Khí nitơ hoặc oxy là khí thiết yếu để vận hành máy cắt laser CO2 hoặc sợi quang. Vậy làm thế nào để bạn đưa ra lựa chọn đúng đắn khi nói đến khí, độ tinh khiết, lưu trữ bình hoặc bình chứa, mua sắm, lắp đặt mạng lưới và máy phát khí?
Thật vậy, các nhà sản xuất đôi khi đưa ra quyết định về nguồn cung cấp khí một cách vội vàng. Tuy nhiên, điều quan trọng là bạn phải dành thời gian khi cân nhắc về việc lắp đặt mạng lưới, giải pháp khí và nhà cung cấp, để đưa ra quyết định tối ưu nhất.
Dưới đây là 6 yếu tố chính cần lưu ý: sự khác biệt giữa nitơ và oxy, chất lượng khí, điều hòa, quản lý nguồn cung và sản xuất khí tại chỗ bằng máy phát điện .
Cắt bằng laser nitơ hoặc oxy – 'Khí hỗ trợ cắt'
'Khí hỗ trợ' hoạt động như sau: chùm tia trên máy cắt laser tạo ra một lỗ trên tấm kim loại và để ngăn lỗ này tự nhiên bịt kín lại, một luồng khí (nitơ hoặc oxy) thổi bay kim loại.
Oxy phản ứng với kim loại, còn được gọi là phản ứng oxy hóa khử tỏa nhiệt. Do đó, phản ứng hóa học này kết hợp với tác động cơ học, tạo ra hiệu quả cắt kim loại tấm khá tốt. Tuy nhiên, oxy tạo ra quá trình oxy hóa dọc theo cạnh cắt, tức là phần tấm đã được cắt. Điều này làm cho chất lượng của vết cắt hơi xám và có thể cần một số công đoạn hoàn thiện: chải, mài, tước, xử lý hóa học, v.v. Về mặt vật liệu, oxy được sử dụng để cắt thép. Nitơ Cắt nitơ hoàn toàn là cơ học. Một luồng cắt được phát ra nhưng không xảy ra phản ứng hóa học. Do đó, tốc độ cắt nhanh. Không giống như oxy, cắt bằng nitơ được cho là "sạch", tức là không có bất kỳ cặn lắng nào. Nitơ có thể được sử dụng để cắt tất cả các vật liệu, chẳng hạn như thép, nhôm, thép không gỉ, v.v.
Về mức tiêu thụ, cắt oxy cần áp suất 2 bar để tiêu thụ khoảng 10m3/giờ. Cắt nitơ cần áp suất 22/30 bar để tiêu thụ khoảng 40 đến 60/120 m3/giờ. Tốc độ cắt laser nitơ chậm hơn 30% so với cắt laser oxy.
Có 2 yếu tố khác cần lưu ý khi lựa chọn loại khí tối ưu nhất:
- Chi phí xử lý liên quan đến quá trình oxy hóa.
- Tác động đến luồng sản xuất do tắc nghẽn tại trạm hoàn thiện. Thực tế là oxy chỉ có thể cắt thép, trong khi nitơ linh hoạt hơn, cũng cần được tính đến.
Độ tinh khiết của khí cung cấp cho máy cắt laser quan trọng như thế nào?
Tài liệu kỹ thuật do nhà sản xuất máy laser cung cấp đôi khi nêu rõ các yêu cầu về độ tinh khiết vượt quá mức tiêu chuẩn, dẫn đến phát sinh thêm chi phí mua sắm.
Các tạp chất có hại chính trong nitơ để cắt laser là hydrocarbon và độ ẩm. Tuy nhiên, chất lượng tiêu chuẩn của nitơ là 4,5 (99,995), tức là 5 phần triệu tạp chất. Điều này có nghĩa là không có bất kỳ rủi ro nào về tạp chất! Nhưng việc đưa khí từ bình/xi lanh đến máy laser có thể là nguồn gây ô nhiễm.
