Лазерный мир

И.В. Афанасьева // Научно-технический вестник Поволжья. 2019. № 9. С. 49-53.

В работе осуществлено сравнение технических и экономических показателей процессов оребрения высокочастотной сваркой (токами высокой частоты) и лазером. Описано сравнение установки высокочастотной сварки и способ модернизации для лазерной сварки. Приведена оценка характеристик процесса привара с точки зрения скорости, постоянных и переменных издержек. Обоснован объем продукции и соответствующий срок окупаемости применения лазерной сварки относительно использования метода привара токами высокой частоты.

Технология оребрения теплообменных аппаратов токами высокой частоты приобрела наибольшую популярность среди остальных методов получения развитой поверхности. За счет массового спроса на такие теплообменные аппараты, многие производители начали задаваться вопросами о модернизации оборудования, интенсификации теплообмена, энергосбережения и уменьшения времени оребрения, затрачиваемого на единицу трубы. Решения, которых могут со временем привести к заметному энергетическому и экономическому эффекту.

Из-за потерь электроэнергии, а также долгого процесса сварки наиболее приоритетным является замена нескольких частей установки спирального оребрения труб токами высокой частоты (ТВЧ). В этой связи появляется вопрос об окупаемости такого плана действий. По этой причине ставится задача сопоставления технико-экономических параметров высокочастотной сварочной установки, Рис.1-3, и 3 кВт лазера. Поэтому в работе сравниваются потребляемая мощность (электроэнергия), экономические составляющие, берется во внимание стоимость, в которую обходится оребрение 1 метра теплообменного аппарата.

Оребрение высокочастотной сваркой является самым распространенным и универсальным методом интенсификации поверхности теплообменного аппарата. Используются два основных высокочастотных сварочных оборудования, реализующих спиральное оребрение теплообменных аппаратов, – это АСОТ-2М и HANSUNG корейского происхождения.

После завершения сварки лента автоматически отрезается, и оребренная труба сбрасывается на выходной рольганг (Рис.3б), затем, полученный теплообменный аппарат, проходит антикоррозионную систему обработки (Рис.3в). Стоит отметить, что сварочная установка для спирального оребрения труб настраивается через функциональный блок (Рис.3а), который представляет собой сенсорную панель, отображающую сообщения об ошибках и данные, о процессах.

В качестве лазерной системы приведем в пример непрерывный иттербиевый лазер YLS- 3000-SM производства IPG Photonics [3], мощностью 3 кВт, длиной волны 1070 нм и с частотой модуляции 0-5 кГц.

При спиральном оребрении теплообменных аппаратов лазером в сварочной установке необходимо заменить центральный блок – сварочный модуль с высокочастотным индукционным агрегатом, Рис.2. Остальные подготовительные и постсварочные модули в составе сварочной установки для спирального оребрения труб следует использовать по- прежнему.

Анализ технико-экономических составляющих высокочастотной и лазерной установок

Для анализа необходимо рассчитать стоимость получаемого шва при помощи ТВЧ и лазерной установок. Для этого необходимы значения подаваемой и затрачиваемой мощности установки для производства 1 метра трубы. Наряду с этим, могут применяться различные материалы и технические параметры.

Полное содержание на https://www.elibrary.ru/item.asp?id=41110166