La maggior parte delle operazioni di spruzzatura termica utilizza un sistema di raccolta delle polveri per gestire i composti sovra-spruzzati (aria sporca e carica di polvere), ma il sistema di raccolta delle polveri cattura solo la polvere che raggiunge i filtri. La corretta progettazione del flusso d'aria, fondamentale per garantire la cattura e il trasporto del particolato o il controllo della polvere nell'aria, rappresenta una sfida nelle celle a spruzzatura termica. Questo articolo affronta questo problema e propone alcune strategie comprovate per risolverlo.

Corretta progettazione del sistema

In genere, i sistemi di ventilazione per il controllo delle polveri a spruzzatura termica includono condotti per trasportare l'aria carica di polvere verso un collettore di polveri e una ventola per spostare l'aria attraverso il sistema. Una parte importante della progettazione del sistema di ventilazione è la strategia utilizzata per catturare la polvere nella cella a spruzzatura termica stessa.

Il semplice aumento del flusso d'aria attraverso la cella potrebbe non aumentare sostanzialmente la cattura della polvere e questo approccio in genere spreca energia. Analizzando la disposizione della cella, la posizione della fonte di aria di reintegro e la posizione bersaglio della spruzzatura termica, è possibile migliorare notevolmente la cattura e lo scarico della polvere sovra-spruzzata.

Sistema di aria di reintegro

Innanzitutto, consideriamo l'aria di reintegro che entra nella cella a spruzzatura termica chiusa (cabina). Infine, tutta l'aria carica di polvere (sporca) rimossa dalla cabina mediante il collettore di polveri deve essere sostituita da aria aspirata nuovamente nella cabina. L'aria di reintegro viene aspirata attraverso le aperture nella cabina di spruzzatura termica stessa oppure tramite un'unità dedicata per l'aria di reintegro, solitamente esterna all'edificio, che la immette direttamente nella cabina tramite dei condotti.

La progettazione del sistema di aria di reintegro può essere fondamentale per la progettazione del sistema di raccolta delle polveri, poiché può causare la formazione di una pressione negativa (vuoto) o positiva nella cabina di spruzzatura termica. Un leggero vuoto all'interno della cabina può aiutare a evitare condizioni di pressione positiva impreviste mentre il collettore di polveri esegue la pulizia a impulsi.

Durante la pulizia a impulsi dei filtri, brevi getti d'aria inversa possono causare lievi aumenti della pressione all'interno della cabina di spruzzatura termica. Questo aumento di pressione può potenzialmente far aprire una porta di accesso e attivare accidentalmente gli interruttori di finecorsa di sicurezza sulla porta, provocando un arresto di emergenza involontario del processo di spruzzatura. È opportuno consultare i fabbricanti di cabine in merito alla quantità di vuoto che può essere applicata alla loro cella di spruzzatura termica.

Una strategia per gestire il flusso d'aria nella cabina è posizionare i collegamenti dell'aria di reintegro di fronte ai punti di estrazione dell'aria sulla cabina, creando un modello di flusso d'aria a ventilazione incrociata. Tuttavia, poiché i collegamenti dell'aria di reintegro spesso sono dotati di dispositivi di attenuazione del suono (silenziatori), in genere è sensato posizionare i collegamenti dell'aria di reintegro sopra la cabina.

Qualsiasi strategia di collegamento che possa aumentare la possibilità di stabilire un modello di flusso d'aria a ventilazione incrociata nella cabina sarà utile per ridurre il potenziale accumulo di polvere al suo interno.

L'estrazione dell'aria sporca dalla cabina può essere effettuata con un paio di schemi di flusso dell'aria: discendente o orizzontale. Sebbene i modelli di flusso d'aria discendente funzionino bene nelle progettazioni dei collettori di polveri, possono rappresentare una sfida nella progettazione di una cabina.

Schema di flusso d'aria discendente

In una cabina con flusso d'aria discendente, la base della cabina diventa un'apertura a griglia sopra una camera, o plenum. L'aria sporca viene aspirata nel plenum e, attraverso i condotti, nel collettore di polveri. Questo design ha il vantaggio di sfruttare la gravità per aiutare ad attirare la polvere verso il collettore e garantisce che praticamente tutto l'eccesso di polvere venga infine scaricato. La sfida prevede la necessità di far muovere la polvere insieme all'aria nel plenum sotto la base. Con una progettazione adeguata, la polvere può essere aspirata con successo attraverso il plenum, ma se la progettazione del plenum non è corretta, la polvere si depositerà al suo interno, creando difficoltà di pulizia.

In una cabina con flusso discendente, la velocità dell'aria nella sezione trasversale del plenum è spesso mantenuta molto più alta della velocità discendente nella cabina, spesso superiore a 762 metri al minuto, per garantire che la polvere non si depositi nel plenum. Questo requisito rende difficile una progettazione efficace del plenum.

Le cabine con flusso discendente devono inoltre essere sufficientemente alte da lasciare spazio al plenum sotto la base. Talvolta è possibile utilizzare una fossa sotto la cabina, ma le cabine e i relativi plenum vengono installati generalmente sopra la base della cabina.

Schema di flusso d'aria orizzontale

L'altro metodo per estrarre l'aria sporca da una cabina è il flusso d'aria orizzontale. Questo metodo di progettazione prevede che il plenum venga posizionato in prossimità del punto in cui verrà effettuata la spruzzatura. Offre il vantaggio di consentire progetti di cappe dei plenum più piccoli e più mirati alle attività da svolgere. Le cappe più piccole stabiliscono schemi di flusso d'aria mirati proprio dove l'aria è più necessaria: dietro il bersaglio della spruzzatura.

L'obiettivo di questa progettazione è sfruttare la velocità intrinseca dei materiali spruzzati e lo schema di flusso dell'aria di reintegro che entra nel plenum per catturare la maggior quantità possibile di spruzzatura in eccesso. Questo approccio richiede in genere un volume d'aria totale inferiore per rimuovere la spruzzatura in eccesso rispetto a una cabina a flusso discendente. Naturalmente, sono molteplici i fattori coinvolti in questo approccio, ma gli impianti coinvolti nella spruzzatura dei componenti delle turbine utilizzano questo metodo con successo da anni.