Υλικά υψηλών θερμοκρασιών για συγκολλήσεις και βιομηχανική θερμική προστασία

Βιομηχανική θερμική προστασία για συγκολλήσεις και θερμές εργασίες

Η συγκόλληση, η κοπή με φλόγα, η σκληρή συγκόλληση, η λείανση και οι συναφείς θερμές εργασίες μπορούν να εκθέσουν ανθρώπους, εξοπλισμό και παρακείμενες επιφάνειες σε πολλούς διαφορετικούς κινδύνους. Σε αυτούς περιλαμβάνονται η υπεριώδης και υπέρυθρη ακτινοβολία του τόξου, η ακτινοβολούμενη και μεταδιδόμενη με συναγωγή θερμότητα, οι σπινθήρες, η θερμή σκωρία, τα σταγονίδια λιωμένου μετάλλου, η άμεση φλόγα, τα θερμά θραύσματα και η ανάφλεξη κοντινών καύσιμων υλικών. Καμία μεμονωμένη τιμή θερμοκρασίας δεν περιγράφει όλους αυτούς τους τύπους έκθεσης.

Τα υφάσματα υψηλών θερμοκρασιών της VITCAS μπορούν να κατασκευαστούν ως θερμικοί φραγμοί, παραπετάσματα, κουβέρτες, αφαιρούμενα καλύμματα και προστατευτικές ασπίδες προσαρμοσμένα στην εκάστοτε εφαρμογή. Η επιλογή πρέπει να βασίζεται στο σύνολο των συνθηκών λειτουργίας, στη γεωμετρία εγκατάστασης και στην τελική διάταξη. Ένας κατάλληλος υφασμάτινος φραγμός συμπληρώνει την εκτίμηση κινδύνου, τα μέτρα ελέγχου της διεργασίας, τον εξαερισμό, την ευταξία του χώρου και τα μέσα ατομικής προστασίας· δεν τα υποκαθιστά.

Δημοσιευμένα θερμοκρασιακά όρια και επιλογή υλικού

Η θερμοκρασία συνεχούς λειτουργίας είναι το επίπεδο στο οποίο ένα υλικό προορίζεται να παραμένει σε χρήση υπό τις αναφερόμενες συνθήκες. Η βραχυχρόνια ή μέγιστη ονομαστική θερμοκρασία ισχύει μόνο για περιορισμένη έκθεση και δεν πρέπει να θεωρείται θερμοκρασία συνεχούς σχεδιασμού. Η πραγματική θερμοκρασία του υφάσματος εξαρτάται από την απόσταση από την πηγή, τη θερμική ροή, τον προσανατολισμό, τον εξαερισμό, την επαφή, τη διάρκεια και το εάν παραμένουν θερμά σωματίδια στην επιφάνειά του.

Οι παραπάνω τιμές αποτελούν δημοσιευμένα όρια για συγκεκριμένα προϊόντα και όχι εγγυήσεις προστασίας έναντι μιας καθορισμένης διεργασίας συγκόλλησης ή λιωμένου μετάλλου. Το βάρος, το πάχος και η ύφανση του υφάσματος, η κατάσταση της επίστρωσης, η κλίση, καθώς και η ενέργεια και η διάρκεια της έκθεσης επηρεάζουν την απόδοση. Πριν από την επιλογή ενός φραγμού κρίσιμου για την ασφάλεια, επιβεβαιώστε τα ισχύοντα τεχνικά δεδομένα και τυχόν αποδεικτικά δοκιμών για τη συγκεκριμένη εφαρμογή.

