Основными параметрами при переработке изделий на металлический лом аппаратами плазменной резки являются:
- скорость резки;
- потребляемая электроэнергия;
- максимальная толщина разрезаемого металла;
- потребление расходных материалов;
- амортизационные отчисления;
- общая затратная часть, включающая аренду площадки, транспорт и заработную плату рабочих. Эта затратная часть не будет рассмотрена в этом ТЭО, по причине огромного разброса цен. Покупатель может оценить ее сам.
"Скорость резки плазмой"
Параметры, влияющие на скорость резки плазмой:
- разрезаемый металл;
- толщина разрезаемого металла;
- напряжение питающей сети;
- опытность резчика.
Для аппарата ПУРМ 180М зависимость скорости резки плазмой от толщины разрезаемого металла представлена на графике 1.1.
График 1.1. Зависимость скорости резки плазмой от толщины разрезаемого металла: 
На графике приведены минимальные значения скорости резки плазмой для углеродистой стали.
Увеличить скорость резки плазмой(приблизиться к максимуму) можно за счет следующих параметров:
- автоматизация процесса (равномерная подача плазмотрона, фиксированное расстояние между плазмотроном и металлом);
- обеспечение подачи бесперебойного электропитания напряжением сети не менее 380В;
"Максимальная толщина разрезаемого металла"
Максимальная толщина разрезаемого металла 56 мм говорит о том, что, начиная резать "с края", резчик сможет прорезать насквозь металл этой толщины при минимальной скорости резки плазмой (приблизительно 1 мм/сек). При этом теплопроводность металла должна быть сравнима с теплопроводностью конструкционных сталей. Например, максимальная толщина разрезаемого металла для меди и ее сплавов - 35-40 мм.,алюминия –25-30мм. Такое снижение этого параметра происходят из-за более быстрого отвода тепла из зоны резки плазмой. Максимальная толщина разрезаемого металла очень чувствительна к напряжению питающей сети (мощности на дуге). Чем ниже напряжение, тем меньшую толщину металла можно прорезать аппаратом.
"Потребление расходных материалов" :
Выработка (износ) расходных материалов зависит от:
- опытности резчика;
- чистоты и влажности воздуха;
- толщины разрезаемого металла.
Как показывает практика ставить газорезчика за плазменный резак нежелательно. У газорезчика привычка сваливать газовый резак под углом (он должен видеть как режет металл), у плазмотрона значительно больше габариты и его нужно держать под 90 градусов к металлу, поэтому у газорезчиков при сваливании плазмотрона происходит касание крепления сопла за металл и выход из строя крепления сопла , сопла или катода. Целесообразнее обучить человека не имеющего опыта работы с газовой резкой.
Для обеспечения чистоты и влажности воздуха (особенно при отрицательных температурах) желательно применить очиститель воздуха типа ВЦ –10к и поставить 1-2 воздушных ресирвера от ЗИЛ-130 для слива конденсата ,установив их рядом с ПУРМом.
Ниже приведен график 1.2., по которому можно приблизительно оценить длину реза одним катодом (электродом) в зависимости от толщины разрезаемого металла.
График 1.2. Зависимость длины реза одним катодом от толщины разрезаемого металла: 
Ресурс катода можно считать двумя способами:
- 100 минут непрерывного реза при токах 160-180 А, чистом и сухом (влажность 50%) воздухе и с одним включением плазмотрона;
- 360 включений плазмотрона (пусковые токи превышают номинальные в несколько раз, снижая ресурс катода);
Очевидно, что при работе резчик часто включает-выключает плазмотрон (переходы, технологические остановки), снижая ресурс катода, а погодные условия отличаются от нормальных. Поэтому реальное время непрерывного реза одним катодом составляет примерно 40 минут (т.е. это сумма отрезков времени, когда резчик режет). Из практики: в среднем катод "стоит" 2-2,5 часа реального рабочего времени. Сопло изнашивается примерно в три раза меньше. Поэтому, из практики, в 8-ми часовую смену тратится 2-3 катода и 1 сопло.
