো সিস্টেমগুলির তুলনায় 30% কম শক্তি খরচে 99.999% বিশুদ্ধতা অনুমতি দেয়।

প্রান্ত গুণমানের উপর বিশুদ্ধতার প্রত্যক্ষ প্রভাব (স্টেইনলেস বনাম অ্যালুমিনিয়াম)

উপাদানগুলির মধ্যে প্রান্ত অমসৃণতা পরিমাপগুলি স্পষ্ট পার্থক্য তুলে ধরে:

স্টেইনলেস স্টিলের ক্ষেত্রে, প্রতি 0.01% শুদ্ধতা হ্রাস এজ অক্সিডেশনকে 27% বাড়ায় বলে ফ্যাব্রিকেশন ইনস্টিটিউটের পরীক্ষায় (2022) দেখা গেছে। অ্যালুমিনিয়াম আরও সহনশীলতা দেখায় - শুদ্ধতা 99.95% থেকে কমিয়ে 99.5% করা হলে শুধুমাত্র 66% রফনেস বৃদ্ধি পায়, যেখানে স্টিলের ক্ষেত্রে তা 187% বৃদ্ধি পায়। এখন শীর্ষ প্রস্তুতকারকরা কাটিং চক্রের সময় ±0.005% শুদ্ধতা স্থিতিশীলতা বজায় রাখতে রিয়েল-টাইম গ্যাস অ্যানালাইজার ব্যবহার করছেন।

নাইট্রোজেন জেনারেশন সিস্টেমে ফ্লো রেট ও চাপের অপ্টিমাইজেশন

লেজার কাটিং অপারেশনে ফ্লো রেট এবং চাপ প্যারামিটারগুলির নির্ভুল নিয়ন্ত্রণ অপারেশনাল দক্ষতা এবং উপকরণের মান নির্ধারণ করে। উপযুক্ত প্যারামিটারাইজেশন নাইট্রোজেন অপচয় কমায় এবং অক্সিডেশন ত্রুটি প্রতিরোধ করে, যেখানে উপকরণের পুরুত্ব এবং কাটিং গতি গ্যাস খরচের প্রয়োজনীয়তা নির্ধারণ করে।

1-30মিমি উপকরণের জন্য কাটিং গতি-থেকে-ফ্লো রেট সূত্র

উপকরণের পুরুত্ব (T), কাটিং গতি (S) এবং নাইট্রোজেন প্রবাহ হার (Q) এর মধ্যে একটি মৌলিক সম্পর্ক রয়েছে: Q = K × T² / S, যেখানে K হল উপকরণের ধ্রুবক (SS-এর জন্য K=1.2, Al-এর জন্য K=1.8)। 12মিমি স্টেইনলেস স্টিল 2মিটার/মিনিট কাটার ক্ষেত্রে এটি 150 Nm³/h প্রবাহের সমান। অন্তর্ভুক্ত সমালোচনামূলক সীমা হল:

• 1-5মিমি শীট: 35-70 Nm³/h @ 15 বার
• 10-15মিমি স্ট্রাকচারাল স্টিল: 100-180 Nm³/h @ 20 বার
• 20-30মিমি খাদ: 220-300 Nm³/h @ 25 বার

প্লাজমা আর্কের সুরক্ষামূলক গ্যাস পর্দা বজায় রাখতে পুরুত্ব বৃদ্ধির সাথে প্রবাহ হারের সামঞ্জস্য ঘাতক হারে বৃদ্ধি পায় - প্রতি 1মিমি ফেরাস ধাতুর জন্য 12-15 Nm³/h এবং অ-ফেরাস খাদের জন্য 18-22 Nm³/h যোগ হয়।

অবিচ্ছিন্ন অপারেশনের জন্য চাপ স্থিতিকরণ পদ্ধতি

18-22 বারের মধ্যে স্থিতিশীল চাপ বজায় রাখা গ্যাস টার্বুলেন্সের কারণে কাটা ধারে অনিয়মিততা প্রতিরোধ করে। তিনটি প্রমাণিত স্থিতিকরণ পদ্ধতি:

1. বহু-পর্যায়ের বাফার ট্যাঙ্ক ক্রমিক চাপ ড্যাম্পিংয়ের মাধ্যমে কম্প্রেসর পালসেশন শোষিত করে (≥4:1 আয়তন অনুপাত)
2. বদ্ধ-লুপ PID নিয়ন্ত্রক 0.3 সেকেন্ডের মধ্যে চাপের বিচ্যুতি ±0.5 বারের বেশি হলে জেনারেটর আউটপুট সমন্বয় করুন
3. নিরাপত্তা চাপ নিয়ন্ত্রক স্বয়ংক্রিয় ফেইলওভার সহ ফিল্টার পরিবর্তনের সময় ±2% চাপ নির্ভুলতা বজায় রাখুন