Επιλογή υφάσματος ανάλογα με την έκθεση

Σπινθήρες, πιτσιλίσματα και θερμή σκωρία

Για ένα αδιαφανές παραπέτασμα ή μια κουβέρτα γενικής χρήσης για συγκολλήσεις, το εύκαμπτο ακατέργαστο υαλοΰφασμα μπορεί να αποτελέσει πρακτικό υλικό βάσης. Για εντονότερα πιτσιλίσματα, τριβή ή τοπική θερμική καταπόνηση ενδέχεται να απαιτείται ύφασμα με επίστρωση γραφίτη ή βερμικουλίτη. Ο φραγμός πρέπει να τοποθετείται με κλίση ή να διατάσσεται έτσι ώστε τα θερμά σωματίδια να απομακρύνονται αντί να συγκεντρώνονται σε πτυχές, θύλακες ή οριζόντιες επιφάνειες. Η βραχυχρόνια ονομαστική θερμοκρασία δεν καθορίζει την αντοχή σε επαναλαμβανόμενα σταγονίδια ή σε συγκέντρωση λιωμένου υλικού.

Εκτινάξεις λιωμένου μετάλλου

Στις πληροφορίες των προϊόντων αναφέρονται το υαλοΰφασμα με επίστρωση γραφίτη, το υαλοΰφασμα με επίστρωση βερμικουλίτη και το ύφασμα βιοδιαλυτών κεραμικών ινών για επιλεγμένες εφαρμογές προστασίας από εκτινάξεις. Η καταλληλότητα εξακολουθεί να εξαρτάται από το λιωμένο μέταλλο ή κράμα, τη θερμοκρασία, τη μάζα των σταγονιδίων, τον ρυθμό εκτίναξης, τη γωνία πρόσκρουσης και την κατάσταση του υφάσματος. Η απόδοση έναντι ενός λιωμένου μετάλλου δεν πρέπει να θεωρείται δεδομένη για κάποιο άλλο. Για την προστασία προσωπικού ή την κρίσιμη θωράκιση εγκαταστάσεων, εξασφαλίστε τα σχετικά δεδομένα δοκιμών.

Ακτινοβολούμενη θερμότητα και θερμός εξοπλισμός

Το ύφασμα με φύλλο αλουμινίου παρέχει επιφάνεια χαμηλής εκπεμπτικότητας, η οποία μπορεί να μειώσει τη μετάδοση ακτινοβολούμενης θερμότητας όταν η ανακλαστική επιφάνεια είναι καθαρή, σωστά προσανατολισμένη και σε απόσταση από την πηγή. Τα επικαλυμμένα υαλοϋφάσματα είναι επίσης χρήσιμα ως ανθεκτικές εξωτερικές στρώσεις για αφαιρούμενα μονωτικά καλύμματα και μανδύες μηχανημάτων. Η θερμοκρασία της ψυχρής όψης πρέπει να υπολογίζεται βάσει της πλήρους διάταξης, συμπεριλαμβανομένων του πάχους της μόνωσης, των ραφών, των συνδετήρων και των διακένων αέρα· δεν μπορεί να προβλεφθεί μόνο από την ονομαστική θερμοκρασία του εξωτερικού υφάσματος.

Άμεση φλόγα και ανοίγματα κλιβάνων

Το υαλοΰφασμα με επίστρωση βερμικουλίτη, το ύφασμα πυριτίας με επίστρωση βερμικουλίτη και το ύφασμα κεραμικών ινών αποτελούν τις επιλογές υψηλότερης θερμοκρασίας για αυτό το εύρος εφαρμογών. Ακόμη και όταν δηλώνεται χρήση σε άμεση φλόγα, πρέπει να καθορίζονται η διάρκεια έκθεσης, η ταχύτητα της φλόγας, η ατμόσφαιρα και η μηχανική καταπόνηση. Τα παραπετάσματα στις θύρες κλιβάνων απαιτούν επίσης κατάλληλες επικαλύψεις, συγκράτηση των άκρων και απόσταση ασφαλείας από κινούμενο εξοπλισμό.

