大家都知道，金屬行業(yè)的焊接，采用氣體保護焊接的企業(yè)使用二氧化碳氣體、氬氣或者混合氣體的成本就是一筆不小的生產(chǎn)成本，而氣體放了就沒了，給所有人的感覺就是虛渺不好管控，加上大部分企業(yè)對這些工業(yè)氣體并沒有實施有效管理，使得氣體浪費嚴重、用氣量虛高，也就造成用氣成本居高不下，現(xiàn)就相關(guān)焊接氣體使用成本居高不下的成因及應(yīng)對措施進行分享，希望能幫到相關(guān)企業(yè)。

焊接行業(yè)氣體使用成本居高不下成因：

1、相關(guān)管理人員無相關(guān)理念，簡單的認為氣體是以瓶計數(shù)，用完一瓶就換下瓶，未制定相關(guān)機制，導(dǎo)致習(xí)慣思維：用完就換、用完就請購，而未去考慮怎樣用可以控制成本；

2、企業(yè)沒有專門針對氣體的收貨驗貨流程，大部分企業(yè)對氣體供應(yīng)商送來的氣體都是簡單的以瓶計數(shù)來收貨，這樣會導(dǎo)致以下漏洞：

1）每一種氣體在裝不同的氣瓶時，裝滿都會有對應(yīng)的氣壓，而企業(yè)沒有相關(guān)檢測就會導(dǎo)致不良供應(yīng)商每瓶裝氣都不滿，而收貨以瓶計數(shù)計價也就導(dǎo)致用氣量虛高，用氣成本虛高；

2）氣體純度不夠，氣體的純度和價格也是相對應(yīng)的，特別是一些特殊工業(yè)氣體，企業(yè)在沒有專業(yè)設(shè)施檢測相關(guān)數(shù)據(jù)的情況下，制定相關(guān)供應(yīng)商的約束機制就尤為重要了，否則就肯定在不知覺的情況下多買單。當然，這也要相關(guān)管理人員具備這方面的知識，比如說氬弧焊使用的氬氣，在焊接不銹鋼時，在實際使用過程中可以使用稍微不純的氬氣能達到焊接效果，而同樣純度的氬氣，在焊接鋁、鎂及其合金時，是完全不能焊接的，甚至?xí)徊僮魅藛T認為是焊接設(shè)備壞了！這就會導(dǎo)致不良供應(yīng)商針對焊接不同材料針對性的降低純度，從而讓企業(yè)不實買單；

3）混合氣體比例不對，混合氣體的保護可以使同樣的焊接設(shè)備在相同條件下比使用單一氣體保護得到的焊接效果大大提高，但焊接不同材料的產(chǎn)品，混合氣體的比例是不一樣的，當然成本也是不一樣的，如果沒有相關(guān)嚴格要求，也會導(dǎo)致不良供應(yīng)商不按氣體混合比例供氣，自然導(dǎo)致與企業(yè)要求不符，讓企業(yè)不實買單；

3、企業(yè)未就自身使用環(huán)境和相關(guān)焊接工藝要求設(shè)置相應(yīng)的氣體使用數(shù)據(jù)規(guī)范，不同的環(huán)境在同等焊接電流下使用的氣體數(shù)據(jù)是不一樣的。很多焊接車間，特別是沿海一帶高溫地區(qū)，在焊接車間里到處是強力運行的散熱風機，由于風流、氣流雜亂無統(tǒng)一流向，操作員為了焊接時達到保護效果，通常都是幾倍的加大保護氣體的流量，這一方面導(dǎo)致氣體浪費并且污染空氣，另一方面也影響焊接效果，特別是焊接引弧時段，所以企業(yè)就算是在焊接車間未做專業(yè)整體的抽風除塵工程，也有必要對焊接工位對應(yīng)氣流方向影響最小的前提下做對應(yīng)的定位，并且根據(jù)焊接電流和焊接工藝要求使用對等的保護氣體流量，這樣可以在避免浪費、污染環(huán)境、保障焊工健康的前提下獲得較好的焊接效果。

以上為一般情況下常遇到的焊接車間氣體使用問題，下面再為大家推薦一種在解決以上問題下還能為企業(yè)節(jié)省焊接保護氣體，降低30%-50%氣體使用成本的方法，那就是使用焊接氣體節(jié)省器。

該氣體節(jié)省器適用于：氬氣、二氧化碳氣以及氬氣和二氧化碳氣的混合氣。實驗測試和許多工廠直接使用證明，節(jié)省氣體達30%-50%，特別是在手工操作頻繁點焊的場合，效果更是顯著。

