Мельчайшие абразивные и металлические частицы, источником которых, в первую очередь, являются металообрабатывающие станки, — это пыль, способная причинить серьезный вред здоровью людей и повредить оборудование. Установка современных пылеуловителей и фильтров для воздухоочистки на производстве позволяет успешно справиться с проблемой.
Описание и состав
Металлическая пыль — это мелкие твердые частицы с острыми гранями. В зависимости от дисперсности (размеров) скопление пылевых частиц именуют:
- «дымом» — частицы размером не более 0,1 мкм;
- «облаком» — 0,1 мкм-10 мкм;
- «пылью» — свыше 10 мкм.
Состав пыли зависит от характера производственных процессов. Это могут быть выбросы металлургических производственных предприятий, абразивно-металлическая пыль, образующаяся в ходе механической обработки черных и цветных металлов.
Согласно санитарным требованиям, регламентируется предельно допустимая концентрация (ПДК) пыли металлов для воздуха в рабочей зоне оборудования:
Абразивные пылевые частицы образуются в процессе заточных, шлифовальных, полировочных работ из-за постепенного разрушения рабочей поверхности абразивного инструмента при интенсивном механическом воздействии. Абразивный порошок (пыль) — это в первую очередь мельчайшие частицы твердых горных пород.
Источники металлической пыли на предприятиях
На производственных предприятиях источником металлической и абразивной пыли является металлообрабатывающее оборудование. В первую очередь это станки:
- токарные;
- сверлильные;
- фрезерные;
- шлифовальные;
- точильные.
В список оборудования, продуцирующего пыль, также входят комбинированные металлообрабатывающие центры, металлорежущие и зачистные агрегаты.
На концентрацию (плотность) пылевых частиц в воздухе влияют:
- технические характеристики обрабатываемых металлов;
- интенсивность и характер воздействия на поверхность заготовки (в том числе геометрия деталей, вид инструмента) ;
- мощность оборудования, его производительность;
- интенсивность применения СОЖ — смазочно-охлаждающих жидкостей (масло, эмульсия и т.д.).
Абразивное воздействие на заготовки из черных и цветных металлов приводит к образованию пыли, которая на 60-70% состоит из частиц материалов, подвергающихся обработке. Оставшуюся часть составляют пылевые частицы абразива.
Вред и класс опасности
Абразивно-металлическая пыль, содержащая менее 50% металла, относится к IV классу опасности – это малоопасные отходы. Но при постоянном воздействии она способна причинить вред здоровью человека:
- мельчайшие пылевые частицы с острыми краями оседают в дыхательных путях, травмируя слизистые, поражают органы зрения — провоцируют развитие конъюнктивита, могут повредить роговицу глаза, стать причиной снижения остроты зрения;
- выбросы металлургических предприятий, содержащие в больших количествах окись кремния, могут стать причиной развития астмы, силикоза и других заболеваний дыхательной системы, включая фиброз легочных тканей;
- пылевые частицы металлов не выводятся из организма, их накопление может обернуться интоксикацией.
Для защиты здоровья работников, воздух в производственных помещениях требуется постоянно очищать от абразивно-металлических пылевых частиц. Кроме того, это поможет защитить оборудование от преждевременного износа — пыль, забившаяся в узлы трения и ответственные детали, снижает КПД станка, провоцирует перегрев и поломку механизмов.
Удаление абразивно-металлической пыли на предприятиях
Существенно снизить объемы выбросов абразивно-металлической пыли позволяет установка современного оборудования для воздухоочистки и совершенствование технологий, которые применяются при обработке заготовок и транспортировке пылящих материалов.
Список мероприятий включает:
- использование огненного способа обработки взамен абразивного;
- усовершенствование технологии спекания шихты на предприятиях по производству агломерата;
- снижение эффекта пыления путем увлажнения поверхности элементов;
- перемещение пылящих веществ методом пневмотранспортировки или с использованием других видов закрытого транспорта.
Чтобы абразивно-металлическая пыль не попадала в атмосферу, требуется герметизировать пылепроизводящее оборудование в течение всего цикла производства продукции. С этой целью применяется:
- Гидрообеспыливание. Мокрый метод зарекомендовал себя на предприятиях в сфере металлургии — с его помощью борются с пылевыми выборосами фабрик, производящих агломерат, с выбросами доменных печей. Для обеспыливания на источниках образования загрязнений устанавливают водораспыляющие форсунки.
- Обеспыливающая вентиляция. Пылевые потоки отводятся из рабочей зоны при помощи местного пылеотсоса, установленного на пылящем оборудовании. Чтобы запустить в эксплуатацию систему вентиляции, предназначенную для обеспыливания, следует провести проверку эффективности ее работы согласно установленным требованиям.
Обслуживать систему должен квалифицированный персонал. Для очистки выбрасываемого в атмосферу воздуха от металлических и абразивных частиц, задействуются специальные установки.
Для удаления загрязнений из запыленного воздуха используются следующие способы очистки:
- сухой (фильтры, циклоны, пылеосадительные камеры и т.д.);
- мокрый (скрубберы, установки мокрой очистки);
- электрический (электрические фильтры, мокрые и сухие);
- ультразвуковой (УЗ очистители).
При необходимости рабочие зоны с большой плотностью пыли в воздухе изолируют от остальных производственных помещений с помощью перегородок или путем монтажа кожухов-кабин на станки, продуцирующие пыль.
Если воздух в помещении сложно очищать от загрязнений, в рабочие зоны подается чистый воздух. Для этого задействуют трубопроводы с большим сечением. Рекомендуемая скорость подачи воздуха — не более 0,5 м/сек. Очистка поверхностей оборудования, а также стен и пола в помещении, от металлических и абразивных пылевых частиц осуществляется с помощью промышленного пылесоса или воды.
Установки для пылеулавливания — мобильные, стационарные, картриджные
Аспирационные установки позволяют удалять пыль из рабочих зон станков (абразивно-отрезных, шлифовальных, зачистных и т.д.) и другого оборудования. Можно оснастить каждое рабочее место компактным мобильным пылеуловителем или смонтировать стационарную систему с большой производительностью. Рабочие характеристики стационарной установки рассчитываются индивидуально с учетом типа и параметров источника запыления.
Конструкция предусматривает удобный доступ для контроля и замены картридж-фильтра. Тип и размер фильтровального элемента, степень очистки зависит от требований заказчика. Фильтр для мобильной или стационарной аспирационной установки, очищающей воздух от частиц металла, должен иметь взрывозащитное исполнение. Картриджные пылеуловители позволяют очищать воздух на 99,9%.
Циклонные пылеуловители
В установках циклонного типа для сухой очистки воздуха используется принцип центробежного ударно-инерционного пылеулавливания.
Твердые абразивные или металлические частицы перемещаются завихряющимся воздушным потоком, центробежная сила заставляет их соударяться с внутренней частью колонны конусообразной формы. Воздух поднимается вверх, а пылевые частицы, потеряв кинетическую энергию от удара о стенки колонны, осыпаются вниз под действием силы тяжести и попадают в накопительный бункер. Для повышения качества очистки воздуха перед выходным патрубком циклонного пылеуловителя дополнительно устанавливают отбойник.
Сухие пылевые фильтры циклонного типа успешно справляются с крупнодисперсной пылью, к которой относятся абразивные и металлические частицы, при условии относительно небольшой концентрации загрязнений в воздухе. Для работы в нагруженном режиме воздухоочистки рекомендуется дополнительно укрепить (футеровать) внутренние стенки корпуса.
Циклоны нередко используют в качестве предфильтра (первичного фильтра) в составе многоступенчатых систем воздухоочистки производственных предприятий.
Рукавные фильтры
Рабочим элементом промышленных фильтрующих установок являются трубчатые «рукава», которые представляют собой оболочку из нетканого материала на стальном каркасе.
При движении потока запыленного воздуха через рукав, частицы загрязнения задерживаются нетканым материалом и осыпаются вниз в приемный бункер. Система встряхивания (импульсная продувка) очищает фильтры от мелкодисперсной взвеси, осевшей на стенках рукавов – это позволяет установке работать без потери производительности.
Промфильтры рукавного типа способны очищать воздух от абразивно-металлических пылевых включений размером 0,1-100 мкм. Эффективность работы составляет 99,99%. Такие установки могут применяться в качестве фильтра средней ступени в многоступенчатых системах. Подходят для удаления из воздуха абразивной и стальной пыли, порошка цинка и других цветных металлов.
Скрубберы
Скрубберы используются для мокрой очистки воздуха от загрязнений абразивно-металлической пылью. Устройства различаются по конструкции и по форме водной преграды. Для удаления частиц металла и абразива методом промывки воздуха чаще всего используют:
- скрубберы Вентури;
- полые (форсуночные) скрубберы.
При выборе оборудования учитывается производительность установки. На качество очистки влияет размер частиц загрязнения – крупные частицы (более 5 мкм) задерживаются скруббером с эффективностью 99%. От пылевых частиц более мелких фракций воздух очищается сруббером на 80-90%.