Thermisch snijden van metalen

Afzuiging van stof en dampen bij lasersnij- en plasmasnijtoepassingen

Created donderdag 22 februari 2024

Lasersnijden, plasmasnijden en autogeensnijden zijn verschillende bewerkingsprocessen die worden gebruikt in de metaalproducerende en metaalverwerkende industrieën. Hierbij wordt energie in verschillende vormen gebruikt om vrijwel elke vorm uit ijzer- en non-ferromaterialen uit platen of grote platen te snijden. Tijdens deze processen worden de materialen warm, smelten ze en veroorzaken ze schadelijke emissies. Als deze emissies niet goed worden gecontroleerd, vormen zwevend stof en dampen gezondheidsrisico's voor operators en veroorzaken ze schade aan machines.

Bewerkingsprocessen en behandelde materialen

  • Lasersnijden: Maakt gebruik van een krachtige laserstraal voor het thermisch snijden van verschillende metalen in verschillende diktes en vormen, zoals platen of buizen, zodat ze nauwkeurig kunnen worden gesneden met een rand met een hoogwaardige oppervlakteafwerking. In de afgelopen jaren is de lasersnijtechnologie geavanceerd om het snijden van dikkere metalen zoals constructiestaal mogelijk te maken, en niet alleen mild staal en roestvrij staal, maar ook non-ferrometalen zoals koper, messing, aluminium, evenals organische materialen.

  • Plasmasnijden: Maakt gebruik van elektrisch opgewekte plasma en wordt voornamelijk gebruikt voor het snijden van dikkere metalen in verschillende vormen, waaronder mild of roestvrij staal, aluminium en koper.

  • Autogeensnijden: Autogeensnijden maakt gebruik van gassen zoals acetyleen of propaan als energiebron en wordt meestal gebruikt om zeer dikke ferrometalen te snijden.

Gezondheidsrisico's voor operators

Een breed scala aan gezondheidsrisico's wordt geassocieerd met stof en dampen van thermische snijprocessen. De aard en ernst van het gevaar variëren afhankelijk van het type materiaal en de snijmethode.

Om te begrijpen waarom een hoog niveau van filtratie-efficiëntie zo kritisch is, is het noodzakelijk om enkele van de gezondheidsrisico's geassocieerd met de emissies van thermisch snijden te bekijken. Of u nu werkt met mild staal, roestvrij staal, aluminium, verzinkt staal of een ander materiaal, de chemische samenstelling is een goed startpunt voor het identificeren van gezondheidsrisico's. De meeste lokale gezondheids- en veiligheidsautoriteiten hebben toelaatbare blootstellingslimieten (PEL's) vastgesteld op basis van een 8-uurs gewogen gemiddelde (TWA) voor honderden stoffen.

  • Hexavalent chromium, ook bekend als hex chroom, is een carcinogene stof die ontstaat bij het snijden van roestvrij staal en andere metalen die chroom bevatten. Overmatige blootstelling aan hex chroom kan leiden tot kortdurende symptomen van de bovenste luchtwegen, irritatie van de ogen of huid. Op de lange termijn is het grootste gezondheidsgevaar verbonden aan blootstelling aan hex chroom longkanker. Een veelvoorkomende PEL (toelaatbare blootstellingslimiet) voor hex chroom is uiterst streng, namelijk 5,0 μg/m³. Bij het snijden van roestvrij staal is HEPA-filtratie vereist om onder deze drempelwaarde te blijven.

  • Zinkoxide is een verontreinigende stof die wordt gegenereerd bij het uitvoeren van werkzaamheden op gegalvaniseerd staal. Blootstelling kan leiden tot een aandoening die bekend staat als "metaalkoorts", een kortdurende ziekte waarbij ernstige griepachtige symptomen optreden na een pauze van het werk, zoals na een weekend of tijdens een vakantie. Vanwege de vertraagde reactie wordt het vaak verward met gewone griep en blijven veel gevallen ongediagnosticeerd.

  • Mangaan, dat aanwezig is in sommige staallegeringen, kan ervoor zorgen dat werknemers zich uitgeput, apathisch, zwak of hoofdpijnig voelen. Chronische blootstelling aan dampen die mangaan bevatten, leidt tot een aandoening die bekend staat als "manganisme", gekenmerkt door neurologische en neurogedragsproblemen. Mangaanuitstoot wordt nu specifiek gereguleerd in de meeste landen door de nationale gezondheids- en veiligheidsautoriteiten.

