Предности производње азота на лицу места за ласерско сечење

У структури трошкова ласерског сечења, помоћни гас је често проблематична променљива. Није фиксан и предвидљив попут амортизације опреме, нити транспарентан попут електричне енергије. Он варира у зависности од тржишних цена гаса, логистичких удаљености и распореда добављача. На почетку месеца, флаширани азот може бити на једном нивоу цена; до краја месеца може бити знатно виши. Још горе, никада не можете прецизно израчунати колико ће вам боца бити потребно овог месеца. Када су поруџбине мале, гас стоји неискоришћен и испушта се. Када поруџбине порасту, боце понестану, машине чекају гас, а главе за сечење мирују.

Ово је фундаментална мана традиционалног модела екстерног набављања гаса: трошкови гаса су неконтролисани, а ланац снабдевања није у вашим рукама. Оно што систем за производњу азота на лицу места у суштини ради јесте да трансформише „азот“ из набављене робе у сопствену производњу – производећи по потреби, тачно онолико колико је потребно, са фиксираним трошковима и аутономним снабдевањем.

Овај чланак неће се дубински бавити теоријом молекуларних сита. Фокусираће се искључиво на оно што је важно за вашу радионицу: економију, стабилност и додатне предности.

Компромиси између трошкова и ефикасности између три методе снабдевања

Хајде да се позабавимо бројкама. Тренутно постоје три главна начина снабдевања азотом за ласерско сечење: боце под високим притиском, Дјуарове посуде са течним азотом (LIN) и производња на лицу места.

Азот у боци је најскупљи приступ. Једна боца од 40 литара и притиска од 15 MPa садржи приближно 5,5-6,0 стандардних кубних метара (Nm ³⁾употребљивог гаса. Испоручена цена индустријског азота високе чистоће (99,99%) може бити значајна по цилиндру, што се претвара у високу цену по кубном метру. Типично ласерско сечење угљеничног челика дебљине 10 мм уз помоћ азота може потрошити 50-80 Nm³ на сат. При тој стопи потрошње, само трошкови гаса по сату могу бити велики оперативни трошак. Радећи у две смене непрекидно, месечни рачун за азот може лако достићи значајан део укупних трошкова. А ово чак не узима у обзир застоје током замене цилиндра, простор на поду за складиштење цилиндра или ризик од повећања цена током летњих криза у снабдевању.

Течни азот (LIN) донекле смањује трошкове јединице, али и даље подразумева значајне трошкове логистике и складиштења. Међутим, течни азот пати од физичких губитака: без обзира на то колико је добра Дјуарова изолација, постоји дневни губитак од 0,5%-1% услед испаравања. Ако не радите пуним капацитетом и искључите се током викенда, течни азот у резервоару тихо испарава. Штавише, LIN захтева посебан резервоар за складиштење и испариваче, значајан простор на поду и има строге захтеве за заштиту од пожара и усклађеност са прописима.

Генерација на месту прати потпуно другачију логику. Плаћате унапред трошкове куповине и инсталације опреме. Након тога, текући трошкови гаса састоје се од само две ставке: струје и одржавања. За PSA систем за генерисање азота који је упарен са ласером од 6 kW, са чистоћом од 99,99%, однос довода компримованог ваздуха и производа азота је приближно 6~7:1. Да бисте произвели 80 Nm³ азота, потребно вам је приближно 480-560 Nm³ компримованог ваздуха. Трошкови електричне енергије зависе од локалних тарифа и ефикасности компресора, али резултујући свеобухватни трошкови азота су обично мали део трошкова боце или течног азота. Кључно је да су ови трошкови фиксни и предвидљиви.

Профит код резања метала понекад не лежи у трошковима обраде, већ у уштеђеним трошковима гаса.

Доња табела сумира разлике између три начина снабдевања:

Како PSA/мембранска генерација азота испуњава захтеве за чистоћу ласерског сечења

Постоје два главна технолошка пута за производњу азота на лицу места: PSA (адсорпција под променом притиска) и мембранска сепарација. Рајсоар већ је детаљно описао механизам раздвајања кисеоника и азота помоћу угљеничних молекуларних сита у чланку о томе како раде PSA генератори азота. Овде нећемо понављати принципе, већ ћемо се фокусирати на питања чистоће која су директно релевантна за сечење.

Генерација азота помоћу PSA нуди изузетно широк подесиви опсег чистоће, од 92% до 99,999%, све стабилно испоручљиво. За ласерско сечење нерђајућег челика и алуминијума, потребна чистоћа азота је генерално између 99,9% и 99,99%. PSA ради са својим енергетски најефикаснијим односом на тачки чистоће од 99,9%, постижући оптималну економску равнотежу између излазне запремине и чистоће. Генерација мембранског азота, насупрот томе, обично достиже максимум на чистоћи од 99,5%, а близу ове границе, излаз гаса нагло опада, док однос потрошње ваздуха нагло расте. Због тога је PSA апсолутни мејнстрим у индустријским подешавањима ласерског сечења.

Поређење погодности између две технологије за сценарије ласерског сечења је сумирано у наставку:

Практични утицај чистоће је веома опипљив. Приликом сечења нерђајућег челика, ако је чистоћа азота недовољна (нпр. испод 99,9%), преостали кисеоник ће реаговати са хромом и гвожђем у врућем прорезу, стварајући сиво-плаве или смеђе пруге на површини реза. Повећање чистоће изнад 99,99% враћа сребрно-бели сјајни финиш. Чистоћа, дакле, није игра бројева; она директно одређује да ли се ваши готови делови могу испоручивати без накнадне обраде.