原理：

1、在氣體保護焊過程中，由于減壓器結(jié)構(gòu)因素，在焊接點火時減壓器無法對焊槍氣體噴射口氣體的突變作出高速響應(yīng)，從而引起焊接氣體極不穩(wěn)定，噗哧的猛烈的沖出來，導(dǎo)致焊接品質(zhì)的下降，同時也造成大量氣體的浪費；

2、在焊接過程中由于氣體流量和壓力不能穩(wěn)定在一固定值，導(dǎo)致氣體不能很好的保護焊道，焊接品質(zhì)達不到要求，只有通過加大氣體輸出流量（增大用氣量）來提高氣體保護效果，結(jié)果造成氣體多用浪費掉。一方面生產(chǎn)成本高，另一方面多用浪費的氣體在工作環(huán)境里造成對人身體的傷害和對環(huán)境的污染。

氣體節(jié)省器是針對上述原因?qū)ｉT設(shè)計的極具高輸出響應(yīng)能力的穩(wěn)定裝置，只要將它直接接在減壓器的出口，即可以：

A、杜絕焊接點火時氣體的過沖現(xiàn)象；

1）一方面杜絕氣體浪費降低生產(chǎn)成本；

2）另一方面小電流時好引弧，薄板焊接時不會焊穿。

B、使焊接過程中的氣體輸出極其穩(wěn)定，提高了氣體保護效果，減少氣體輸出流量；

1）節(jié)省了氣體降低成本，同時提高了焊接品質(zhì)；

2）降低了對人的傷害和對環(huán)境的污染，為環(huán)保事業(yè)做了一份貢獻。

主要組成
由氣源，匯流裝置，配比裝置，切換裝置，調(diào)壓裝置，終端用起點，監(jiān)控及報警裝置等組成。

集中供氣的優(yōu)點
1、配有專門的控制設(shè)備，以排除每次更換氣瓶時引入的雜質(zhì)，確保管路氣體終端的純度。
2、不間斷氣體供應(yīng)；氣體控制系統(tǒng)可以手動或自動進行切換，以保證氣體連續(xù)供給。
3、氣體壓力穩(wěn)定；系統(tǒng)采用集中降壓，亦可采用兩級減壓方式供氣，供氣更加穩(wěn)定流暢。
4、高效益；通過供氣控制系統(tǒng)可以充分使用氣體，減少殘余的氣體，更科學(xué)更穩(wěn)定更安全可以大大降低成本，避免安全隱患。
5、操作簡單安全；所有氣源集中在同一地方便于管理，管路設(shè)計科學(xué)方便用氣輸出，大大降低勞動強度。

集中供氣系統(tǒng)與氣瓶供氣相比的優(yōu)勢
1、杜絕氣瓶留余壓的浪費，降低用氣成本。
2、使用方便、操作簡單，減少頻繁換氣瓶的繁瑣勞動。
3、液體密閉存儲，儲量大，質(zhì)量穩(wěn)定。
4、排除了氣瓶在使用和保管過程中的易發(fā)生的碰撞、氣帶磨損、安全間距等危險性。

特氣管道系統(tǒng)由儲存、輸送、分配、控制四類設(shè)備組成。其中“存儲”指氣源部分(特氣柜GC)，“輸送”指配管部分(一般用雙套管)，“分配”指二次配部分(氣體分配柜VMB)，“控制”指監(jiān)督控制部分(氣體管理系統(tǒng)GMS)。

特氣管道系統(tǒng)特點
特氣系統(tǒng)中的每臺設(shè)備均配有PLC控制、彩色觸摸屏操作，帶有溫度、壓力、煙霧、泄漏監(jiān)控報警，并可擴展地震監(jiān)控報警;單臺設(shè)備可以獨成系統(tǒng)獨立運轉(zhuǎn)，也可多臺設(shè)備用PLC或TGO連起來組成大系統(tǒng)，在監(jiān)控中心統(tǒng)一監(jiān)控管理，其報警系統(tǒng)還可以與安監(jiān)系統(tǒng)、消防系統(tǒng)對接。

電子特種氣體是光電子、微電子等領(lǐng)域，特別是超大規(guī)模集成電路、液晶顯示器件、非晶硅薄膜太陽能電池、半導(dǎo)體發(fā)光器件和半導(dǎo)體材料制造過程不可缺少的基礎(chǔ)性支撐源材料。它的純度和潔凈度直接影響到光電子、微電子元器件的質(zhì)量、集成度、特定技術(shù)指標和成品率，并從根本上制約著電路和器件的精確性和準確性。
適合場合
芯片半導(dǎo)體、微電子企業(yè)、光伏太陽能、生物制藥、新材料等行業(yè)，常配套用于濺射真空鍍、沉積刻蝕、鈍化清洗等設(shè)備