Έκθεση σε καιρικές συνθήκες, έλαια και χημικές ουσίες

Οι επιστρώσεις νεοπρενίου, σιλικόνης, ακρυλικού και πυριτικού ασβεστίου βελτιώνουν επιλεγμένες περιβαλλοντικές ή μηχανικές ιδιότητες, αλλά κάθε επίστρωση μεταβάλλει τη θερμοκρασία χρήσης και τη συμπεριφορά της επιφάνειας. Το νεοπρένιο είναι επιλογή χαμηλότερης θερμοκρασίας για καλύμματα εξωτερικού χώρου και εφαρμογές με έκθεση σε έλαια. Η σιλικόνη παρέχει αντοχή στο νερό και τις χημικές ουσίες έως τους 260 °C σε συνεχή λειτουργία στην επίστρωση. Το ύφασμα με πυριτικό ασβέστιο συνδυάζει υψηλότερη θερμοκρασία συνεχούς λειτουργίας, 700 °C, με αντοχή στις καιρικές συνθήκες και την τριβή. Ελέγξτε τη συγκεκριμένη χημική ουσία και μη βασίζεστε σε μια γενική δήλωση αντοχής.

Νήματα ραφής και κατασκευασμένες διατάξεις

Η απόδοση ενός θερμικού φραγμού περιορίζεται από το ασθενέστερο εξάρτημά του. Επιλέξτε νήμα ραφής υψηλών θερμοκρασιών, στριφώματα, συνδετήρες, κρίκους, σύρμα, άγκιστρα και μόνωση κατάλληλα για τις συνθήκες λειτουργίας της διάταξης. Όπου είναι δυνατόν, τοποθετήστε τις ραφές μακριά από τα σημεία εντονότερης έκθεσης και χρησιμοποιήστε επικαλύψεις ώστε να αποφεύγονται οι άμεσες δίοδοι για σπινθήρες και ακτινοβολία.

Παραπετάσματα συγκόλλησης, ΜΑΠ και μέτρα ελέγχου στον χώρο εργασίας

Ένα αδιαφανές θερμικό ύφασμα δεν αποτελεί αυτομάτως συμμορφούμενο παραπέτασμα συγκόλλησης. Στη Μεγάλη Βρετανία, το HSE συνιστά τα παραπετάσματα και τα πετάσματα συγκόλλησης που χρησιμοποιούνται για την προστασία των εργαζομένων σε κοντινή απόσταση από την ακτινοβολία του τόξου να συμμορφώνονται με το BS EN ISO 25980 ή να παρέχουν τουλάχιστον ισοδύναμο επίπεδο προστασίας. Επιβεβαιώστε τη συμμόρφωση του τελικού παραπετάσματος ή πετάσματος· η ονομαστική θερμοκρασία του υφάσματος δεν αποδεικνύει τον έλεγχο της υπεριώδους, ορατής ή υπέρυθρης ακτινοβολίας.

Το ακατέργαστο ύφασμα και το νήμα δεν αποτελούν επίσης αυτομάτως πιστοποιημένες κουβέρτες συγκόλλησης, προστατευτική ενδυμασία ή άλλα μέσα ατομικής προστασίας. Τα τελικά προϊόντα απαιτούν κατάλληλο σχεδιασμό, κατασκευή, δοκιμές, αξιολόγηση συμμόρφωσης, οδηγίες και σήμανση για την προβλεπόμενη χρήση τους. Δεν υποκαθιστούν τα κατάλληλα κράνη συγκόλλησης, τα μέσα προστασίας ματιών, τα γάντια, την ενδυμασία ή τα μέσα προστασίας της αναπνοής.

Τα υφασμάτινα πετάσματα δεν ελέγχουν τις αναθυμιάσεις συγκόλλησης. Η συγκόλληση σε εσωτερικούς χώρους απαιτεί συνήθως αποτελεσματικό τοπικό εξαερισμό με απαγωγή στην πηγή, καθώς και κατάλληλα μέσα προστασίας της αναπνοής όπου τα τεχνικά μέτρα δεν ελέγχουν επαρκώς την έκθεση. Τοποθετήστε τους φραγμούς έτσι ώστε να μην παρεμποδίζουν τη σχεδιασμένη ροή αέρα και να μη δημιουργούν περιορισμένο χώρο συσσώρευσης αναθυμιάσεων ή προστατευτικού αερίου.