Пример:
Рассчитаем себестоимость 1 м реза, себестоимость 1-ой тонны готового металлического лома и производительность переработки металлического лома при разделке стального листа 12х2,5 м толщиной 20 мм в габарит металлического лома 3А (максимальный размер кусков 1500*500*500 мм) аппаратом ПУРМ 180М (без учета аренды, зарплаты и транспорта).Стандартный лист 12х2,5 м взят из соображений того, что длина реза металла будет максимальной по отношению к весу отрезанного куска. Карта раскроя листа представлена на рисунке 1.
Рисунок 1. Карта раскроя листа 12*2,5 м на куски по формату 3А (пунктиром показаны линии реза).
Исходные данные:
1) стоимость электроэнергии 1,34 руб./кВт*ч;
2) толщина разрезаемого металла - h=20 мм;
3) напряжение питающей сети - стабильно, 380В;
4) разрезаемый материал - углеродистая сталь;
5) режим работы - односменный (8 часов).
Расчет:
1. Из графика 1.1.: установим скорость резки V примерно 12,5 мм/сек.
Из графика 1.2.: длина реза одним катодом при толщине разрезаемого металла 20 мм L примерно равна 30 метров.
В результате расходы на один метр разрезаемого металла составляют:
S кат . S сопл .
S затр = ---------- + ----------- + S амморт . м + S плазм . м + S эл . м .
L 3 x L
где S кат. - стоимость катода (70 руб.),
S сопл - стоимость сопла (70 руб.),
S аморт.м - амортизация аппарата приведенная к одному метру реза (руб/м),
S плазм.м - амортизация плазмотрона приведенная к одному метру реза (руб/м),
S эл.м - стоимость электроэнергии приведенная к одному метру реза (руб/м).
Амортизация аппарата в час при односменной 8-ми часовой работе будет равна:
S аппарата 110000
S аморт.= ---------------- = ------------------- = 5,5 руб./ час
P x N x T 10 x 250 x 8
где S аппарата - цена аппарата плазменной резки ПУРМ 180М,
P - ресурс аппарата в годах,
N - количество рабочих дней в году,
T - количество рабочих часов в день.
L прив. - приведенная длина реза за 1 час при скорости резки плазмой v = 12,5 мм/сек = 45м/час и коэффициенте использования рабочего времени резчиком Q = 30% составляет:
L прив.= V x Q = 13,5 м /час
Коэффициент использования рабочего времени резчиком взят для расчета, как чистое время резки плазмой. Остальные же 70 % рабочего времени отведено под переходы, погрузо-разгрузочные работы и вспомогательные операции.
Следовательно, амортизация аппарата, приведенная к одному метру реза, составляет:
S аморт. 5,5
S амморт.м = ----------- = -------- = 0,37 руб./ м
L прив. 13,5
Время гарантированной работы плазмотрона (резака) составляет 360 часов непрерывной работы (время, когда горит дуга), стоимость плазмотрона - 3000 рублей.
Следовательно, амортизация плазмотрона в час составит:
3000
S плазм. = --------- = 8,33 руб/час
360
Амортизация плазмотрона приведенная к одному метру реза составит:
S плазм. 8,33
S плазм.м = ------------ = ----------- = 0,62 руб/ м
L прив. 13,5
"Потребление электроэнергии" .
Максимальная потребляемая мощность аппарата ПУРМ 180М без компрессора - 30 кВт. Регулировка по мощности не предусмотрена, поэтому легко посчитать себестоимость электроэнергии приведенную к одному метру реза:
h 0,35
S эл.м = 30кВт х S эл. х --------- = 30 х 1,34 х ------- = 1,04 руб/м
L прив. 13,5
где S эл - стоимость электроэнергии в регионе (руб),
h- КПД использования электроэнергии.
Стоимость одного кВт*час электроэнергии S эл принята 134 копеек за 1 кВч*час.
Аппарат работает 30% времени на полной мощности в 30 кВт. Но еще примерно 30-40% времени он работает на холостом ходу, где практически ничего не потребляет. Поэтому добавляем еще 5% к времени работы аппарата на полной мощности и коэффициент использования электроэнергии составит 30 + 5 = 35%.
