Quản lý khói bụi độc hại trong các hoạt động công nghiệp nặng

7 mẹo có thể giúp chuyển đổi một tầng cửa hàng đầy khói bụi thành một môi trường sản xuất sạch sẽ và hiện đại

Các cơ sở gia công kim loại tham gia vào quá trình chế tạo quy mô lớn phải siêng năng trong việc kiểm soát bụi và khói độc hại có chứa các hạt kim loại có hại từ các quá trình như hàn, cắt nhiệt, chà nhám và đánh bóng. Để duy trì một môi trường làm việc trong sạch (xem Hình 1 ), khói phải được thu gom, ngăn chặn và loại bỏ khỏi không khí, và không khí sạch trở lại trong nhà hoặc trong một số trường hợp, thải ra ngoài trời.

Hệ thống thu gom khói và bụi được thiết kế và duy trì tốt sẽ lọc đúng cách khói và các chất ô nhiễm nguy hiểm khác được tạo ra trong quá trình chế tạo nặng. Các hệ thống này ngăn ngừa các vấn đề về hô hấp và giữ cho các cơ sở tuân thủ các yêu cầu chất lượng không khí hiện hành. Lọc không khí cũng giúp giữ cho các bộ điều khiển và các hệ thống vi tính hóa khác không bị bụi và khói làm hỏng. Trong các cơ sở mà không khí có thể được lọc và tái chế, nó có thể giảm thiểu nhu cầu về không khí trang điểm tốn kém.

Bất kỳ cơ sở chế tạo hạng nặng nào đang muốn tạo ra một chương trình quản lý khói nên thực hiện theo bảy bước sau đây trước khi đầu tư vào thiết bị quản lý khói.

1 Đặt hàng phân tích nguy cơ bụi

Thực hiện phân tích nguy cơ bụi là cách tốt nhất để đánh giá nguy cơ phơi nhiễm của nhân viên trong cơ sở của bạn. Nhận biết bụi của bạn bằng cách hoàn thành kiểm tra khả năng nổ của bụi, nhờ chuyên gia vệ sinh công nghiệp hoặc đánh giá kỹ thuật môi trường thực hiện và tiến hành phân tích bụi để xác định tất cả các đặc điểm của bụi bạn tạo ra.

Điều khoản Chung về Nhiệm vụ của Cơ quan Quản lý An toàn và Sức khỏe Nghề nghiệp (OSHA), Mục 5 (a) (1), quy định rằng người sử dụng lao động có trách nhiệm xác định và giảm thiểu các mối nguy hiểm tại nơi làm việc. OSHA là một nguồn tài nguyên tuyệt vời và cung cấp các hướng dẫn về nhận dạng và đánh giá mối nguy.

2 Khám phá kiểm tra khả năng nổ và khả năng bắt lửa

Các tiêu chuẩn 652, 654 và 484 của Hiệp hội Phòng cháy Chữa cháy Quốc gia (NFPA) yêu cầu phân tích nguy cơ bụi dễ cháy (DHA) để đánh giá rủi ro và xác định khả năng chống cháy nổ cần thiết. OSHA yêu cầu người sử dụng lao động phải có hồ sơ xác định bụi được tạo ra trong các hoạt động chế tạo. Các cơ sở sản xuất bụi dễ cháy trong quá trình xử lý của họ phải hoàn thành DHA vào mùa thu năm 2020 và chứng minh tiến độ hợp lý đối với việc hoàn thành DHA trong từng năm gần thời hạn.

Bước đầu tiên trong phân tích mối nguy là xác định xem bụi của bạn có dễ nổ hay không. Các kết quả được tìm thấy trong quá trình kiểm tra khả năng nổ bụi của bạn nên bao gồm Kst và Pmax, cho biết lượng áp suất mà một vụ nổ có thể tạo ra và tốc độ nó có thể di chuyển tương ứng. NFPA phân loại bụi theo khả năng nổ về giá trị Kst của chúng và theo loại (hữu cơ hoặc kim loại) (xem Hình 2 ).

