Eficiência do consumo de gás de proteção

Nota do Editor: Este é o primeiro de um artigo de duas partes que discute a eficiência do gás de proteção. A segunda parte também aparece em thefabricator.com.

Embora o argônio seja o gás de proteção mais comumente usado para aplicações de eletrodos de fio sólido, muitos gerentes e soldadores entendem pouco sobre esse gás inerte e seus custos. A maioria dos soldadores aprende que o argônio faz uma solda lisa, não deixa fluxo, é caro e pode causar asfixia em ambientes fechados. A maioria também é orientada a conservar esse gás cortando-o em suas tochas de soldagem a arco de gás tungstênio (GTAW) durante os intervalos, almoço e no final do turno.

O argônio geralmente é quantificado pelo termo pés centicúbicos (CCF). Um CCF de argônio é igual a 100 pés cúbicos de gás argônio - a quantidade necessária para encher uma caixa de 4 pés por 7-3/4 polegadas.

Se o custo do argônio for $ 2,50 por CCF, custará apenas $ 2,50 encher a caixa com argônio ao nível do mar. Encher a caixa com argônio a 45 pés cúbicos por hora (CFH) levaria 2 horas e 13 minutos. Como uma vazão de 30 a 45 CFH é adequada para a maioria das aplicações de soldagem por arco de metal a gás (GMAW), pode-se dizer que US$ 2,50 não é muito dinheiro para 2 horas e 13 minutos de soldagem contínua. Em um mundo perfeito, isso equivaleria a cerca de US$ 9,00 de custo de gás por estação de solda por turno de oito horas com tempo de arco de 100%.

Supondo que os tempos reais de arco da maioria das estações de solda manuais sejam de 15 a 30 por cento, e não 100 por cento, o custo é reduzido para US$ 1,35 a US$ 2,70 por turno de oito horas. Isto não parece muito, mas estes números representam um ambiente perfeito com apenas uma estação de soldagem e um turno de trabalho durante um dia de trabalho. Quando outras circunstâncias são consideradas, esses 135 a 270 centavos podem aumentar rapidamente.

Por exemplo, 300 estações de soldagem operando com 100% de eficiência e 30% de tempo de arco, três turnos por dia, 312 dias por ano, usarão argônio no valor de US$ 758.160 por ano. No entanto, a maioria das fábricas opera com menos de 50% de eficiência, o que, no exemplo anterior, significa gastar mais de 1,5 milhões de dólares anualmente em gás de soldadura.

Algumas fábricas assumem erroneamente que, como o consumo não varia muito de ano para ano e os níveis de produção permanecem constantes, a eficiência foi mantida. Afinal, os custos do gás estão incluídos no custo do produto acabado. Esta pode ser uma suposição muito cara.

A maioria dos engenheiros de soldagem parece concordar que o gás argônio (ou uma mistura) é a única opção. No entanto, mesmo com as suas muitas vantagens, se usado imprudentemente, o árgon pode rapidamente tornar-se uma faca de dois gumes.

Comprar argônio e outros gases em grandes quantidades e no estado líquido reduz o custo unitário por CCF. Em comparação com os cilindros de aço típicos de 336 pés cúbicos, o gás para um sistema a granel pode ser adquirido por cerca de metade do valor por CCF. Além disso, a quantidade de mão de obra economizada por não ter que manipular os cilindros e o tempo de inatividade da produção para trocá-los ajudará a pagar o custo de instalação de um sistema a granel com bastante rapidez.

Se uma planta usar um sistema a granel, provavelmente poderá reduzir sua taxa de consumo de gás. Muitas fábricas podem reduzir o consumo em 50 a 80 por cento ou mais num único ano, instituindo uma série de medidas conservadoras; não existe uma solução única. No entanto, a vantagem é que mesmo quando são tomadas múltiplas medidas, nenhuma é particularmente cara em comparação com os benefícios. O retorno do investimento geralmente pode ser medido em dias, não em meses ou anos.

Muitas vezes, o primeiro passo é conscientizar os colaboradores sobre os custos anuais de consumo da empresa. Esses dados podem então ser comparados com outros consumíveis (principalmente fios) que são diretamente proporcionais ao uso de gás. Isto pode ser conseguido determinando uma velocidade média do fio (em aplicações GMAW) para uma fábrica ou área de fábrica. Esta velocidade do fio pode ser usada para calcular a quantidade de gás de proteção necessária para queimar 1 libra de fio a uma determinada vazão de gás na ponta da tocha. Por exemplo, suponha que um fio de aço macio com 0,045 polegadas de diâmetro seja usado a uma velocidade média de fio de 300 polegadas por minuto (IPM) e uma vazão de gás de proteção de 35 CFH. Se cerca de 2.210 polegadas de fio de aço macio com 0,045 polegadas de diâmetro forem necessárias para equivaler a 1 libra, o seguinte se aplica: