6 pasos básicos para instalar tu primer colector de humos

Es casi inevitable que las operaciones de soldadura y fabricación de metales eventualmente superen los sistemas de ventilación con los que comenzaron. Muchos talleres de soldadura comienzan como pequeñas empresas que se expanden con el tiempo, requiriendo la instalación de nuevas cabinas, turnos de trabajo adicionales o nuevas tecnologías como el corte por láser. Cualquiera de estos puede provocar un aumento de polvo y humos, lo que puede abrumar los sistemas de escape más pequeños que podrían haber sido adecuados al principio.

Si su operación produce aire notablemente sucio, puede que sea el momento de actualizar el sistema. Cuando llega el momento de agregar o actualizar los sistemas de ventilación de su planta, hay algunos pasos básicos a seguir para garantizar los mejores resultados para sus instalaciones.

El reto

Examinemos estos pasos recomendados a través de la experiencia de un taller de fabricación en el sur de Ontario. El taller fabrica extensiones para carretillas elevadoras como producto principal, pero también acepta proyectos de fabricación más pequeños. Funciona principalmente con acero al carbono, que produce un humo fino y denso. Había crecido hasta contar con cinco estaciones de soldadura que funcionaban en dos turnos y recientemente había agregado dos cortadoras láser.

Aunque la tienda está ubicada en una zona industrial, una comunidad residencial cercana estaba creciendo y comenzando a invadir el lugar. La instalación estaba ventilando humo y vapores directamente al exterior con extractores de aire. La situación generó preocupación para los residentes locales y potencialmente rozó la violación de las normas locales de calidad del aire.

Dentro del edificio también había humo, no sólo en el área de fabricación, sino también en la oficina comercial principal. El fabricante utilizó un sistema de aire de ventilación auxiliar, pero un sistema más antiguo de campanas, conductos y extractores de aire no podía expulsar el aire sucio lo suficientemente rápido como para mantener la calidad adecuada del aire interior.

Además, un sistema mal diseñado de brazos de captura de fuente destinados a recolectar humos de cada estación de trabajo permaneció inactivo porque los brazos eran incómodos de usar para los trabajadores. Más allá de un problema de seguridad en el lugar de trabajo, el polvo de hierro acumulado también amenazaba los componentes finos de la maquinaria, incluidos los paneles eléctricos.

Es importante pensar de manera integral acerca de un protocolo de gestión de humos. El propietario del taller decidió tomar medidas para reducir las emisiones y mejorar la salud y seguridad de los trabajadores. Llamó a un consultor de su área para que le ayudara a diseñar un plan para resolver sus problemas de ventilación industrial. Juntos desarrollaron un paquete integral de calidad del aire. Para garantizar los mejores resultados, siguieron algunos pasos básicos, que son importantes para todos los talleres metalúrgicos de rápido crecimiento que trabajan para mejorar la calidad del aire de su planta.

Paso 1: considere todas las fuentes de generación de humos

Puede resultar tentador achacar el exceso de humos a las adiciones más recientes a los equipos de proceso, como las dos nuevas cortadoras láser del taller, y ventilar sólo estas nuevas fuentes. Sin embargo, aislar las fuentes de humo es difícil y sólo dará resultados parciales. Si alguna parte del proceso garantiza un colector de polvo, generalmente es más rentable vincular otras fuentes generadoras de humo al mismo sistema.

Los ingenieros de Air Separation Technologies elaboraron un diseño de sistema basado en un ventilador de 30 caballos de fuerza y ​​un colector de polvo Donaldson Downflo® Evolution (DFE). Proporcionaron al propietario esta representación del diseño propuesto, incluido el sitio del colector de polvo, los brazos de extracción y los conductos.

Paso 2: Analizar los peligros del polvo

La recolección de contaminantes de múltiples fuentes sólo es posible si los metales que se procesan no reaccionan cuando se combinan. El aluminio y el óxido de hierro forman una combinación combustible, por ejemplo, y su polvo debe separarse para evitar situaciones de combustión.

El propietario del proceso es responsable de realizar un análisis de peligros del proceso (PHA) completo, que también incluye un análisis de peligros del polvo (DHA) para determinar la combustibilidad de los polvos producidos por sus procesos. La DHA informará a su asesor de ventilación industrial sobre las mejores prácticas para el diseño de sistemas y la selección de equipos.

En el caso del fabricante que estamos analizando, todos sus procesos de fabricación involucraban únicamente acero al carbono, por lo que el humo de soldadura y el polvo del láser eran compatibles, y el humo de ambos procesos podía recolectarse mediante un solo colector de polvo sin preocuparse por la reactividad.

Paso 3: garantizar velocidades de captura adecuadas

Establecer velocidades adecuadas de captura y transporte para un contaminante determinado es clave para el diseño adecuado del sistema. El humo de soldadura puede capturarse a velocidades tan bajas como 100 pies por minuto (FPM) y transportarse a través de conductos a velocidades tan bajas como 2500 a 3000 FPM. El tamaño y tipo de brazos de captura de fuente utilizados anteriormente en las instalaciones en cuestión dictaban flujos de aire mínimos de 800 pies cúbicos por minuto (CFM), pero una prueba de velocidad de su sistema existente reveló una débil extracción de sólo 200 CFM por brazo. Eso es sólo el 25 por ciento del flujo de aire de captura requerido, que representaba gran parte del polvo fugitivo que desafiaba la calidad del aire del taller. El nuevo sistema necesitaría un mayor flujo de aire y capacidad de recolección.

Paso 4: hacer que el sistema sea fácil de usar para los empleados

Es esencial que los empleados realmente utilicen el sistema que usted instala. Para el fabricante en cuestión, el consultor ideó un sistema de campanas de captura flexibles configuradas para moverse hacia arriba y hacia abajo, girar 360 grados y extenderse hasta 12 pies en cualquier dirección. Esta maniobrabilidad permitiría a los trabajadores ajustar las campanas mientras se movían alrededor de piezas grandes o seguir el trabajo a medida que se movía dentro del proceso de fabricación.

Luego se agregaron mesas láser al diseño del sistema y los ingenieros crearon dibujos del sistema propuesto que incluían representaciones 3D del diseño final de los conductos y el nuevo colector de polvo y ventilador, que se ubicarían en el exterior de la planta, como se muestra en las imágenes aquí. .

Paso 5: elija un colector de polvo y filtros adecuados

Para que los humos de soldadura se muevan a través de un sistema de ventilación, es necesario mantener una presión estática adecuada en todo el sistema. Esta es la representación del consultor de los conductos necesarios para el taller en cuestión.

Tan crítico como el diseño de la campana y los conductos es la selección y el tamaño del colector de polvo y del ventilador del sistema. Los polvos submicrónicos finos, como los de soldadura y los humos de láser, presentan una situación desafiante para los recolectores de polvo y los medios filtrantes que utilizan. Es importante comprender estos desafíos para garantizar que el colector seleccionado dé como resultado un sistema que proporcione una excelente eficiencia de filtración, en combinación con una larga vida útil del filtro y un bajo consumo de energía. Los medios filtrantes comunes normalmente no pueden satisfacer esta ambiciosa demanda.

Al comprender el desafío, el consultor recomendó un colector de polvo tipo cartucho, equipado con un filtro retardante de llama y que utiliza una tecnología de filtración de nanofibras que permite que el polvo fino se acumule en la superficie, en lugar de en la profundidad, del medio filtrante. por lo que se elimina más fácilmente con aire comprimido. Esta es una buena opción cuando se manejan polvos desafiantes generados térmicamente, como humos de soldadura y láser, debido a la capacidad del filtro para proporcionar alta eficiencia y larga vida útil.

Paso 6: asegúrese de obtener soporte para el sistema

La operación y el mantenimiento adecuados de su sistema de recolección de polvo también son fundamentales para su desempeño. Una vez que se instaló el sistema en el taller, el consultor revisó la instalación con el propietario y capacitó a su equipo sobre características críticas del sistema, incluido el monitoreo de la caída de presión y el rendimiento del ventilador.

Resultados

El nuevo sistema de ventilación marcó una diferencia espectacular en la calidad del aire tanto dentro como fuera de las instalaciones. El propietario quedó sorprendido por las 150 libras de polvo que se acumulaban en el contenedor de eliminación cada tres semanas, prueba del volumen de contaminantes que anteriormente se escapaban al medio ambiente. Los trabajadores comprenden los beneficios y están empleando con entusiasmo los brazos extendidos de captura de la fuente para recolectar más humos en la fuente. Un año después de la instalación, los filtros originales seguían funcionando bien.

Tarde o temprano, el control de los humos y el polvo será un desafío al que se enfrentarán la mayoría de los talleres metalúrgicos. Cuando el problema amerita un recolector de polvo, vale la pena abordar toda la instalación y obtener ayuda profesional para diseñar una solución. Las necesidades de ventilación actuales van más allá de lo que la mayoría de los “manitas” pueden proporcionar. Trabajar en equipo con un diseñador de ventilación calificado es importante para conseguir un nuevo sistema que sea rentable y sirva para la empresa durante muchos años.

Tom Miller es director de ventas regional, Donaldson Company, 1400 W. 94th St. Bloomington, Minnesota, 55431, 913-236-6801, www.donaldson.com, y Jay Smith es representante técnico de ventas, Air Separation Technologies, Air Separation Technologies Inc. 3435 Landmark Road, Burlington, Ontario. L7M 1T4, 905-821-8860, www.astcanada.ca.