Лазерная и плазменная резка: выбор системы пылеудаления

При использовании термической резки, например плазменной или лазерной резки, образуется большое количество дыма и твердых частиц, которые могут представлять опасность для здоровья операторов и наносить ущерб режущему оборудованию.

Системы резки часто оснащаются встроенными пылесборниками, которые снижают воздействие дыма на операторов и защищают дорогостоящее оборудование. При выборе пылесборника и проектировании системы пылеудаления необходимо учитывать пыль, выделяемую при высокой температуре, которая создает проблемы для пылесборников из-за размера частиц, нагрузки и рисков, связанных с горючей пылью.

Преимущества фильтрующих материалов с поверхностной фильтрацией

Для фильтрации мелких частиц, образующихся в результате термической резки, необходимы высокоэффективные картриджные пылесборники. Поверхностная фильтрация, нановолоконный фильтрующий материал и нисходящий поток воздуха значительно повышают эффективность пылесборника. Нановолокна задерживают очень мелкие частицы из воздушного потока благодаря нескольким явлениям, включая перехват, диффузию и столкновение. Нановолокна увеличивают общую эффективность фильтрующего материала и задерживают частицы на его поверхности, откуда частицы можно удалить очисткой импульсами сжатого воздуха. Нисходящий поток воздуха важен для стабилизации дифференциального давления при термической резке. Во время работы системы импульсной очистки нисходящий поток воздуха способствует удалению мелких частиц и частиц дыма с поверхности фильтра. Частицы могут задерживаться в волокнах фильтрующего материала картриджных фильтров без нановолокон. Это уменьшает
поток воздуха к столу для резки и сокращает срок службы фильтра.

Определение размера пылесборника

Размер пылесборника должен соответствовать воздушному потоку, необходимому для захвата дыма и твердых частиц. Как правило, чем шире стол для резки, тем более высокий поток воздуха требуется для захвата пыли и необходим пылесборник большего размера. Требуемый поток воздуха зависит и от других параметров, например от размера стола, размера части стола, закрытого заготовкой, а также количества открытых зон стола во время резки. Столы с нисходящим потоком часто разделяются (или зонируются) для уменьшения общего воздушного потока, необходимого для эффективного захвата пыли, что позволяет уменьшить размер пылесборника. Размер пылесборника затем корректируется с учетом таких факторов, как количество режущих головок, технология резки (лазер, плазма, кислородное топливо и т. д.), обрабатываемый материал, а также скорость резки и время работы горелки. Для обработки заготовок большого размера один стол с нисходящим потоком может оснащаться несколькими режущими установками.

Поток воздуха через стол для резки должен быть достаточным для создания достаточной скорости нисходящего потока у поверхности стола, чтобы полностью втягивать выделяемый дым. Скорость нисходящего потока — это минимальная скорость воздушного потока, необходимая для полного втягивания дыма и твердых частиц со стола для резки. Для процессов термической резки это значение обычно составляет 45–76 м/мин (150–250 футов/мин), но может варьироваться в зависимости от конструкции и размера стола.

Необходимость анализа рисков

Прежде чем выбрать стратегию пылеудаления, необходимо выполнить анализ рисков, как и для любого другого процесса. В любом процессе термической резки обычно образуются искры, а удаляемая пыль может быть горючей. Сочетание этих факторов представляет опасность взрыва и (или) возгорания. Для всех вариантов уловителя сухой пыли необходимо рассмотреть меры по предотвращению возникновения источников возгорания. Кроме того, следует учесть риски, связанные с фильтрацией частиц разных металлов. Национальная ассоциация противопожарной защиты (NFPA) публикует ряд стандартов, призванных снизить риски, связанные с горючей металлической пылью.

В последние годы Управление по технике безопасности и гигиене труда США (OSHA) значительно снизила допустимые уровни воздействия (PEL) многих видов пыли, например шестивалентного хрома. Это может вызвать затруднения при резке содержащих хром металлов, например нержавеющей стали, в которой хрома значительно больше, чем в других распространенных металлах, например в углеродистой стали или алюминии. Чтобы снизить выбросы от процесса резки, на производстве, где используется рециркуляция воздуха, возможно, потребуется установить фильтр тонкой очистки.

Помощь специалистов

Принимая во внимание большое число проблем фильтрации, возникающих в процессе термической резки, производителям следует обратиться за консультацией к специалистам в области фильтрации. Они помогут подобрать решения по пылеудалению, которые будут отвечать требованиям официальных контролирующих органов, защитят оборудование для резки и сведут к минимуму воздействие на работников вредных паров и частиц, образующихся в процессе термической резки.