pz (Внедрение бережливого производства на пункте подготовки вагонов к перевозкам станции Беркакит ВЧДЭ Тында), страница 5

Один из старейших способов термической резки металла, начал применяться ещё в конце 19 века. Газовая (кислородная) резка использует свойство металлов при нагреве до температуры, превышающей 1000°С, сгорать в технически чистом кислороде. Направленная кислородная струя прожигает металл по линии разреза и одновременно происходит выдувание продуктов сгорания из полости реза. Газовая резка имеет преимущество перед плазменной и лазерной резкой только при обработке больших толщин металла от 50 мм до 2 м: позволяет осуществлять резку углеродистых низко- и среднелегированных сталей толщиной от 1 до 200 мм. 

Газовая сварка имеет ряд недостатков, среди которых:

1. Большая зона нагрева;

2. Снижение производительности при увеличенной толщине металла;

3. Пожароопасность;

4. Не поддается механизации;

5. Предназначена не для всех металлов.

3.1.3 Гидроабразивная резка (резка водой)

Резка металла производится сжатой под давлением до 5000 Атм струёй воды с примесью абразивов (кварцевого песка), что приводит к разрушению материала на молекулярном уровне. Применяется для изготовления деталей сложной конфигурации с минимальными погрешностями. Являясь альтернативой термическим способам, гидроабразивная резка не изменяет физико-механические свойства металла, исключает сваривание краёв, оплавление, деформацию и обеспечивает хороший конечный результат. Возможна резка всех видов металлов и сплавов толщиной до 300 мм. 

3.1.4 Воздушно-плазменная резка

При плазменной сварке и резке в качестве источника нагрева используется электрическая дуга с неплавящимся электродом, столб которой принудительно обжат с целью повышения концентрации его тепловой энергии на обрабатываемом изделии. Основным инструментом при плазменной сварке является плазмотрон.

Процесс плазменной обработки основан на использовании воздушно-плазменной дуги постоянного тока прямого действия (электрод - катод, обрабатываемый металл - анод).

Для возбуждения рабочей дуги между электродом и металлом, первоначально, с помощью блока поджига дуги (осциллятора), зажигается вспомогательная дуга между электродом и соплом плазмотрона, которая выдувается из сопла в виде плазменного факела длиной 20 т 30 мм. Ток вспомогательной дуги 25 А, время горения - не более 5 сек. При касании факела вспомогательной дуги обрабатываемого (разрезаемого) металла возникает рабочая дуга между электродом и металлом, вспомогательная дуга при этом автоматически гаснет.

Данный способ отличается высокой универсальностью, гибкостью, скоростью резки, качеством резки и экономичностью. 

Воздушно-плазменная резка металла – это эффективный и экономичный способ. Эта технология позволяет отказаться от дорогостоящих и взрывоопасных газовых баллонов (только воздух и электричество) и, при этом, качественно и быстро резать любой токопроводящий металл, в том числе алюминий, медь, нержавеющую сталь и т.д.

Плазменная резка по скорости превосходит газокислородную резку при работе с металлами толщиной до 30 мм.

Воздушно-плазменная резка состоит в локальном расплавлении металла в зоне реза и выдувании его потоком обжатой воздухом электрической дуги, температура которой достигает 15000-20000˚С. Воздушно-плазменная резка обеспечивает высокую концентрацию в зоне реза, что гарантирует малую ширину реза.

Преимущества перед кислородной резкой: более высокая скорость, минимальные деформации материала в результате термического воздействия.

3.2 Выбор способа резки и установки

3.2.1 Выбор способа резки металла

Во время прохождения преддипломной практики мною был подробно рассмотрен вопрос технологии разделки вагонов, исключаемых из инвентарного парка ОАО «РЖД» на ППВ станции Беркакит.

На сегодняшний день для утилизации старых вагонов применяют газокислородную резку.

По данным, собранным мной во время практики, на подготовку оборудования по нормам и правилам охраны труда затрачивается 10 минут, сама разделка вагона занимает 20 часов, без учета затрат времени продолжительностью 50 минут, уходящего на замену пустых баллонов из-под кислорода и пропана. Это говорит о том, что данный метод не отличается высокой производительностью. Также стоит отметить, что стоимость пропана и кислорода достаточно велика и требует больших капиталовложений.

С учетом того, что количество ежегодно разделываемых вагонов увеличивается, необходимо совершенствовать существующую технологию с целью увеличения производительности труда, экономичности производства и стандартизации рабочего места сварщика.

На основании рассмотренной сравнительной характеристики различных видов резки металла, считаю, наиболее целесообразным замену газокислородной резки на воздушно-плазменную.

3.2.2 Основные виды установок воздушно-плазменной резки

1. Установка воздушно-плазменной резки «HELVI DIGICUT X25» и ее техническая характеристика

Установка воздушно-плазменной резки «Helvi DIGICUT X25» мощный источник тиристорного типа с плавной регулировкой тока. Обладает функцией термической резки с дистанционным зажиганием дежурной дуги (осциллятор). Установку «Helvi DIGICUT X25»используют для резки любых токопроводящих материалов - обычных, углеродистых, нержавеющих сталей, медных, алюминиевых и титановых сплавов.

Преимущества по сравнению с механизированной и кислородной резкой: простота использования оборудования и процесса резки, применение в качестве плазмообразующего газа - воздуха, высокая чистота реза , низкая степень деформации металла, безопасность.

Особенности:

1. Плавная регулировка тока резки;

2. Манометр на панели управления;

3. Высокая скорость резки;

4. Разъем для подключения в автоматическую линию (опция);

5. Качественная разделка сплошного материала и металлической сетки;

6. Идеальны для работ с нержавеющей сталью;

7. Отсутствие твердого грата после резки;

8. Разделка металла больших толщин (до 45 мм конструкционной стали);

9. Автоматическая продувка газа до и после резки;

10. Светодиодная индикация основных параметров работы;

11. Принудительная система охлаждения источника;

12. Система термостатической защиты от перегрузки;

13. Система аварийного отключения «пилотной» дуги;

14. Прочный металлический корпус.

Применение:

1. Машиностроение;

2. Котельное производство;

3. Нефтегазовая промышленность;

4. Атомная промышленность;

5. Производство пищевого оборудования;

6. Для монтажных и ремонтных работ.

Техническая характеристика «HELVI DIGICUT X25» сведена в таблицу 3.1.

Таблица 3.1 - Техническая характеристика «HELVI DIGICUT X25»

Характеристика	Значение
Напряжение питающей сети, В	230/400
Плазмотрон	LT150
Диапазон регулировки тока, А	10-90
Мощность, кВт	13
Напряжение холостого хода,В	280
ПВ 40% при, А	90
ПВ 100% при, А	60
Толщина реза, мм	28
Толщина реза на скорости 25см/мин, мм	25
Давление, bar	4,8-6
Расход воздуха, л/мин	210

Характеристика	Значение
Стандарты	EN 60974 - 1 EN 60974 - 10 EN 50192
Класс изоляции	H
Класс защиты	IP 23S
Габариты, мм	750х490х780
Вес, кг	135

Окончание таблицы 3.1

1. Установка воздушно-плазменной резки «BRIMACUT 60-1» и ее техническая характеристика

Установка воздушно-плазменной резки BRIMA CUT 60-1 произведена по улучшенной инверторной технологии. Благодаря мощным компонентам MOSFET и PWM технологиям, данное оборудование очень эффективно, несмотря на компактность и малый вес главного трансформатора. Высокочастотные колебания тока дают на выходе высокочастотный постоянный ток, который обеспечивает быстрое возбуждение дуги.

Оборудование для резки серии CUT характеризуется высоким качеством и эффективностью, стабильным током, низким уровнем шума.

Оборудование серии CUT успешно применяется для резки углеродистой, нержавеющей, легированной стали, меди и других цветных металлов.

Отличительные функции:

1. Скорость процесса резки в 1,8 раза выше, чем при кислородной резке;

2. Легко и экономично разрезают толстые металлические детали

3. Подходит для резки нержавеющих сталей, меди, алюминия и др.

4. Высокая чистота разрезаемой поверхности

5. Контактное возбуждение дуги

6. Функция регулирования дуги

Техническая характеристика «BRIMACUT 60-1» сведена в таблицу 3.2.