Đối với oxy thì hoàn toàn khác. Mức độ tinh khiết cao hơn dẫn đến năng suất cao hơn: oxy tạo ra phản ứng hóa học (phản ứng tỏa nhiệt), cũng như tác động cơ học, giúp cải thiện hiệu quả cắt của máy. Độ tinh khiết 3,5 là giá trị tối ưu để cắt laser”
Chất lượng oxy tiêu chuẩn là 2,5. Do đó, sử dụng oxy 3,5 sẽ tốn thêm chi phí và chỉ có ý nghĩa đối với các tấm thép rất mỏng, với laser công suất thấp. Nếu nhà sản xuất cắt thép có độ dày dưới một milimét bằng tia laser 1 hoặc 2kW, thì sản lượng sẽ tăng khoảng 10%. Ngoài ra, không có sự gia tăng hiệu quả nào nữa.
Lưu trữ khí cho máy cắt laser: Xi lanh, giá đỡ hoặc bình chứa
Tùy thuộc vào cách lưu trữ, khí được cung cấp ở dạng lỏng hoặc khí. Các bình hoặc giá đỡ chứa nhiều bình được xử lý trước ở dạng khí tại nhà máy của nhà cung cấp khí. Ngược lại, các bồn chứa được nạp khí lỏng trực tiếp tại chỗ từ xe bồn.
Lưu trữ chất lỏng tiết kiệm chi phí. Tuy nhiên, khi khí lỏng nóng lên, nó sẽ chuyển sang dạng khí, làm tăng áp suất trong bồn. Giới hạn áp suất trong bồn là 35/38 bar, do đó áp suất dư thừa sẽ được xả ra ngoài bằng van xả, dẫn đến mất khí. Do đó, giải pháp này đòi hỏi phải có đủ lượng tiêu thụ và sử dụng thường xuyên để hạn chế sự bay hơi.
Đối với phần lớn các bồn chứa, việc lắp đặt cũng đòi hỏi phải điều chỉnh kết cấu xây dựng (tấm sàn) để chịu được tải trọng vài tấn. Điều này liên quan đến chi phí đầu tư.
Ngưỡng tiêu thụ nitơ hàng tháng để chuyển từ hệ thống giá đỡ sang bể chứa là khoảng 800 đến 1.000 m3" , ông cũng nói thêm rằng "một nhà sản xuất tiêu thụ 10.000 m3 mỗi năm trong khoảng thời gian 4 tháng và một lượng nhỏ trong phần còn lại của năm, có lẽ sẽ lựa chọn giá đỡ tốt nhất, vì sự bay hơi từ quá trình lưu trữ trong thời gian hoạt động thấp.
Các giá đỡ chứa một bộ xi lanh được sử dụng để cung cấp cho một hoặc nhiều máy laser. Chúng được nạp tại nhà máy của nhà cung cấp khí, ở áp suất thường là khoảng 200 bar. Đây là giải pháp dễ triển khai. Nó cũng đơn giản hóa khâu hậu cần giao hàng.
Cung cấp khí đốt: Một vấn đề hậu cần
1- Tránh dừng sản xuất trong quá trình mua khí
Các nhà sản xuất sử dụng bình hoặc giá đỡ không phải lo lắng về việc dừng máy laser của họ trong quá trình nạp khí. Thật vậy, các bình được nạp khí tại nhà máy của nhà cung cấp khí. Tuy nhiên, các bình được nạp khí trực tiếp tại chỗ, vì vậy điều quan trọng là tránh dừng sản xuất.
2- Kích thước xe bồn hoặc xe tải giao hàng
Điều quan trọng là phải cân nhắc cẩn thận loại xe tải được sử dụng để nạp lại, tùy thuộc vào bất kỳ hạn chế nào về khả năng tiếp cận nhà máy và nơi khí được lưu trữ.
3- Vị trí của Nhà máy điều hòa
Tốc độ giao hàng thường phụ thuộc vào khoảng cách giữa các nhà máy sản xuất và nhà máy điều hòa. Khía cạnh này cũng cần được tính đến khi lựa chọn nhà cung cấp.