Εγκατάσταση, επιθεώρηση και ασφάλεια θερμών εργασιών

• Αξιολογήστε τη διεργασία: καταγράψτε τη μέθοδο συγκόλλησης ή κοπής, την ένταση ρεύματος, το αναλώσιμο, το μέταλλο, τη διάρκεια, την απόσταση πηγής-φραγμού και τους αναμενόμενους σπινθήρες, τη σκωρία ή τις εκτινάξεις.
• Απομακρύνετε τα καύσιμα υλικά: μη χρησιμοποιείτε έναν υφασμάτινο φραγμό ως δικαιολογία για την παραμονή καύσιμων υλικών εντός της ζώνης θερμών εργασιών.
• Ελέγξτε τα κενά: επικαλύψτε τα πάνελ και προστατεύστε το δάπεδο, το πίσω μέρος και τις πλευρές όπου οι σπινθήρες ή η ακτινοβολία μπορούν να περάσουν γύρω από ένα ημιτελές πέτασμα.
• Αποφύγετε τα σημεία συγκέντρωσης σωματιδίων: τεντώστε ή τοποθετήστε τις κουβέρτες με κλίση, ώστε οι σπινθήρες και τα λιωμένα σταγονίδια να μη συσσωρεύονται στις πτυχές.
• Προστατεύστε τα άκρα και τις ραφές: κρατήστε τα ευάλωτα στριφώματα, τις επιστρώσεις και τα σημεία στερέωσης μακριά από την υψηλότερη θερμική ροή.
• Διατηρήστε ασφαλείς αποστάσεις: αποτρέψτε την επαφή των παραπετασμάτων με το τόξο, το ηλεκτρόδιο, τον πυρσό, το θερμό τεμάχιο εργασίας ή κινούμενα μηχανήματα, εκτός εάν έχουν σχεδιαστεί για τέτοια επαφή.
• Επιθεωρείτε πριν από την επαναχρησιμοποίηση: αντικαταστήστε το υλικό εάν εμφανίζει οπές, ευθραυστότητα, υάλωση, αποκόλληση στρώσεων, ρύπανση, φθαρμένες επιστρώσεις, ανοιχτές ραφές ή εξασθενημένες στερεώσεις.
• Εφαρμόστε ασφαλές σύστημα εργασίας: χρησιμοποιήστε την απαιτούμενη εκτίμηση κινδύνου και άδεια θερμών εργασιών. Οι οδηγίες του HSE προβλέπουν πυρασφάλεια με επιτήρηση κατά τη διάρκεια και μετά τις θερμές εργασίες όταν δεν μπορούν να απομακρυνθούν τα καύσιμα υλικά, συνήθως για τουλάχιστον 30 λεπτά και ενδεχομένως για 60 λεπτά όταν η ανάφλεξη μπορεί να είναι δύσκολο να εντοπιστεί.

Συχνές ερωτήσεις

Ποια είναι η διαφορά μεταξύ παραπετάσματος συγκόλλησης και κουβέρτας συγκόλλησης;

Ένα παραπέτασμα ή πέτασμα συνήθως αναρτάται για να διαχωρίζει τον χώρο εργασίας και να προστατεύει τους ανθρώπους ή τον εξοπλισμό γύρω από αυτόν. Η κουβέρτα απλώνεται πάνω σε ένα αντικείμενο ή μια επιφάνεια ή τοποθετείται κοντά τους. Οι απαιτήσεις απόδοσης διαφέρουν, επειδή ο προσανατολισμός επηρεάζει την ακτινοβολούμενη θερμότητα, την απομάκρυνση των σπινθήρων και την πιθανότητα συγκέντρωσης λιωμένου υλικού πάνω στο ύφασμα.

Μπορεί οποιοδήποτε θερμοανθεκτικό ύφασμα να χρησιμοποιηθεί ως πέτασμα συγκόλλησης;

Όχι. Σύμφωνα με τις συστάσεις του HSE, ένα πέτασμα που προστατεύει κοντινά άτομα από την ακτινοβολία του τόξου συγκόλλησης πρέπει να συμμορφώνεται με το BS EN ISO 25980 ή να παρέχει ισοδύναμη προστασία. Η αντοχή στη θερμοκρασία από μόνη της δεν τεκμηριώνει την οπτική προστασία.

