Combien coûte le coupage au jet d'eau?

Quel est le coût opérationnel du coupage au jet d'eau?

Le coût opérationnel d'un jet d'eau est une question courante, car il peut être difficile de comprendre la différence entre l'utilisation d'une machine de coupage au plasma classique et d'un découpeur au jet d'eau. Les métaux d'apport, les exigences en matière d'alimentation, le coût de l'eau et, surtout, le coût de l'abrasif sont variables. L'abrasif grenat peut représenter jusqu'à 75 % du coût d'exploitation horaire total d'un système de coupage au jet d'eau. Ainsi, il est important pour le client qui envisage l'acquisition d'une machine à jet d'eau de bien comprendre ce qui motive son utilisation et de connaître son coût d'exploitation.

Pour approfondir un peu cette question, examinons six configurations de systèmes à jet d'eau, notamment :

1. Pompe 60 000 PSI (par pouce carré)/50 HP (haute pression)
2. Pompe 60 000 PSI/100 HP
3. Pompe de 60 000 PSI/100 HP utilisant deux têtes de coupe
4. Pompe 90 000 PSI/60 HP
5. Pompe 90 000 PSI/125 HP
6. Pompe de 90 000 PSI/125 HP utilisant deux têtes de coupe.

Pour chacune d'entre elles, le coût de l'électricité, des pièces d'usure, de l'eau et de l'abrasif, sur une base horaire, est indiqué dans le tableau ci-dessous. Chacun de ces coûts représente le débit maximal d'eau et d'abrasif pour le plus grand orifice pouvant être produit par chaque pompe à sa pression maximale.

Si vous prenez les mêmes données et examinez chaque chiffre en pourcentage du coût global, vous obtenez :

Combien coûte le coupage au jet d'eau?

Nous devons prendre en compte tous les composants opérationnels pour comprendre ce qui constitue le coût du coupage au jet d'eau. Les différents composants opérationnels impliqués dans le coupage au jet d'eau comprennent notamment :

Coût de l'eau

La plus petite part correspond au coût de l'eau. J'utilise une moyenne nationale de 3,51 $ par 1 000 gallons. Incluons à la fois le débit maximal d'eau de coupe et l'eau de refroidissement pour l'hydraulique. Le coût serait compris entre 1 200 $et 2 500 $ par année. Cela ne tient pas compte des coûts supplémentaires pour le traitement des eaux usées, donc selon votre région, ce coût peut être plus élevé.

Coût de l'énergie

La part suivante du coût est celui de l'énergie requise pour faire fonctionner la pompe d'intensification. En supposant une moyenne de 7,46 cents par KWh, le coût se situe entre 3 700 et 9 400 $ par année. Cela suppose que la pompe fonctionne 6 heures par jour et pour des pompes comprises entre 50 HP et 125 HP.

Coût des pièces d'usure

Le deuxième coût le plus important concerne les pièces d'usure. Cela comprend le remplacement de l'orifice, des tubes de focalisation, des joints de la pompe et le coût des diverses pièces de la pompe calculé sur une base horaire. Ce coût est compris entre 5 et 22 $ de l'heure, donc en utilisant les mêmes hypothèses, on obtient un total compris entre 7 700 et 32 000 $ par année.

Coût de l'abrasif

La plus grande composante du coût correspond à l'abrasif. L'abrasif grenat typique coûte environ 22 à 30 cents la livre, selon le type d'abrasif, le volume d'achat et la remise négociée.

Il existe deux principaux types d'abrasif grenat : les roches dures et les alluvions. La roche dure ou la roche concassée est une roche concassée à un calibre spécifique à partir de grosses roches grenat. Le grenat de roche dure est plus tranchant et coupe donc généralement un peu plus rapidement. Le grenat alluvial est extrait des plages et des lits des rivières, déjà réduits en sable par les éléments naturels. Par conséquent, ses grains sont arrondis et coupent un peu plus lentement. Cela rend l'abrasif de roche dure plus cher que l'abrasif alluvial. En moyenne, on peut partir sur la base de 25 cents par livre.

Nous devons également tenir compte du débit d'abrasif. La plupart des découpes de plaques métallique utilisent entre 1 et 2,3 livres par minute. Par conséquent, en moyenne, les dépenses en abrasifs sont comprises entre 18 et 36 $ l'heure. En supposant 6 heures de temps de découpe par jour, c'est-à-dire 110 à 220 $ d'abrasifs par jour, ou 550 à 1 100 $ par semaine, 2 200 à 4 400 $ par mois, 26 000 à 55 000 $ par an.

Maintenant, pour rendre ces chiffres exploitables, nous devons tenir compte des différences de vitesse de découpe, afin de pouvoir calculer un coût par pouce, ou coût par pièce, ce qui est beaucoup plus utile pour comparer un processus à l'autre. Pour ce calcul, supposons une pièce de 4 po x 4 po découpée dans de l'acier doux d'une épaisseur de 1 po, pour un total de 16 po de longueur coupée. Le coût par pièce qui en résulte est indiqué ci-dessous.

Les valeurs mesurées changent en fonction du type de matériau et de la taille de la pièce, mais le coût relatif reste le même. Le tableau ci-dessus semble utile pour illustrer les avantages des pompes à haute pression en termes de réduction des coûts : même si le coût horaire réel est plus élevé, le coût par pièce qui en résulte est inférieur.

Cependant, il manque encore une pièce importante du puzzle, constituant une différence significative. Le tableau ci-dessus n'inclut pas les taux de main-d'œuvre, de frais généraux ou de charge. Une fois qu'un taux horaire est inclus pour ces facteurs, nous pouvons calculer la différence de retour sur investissement d'un type de pompe à l'autre, ce qui aide à justifier l'achat des pompes les plus chères.

Le tableau ci-dessous indique un taux horaire pour représenter la main-d'œuvre et les frais généraux. Le coût concerne le nombre total de pièces pouvant être coupées pendant une période donnée. Le tableau résultant ci-dessous montre comment la vitesse de découpe accrue avec les pompes à pression plus élevée a un impact sur le coût global.

Bien sûr, les calculs ne doivent pas s'arrêter là. Divers autres facteurs cruciaux doivent également être pris en compte. L'augmentation du nombre de pièces pouvant être coupées en une journée et l'augmentation des bénéfices pouvant être réalisés à partir de ces pièces. Nous devons également prendre en compte la différence de coût de l'équipement, le tout conduisant à un calcul final du retour sur investissement. Mais cela doit faire l'objet d'une prochaine publication.