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Laser- und Plasmaanwendungen: Auswählen eines Entstaubungssystems

Abbildung des Rauchs, der den Trockentisch über die Rohrleitungsseite verlässt, mit freundlicher Genehmigung von Messer Cutting Systems (Menomonee Falls, Wisconsin, USA)

Thermische Schneidanwendungen, wie Plasma- und Laserschneiden, erzeugen beträchtliche Mengen an Rauch und Partikeln, die ein Gesundheitsrisiko für Bediener darstellen und für Schneidemaschinen schädlich sind.

Häufig helfen integrierte Entstaubungsanlagen in Schneidsystemen, die Belastung der Arbeiter durch Rauch reduzieren und teure Maschinen schützen. Berücksichtigen Sie bei der Auswahl und Konstruktion einer Entstaubungsanlage sollten thermisch erzeugte Stäube bei den Filtrationsherausforderungen für die Entstaubungsanlagen aufgrund der Partikelgröße, der Belastung und des Risikos brennbarer Stäube berücksichtigt werden.

Ultra-Web®-Medientechnologie
Die Vorteile von Oberflächenfiltrationsmedien

Die feinen Partikel, die durch thermische Schneidanwendungen erzeugt werden, erfordern hocheffiziente Patronen-Entstaubungsanlagen, um gut zu funktionieren. Oberflächenfiltration, Nanofasermedien und abwärts gerichtete Luftströmungsmuster erhöhen die Leistung der Entstaubungsanlage dramatisch. Nanofasern helfen bei der Entfernung der sehr feinen Partikel aus dem Luftstrom durch mehrere Filterphänomene, einschließlich Abfangen, Diffusion und Impaktion. Die Nanofasern erhöhen die Gesamteffizienz der Filtermedien und zwingen die Partikel, sich an der Oberfläche der Medien anzusammeln, an der die Impulsreinigung effektiv sein kann. Das abwärts gerichtete Luftströmungsmuster ist auch für die Stabilisierung des Differenzdrucks bei thermischen Schneidanwendungen von entscheidender Bedeutung. Wenn das Reinigungssystem Impulse abgibt, unterstützt der abwärts gerichtete Luftstrom die Entfernung von feinen Partikeln und Rauch von der Oberfläche des Filters. Bei Patronenfiltermedien ohne Nanofasern können sich Partikel oft in den Medienfasern absetzen, was zu einem verringerten
Luftstrom zum Schneidetisch und einer kürzeren Lebensdauer des Filters führt.

Bestimmen der Größe der Entstaubungsanlage

Die Größe einer Entstaubungsanlage hängt von der erforderlichen Luftströmung ab, der den Rauch und die Partikel aufnehmen kann. Im Allgemeinen gilt: Je breiter der Schneidetisch ist, desto größer ist der Luftstrom, der erforderlich ist, um den Staub aufzunehmen, und desto größer ist folglich die erforderliche Entstaubungsanlage. Andere Variablen beeinflussen auch den Luftstrom, einschließlich der Größe des Tisches, des Anteils des Tisches, der vom Werkstück bedeckt ist, und der Anzahl der offenen Zonen innerhalb eines Tisches während des Schneidevorgangs. Absaugtische sind oft unterteilt (oder in Zonen aufgeteilt), um den gesamten Luftstrom zu reduzieren, der erforderlich ist, um Staub effektiv einzufangen. Hierdurch wird die Größe der Entstaubungsanlage verringert. Die Größe der Entstaubungsanlage wird dann auf der Grundlage von Faktoren wie der Anzahl der Schneidköpfe, der Schneidetechnologie (Laser, Plasma, Autogen usw.), des zu schneidenden Materials sowie der Schnittgeschwindigkeit und der Einschaltzeit des Brenners angepasst. Bei größeren Werkstücken können mehrere Schneidemaschinen in einem einzigen Absaugtisch integriert sein.

Die Luftströmung über den Schneidetisch muss ausreichend sein, um eine Abwindgeschwindigkeit an der Oberfläche des Tisches zu erzeugen, um aufsteigenden Rauch zu beseitigen. Die Abwindgeschwindigkeit ist die minimale Luftgeschwindigkeit, die erforderlich ist, um zu verhindern, dass Rauch und Partikel vom Schneidetisch entweichen. Für thermische Schneidanwendungen beträgt sie typischerweise 150–250 ft/min, kann jedoch je nach Tischkonstruktion und -größe variieren.

Die Notwendigkeit einer Gefahrenanalyse

Wie bei jedem Prozess sollten Kunden eine Gefahrenanalyse durchführen, bevor sie eine Entstaubungsstrategie auswählen. Funken sind in der Regel in jedem thermischen Schneidevorgang vorhanden, und gesammelte Stäube sind möglicherweise brennbar – was Explosions- und/oder Brandgefahren darstellt. Zündquellen-Minderungsstrategien sollten bei jeder Strategie einer Trockenentstaubungsanlage berücksichtigt werden. Darüber hinaus sollten Risiken durch das Auffangen von Partikeln verschiedener Metalle berücksichtigt werden. Die National Fire Protection Association (NFPA) veröffentlicht eine Reihe von Normen, um die mit brennbaren Metallstäuben verbundenen Risiken zu mindern.

In den letzten Jahren hat die Occupational Safety and Health Administration (OSHA) die zulässigen Expositionsgrenzwerte (PEL, Permissible Exposure Limits) für viele Stäube wie sechswertiges Chrom deutlich reduziert. Dies kann ein Problem für Anwendungen darstellen, die Metalle mit Chrom schneiden, wie zum Beispiel Edelstahl, der einen deutlich höheren Chromanteil aufweist als andere übliche Metalle wie Kohlenstoffstahl oder Aluminium. Ein Überwachungsfilter kann in Anlagen erforderlich sein, in denen Luft umgewälzt wird, um Emissionen eines Schneidevorgangs zu reduzieren.

Ziehen Sie Experten hinzu

In Anbetracht der Filtrationsherausforderungen durch thermische Schneidanwendungen sollten Hersteller Filtrationsexperten für Staubsammellösungen konsultieren, die die Anforderungen der zuständigen Behörde (AHJ, Agency Having Jurisdiction) erfüllen. Des Weiteren sollten sie Schneidemaschinen schützen und die Exposition der Arbeiter gegenüber schädlichem Rauch und Partikeln minimieren, den bzw. die diese Anwendungen erzeugen.

Referenzen
American Conference of Governmental Industrial Hygienists, Industrielle Lüftung – Ein Handbuch der empfohlenen Praxis, 27. Ausgabe
National Fire Protection Association Nr. 68, Standard zum Explosionsschutz durch eine Deflagrationslüftung
National Fire Protection Association Nr. 69, Standard für Explosionsschutzsysteme
National Fire Protection Association Nr. 70, National Electrical Code®
National Fire Protection Association Nr. 484, Standard für brennbare Metalle
Occupational Safety and Health Administration, 1910 Subpart Z, Toxic and Hazardous Substances

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