Na co zwrócić uwagę przy projektowaniu odciągu mgły olejowej?

Przy projektowaniu nowoczesnej instalacji odciągu mgły olejowej w hali produkcyjnej istotne jest prawidłowe zbalansowanie parametrów przepływu i wielostopniowej filtracji, aby zapewnić bezpieczeństwo, czyste powietrze w środowisku pracy, chronić zdrowie pracowników, a także wydłużyć żywotność maszyn. Dobór odpowiedniej instalacji odciągu mgły olejowej wymaga przeanalizowania czterech bardzo ważnych parametrów: prędkości powietrza w kanałach, rodzaju chłodziwa, stopnia filtracji (technologii) oraz konstrukcji instalacji.

Czym jest mgła olejowa?

Mgła olejowa to aerozol powstający podczas obróbki metali. Mgła olejowa powstaje w momencie, gdy obrabiany detal jest chłodzony płynem lub gdy płyn chłodzący jest stosowany w trakcie obróbki jako smar. Prowadzi do poważnych problemów zdrowotnych, stwarza ryzyko wypadków i niszczy sprzęt, a także obniża jakość produkcji. Wdychanie oparów chłodziwa prowadzi do kaszlu, duszności, a nawet przewlekłej obturacyjnej choroby płuc (POChP).

Dlaczego mgła olejowa jest niebezpieczna?

Szkodliwe bakterie rozwijające się w cieczy obróbkowej mogą doprowadzić do zapalenia pęcherzyków płucnych, a objawami jest gorączka i suchy kaszel. Cząsteczki mniejsze niż 1 mikron mogą wnikać bezpośrednio do krwiobiegu. Mgła powoduje również pieczenie oczu i stany zapalne skóry.

Dlaczego eliminacja mgły olejowej jest ważna?

Mgła olejowa w zakładach pracy tworzy śliską nawierzchnię na posadzkach i maszynach, drastycznie zwiększając ryzyko poślizgnięcia się lub upadku w miejscu pracy. Olej osiadający na elementach układu sterowania oraz wentylacji powoduje korozję i może prowadzić do kosztownych przestojów i awarii. Drobinki mgły i pyłu mogą osiadać na obrabianych detalach, powodując rysy, plamy oraz trudności w uzyskaniu precyzyjnych wymiarów.

Jak działa odciąg mgły olejowej?

Usuwanie mgły olejowej wymaga zatrzymania cząsteczek oleju u źródła i zastosowania wielostopniowej filtracji powietrza. Najwyższą skuteczność osiąga się poprzez hermetyzację maszyn, montaż separatorów mgły oraz poprawę ogólnej wentylacji pomieszczeń w przemyśle.

Jak obliczyć wydajność instalacji?

Obliczanie strumienia powietrza (wydajności) dla instalacji odciągu mgły olejowej opiera się na kubaturze obudowy maszyny lub jej gabarytach. Dobór właściwej wartości w czasie projektowania instalacji przemysłowej jest bardzo ważny dla utrzymania podciśnienia zapobiegającego wydostawaniu się oparów na halę oraz zapewnienia odpowiedniej prędkości porywania aerozoli.

Metoda kubaturowa

A) Oblicz kubaturę wewnętrzną strefy roboczej maszyny (V) należy zmierzyć, szerokość i wysokość przestrzeni obróbczej (w metrach), a następnie pomnożyć je przez siebie.