實驗室氣體管路工程主要材質(zhì)為不銹鋼電解無縫鋼管，所有氣體管路的連接采用無縫焊接方式，管路最好安裝在天花板下方，沿著墻壁來進行布局，便于檢查和維修，實驗室氣體管道工程采用集中供氣有以下優(yōu)點:1.保持氣體純度：專用氣瓶均配有沖洗閥，以排除每次更換氣瓶時引入的雜質(zhì)，確保了管路終端氣體的純度。
2.不間斷氣體供應(yīng)：氣路控制系統(tǒng)可以手動或自動方式在氣瓶之間進行切換，以保證氣體的連續(xù)供給。

3.低壓警示：當氣壓低于警報限時，報警裝置可自動啟動報警。
4.氣體壓力穩(wěn)定：系統(tǒng)采用兩級減壓（一級由供氣控制系統(tǒng)調(diào)節(jié)，二級由使用點的控制閥調(diào)節(jié)）方式供氣,可得到非常穩(wěn)定的壓力。
5.高效率：通過供氣控制系統(tǒng)，可充分使用鋼瓶中的氣體，減少殘余余量，降低用氣成本。
6.操作簡便：所有氣瓶均集中在同一位置，減少了搬運安裝等操作，更節(jié)約時間及成本費用。
7.減少氣瓶的租金：采用中央供氣系統(tǒng)，可減少對氣瓶數(shù)量的要求，從而節(jié)省氣瓶的租用和購買成本。

8.減少分子篩損耗：控制氣體純度可有效的減少數(shù)派對分子篩的使用量。

設(shè)計依據(jù)技術(shù)規(guī)范：
GB50235-2010《工業(yè)金屬管道工程施工及驗收規(guī)范》
GB50236-2011《現(xiàn)場設(shè)備、工業(yè)管道焊接工程施工及驗收規(guī)范》
JGJ91-93《科學(xué)試驗室建筑設(shè)計規(guī)范》

GB50016-2006《建筑設(shè)計防火規(guī)范》
GB50029-2003《壓縮空氣站設(shè)計規(guī)范》

GB50177-2005《氫氣站設(shè)計規(guī)范》 《壓力管道安全管理與監(jiān)察規(guī)定》
SH3063-1999《石油化工企業(yè)可燃氣體和有毒氣體檢測報警設(shè)計規(guī)范》
研究所試驗室現(xiàn)有條件要求及其他相應(yīng)標準規(guī)范

實驗室常用儀器：
氣相色譜儀：氮氣、氦氣和氬氣用作載氣，氫氣用于火焰檢測器的燃氣
質(zhì)譜儀：高純氬氣和氮氣用作吹掃氣或碰撞氣
原子吸收儀：乙炔，氧氣或者一氧化二氮用作助燃氣
氣質(zhì)聯(lián)用儀：氦氣做載氣，三重四級桿質(zhì)譜的碰撞氣體是氮氣和氦氣
液相色譜儀：蒸發(fā)光散射檢測器用氮氣
原子熒光室：氬氣、液化氣作燃氣
氮吹儀：氮氣

實驗室常用氣體：
氬氣:Argon(Ar)
氧氣:Oxygen(O2)
乙炔氣:Acetylene(C2H2)
一氧化二氮:Nitrous oxide(N2O)
氦氣:Helium(He)
氫氣:Hydrogen(H2)
甲烷氣:Methane(CH4)
壓縮空氣:Compress Air(CA)

鋼瓶間設(shè)計說明：
采用半自動切換系統(tǒng)，保證不間斷供氣。確保實驗的連續(xù)性。? 采用多瓶供氣，保證用氣量。
氣瓶集中擺放，方便換瓶等操作。
無氣瓶在實驗室內(nèi)，節(jié)省空間，消除危險源。
安裝有安全閥，保證使用安全。
有氮氣吹掃功能，和排空功能，保證用氣純度。
有低壓報警功能，當鋼瓶沒氣時可提醒用戶換氣。
可燃氣體設(shè)計有 PLC 控制系統(tǒng)，可以實現(xiàn)可燃氣體報警器與緊急切斷與風機聯(lián)動。保證氣體純度。
不同氣體采用不同材質(zhì)，保證氣體純度。
根據(jù)氣體種類采用不同連接方式

