Applicazioni laser e al plasma: selezionare un sistema di raccolta delle polveri

Le applicazioni di taglio termico, come il taglio al plasma e laser, generano livelli consistenti di fumi e particolato che possono presentare rischi per la salute degli operatori e arrecare danno ai macchinari.

Spesso i collettori di polveri integrati nei sistemi di taglio aiutano a ridurre l'esposizione dei lavoratori ai fumi e aiutano a proteggere i macchinari costosi. Quando si seleziona e si progetta un collettore di polveri, la considerazione delle polveri di origine termica dovrebbe tener conto delle problematiche di filtrazione per i collettori dovute alla dimensione delle particelle, al carico e alla combustione delle polveri.

I vantaggi dei setti filtranti con carico di superficie

Il particolato fine generato dalle applicazioni di taglio termico richiede che i collettori a cartuccia ad alta efficienza funzionino efficacemente. Il carico di superficie, i setti in nanofibra e le configurazioni con un flusso d'aria discendente aumentano notevolmente le prestazioni del collettore. Le nanofibre aiutano nella rimozione del particolato molto fine dal flusso d'aria attraverso diversi fenomeni di filtrazione tra cui intercettazione, diffusione e compressione. Le nanofibre aumentano l'efficienza complessiva del setto filtrante e costringono il particolato ad accumularsi sulla superficie del setto dove la pulizia a impulsi può rivelarsi efficace. La configurazione del flusso d'aria discendente è altrettanto fondamentale per stabilizzare la pressione differenziale nelle applicazioni di taglio termico. Mentre il sistema di pulizia pulsa, il flusso d'aria discendente facilita l'evacuazione del particolato fine e dei fumi dalla superficie del filtro. I setti filtranti a cartuccia senza nanofibre spesso consentono al particolato di venire incorporato nelle fibre dei setti, con conseguente riduzione del
flusso d'aria verso il tavolo da taglio e una durata più breve di vita utile del filtro.

Stabilire la dimensione del collettore di polveri

La dimensione di un collettore di polveri dipende dal flusso d'aria richiesto per contenere i fumi e il particolato. In generale, più ampio è il tavolo da taglio, maggiore è il flusso d'aria necessario per assorbire la polvere e, di conseguenza, maggiore è il collettore di polveri richiesto. Altre variabili influenzano anche il flusso d'aria, tra cui la dimensione del tavolo, la frazione dello stesso coperta dal pezzo da lavorare e il numero di zone scoperte sul tavolo durante il processo di taglio. I tavoli con flusso d'aria discendente sono spesso compartimentati (o suddivisi in zone) per ridurre il flusso d'aria totale richiesto per catturare efficacemente le polveri, riducendo così le dimensioni del collettore. Le dimensioni del collettore vengono quindi personalizzate in base a fattori tra cui il numero di teste di taglio, la tecnologia di taglio (laser, plasma, ossitaglio, ecc.), il materiale da tagliare, la velocità di taglio e la durata di funzionamento della torcia. Per i pezzi da lavorare più grandi, è possibile integrare più macchine da taglio all'interno di una singola tavola con flusso d'aria discendente.

Il flusso d'aria attraverso il tavolo da taglio deve essere sufficiente per generare una velocità discendente verso la superficie del tavolo che neutralizzi i fumi che si sollevano. La velocità minima discendente del flusso d'aria necessario per evitare che fumi e particolato fuoriescano dal tavolo da taglio e per le applicazioni di taglio termico è in genere tra 45 e 75 m/min (da 150 a 250 piedi/min), ma può variare in base alla tipologia e alle dimensioni del tavolo.

La necessità di analisi dei pericoli

Come per tutti i processi, prima di selezionare una strategia di raccolta delle polveri, i clienti devono eseguire un'analisi dei pericoli. In genere, le scintille sono presenti in qualsiasi processo di taglio termico e le polveri raccolte possono essere combustibili, presentando rischi di esplosione e/o incendio. Le strategie di mitigazione della sorgente di combustione dovrebbero essere prese in considerazione nell'ambito di qualsiasi strategia di raccolta delle polveri secche. Inoltre, è opportuno anche prendere in considerazione i rischi derivanti dalla cattura del particolato metallico di varia natura. La National Fire Protection Association (Associazione nazionale di protezione contro gli incendi o NFPA) pubblica una serie di standard volti a limitare i rischi associati alle polveri metalliche combustibili.

Negli ultimi anni, l'Occupational Safety and Health Administration (Amministrazione per la sicurezza e la salute sul lavoro o OSHA) ha ridotto significativamente i limiti di esposizione ammissibile (PEL) consentiti di molte polveri come il cromo esavalente. Ciò può costituire un problema per le applicazioni di taglio dei metalli con il cromo come l'acciaio inossidabile, che è significativamente più alto rispetto ad altri metalli comuni come l'acciaio al carbonio o l'alluminio. Potrebbe essere necessario un filtro di monitoraggio nelle strutture che fanno ricircolare l'aria per ridurre le emissioni derivanti da un processo di taglio.

Rivolgiti agli esperti

Tenendo conto delle difficoltà in materia di filtrazione poste dalle applicazioni di taglio termico, i produttori devono consultare esperti di filtrazione per soluzioni di raccolta delle polveri che soddisfino i requisiti dell'agenzia competente, proteggano i macchinari da taglio e minimizzino l'esposizione dei lavoratori ai fumi nocivi e al particolato generati da tali applicazioni.