B) Kolejnym etapem jest określenie zalecanej krotności wymian na godzinę. Wartość ta zależy od szczelności maszyny i intensywności procesu obróbki (generowania mgły):

• • Zamknięte, szczelne centra obróbcze: k = 20 – 30 wymian /h
  • Maszyny częściowo otwarte (z osłonami): k = 40– 60 wymian /h
  • Otwarte stanowiska i wanny procesowe: k = 60– 100 wymian /h

C) Mając kubaturę strefy roboczej i określoną zalecaną krotność wymian na godzinę ustalamy strumień objętości powietrza za pomocą wzoru:

Q=V*k m3/h

Metoda powierzchni otworu technologicznego

Alternatywną metodą jest określenie strumienia objętości powietrza, gdy urządzenie obróbcze posiada otwory technologiczne. Jeśli urządzenie posiada stałe otwory (np. okna załadunkowe), strumień powietrza oblicza się ze wzoru na prędkość porywania zanieczyszczeń:

Q=A*v*3600 m3/h

A – pole powierzchni otworu (w m2)

v- – zalecana prędkość powietrza w otworze (zwykle m/s)

Maszyny zamknięte: Prędkość w otworze powinna wynosić

Otwory załadowcze i strefy otwarte: Aby zapobiec wydostawaniu się oparów na halę przy otwartych drzwiach maszyny, zaleca się zwiększenie prędkości w otworze do 0,5 – 0,7 m/s

Otwory załadowcze i strefy otwarte:  Aby zapobiec wydostawaniu się oparów na halę przy otwartych drzwiach maszyny, zaleca się zwiększenie prędkości w otworze do 0,5 – 0,7 m/s

Jaka prędkość powietrza w kanałach?

W instalacjach wentylacji przemysłowej prędkość powietrza w kanałach wentylacyjnych nie powinna doprowadzać do osadzania się oleju w przewodach ani do wtórnego porywania kropel z ich ścianek. Aby utrzymać system w czystości i zapobiec kondensacji, prędkość transportowa powinna wynosić od 10 do 15 m/s (często projektowana na poziomie 15m/s).

• Poniżej 10 m/s: Następuje zbyt wolny przepływ, co prowadzi do kondensacji oparów wewnątrz przewodów i osadzania się oleju na ich ściankach
• Powyżej 15–18 m/s: Zwiększa się ryzyko zrywania kropel z dna kanałów i porywania ich w głąb instalacji, co może zalać filtry

 Rodzaj stosowanego chłodziwa

Rodzaj stosowanego chłodziwa stanowi podstawę do wyboru materiałów filtracyjnych:

• Obróbka na sucho / mgła olejowa: Cząsteczki są zazwyczaj większe, wymagają zatrzymania i skroplenia
• Emulsje (olej + woda): Chłodziwo generuje bardzo drobne krople i opary. Wymaga to specjalnych materiałów filtracyjnych, które nie ulegają szybkiemu zapychaniu i nie wchodzą w reakcje chemiczne z cieczą

Jakie filtry stosuje się do mgły olejowej?

Wybór filtrów zależy od wielkości cząsteczek zanieczyszczeń oraz tego, czy ciecz to czysty olej, czy emulsja wodno-olejowa. Rozwiązania i technologie obejmują:

Separatory odśrodkowe (mechaniczne)

Wykorzystują ruch wirowy do oddzielenia cząsteczek oleju od powietrza. Są wysoce skuteczne w przypadku dużych stężeń chłodziwa o grubych frakcjach

Filtry koalescencyjne

Zmuszają mikroskopijne kropelki mgły do łączenia się (koalescencji) w większe krople. Po osiągnięciu odpowiedniej masy olej spływa grawitacyjnie do zbiornika i może zostać ponownie wykorzystany

Filtry elektrostatyczne

Powietrze przepływa przez pole elektryczne, gdzie cząsteczki oleju są jonizowane i przyciągane do płytek zbiorczych. Są bardzo wydajne przy wyłapywaniu najdrobniejszych oparów i dymu

Filtry kasetowe i HEPA

Filtry mgły olejowej stosowane najczęściej jako zaawansowane stopnie dokładne (filtry końcowe), które zatrzymują pozostałe mikrocząsteczki, gwarantując najwyższą jakość powietrza powracającego do hali

