Jak wybrać sprężarkę azotu wysokociśnieniową do cięcia laserowego

Cięcie laserowe to przejściowe zadanie azotowe. Maszyna może spędzać czas na pozycjonowaniu przy niewielkim zapotrzebowaniu na gaz wspomagający, a następnie żądać szybkiego impulsu po rozpoczęciu cięcia, co może nieprzewidywalnie nakładać się na siebie. Wybór sprężarki na podstawie średniego zużycia azotu powoduje zatem spadki ciśnienia na dyszy, nawet gdy dzienna produkcja wydaje się wystarczająca. Zacznij od wymaganego przez producenta lasera ciśnienia gazu wspomagającego na wlocie do urządzenia oraz krzywej zużycia dla rzeczywistych rozmiarów dysz, materiałów, grubości i receptur cięcia. Stwórz profil jednoczesnego użytkowania, uwzględnij straty w rurociągach i określ, jaka część krótkiego szczytu będzie pochodzić z magazynu odbiornika, a jaka z przepływu sprężarki. Czystość i suchość gazu mają znaczenie, ponieważ zanieczyszczenia mogą przedostać się do regulatorów, urządzeń sąsiadujących z optyką, zaworów i powierzchni cięcia. Wybrany wzmacniacz musi reagować na zapotrzebowanie, pozostając w zatwierdzonym zakresie ssania, ciśnienia, temperatury i prędkości.

Dane wejściowe do wymiarowania cięcia laserowego

ciśnienie gazu wspomagającego

Ciśnienie azotu wymagane przez układ tnący na jego określonym wlocie lub regulatorze, po uwzględnieniu wszystkich strat dystrybucyjnych.

przepływ natychmiastowy

Krótkotrwały przepływ azotu wymagany podczas aktywnego cięcia dyszy, co może mieć o wiele większe znaczenie przy określaniu rozmiaru niż średnie użycie.

dysza laserowa

Otwór głowicy tnącej, którego średnica i sposób działania mają duży wpływ na przepływ gazu wspomagającego.

czystość azotu

Skład azotu wymagany w procesie cięcia w celu uzyskania zamierzonego zachowania utleniania i jakości cięcia.

schowek odbiornika

Zapasy sprężonego azotu służą do pokrycia nagłych zmian zapotrzebowania, których sprężarka nie jest w stanie natychmiast nadążyć.

reakcja wzmacniająca

Sposób, w jaki wydajność sprężarki i ciśnienie tłoczenia odzyskują swoją wydajność po nagłym zwiększeniu zapotrzebowania na gaz wspomagający.

1. Uzyskaj dane dotyczące ciśnienia i zużycia z receptur cięcia

Zbierz wymagania dostawcy lasera dotyczące ciśnienia i przepływu dla materiałów i kombinacji dysz faktycznie używanych w zakładzie. Nie należy określać rozmiaru na podstawie wartości maksymalnych z jednej broszury, jeśli taka sytuacja występuje rzadko, ani na podstawie wartości średniej, jeśli produkcja jest kontrolowana przez krótką recepturę o wysokim przepływie. Należy zapisać, czy podane ciśnienie występuje na wlocie maszyny, wylocie regulatora, czy głowicy tnącej. Sprężarka i kolektor muszą pokrywać straty między punktem kontroli ciśnienia a podanym miejscem.

Utwórz tabelę zapotrzebowania według maszyny i receptury. Uwzględnij aktywny przepływ cięcia, oczekiwany udział obciążenia oraz częstotliwość cięcia dwóch lub więcej maszyn jednocześnie. W przypadku nowego zakładu należy zastosować konserwatywny przypadek współbieżności uzgodniony z działem produkcji. W przypadku działającego zakładu, rejestrator przepływu lub trend ciśnienia w odbiorniku podczas reprezentatywnych zmian dają lepsze dane niż miesięczne sumy zakupów azotu.

2. Oddzielenie przepływu ciągłego od przepływu impulsowego

Sprężarka musi pokryć stałe zużycie azotu w horyzoncie projektowym, ale odbiornik może dostarczać krótkie serie. Oblicz ilość gazu pobieranego w czasie największego wiarygodnego nakładania się i porównaj ją z produkcją sprężarki w tym samym okresie. Różnica polega na zapasie, jaki odbiornik musi zapewnić między dopuszczalnym ciśnieniem wysokim a niskim. Przy przeliczaniu objętości magazynowanego gazu należy stosować ciśnienie bezwzględne i spójny stan odniesienia.