PSA систем може да фиксира чистоћу на било којој жељеној циљној вредности, са флуктуацијама које се обично контролишу унутар ±0,1%. Ова стабилност је нешто што ни гас у боцама ни течни азот не могу да постигну - различите серије боца могу имати мале варијације у чистоћи, док код производње на лицу места контролишете и користите тачно оно што производите.

Пет основних предности производње азота на лицу места

Када се економија и технологија споје, предности које систем азота на лицу места доноси производном погону могу се свести на пет кључних тачака.

1.Елиминишите нестабилност цена и ризик од поремећаја у снабдевању. Тржиште гаса је циклично. Зимска ограничења снабдевања, летње обуставе рада због одржавања и контроле транспорта подижу цене. Производња на лицу места потпуно прекида вашу зависност од обавештења добављача о повећању цена. Ваша сопствена машина, све док ради, производи гас. Реч „несташица“ не постоји.

2. Елиминишите застоје због замене цилиндара. Гас у боцама треба заменити када се испразне. Дјуарове посуде са течним азотом захтевају периодично допуњавање цистерни. Свака акција допуњавања гаса представља прекид производње. Производња на лицу места ради без прекида 24/7. Чим машини за сечење затреба гас, проток је ту.

3. Претворите цену гаса из варијабилне у фиксну. Ово је квалитативна финансијска трансформација. Трошкови гаса у боцама варирају са обимом производње; што више смањите, то је рачун за гас већи. Са производњом на лицу места, улагање у фиксни капитал и ниски трошкови одржавања претварају рачун за гас у стабилну, предвидљиву цифру. Добијање велике поруџбине више не значи губитак контроле над трошковима гаса, а понуде постају далеко прецизније.

4. Променљива чистоћа азота у зависности од материјала. Можете користити азот високе чистоће 99,99% за нерђајући челик, а приликом сечења угљеничног челика мешаним гасом, смањите чистоћу да бисте повећали излазну запремину. Raysoar-ова BCP M серија (PSA систем са функцијом мешања гаса) подржава пребацивање задате тачке чистоће једним додиром - ова флексибилност процеса је нешто што екстерни гас не може да понуди.

5. Саморегулисани притисак довода. Систем за генерисање азота производи тачно онај притисак који је потребан вашој производној линији. Нема потребе за додавањем станица за смањење и стабилизацију притиска само да би се прилагодило фиксном притиску гасних боца. Пут гаса је једноставнији, а притисак стабилнији.

Кратка анализа исплате инвестиције

Користимо најједноставнију логику да израчунамо повраћај инвестиције за производњу азота на лицу места. Иако тачан период поврата зависи од ваше потрошње, локалних цена гаса и трошкова система, добро осмишљен систем за производњу азота на лицу места често се исплати у релативно кратком периоду континуираног рада. За кориснике са великим обимом производње, повраћај инвестиције може се остварити за месеце, а не за године. Када се опрема потпуно амортизује, уштеде иду директно на крајњи резултат. Након тога, трошкови гаса падају на скоро цену електричне енергије, а када се амортизација опреме заврши, уштеде су готово чиста добит.

Тачан период поврата улагања зависи од ваше потрошње и локалних цена гаса у боцама. Што је већа потрошња и што је гас у боцама скупљи, то је бржи повраћај улагања. Ако тренутно користите течни азот, повраћај улагања може бити нешто дужи. Међутим, када се узму у обзир губитак испаравања и трошкови изнајмљивања Дјуарове боце, усвајање Raysoar-ових BCE серије јединица за производњу азота са померањем вршних точкова и даље доноси изузетне економске користи.

Проширене примене: Повећање вредности кроз вишенаменску употребу

Азот који производи систем на лицу места није само за главу за сечење. Исти извор може да обезбеди гране водова за заптивање путање ласерског зрака позитивним притиском, чишћење цевовода и складиштење полупроизвода или сировина без оксидације. На пример, челични комади високе чврстоће који чекају сечење могу се привремено складиштити у атмосфери азота како би се формирао инертни заштитни слој, спречавајући рђу. Проширујући ово на друге тачке потрошње гаса у постројењу - као што је заштитни гас за ласерско заваривање или спречавање рђе за лим након савијања - један систем за производњу азота додатно смањује укупне трошкове гаса.

Raysoar-ово интегрисано примењивање производње азота на лицу места

Рајсоар не пружа изоловани генератор азота, већ интегрисани систем за генерисање азота на лицу места директно повезан са вашом ласерском производном линијом. Од избора ваздушног компресора, конфигурације расхладних сушача и филтера, до подешавања чистоће и дизајна цевовода генератора азота, све је интегрално планирано око параметара гаса ваше линије. Коначни резултат је комплетан систем који производи стабилан, чист азот на клик, помажући вам да трансформишете трошкове азота из неконтролисане спољне променљиве у предвидљиву, управљиву фиксну ставку.

Учините снабдевање азотом стабилним, доступним по потреби и контролисаним као што су то вода и струја -то је вредност генерације на лицу места.