Πώς πρέπει να ερμηνεύονται οι θερμοκρασίες συνεχούς και βραχυχρόνιας λειτουργίας;

Η θερμοκρασία συνεχούς λειτουργίας ισχύει για παρατεταμένη χρήση υπό τις αναφερόμενες συνθήκες του προϊόντος. Η βραχυχρόνια τιμή ισχύει μόνο για περιορισμένες αποκλίσεις. Δεν πρέπει να χρησιμοποιείται ως κανονική θερμοκρασία λειτουργίας, ενώ καμία από τις δύο τιμές δεν υποκαθιστά την αξιολόγηση της θερμικής ροής, της διάρκειας, της επαφής και των επαναλαμβανόμενων πιτσιλισμάτων.

Ποιο ύφασμα είναι κατάλληλο για σπινθήρες και πιτσιλίσματα συγκόλλησης;

Το ακατέργαστο υαλοΰφασμα είναι μια εύκαμπτη επιλογή για αδιαφανείς φραγμούς γενικής χρήσης και κουβέρτες. Τα υφάσματα με επίστρωση γραφίτη ή βερμικουλίτη μπορεί να είναι κατάλληλα για πιο απαιτητικές συνθήκες θερμότητας, τριβής και πιτσιλισμάτων. Η τελική επιλογή εξαρτάται από τη σφοδρότητα της διεργασίας, την απόσταση, τον προσανατολισμό, το βάρος του υφάσματος και το εάν τα σωματίδια μπορούν να παραμείνουν στην επιφάνεια.

Ποια υφάσματα μπορούν να εξεταστούν για προστασία από εκτινάξεις λιωμένου μετάλλου;

Στις πληροφορίες των προϊόντων αναφέρονται το υαλοΰφασμα με επίστρωση γραφίτη, το υαλοΰφασμα με επίστρωση βερμικουλίτη και το ύφασμα βιοδιαλυτών κεραμικών ινών για επιλεγμένες εφαρμογές προστασίας από εκτινάξεις. Πριν από τη χρήση, επιβεβαιώστε την απόδοση για το συγκεκριμένο λιωμένο μέταλλο ή κράμα, τη θερμοκρασία, το μέγεθος των σταγονιδίων και τον ρυθμό εκτίναξης.

Είναι το υαλοΰφασμα με φύλλο αλουμινίου κατάλληλο για άμεσα πιτσιλίσματα συγκόλλησης;

Το βασικό του πλεονέκτημα είναι η ανακλαστική επιφάνεια χαμηλής εκπεμπτικότητας για τον έλεγχο της ακτινοβολούμενης θερμότητας. Μην θεωρείτε ότι η πολυστρωματική όψη με φύλλο αλουμινίου αντέχει σε άμεση φλόγα ή επαναλαμβανόμενα πιτσιλίσματα λιωμένου μετάλλου, εκτός εάν υπάρχουν κατάλληλα αποδεικτικά δοκιμών για την πλήρη σύνθεση του υλικού υπό αυτές τις συνθήκες έκθεσης.

Ο πυρήνας υάλου με αντοχή στους 550 °C καθιστά το ύφασμα με επίστρωση σιλικόνης κατάλληλο για λειτουργία στους 550 °C;

Όχι, εφόσον η επίστρωση σιλικόνης πρέπει να διατηρεί τη λειτουργικότητά της. Οι πληροφορίες του προϊόντος αναφέρουν 260 °C για συνεχή λειτουργία και 310 °C για βραχυχρόνια λειτουργία της επίστρωσης, παρότι ο πυρήνας υάλου έχει ονομαστική αντοχή έως 550 °C. Η εκτεθειμένη επίστρωση και οι απαιτούμενες επιφανειακές ιδιότητες καθορίζουν τα όρια του άθικτου σύνθετου υλικού.

