레이저 절단을 위한 질소 발생기 선택 방법?
질소 순도를 커팅 요구사항에 맞추기
레이저 절단을 위한 질소 발생기를 선택할 때 적절한 순도 수준을 결정하는 것이 중요합니다. PSA 시스템은 고압 상태에서 탄소 분자체를 이용해 산소와 같은 불순물을 선택적으로 흡착하고, 압력이 낮아질 때 고순도 질소(99.9%에서 99.999%)를 방출합니다. 이러한 특성 덕분에 이 시스템은 특히 스테인리스강 및 알루미늄 합금과 같이 산화되기 쉬운 재료의 비산화 절단 공정에 이상적입니다. 질소의 순도는 가공 중 산화 반응을 효과적으로 방지함으로써 레이저 절단 품질에 직접적인 영향을 미칩니다. 알루미늄, 구리 또는 고합금강과 같은 금속에서는 산화층 형성을 방지하기 위해 99.99%의 순도를 달성하는 것이 필수적이며, 이러한 산화층은 용접 성능을 저하시키고 치수 편차를 유발할 수 있습니다. 본 응용 분야에는 현장에서 질소를 생성하는 시스템인 브라이트 커팅(Bright Cutting, BCP) 비산화 무광택 절단을 실현하기 위해 고순도 질소를 생성하는 커팅 가스 공급 장치인 시리즈
다만, 탄소강을 절단할 경우에는 질소 순도가 낮아지는 것이 일반적으로는 약간의 변색만 유발하며, 절단면의 완전성은 유지됩니다. 특히 12KW-60KW 고출력 레이저 절단기의 경우, 중두께 탄소강 절단에는 상대적으로 낮은 순도(일반적으로 84%-95%)가 요구됩니다. 고순도 질소는 절단 품질을 향상시키지만, 비용이 증가하므로 비용-효과 분석이 필요합니다. 질소 순도 수준을 낮게 설정하면 절단 성능과 비용 통제를 모두 최적화할 수 있습니다. 따라서 당사는 파인 커팅(FC) 혼합 가스 생성 시스템이 적용된 시리즈로, 84%-98%의 순도를 갖는 질소를 제공합니다. 이 시스템은 우수한 표면 품질을 위한 산소 절단과 더불어 고효율을 실현하는 질소 절단 방식을 결합하고 있습니다. 조절 가능한 순도는 다양한 타입과 두께의 탄소강 절단 요구사항을 충족하여 효율성 증대와 원가 절감을 동시에 달성함으로써 경제적 이익과 절단 품질 측면에서 윈윈(Win-Win) 효과를 실현합니다.
박판 탄소강 절단 가공 시, 3KW-6KW 레이저 장비는 보다 높은 경제성과 품질 우위성을 보입니다. FC 시리즈 가스 공급 시스템은 96%-98%의 고순도 절단 보호 가스를 제공하여 높은 절단 속도와 우수한 단면 품질을 유지합니다. 품질 요구 수준이 낮은 응용 분야에서는 보다 경제적인 공기 절단 공정을 통해 퓨어 에어 커팅(Pure Air Cutting, PAC) 시리즈(순도 약 78%)가 추천됩니다. PAC 시리즈는 압축 및 정제된 공기를 사용하여 기본 절단 요구사항을 충족하면서 비용을 절감합니다.
요약하자면, 질소 가스 순도 선택은 레이저 출력, 재질 종류 및 순도 요구 사항을 종합적으로 고려하여 최적의 성능을 보장해야 합니다.
유량 및 용량에 맞게 발생기 크기 선정
필요한 질소 유량은 레이저 출력, 재질 두께, 절단 속도 등 여러 요인에 따라 달라집니다. Raysoar의 유량 기준 표는 결정을 내리는 데 중요한 가이드를 제공합니다. 이 표는 다양한 레이저 출력 수준, 재질 두께, 절단 속도별로 권장되는 유량 범위를 상세히 제시하여 시스템과 정확하게 매칭할 수 있도록 도와줍니다. 실제 운전 조건에 따라 조정함으로써 효율적이고 안정적인 시스템 성능을 보장할 수 있습니다.
질소 발생기의 유량이 부족하면 압력 강하, 절단 정확도 저하 및 품질 저하가 발생할 수 있습니다. 반대로, 과도한 용량은 에너지 낭비와 운영 비용 증가로 이어질 수 있습니다. 이러한 문제를 피하기 위해 레이저 제조사의 사양에 따라 기본 유량을 계산하고, 피크 수요와 향후 확장을 처리하기 위해 20%의 버퍼 용량을 확보하십시오. 이러한 접근 방식은 현재의 생산 요구사항과 미래 성장 가능성을 모두 고려할 수 있습니다.
