Lāzergriešanas slāpekļa ģenerēšanas uz vietas priekšrocības

Lāzergriešanas izmaksu struktūrā palīggāze bieži vien ir sarežģīts mainīgais lielums. Tā nav fiksēta un paredzama, piemēram, iekārtu nolietojums, un tā nav arī caurspīdīga, piemēram, elektrība. Tā svārstās atkarībā no tirgus gāzes cenām, loģistikas attālumiem un piegādātāju grafikiem. Mēneša sākumā balonos iepildītā slāpekļa cena var būt vienā līmenī; mēneša beigās tā varētu būt ievērojami augstāka. Vēl ļaunāk, nekad nevar precīzi aprēķināt, cik balonu jums būs nepieciešams šomēnes. Kad pasūtījumu ir maz, gāze paliek neizmantota un tiek izvadīta. Kad pasūtījumu skaits pieaug, baloni beidzas, iekārtas gaida degvielu, un griešanas galviņas ir dīkstāvē.

Šis ir tradicionālā ārēji iegūtās gāzes modeļa fundamentālais trūkums: gāzes izmaksas nav kontrolējamas, un piegādes ķēde nav jūsu rokās. Vietējā slāpekļa ražošanas sistēma būtībā pārveido "slāpekli" no iepirktas preces par īpašumā esošu ražošanas iekārtu, kas ražo pēc pieprasījuma, saražojot tieši tik daudz, cik nepieciešams, ar fiksētām izmaksām un autonomu piegādi.

Šajā rakstā netiks iedziļināti aplūkota dziļo molekulāro sietu teorija. Tajā uzmanība tiks pievērsta tikai tam, kas ir svarīgs jūsu darbnīcai: ekonomiskajiem aspektiem, stabilitātei un papildu ieguvumiem.

Izmaksu un efektivitātes kompromisi starp trim piegādes metodēm

Aprēķināsim. Pašlaik lāzergriešanai ir trīs galvenie slāpekļa piegādes veidi: augstspiediena cilindri, šķidrā slāpekļa (LIN) Djūāra tvertnes un slāpekļa ražošana uz vietas.

Cilindra slāpeklis ir visdārgākā pieeja. Viens 40 litru, 15 MPa balons satur aptuveni 5,5–6,0 standarta kubikmetrus (Nm ³⁾izmantojamās gāzes. Rūpnieciskā augstas tīrības pakāpes slāpekļa (99,99%) piegādes cena par cilindru var būt ievērojama, kas nozīmē augstas izmaksas par kubikmetru. Tipiska augstas jaudas lāzergriešanas iekārta 10 mm oglekļa tēraudam ar slāpekļa palīggāzi var patērēt 50–80 Nm³ stundā. Ar šādu patēriņa ātrumu vien gāzes izmaksas stundā var būt lieli ekspluatācijas izdevumi. Nepārtraukti darbojoties divās maiņās, ikmēneša slāpekļa rēķins var viegli sasniegt ievērojamu daļu no kopējām izmaksām. Un tas pat neņem vērā dīkstāves laiku balonu maiņas laikā, balonu uzglabāšanas vietu vai cenu kāpuma risku vasaras piegādes krīzes laikā.

Šķidrais slāpeklis (LIN) nedaudz samazina vienības izmaksas, taču joprojām ir saistītas ar ievērojamām loģistikas un uzglabāšanas izmaksām. Tomēr šķidrajam slāpeklim ir fiziski zudumi: neatkarīgi no tā, cik laba ir Djuāra tvertnes izolācija, dienā rodas 0,5–1 % iztvaikošanas zudumu. Ja iekārta nedarbojas ar pilnu jaudu un tiek izslēgta nedēļas nogalē, šķidrais slāpeklis tvertnē nemanāmi iztvaiko. Turklāt LIN ir nepieciešama īpaša uzglabāšanas tvertne un iztvaikotāji, ievērojama grīdas platība, un tai ir stingras ugunsdrošības un atbilstības prasības.

Vietējā ģenerēšana seko pavisam citai loģikai. Jūs maksājat sākotnējo aprīkojuma iegādes un uzstādīšanas izmaksu. Pēc tam pastāvīgās gāzes izmaksas sastāv tikai no divām pozīcijām: elektrības un apkopes. PSA slāpekļa ģenerēšanas sistēmai, kas saskaņota ar 6 kW lāzeru ar 99,99% tīrības pakāpi, saspiestā gaisa padeves un slāpekļa produkta attiecība ir aptuveni 6–7:1. Lai saražotu 80 Nm³ slāpekļa, jums ir nepieciešams aptuveni 480–560 Nm³ saspiesta gaisa. Elektroenerģijas izmaksas ir atkarīgas no vietējiem tarifiem un kompresora efektivitātes, taču iegūtās kopējās slāpekļa izmaksas parasti ir neliela daļa no balona vai šķidrā slāpekļa izmaksām. Svarīgi ir tas, ka šīs izmaksas ir fiksētas un paredzamas.

Metāla griešanas peļņa dažreiz slēpjas nevis apstrādes izmaksās, bet gan ietaupītajās degvielas izmaksās.

Zemāk esošajā tabulā ir apkopotas atšķirības starp trim piegādes metodēm:

Kā PSA/membrānas slāpekļa ģenerēšana atbilst lāzergriešanas tīrības prasībām

Ir divi galvenie tehnoloģiskie ceļi slāpekļa ģenerēšanai uz vietas: PSA (spiediena svārstību adsorbcija) un membrānas atdalīšana. Raysoar rakstā par PSA slāpekļa ģeneratoru darbību jau ir detalizēti aprakstīts skābekļa un slāpekļa atdalīšanas mehānisms ar oglekļa molekulārajiem sietiem. Šeit mēs neatkārtosim principus, bet gan pievērsīsimies tīrības jautājumiem, kas tieši attiecas uz griešanu.

PSA slāpekļa ģenerēšana piedāvā ārkārtīgi plašu regulējamu tīrības diapazonu no 92% līdz 99,999%, un tas viss ir stabili piegādājams. Nerūsējošā tērauda un alumīnija lāzergriešanai nepieciešamā slāpekļa tīrība parasti ir no 99,9% līdz 99,99%. PSA darbojas ar vislielāko energoefektivitāti 99,9% tīrības punktā, sasniedzot optimālu ekonomisko līdzsvaru starp izejas apjomu un tīrību. Turpretī membrānas slāpekļa ģenerēšana parasti sasniedz maksimumu pie 99,5% tīrības, un, tuvojoties šai robežai, gāzes izvade strauji samazinās, bet gaisa patēriņa attiecība strauji palielinās. Tāpēc PSA ir absolūti galvenā izvēle rūpnieciskās lāzergriešanas vidē.

Lāzergriešanas scenāriju piemērotības salīdzinājums starp abām tehnoloģijām ir apkopots turpmāk:

Tīrības praktiskā ietekme ir ļoti jūtama. Griežot nerūsējošo tēraudu, ja slāpekļa tīrība ir nepietiekama (piemēram, zem 99,9%), atlikušais skābeklis reaģēs ar hromu un dzelzi karstajā griezumā, radot pelēkzilas vai brūnganas svītras uz grieztās virsmas. Tīrības paaugstināšana virs 99,99% atjauno sudrabaini balto, spīdīgo apdari. Tāpēc tīrība nav skaitļu spēle; tā tieši nosaka, vai jūsu gatavās detaļas var piegādāt bez pēcapstrādes.

PSA sistēma var fiksēt tīrību jebkurā vēlamajā mērķa vērtībā, svārstībām parasti kontrolējot ±0,1 % robežās. Šo stabilitāti nevar nodrošināt ne balonos pildīta gāze, ne šķidrais slāpeklis — dažādām balonu partijām var būt nelielas tīrības atšķirības, savukārt, ražojot gāzi uz vietas, jūs kontrolējat un izmantojat tieši to, ko saražojat.

Piecas galvenās slāpekļa ražošanas uz vietas priekšrocības

Apvienojot ekonomiskos un tehnoloģiskos aspektus, ieguvumus, ko ražotnei sniedz slāpekļa sistēma uz vietas, var iedalīt piecos galvenajos punktos.

1.Novērst cenu svārstīgumu un piegādes traucējumu risku. Gāzes tirgus ir ciklisks. Ziemas piegādes ierobežojumi, vasaras apkopes pārtraukumi un transporta kontrole paaugstina cenas. Enerģijas ražošana uz vietas pilnībā novērš jūsu atkarību no piegādātāju cenu paaugstināšanas paziņojumiem. Jūsu pašu iekārta, kamēr tā darbojas, ražo gāzi. Vārds "deficīts" neeksistē.

2. Novērsiet cilindru maiņas dīkstāves. Kad balonos pildītā gāze ir tukša, tā ir jānomaina. Šķidrā slāpekļa djūāra tvertnes periodiski jāuzpilda ar cisternu. Katra gāzes papildināšanas darbība ir ražošanas pārtraukums. Gāzes ražošana uz vietas notiek visu diennakti bez pārtraukumiem. Tiklīdz griešanas iekārtai ir nepieciešama gāze, plūsma ir klāt.

3. Konvertējiet degvielas izmaksas no mainīgās uz fiksēto. Šī ir kvalitatīva finanšu transformācija. Balonu gāzes izmaksas svārstās atkarībā no ražošanas apjoma; jo vairāk jūs samazināt, jo lielāks ir gāzes rēķins. Ar ražošanu uz vietas, fiksētie kapitāla ieguldījumi un zemās uzturēšanas izmaksas pārvērš gāzes rēķinu stabilā, paredzamā skaitlī. Liela pasūtījuma saņemšana vairs nenozīmē gāzes izmaksu kontroles zaudēšanu, un cenu piedāvājums kļūst daudz precīzāks.