Jeśli ciśnienie w odbiorniku wielokrotnie spada podczas długotrwałej kampanii cięcia, problem nie leży w magazynowaniu; stała wydajność sprężarki lub generatora jest niewystarczająca. Z drugiej strony, przewymiarowanie boostera w celu pokrycia kilkusekundowego szczytowego zapotrzebowania może powodować nadmierne cykle przy normalnym obciążeniu. Zrównoważona konstrukcja zapewnia sprężarce stabilną pracę bazową i pozwala magazynowi wytrzymać najszybsze zmiany.

Aby uzyskać powiązany test porównawczy sprzętu, zapoznaj się z witryną kompresor azotu do cięcia laserowego Opcje podczas sprawdzania założeń operacyjnych w tej sekcji. Weryfikacja krzyżowa jest tutaj powiązana z wyborem cięcia laserowego sprężarką azotu pod wysokim ciśnieniem.

3. Zabezpiecz ciśnienie w maszynie, nie tylko na wylocie sprężarki

Wysoki przepływ gazu wspomagającego może powodować znaczne spadki ciśnienia w długich kolektorach, filtrach, zaworach, regulatorach, wężach i małych odgałęzieniach. Oblicz ścieżkę dystrybucji od odbiornika do najbardziej wymagającej maszyny przy maksymalnym przepływie równoczesnym. Wzmacniacz, który utrzymuje lokalną nastawę przepływu, może nadal powodować niedobór ciśnienia w głowicy tnącej, jeśli sieć jest ograniczona.

Umieść pomiar ciśnienia w miejscu, w którym można zdiagnozować ścieżkę. Rejestruj ciśnienie w odbiorniku, ciśnienie w kolektorze głównym i ciśnienie na wlocie do maszyny podczas znanego cyklu cięcia. Duża różnica wskazuje na problem z dystrybucją, który należy rozwiązać poprzez dobór rozmiaru linii, lokalnego magazynu, wybór zaworów lub układu odgałęzień, zamiast zwiększać ciśnienie sprężarki bez przeprowadzenia analizy.

4. Utrzymuj azot w czystości i suchości poprzez sprężanie i przechowywanie

Należy oddzielnie określić wymagania dotyczące czystości tlenu, wilgotności, oleju i cząstek stałych. Sprężanie bezolejowe może być atrakcyjne tam, gdzie ryzyko zanieczyszczenia musi być zminimalizowane, ale o czystości decyduje cała ścieżka – generator, odbiornik, sprężarka, filtry, rurociągi i procedury konserwacyjne. Nowe rurociągi wysokociśnieniowe należy oczyścić i przedmuchać przed podłączeniem do maszyn tnących.

Zlokalizuj filtry w miejscu, w którym można monitorować różnicę ciśnień i przeprowadź ich serwis, zanim ograniczenie ciśnienia stanie się problemem. Jeśli azot pochodzi z generatora PSA lub membrany, sprawdź, czy wybrana czystość jest utrzymywana przy szczytowym przepływie produktu. Nie należy używać odbiornika wysokociśnieniowego do rozcieńczania gazu rozruchowego niezgodnego ze specyfikacją; akceptacja czystości powinna nastąpić przed rozpoczęciem magazynowania.

5. Wybierz wzmacniacz dla zakresu ssania i reakcji, a także ciśnienia końcowego

Wzmacniacz laserowy może pobierać azot z lokalnego generatora, którego ciśnienie produktu zmienia się wraz z poziomem w odbiorniku. Należy podać producentowi sprężarki minimalne i maksymalne ciśnienie ssania, temperaturę ssania, wymagane ciśnienie końcowe, przepływ odniesienia, współczynnik wypełnienia oraz przewidywaną metodę sterowania. Należy poprosić o podanie wydajności i temperatury w całym zakresie ssania. Niższe ciśnienie ssania zwiększa całkowity stopień sprężania i może zmniejszyć dostarczany przepływ masowy.

W przypadku VFD lub innego sterowania wydajnością, należy potwierdzić dopuszczalny zakres regulacji i szybkość reakcji. Odbiornik powinien absorbować początkowy krok zapotrzebowania podczas przyspieszania wzmacniacza. Jeśli wiele maszyn może uruchomić się jednocześnie, należy zasymulować to zdarzenie w ramach filozofii sterowania i zdefiniować minimalne dopuszczalne ciśnienie wlotowe maszyny podczas odzyskiwania.