উন্নত সিস্টেমগুলিতে রিয়েল-টাইম সান্দ্রতা ক্ষতিপূরণ অন্তর্ভুক্ত থাকে, প্রবাহের পরামিতিগুলি সামঞ্জস্য করে যখন প্রতিফলিত উপকরণ কাটা হয় যা গ্যাস প্রসারণ গতিবিদ্যা পরিবর্তন করে। প্রাক-নির্ধারিত রক্ষণাবেক্ষণ সূচির সাথে সংযুক্ত হয়ে, এই পদ্ধতিগুলি তিন-পালা উত্পাদন পরিবেশে 99.5% আপটাইম অর্জন করে।

পিএসএ বনাম মেমব্রেন নাইট্রোজেন জেনারেটর: প্রযুক্তি তুলনা

পিএসএ সিস্টেম: উচ্চ-ভলিউম অপারেশনের জন্য 99.999% বিশুদ্ধতা

99.999% পর্যন্ত অতি উচ্চ বিশুদ্ধতা নাইট্রোজেন উৎপাদনের জন্য PSA মডেলগুলি হ'ল এমন কোম্পানিগুলির জন্য অপরিহার্য যারা বিমান ও মহাকাশযান উপাদান এবং চিকিৎসা সরঞ্জাম তৈরি করছে। এই সিস্টেমগুলি কার্বন আণবিক ছাঁকনি ব্যবহার করে সংকুচিত বাতাস থেকে <1ppm অবশিষ্ট অক্সিজেন অপসারণ করে। 2022 সালে একটি তাপীয় প্রক্রিয়াকরণ অধ্যয়ন থেকে জানা গেছে যে মেমব্রেন-ভিত্তিক বিকল্পগুলির তুলনায় অটোমোটিভ লেজার কাটিংয়ে জোড়ে জোড়ে PSA জনিত জারণ-সংক্রান্ত খতিয়ানের হার 83% কমিয়েছে। এগুলি মডুলারও হয় এবং বৃহত্তর পরিমাণের জন্য 20 Nm³/h থেকে 5,000 Nm³/h পর্যন্ত বৃদ্ধি করা যেতে পারে, যদিও উদ্ভিদের আকার 500 Nm³/h এর বেশি হলে শক্তি খরচ রৈখিক হয়ে যায়।

মেমব্রেন সিস্টেম: মধ্যম পরিসরের চাহিদার জন্য শক্তি দক্ষতা

হাই-পিওরিটি মেমব্রেন নাইট্রোজেন জেনারেটরগুলি, যা অর্ধ-ভেদ্য খোলা তন্তু ব্যবহার করে, 30 থেকে 50 শতাংশ কম শক্তি খরচে 95 থেকে 99.5 শতাংশ পরিষ্কার নাইট্রোজেন উৎপাদন করে। অবিচ্ছিন্ন উৎপাদনের জন্য নির্মিত এই সিস্টেমগুলি 15 মিমি পুরু কাটিং শীটের জন্য অবিচ্ছিন্ন প্রবাহ সরবরাহ করে 10-500 Nm³/h এর মধ্যে চাপের পরিবর্তন ছাড়াই। পলিমার মেমব্রেন প্রযুক্তিতে উন্নতি (2023 ম্যাটেরিয়ালস সায়েন্স রিপোর্ট) কণা মুক্ত বাতাস ফিল্টার করার সময় মেমব্রেনের আয়ু 17% বাড়ায়। আলুমিনিয়াম বা স্টেইনলেস স্টিল দিনে 12 ঘন্টার কম সময় কাটা জব শপগুলির জন্য, মেমব্রেন সিস্টেমগুলি ছোট আকার এবং কম পরিবেশগত শব্দের কারণে পছন্দের সিস্টেম হয়ে উঠেছে।

উৎপাদন স্কেলের উপর ভিত্তি করে প্রতি Nm³ খরচ বিশ্লেষণ

2024 গ্যাস সিস্টেমের একটি বেঞ্চমার্ক খরচ মডেলের বিশ্লেষণ দেখায় যে মেমব্রেন জেনারেটরগুলির মোট মালিকানা খরচ কম হয় যখন 4,200 ঘন্টার কম ব্যবহার হয়, আবার PSA সিস্টেমগুলি প্রস্তুতকারকের পক্ষে খরচ কার্যকর হয়ে ওঠে যখন ব্যবহার 65% এর বেশি হয়। নাইট্রোজেন উৎপাদন সিস্টেমে দীর্ঘমেয়াদে খরচের 55-68% শক্তির জন্য ধরা হয়, যা প্রযুক্তি নির্বাচনের সময় সঠিক চাহিদা ভবিষ্যদ্বাণীর গুরুত্বকে তুলে ধরে।