4. Pārslēdzama slāpekļa tīrība pēc materiāla. Nerūsējošā tērauda griešanai var izmantot 99,99 % augstas tīrības pakāpes slāpekli, un, griežot oglekļa tēraudu ar jauktu gāzi, samaziniet tīrības pakāpi, lai palielinātu izvades apjomu. Raysoar BCP M sērija (PSA sistēma ar gāzes sajaukšanas funkciju) atbalsta tīrības pakāpes iestatīšanas punkta pārslēgšanu ar vienu pieskārienu — šādu procesa elastību nevar piedāvāt ārēji iegūta gāze.

5. Pašregulējams padeves spiediens. Slāpekļa ģenerēšanas sistēma rada tieši tādu spiedienu, kāds nepieciešams jūsu ražošanas līnijai. Nav nepieciešams pievienot spiediena samazināšanas un stabilizēšanas stacijas, lai pielāgotos gāzes balonu fiksētajam spiediena vērtējumam. Gāzes ceļš ir vienkāršāks, un spiediens ir stabilāks.

Īsa investīciju atpelnīšanās analīze

Izmantosim vienkāršāko loģiku, lai aprēķinātu ieguldījumu atdevi slāpekļa ražošanai uz vietas. Lai gan precīzs atmaksāšanās periods ir atkarīgs no jūsu patēriņa apjoma, vietējām gāzes cenām un sistēmas izmaksām, labi izstrādāta slāpekļa ražošanas sistēma uz vietas bieži vien atmaksājas relatīvi īsā nepārtrauktas darbības periodā. Liela apjoma lietotājiem ieguldījumu atdeve var tikt realizēta mēnešos, nevis gados. Kad iekārta ir pilnībā nolietota, ietaupījumi tiek tieši novirzīti peļņai. Pēc tam gāzes izmaksas samazinās līdz gandrīz elektroenerģijas izmaksām, un, kad iekārtas nolietojums beidzas, ietaupījumi ir gandrīz tīra peļņa.

Precīzs atmaksāšanās periods ir atkarīgs no jūsu patēriņa apjoma un vietējām balonu gāzes cenām. Jo lielāks patēriņš un dārgāka ir balonu gāze, jo ātrāka atmaksāšanās. Ja pašlaik izmantojat šķidro slāpekli, atmaksāšanās var būt nedaudz ilgāka. Tomēr, ņemot vērā iztvaikošanas zudumus un Djuāra kolbu nomas izmaksas, Raysoar BCE sērijas maksimuma maiņas slāpekļa ģenerēšanas iekārtu izmantošana joprojām sniedz ievērojamus ekonomiskus ieguvumus.

Paplašinātas lietojumprogrammas: vērtības palielināšana, izmantojot daudzfunkcionālu lietošanu

Uz vietas esošās sistēmas saražotais slāpeklis nav paredzēts tikai griešanas galviņai. Tas pats avots var piegādāt atzaru līnijas lāzera stara ceļa pozitīva spiediena blīvēšanai, cauruļvadu attīrīšanai un pusfabrikātu vai izejvielu uzglabāšanai pret oksidēšanos. Piemēram, augstas stiprības tērauda sagataves, kas gaida griešanu, var īslaicīgi uzglabāt slāpekļa atmosfērā, lai izveidotu inertu aizsargslāni, kas novērš rūsu. Paplašinot šo iespēju uz citiem gāzes patēriņa punktiem rūpnīcā, piemēram, aizsarggāzi lāzera metināšanai vai rūsas aizsardzību pret lokšņu metāla locīšanu, viena slāpekļa ģenerēšanas sistēma vēl vairāk samazina kopējās gāzes izmaksas.

Raysoar integrētā slāpekļa ražošanas ieviešana uz vietas

Raysoar nodrošina nevis atsevišķu slāpekļa ģeneratoru, bet gan integrētu slāpekļa ģenerēšanas sistēmu uz vietas, kas ir tieši savienota ar jūsu lāzera ražošanas līniju. Sākot ar gaisa kompresora izvēli un atdzesētu žāvētāju un filtru konfigurāciju, līdz pat slāpekļa ģeneratora tīrības iestatījumiem un cauruļvada projektēšanai, viss ir integrēti plānots, ņemot vērā jūsu līnijas gāzes parametrus. Galarezultāts ir pilnīga sistēma, kas ar slēdža pārslēgšanu ražo stabilu, tīru slāpekli, palīdzot jums pārveidot slāpekļa izmaksas no nekontrolējama ārēja mainīgā lieluma par paredzamu, pārvaldāmu fiksētu vērtību.

Padarīt slāpekļa piegādi tikpat stabilu, pēc pieprasījuma pieejamu un kontrolējamu kā ūdeni un elektrību -tā ir uz vietas ģenerētās elektroenerģijas vērtība.