Ποιο νήμα πρέπει να χρησιμοποιείται για μια κουβέρτα υψηλών θερμοκρασιών;

Αντιστοιχίστε το νήμα με το ύφασμα, τη θερμοκρασία συνεχούς λειτουργίας, τις βραχυχρόνιες θερμικές αιχμές και το μηχανικό φορτίο. Το παρα-αραμίδιο δίνει προτεραιότητα στην αντοχή έως τους 400 °C, οι ίνες υάλου με ενίσχυση σύρματος έχουν ονομαστική αντοχή έως 600 °C και το νήμα πυριτίας έως 1000 °C σε συνεχή λειτουργία και 1400 °C βραχυχρόνια.

Είναι αυτά τα υφάσματα πιστοποιημένα μέσα ατομικής προστασίας;

Το ακατέργαστο ύφασμα και το νήμα είναι εξαρτήματα και δεν αποτελούν αυτομάτως πιστοποιημένα ΜΑΠ. Ένα τελικό γάντι, ένδυμα ή άλλο προστατευτικό είδος απαιτεί κατάλληλο σχεδιασμό, δοκιμές και αξιολόγηση συμμόρφωσης για τη δηλωμένη χρήση του.

Μπορεί ένα παραπέτασμα συγκόλλησης να ελέγξει τις αναθυμιάσεις συγκόλλησης;

Όχι. Τα παραπετάσματα μπορούν να συγκρατούν τους σπινθήρες και να περιορίζουν την ακτινοβολία, αλλά δεν απομακρύνουν τις αναθυμιάσεις. Χρησιμοποιείτε αποτελεσματικό τοπικό εξαερισμό με απαγωγή και τα απαιτούμενα μέσα προστασίας της αναπνοής και βεβαιωθείτε ότι η διάταξη του παραπετάσματος δεν παρεμποδίζει τη ροή αέρα της απαγωγής.

Είναι το θερμοανθεκτικό ύφασμα πυράντοχο χωρίς περιορισμούς;

Ένα ύφασμα μπορεί να είναι άκαυστο ή ανθεκτικό στη φλόγα, αλλά να εξακολουθεί να μεταδίδει θερμότητα, να χάνει την αντοχή του, να εμφανίζει οπές ή να επιτρέπει τη διέλευση θερμών σωματιδίων από τις ραφές και τα άκρα. Χρησιμοποιείτε την ακριβή δημοσιευμένη ιδιότητα και αποφεύγετε να αντιμετωπίζετε τον όρο «πυράντοχο» ως ισχυρισμό απεριόριστης απόδοσης.

Πώς πρέπει να τοποθετείται μια κουβέρτα συγκόλλησης;

Όπου είναι πρακτικά εφικτό, τοποθετήστε την με κλίση και τεντώστε την, ώστε οι σπινθήρες και τα θερμά σταγονίδια να πέφτουν μακριά αντί να συγκεντρώνονται. Εξασφαλίστε επαρκή κάλυψη και επικαλύψεις, κρατήστε τις ραφές μακριά από τα σημεία μέγιστης έκθεσης και αποτρέψτε την επαφή της κουβέρτας με το τόξο, τον πυρσό ή το θερμό τεμάχιο εργασίας, εκτός εάν αυτή η επαφή εμπίπτει στις προβλεπόμενες συνθήκες χρήσης.

Πότε πρέπει να αντικαθίσταται ένας υφασμάτινος θερμικός φραγμός;

Αποσύρετέ τον από τη χρήση εάν κατά την επιθεώρηση εντοπιστούν οπές, εύθραυστες ή υαλωμένες περιοχές, αποκόλληση στρώσεων, απώλεια επίστρωσης, ενσωματωμένα μεταλλικά σωματίδια, χημική ρύπανση, φθαρμένες ραφές ή εξασθενημένες στερεώσεις. Επανεκτιμήστε τις προδιαγραφές εάν η φθορά επανεμφανίζεται κατά την κανονική χρήση.