高壓部分采用高壓閥門控制保證用氣安全

管道井說明 ：
所有連接管線采用自動焊接技術(shù)，保證使用安全。
所有氣體管路都由高質(zhì)量的銅管或不銹鋼管（BA 級）組成。
可燃性氣體在管道井安裝有阻火器，提高安全系數(shù)。
氫氣，乙炔設(shè)計氣動控制閥門與 PLC 聯(lián)動。
根據(jù)不同的用氣量，選用不同尺寸管線。
氣體管路支架間隔不大于 1.5 米。根據(jù)內(nèi)徑最小的氣體管路確定支撐距離。

工作原理：

兩元或多元需要混合的氣體經(jīng)過單向閥進入兩級或多級壓力平衡裝置，平衡其輸入壓差，從而保證了混合前組分氣體和稀釋氣體的壓力絕對相同，然后調(diào)節(jié)流量控制閥，可將各種氣體的流量依據(jù)希望達到的混氣比例進行調(diào)定。原理上采用動態(tài)氣體混合法，即混即用，從而保證了混合氣體的均勻性，復(fù)現(xiàn)性優(yōu)良，比例穩(wěn)定?？蛇m用于配制焊接混合氣、氣調(diào)保鮮混合氣、電光源混合氣，檢漏（報警）混合氣，消毒殺菌混合氣等。

技術(shù)特性：

產(chǎn)品特點：

?與“伴熱帶”相比，SH-P加熱器提供更準確的溫度控制

? SH-P加熱器消除了凌亂的電線和控制設(shè)備
? SH-P可以很容易的安裝到特氣柜或氣流沿線任何集成點 SH-P加熱器－氣大多數(shù)標準控件兼容
?SH-P符合一系列行業(yè)標準（高純度和超高純度）
?SH-P利用鑄入組件的優(yōu)點，以較低的瓦數(shù)提供更多的熱量，與其慟n熱器相比，SH-P使用更少的能量來實現(xiàn)相同的△T

典型應(yīng)用：

· 載氣加熱
· 工藝氣體加熱
· 用千晶圓片干燥空氣和氮氣加熱

用于提高局部的排氣通風，保護鋼瓶（氣瓶）不受柜子外面火災(zāi)以及保護周圍物免受內(nèi)部火災(zāi)的金屬容器。是專為易燃易爆、腐蝕性、毒性等危險性氣體輸送而設(shè)計的供應(yīng)系統(tǒng)，基本功能包括自動吹掃、自動切換以及緊急情況下的自動安全切斷（當設(shè)定報警信號被觸發(fā)時）。氣瓶柜通常有一瓶位、二瓶位和三瓶位。全自動特氣柜（GC）通過采用PLC控制，觸控屏為人機界面，通過設(shè)備安裝的壓力傳感器、氣動閥、過流量計等裝置，實現(xiàn)設(shè)備安全有效的運行。
特氣柜主要用于特種氣體的高純度安全穩(wěn)定供應(yīng)，如：輸送電子特氣參與泛半導(dǎo)體行業(yè)集成電路制造的核心工藝流程：摻雜、光刻、刻蝕和CVD成膜工藝環(huán)節(jié)。通常使用氣體的種類有高純氧氣、氮氣; 氬氣、氫氣、氦氣; 甲烷、乙炔、二氧化碳，還有混合氣體等實驗室有些設(shè)備還會用到有毒有害氣體。

