シールドガス消費効率

編集者注: これは、シールド ガスの効率について説明する 2 部構成の記事の最初の記事です。 後半部分は thefabricator.com にも掲載されています。

アルゴンはソリッド ワイヤ電極用途で最も一般的に使用されるシールド ガスですが、多くの管理者や溶接工は、この不活性ガスとそのコストについてほとんど理解していません。 ほとんどの溶接工は、アルゴンは滑らかな溶接をし、フラックスを残さず、高価で、密閉された環境では窒息を引き起こす可能性があると言われています。 また、ほとんどの従業員は、休憩中、昼食中、勤務終了時にガス タングステン アーク溶接 (GTAW) トーチのガスを遮断して、このガスを節約するように言われています。

アルゴンは通常、センチキュービック フィート (CCF) という用語で定量化されます。 アルゴンの 1 CCF は、100 立方フィートのアルゴン ガスに相当します。これは、4 フィート×7-3/4 インチの箱を満たすのに必要な量です。

アルゴンのコストが CCF あたり 2.50 ドルの場合、海抜ゼロメートルでボックスをアルゴンで満たすのにかかるコストはわずか 2.50 ドルです。 ボックスを毎時 45 立方フィート (CFH) のアルゴンで満たすには、2 時間 13 分かかります。 ほとんどのガスメタル アーク溶接 (GMAW) 用途には 30 ～ 45 CFH の流量が適切であるため、2 時間 13 分の連続溶接で 2.50 ドルは大した金額ではないと言う人もいるかもしれません。 完璧な世界では、これは 100 パーセントのアーク時間で 8 時間のシフトあたり、溶接ステーションあたり約 9.00 ドルのガスコストに相当します。

ほとんどの手動溶接ステーションの実際のアーク時間が 100% ではなく 15 ～ 30% であると仮定すると、コストは 8 時間のシフトあたり 1.35 ～ 2.70 ドルに削減されます。 これは大したことではないように思えますが、これらの数字は、1 日の勤務中に溶接ステーションが 1 つだけ、勤務シフトが 1 つだけという完璧な環境を表しています。 他の状況を考慮すると、135 ～ 270 ペニーは急速に増加する可能性があります。

たとえば、30 パーセントのアーク時間で 100 パーセントの効率、1 日あたり 3 シフト、年間 312 日で稼働する 300 の溶接ステーションは、年間 758,160 ドル相当のアルゴンを使用します。 しかし、ほとんどのプラントは 50% 未満の効率で稼働しており、前の例では、溶接ガスに年間 150 万ドル以上を費やしていることになります。

一部の工場では、消費量が年ごとにあまり変化せず、生産レベルが一定であるため、効率が維持されていると誤って思い込みます。 結局のところ、ガスコストは最終製品のコストに組み込まれています。 これは非常に高価な仮定になる可能性があります。

ほとんどの溶接技術者は、アルゴン ガス (または混合ガス) が唯一の選択肢であることに同意しているようです。 ただし、多くの利点があるにもかかわらず、アルゴンは賢明に使用しないと、急速に諸刃の剣になる可能性があります。

アルゴンやその他のガスを液体状態で大量に購入すると、CCF あたりの単価が下がります。 一般的な 336 立方フィートの鋼製シリンダーと比較して、バルク システム用のガスは CCF あたり約半分の価格で購入できます。 さらに、シリンダーを操作する必要がなくなり、シリンダーを交換するための生産のダウンタイムがなくなることで労力が節約され、バルクシステムの設置コストをかなり早く支払うのに役立ちます。

プラントがバルクシステムを使用している場合、ガス消費量を削減できる可能性があります。 多くの工場では、一連の保守的な対策を講じることで、1 年間で消費量を 50 ～ 80 パーセント以上削減できます。 単一の解決策はありません。 ただし、利点としては、複数の対策を講じた場合でも、そのメリットに比べて特に高価なものはないということです。 投資収益率は通常、月や年ではなく、日単位で測定できます。

多くの場合、最初のステップは従業員に会社の年間消費コストを認識させることです。 このデータは、ガス使用量に直接比例する他の消耗品 (主にワイヤー) と比較できます。 これは、プラントまたはプラントエリアの平均ワイヤ速度 (GMAW アプリケーションの場合) を決定することによって実現できます。 このワイヤ速度を使用して、トーチ先端で所定のガス流量で 1 ポンドのワイヤを燃焼させるのに必要なシールド ガスの量を計算できます。 たとえば、直径 0.045 インチの軟鋼ワイヤが、平均ワイヤ速度 300 インチ/分 (IPM) およびシールド ガス流量 35 CFH で使用されると仮定します。 直径 0.045 インチの軟鋼線約 2,210 インチを 1 ポンドに等しくする必要がある場合、以下が適用されます。