Aktualitások az ipari gázellátás eszközeiben

Átírás

1 Aktualitások az ipari gázellátás eszközeiben Termelés-hatékony gazdaságossági és biztonsági megoldások az iparban LINDE Szimpózium

2 Tárgyalt témák összefoglalása 1. Gázmegtakarítás A költséghatékony termelés a 2009 után kialakult gazdasági helyzetben a gyártó cégek fennmaradásának legmeghatározóbb irányelve lett. Előtérbe kerültek a gyártásoptimalizáló eljárások és ezek részeként a gazdaságosságot növelő műszaki megoldások/innovációk. Hegesztő üzemek esetében ennek egy módja a felhasznált védőgáz mennyiség csökkentésének lehetőségére megalkotott gázmegtakarító berendezések alkalmazása. Az említett berendezések alkalmazásának szintén nem elhanyagolható tulajdonsága a légkörbe juttatott káros anyagok/gázok mennyiségének csökkentése és ezáltal az ipar környezetkárosító hatásának redukálása. Gázmegtakarítás

3 Tárgyalt témák összefoglalása 2. Autogén eljárások biztonságtechnikája A biztonsági eszközök alkalmazásának jelentősége Biztonságos üzemeltetés megkönnyítésére szolgáló ipari gázeszközök Security in action termelés hatékony baleset megelőzés Biztonságtechnika

4 1. Védőgáz megtakarító szelep működési elve Különböző gyártók különböző megoldásai Alapelv: A hegesztési védőgáz megtakarító szelepek működése az un. második lépcsős nyomáscsökkentésen alapul. A hegesztési folyamat befejezésekor amikor a hegesztő a pisztolykapcsoló segítségével megállítja az elektromos ívet (beállított gáz utánáramlási idő értékétől függően) a hegesztő áramforrásban található, védőgáz áramlást szabályzó mágnes szelepet zárja a vezérlés. Ennek során fellép egy holtidő, mialatt a palack nyomáscsökkentő is reagál, vagyis a szekunder oldali gázáramlás megszűnésének hatására az alacsony nyomású kamrában megnövekvő nyomás zárja a nyomáscsökkentő központi szelepét. Ezalatt az idő alatt a nyomáscsökkentő és a hegesztő áramforrás mágnes szelepe közötti csőszakaszban (tapasztalatok alapján) nagyjából a beállított szekunder oldali nyomásérték 30%-ával emelkedik a nyomás. A megemelkedett kimeneti nyomás a gázáramlás újra indításakor (ívgyújtáskor), ún. kifújási jelenséghez vezet, melynek során védőgáz veszteség lép fel. Ez a holtidő egy második lépcsős nyomáscsökkentéssel csökkenthető. Gázmegtakarítás

5 GS-35 és Eco Saver bemutatása A GCE által gyártott gázmegtakarító szelepek a bemutatott kifújási jelenség megszűntetését és az ezáltal okozott gázveszteség elkerülését az imént említett második lépcsős nyomás csökkentés alkalmazásával elérhető holtidő csökkentés elvén hajtják végre. Második lépcsős nyomáscsökkentés finombeállítása Gázmegtakarítás

6 Védőgáz megtakarító szelep alkalmazási lehetőségei Ponthegesztés, fűző varratok MIG/MAG TIG Kézi és gépi eljárásoknál Általános palack-reduktorra vagy központi gázellátó rendszer vételi helyére applikálható Gyors, egyszerű alkalmazás Kompakt eszköz Primer manométer + átfolyásmérő Palackos gázellátás esetén hatékonyabb alkalmazhatóság Gázmegtakarítás

7 Elvégzett mérések bemutatása 1. Mérés helyszíne: A LINDE Gáz Magyarország Zrt. Alkalmazástechnikai laboratóriumában a bemutatott eszközökkel megtakarítható gáz mennyiségre vonatkozó méréseket végeztünk el a LINDE munkatársainak segítségével. Mérés során vizsgált eljárás változatok: Kézi MAG hegesztés (ívponthegesztés és hosszvarratok készítése különböző kombinációkban) Gépi MAG hegesztés (30 mm-es fűző varratok hegesztése különböző terhelési szinteken) Mérés menete: A kézi és gépi hegesztési eljárások vizsgálata során, három féle összeállításban mértük a felhasznált védőgáz mennyiségét: Megtakarító szelep nélkül GS35 gázmegtakarító szeleppel GCE Ecosaver nyomáscsökkentővel kombinált gázmegtakarító szeleppel Gázmegtakarítás