特氣柜內(nèi)部圖構(gòu)造：

1.特氣柜面板的厚度大于等于2.7mm的鋼板并涂有抗腐蝕環(huán)氧涂層，并且所有材料都必須是非易燃的。（顏色為白色）

2.特氣柜全表面都不能有震動，不可有鋒利的邊緣。

3.特氣柜的底板厚度大于等于3.4mm，必須鋪有防滑墊片，且固定的鋼瓶的鏈條必須為防腐蝕的不銹鋼鏈條。

4.特氣柜的底面設(shè)計要便于放置或移走鋼瓶而不必調(diào)整鋼瓶高度。如鋼瓶尺寸有變動，設(shè)備廠商無條件的更改鋼瓶CGA接頭高度。

5.特氣柜要可以容納兩個供氣鋼瓶。

6.特氣柜的門，管路線路通道，窗及其他孔洞必須安裝密封圈。

7.特氣柜進氣口要安裝灰塵過濾器。

8.所有特氣柜標明其供應(yīng)特殊氣體的種類及其濃度，特氣柜內(nèi)部所有的管路及閥件應(yīng)該標明其作用，例如供氣，吹掃或排氣。

氣柜門構(gòu)造：

1.氣柜門能自動關(guān)閉，自動卡鎖及用鑰匙鎖定。

2.氣柜門能打開90度角以上，以方便正常操作。

3.所有的氣柜門及窗子使用同樣的鑰匙。

4.氣柜門能平穩(wěn)地打開及關(guān)閉，并具有防關(guān)閉功能，閉門器的聯(lián)接桿方便拆卸。

操作窗口：

1.操作窗口能自動關(guān)閉，自動卡鎖及用鑰匙鎖定。

2.操作窗口的玻璃必須是厚度大于等于6.5mm，并有金屬絲加固的安全玻璃。

3.窗口背面要安裝隔離玻璃嵌板。

特氣柜的排氣裝置：

1.特氣柜排氣管的直徑必須大于等于6”SS的管路，并覆蓋由FM論證的ECTFE材料。

2.排氣狀態(tài)的持續(xù)監(jiān)控信號要顯示在控制屏上并與控制器聯(lián)動，以提供抽風量不足時的停機或報警選項。

3.排氣管上加裝特種氣體偵測器。

特氣系統(tǒng)管道安裝

1.盤面的排氣管必須保持微量N2微漏通過，監(jiān)控其背壓來偵測排氣管是否堵塞。

2.更換鋼瓶時，Pigtail必須保持小流量的PN2吹出。

3.盤面所用的部件必須與所供特種氣體相適應(yīng)，所有的閥件必須可以開關(guān)100000次以上。（并提供給甲方閥件的相關(guān)證明）

4.氣路設(shè)計的最大承受壓力3000Psi，最高溫度250℃。

5.氣路系統(tǒng)構(gòu)造要符合ASTM標準。

6.調(diào)壓閥要安裝在便于調(diào)節(jié)壓力及維護的位置。且各種電子傳感器禁止安裝在調(diào)壓閥下端。

7.必須使用標準結(jié)構(gòu)的部件，以減少死角。且所有的彎頭、接頭都必須使用標準配件。材料全部選用SUS316L—EP材質(zhì)。

8.特氣柜要裝有氣體、溫度及煙霧偵測器。

9.特氣柜要裝有作動點為68℃的噴水頭，還要裝有溫度傳感器并與盤面控制器聯(lián)動。

特氣柜功能要求：（包含特氣柜（GC）/BSGS，基本功能要求）系統(tǒng)報警

1.排風風壓負壓報警功能。

2.Z-purge報警功能。

3.過流量報警聯(lián)動功能。

4.氣柜各種壓力報警聯(lián)動閥門自動開關(guān)、供氣路線自動切換。

5.特氣柜要裝有氣體、溫度及煙霧偵測器報警功能。

6.所有安全裝置及與控制器的觸摸屏必須有失效互鎖保護型。

7.信號燈的警報信號根據(jù)不同的顏色分為三種：紅色是警報，黃色是故障，綠色是正常運行。亮度要求為在5米距離范圍內(nèi)能夠看清楚信號燈光。

特氣供應(yīng)系統(tǒng)控制器

1.控制屏幕，必須是鑲嵌在現(xiàn)有的面板上的、有顯示特氣系統(tǒng)的吹掃狀態(tài)及P&ID、彩色的觸摸屏。

2.氣路系統(tǒng)可以設(shè)定自動或手動操作模式。

3.所有的報警裝置應(yīng)該安裝在顯而易見的地方并伴有警報聲，報警聲經(jīng)確認后靜音，屏幕的報警信息要求報警完全消除后才能消除，所有的操作記錄必須要保存半年以上。

4.控制器要裝有一個EMO按鈕用來關(guān)閉供氣氣動閥使系統(tǒng)完全停止供氣。

5.控制器有密碼保護并且可以在安全連鎖條件下自動控制氣動。

6.控制器PLC應(yīng)該與GMS系統(tǒng)PLC直接通訊，不可以通過觸摸屏的CPU和外界通訊。

7.控制器可以與GMS通訊，并且可以遠程關(guān)閉。

8.設(shè)備廠商要就設(shè)備的自動操作及手動操作提供詳細說明，共同討論通過，當有不合理的操作的時候，軟件能夠自鎖并等待確認。

9.控制器必須能夠檢測到組件故障，并時常完成自動檢查和校正。

10.控制器必須能夠設(shè)定和監(jiān)控選定的警報項目。

11.控制器必須有旁路或自動的互鎖程序。

12.控制器必須有自動及手動操作功能。

13.控制器必須能夠接受外部互鎖信號。互鎖類型必須要通過和甲方業(yè)主協(xié)商而且控制器必須有4個干接點供外部操作使用。

14.控制器程序控制器必須具有上傳和下載的功能，以便對程序作故障分析和更新的動作。

15.至少要有兩級密碼設(shè)置，如操作界面密碼和參數(shù)修改密碼。

圖1

圖2