নাইট্রোজেন জেনারেটর ক্ষমতার জন্য উপকরণ-নির্দিষ্ট নির্বাচন মানদণ্ড

কার্বন স্টিল বনাম তামা: পরিবর্তনশীল বিশুদ্ধতার প্রয়োজন

নাইট্রোজেনের শুদ্ধতার মাত্রা লেজার কাটিংয়ের অ্যাপ্লিকেশনে উপকরণের রসায়ন এবং পুরুত্বের উপর নির্ভর করে। কম ক্রোমিয়াম সম্বলিত কার্বন স্টিল প্রক্রিয়ায় 0.5% অশুদ্ধি সহ নাইট্রোজেন সহন করতে পারে যখন এটি 8 মিমি এর কম পুরুত্বে কাজ করে, কারণ জারণের ঝুঁকি কম থাকে। অন্যদিকে, তামা 6 মিমির বেশি পুরু শীটের ক্ষেত্রে তাপের কারণে রং পরিবর্তন এবং গর্ত রোধ করার জন্য ন্যূনতম 99.95% শুদ্ধতা প্রয়োজন। 10 মিমি পুরু তামা কাটার ক্ষেত্রে দেখা গেছে যে শুদ্ধতা 0.05 wt% কমে গেলে ধারের রুক্ষতা 30% বৃদ্ধি পায় কারণ নাইট্রোজেন গলিত ধাতুর সাথে অক্সিজেনের বিক্রিয়া রোধে কম কার্যকর হয় [19]। অপারেটরদের জেনারেটরের জন্য প্রয়োজনীয় খরচ (যেমন, শক্তি সরবরাহ) এর বিপরীতে শুদ্ধতার প্রয়োজনীয়তা মূল্যায়ন করতে হবে - অ্যাডসর্পশন-ভিত্তিক সিস্টেমের জন্য শুদ্ধতার 0.1% বৃদ্ধি সাধারণত 8-12% শক্তি খরচ বৃদ্ধি করে।

10 মিমি বনাম 25 মিমি প্লেট কাটা: ক্ষমতা সমন্বয় ফ্রেমওয়ার্ক

উপাদান বেধ সরাসরি নাইট্রোজেন প্রবাহ হার এবং চাপ প্রয়োজন dictates। 10 মিমি স্টেইনলেস স্টিল কাটাতে 16 বার এ 40 থেকে 60 এনএম 3 / ঘন্টা প্রয়োজন যাতে পরিষ্কার প্রান্ত বজায় থাকে, যখন 25 মিমি প্লেটগুলি ঘন উপাদানটি প্রবেশ করতে 22+ বারে 120 থেকে 150 এনএম 3 / ঘন্টা প্রয়োজন। একটি স্কেলযোগ্য নাইট্রোজেন উত্পাদন সিস্টেম নিম্নলিখিত মাধ্যমে এই বৈচিত্র্য accommodate উচিতঃ

• মডুলার ডিজাইন : 30 এনএম 3 / ঘন্টা বৃদ্ধি প্রবাহ হার বৃদ্ধি করার জন্য কম্প্রেসার ইউনিট যোগ করা
• চাপ ক্যাসকেডিং : বেধের পরিবর্তনের সময় আউটপুট স্থিতিশীল করতে একাধিক রিসিভারকে মঞ্চায়িত করা
  পাতলা এবং পুরু উভয়ই কাটা মিশ্র উত্পাদন ইনস্টলেশনের জন্য, একটি 500 Nm3 / h জেনারেটর 25 বার কাজের চাপের সাথে পর্যাপ্ত বাফার ক্ষমতা নিশ্চিত করে। উচ্চ-ভলিউম অপারেশন থেকে প্রাপ্ত তথ্য দেখায় যে 15 - 20% ক্ষমতা মার্জিন অবিচ্ছিন্ন কাটিয়া চক্রের সময় মানের বিচ্যুতিকে হ্রাস করে।

