Por Paul Richard, Gerente de produto de OEM
A maioria das operações de pulverização térmica utiliza um sistema de coleta de pó para controlar compostos pulverizados em excesso (ar sujo e carregado de pó), mas o sistema só capturará a poeira que chegar aos filtros. O projeto adequado do fluxo de ar, que é essencial para garantir a captura e o transporte de partículas transportadas pelo ar, é um desafio nas células de pulverização térmica. Este artigo discute esta questão e oferece algumas estratégias comprovadas para garanti-la.
Projeto de sistema adequado
Os sistemas de ventilação de controle de pó térmico por pulverização normalmente incluem dutos para transportar o ar carregado de pó para um coletor de pó e um ventilador para mover o ar através do sistema. Uma parte importante do projeto do sistema de ventilação é a estratégia usada para capturar o pó na célula de pulverização térmica ou na própria cabine. O simples aumento do fluxo de ar através da célula pode não aumentar substancialmente a captura de pó, e esta abordagem normalmente desperdiça energia. Com uma análise do layout da célula, da localização da fonte de ar de reposição e da posição do alvo de spray térmico, é possível melhorar drasticamente a captação e exaustão do excesso de spray.
Primeiro, considere o ar de reposição que entra na célula de spray térmico fechada (cabine). Por fim, todo o ar carregado de pó (sujo) retirado da cabine pelo coletor de pó deve ser substituído pelo ar aspirado de volta para a cabine. O ar de reposição é aspirado através de aberturas na própria cabine ou através de uma unidade de ar de reposição dedicada geralmente do exterior do edifício que depois o entrega diretamente à cabine através de dutos. O projeto do sistema de ar de reposição pode ser crítico para o projeto do sistema de controle de pó porque pode fazer com que a cabine fique sob pressão negativa (vácuo) ou pressão positiva. Um leve vácuo dentro da cabine pode ajudar a evitar condições inesperadas de pressão positiva enquanto o coletor de pó faz a limpeza por pulso. Durante a limpeza por pulso, jateamentos curtos de reversão de ar podem causar pequenos aumentos na pressão dentro da cabine. Este aumento de pressão pode potencialmente abrir uma porta de acesso e ativar acidentalmente os interruptores de limite de segurança na porta, o que cria uma parada de emergência inadvertida do processo de pulverização. Os fabricantes de cabines devem ser consultados sobre a quantidade de vácuo que pode ser aplicada à sua célula de pulverização térmica.
Uma estratégia para gerenciar o fluxo de ar através da cabine é colocar conexões de ar de reposição em frente aos pontos de extração de ar na cabine, criando um padrão de fluxo de ventilação cruzada. Entretanto, como as conexões de ar de reposição frequentemente incorporam dispositivos de atenuação sonora (silenciadores), geralmente faz sentido colocar as conexões de ar de reposição no topo da cabine. Qualquer estratégia de conexão que possa aumentar a possibilidade de estabelecer um padrão de fluxo de ar de ventilação cruzada na cabine será útil para reduzir o potencial de acúmulo de pó dentro da cabine.
A extração de ar sujo da cabine pode ser feita com alguns padrões de fluxo de ar: para baixo ou horizontal. Embora os padrões de fluxo de ar para baixo funcionem bem em projetos de coletores de pó, eles podem apresentar desafios em um projeto de cabine. Em uma cabine com um padrão de fluxo para baixo, o piso da cabine torna-se uma abertura gradeada sobre uma câmara, ou uma câmara de ar. O ar sujo é puxado para baixo na câmara de ar e através de dutos para o coletor de pó. Este design tem a vantagem de usar a gravidade para ajudar a retirar o pó em direção ao coletor e garante que praticamente toda a pulverização em excesso acabe se saindo pela exaustão. O desafio está em manter o pó se movendo com ar naquela câmara de ar abaixo do chão. Com um projeto adequado, o pó pode ser aspirado com sucesso através da câmara de ar, mas, se o projeto da câmara de ar não for bem feito, o pó se instalará na câmara de ar e criará um desafio de manutenção. Em uma cabine de fluxo para baixo, a velocidade do ar na seção transversal da câmara de ar é frequentemente mantida muito mais alta do que a velocidade para baixo na cabine – muitas vezes acima de 762 metros por minuto para garantir que o pó não se instale na câmara de ar. Esta exigência torna os projetos eficientes de câmara de ar um desafio.
