В промисловому виробництві струменево-абразивному процесу обробки поверхні, як правило, приділяють мало уваги. Струменевому обладнанню часто відводять найвіддаленіші ділянки виробничих територій, так як від нього занадто багато пилу, бруду і шуму.

Це явно не той виробничий етап, яким керівництво компанії захоче  похвалитися  перед  гостями підприємства або навіть оглянути самим під час відвідування заводу. Незважаючи на настільки сумнівну репутацію,  струменево-абразивна обробка поверхонь необхідна для підготовки деталей для подальшого виробництва.

Залежно від типу матеріалів, з яких зроблені заготовки, і виду абразиву, а також, в деякій мірі, від забруднень, наприклад, мастил, що залишилися на заготовці, необхідно враховувати небезпеку пожежі та вибуху, які можуть виникнути в процесі. Але оскільки абразивний пил, який виникає в результаті струменево-абразивної обробки, відрізняється від виробництва до виробництва, то і небезпека спалахування може бути як низькою, так і високою. Типове місце концентрації пожежо- та вибухонебезпечності - це фільтри. Якщо підприємство освоїть способи роботи з подібними ризиками, то виробництво досягне підвищеного рівня безпеки і не буде зайвих витрат часу і шкоди устаткуванню. З небезпекою пожежі і вибуху можна справитися ще в процесі проектування і виготовлення струменево-абразивного обладнання і фільтрів для нього.

Основне питання, що визначає безпеку обладнання, це: «Який пил утворюється в результаті струменевоабразивної обробки?» Власне, визначити вибухові характеристики пилу можна в тому випадку, коли віна вже утворився. Але для того, щоб зробити піскоструминний апарат з заданим рівнем безпеки, потрібно заздалегідь знати вибухові характеристики пилу, а не постфактум. Практика знає немало випадків, коли на підприємстві встановлювали безпечне обладнання для запобігання займання пилу, а потім виявлялося, що утворений пил не був займистим. Це не найстрашніший сценарій; все, що втрачає в даному випадку виробник - це кошти, вкладені в захисне обладнання. Набагато гірше, коли в результаті  струменево-абразивної обробки виникає вогнезаймистий пил, а заходи безпеки при цьому відсутні. Вибухи і пожежі можуть завдати шкоди виробництву і співробітникам, які не можна порівняти з витратами на обладнання для захисту.

Розуміючи загальну зацікавленість в стабільному і безпечному виробничому процесі, Союз машинобудівників Німеччини  (VDMA)  ініціював  збір інформації про займання пилу в результаті  струменево-абразивних процесів. Ця ініціатива виникла в підрозділі VDMA, який займається струменевим обладнанням, і була підтримана Німецьким інститутом по профілактиці і страхуванню від нещасних випадків (Berufsgenossenschast), Німецьким федеральним інститутом дослідження  і  випробування матеріалів  (BAM)  та  промисловими  експертами  –  виробниками піскоструминних машин і фільтрів. Результат цієї ініціативи документально оформлений в технічній специфікації 24388 VDMA «Струменеві технології - захист від пожеж і вибухів». Документ доступний тільки на німецькій мові. Експерти єдині в думці, що струменево-абразивна  обробка  із застосуванням легких металів (як заготовок або абразиву) має самий високий ризик вибуху. Документально зафіксовано цілий ряд вибухів з важкими наслідками, які відбулися в результаті такої обробки. І, навпаки, ми не знаємо жодного випадку серйозного вибуху при струменевій обробці сталевих деталей. Однак є дані про пожежі і слабкі (без шкоди виробництву) вибухи і в такому варіанті.

Дослідивши більше 500 видів пилу, експерти визначили параметри для оцінки степені його займистості. Ця специфікація  дозволяє  адаптувати параметри струменевих машин відповідно до передбачуваної ступені займистості ще на етапі їх виготовлення.

Згідно з наявними даними про вибухові характеристики пилу, що утворюється в результаті струменево-абразивної обробки сталевих деталей сталевими абразивами, максимальні перевантаження при тиску вибуху можна оцінити як Рmax <4,5 бар, при значенні Kst <100 бар * м/с і мінімальної енергії спалаху > 10 МДж. Ці значення можуть змінюватися, якщо пил містить інші матеріали, такі як легкі метали або цинк. В цьому випадку потрібна додаткова оцінка. Пил, що утворюється в результаті струменевої обробки металевих заготовок абразивами з корунду, скла або кераміки, менш займистий завдяки впливу цих інертних абразивних матеріалів.

Якщо пил містить більше 90% інертних абразивів, він незаймистий.

Наскільки нам відомо, пил, що утворюється при струменевій обробці сталевих заготовок інертними абразивами, не є небезпечним. Тільки для пилу, який виникає при обробці заготовок з легких металів інертними абразивами,  потрібна  додаткова оцінка займистості. Те саме можна сказати, звичайно, і про пил, який утворюється в результаті обробки заготовок з легких металів неінертними абразивами, такими як нержавіюча сталь, пластик, легкі метали, горіхова шкарлупа. Концепції оцінки відображаються в схемі етапів прийняття рішення (див. схему 1 на прикладі заготовки з легких металів).

Управляюча блок-схема "заготовка з легких металів"

Технічна  специфікація  також визначає,  які  деталі  обладнання потрібно віднести до потенційно вибухонебезпечних зон.

Фото.  Тестування  клапана  скидання надлишкового тиску вибуху для сепаратора. Джерело: Keller Lufttechnik, Kirchheim unter Teck, Німеччина.

Вони визначені як:

• зона з боку розмежовувача з неочищеним газом (зона 20 або 21);
• зона з боку розмежовувача з відокремленим газом (зона 22 або відсутня);
• зона в районі збору пилу (відсутня або зона 22).

Європейське  струменево-абразивне  обладнання  виготовляється відповідно до принципів безпеки, визначених Європейським стандартом EN1248, тому наступні зони не належать до вибухонебезпечних: дробоструменеві камери, зона рециркуляції  абразиву  і  система повітроводів від дробоструменевої установки в сепаратор. До них також відноситься зона навколо піскоструминного  апарату і повітропроводів зі сторони фільтра з очищеним повітрям (якщо в цій частині немає інших зон).

У висновку технічної специфікації 24388 VDMA міститься інформація про превентивні заходи по протидії відкладенню займистого пилу або утворенню вибухонебезпечного середовища, а також про заходи щодо запобігання  виникненню  вогнищ спалаху і про організаційні питання безпечної експлуатації дробеструменевого обладнання.

Мартін Рістер
VDMA Surface Technology
(Союз машинобудівників
Німеччини, відділ обробки
поверхонь), керівник

Профессиональная покраска” № 6 (116) 2021