工业效率

金属工业中的氮生成

金属加工业的制造商始终正在寻找最具成本效益和有效的过程的过程。在许多植物处,激光器用于切割钢和铝等金属。这些激光切割器通常使用氮气来消除该方法的某些部件的水分和氧气。在过去,批量存储系统已被用于在制造工厂中容纳现场的氮气,但是这种储存方法可能导致所有人所说的收入损失。那么,工厂所有者的解决方案是什么?答案开始于内部氮生成系统。

首先,探讨这些过程中的氮气在这​​些过程中的使用是重要的,以了解散装储存系统和氮产生系统之间的影响和差异。工厂激光器在金属上的切割点使用氮气,因为该过程中使用的高温通常会导致氧化。当发生氧化时,切割的金属件可能会损坏,因此工具可以产生切割。结构损坏或不准确的切割可以使部件弱,使它们无用。在从激光到金属的接触点上使用氮从切割区域去除氧气,并且有助于冷却模具,从而防止氧化。这种预防改善了最终产品的质量,生产较少的废金属并切回碎片的重新加工。

批量存储系统

    制造商可以将氮气带到激光注射点的第一种方法在执行上相当简单。一个典型的散装储存系统由一个罐、一个汽化器和控制器组成。还有其他类型的大容量存储,但这是最常见的系统之一。液氮的供应被安置在设备中的一个大的塔或槽中,氮气直接从这个供应中抽取。这些装置的典型流动路径从散装罐开始,然后进入环境空气蒸发器。从那里,氮气进入管道,并通过调节器流动,这取决于系统设计,然后出去加工。

      氮生成系统

      氮生成系统是提供一种可持续的方法来提供金属制造和许多其他行业的氮气的独特方法。有两种类型的氮气发生器:压力摆动(PSA)和膜。PSA系统使用碳分子筛在高压下吸附氧气,同时允许氮气通过。膜使用中空的多孔纤维将N 2分子与氧中存在的其他分子分离。

      用于激光切割应用的典型氮生成系统将具有以下组件:氮气发生器,储罐,高压助力器和高压储存缸。大多数激光切割应用需要PSA发生器来实现所需的流速和纯度。激光切割应用需要高流速和高压,这就是为什么所有氮气发生器系统设计成填充6,12,18或24瓶瓶,而不是将气体直接输送到应用中。当正确设计和尺寸时,这些系统有效运行并需要很少的监控。

      氮生成系统利用压缩空气 - 一种显着以压缩机开头的过程。压缩机从周围大气中拉空,此时它通过高效的聚结过滤器和干燥器。该过滤器和干燥器将取出可能损坏发电系统的油,水和颗粒。如果所讨论的系统是PSA发生器,在通过过滤器移动后,干燥的空气将在进入氮气发生器之前通过额外的预过滤器。发电机之后,氮气被输送到高压助力器中,根据系统设计,将其升高到2,500psi或5000psi。一旦氮气达到高压,它就会递送到储存直到所需的汽缸包中。在需要氮气时,它通过稳压器,该调节器被设定为施加的所需压力并管道向激光切割器。

      氮气发生器

      氮气生成系统利用压缩空气在现场产生氮气。

      优点、缺点和维护

      使用氮生成系统与散装存储系统相反的优点列表漫长而有前景。正如目前所在,制造业围绕使用一个或另一个的50/50分裂的某处。有一些原因,其中一个是氮生成系统对制造商前期的大成本。投资数十万美元的设备似乎似乎是讨价还价,这是一个值得费用的投资回报率。虽然投资回报是相对于所应用的应用程序,但制造商有时会在实施后六个月看到回报。

      大部分节省的储蓄来自于系统被彻底购买的事实,植物所有者没有从氮供应商那里获得多年的合同。这减少了许多成本,包括租赁费,年度供应商成本和交付费用。依靠外部的氮供应商也可以意味着交付调度中的冲突。大多数制造商每天最少运行激光切割机,如果他们在下次预定交付之前发现自己在氮气供应结束时,他们就没有其他选择而不是等待。这些激光切割器的停机时间可能导致大块的收入损失。然而,利用氮生成系统,空气供应永远不会消失,其可用性不依赖于外部第三方。

      另一种储蓄块来自使用散装储存系统时从缺水中预防头部损失。因为一代可以打开和关闭,所以它仅在必要时使用,并且只能产生所需的特定量的氮气;这节省了,基本上消除了浪费气体。使用批量存储系统时,泵送到应用中的纯度几乎总是接近99.998%。乍一看,似乎是一个优势,但如果一个过程不要求纯度水平,那么系统就不会尽可能有效地运行。这是批量系统似乎更具成本高效的原因的一部分,但长期以来落后于落后。大多数氮生成系统允许用户设定自己的纯度率,可以根据其过程所需的东西量身定制。

      由于为氮气发生器提供清洁,干燥空气绝对关键,因此该系统配备了多种过滤器和部件,以确保发生这种情况。这些元件设计用于去除水,油和其他污染物,必须保持,以便从系统中获得最佳寿命。适当关心的一代系统可以保持在15年以上的地方。根据其应用,伴随氮生成系统的适当预防性维护通常将每年运行大约几千美元的制造商。预过滤器通常每六个月每六个月需要维护,并且氮气发生器内的过滤器将需要每六个月更换一次。发电机本身将每年需要维护一次,并且干燥剂干燥器中的预过滤器每年应每六个月更换一次。助推器压缩机通常在基于每小时的维修时间表上运行。与压缩机一样,系统中所有元素的维护可能会根据它们用于的过程增加或减少来自这些基准的频率。

      制作开关

      对于大多数制造商来说,从散装储存到氮生成的平均过渡通常需要六个月或更长。第一步设施运营商需要在转换中进行,以达到其氮供应商结束的合同。一旦确定,其系统要求的完整报告至关重要。考虑的一些重要因素是该过程中所需的纯度,流量(SCFH)和输送压力。一旦制造商拥有这些信息,他们应该与氮气发生器供应商联系并与他们一起使用,以引用满足他们需求的系统。在此报价过程中,供应商很可能会在价格,福利和交货时间内提供多个报价。重要的是完全理解每个供应商的设计,因为这些系统中仍然有广泛的变量,可以影响整体的寿命,服务和制造过程。

      关于作者

      Patrick Hyland是一名技术专家华菱公司是一家领先的技术解决方案提供商,为技术、能源、生命科学、自然资源和交通运输行业提供过滤技术。华菱提供个性化的订单管理、现场支持、全面的培训和应用专家工程服务,利用自动化、流体管理、精密测量、过程加热、过滤和流体动力产品。

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