Новости

Aug 15, 2023

Эффективность потребления защитного газа

Примечание редактора. Это первая статья из двух частей, в которой обсуждается экранирование.

Примечание редактора: это первая статья из двух частей, в которой обсуждается эффективность защитного газа. Вторая часть также появится на thefabricator.com.

Хотя аргон является наиболее часто используемым защитным газом для сплошных проволочных электродов, многие менеджеры и сварщики мало что знают об этом инертном газе и его стоимости. Большинству сварщиков говорят, что аргон обеспечивает гладкую сварку, не оставляет флюса, дорог и может вызвать удушье в закрытых помещениях. Большинству также советуют экономить этот газ, отключая его от горелок для газовой вольфрамовой сварки (GTAW) во время перерывов, обеда и в конце смены.

Аргон обычно количественно обозначается термином сантикубические футы (CCF). Один кубический фут аргона равен 100 кубическим футам газообразного аргона — количеству, необходимому для заполнения коробки размером 4 фута на 7-3/4 дюйма.

Если стоимость аргона составляет 2,50 доллара за CCF, то заполнение ящика аргоном на уровне моря обойдется всего в 2,50 доллара. Заполнение ящика аргоном со скоростью 45 кубических футов в час (CFH) займет 2 часа 13 минут. Поскольку расход от 30 до 45 кубических футов в час достаточен для большинства применений газовой дуговой сварки (GMAW), можно сказать, что 2,50 доллара — это не такие уж большие деньги за 2 часа 13 минут непрерывной сварки. В идеальном мире это равнялось бы примерно 9 долларам США стоимости газа на сварочную станцию ​​за восьмичасовую смену при 100-процентной продолжительности дуги.

Если предположить, что фактическое время дуги на большинстве станций ручной сварки составляет от 15 до 30 процентов, а не 100 процентов, то стоимость снижается до 1,35–2,70 доллара за восьмичасовую смену. Звучит немного, но эти цифры представляют собой идеальную среду с одной сварочной станцией и одной рабочей сменой в течение одного рабочего дня. Если принять во внимание другие обстоятельства, эти 135–270 пенни могут быстро вырасти.

Например, 300 сварочных станций, работающих со 100-процентной эффективностью при 30-процентной продолжительности дуги, в три смены в день, 312 дней в году, будут использовать аргон на сумму 758 160 долларов в год. Однако большинство заводов работают с КПД менее 50 процентов, что, как в предыдущем примере, означает, что на сварочный газ придется тратить более 1,5 миллионов долларов в год.

Некоторые заводы ошибочно полагают, что, поскольку потребление не сильно меняется из года в год, а уровень производства остается постоянным, эффективность сохраняется. Ведь затраты на газ заложены в себестоимость готового продукта. Это может оказаться очень дорогостоящим предположением.

Большинство инженеров-сварщиков, похоже, согласны с тем, что аргон (или его смесь) — единственный выбор. Однако, даже несмотря на свои многочисленные преимущества, при неразумном использовании аргон быстро может стать палкой о двух концах.

Покупка аргона и других газов в больших количествах и в жидком состоянии снижает стоимость единицы CCF. По сравнению с типичными стальными баллонами емкостью 336 кубических футов газ для объемной системы можно купить примерно вдвое дешевле за CCF. Кроме того, количество рабочей силы, сэкономленной за счет отсутствия необходимости манипулировать баллонами и простоев производства для замены баллонов, поможет довольно быстро окупить затраты на установку комплексной системы.

Если на заводе используется объемная система, это, вероятно, сможет снизить уровень потребления газа. Многие заводы могут сократить потребление на 50–80 процентов и более за один год, приняв ряд консервативных мер; единого решения не существует. Однако положительным моментом является то, что даже если принять несколько мер, ни одна из них не будет особенно дорогостоящей по сравнению с полученными выгодами. Окупаемость инвестиций обычно измеряется днями, а не месяцами или годами.

Часто первым шагом является информирование сотрудников о годовых расходах компании на потребление. Эти данные затем можно сравнить с другими расходными материалами (в первую очередь проволокой), которые прямо пропорциональны расходу газа. Этого можно достичь путем определения средней скорости подачи проволоки (в приложениях GMAW) для завода или участка завода. Эту скорость проволоки можно использовать для расчета количества защитного газа, необходимого для сжигания 1 фунта проволоки при заданной скорости потока газа на кончике горелки. Например, предположим, что проволока из мягкой стали диаметром 0,045 дюйма используется при средней скорости проволоки 300 дюймов в минуту (IPM) и расходе защитного газа 35 CFH. Если для получения 1 фунта требуется около 2210 дюймов проволоки из мягкой стали диаметром 0,045 дюйма, применяется следующее: