thermal cutting of metals

การดูดฝุ่นและควันจากกระบวนการตัดด้วยเลเซอร์และพลาสม่า

Created 15 มิถุนายน 2566

การตัดด้วยเลเซอร์ การตัดด้วยพลาสมาและการตัดด้วยเชื้อเพลิงเป็นกระบวนการตัดที่แตกต่างกันซึ่งใช้ในอุตสาหกรรมการผลิตโลหะและงานโลหะ โดยใช้วิธีการต่างๆเพื่อตัดโลหะในระหว่างกระบวนการต่างๆ จะทำให้เกิดความร้อนสูงและละลาย ก่อให้เกิดการปล่อยมลพิษที่เป็นอันตราย หากไม่ได้รับการควบคุมที่เหมาะสมและก่อให้เกิดอันตรายต่อผู้ปฎิบัติงาน

กระบวนการและการจัดการวัสดุ

  • Laser cutting: การใช้เลเซอร์กำลังสูงตัดด้วยความร้อนสูงตัดโลหะชนิดต่างๆที่มีความหนาและรูปแบบต่างๆ เช่น แผ่นหรือท่อ สามารถตัดได้อย่างแม่นยำ ในช่วงหลายปีที่ผ่านมาเทคโนโลยีการตัดด้วยเลเซอร์ได้ก้าวหน้าและพัฒนาขึ้นอย่างมากในการตัดเหล็กกล้าได้อย่างมีคุณภาพ. 
  • Plasma cutting: ใช้พลาสมาที่สร้างจากไฟฟ้าในการตจัดโลหะที่มีความสูง.
  • Oxy-fuel cutting: การใช้เชื้อเพลิง Oxy-fuel ในการตัดโดยส่วนมากนิยมใช้ในการตัดเห็กที่มีความหนาสูง.  

ความเสี่ยงด้านสุขภาพสำหรับผู้ปฎิบัติงาน

ความเสี่ยงต่อสุขภาพหลายประการเกี่ยวกับฝุ่นและควันจากกระบวนการตัดด้วยความร้อน อันตรายที่เกิดขึ้นอาจแตกต่างกันจากวัสดุและประเภทของการตัด.

เพื่อทำความเข้าใจเหตุใดประสิทธิภาพการกรองระดับสูงจึงมีความสำคัญอย่างมาก ทำให้เกิดการทบทวนความปลอดภัยของพนักงานและผลกระทบต่อความเสี่ยงต่อสุขภาพโดยความปลอดภัยในการทำงานนั้นเป็นไปตามข้อกำหนด (PEL) โดยอ้างอิงจาก Time Weighted Average (TWA) 8 ชั่วโมงสำหรับฝุ่นหลายร้อยชนิด.

  • Hexavalent chromium hex chrome เป็นสารก่อมะเร็งที่เกิดจากการตัดสแตนเลสและโลหะอื่นๆที่มีโครเมียมการได้รับสาร Hex Chrome มากเกินไปอาจส่งผลให้เกิดอาการทางระบบทางเดินหายใจในระยะสั้นก่อให้เกิดการระคายเคืองดวงตาและผิวหนัง อันตรายต่อสุขภาพในระยะยาวที่ร้ายแรงที่สุดอาจก่อให้เกิดมะเร็งปอด PEL สำหรับ Hex Chrome มีความเข้มข้น 5.0 μg/m³ ตัวกรอง HEPA จำเป็นต้องมีมาตรฐานตามเกณฑ์.

  • Zinc oxide สารพิษที่เกิดจากการทำงานจากความร้อนเหล็กสังกะสี การได้รับสารอย่างมากอาจก่อให้เกิดภาวะ "ไข้ไอโลหะ" ซึ่งเป็นอาการระยะสั้นที่มีอาการคล้ายไข้หวัดรุนแรงเกิดขึ้นหลังจากอาการนี้จะเกิดขึ้นหลังจากได้รับประมาณ 1-2 สัปดาห์.
  • Manganese, เป็นส่วนผสมของโลหะบางชนิดอาจก่อให้เกิดการอ่อนล้า อ่อนแรงและปวดศรีษะ การสัมผัสควันนี้มากเกินไปเป็นเวลานานทำให้เกิดภาวะที่เรียกว่า "แมงกานีส" ซึ่งมีลักษณะเฉพาะคือ ปัญหาสุขภาพด้านระบบประสาท ปัจจุบันการปล่อยสารแมวกานีสได้รับการควบคุมโดยเฉพาะโดยหน่วยงานด้านสุขภาพ.

  • NOx ถูกสร้างขึ้นโดยกระบวนการที่อุณหภูมิสูงทั้งหมด โดยผ่านกระบวนการออกซิไดซ์ของไนโตรเจนในอากาศ การได้รับสาร NOx ในระบบทางเดินหายใจสามารถกระตุ้นและก่อให้เกิดอาการหอบที่รุนแรงและอาจนำไปสู่การเกิดโรงหอบระยะยาว.

อันตรายจากไฟไหม้และการระเบิด

  • Fire prevention เป้นปัญหาใหญ่อย่างมากเรื่องเลเซอร์เนื่องจากวัสดุบางชนิดอาจมีน้ำมันที่อาจเกิดการติดไฟเนื่องจากป้องกันการกัดกร่อนของวัสดุเหล่านี้จากธรรมชาติ โลหะที่ไม่ได้ออกซิไดซ์และควันของโลหะยังสามารถติดไฟได้และอาจเกิดการระเบิด มาตรการป้องกันสำหรับเครื่องดักฝุ่นและควันอย่างน้อยที่สุดควรมีการตรวจจับไฟด้วยเพื่อให้อุปกรณ์อินเตอร์ล็อกที่ปิดพัดลมระบบสปริงเกอร์เพื่อดับไฟ.

  • Explosive dusts: โลหะหลายประเภทที่กำลังตัดในบางเหตุการณ์อาจนำไปสู่อันตรายจากฝุ่นที่ติดไฟได้ วิธีการที่สามารถทราบได้อย่างแน่นอนคือการทดสอบฝุ่นสำหรับการระเบิดและจัดทำเอกสารการวิเคราะห์อันตรายจากฝุ่น หากพบว่าฝุ่นมีอันตรายจากการระเบิด ควรมีข้อกำหนดและประเภทของเครื่องกักเก็บฝุ่นให้เป็นไปตามมาตรฐาน. 

นวัตกรรมการดูดฝุ่นและควันสำหรับการตัดด้วยความร้อน

การลดพลังงานและการประหยัดต้นทุน

มอเตอร์พัดลมเป็นส่วนประกอบของระบบการดักฝุ่นที่ใช้พลังงานไฟฟ้ามากที่สุด ปริมาณการใช้งานนั้นขึ้นอยู่กับปริมาตรอากาศที่เคลื่อนที่ผ่านมอเตอร์ โดยแปรผันต่อระบบการไหลของอากาศ (Pressure Drop) เปลี่ยนแปลงตลอดเวลาตามปริมาณฝุ่นที่บรรจุในตัวกรอง ดังนั้นประสิทธิภาพของพัดลมจึงเป็นปัจจัยสำคัญและการเลือกพัดลมที่มีประสิทธิภาพสูงจะช่วยลดการใช้พลังงานได้.
การผลิตอากาศนั้นมีราคาสุง ดังนั้นการทำความสะอาดแบบพัลส์จึงเป็นหนึ่งในต้นทุนการดำเนินงานที่เกี่ยวข้องกับการเก็บฝุ่นเครื่องดักฝุ่นที่ทันสมัยที่สุดในปัจจุยันสามารถลดการใช้อากาศได้มากถึง 50% เมื่อเทียบกับการออกแบบระบบขั้นสูง เมื่อออกแบบอย่างเหมาะสมระบบทำความสะอาดจะขจัดวัสดุที่สะสมออกจากตัวกรอง ลดแรงดันตกคร่อม ลดการใช้พลังงานและลดค่าใช้จ่ายด้านพลังงาน.
พลังงานในการทำความร้อนหรือทำให้อากาศเย็นเป็นส่วนสำคัญของการใช้พลังงานที่มักถูกมองข้าม เพื่อลดปัญหามีสองวิธี คือการหมุนเวียนหรือนำกลับมาใช้ใหม่ ทั้งสองอย่างนี้ต้องการกำจัดสารที่เป็นอันตรายโดยกา่รใช้ตัวกรอง HEPA.

บทความเพิ่มเติม