Projektowanie instalacji do odciągu mgły olejowej

Sieć przewodów odprowadzających zanieczyszczone powietrze z maszyn do centralnego filtra musi być odpowiednio zaprojektowana zgodnie z warunkami pracy:

• Spadki instalacji: Przewody muszą być montowane z zachowaniem spadku (zazwyczaj min. 1-2%), aby skropliny mogły swobodnie spływać do zbiorników zbiorczych, a nie zalegały w rurach
• Szczelność: Zastosowanie uszczelek odpornych na działanie olejów (np. z gumy NBR lub silikonu) zapobiega wyciekom kondensatu na zewnątrz
• Materiał: W przypadku trudnych procesów produkcyjnych sprawdzają się systemy ze stali kwasoodpornej lub ocynkowanej

Najczęstsze błędy przy projektowaniu odciągu mgły olejowej

Nieprawidłowo zaprojektowana instalacja odciągu mgły olejowej może prowadzić do wydostawania się oparów na halę produkcyjną, szybkiego zużycia filtrów oraz osadzania się oleju wewnątrz przewodów wentylacyjnych. W praktyce wiele problemów wynika z niewłaściwego doboru wydajności instalacji oraz pominięcia warunków pracy maszyn CNC.

Zbyt mała wydajność instalacji

Jednym z najczęściej spotykanych błędów jest dobór zbyt małego strumienia objętości powietrza. Niewystarczające podciśnienie powoduje wydostawanie się mgły olejowej przez otwory technologiczne i drzwi obrabiarek. Problem ten szczególnie często występuje w przypadku maszyn częściowo otwartych lub intensywnych procesów obróbczych.

Nieprawidłowa prędkość powietrza w kanałach

Zbyt niska prędkość przepływu prowadzi do kondensacji oparów i osadzania się oleju na ściankach kanałów wentylacyjnych. Z kolei nadmierna prędkość może powodować wtórne porywanie kropel oleju i przeciążanie filtrów. W instalacjach odciągu mgły olejowej najczęściej stosuje się prędkości transportowe na poziomie 10–15 m/s.

Brak spadków instalacji

Przewody wentylacyjne montowane bez odpowiednich spadków utrudniają odpływ skroplin. W efekcie olej może zalegać w kanałach, zwiększając ryzyko wycieków, korozji oraz ograniczenia przepływu powietrza. W praktyce zaleca się wykonywanie instalacji ze spadkiem minimum 1–2%.

Nieodpowiedni dobór technologii filtracji

Dobór filtrów wyłącznie na podstawie wydajności urządzenia to częsty błąd projektowy. Rodzaj chłodziwa oraz wielkość cząstek mają kluczowe znaczenie przy wyborze separatorów odśrodkowych, filtrów koalescencyjnych czy filtrów HEPA. Emulsje wodno-olejowe wymagają innych materiałów filtracyjnych niż czyste oleje obróbcze.

Zbyt długa instalacja i nadmierna liczba kolan

Rozbudowana sieć kanałów powoduje wzrost oporów przepływu i spadek wydajności całego systemu. Projektując instalację odciągu mgły olejowej warto ograniczać liczbę kolan, trójników i przewodów elastycznych do niezbędnego minimum.

Brak hermetyzacji obrabiarki

Nawet bardzo wydajny separator mgły olejowej może nie zapewnić skutecznego działania, jeśli maszyna posiada nieszczelności lub stale otwarte strefy robocze. Hermetyzacja stanowiska obróbczego znacząco poprawia skuteczność odciągu i ogranicza straty powietrza.

Separatory mgły olejowej firmy Mastervent

Do realizacji systemu odciągu mgły olejowej Mastervent proponuje separatory mgły olejowej z serii SMO MIX. Projektując rurociąg dolotowy od maszyny do separatora SMO, warto sięgnąć po dedykowane komponenty jak węże techniczne, czy elementy instalacji odciągowej (kanały, kształtki wentylacyjne, połączenia instalacyjne).