Chúng ta có thể tính toán để biết vì sao máy hàn inverter có thể tiết kiệm chi phí hơn các loại máy hàn sử dụng biến áp truyền thống và máy hàn inverter nào là tốt nhất trong việc tạo ra hiệu quả năng lượng. Sử dụng các bước tính sau để đánh giá.
* Thép không gỉ phân loại và đặc tính
Thép không gỉ hay còn gọi là inox là một dạng hợp kim sắt chứa tối thiểu 10,5% crôm. Nó ít bị biến màu hay bị ăn mòn như thép thông thường khác.
* Tính hàn và lưu ý khi hàn một số loại thép tiêu biểu
 |
| Thép không gỉ |
Thép carbon thấp
- Tính hàn tốt
- Không có yêu cầu gì đặc biệt
- Độ bền kéo thông thường khoảng 42 kgf/mm2 (60,000psi) với giới hạn chảy khoảng 28 kgf/mm2 (40,000psi).
Thép carbon trung bình
Khi hàm lượng carbon tăng lên, xu hướng hình thành pha martensit giòn tăng. Vì vậy, việc gia nhiệt trước khi hàn và làm nguội chậm sau khi hàn là cần thiết
Xu hướng nứt trong vùng ảnh hưởng nhiệt tăng lên với sự có mặt của hiđro trong vùng ảnh hưởng nhiệt. Vì vậy, điều cần thiết là sử dụng que hàn sao cho không trở thành nguồn hidro hấp thụ vào kim loại cơ bản.
Nứt dưới mối hàn hoặc giòn do hiđro dễ xảy ra khi hàm lượng carbon vượt quá 0,55%
- Nhiệt độ gia nhiệt trước hàn đề nghị phụ thuộc vào hàm lượng carbon và độ dày tiết diện hàn. Hàm lượng carbon càng cao hoặc độ dày tiết diện càng lớn thì nhiệt nung nóng cao hơn.
- Mục đích của gia nhiệt trước và làm nguội chậm là để đảm bảo vùng ảnh hưởng nhiệt có độ cứng nhỏ hơn 35 HRC để kim loại không bị giòn.
* 7 lý do khiến cho công nghệ cắt plasma đánh bại công nghệ cắt ôxy
 |
| hàn thép |
Thép carbon cao
Tính hàn kém và như quy định là không được hàn trong các ứng dụng chế tạo mới
Chỉ ứng dụng hàn cho mục đích sửa chữa. Các loại thép carbon cao nói chung được sử dụng trong các dụng cụ có độ bền lâu tại cấp độ cứng cao như thép dụng cụ,v.v…Nếu cố hàn có thể gây nứt. Bắt buộc phải nung nóng trước và giữ nhiệt trong khi hàn.
Nên sử dụng hợp kim trong vật liệu hàn có thể chịu được sự xoay vòng nhiệt và gia nhiệt cao trước mặc dù độ cứng của lớp kim loại mối hàn thấp hơn kim loại cơ bản. Tăng cường xử lý nhiệt khử ứng suất sau hàn thường được áp dụng để đảm bảo tuổi thọ hoạt động tốt của chi tiết.
Thép hợp kim thấp carbon thấp
Do hàm lượng carbon thấp, ngay cả khi martensite được hình thành do lượng carbon cao, nên thép loại này khá dẻo và dai. Vì vậy, không nhất thiết phải gia nhiệt trước
Thép carbon thấp với thép carbon cao
Thép hợp kim thông thường có độ dẻo và độ bền cao hơn thép carbon thường có cùng độ cứng, tức là thép carbon thường với độ cứng 35 HRC có độ dẻo và độ bền thấp hơn so với thép hợp kim có cùng độ cứng.
Hướng dẫn cơ bản về quy trình hàn sẽ tương tự như thép carbon tương ứng ngoại trừ là với thép hợp kim các mức độ bền yêu cầu có thể cao hơn.
Thép hợp kim cao
- Thép gió hoặc Thép làm khuôn
Khi hàn các loại thép này đặc biệt cẩn trọng và chú ý gia nhiệt cao trước khi hàn cũng như làm nguội rất chậm sau hàn.
Rất khó khăn để kim loại mối hàn đạt được các đặc tính như kim loại cơ bản. Vùng kim loại hàn sẽ có độ cứng thấp hơn.
- Thép không gỉ
Thép không gỉ Austenite được sử dụng thông dụng nhất trong công nghiệp, chủ yếu cho mục đích chịu ăn mòn và chịu nhiệt.
