레이저 절단 작업장은 특정 절단 결과를 얻기 위해 공정 가스에 의존합니다. 파이버 레이저 및 CO2 레이저 시스템에 사용되는 가스 중 산소는 절단 영역에서 산화 반응을 지원하여 탄소강 절단에 직접적인 역할을 합니다. 가스는 절단 부분에서 용융된 금속을 제거할 뿐만 아니라 절단 과정에서 추가적인 열 에너지를 제공합니다.
많은 제조 작업장에서는 실린더 번들이나 벌크 액체 산소 시스템을 통해 산소를 얻습니다. 그러나 생산량 증가, 가스 소비 변동, 물류 비용 상승으로 인해 많은 금속 가공 시설에서 PSA(압력 변동 흡착) 기술을 사용하여 현장 산소 생성을 평가하게 되었습니다.-
PSA 산소 시스템은 압축 공기에서 직접 산소를 생성하고 레이저 절단 장비에 지속적인 가스 공급원을 공급합니다. 산소 저장 탱크, 부스터 압축기 및 파이프라인 네트워크와 적절하게 통합되면 시스템은 여러 생산 교대 전반에 걸쳐 안정적인 절단 조건을 지원할 수 있습니다.
이 기사에서는 PSA 산소 생성이 레이저 절단 정밀도에 어떤 영향을 미치는지, 기술이 어떻게 작동하는지, 제조 작업장에서 PSA 시스템을 절단 작업에 통합하는 방법을 살펴봅니다.
레이저 절단에서 산소의 역할 이해
반응성 절단 가스로서 산소 기능
탄소강 레이저 절단에서 산소는 두 가지 기능을 동시에 수행합니다.
먼저 산소가 절단 절단 부분에서 용융된 재료를 배출합니다.
둘째, 산소는 가열된 강철과 화학적으로 반응합니다.
산화 반응은 추가 열을 발생시킵니다.
Fe + O₂ → FeO + 열
이 반응은 절단 영역 내의 열 에너지를 증가시키고 재료 제거를 돕습니다. 결과적으로 산소- 보조 절단은 일반적으로 동일한 레이저 출력을 사용하는 질소 보조 절단에 비해 더 두꺼운 탄소강 절단을 달성합니다.
일반적인 산소 공급 압력 범위는 다음과 같습니다.
· 0.3바
· 6바
다음에 따라:
· 재료두께
· 레이저 파워
· 절삭속도
· 노즐 디자인
산소 순도는 절단 안정성에 영향을 미칩니다
절단 과정은 일정한 산소 농도를 유지하는 데 달려 있습니다. 산소 순도가 감소하면 여러 가지 공정 변화가 발생할 수 있습니다.
· 느린 산화 속도
· 슬래그 형성 증가
· 더 거친 절단 표면
· 절삭속도 감소
· 불완전한 침투
예를 들어, 99.5% 산소로 12mm 탄소강을 절단하면 더 낮은 산소 농도와 비교하여 가장자리 조건이 달라질 수 있습니다. 따라서 작업장 운영자는 다음을 모니터링합니다.
· 산소 순도
· 유량
· 납품압력
반복 가능한 절단 조건을 유지합니다.
가스 흐름은 커프 형성에 직접적인 영향을 미칩니다
노즐은 절단 영역을 향해 산소를 보냅니다. 가스 흐름은 두 가지 작업을 동시에 수행해야 합니다.
1. 산화를 지원합니다.
2. 녹은 재료를 제거합니다.
가스 흐름이 충분하지 않으면 용융 금속이 커프 내부에서 응고될 수 있습니다. 과도한 압력은 용융 풀을 방해하고 가장자리 품질에 영향을 미칠 수 있습니다. 안정적인 산소 공급은 생산 배치 전반에 걸쳐 일관된 절단 폭과 가장자리 형상을 유지하는 데 도움이 됩니다.
PSA 산소 생성의 작동 원리
공기가 원료가 되다
PSA 산소 발생기는 대기에서 산소를 분리합니다. 대기에는 대략 다음이 포함되어 있습니다.
· 질소 78%
· 산소 21%
· 1% 아르곤 및 미량 가스
PSA 시스템은 산소 실린더를 작업장으로 운반하는 대신 주변 공기에서 산소를 추출합니다. 이 공정은 전력과 압축 공기를 지속적인 산소 공급으로 변환합니다.
PSA 산소 시스템의 주요 구성 요소
레이저 절단 산소 발생 스테이션에는 일반적으로 다음이 포함됩니다.
듀얼-타워 PSA 시스템이 안정적인 산소 공급을 유지하는 방법
질소 흡착 과정:압축 공기가 흡착 용기로 들어갑니다. 제올라이트 분자체는 질소 분자를 선택적으로 흡착합니다. 산소는 흡착층을 통과하여 저장탱크로 들어갑니다. 산업용 응용 분야의 일반적인 PSA 산소 순도: · 90% · 93% · 생산 능력 및 설계 요구 사항에 따라 95%.