Итого себестоимость 1 метра реза:
S кат S сопл 70 70
S затр = ------ + --------- + S аморт . м + Sплазм.м + Sэл.м = ---- + -------- + 0,37+0,62+1,04=5,14 руб / м
L 3 x L 30 3 x 30
где S кат. - стоимость катода К-01У (70 руб. за шт.),
S сопл. - стоимость сопла С1-180М (70 руб. за шт.),
L - длина реза одним катодом (30 метров).
2. Для расчета себестоимости одной тонны разделанного металлолома в формат 3А подсчитаем общую длину реза:
Из карты раскроя рис. 1 получаем:
L общ. = 4 х 12 х 7 х 2,5 = 65,5 метров
Общий вес разделываемого листа:
М листа = А х В х H х M = 12 х 2,5 х 0,02 х 7,8 = 4,68 тонн
где А - длина листа (м),
В - ширина листа (м),
Н - толщина листа (м),
М - удельный вес листа (тонн/куб.м.).
Затраты на разделку листа:
S разделки = L общ х S затр = 65,5 x 5,14 = 336,67 руб
Затраты на одну тонну реза:
S тонн = S разделки / M листа = 366,67 / 4,67 = 72 руб /тонн
Время разделки листа составит:
Т разд = L общ / L прив = 65,5 / 13,5 = 4,85 часов
Производительность разделки в час:
П час = М листа / Т разд = 4,68 / 4,85 = 0,965 тонн/час
Производительность разделки в смену:
П см = П час х 8 = 0,965 х 8 = 7,72 тонн /смена
Все расценки данного ТЭО приведены по прайс-листу ООО "Сварочная техника» . Цены указаны в рублях с учетом НДС 18%).
При повышении квалификации резчика можно увеличить скорость резки, что увеличит производительность и снизит затраты на резку, так же при грамотной организации производства можно увеличить коэффициент использования рабочего времени резчиком, что тоже увеличит производительность и значительно снизит затраты на резку. Так при увеличении этого коэффициента до 50% и увеличении скорости резки до 16-17 мм/секунду длина реза за 1 час составит уже 30 метров, в результате чего производительность вырастет на 125 % и составит 17,5 тонн в смену, что приведет к снижению себестоимости резки почти в два раза.
Практика применения аппаратов ПУРМ 180 и ПУРМ 180М на предприятиях по переработке металлического лома показывает, что при трехсменной работе с двухчасовым ночным пересменком за сутки сжигается 9-10 катодов и 2-3 сопла. За это время перерабатывается от 18 до 30 тонн готового металлического лома средней толщиной 5-15 мм. Желательно иметь для разделки металлолома
комплект головок плазмотрона не менее 3-5шт , чтобы резчик настроил перед началом работы
все плазмотроны , а в процессе работы не тратил на настройку время , а только менял их.
Кроме этого нужно приобрести следующие запчасти .выходящие из строя : держатели сопла
дефлекторы, стаканы и т.д.
Аппарат ПУРМ 180 использует для охлаждения плазмотрона и в качестве плазмообразующего газа воздух. Поэтому его можно использовать в полевых условиях при низких температурах и высокой влажности, необходимо лишь держать компрессор в теплом помещении перед запуском. Аппараты ПУРМ 180м успешно работают в Якутии ,на Дальнем Востоке, Салехарде .
Продолжительность включения ПВ=100 % позволяет использовать аппарат в режиме непрерывной работы. Самой большой проблемой для пользователя является правильная настройка плазмотрона и правильная его эксплуатация. В 80 % случаев обращений пользователей на неисправность ПУРМ
была неправильная настройка плазмотрона, его загрязнение нагаром. В 10% случаев потеря «фазы»
питания. Простая электрическая схема позволяет электрику провести ремонт аппарата .При перебое
высоковольтного провода шлейфа (для осциллятора) выполнялась пайка провода и проводилась послойная изоляция автомобильным герметиком ( слой толщиной не более 1 мм).
