Wiedza

Trzy proste metody na redukcję konsumpcji energii w procesach spawalniczych.
Opracowanie: Matt Albright, Product Manager, The Lincoln Electric Company

Dzisiejsi producenci stają przed trudnym wyzwaniem: prowadzenie linii produkcyjnej, która nie tylko dostarcza wysokiej jakości produktu na czas I w ramach założonego budżetu, ale również spełnia wymagania w zakresie efektywności energetycznej i oszczędności. Proces spawania nie jest wyjątkiem. W rzeczywistości, spawanie rocznie zużywa enegii elektrycznej o wartości co najmniej 15 milionów dolarów w samych Stanach Zjednoczonych, a około 99 milionów na całym świecie.

Dzisiejsze środowiska produkcyjne potrzebują niezawodnego, energooszczędnego programu spawalniczego, który nie tylko produkuje wysokiej jakości spoiny używając zróżnicowanych procesów, ale również oszczędza się na kosztach eksploatacji i energii elektrycznej. Jeśli jesteś gotowy, aby zwiększyć ogólną wydajność przy jednoczesnym ograniczeniu zapotrzebowania na energię  dla procesów spawalniczych, rozważ poniższe trzy proste metody redukcji konsumpcji energii:

1. Prawidłowo oceń wydajność twojego obecnego sprzętu
   Przyjrzyj się dokładnie swoim urządzeniom  oraz określ czas na wprowadzenie istotnych ulepszeń, które zwiększa ogólną wydajność i jakość.
   Urządzenia spawalnicze nie są wyjątkiem, w niektórych branżach mogą być nawet dominującym konsumentem energii. Zamiast pozostawania wiernym zasadzie, „Jeżeli coś działa, po co to zmieniać,” zadaj sobie pytanie: „Czy moje obecne urządzenia spawalnicze są maksymalizują oszczędność energii?”Jeżeli urządzenia te mają więcej niż 5 lat, odpowiedź na pytanie jest negatywna. Nawet jeżeli działają one bez zarzutu, starsze urzadzenia nie posiadają zdolności do oszczędzania energii lub nowszej technologii. I chociaż koszty modernizacji mogą przerażać, należy pamiętać, że zwróca się one bardzo szybko.

   Najnowsze urzadzęnia spawalnicze oferują wiele dodatkowych korzyści – od poprawy jakości spoiny do zwiększonej wydajności energetycznej. Dodatkowo, mają również możliwość współpracy z najnowszymi komputerowymi systemami monitoringu produkcji.

   Aby ocenić, czy Twoje obecne urządzania są wystarczająco wydajne, wykonaj poniższe kroki:

   Krok 1 – Oblicz moc wyjściową
   Weź napięcie wyjściowe, podane w  voltach na twoim urządzeniu a następnie pomnóż je przez prąd wyjściowy, podany na twoim urządzeniu w amperach. Wynik będzie oznaczał moc wyjściową.
   Krok 2 – Oblicz moc wejściową
   Podziel moc wyjściową przez wydajność urządzenia, podaną przez producenta, aby uzyskać moc wejściową w kilowatach (KW).

   Krok 3 – Oblicz dzienny koszt spawania
   Aby policzyć kilowatogodziny użyte jednego dnia, pomnóż moc Pomnóż moc wejściową razy ilość godzin bezczynności dziennie. Wynik będzie potrzebny w późniejszych kalkulacjach, otrzymany wynik pomnóż przez cenę za kilowatogodzinę.

   Krok 4 – Oblicz koszt operacji dziennych w okresach bezczynności
   Pomnóż moc wejściową razy ilość godzin bezczynności dziennie. Wynik będzie potrzebny w późniejszych kalkulacjach.

   Znajdź moc wejściową liczby bezczynności podanej na tabliczce znamionowej lub w instrukcji w wattach i pomnóż ją przez liczbę godzin bezczynności. Następnie, pomnóż wynik przez ceną za kilowatogodzinę.

   Oblicz totalne koszty operacyjne
   Dodaj dzienne koszty operacyjne spawania obliczone w kroku 3 do dziennych kosztów okresów bezczynności obliczonych w kroku 4. Wynik będzie odpowiadał dziennym kosztom operacyjnym.

   Wydajnych, można łatwo ocenić która maszyna dostarczy większych oszczędności.

2. Rozważ przejście na technologię inwertorową
   Urządzenia inwertorowe pozwalają dostarczać więcej mocy wyjściowej dzięki nowej technnologii elektronicznej. Dodatkowo, pracują one bezproblemowo z lepszą wydajnością niż wiele starszych, konwencjonalnych urządzeń.W przeszłości, urządzenia spawalnicze bazowały na transformatorach zasilanych napięciem 230V lub 460V. Transformator zmieniał stosunkowo wysokie napięcie o niskim natężeniu na niskie napięcie dostosowane do potrzeb urządzenia. Nastepnie za pomocą mostka prostowniczego napięcie było wyprostowane. Efektem powyższych działań uzyskano prąd stały na wyjściu.