Các loại thép không gỉ này mất khả năng chịu mòn nếu ở trong môi trường nhiệt độ từ 500oC đến 750oC trong một thời gian dài. Vì vậy, phải tiến hành hàn nguội. Ở trường hợp này không có xu hướng hình thành martenxit giòn khi làm nguội nhanh và do đó không bị ảnh hưởng khi tăng tốc độ làm nguội.
Khi hàn, không cần gia nhiệt trước, sử dụng dòng hàn nhỏ, làm nguội nhanh,v.v…Hợp kim que hàn đúng phải có đặc tính phù hợp với kim loại cơ bản bao gồm đặc tính chống ăn mòn
- Thép Mangan austenite
Trong thép mangan cao một hợp chất dễ vỡ được hình thành nếu tiếp xúc với nhiệt độ trên 300oC trong một thời gian dài. Do đó nên duy trì ở nhiệt độ càng thấp càng tốt có thể khi hàn
Quy trình hàn cũng giống như với thép không gỉ austenite: không gia nhiệt trước, làm nguội nhanh, duy trì nhiệt độ thấp khi hàn,v.v…
Hàn hai kim loại khác thành phần với nhau
Các mối ghép hàn kim loại khác thành phần liên quan đến thép hợp kim thường gặp trong thực tế. Đôi khi hai kim loại được hàn với nhau có thành phần rất khác nhau và hợp kim que hàn phải “hòa tan” với cả hai kim loại cơ bản.
Cần kiểm soát nhiệt độ nung nóng trước khi hàn, trong khi hàn và xử lý nhiệt sau khi hàn sau khi tính toán tác động đến kim loại cơ bản và hợp kim hàn sử dụng.
1. Phân loại
Có bốn loại thép không gỉ chính: Austenitic, Ferritic,Austenitic-Ferritic (Duplex), và Martensitic.
- Austenitic: loại thép không gỉ thông dụng nhất. Thuộc dòng này có thể kể ra các mác thép SUS 301, 304, 304L, 316, 316L, 321, 310s… Loại này có chứa tối thiểu 7% ni ken, 16% crôm, carbon (C) 0.08% max. Thành phần như vậy tạo ra cho loại thép này có khả năng chịu ăn mòn cao trong phạm vi nhiệt độ khá rộng, không bị nhiễm từ, mềm dẻo, dễ uốn, dễ hàn. Loại thép này được sử dụng nhiều để làm đồ gia dụng, bình chứa, ống công nghiệp, tàu thuyền công nghiệp, vỏ ngoài kiến trúc, các công trình xây dựng khác…
- Ferritic: loại thép không gỉ có tính chất cơ lý tương tự thép mềm, nhưng có khả năng chịu ăn mòn cao hơn thép mềm (thép carbon thấp). Thuộc dòng này có thể kể ra các mác thép SUS 430, 410, 409... Loại này có chứa khoảng 12% - 17% crôm. Loại này, với 12%Cr thường được ứng dụng nhiều trong kiến trúc. Loại có chứa khoảng 17%Cr được sử dụng để làm đồ gia dụng, nồi hơi, máy giặt, các kiến trúc trong nhà...
- Austenitic-Ferritic (Duplex): Đây là loại thép có tính chất “ở giữa” loại Ferritic và Austenitic có tên gọi chung là DUPLEX. Thuộc dòng này có thể kể ra LDX 2101, SAF 2304, 2205, 253 MA. Loại thép duplex có chứa thành phần Ni ít hơn nhiều so với loại Austenitic. DUPLEX có đặc tính tiêu biểu là độ bền chịu lực cao và độ mềm dẻo được sử dụng nhiều trong ngành công nghiệp hoá dầu, sản xuất giấy, bột giấy, chế tạo tàu biển... Trong tình hình giá thép không gỉ leo thang do ni ken khan hiếm thì dòng DUPLEX đang ngày càng được ứng dụng nhiều hơn để thay thế cho một số mác thép thuộc dòng thép Austenitic như SUS 304, 304L, 316, 316L, 310s…
- Martensitic: Loại này chứa khoảng 11% đến 13% Cr, có độ bền chịu lực và độ cứng tốt, chịu ăn mòn ở mức độ tương đối. Được sử dụng nhiều để chế tạo cánh tuabin, lưỡi dao...
2. Đặc tính của thép không gỉ
Các đặc tính của nhóm thép không gỉ có thể được nhìn dưới góc độ so sánh với họ thép carbon thấp. Về mặt chung nhất, thép không gỉ có:
- Tốc độ hóa bền rèn cao
- Độ dẻo cao hơn
- Độ cứng và độ bền cao hơn
- Độ bền nóng cao hơn
- Chống chịu ăn mòn cao hơn
- Độ dẻo dai ở nhiệt độ thấp tốt hơn
- Phản ứng từ kém hơn (chỉ với thép austenit)
Các cơ tính đó liên quan đến các lĩnh vực ứng dụng thép không gỉ, nhưng cũng chịu ảnh hưởng của thiết bị và phương pháp chế tạo.