8 Elvégzett mérések bemutatása 2. Mérés során CKD Rapidflow FSM2-N/P átfolyásmérő segítségével ellenőriztük a különböző mérési összeállítások során felhasznált védőgáz mennyiségét. Gázmegtakarítás

9 1. Mérési összeállítás + mérési eredmények Kézi MAG eljárás Mérés során alkalmazott eszközök: Lorch Saprom S5 A/W szinergikus vezérlésű kézi hegesztő áramforrás GCE DINCONTROL rotaméteres palacknyomás csökkentő GS35 védőgáz megtakarító szelep ECOSAVER kombinált palacknyomás csökkentő és gázmegtakarító szelep Egyéb mérési paraméterek: Védőgáz típusa: Corgon 18 Beállított gáz térfogatáram: q= 15 l/min Gázmegtakarítás - Kézi MAG hegesztés

10 Kézi MAG hegesztés 100% ívponthegesztés Nyomáscsökkentő típusa Felhasznált gázmennyiség (l) Felhasznált Megtakarított gázmennyiség (%) gázmennyiség (l) Megtakarított gázmennyiség (%) Általános palacknyomás csökkentő % Általános palacknyomás csökkentő + GS35 27,5 68,80% 12,5 31,20% Ecosaver 26,4 65,90% 13,6 34,10% 100 pont hegesztése esetén: Megtakarított gázmennyiség (%) Felhasznált gázmennyiség (%) Gázmegtakarítás - Kézi MAG hegesztés

11 Kézi MAG hegesztés 50% ívponthegesztés & 50% fűzővarrat hegesztés Nyomáscsökkentő típusa Felhasznált gázmennyiség (l) Felhasznált Megtakarított gázmennyiség (%) gázmennyiség (l) Megtakarított gázmennyiség (%) Általános palacknyomás csökkentő % Általános palacknyomás csökkentő + GS ,30% 6 20,70% Ecosaver 22,8 78,62% 6,2 21,40% Megtakarított gázmennyiség (%) Felhasznált gázmennyiség (%) Gázmegtakarítás - Kézi MAG hegesztés

12 Kézi MAG hegesztés 100% hosszvarrat hegesztés Nyomáscsökkentő típusa Felhasznált gázmennyiség (l) Felhasznált Megtakarított gázmennyiség (%) gázmennyiség (l) Általános palacknyomás csökkentő % Általános palacknyomás csökkentő + GS ,74% 1 5,26% Ecosaver 17,8 93,68% 1,2 6,32% Megtakarított gázmennyiség (%) Megtakarított gázmennyiség (%) Felhasznált gázmennyiség (%) Gázmegtakarítás - Kézi MAG hegesztés

13 2. Mérési összeállítás + mérési eredmények Automatizált MAG hegesztés Mérés során alkalmazott eszközök: Yaskawa Motoman MA 1400 ipari robot Lincoln Electric Power Wave i400 hegesztő áramforrás GCE Dinset rotaméteres argon vételi hely GS35 védőgáz megtakarító szelep ECOSAVER kombinált palacknyomás csökkentő és gázmegtakarító szelep Egyéb mérési körülmények Védőgáz típusa: Corgon 18 Beállított gáz térfogatáram: q= 15 l/min Gázmegtakarítás Gépi MAG hegesztés

14 Gázmegtakarítás Gépi MAG hegesztés

15 Gázfogyasztás (l) Gépbeállítás 1. Nyomáscsökkentő típusa Felhasznált gázmennyiség (l) Felhasznált gázmennyiség (%) Megtakarított gázmennyiség (l) Általános DINSET vételi hely 11,1 100% Általános DINSET vételi hely + GS35 9,6 86,49% 1,5 13,51% Ecosaver 9,4 84,68% 1,7 15,32% Megtakarított gázmennyiség (%) v heg = 30 cm/min; v huzal = 5 m/min 100% 11,1 Általános DINSET vételi hely 95% 1,5 1,7 Megtakarított gázmennyiség (l) 10 9,6 9,4 Általános DINSET vételi hely + GS35 90% 85% 11,1 Felhasznált gázmennyiség (l) Ecosaver 80% 9,6 9,4 0 Nyomáscsökkentő típusa 75% Általános DINSET vételi hely Általános DINSET vételi hely + GS35 Ecosaver Gázmegtakarítás Gépi MAG hegesztés