Użyj witryny sprężarka wspomagająca azot Zasób jako druga kontrola przy przełożeniu tego wymogu na specyfikację sprężarki. Weryfikacja krzyżowa jest tutaj powiązana z wyborem lasera do cięcia sprężarką azotu pod wysokim ciśnieniem.

6. Sprawdź działanie systemu za pomocą testu rzeczywistego zapotrzebowania na cięcie

Uruchomienie powinno obejmować recepturę cięcia, która reprezentuje najwyższą kombinację ciśnienia i przepływu oraz realistyczny scenariusz jednoczesnego cięcia maszyn. Należy określić trendy ciśnienia ssania, tłoczenia, ciśnienia w odbiorniku, ciśnienia w kolektorze, ciśnienia wlotowego maszyny, przepływu (jeśli jest dostępny), prędkości obrotowej lub stanu obciążenia wzmacniacza oraz kluczowych temperatur. Należy upewnić się, że ciśnienie w laserze utrzymuje się w wymaganym zakresie przez cały czas cięcia.

Następnie sprawdź odzyskiwanie po wybuchu. Ciśnienie w odbiorniku powinno powrócić do normy bez przekroczenia przez booster temperatury lub limitów kontrolnych i bez powtarzających się szybkich cykli. Zachowaj te przebiegi jako punkt odniesienia do akceptacji. Gdy w przyszłości pojawi się reklamacja dotycząca niskiego ciśnienia azotu, te same punkty pomiarowe pokażą, czy przyczyną jest wydajność sprężarki, wyczerpany zbiornik, ograniczenie linii, czy też zmieniona receptura cięcia.

Tabela wyboru azotu laserowego

Arkusz weryfikacji projektu

Przekształć element przeglądu „rozpocznij od profilu zużycia maszyny” w zarejestrowany krok akceptacji. Zidentyfikuj, gdzie obserwuje się ciśnienie gazu wspomagającego, stan roboczy w tym momencie oraz jakie warunki przed lub za dyszą laserową mogą zmienić jej działanie. Zapisz instrument, rysunek, kartę katalogową lub dane z oględzin fizycznych użyte do ustalenia podstawy. Następnie wykonaj czynność „Zmierz ciśnienie i chwilowy przepływ azotu dla rzeczywistych receptur dyszy i materiału” w powtarzalnych warunkach. Jeśli wynik jest sprzeczny z oczekiwanym zachowaniem, wstrzymaj się z kolejną decyzją projektową lub konserwacyjną do czasu wyjaśnienia rozbieżności. Daje to innemu inżynierowi wystarczający kontekst do powtórzenia kontroli bez polegania na pamięci lub nieudokumentowanych założeniach.

Użyj przepływu chwilowego jako punktu kontrolnego w terenie, powiązanego z zasadą „Stwórz profil zapotrzebowania dla maszyn pracujących jednocześnie, zamiast polegać na średnim dziennym zużyciu”. Zapisz miejsce pomiaru lub kontroli, stan gazu, obciążenie sprężarki, odpowiednie położenia zaworów oraz dokument definiujący akceptację. Jednocześnie sprawdź krzyżowo czystość azotu, aby uniknąć pomyłki lokalnego objawu z problemem całego systemu. Koncepcja „pokrycia nagłego zapotrzebowania” jest kompletna tylko wtedy, gdy obserwacja prowadzi do jasnej decyzji: zaakceptować, poprawić lub przekazać do oceny dostawcy. Powtórz kontrolę po każdej korekcie i zachowaj wartości przed i po w dokumentacji uruchomienia lub konserwacji.

Zweryfikuj „dopasowanie ciśnienia wylotowego”, tworząc jeden kontrolowany stan, w którym dysza laserowa i zbiornik odbiorczy mogą być interpretowane łącznie. Ustabilizuj system, zanotuj ciśnienie, temperaturę, przepływ lub stan maszyny, w zależności od potrzeb, i użyj skalibrowanych przyrządów lub bezpośredniej inspekcji w wyznaczonych lokalizacjach. Przeprowadź „Dobór pojemności zbiornika odbiorczego dla krótkich niedoborów i wydajności sprężarki dla stałego zapotrzebowania” i zapisz zarówno oczekiwaną, jak i obserwowaną odpowiedź. Jeśli wymagany jest limit specyficzny dla danego modelu, uzyskaj go z dokumentacji wybranej sprężarki, zbiornika, rurociągu, generatora lub procesu, zamiast wpisywać wartość ogólną. Zapis powinien wskazywać, dlaczego ostateczna decyzja jest technicznie uzasadniona.