Kst là tốc độ tăng áp suất nổ lớn nhất đã chuẩn hóa, được đo bằng bar m / s. Bar là một đơn vị đo áp suất nhỏ hơn một chút so với áp suất khí quyển trung bình trên trái đất ở mực nước biển. Nhà cung cấp thiết bị thu gom bụi của bạn cần các giá trị Kst và Pmax ở mức tối thiểu để kích thước chính xác các hệ thống thông gió hoặc ngăn chặn vụ nổ.

3 Tiến hành đánh giá vệ sinh công nghiệp về tiếp xúc của nhân viên

Để xác định và kiểm soát việc tiếp xúc với bụi và khói có hại, bạn cần tiến hành đánh giá vệ sinh công nghiệp. Điều quan trọng là đánh giá của bạn bao gồm, nhưng không giới hạn, các hạng mục giới hạn phơi nhiễm cho phép OSHA (PEL) sau: oxit sắt, oxit chì, mangan, niken, crom, bụi có thể hô hấp và tổng hạt.

Yêu cầu nhà cung cấp thiết bị thu gom bụi của bạn giới thiệu một nhà vệ sinh công nghiệp hoặc công ty kỹ thuật môi trường có kinh nghiệm trong việc xác định bụi và khói cụ thể cho các cơ sở chế tạo nặng.

4 Ưu tiên xác định lượng bụi theo mối nguy và số lượng

Ngoài việc tiến hành kiểm tra khả năng nổ và đánh giá vệ sinh công nghiệp, điều quan trọng là phải phân tích các đặc điểm bụi khác để xác định hệ thống thu gom và bộ lọc bụi tốt nhất cho hoạt động chế tạo nặng của bạn. Các đặc tính chính của bụi bao gồm kích thước hạt, hình dạng bụi, trọng lực, độ ẩm và độ mài mòn. Việc hiểu rõ những thành phần này giúp thiết kế thiết bị kiểm soát bụi tối ưu.

Các nhà cung cấp thiết bị thu gom bụi thường có thể tiến hành loại thử nghiệm bụi này và làm việc với bạn để chỉ định hệ thống tốt nhất cho ứng dụng của bạn. Thử nghiệm trên băng ghế dự bị lấy mẫu bụi là một công cụ tuyệt vời để hiểu rõ hơn về các đặc tính vật lý của bụi, tạo cơ sở cho việc lựa chọn thiết bị. Để tạo ra một bức tranh toàn cảnh về hoạt động của bạn, phòng thí nghiệm thử nghiệm nên yêu cầu cung cấp dữ liệu ứng dụng chi tiết. OSHA duy trì một danh sách xác định các hóa chất nguy hiểm thường liên quan đến hoạt động hàn, cắt và hàn, với các liên kết đến thông tin cụ thể hơn về lấy mẫu và phân tích.

5 Tạo ra các mục tiêu chất lượng không khí cho cơ sở

Một phần của chương trình quản lý của bạn nên bao gồm việc tạo ra các mục tiêu chất lượng không khí dựa trên các hướng dẫn có trong Thông gió công nghiệp: Sổ tay hướng dẫn thực hành được khuyến nghị cho thiết kế từ Hiệp hội nâng cao sức khỏe nghề nghiệp và môi trường (còn được gọi là ACGIH, Hội nghị của các nhà vệ sinh công nghiệp chính phủ Hoa Kỳ) và Các quy định của OSHA liên quan đến PEL đối với các kim loại khác nhau, đặc biệt là khi người lao động có nguy cơ ảnh hưởng đến sức khỏe lâu dài.