16 30 m-es fűző varratok (5 db) Gázmegtakarítás Gépi MAG hegesztés

17 Gázfogyasztás (l) Gépbeállítás 2. Nyomáscsökkentő típusa Felhasznált gázmennyiség (l) Felhasznált gázmennyiség (%) Megtakarított gázmennyiség (l) Általános DINSET vételi hely 8,7 100% Általános DINSET vételi hely + GS35 7,2 82,76% 1,5 17,24% Ecosaver 7 80,46% 1,7 19,50% Megtakarított gázmennyiség (%) v heg = 50 cm/min; v huzal = 7,5 m/min 100% 90% 17,24% 19,50% 10 8,7 7,2 7 Általános DINSET vételi hely Általános DINSET vételi hely + GS35 Ecosaver 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 100% 82,76% 80,46% Megtakarított gázmennyiség (l) Felhasznált gázmennyiség (l) 0 Type of regulator 10% 0% Gázmegtakarítás Gépi MAG hegesztés

18 Gázmegtakarítás Gépi MIG hegesztés

19 Gázfogyasztás (l) Gépbeállítás 3. Nyomáscsökkentő típusa Felhasznált gázmennyiség (l) Felhasznált gázmennyiség (%) Megtakarított gázmennyiség (l) Általános DINSET vételi hely 7,4 100% Általános DINSET vételi hely + GS35 5,7 77,03% 1,7 22,97% Ecosaver 5,7 77,03% 1,7 22,97% Megtakarított gázmennyiség (%) v heg = 65 cm/min; v huzal = 10 m/min 100% 90% 1,7 1,7 Általános DINSET vételi hely 80% 70% 60% Megtakarított gázmennyiség (l) 10 7,4 5,7 5,7 Általános DINSET vételi hely + GS35 Ecosaver 50% 40% 30% 7,4 5,7 5,7 Felhasznált gázmennyiség (l) 20% 10% 0 Nyomáscsökkentő típusa 0% Általános DINSET Általános DINSET vételi hely vételi hely + GS35 Ecosaver

20 Gépbeállítás % gázmegtakarítás!

21 Levonható következtetések Gazdaságossági szempontok Hegesztési varrattípustól függően ~5-25% értékes gáz megtakarítása lehetséges rövid, fűző varratoknál, ~30-35% ívponthegesztésnél. Leállások és újrakezdések számával arányosan növekvő megtakarítás. Konstans (palacknyomás változásától független) munkanyomás Egyszerűen, külön átalakítások nélkül alkalmazható és beállítható Környezetvédelmi jelentőség A védőgáz fogyasztás csökkentésével redukálható a légkörbe juttatott káros gáz mennyiség is. Gázmegtakarítás

22 2. Autogén eljárások biztonságtechnikájáról általában Oxigén Éghetőgáz Láng (égőképes elegy) Palackos vagy központi gázellátás Nyomáscsökkentő eszköz (palackreduktor, gáz lefejtő panel, vételi hely) Autogén tömlő Markolat + égőszár/vágó kiegészítő Gépi lángvágó fej Biztonsági eszközök! Biztonságtechnika

23 Biztonsági eszközök alkalmazásának célja 1. Biztonságtechnika A különböző autogén technológiák/eljárás változatok alkalmazása során különösen nagy hangsúlyt kell fektetni a biztonságos üzemeltetésre, mivel az elektromos elven működő hegesztési eljárásokkal szemben az itt alkalmazott iparigázok keveréke fokozottan tűz- és robbanásveszélyesek. Miért fontos a biztonsági rendszerelemek alkalmazása? A különböző biztonsági eszközök megvédik a palacknyomás csökkentőt illetve a vételi helyet és a gázellátó rendszer egyéb elemeit és a gázpalackokat, valamint elsősorban az emberi életet egy esetleges baleset káros következményeitől. Biztonságtechnika

