Hoy en día, muchas fábricas utilizan ampliamente máquinas de corte por plasma láser debido a su alta eficiencia de corte y calidad de corte superior, obteniendo la aprobación de innumerables empresas y clientes.
Sin embargo, durante el corte por plasma se producen sustancias nocivas que provocan contaminación atmosférica y acústica.
El polvo generado por el corte por plasma debe recolectarse y filtrarse mediante equipos de purificación de acuerdo con los requisitos de protección ambiental.
En este artículo, lo guiaré para que comprenda los peligros del polvo de corte por plasma y sus soluciones de purificación.
¿Qué es el polvo que producen las máquinas de corte por plasma?
Las máquinas de corte por plasma, conocidas por su alta eficiencia de corte y su amplio rango de corte, tienen una desventaja: generan cantidades significativas de polvo durante su funcionamiento.
Este polvo, similar a los humos de soldadura, está formado principalmente por gases nocivos y pequeñas partículas de polvo, entre ellas CO, C2, H2, Nx e hidrocarburos.
Peligros específicos del polvo metálico
A continuación se ofrece una descripción detallada de los peligros específicos que plantea el polvo metálico producido durante el corte:
- El ozono es un gas incoloro y nocivo con un distintivo olor irritante. Estimula fuertemente el tracto respiratorio y los pulmones. La inhalación a corto plazo de ozono en baja concentración (0,4 mg/m3) puede provocar síntomas como tos, sequedad de garganta, opresión en el pecho, pérdida de apetito y fatiga. La inhalación prolongada puede provocar bronquitis, enfisema y fibrosis pulmonar.
- El monóxido de carbono es un gas incoloro, inodoro y no irritante que se une fácilmente a la hemoglobina del cuerpo humano. Por lo tanto, cuando una gran cantidad de hemoglobina se une al monóxido de carbono, puede provocar necrosis tisular debido a la falta de oxígeno.
- La radiación de la luz del plasma es intensa y está compuesta principalmente por radiación ultravioleta, radiación de luz visible y radiación infrarroja. En particular, la intensidad ultravioleta, como longitudes de onda de 260-290 μm, es 2,2 veces mayor que la de la soldadura por arco de argón. Además de la radiación luminosa, existen otros peligros, como los gases tóxicos del polvo, el ruido de alta intensidad y frecuencia y las oscilaciones de alta frecuencia, que pueden causar daños al cuerpo humano.
- Los óxidos de nitrógeno son un gas tóxico de olor irritante, compuesto principalmente por dióxido de nitrógeno. Es un gas de color marrón rojizo con un olor característico. Una vez inhalado, ingresa a los alvéolos pulmonares a través del tracto respiratorio superior e interactúa gradualmente con el agua, causando irritación y corrosión severas en el tejido pulmonar, lo que provoca edema pulmonar.
Los trabajadores involucrados en el corte han notado que cuando utilizan máquinas de corte por plasma para cortar placas de acero al carbono de 3 a 6 mm, se genera una gran cantidad de humo amarillo. Este humo amarillo representa una amenaza importante para la salud humana y puede provocar fácilmente neumoconiosis si se inhala durante períodos prolongados.
Dados estos peligros asociados con el polvo del corte por plasma, es crucial implementar una purificación de polvo eficaz al realizar trabajos de corte por plasma para reducir la incidencia de enfermedades profesionales.
¿Qué tan dañino es el polvo producido por las máquinas de corte por plasma?
Daña la salud del operador
El polvo producido por las máquinas de corte por plasma contiene muchas sustancias inhalables (como óxido de manganeso y óxidos de potasio y sodio). Una vez que estas sustancias ingresan al cuerpo humano, pueden causar daños importantes.
Los trabajadores que pasan mucho tiempo trabajando en condiciones polvorientas debido a las máquinas de corte por plasma CNC tienen una proporción significativamente mayor de enfermedades respiratorias, como la bronquitis crónica, que otros.
Además, estas sustancias inhalables pueden acumularse en los huesos y la sangre del cuerpo, provocando una disminución de su función e incluso pueden provocar cáncer.