4- Quản lý mua khí
Một số nhà cung cấp khí cung cấp các giải pháp tự động cung cấp tổng quan chính xác về mức tiêu thụ theo thời gian thực, cũng như hệ thống mua sắm tự động để tránh tình trạng thiếu hụt.
Lắp đặt mạng lưới cung cấp máy cắt laser
Điểm này đôi khi bị bỏ qua, mặc dù có vấn đề về an ninh và chất lượng. Thật vậy, một mạng lưới bị lỗi, đặc biệt là do sử dụng vật liệu không phù hợp, có thể dẫn đến ô nhiễm khí và làm hỏng đầu máy laser hoặc sản xuất.
Các hạt bụi siêu nhỏ có thể làm hỏng thấu kính. Mạng lưới nên được làm bằng thép không gỉ hàn hoặc thay vào đó là các ống đồng cấp lạnh đã được làm sạch và thụ động hóa. Khí chảy qua các ống ở áp suất 22 bar. Các hạt nhỏ nhất có thể bị tách ra, gây ô nhiễm khí và lắng đọng trên thấu kính hoặc trên tấm kim loại.
Có 3 khía cạnh chính cần lưu ý khi lắp đặt: áp suất, lưu lượng và khoảng cách.
Một số nhà cung cấp khí cung cấp dịch vụ kỹ thuật để lập thông số kỹ thuật của mạng lưới, trong khi những nhà cung cấp khác thậm chí còn cung cấp dịch vụ quản lý toàn bộ mạng lưới (kỹ thuật, triển khai và giám sát).
Máy tạo nitơ hoặc oxy tại chỗ: Một giải pháp thay thế?
Quá trình sản xuất nitơ và oxy đạt được bằng cách tách khí trong không khí. Thật vậy, có nồng độ nitơ rất cao trong không khí (71%) và 21% oxy.
Máy tạo nitơ/oxy là một đơn vị sản xuất mà các nhà sản xuất có thể đặt gần xưởng cắt laser của họ, để sản xuất khí cần thiết cho máy cắt laser sợi của họ. Một hệ thống sàng phân tử thu giữ khí mong muốn trong không khí và để các khí khác thoát ra ngoài. Đây được gọi là công nghệ hấp phụ dao động áp suất (PSA).
Mục đích của giải pháp này là nạp khí vào giá đỡ với áp suất 300 bar, do đó cung cấp cho máy móc trong cùng điều kiện như khi sử dụng khí đã qua xử lý. Giải pháp này cũng giúp tối ưu hóa quy mô lắp đặt trong khi vẫn đáp ứng được mức sản xuất cao nhất.
Máy tạo khí nito có thể là giải pháp thú vị trong những trường hợp cụ thể, miễn là nhà cung cấp cam kết tuân thủ nghiêm ngặt các yêu cầu của nhà sản xuất máy laser về độ tinh khiết, áp suất, thể tích, v.v. Chúng tôi cũng cung cấp máy tạo khí, nhưng thường thì đây không phải là giải pháp tiết kiệm chi phí nhất để cung cấp máy laser.
Tuy nhiên máy phát nitơ có nhiều hạn chế so với khí thanh hoặc khí khối: độ tinh khiết thấp hơn, có thể gây ra quá trình oxy hóa trên các cạnh cắt, áp suất và lưu lượng hạn chế có nghĩa là tia laser chỉ có thể cắt độ dày dưới 15 mm, cũng như mức tiêu thụ điện năng cao không nên bỏ qua trong tính toán lợi nhuận chung. Ngoài ra giải pháp máy phát điện hấp dẫn, nhưng khó có thể cắt sạch do tạp chất oxy trong nitơ. Tổng chi phí (mua sắm, bảo dưỡng và điện) cũng cao và trong hầu hết các trường hợp, vượt quá chi phí cung cấp khí thông qua giá đỡ bình và xi lanh.
0 Nhận xét