    

   Starsze urządzenia budowane na tej technologii są zwykle duże oraz ciężkie, ważące 180kg lub więcej. Dodatkowo, wszystkie wykazują tendencje do nagrzewania się podczas użycia oraz posiadają ograniczoną zdolność do spawania pulsem szybciej niż 120 impulsów na sekundę.

   W technologii inwertorowej napięcie zmienne w układzie przetwornicy o dużej częstotliwości (rzędu 120kHz) jest zamieniane na wyjściu na napięcie stałe, potrzebne w procesie spawania. Prąd po wtórnej stronie transformatora podlega prostowaniu i jest zdolny do wyzwalania łuku elektrycznego. Najnowsze urządzenia spawalnicze, pracujące prądem 650A przy cyklu pracy 100 % w zakresie od 10 do 815A ważą tylko ok. 75kg przy ponad 320kg dla takiego samego urządzenia transformatorowego o podobnej mocy. Nowe inwertory posiadają także znacznie mniejsze rozmiary. Dodatkową zaletą urządzeń inwertorowych jest zaawansowany system ochrony napięcia wejściowego – konieczność dla prac wysokiej jakości na budowach, gdzie moc dostarczana do spawania źródła zasilania nie zawsze jest stabilna i wiarygodna. Lincoln Electric stale współpracuje z dużymi firmami produkcyjnymi, aby najnowsze rozwiązania technologii inwertorowej mogły spełnić wymagania w każdej dziedzinie produkcji.

   Urządzenia inwertorowe są lekkie i łatwe do przenoszenia. Posiadają możliwość precyzyjnego regulowania parametrów startu oraz zaawansowane regulacje  pozwalające spawaczowi dopasować kształt łuku do indywidualnych preferencji lub wymagań aplikacji. Posiadają możliwość precyzyjnego regulowania parametrów startu oraz zaawansowane regulacje  pozwalające spawaczowi dopasować kształt łuku do indywidualnych preferencji lub wymagań aplikacji.

    

   Najnowsze modele inwertorów dostarczają możliwości spawania wieloprocesowego, oferując lepszą kontrolę łuku oraz bardziej regularny profil spoiny. Pozwalają na wysoką jakość spoin za pierwszym razem, eliminując konieczność ponownej spoiny.

3. Precyzyjne śledzenie produkcji i wydajności
   Kolejnym sposobem aby monitorować wydajność energii oraz produkcji ogółem jest używanie systemów monitoring produkcji. Najnowsze urządzenia spawalnicze dostarczają możliwość zbierania danych dzięki specjalnym narzędziom, pozwalającym monitorować jakość spoiny, stan urządzenia oraz wydajność.Narzędzia te pozwalają na natychmiastowy, przyjazny dla użytkownika dostęp do szerokiego zakresu informacji odnoście procesu, pomagając pracownikom zweryfikować przestrzeganie prawidłowego procesu, m. in. prawidłowy prąd oraz napięcie, True Energy™ i energii liniowej. Urządzenia te posiadają zaawansowane kontrolery cyfrowe do pomiaru parametrów łuku przy ekstremalnie wysokich prędkościach aby dostarczyć spójne i wiarygodne statystyki.

   Najnowsze narzędzia monitorujące pracują w „chmurze” używając technologii Software-as-a-Service (SaaS). Posiadanie komputera nie jest konieczne – dzięki czemu można oszczędzić na wydatkach oraz energii – informacja o procesie spawania może być oglądana i analizowana wszędzie, o każdej porze, z każdego urządzenia z dostępem do internetu, bez dodatkowego oprogramowania.

   Dzięki SaaS aplikacja nie jest instalowana na komputerze klienta bądź serwerze jak przy standardowym oprogramowaniu. Zamiast tego aplikacje są udostępniane i dostępne w internecie. SaaS pozwala również ograniczyć wydatki za pomocą modelu cenowego subskrypcji; implementacja jest szybka i w każdej chwili oprogramowanie może zostać zaktualizowane.

   System alertowy AlwaysOn™ w najnowszych programach monitorujących może śledzić i analizować błędy danej spawarki i całej fabryki, ostrzegając o problemach nawet jeżeli jesteś z dala od fabryki. Dzięki temu mamy możliwość dostępu do danych wszędzie i o każdej porze.

    

   Oszczędność energii: to łatwiejsze niż myślisz
   Chociaż idea optymalizacji operacji spawalniczych i urządzeń aby uzyskać potrzebne oszczędności energii może wyglądać z początku zniechęcająco, nawet drobne zmiany mogą spowodować wielką rożnicę.

   Nie istnieją choćby dwa takie same zakłady produkcyjne. Dlatego kazdy z nich pracuje i zużywa energie inaczej. Staranna analiza i określenie potrzeb fabryki i zużycia prądu jest pierwszym krokiem w generowaniu oszczędności. Dopiero wtedy można podejmować decyzję o modernizacji i monitoringu produkcji w sposób, który najbardziej odpowiada potrzebom i celom danej firmy.

   AlwaysOn™ jest zarejestrowanym znakiem towarowym I/Gear Online, LLC

   Opracowane przez: Lincoln Electric