24 Biztonsági eszközök alkalmazásának célja 2. Mi a lángvisszacsapás? Leggyakrabban előforduló balesetek okozója az oxigén-égőgáz elégetésével létrehozott láng visszajutása a hegesztő/vágó pisztolyba vagyis a lángvisszacsapás. Az autogén hegesztési/vágási procedúra során a lángvisszacsapás úgy jöhet létre, hogy az operátor megérinti a (általában) lemez alapanyagot a hegesztő/vágó fej fúvókájával >>> elzárja a láng útját, amely ezáltal visszacsap a markolatba és esetlegesen a teljes rendszerbe. A lángvisszacsapást minden esetben hirtelen nyomásemelkedés előzi meg. Biztonságtechnika

25 Biztonsági eszközök alkalmazásának célja 3. Az imént említett lángvisszacsapás okozta károk elkerülhetők különböző biztonsági szerelvények alkalmazásával, melyek alapvető feladata veszély helyzet esetén a láng illetve a gázáram automatikus kioltása/leállítása. BV12 FR18 FR34 FR50 Biztonságtechnika

26 Biztonsági eszközök jelölésrendszere EN vagy EN sz. szabvány rendelkezései szerint a termékeken jelölni kell: A gyártó/forgalmazó nevét Termék pontos megnevezését Gáz átfolyási irányát Alkalmazható gáztípust Maximális munkanyomást (bar) Termék biztonsági funkcióit Biztonságtechnika

27 Biztonsági eszközök funkció szerinti csoportosítása Az autogén technológiáknál alkalmazott biztonsági elemek védelmi funkcióik száma szerint osztályozhatók: Visszacsapószelep 1 funkció Visszavágás gátló patron 2 funkció Olvadóelemes visszavágás gátló 3 funkció SG-5 5 funkció Biztonságtechnika

28 A GCE legújabb fejlesztése, a SAFE-GUARD-5. SG-5 többfunkciós biztonsági szelep Mivel sokféle körülmény vezethet visszaégéshez, a visszaégés gátló felszerelése nagyon fontos. A termék a legmagasabb biztonsági szintet biztosítja. Maximálisan megfelel az EN730-1 által leírt biztonsági jellemzőknek. Jól látható karos jelző/újraindító mechanizmus, gyors működtetés nyomás alatt is. A tömlő károsodását minimálisra csökkentő kialakítású bemeneti csatlakozás. A visszaégésre 100%-osan tesztelt gyártási procedúra. Az egyszerű áttekinthetőség érdekében a felülvizsgálati időpontokat jelölni lehet a terméken. Biztonságtechnika

29 Az SG-5 működési elve, biztonsági funkciók 1. Láng visszavágás gátló (szinterfém szűrő) Visszacsapó szelep Nyomás érzékeny biztonsági kioldószelep Hőmérséklet-érzékeny biztonsági kioldó szelep Üzemzavar észlelését elősegítő újraindító mechanizmus FA NV PV TV RM Biztonságtechnika

30 Az SG-5 működési elve, biztonsági funkciók 2. Biztonságtechnika

31 SG-5 alkalmazási területei Autogén eljárások (palack reduktor, központi gázellátó rendszer vételi helye) Alkalmazás előnyei: Biztonságos munkakörnyezet Hosszú élettartam (láng visszacsapást megelőző nyomásemelkedésre működésbe lép a védelmi mechanizmusa - Nyomás érzékeny biztonsági kioldószelep >> a berendezés nem károsodik) A hagyományos lángvisszacsapás gátlókhoz képest 8-10 szer hosszabb élettartam >> ár-érték arány FONTOS! Alkalmazása során mindig meg kell győződni az elégséges gáz átfolyásának mennyiségéről. Biztonságtechnika

32 SG-5 változatok jellemző átfolyási értékei a nyomás függvényben Biztonságtechnika

33 Következtetések, piaci tapasztalatok ismertetése Biztonságtechnika Reduktor, gázellátó rendszer, tömlő, markolat, égőszár, biztonsági eszközök időszakos felülvizsgálatának betartása, ellenőrzése fontos! A high-tech többfunkciós biztonsági elemek, nem csökkentik a szükséges felülvizsgálatok elvégzésének gyakoriságát!!! security in action Gázmegtakarítás Gazdaságosság, Környezettudatos termelés, Kétlépcsős nyomáscsökkentés elvén, stabilabb gázátfolyás ürülő palacknál is. Egyszerű alkalmazhatóság Összefoglalás

34 KÖSZÖNÖM A FIGYELMET! LINDE Szimpózum