Таблица 3.2 - Техническая характеристика «BRIMACUT 60-1»

Характеристика	Значение
Максимальная толщина разрезаемого металла, мм	23
Напряжение питающей сети, В	220
Частота питающей сети, Гц	50/60
Потребляемая мощность, кВт	7,2
Режущий ток, А	20-60
ПВ, %	60
Объем подачи сжатого воздуха, м³/мин	0,25
Габаритные размеры, мм	480х205х360

1. Аппарат воздушно-плазменной резки» BLUEWELD PRECISE PLASMA 160 HF» и его техническая характеристика

Инверторы с воздушным охлаждением и микропроцессорным управлением «BlueWeld Precise Plasma 160 HF» для воздушно-плазменной резки с высокочастотным зажиганием дуги. Для быстрой резки без деформации стали, нержавеющей стали, оцинкованной стали, алюминия, меди, латуни и т.д.

Особенности:

- Высокая стабильность тока резки;

- Возможность использования с длинными соплами;

- Индикация наличия напряжения зажигания, давления воздуха, помех при подаче сжатого воздуха;

- Возможность резки на сетке с автоматическим повторным зажиганием дежурной дуги;

- Контроль охлаждения плазмотрона;

- Термозащита, защита от перегрузок, повышенного и пониженного напряжения, короткого замыкания, потери фазы.

Технические характеристики установки «BLUEWELD PRECISE PLASMA 160 HF» сведены в таблицу 3.3.

Таблица 3.3 - Технические характеристики «BLUEWELD PRECISE PLASMA 160 HF»

Характеристика	Значение
Напряжение питающей сети, В	3x220/380
Максимальная мощность, кВт	25
Сварочный ток min-max, A	20-160
Нагрузка от максимальной, %	40
Ток реза при нагрузке от max, A	160
Давление воздуха min-max,бар	4-5
Расход воздуха, л/мин	200
Максимальная толщина разрезаемого листа металла,мм	45
Оптимальная толщина разрезаемого листа металла,мм	16
Габариты, мм	870х590х860
Вес, кг	120

1. Аппарат плазменной резки «LINCOLN ELECTRIC TOMAHAWK 1025» и его техническая характеристика

Инновационный подход в разработке конструкции плазменной горелки:

1. Новая запатентованная система поджига дуги, предохраняет электрод от преждевременного износа и увеличивает срок службы.

2. Улучшенная конструкция сопла и электрода создают мощный вихрь, который позволяет создать более сконцентрированный плазменный поток.

3. Воздушная система охлаждения электрода и горелки значительно увеличивают срок службы расходных материалов и горелки в целом.

Преимущества:

1. Новый способ эффективного поджига дуги без HF (без высокочастотного поджига)- значительно экономит ресурс электрода и сопла.

2. Высокая производительность за счет инновационного дизайна частей горелки, позволяющих создать высококонцентрированный поток плазмы.

3. Высокая скорость резки и качественный рез для большей толщины металла.

4. Возможность комплектации горелки для различных задач по плазменной резке.

5. Резка самых разнообразных материалов: сталь, нержавеющая сталь, алюминий и др.

6. Сконцентрированный плазменный вихрь обеспечивает меньший нагрев, меньшие температурные деформации металла.

Техническая характеристика «LINCOLN ELECTRIC TOMAHAWK 1025» сведена в таблицу 3.4.

Таблица 3.4 - Техническая характеристика «LINCOLN ELECTRIC TOMAHAWK 1025»

Характеристика	Значение
Наименование	Tomahawk 1025
Сеть питания, В	380
Свароч. ток / ПВ	60 A/ ПВ 40% 40 A/ ПВ 100%
Сетев. предох.	25 А
Диапазон рег. свароч. тока	20-60A
Макс. толщина разрезаемого листа,мм	25
Расход/Давление воздуха в магистрали	130 ± 20% л/мин @ 5,0 бар
Рабочее давление, бар	6,0
Габаритные размеры ВхШхД (мм)	389 × 247 × 489
Вес (кг)	22

1. Установка воздушно-плазменной резки БАРС PROFICUT 107Dи ее технические характеристики

Установка воздушно-плазменной резки «БАРС PROFICUT 107D»  – сварочный аппарат инверторного типа, предназначенный для качественной резки металла струей плазмы.