As cabines de fluxo para baixo também devem ser suficientemente altas para permitir espaço para a câmara de ar sob o piso. Às vezes, é possível usar um fosso abaixo da cabine, mas as cabines e suas câmaras de ar geralmente são instaladas acima do chão da fábrica.
O outro método de tirar ar sujo de uma cabine é o padrão de fluxo de ar horizontal. Este método de projeto exige que a câmara de ar seja colocada próxima ao local onde a pulverização será feita. Ele oferece a vantagem de permitir projetos menores e mais focados em tarefas da coifa da câmara de ar. As coifas menores estabelecem padrões de fluxo de ar direcionados exatamente onde o ar é mais necessário – atrás do alvo de pulverização. O objetivo deste design é utilizar a velocidade inerente dos materiais pulverizados e o padrão do fluxo de ar de reposição que entra na câmara de ar para capturar o máximo de pulverização excessiva possível. Esta abordagem normalmente requer menos volume total de ar para remover o excesso de pulverização em comparação com uma cabine de fluxo para baixo. Naturalmente, há vários fatores envolvidos nesta abordagem, mas as instalações envolvidas na pulverização de componentes de turbinas têm usado este método com sucesso durante anos.
Em alguns casos, alvos com formatos estranhos exigem soluções completamente personalizadas. Por exemplo, a pulverização térmica de formas cilíndricas em tornos pode ser particularmente problemática. Uma cabine de fluxo para baixo pode ser uma boa estratégia para o controle de pó, mas se uma cabine de fluxo para baixo não for possível, coifas com fendas curtas também podem funcionar. A coifa com fenda aproveita a capacidade de uma fenda para distribuir a extração de ar por uma ampla área, aumentando a influência da extração de ar em todo o comprimento de um torno. Essas coifas de extração mais complexas devem ser baseadas nos projetos de melhores práticas no Industrial Ventilation Manual, A Manual of Recommended Practice for Design (Manual de ventilação industrial, um manual de práticas recomendadas de projeto), publicado pelo American Council of Governmental Industrial Hygienists (Conselho americano de higienistas industriais governamentais).
Se não for possível enclausurar completamente o processo de pulverização dentro de uma cabine, às vezes, podem ser usadas coifas menores como ventilação de exaustão local onde a pulverização está sendo feita. Naturalmente, qualquer pulverização térmica ao ar livre deve ser devidamente revisada para garantir o cumprimento das normas ambientais e sanitárias.
Outro desafio para o controle de pó com cabines de spray térmico é o uso de guindastes suspensos para mover os alvos de spray para dentro e para fora das cabines. Projetos especiais de cabine com aberturas superiores são frequentemente utilizados, mas isso pode interferir no controle de locais de ar de reposição. Embora estes obstáculos possam comprometer projetos perfeitos, muitas vezes, podem ser administrados dentro de níveis razoáveis.
Mesmo as cabines de pulverização térmica mais cuidadosamente projetadas podem não capturar todo o pó pulverizado em excesso, portanto, a manutenção deve ser sempre considerada como parte básica plano de controle de pó. Em alguns casos, os mesmos controladores que direcionam e posicionam a pistola de pulverização térmica podem ser usados para ativar a aspiração de pontos mortos ou de baixo fluxo de ar na cabine. Isso pode ajudar a remover o pó restante enquanto o coletor de pó estiver funcionando.
Como em muitas atividades de ventilação industrial, os regulamentos locais, estaduais ou federais podem influenciar o projeto de um sistema de ventilação de pó, portanto, verifique com suas autoridades governamentais antes de finalizar seus projetos. Você também pode se beneficiar da assistência de um profissional familiarizado com as práticas de projeto de controle de pó.
