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04.02.2022

Die richtige Versorgung mit technischen Gasen zum Schweißen

Die richtige Versorgung mit technischen Gasen zum Schweißen – Gasflaschen, Flaschenbündel oder Großtank?

Beim Einsatz von Schweißgasen für das MAG-, MIG-, oder WIG-Schweißen stellt sich in jedem Betrieb die Frage, ab wann es sich lohnt, größere Mengen technischer Gase zu bestellen. Neben verschiedenen Größen einzelner Gasflaschen gibt es auch die Möglichkeit Flaschenbündel oder bei Großmengen sogar Gastanks installieren zu lassen, um größere Mengen der Gase zu bevorraten. Wann lohnt sich der Umstieg von Gasflaschen auf Bündel? Was gibt es grundsätzlich zu beachten?

Im ersten Schritt den Gasverbrauch kalkulieren

Als erstes sollte man kalkulieren, wie viel technisches Gas tatsächlich benötigt wird. Beim Schweißen rechnet man überschlägig üblicherweise „Drahtdurchmesser (in mm) x 10 = Gasverbrauch (Liter/min)“, schweißt man Aluminium erhöht sich der Faktor von 10 auf 15.

Das MSG-Schweißen mit Schutzgas und einer Drahtelektrode SG3 G4Si1 1,0 mm erfordert demnach etwa 10 Liter Schutzgas pro Schweißminute. Bei Druckgasflaschen kann man üblicherweise den „Gasflaschen Inhalt x bar“ für die Menge an gasförmigem Schutzgas in Litern in der Gasflasche rechnen. Eine volle 10-Liter-Gasflasche bei 200 bar enthält demnach etwa 2.000 Liter Schutzgas, nach obigem Verbrauch gerechnet reicht das für ungefähr 200 Minuten Schweißen.

Mittels Restdruck lässt sich auch die verbleibende Gasmenge angebrochener Gasflaschen berechnen, eine 10-Liter-Argon-Gasflasche mit 50 bar Restdruck enthält demnach noch ungefähr 500 Liter Gas, genug um noch etwa 50 weitere Minuten zu Schweißen.

© pixabay.com/Giomar Arango
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CO2, O2 und Argon aus Gasflaschen – Flexibel einsetzbar und beweglich

Mit diesen Kennzahlen kann man anfangen, zu kalkulieren. Technische Gase gibt es üblicherweise in den Gasflaschengrößen 5l, 10l, 20l und 50l und einem Fülldruck von 200 und 300 bar. Eine 50l Schutzgasflasche mit 200 bar stellt demnach schon etwa 10.000 Liter Gas oder 10m³ zur Verfügung. Bis zu einem wöchentlichen Verbrauch von etwa 100m³ empfiehlt sich üblicherweise die Versorgung mit Gasflaschen. Die meisten Anbieter technischer Gase bieten die regelmäßige Lieferung und den Austausch entsprechender Gase oder Gasmischungen an. Geht es um geringere Mengen lohnt es sich möglichweise die Gasflaschen selbst zu tauschen. Viele der großen Anbieter haben Lieferverträge mit regionalen Vertriebsstellen für technische Gase, bei denen man einzelne Gasflaschen kaufen und tauschen kann.

Schutzgas-Flaschenbündel – Kein regelmäßiger Flaschentausch mehr

Benötigt man größere Mengen an Gas und möchte nicht so häufig die Gasflaschen tauschen, bietet sich die Aufstellung eines Gasflaschenbündels, auch Gasflaschenpalette genannt, an. Hier werden üblicherweise zwölf 50l-Gasflaschen fest miteinander verrohrt und in einem Metallgestell transportiert und aufgestellt. Bei 200 bar Flaschenbündeln erfolgt die Gasentnahme aller Gasflaschen mit nur einem Ventilanschluss. Liegt der Druck bei 300 bar, sind auch zwei Ventilanschlüsse möglich. In diesem Fall stellt ein Ventil den vollen Systemdruck bereit, während das andere den Druck auf maximal 100 bar begrenzt. Die Gasentnahme erfolgt üblicherweise mittels Hochdruckschlauch, der vom Nutzer von Hand am Ventil befestigt wird. Wichtig ist, diese Handanschlüsse nie mit Werkzeugen anzuziehen, da die Ventile sonst beschädigt werden könnten!

Ein solches Flaschenbündel beinhaltet bei 200 bar ca. 128.000 Liter Gas (128 m³), bei 300 bar sind es sogar 182.000 (182 m³). Dank ihrer modularen Bauweise lassen sich auch mehrere Bündel in Batteriebündelanlagen zusammenschließen. Aufgrund ihres Gewichts von 1.200 bis 2.000 Kilogramm lassen sich die einzelnen Bündel ausschließlich mit Stapler oder Kran bewegen, im Standardmaß messen sie 1900 x 1000 x 770 Millimeter (H x L x B). Bewegt man sich in einem wöchentlichen Verbrauchsbereich von 100 bis 200m³ lohnt es sich üblicherweise, von Gasflaschen auf Flaschenbündel umzusteigen.

© pixabay.com/Hands off my tags! Michael Gaida
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Tankanlage – Flüssiges Gas aus dem vakuumisolierten Kaltvergaser

Geht es um Anwendungen in einem industriellen Maßstab kommen Lösungen mit Gastanks zum Einsatz. Bei dieser Lagerungsform macht man sich üblicherweise eine weitere natürliche Eigenschaft von Gasen zu Nutze, der Möglichkeit sie tiefkalt zu verflüssigen.

