Сварочный трансформатор или инвертор, что дороже?

На сегодняшний день на всех предприятиях России одна из важнейших проблем – это энергосбережение. Энергозатраты связаны, в том числе, и со сварочными работами. Современное сварочное оборудование, построенное на базе инверторных источников, в отличии от традиционных трансформаторных, позволяет получить не только качественную сварку, но и существенную экономию электроэнергии за счет высокого КПД и высокого коэффициента мощности.

Сравним потребление электроэнергии сварочных источников отечественного производства: традиционный выпрямитель и инверторный источник. Например, выпрямитель ВД-306 Э завода «Электрик» и инверторный источник ФЕБ-315 «МАГМА» НПП «ФЕБ» (данные взяты из заявленных технических характеристик).

Параметр	ВД-306 Э	ФЕБ-315 «МАГМА»
Максимальный ток, А	315	315
Максимальная мощность в нагрузке (P2), кВт	9,77	11,0
КПД, %, не менее	70	91
Потребляемая мощность при максимальной нагрузке, кВА	24	15

Ниже рассчитана ориентировочная стоимость электроэнергии, потребляемой за год работы на одном сварочном посту в режиме ручной сварки электродом. При расчетах было условно принято количество рабочих дней в году – 248, время непрерывной работы источника – 60%, что соответствует 1190 часам, а стоимость 1 кВА/час – 1,5 руб.

Оборудование	Стоимость, руб	Потребляемая мощность, кВА	Стоимость электроэнергии за 1 год работы, руб
Выпрямитель ВД-306	24890	24	42850
Инвертор ФЕБ-315 «Магма»	72710	15	26780

Получается, что при покупке инверторного источника мы тратим на 47 820 руб. больше, но за один год односменной работы мы экономим на электроэнергии 16 070 руб. Тогда экономия электроэнергии за 5 лет составит 80 350 руб. Количество же сварочных постов на промышленных предприятиях от 10 до 50 штук, при этом годовая экономия электроэнергии становится довольно ощутимой. Кроме того, происходит снижение капитальных вложений в реконструкцию электросетей, инвестиций на строительство новых силовых подстанций при расширении производственных мощностей, снижение затрат на ремонт и обслуживание старых сетей из-за снижения постоянной нагрузки и пиковой.

Следует отметить, что сварочные инверторные источники обладают высоким качеством сварки, это приводит к косвенной экономии электроэнергии за счет уменьшения операций по зачистке швов и экономии сварочного материала, вследствие малого разбрызгивания в процессе сварки.

Было бы интересно посчитать стоимость сварочных работ и их составные части: какая часть затрат приходится на сварочные материалы, какая на оплату труда сварщиков, на стоимость оборудования и на стоимость электроэнергии. Но мы это сделаем в следующей публикации.

«ПУЛЬС» ручной дуговой сварки

90% дефектов, выявляемых при контроле качества сварных соединений, связано с дефектами в корневых слоях сварных швов: подрезами, непроварами, неметаллическими включениями, порами. При этом отсутствие дефектов в сварных соединениях может быть обеспечено, как правило, только высококлассными специалистами при тщательной подготовке свариваемого стыка, использовании качественных материалов и надежного сварочного оборудования.

Для каждой марки электрода определенного диаметра существует диапазон параметров режима сварки, при котором формирование металла шва будет наиболее благоприятным. Но в большинстве случаев параметры режима сварки выбираются исходя из особенностей условий формирования шва и подвижности сварочной ванны в том, или ином пространственном положении. В этом случае требуется управление размерами сварочной ванны, что может быть достигнуто либо снижением энергетических параметров режима, либо сложным перемещением плавящегося электрода относительно свариваемого изделия, что требует от сварщика наличия определенных квалификационных навыков. Вместе с тем снижение энергетических параметров режима сварки неизбежно приводит к нарушению стабильности плавления и переноса электродного металла, что отрицательно сказывается на качестве сварных соединений.

Отмеченных недостатков полностью лишен способ адаптивной импульсно-дуговой сварки, при котором, на протяжении всего цикла сварки осуществляется непрерывное, автоматическое управление параметрами режима сварки, через их корректировку в зависимости от стабильности технологического процесса на этапе формировании металла шва в разных пространственных положениях. При этом сварочный ток представляет собой повторяющиеся микроциклы, состоящие из тока импульса и тока паузы. Временная диаграмма сварочного тока приведена на Рис. 1.