  • NOx wordt gegenereerd door alle hoge-temperatuurprocessen, door oxidatie van de stikstof in de lucht. Er is sterk bewijs dat blootstelling aan NOx via de luchtwegen bestaande astmasymptomen kan triggeren en verergeren, en zelfs over langere perioden astma kan veroorzaken.

Brand- en explosiegevaren

  • Brandpreventie is een belangrijke kwestie bij lasers vanwege de aard van het ruwe materiaal en het gebruik van potentieel brandbare olie voor corrosiebescherming van dit materiaal. Bovendien kunnen ongeoxideerde metalen en hun dampen brandbaar zijn en potentieel explosief. Preventiemaatregelen voor een stof- en dampcollector moeten minimaal branddetectie omvatten met een interlock die de ventilator uitschakelt, een sprinklersysteem om een brand te blussen, een vonkenvanger op de leidingen naar de collector en vlamvertragend filtermateriaal.

  • Explosieve stoffen: veel soorten metalen die je snijdt, kunnen in bepaalde situaties leiden tot een brandbaar stofgevaar. De enige manier om zeker te weten is door je stof te testen op explosiviteit en een analyse van het stofgevaar te documenteren. Als je stof als een explosiegevaar wordt beschouwd, zijn er zeer specifieke en beperkende eisen voor je stof- en dampafzuigsysteem. Het type stofafscheider, explosiebescherming en leidingisolatie die voor elke toepassing vereist zijn, zullen variëren afhankelijk van de stofparameters en installatieomstandigheden.

Oplossingen voor het afzuigen van stof en damp bij thermische snijtoepassingen

Energie terugwinning en kostenbesparing

Stofafscheiders verbruiken energie gedurende de hele tijd dat ze draaien. Het grootste deel van de elektrische belasting gaat naar de ventilatormotor die de lucht door het systeem verplaatst. Ook wordt veel energie gebruikt om de verse lucht te verwarmen of te koelen die het afgezogen proceslucht vervangt.

Het goede nieuws is dat er manieren zijn om deze kosten te verlagen, zoals het gebruiken van minder elektriciteit, minder samengeperste lucht en minder filterpatronen.

Ventilatiemotor 

De ventilatormotor is het onderdeel van het stofsysteem dat de meeste elektriciteit verbruikt. Dit verbruik is rechtstreeks evenredig met het volume lucht dat door het systeem wordt verplaatst. Stofafscheiders zijn variabele systemen. Hun weerstand tegen luchtstroom (drukval) verandert in de loop van de tijd, afhankelijk van het stof dat op de filterpatronen wordt geladen. Daarom is de efficiëntie van de ventilator een belangrijke factor en door een ventilator met een hoog rendement te selecteren en een variabele snelheidsregeling te gebruiken, kan het energieverbruik worden verminderd.

Samengestelde lucht

Het produceren van samengeperste lucht is buitengewoon duur, dus pulsschoonmaak is altijd een van de hoogste operationele kosten geweest die verband houden met stofafzuiging. De meest geavanceerde stofafscheiders van vandaag kunnen het verbruik van samengeperste lucht met maar liefst 50% verminderen in vergelijking met minder geavanceerde systeemontwerpen. Ze verbruiken minder samengeperste lucht omdat ze veel minder vaak hoeven te pulsschoonmaken. Wanneer het systeem goed is ontworpen, zal het reinigingssysteem het opgebouwde materiaal van de filterpatronen verwijderen, de drukval over de patronen verminderen, het energieverbruik van de ventilator verminderen en daardoor de bijbehorende energiekosten verlagen.

Verwarmingsenergie

Energie voor het verwarmen of koelen van de afgezogen lucht kan een aanzienlijk deel van het totale energieverbruik vormen dat vaak over het hoofd wordt gezien. Om dit te verminderen, zijn er twee manieren: recirculatie of warmteterugwinning. Beide methoden vereisen dat de lucht zeer schoon is. Voor recirculatie is het cruciaal om schadelijke stoffen te verwijderen voordat ze opnieuw naar de werkplek worden gecirculeerd. Dit wordt bereikt door een tweede filtertrap te gebruiken met HEPA-filters.

Gerelateerde artikelen

Heeft u vragen en/of opmerkingen? Neem dan contact met ons op!
Zoek contactpersoon