Während man die technischen Gase in Gasflaschen über hohe Drücke von bis zu 300 bar komprimiert, lassen sie sich auch bei sehr niedrigen Temperaturen in den flüssigen Zustand versetzen. Diese Eigenschaft spielt eine große Rolle bei der Gewinnung der atmosphärischen Gase, bei der die Gase aufgrund ihrer unterschiedlichen Siedetemperaturen voneinander getrennt werden können. In großen Luftzerlegungsanlagen (LZA) werden über dieses Verfahren hauptsächlich Sauerstoff, Stickstoff und Argon aber auch andere Edelgase gewonnen.

Gelagert wird das flüssige Gas in speziellen, doppelwandigen Tanks. Der innere Behälter besteht üblicherweise aus Nickel, Aluminium oder Edelstahl, die äußere Hülle bildet ein stabiler Tank aus Baustahl. Der Zwischenraum ist zur weiteren Wärmedämmung üblicherweise mit Perlit gefüllt und vakuumiert. Diese Tanks werden auch Kaltvergaser genannt, über nachgelagerte Verdampfer wird das tiefkalt verflüssigte Gas wieder in den gasförmigen Zustand versetzt.

© pixabay.com/Mimzy
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Der größte Vorteil der flüssigen Lagerung technischer Gase in vakuumisolierten Tankanlagen ist die enorme Menge an Gas, die so bevorratet werden kann. Aus einem Liter flüssigen Argon lassen sich mittels Verdampfer etwa 835 Liter Gas (0,835 m³) gewinnen. Die kleinsten dieser Tankanlagen fassen bis zu 3.000 Liter flüssiges Argon oder 2.505 m³ in gasförmigem Zustand. Bei einer Höhe von etwa 4,20 m und einem Durchmesser von 1,60 bis 1,80 m lässt sich so sehr kompakt die Menge von über 19 Flaschenbündeln Argon lagern. Die größten dieser Anlagen bevorraten bis zu 64.000 m³ Argon. Ab einem wöchentlichen Schutzgasverbrauch von 200m³ und mehr kann sich eine solche Tankanlage lohnen.

Aufgrund der Komplexität dieser vakuumisolierten Tankanlagen bieten viele Gasanbieter diese zur Miete an, der Kunde mietet in diesem Fall die komplette Tankanlage und wird regelmäßig vom Anbieter mit Gas versorgt. Ein weiterer Vorteil dieser Lösung: Die Kryo-Tanks können bei laufender Entnahme betankt werden, so kommt es zu keinen Versorgungsausfällen.

Lagerungsform  Gasmenge (Argon) Empfohlen bei Verbrauchsmenge
(wöchentlich)
Gasflasche (200 bar)  bis 10m³ bis 100 m³
Gasflasche (300 bar)  bis 15m³ bis 100 m³
Flaschenbündel (12x 200 bar) 128 m³ 100 – 200 m³
Flaschenbündel (12x 300 bar) 182 m³ 100 – 200 m³
Tankanlage  ab 2.505 m³, bis 64.000 m³  ab 200 m³

 

Foto von Casablanca Stock von Pexels
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Vorteile und Nachteile der einzelnen Versorgungssysteme

Jede der vorgestellten Lagermethoden hat ihre eigenen Vor- und Nachteile.

Die Nutzung von einzelnen Gasflaschen kommt bei geringerem Verbrauch technischer Gase zum Einsatz, hier sind vor allem die Mobilität und der unproblematische Tausch einzelner Gasflaschen als Vorteile zu nennen. Je nach Bedarf lassen sich selbst 50l Gasflaschen mittels Gasflaschenwagen zwischen verschiedenen Arbeitsstationen bewegen. Ist eine Gasflasche leer, kann man diese häufig auch bei regionalen Vertriebsstellen gegen volle tauschen. Alternativ kann man sich auch beliefern lassen, je nach gelieferter Anzahl ist das allerdings mit zum Teil erheblichen Lieferkosten verbunden. Nachteilig ist in der Regel auch der Preis, je geringer die Abnahmemenge, desto höher fallen hier die Preise aus.

Flaschenbündel technischer Gase bieten sich bei höherem wöchentlichen Bedarf und größerer Entnahmeleistung an. Sie sind in Summe in der Regel günstiger als Einzelflaschen und müssen nicht so häufig ausgetauscht werden. Nachteilig ist die schlechtere Mobilität, die Bündel lassen sich nicht mehr manuell bewegen und müssen auf dem Betriebsgelände mit Staplern oder Kränen bewegt werden.

Als letzte Option für Großverbraucher bleibt der Kaltvergaser für tiefkalt verflüssigte technische Gase. Mit diesen Lagertanks lassen sich größte Mengen Gas bevorraten und entnehmen, zusätzlich muss die Entnahme während der Befüllung nicht unterbrochen werden. So ist theoretisch auch der Dauerbetrieb möglich, die Neuanlieferung von Gas erfolgt im Betrieb dann regelmäßig über Tankwagen.

Weitere Infos zum Vergleich der unterschiedlichen Möglichkeiten der Schweißgasversorgung finden Sie bei Gasido:

Zur Gasido-Webseite

(Quelle: Lindenfield GmbH/Gasido)

Schlagworte

GasschweißenGasversorgungMAG SchweißenMetall-SchutzgasschweißenMIG SchweißenMSG SchweißenSchweißgasSchweißtechnikTechnische GaseWIG Schweißen

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