비용 효율성 및 총 보유 비용 평가
현장형 질소 발생 장치는 공급되는 질소(탱크 또는 실린더)에 비해 장기적으로 비용을 절감할 수 있으며, 물류비와 렌탈료를 없앨 수 있습니다. PSA 시스템은 초기 투자 비용은 높지만 고사용량 시설(하루 40Nm³ 이상)의 경우 운영 비용이 낮아 일반적으로 18~24개월 이내에 투자수익률(ROI)을 달성할 수 있습니다. 비용을 평가할 때는 유지보수, 에너지 소비, 예비 부품 교체 비용을 포함하여 5년간의 총소유비용(TCO)을 고려하는 것이 중요합니다. 주의사항: 초기 투자 비용만 집중해서는 안 됩니다. 운영 효율성과 장비 수명 또한 동등하게 중요하며, 두 가지 모두 필수적입니다. 당사의 중국 시장 경험에 따르면 FC 시리즈의 경우 1입방미터당 질소 생산 비용이 단 0.6~0.7위안에 불과하며, 이는 외부에서 구매하는 액체 질소 기준으로 약 0.5위안/kg에 해당합니다. 현재 사용 중인 액체 질소 사용량과 구매 가격을 기준으로 추가 비용을 계산해 볼 수 있습니다. 예를 들어, 연간 소비량이 200톤이고 가격이 1,000위안/톤이라면 연간 추가 비용으로 100,000위안이 발생할 것입니다.
레이저 시스템과의 호환성 보장
레이저 절단 장비와의 원활한 통합은 일관된 성능을 위해 필수적입니다. 질소 발생 장치는 레이저의 가스 공급 시스템과 연동되어 작동 압력(14-25 bar)과 유량을 안정적으로 유지하여, 질소 공급 지연으로 인한 불합격 절단 및 심한 경우 절단 실패를 방지해야 합니다.
가스 품질은 절단 헤드의 수명과 가스 제어 및 전송 파이프라인의 안정성에 직접적인 영향을 미칩니다. 고출력 레이저 절단과의 호환성을 확보하면서도 가스 품질을 유지하기 위해 당사의 질소 생산 시스템은 일반적인 공기 처리 구성 요소(드라이어 및 필터 포함)뿐만 아니라 특수한 "유수분리장치(초정청실)"도 포함하고 있습니다. 이러한 구성은 장기간 동안 가스 내 기름 함량을 0.01mg/m³ 이하로 유지하여 레이저 절단 헤드에 대한 오염 영향을 효과적으로 줄이고 보호 렌즈의 수명을 현저히 연장시켜 줍니다.
정비, 신뢰성 및 다운타임 방지
정규 정비는 질소 발생 장치가 최고 효율로 작동하도록 유지하는 데 필수적입니다. PSA 시스템의 경우, 흡착제를 3~5년마다 교체해야 하며(초기 투자 비용의 15~20%에 해당) 필터는 6개월마다 교체해야 합니다. 다운타임을 최소화하기 위해 모듈식 설계의 발생 장치를 선택하여 전체 시스템을 중단하지 않고도 부품 교체가 가능하도록 하십시오. IoT 연결을 통한 예지 정비 알림은 예방적 유지보수가 가능하게 하며, 이중 예비 압축기는 24/7 가동에 이상적입니다.
자주 묻는 질문
레이저 절단에 질소 순도가 중요한 이유는 무엇인가요?
레이저 절단에서 고순도 질소는 산화를 방지하고 절단면의 품질을 유지합니다. 순도가 높을수록 산화 방지 효과가 우수하며 절단면이 더 깨끗해집니다.
특정 질소 순도 요구 사항이 있는 재료는 무엇입니까?
스테인리스강 및 알루미늄 등은 최상의 결과를 위해 특정한 질소 순도 요구사항이 있습니다. 예를 들어, 304/316L 스테인리스강은 일반적으로 순도 ≥99.995%가 필요하지만, 알루미늄 6061은 약간 낮은 순도도 허용할 수 있습니다.
PSA와 막식 질소제조장치의 차이는 무엇인가요?
PSA 시스템은 정밀 제조에 이상적인 고순도 질소를 제공하는 반면, 막식 시스템은 다소 낮은 순도로 덜 까다로운 용도에 적합합니다.
질소제조장치 선택에 영향을 주는 요소는 무엇인가요?
질소제조장치를 선택할 때 요구되는 질소 순도, 생산량 변화, 에너지 효율성, 소유 비용 등을 고려하십시오.