Impacta los beneficios comerciales
La protección del medio ambiente se ha convertido en una tendencia nacional e internacional. La contaminación por polvo puede dar lugar a multas para las empresas.
Además, no gestionar rápidamente la contaminación por polvo puede afectar la precisión de las máquinas de producción, afectando así a la eficiencia de la producción.
Teniendo en cuenta estas dos razones principales, los riesgos de polvo provenientes de las máquinas de corte por plasma son importantes y requieren un tratamiento de purificación oportuno. Entonces, ¿cómo se debe gestionar el polvo de las máquinas de corte por plasma?
Soluciones de purificación de polvo para equipos de corte por plasma.
Actualmente, existen dos métodos principales para gestionar el polvo del corte por plasma:
- Método de eliminación de polvo húmedo
Este método implica instalar una cama de agua debajo de la plataforma de corte, lo que permite sumergir la pieza en agua. El corte se realiza bajo el agua, por lo que los óxidos producidos durante el corte son recogidos por el agua, purificando así el ambiente de trabajo. Este método solo requiere un recipiente para contener agua como inversión única.
Sin embargo, puede provocar contaminación secundaria (contaminación del agua) y es probable que los óxidos metálicos se acumulen bajo el agua, lo que dificulta la limpieza. Para los usuarios de regiones más frías, el agua de la plataforma de corte puede congelarse durante el invierno, causando problemas.
Además, este método no es adecuado para limpiar el polvo de metales como el aluminio y el magnesio, que producen polvo explosivo durante el corte.
- Método de eliminación de polvo seco
La eliminación de polvo seco implica agregar un dispositivo de captura de polvo a la plataforma de corte CNC. El polvo capturado se transporta directamente a un filtro de polvo y a un dispositivo de purificación. Después del tratamiento, se descarga el aire purificado.
El polvo producido durante el corte por plasma se forma principalmente debajo del corte de la pieza, lo que hace que las plataformas de corte de presión negativa de tipo escape sean el dispositivo de captura de polvo más común. Debido a su estructura simple, operación confiable y eliminación de polvo efectiva, el método de eliminación de polvo en seco se usa ampliamente.
El colector de polvo para una máquina de corte por plasma está diseñado y fabricado según las especificaciones de la máquina, centrándose en la eficiencia económica, el fácil mantenimiento, la operación económica y los costos posteriores mínimos, al tiempo que garantiza una eliminación efectiva del polvo.
Dependiendo del ancho de la plataforma de trabajo de corte, se puede dividir en un banco de trabajo con puerta neumática de un solo lado y un banco de trabajo con puerta neumática de doble lado.
Flujo de trabajo del colector de polvo de la máquina cortadora por plasma
El objetivo es recoger el polvo producido durante el corte por plasma. El método de recolección puede ser succión lateral, succión inferior o succión superior, con el polvo aspirado directamente hacia la tubería por el ventilador. Se agrega un dispositivo de eliminación de polvo al final de la tubería, y el equipo de eliminación de polvo purifica directamente el polvo recolectado antes de descargarlo dentro o fuera del taller. Dentro del volumen de aire diseñado, el polvo purificado puede cumplir con los requisitos de emisiones ambientales.
El sistema de eliminación de polvo de la máquina de corte por plasma tipo soplado-succión.
El sistema de eliminación de polvo de la máquina cortadora por plasma de tipo soplado y succión implica colocar un conducto de succión cuadrado en un lado de la plataforma de corte, que tiene un puerto de succión que se puede mover con la máquina cortadora.
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Al otro lado de la plataforma de corte hay un puerto de ventilación con un pequeño ventilador de flujo axial. El puerto de succión y el puerto del soplador se fijan en la máquina cortadora y se mantienen consistentes con el cabezal de corte.
La parte inferior de la plataforma de corte está equipada con un conducto de escape con placas verticales, que garantiza que la succión se produzca en el lugar donde se genera polvo dentro de un ancho limitado durante el corte. Cuando funciona el sistema de eliminación de polvo de la máquina de corte por plasma, la tira selladora puede adherirse estrechamente a la parte superior del conducto de succión cuadrado bajo el efecto de la presión negativa de la tubería para desempeñar un papel de sellado.