Przed zamknięciem zlecenia roboczego należy upewnić się, że „Oblicz spadek ciśnienia na najbardziej wymagającej gałęzi lasera przy przepływie szczytowym” jest powiązany z dowodami. W przypadku czystości azotu należy zapisać punkt odniesienia oraz jednostkę lub stan fizyczny; w przypadku reakcji wzmacniacza, należy zapisać punkt porównawczy, który potwierdza spójność działania systemu. Powiąż obie obserwacje z „czystością gazu ochronnego” oraz z rzeczywistym obciążeniem lub trybem pracy. Wartość bez lokalizacji i stanu jest trudna do ponownego wykorzystania w przyszłości. W przypadku wykrycia niezgodności, należy poprawić ograniczenie, stan sterowania, stan komponentu lub założenie projektowe, które ją spowodowało, a następnie powtórzyć tę samą obserwację, aby naprawa została udowodniona, a nie założona.

Przed zamrożeniem wyboru sprzętu należy porównać ten obowiązek z wymaganiami witryny sprężarka azotu przemysłowego Zakres i upewnij się, że stosowana jest ta sama podstawa ciśnienia. Weryfikacja krzyżowa jest tutaj powiązana z wyborem lasera do cięcia za pomocą sprężarki azotu wysokociśnieniowego.

Potraktuj „rozmiar magazynu blisko obciążenia” jako mały eksperyment rozruchowy. Zdefiniuj stan początkowy, obserwuj stan magazynu w odbiorniku, zmień tylko zmienną wymaganą do zatwierdzonego testu i obserwuj reakcję ciśnienia gazu wspomagającego. Działanie „Sprawdź czystość, wilgotność, poziom oleju, cząstki stałe, zakres ssania i ograniczenie dopływu powietrza do sprężarki” powinno pozostawić zapis stanu początkowego, interwencji, stanu końcowego oraz wszelkich alarmów lub reakcji układu sterowania. Jest to przydatne, gdy kilka komponentów może powodować ten sam objaw. Zmieniając jeden czynnik na raz i utrzymując sprężarkę w zatwierdzonym zakresie, zespół może oddzielić przyczynę od zbiegu okoliczności i uniknąć wymiany sprzętu, który nie był odpowiedzialny.

Granica bezpieczeństwa i weryfikacji

Azot pod wysokim ciśnieniem zawiera znaczną ilość zmagazynowanej energii i po uwolnieniu może tworzyć atmosferę z niedoborem tlenu. Należy stosować węże, regulatory, zawory, zbiorniki i rurociągi o ciśnieniu znamionowym zatwierdzonym dla ciśnienia projektowego. Nigdy nie należy szukać nieszczelności pod wysokim ciśnieniem gołymi rękami. Otwory odpowietrzające i spustowe muszą być poprowadzone w bezpieczny sposób, a limity ciśnienia gazu określone przez dostawcę maszyny tnącej mają pierwszeństwo przed ogólnymi ustawieniami sprężarki.

Lista kontrolna sprężarki azotu laserowego

1. Zbierz dane dotyczące ciśnienia i chwilowego przepływu azotu dla aktualnych receptur dysz i materiałów.
2. Zamiast opierać się na średnim dziennym zużyciu, stwórz profil zapotrzebowania na wiele maszyn jednocześnie.
3. Wielkość odbiornika magazynowego dostosowana do krótkotrwałych niedoborów oraz wydajność sprężarki do stałego zapotrzebowania.
4. Oblicz spadek ciśnienia na najbardziej wymagającej gałęzi lasera przy przepływie szczytowym.
5. Sprawdź czystość, wilgotność, olej, cząstki stałe, zakres ssania i regulację wzmacniacza.
6. Zleć przeprowadzenie rzeczywistego testu cięcia na wysokim popycie i zachowaj trendy ciśnienia.

Pytania dotyczące gazu wspomagającego laser

Reguła wyboru

Wybierz sprężarkę azotu do cięcia laserowego na podstawie rzeczywistego zapotrzebowania maszyny, a następnie podziel obciążenie na stały przepływ sprężarki i krótkie szczyty obsługiwane przez odbiornik. Potwierdź spadek ciśnienia, czystość, wahania ssania i reakcję wzmacniacza za pomocą testu cięcia na żywo, zamiast akceptować jedynie ciśnienie wylotowe.