타워 간 연속 전환:PSA 공정은 교번 흡착 주기에 의존합니다. 타워 A가 질소를 흡수하는 동안: · 타워 B는 재생됩니다. 타워 A가 포화 상태에 가까워지면 PLC 컨트롤러가 밸브를 전환합니다. 그런 다음 프로세스가 반전됩니다. 일반적인 사이클 시간 범위는 다음과 같습니다. · 45초 · 시스템 설계에 따라 120초. 이러한 배열은 산소 생산 중단을 방지합니다.
버퍼 저장을 통한 압력 안정화:레이저 절단기는 가스 공급 조건이 안정적으로 유지될 때 가장 잘 작동합니다. 산소버퍼탱크는 흡착탑 전환에 의해 발생하는 압력 변동을 흡수합니다. 이를 통해 다음이 안정화됩니다. · 산소 압력 · 유속 · 산소가 절단 시스템에 유입되기 전에 공급 연속성.
PSA 산소가 절단 정밀도를 지원하는 방법
생산 중 일관된 산소 가용성
여러 대의 레이저 기계를 운영하는 작업장은 많은 양의 산소를 소비할 수 있습니다. 예: 작업장 운영: · 3개의 12kW 파이버 레이저 · 2개의 생산 교대조는 하루 종일 지속적으로 산소를 소비할 수 있습니다. PSA 시스템은 현장에서 산소를 생산하고{3}}가스를 작업장 파이프라인 네트워크로 직접 전달합니다. 연속 생산을 통해 활성 절단 작업 중 실린더 교체 일정에 대한 의존도가 줄어듭니다.
감소된 압력 변화
실린더 뱅크는 산소가 소모됨에 따라 점차적으로 압력을 잃습니다. 운전자는 종종 공급을 유지하기 위해 실린더 그룹 사이를 전환합니다. 압력 변화는 가스 전달 조건에 영향을 미칠 수 있습니다. PSA 시스템은 다음과 결합됩니다. · 버퍼 탱크 · 압력 조절기 · 산소 부스터는 보다 안정적인 전달 프로필을 유지합니다. 안정적인 압력은 반복 가능한 노즐 성능을 유지하는 데 도움이 됩니다.
향상된 배치 일관성 및 자동화된 지원
레이저 절단 워크샵에서는 다음을 자주 처리합니다. · 구조용 강철 부품 · 농업 장비 부품 · 건설 기계 부품 · 판금 조립품. 생산 배치에는 수백 또는 수천 개의 동일한 구성 요소가 포함될 수 있습니다. 안정적인 산소 공급 조건은 다음을 유지하는 데 도움이 됩니다. · 유사한 커프 형상 · 유사한 산화 거동 · 생산 과정 전반에 걸쳐 유사한 가장자리 모양.
현대 제조 시설에는 다음이 통합되는 경우가 많습니다. · CNC 로딩 시스템 · 자동화된 시트 처리 · 컨베이어 언로딩 시스템. 이러한 시스템은 지속적으로 작동합니다. 실린더 교체로 인한 중단은 생산 일정에 영향을 미칠 수 있습니다. 현장-PSA 시스템은 산소를 유통 네트워크에 직접 공급하여 수동 실린더 교환에 대한 의존도를 줄입니다.
레이저 절단 작업장을 위한 컨테이너형 PSA 산소 플랜트
컨테이너형 산소 플랜트란 무엇입니까?
컨테이너화된 산소 플랜트는 표준 ISO 컨테이너 내부에 전체 산소 생성 시스템을 설치합니다. 일반적인 장비에는 다음이 포함됩니다. · 공기 압축기 · 공기 건조기 · 필터 · PSA 산소 발생기 · 산소 저장 탱크 · 제어 캐비닛. 컨테이너의 역할은 다음과 같습니다. · 장비 인클로저 · 운송 구조 · 환경 보호 시스템.
제조 시설 및 공장 조립의 장점
많은 레이저 절단 작업장은 실내 바닥 공간이 제한되어 있습니다. 컨테이너 내부에 산소 시스템을 설치하면 작업자가 장비를 다음 위치에 배치할 수 있습니다. · 작업장 옆 · 생산 건물 뒤 · 유틸리티 구역 근처. 이 접근 방식은 산소 생성 장비를 생산 기계와 분리합니다.
컨테이너화된 시스템은 사전 설치된-구성요소와 함께 제공됩니다. 현장 설치에는 일반적으로 다음이 포함됩니다. · 기초 준비 · 전기 연결 · 파이프라인 연결. 이는-현장 조립 요건을 줄여줍니다. 제조 시설 확장을 위해 컨테이너형 시스템은 산소 인프라 배포를 단순화합니다.
PSA 산소와 실린더 공급 시스템 비교
산소 공급원:실린더 시스템은 외부 산소 공급업체에 의존합니다. PSA 시스템은 다음을 통해 산소를 생성합니다. · 대기 · 전력. 유틸리티 전원 및 장비 작동이 계속되는 한 산소 공급원은 계속 사용 가능합니다.