El puerto de succión tiene dos rodillos donde se levanta la tira selladora, lo que permite que el humo ingrese a través del conducto de succión del puerto de succión y luego sea aspirado hacia el equipo de eliminación de polvo para filtración y purificación.
¿Cuáles son los peligros del corte por plasma?
El corte por plasma puede presentar varios peligros:
- La exposición a la luz del arco durante el proceso de corte puede provocar lesiones oculares;
- Durante el proceso de corte se genera una cantidad sustancial de gases nocivos. Una vez inhalados, pueden tener efectos nocivos para la salud;
- Las chispas lanzadas durante el proceso de corte pueden provocar quemaduras en la piel;
- El proceso suele generar ruidos de alta frecuencia, que pueden dañar los oídos con el tiempo;
- Otro punto importante es que las altas frecuencias y la radiación electromagnética generada por el oscilador de alta frecuencia durante el corte por plasma pueden causar daños corporales. La exposición prolongada puede causar daños graves a los trabajadores en el campo.
Los daños causados por el corte por plasma se pueden dividir en dos categorías:
- Daño directo a corto plazo: El arco de luz de plasma puede estimular gravemente los ojos, provocando daños oculares, principalmente debido a la radiación infrarroja y ultravioleta emitida por el metal.
- Daño indirecto a largo plazo: La radiación generada por el arco de plasma puede afectar a la división celular a largo plazo, provocando diversos problemas de salud. La inhalación de humo o gases generados durante el proceso, y los óxidos y vapores metálicos que ingresan a los pulmones, pueden estimular el tracto respiratorio y potencialmente causar cambios patológicos con el tiempo.
Consideraciones de seguridad para máquinas cortadoras por plasma
Los factores nocivos en el corte por arco de plasma incluyen principalmente gases nocivos, polvo metálico, ruido, radiación de luz de arco (infrarroja) y campos electromagnéticos de alta frecuencia. El principal riesgo es la descarga eléctrica.
Por lo tanto, es esencial priorizar la seguridad durante el corte por arco de plasma.
1. Prevención de descargas eléctricas
El voltaje sin carga de la fuente de alimentación de corte por arco de plasma es relativamente alto, especialmente durante la operación manual, lo que representa un riesgo de descarga eléctrica. Por lo tanto, la fuente de alimentación debe estar correctamente conectada a tierra durante el uso y el soplete de corte y las zonas tocadas por las manos deben estar aisladas de forma fiable.
Se puede utilizar un voltaje más bajo para encender el arco no transferido antes de conectar el circuito de arco transferido de voltaje más alto. Si la llave se coloca en el mango, se debe aplicar una cubierta de goma aislante para cubrir la llave expuesta y evitar el contacto directo de la mano con la llave. Siempre que sea posible, se recomienda el funcionamiento automatizado.
2. Prevención de la radiación de luz de arco
La intensidad de la radiación de luz de arco es alta y consiste principalmente en radiación infrarroja y radiación de luz visible. La radiación luminosa de los arcos de plasma es más fuerte que la de otros arcos, especialmente la luz ultravioleta, que puede dañar gravemente la piel. Durante el corte manual, los operadores deben usar máscaras y guantes adecuados y también protegerse el cuello.
Además de usar gafas de sol con la mascarilla, lo mejor es incluir lentes que absorban la luz ultravioleta. Durante el funcionamiento automático, se puede instalar una pantalla protectora entre el operador y el área de operación. El corte por arco de plasma se puede realizar bajo el agua, utilizando agua para absorber la radiación luminosa.
3. Prevención de polvo y humo
El proceso de corte por arco de plasma acompaña a grandes cantidades de vapor de metal vaporizado, ozono, compuestos de nitrógeno, etc. Combinado con el gran flujo de aire durante el corte, el polvo en el lugar de trabajo puede levantarse masivamente, causando graves impactos en el tracto respiratorio y los pulmones del operador.