Bước 1 – Tính công suất đầu ra
Trước tiên, hãy xem thông số hiển thị trên máy để xác định điện áp ra (Vout). Lấy ví dụ là 32V. Sau đó nhân với dòng ra (Iout) được chỉ trên đồng hồ hiển thị Ampe. Trong trường hợp này, lấy giá trị là 300A.
Vout x Iout = Công suất nguồn (Wout) ( đơn vị tính là wat)
32v x 300 amps = 9,600 watts Hoặc 9.6 KW
Bước 2 – Tính công suất đầu vào
Bây giờ ta có công suất ra từ kết quả tính trên (KWout) và chia cho hiệu suất (Eff). Hiệu suất được cung cấp bởi nhà sản xuất máy hàn. Tính toán này sẽ cho ta công suất vào tính bằng kilowatts.
KWout ÷ Eff = Công suất đầu vào (KWin)
9.6 KW ÷ 88.2% (or 0.882) = 10.88 KW
Bước 3 – Tính Chi phí vận hành trong quá trình hàn
A) Tiếp theo, tính số kilowatt giờ được sử dụng trong 1ngày (KWh1/ngày) bằng cách lấy công suất đầu vào được tính ở Bước 2 (KWin) nhân với số giờ mỗi ngày mà máy hoạt động ( ví dụ, giả định hàn 4 giờ một ngày)
KWin x #giờ/ngày = Kilowatt giờ sử dụng trong một ngày (KWh1/day)
10.88 KW x 4 Hrs. = 43.52 KWgiờ/ngày
B) Tiếp tục lấy công suất tính được (KWin) nhân với số giờ trong một ngày mà máy hoạt động nhân với giá điện trên 1KW giờ. Lấy giá điện được tính là $0.12578 là mức giá điện công nghiệp trung bình.
KWin x số giờ/ngày x Giá/KWgiờ ($/KWh) = Chi phí hàn hàng ngày
10.88 x 4 x $0.12578 = $5.47
Bước 4 – Tính chi phí vận hành trong thời gian máy chạy không tải
A) Bây giờ bạn sẽ tính mức tiêu thụ không tải trong ngày(KWh2). Để làm việc này, lấy công suất nguồn vào (KWIdle) nhân với số giờ chạy không tải một ngày. (Chúng tôi giả định rằng trong một ngày tám tiếng đồng hồ, nếu hàn được thực hiện bốn giờ, số giờ không tải sẽ là bốn giờ.)
KWI không tải x số giờ không tải . = Công suất tiêu thụ không tải trong 1 ngày (KWh2)
0.4 KW x 4 giờ = 1.6 KW giờ
B) Bây giờ lấy công suất đầu vào không tải (KWkhông tải) đã có trên biến áp công suất – trong trường hợp này là 400 watts (hay 0.4 KW) – nhân với số giờ chạy không tải nhân với giá điện /kilowatt giờ.
KWkhông tải x Số giờ chạy không tải x Giá điện/KW giờ = Chi phí chạy không tải hàng ngày
0.4 KW x 4 giờ. x $0.12578 = $0.20
Bước 5 – Tính tổng chi phí vận hành
Bây giờ lấy chi phí vận hành trong quá trình hàn mỗi ngày tính ở bước 3 cộng với chi phí vận hành không tải hàng ngày ở bước 4 ở trên sẽ được chi phí vận hành hàng ngày.
Chi phí vận hành hàn hàng ngày + Chi phí chạy không tải hàng ngày = Chi phí vận hành hàng ngày (Tổng cộng $/ngày)
$5.47 + $0.20 = $5.67
Bằng cách so sánh con số này với biến áp truyền thống hoặc với máy hàn inverter cạnh tranh khác, bạn có thể dễ dàng chỉ ra máy nào tiết kiệm chi phí hơn.
Một máy hàn inverter với giá mua là $3,200 và hiệu suất 87% so với một máy hàn biến áp truyền thống có giá là $2800 và hiệu suất 67% sẽ tiết kiệm khoảng $300 trong chi phí có ích hàng năm. Hoàn vốn cho sự khác nhau về giá sẽ tới trong một năm đến một năm rưỡi.
Nguồn : www.tools.vn
|
CÔNG TY TNHH TOOLS
|
||||||
Giấy
ĐKKD số: 0313784722 tại TP HCM
|