В результате низкой тепловой инерции расплавление электрода происходит в основном в моменты действия импульса тока, а плавление основного металла, вследствие высокой тепловой инерции сварочной ванны, определяется средним значением тока. Величину тока импульса выбирают такой, чтобы обеспечивались независимо от условий сварки: оптимальный режим плавления электрода, сварочно-технологические и химические свойства наплавленного металла, в соответствии с требованиями нормативной документации. Регулирование объема, вязкости сварочной ванны и формирование шва выполняется с помощью подбора среднего сварочного тока. Средний ток задается соотношением продолжительности и величин тока импульса и паузы.

Ток паузы выбирается меньше, чем минимальный ток, рекомендованный для данного типа электрода. На таком токе плавление электрода минимально, а перенос металла носит крупнокапельный характер с короткими замыканиями дугового промежутка. Для обеспечения устойчивости и постоянства длинны дуги, ток паузы дополнительно модулируется короткими высокочастотными импульсами. Эти импульсы вносят незначительный вклад в средний сварочный ток и предназначены в основном для стабильности существования дугового разряда на интервале паузы.

На интервалах коротких замыканий, в моменты перехода капель электродного металла в сварочную ванну, сварочный источник меняет свои свойства (выходные характеристики), обеспечивая гарантированное перетекание металла и снижая вероятность прилипания (примерзания) электрода.

После окончания короткого замыкания сварочный источник нормирует энергию в момент повторного возбуждения дуги для успокоения колебаний сварочной ванны. Такая адаптация энергетических параметров режима сварки в зависимости от характера переноса электродного металла в сварочную ванну, повышает устойчивость процесса сварки и снижает требования к квалификации сварщика.

Применение адаптивный импульсно-дуговой сварки позволяет улучшить качественные и прочностные свойства сварного соединения. Так, при сварке труб большого диаметра (1420 мм и 1020 мм) из марганцовистых сталей типа 10Г2С и 17Г1СУ, предназначенных для нефте- и газопроводов повышается однородность структуры и в 2-3 раза уменьшается размер зерна металлов сварного шва и зоны термического влияния основы. Повышается пластичность зон сварного соединения стали типа 10Г2С, увеличивается ударная вязкость металла шва стали 17Г1СУ при положительной температуре (20?С) на 8-27 % и отрицательной (-60?С) на 15-24 %, а также на 25-30 % повышается усталостная прочность сварных соединений в металле шва и зоне термического влияния [1].

Такой способ сварки реализует установка адаптивной импульсно-дуговой сварки покрытыми электродами «ПУЛЬС РИД», разработанная и изготавливаемая Научно-производственным предприятием «ФЕБ». Области применения установки – ручная дуговая сварка покрытыми электродами корневых, заполняющих и облицовочных слоев неповоротных стыковых соединений технологических и магистральных трубопроводов диаметром 32?1420 мм и соединений судовых конструкций в различных пространственных положениях; котельного и энергетического оборудования ответственного назначения, требующего 100%-ного контроля качества.

Установка состоит из инверторного универсального сварочного источника «МАГМА-315» и цифрового пульта дистанционного управления. С помощью герметичной пленочной клавиатуры и цифрового суперяркого светодиодного индикатора (Рис. 2), пульт позволяет легко устанавливать и настраивать параметры сварочного режима. Также пульт хранит в памяти 10 наборов параметров сварочного режима, это дает возможность оперативного переключения на предварительно настроенный сварочный режим. Например, переключение между режимами, предназначенными для сварки корня шва на режим, предназначенный для заполнения и далее на режим для облицовки. Конструкция пульта полностью герметична и имеет степень защиты IP55 и предназначена для работы в полевых условиях.

Отличные мощностные характеристики сварочного источника «МАГМА-315» (ПН=100% при сварочном токе 250 А и температуре окружающей среды 40°С) позволяют не прерывать работы для охлаждения источника при сварке длинных ответственных швов. Малые габаритные размеры и вес (24 кг), а также толерантность к напряжению питания (или) дают дополнительные удобства в применении источника на передвижных установках для ремонта и монтажа нефтегазотрубопроводов. Расширенный температурный диапазон от 40°С минус до 40°С позволяет применять установку на всей территории России от юга до крайнего севера.

Дополнительную информацию об установке импульсно-дуговой сварки покрытыми электродами «ПУЛЬС РИД», об универсальном сварочном источнике «МАГМА-315» и другой продукции Научно-производственного предприятия «ФЕБ» Вы можете получить, посетив наш сайт в Интернете: www.feb.spb.ru, либо обратившись к нашим специалистам по адресам наших представительств.

 

http://www.avantcom.ru/stats.html