Por tanto, el espacio de trabajo debe estar equipado con buenos equipos de ventilación y medidas de prevención del polvo. Al cortar, se puede instalar un dispositivo de escape debajo de la mesa de trabajo de la rejilla o se puede utilizar un corte bajo el agua para reducir el polvo.
4. Prevención del ruido
Durante el corte por arco de plasma se genera ruido de alta intensidad y alta frecuencia, especialmente cuando se utiliza corte por arco de plasma de alta potencia, el ruido es aún más fuerte. Esto puede afectar significativamente al sistema nervioso y auditivo del operador. El nivel de ruido depende principalmente de la corriente de corte; cuanto mayor es la corriente, más fuerte es el ruido.
Cuando la energía del ruido se concentra en el rango de 2000 a 8000 Hz, los operadores deben usar protección para los oídos. Si es posible, intente utilizar el corte automático, con el operador trabajando en una habitación insonorizada.
También se puede utilizar el corte bajo el agua, utilizando agua para absorber el ruido. Colocar la pieza de trabajo bajo el agua para cortar puede reducir significativamente el ruido. Los resultados de las pruebas muestran que cuando el corte se realiza bajo el agua, el ruido se reduce entre 22 y 24 dB en comparación con el corte en seco.
Además, el uso de un soplete de corte con cortina de agua (con un caudal de agua de 70-80 l/min) puede reducir el ruido en aproximadamente 20 dB. Cuando la corriente de corte es inferior a 100 A, el ruido es relativamente bajo y el impacto en el entorno no es significativo.
5. Protección de campos electromagnéticos de alta frecuencia.
El corte por arco de plasma requiere un oscilador de alta frecuencia para encender el arco. Sin embargo, la alta frecuencia puede causar algún daño al cuerpo humano.
Las medidas preventivas incluyen principalmente:
- Seleccione una frecuencia de encendido del arco entre 20-60 Hz, proteja el oscilador de alta frecuencia con un blindaje, asegurando una buena conexión a tierra a la pieza;
- Cortar la alimentación al oscilador de alta frecuencia inmediatamente después del encendido del arco eléctrico principal;
- Minimizar el tiempo al utilizar chispas de alta frecuencia para comprobar el centro del par de electrodos.
Consejos de protección para el corte por arco de plasma
- Evite mirar directamente al arco de corte durante el proceso de corte por plasma, use gafas protectoras profesionales para evitar que la luz del arco le queme los ojos.
- Durante el proceso de corte por arco de plasma se producen grandes cantidades de gases tóxicos; Se debe utilizar una mascarilla antipolvo filtrante multicapa.
- Se deben utilizar toallas, guantes, protectores de pies y otros equipos de protección durante el proceso de corte por arco de plasma para evitar salpicaduras de chispas que quemen la piel.
Precauciones de seguridad
Se deben observar las siguientes precauciones de seguridad al utilizar una máquina de corte por plasma:
Se requiere conexión a tierra: la máquina de corte por plasma debe estar conectada a tierra para garantizar la seguridad.
Prevención de descargas eléctricas: se deben tomar medidas para evitar descargas eléctricas de todos los componentes y tuberías de gas del cortacésped para proteger a los usuarios.
Seguridad del oxígeno: Se debe tener cuidado al utilizar oxígeno para evitar fugas y accidentes.
Evitar el envenenamiento por gas: El uso inadecuado del gas en interiores puede causar envenenamiento. Elija un espacio bien ventilado y cambie el aire periódicamente cuando utilice gases.
Mantenga una distancia segura: Mantenga una distancia segura durante la operación para evitar accidentes durante el corte.
Use equipo de protección: cuando opere una cortadora de plasma, use equipo de seguridad como máscara protectora, guantes aislantes, ropa de trabajo y zapatos resistentes a incendios y explosiones para garantizar la seguridad personal.
Evite el polvo de corte: Las máquinas de corte por plasma generan mucho polvo, por lo que se deben usar gafas y mascarillas protectoras para proteger los ojos y el sistema respiratorio.
Siga los procedimientos estándar: siga los procedimientos operativos estándar de la cortadora de plasma, siga estrictamente el manual de instrucciones para evitar errores operativos y accidentes.