নাইট্রোজেন জেনারেটরের আকারের জন্য অপারেটিং চাহিদা গণনা

তিন-সিফ্ট বনাম এক-সিফ্ট উত্পাদন দৃশ্যকল্প

দিন-রাত তিন-শিফট কারখানা পরিচালনার জন্য, সংকোচকারী তাপ এবং অণু ছাঁকনি ক্ষয়ক্ষতি পূরণের জন্য জার্মান প্রস্তুতকারকরা একটি একক শিফট সিস্টেমের তুলনায় তিনগুণ বড় নাইট্রোজেন জেনারেটর সুপারিশ করছে। দৈনিক 15 টন অ্যালুমিনিয়াম উত্পাদনকারী একটি একক শিফট কারখানার জন্য 180 Nm³/h সিস্টেমের প্রয়োজন হবে, অবিচ্ছিন্ন কাজের ক্ষেত্রে ≤5 ppm অক্সিজেন মাত্রা অর্জনের জন্য প্রয়োজন হবে 432 Nm³/h। শক্তি খরচে ব্যাপক পরিবর্তন ঘটে - তিন-শিফট পরিচালনায় প্রতি Nm³ আউটপুটে 38% কম শক্তি ব্যবহার হয় কম কম্প্রেসার চালু/বন্ধ চক্রের অবস্থায়, কিন্তু কণা ফিল্টারের প্রয়োজন হয় 3× বেশি (600 ঘন্টা পরপর বনাম 2000 ঘন্টা)।

সর্বোচ্চ ব্যবহার বাফার মার্জিন গণনা

একযোগে লেজার কাটার শুরু এবং উপকরণ পরিবর্তনের জন্য গণনা করা চাহিদার উপরে 25-35% বাফার ক্ষমতা যোগ করুন। 300 Nm³/h মৌলিক প্রয়োজনীয়তার জন্য:

• 25% বাফার : 375 Nm³/h সিস্টেম 4টি কাটার একযোগে চালু হওয়া সামলাতে পারে
• 35% বাফার 405 Nm³/h সিস্টেম 10mm থেকে 25mm অ্যালুমিনিয়াম পরিবর্তনের সময় বিশুদ্ধতা হ্রাস প্রতিরোধ করে

ছোট আকারের ব্যবস্থা ক্রমাগত ব্যর্থতা ঘটায় - শিখর চাহিদার 5% ক্ষমতা ঘাটতি প্রান্ত জারণ ত্রুটি 17% বৃদ্ধি করে (লেজারটেক 2023 ডেটা)। মেশিনগুলির মধ্যে নাইট্রোজেন গতিশীলভাবে বরাদ্দ করতে সত্যিকরণ এলগোরিদম সহ ফ্লো মিটার প্রয়োগ করুন ওভারল্যাপিং উৎপাদন চক্রের সময়।

প্রশ্নোত্তর

লেজার কাটিংয়ের জন্য নাইট্রোজেন বিশুদ্ধতা কেন গুরুত্বপূর্ণ?

উচ্চ নাইট্রোজেন বিশুদ্ধতা জারণ প্রতিরোধ করে, ধারালো প্রান্ত ছাড়া এবং উপকরণের অখণ্ডতা বজায় রাখে, উৎপাদন প্রক্রিয়ায় প্রত্যাখ্যান হ্রাস করে।

স্টেইনলেস স্টীল কাটার সময় নাইট্রোজেন বিশুদ্ধতা হ্রাস করার প্রভাবগুলি কী কী?

নাইট্রোজেন বিশুদ্ধতার প্রতি 0.01% হ্রাস প্রান্ত জারণ 27% বৃদ্ধি করতে পারে, কাটার মান প্রভাবিত করে এবং সম্ভাব্য আরও ত্রুটি এবং প্রত্যাখ্যানের দিকে পরিচালিত করে।

নাইট্রোজেন জেনারেশন সিস্টেমগুলি লেজার কাটিং প্রক্রিয়াগুলি কীভাবে অপ্টিমাইজ করে?

এই সিস্টেমগুলি প্রবাহের হার এবং চাপের মান নিয়ন্ত্রণ করে যাতে অপচয় কম হয়, গ্যাসের দক্ষ ব্যবহার নিশ্চিত হয় এবং উপাদানের পুরুত্ব ও ধরন অনুযায়ী কাটার আদর্শ অবস্থা বজায় থাকে।

পিএসএ (PSA) এবং মেমব্রেন জেনারেটরের গুরুত্ব কী?

বৃহৎ পরিসরে পরিচালনার জন্য উচ্চ-বিশুদ্ধতার প্রয়োজনে পিএসএ (PSA) জেনারেটরগুলি আদর্শ, যেখানে মেমব্রেন সিস্টেমগুলি মাঝারি পরিসরের চাহিদা এবং ছোট উৎপাদন স্কেলের জন্য উপযুক্ত শক্তি দক্ষতা প্রদান করে।