물류 요구 사항:실린더 공급에는 다음이 필요합니다. · 납품 일정 · 재고 관리 · 실린더 취급. PSA 시스템은 운영 초점을 다음으로 전환합니다. · 압축기 유지 관리 · 필터 교체 · 성능 모니터링.
워크샵 확장:산소 소비량이 증가하면 실린더 수요도 그에 비례하여 증가합니다. PSA 시스템은 종종 다음을 통해 확장될 수 있습니다. · 추가 흡착탑 · 대형 압축기 · 시설 요구 사항에 따라 추가 저장 탱크.
설치 및 유지 관리 고려 사항
파이프라인 재료:산소 분배 네트워크는 일반적으로 다음을 사용합니다. · 스테인레스 스틸 튜브 · 산소-깨끗한 구리 배관. 재료는 산소 서비스와 호환되어야 합니다. 기름-으로 오염된 부품은 절대로 산소 파이프라인에 설치해서는 안 됩니다.
환기 요구 사항:압축기는 작동 중에 열을 발생시킵니다. 장비실 또는 컨테이너에는 일반적으로 다음이 포함됩니다. · 환기 루버 · 배기 팬 · 인클로저에서 열을 제거하기 위한 온도 모니터링.
산소 모니터링:작업장에서는 다음 사항을 지속적으로 모니터링해야 합니다. · 산소 순도 · 공급 압력 · 유속. 모니터링 장치는 작업자가 절단 품질에 영향을 미치기 전에 성능 변화를 식별하는 데 도움이 됩니다.
유지 관리 루틴:필터 교체는 압축 공기가 체층에 도달하기 전에 오염 물질을 제거합니다(필터가 막히면 시스템 효율성이 떨어짐). 흡착 성능 분자체 추세는 순도 로그를 통해 평가됩니다. 마지막으로 공압 밸브, 솔레노이드 구성품 및 액추에이터 씰을 점검하여 사이클 누출 오류를 방지하십시오.
FAQ
PSA 산소가 레이저 절단용 실린더 산소를 대체할 수 있습니까?
많은 탄소강 절단 응용 분야에서 PSA 산소 시스템은 작업장 수요에 맞게 크기가 적절하고 적절한 저장 및 압력 제어 장비와 통합되면 지속적인 산소 공급원을 제공할 수 있습니다.
PSA 시스템에서 일반적으로 생성되는 산소 순도는 얼마입니까?
산업용 PSA 산소 시스템은 일반적으로 유속 및 시스템 설계에 따라 순도 90%~95%의 산소를 생성합니다.
하나의 PSA 시스템이 여러 대의 레이저 절단기를 지원할 수 있습니까?
예. 산소 분배 네트워크는 시스템 용량이 총 소비 요구 사항과 일치하는 경우 여러 절단 기계를 공통 산소 생성 스테이션에 연결할 수 있습니다.
컨테이너화된 산소 공장이 제조 작업장에 적합합니까?
예. 컨테이너식 시스템을 사용하면 작업장 기계에 대한 직접적인 파이프라인 연결을 유지하면서 산소 생성 장비를 생산 영역 외부에 설치할 수 있습니다.
결론
레이저 절단 정밀도는 산소 순도, 압력 및 흐름 일관성을 포함한 안정적인 절단 조건을 유지하는 데 달려 있습니다. PSA 산소 시스템은 이중-타워 흡착 기술을 사용하여 압축 공기에서 직접 산소를 생성하고 레이저 절단 작업에 지속적으로 가스를 공급합니다. 산소 저장 탱크, 부스터 압축기 및 자동 제어 시스템과 통합되면 PSA 산소 생성은 중단 없는 생산 일정과 안정적인 절단 조건을 지원할 수 있습니다. 컨테이너식 산소 플랜트는 압축기, 여과 장비, 흡착탑, 저장 용기 및 제어 장치를 운반 가능한 인클로저에 통합하여 설치를 더욱 단순화합니다. 현장 산소 생성을 평가하는 프로젝트의 경우 -엔지니어는 PSA 산소 생성 및 충전 시스템 구성을 선택하기 전에 산소 요구량, 실린더 회전율, 충전 압력, 압축기 용량, 흡착탑 크기 및 사용 가능한 설치 공간을 계산해야 합니다.
가스 요구 사항 평가
작업 현장에 맞게 안정적인 컨테이너형 PSA 산소 모듈 레이아웃을 구성하려면 매개변수 프로필을 제공하세요.
- 어종 및 스타킹 대상
- 일일 바이오매스 및 물의 양
- 산소 소비 목표
- 사용 가능한 전력
- 설치 현장 프로필
산업용 가스 옵션
듀얼-타워 PSA 플랫폼
지속적인 교류 가스 생성 흐름.
컨테이너화된 ISO 가스 플랜트
옥외 배치를 위해 비바람에 견디는 구조물을 설치하세요.-
고압-압력 부스터
절단 설정을 위해 제작된 무급유 왕복 라인입니다.