Xem lại các kết quả từ đánh giá vệ sinh công nghiệp của bạn, hướng dẫn OSHA, kiểm tra bụi nổ và phân tích bụi. Sắp xếp thứ tự ưu tiên dựa trên mức độ nguy hiểm về bụi của bạn, cố gắng truy bắt nguồn gốc của các nhà sản xuất có mức độ nguy hiểm cao và bụi cao khi có thể. Khi bạn khám phá các giải pháp để thu từng bụi, hãy đánh giá các phương pháp này theo thứ tự: bắt nguồn (cánh hút khói, mui xe để bàn và mũ trùm đầu), thùng loa, mui xe trên cao và — khi những phương pháp này không thực tế — thông gió xung quanh.

Nếu bạn đang tuần hoàn không khí đã được làm sạch, bạn sẽ cần duy trì các chất gây ô nhiễm dưới OSHA PELs. Nếu bạn đang xả không khí ngoài trời, bạn phải tuân theo Quy tắc 6x của Cơ quan Bảo vệ Môi trường (EPA) về Tiêu chuẩn Phát thải Quốc gia về Các Chất Ô nhiễm Không khí Nguy hiểm (NESHAP). Trong tiêu chuẩn này là các vật liệu chứa 1 phần trăm trọng lượng mangan hoặc 0,1 phần trăm trọng lượng cadmium, crom, chì hoặc niken. Nếu bạn chọn thải không khí ra ngoài trời, bạn phải thực hiện kiểm tra Phát thải chạy trốn theo Phương pháp 22 của EPA theo Quy tắc 6x của NESHAP. Thử nghiệm được tiến hành bằng cách xác định trực quan lượng khí thải từ các nguồn thải và được thực hiện bởi một quan sát viên được đào tạo.

Giải quyết các mối quan tâm của nhân viên bằng cách lắng nghe, quan sát và đặt câu hỏi cho nhân viên của bạn là một phần quan trọng của đánh giá. Họ có thể cho bạn biết nếu các biện pháp kiểm soát kỹ thuật hiện tại đang quản lý hiệu quả bụi và khói tại cơ sở và đề xuất các khu vực cần cải tiến trong quy trình và thiết bị.

6 Cách ly các nguồn bụi / khói có số lượng lớn và nguy hiểm cao

Cách tốt nhất để giảm mức độ phơi nhiễm của công nhân với khói và bụi độc hại là lắp đặt hệ thống thu gom bụi với bộ lọc kiểu hộp mực sơ cấp hiệu quả cao và bộ lọc giám sát an toàn thứ cấp. Tốt hơn là nên thu giữ khói và bụi tại nguồn của chúng để ngăn chúng mở rộng khắp nhà máy. Điều này được thực hiện bằng cách kết hợp các cánh tay chiết, mũ trùm hoặc vỏ bọc vào ứng dụng quy trình. Bắt nguồn cực kỳ hiệu quả.

Một khi các nguồn khói và bụi có nguy cơ cao và số lượng lớn được xác định, chúng phải được cách ly khỏi phần còn lại của cơ sở và được chứa trong một khu vực cụ thể. Những khu vực này có thể được thiết kế để được giữ dưới áp suất âm. Không khí được chiết xuất hoặc được hút trực tiếp vào bộ thu gom cục bộ hoặc được dẫn đến bộ thu bụi đặt từ xa. Thông thường, không khí đã được lọc có thể được đưa trở lại một cách an toàn vào cơ sở để tạo ra một mô hình luồng không khí nhằm cải thiện việc kiểm soát chất gây ô nhiễm.

7 Tham khảo ý kiến ​​của các nhà sản xuất và các cơ quan có thẩm quyền

Kết nối mạng với các nhà sản xuất ngang hàng trong ngành của bạn là một cách khác để khám phá các quy trình, thiết bị và nhà cung cấp để giúp bạn quản lý bụi và khói. Đồng thời tham khảo ý kiến ​​của các hiệp hội nghề nghiệp và các nhóm chứng nhận. Hãy hỏi cơ quan có thẩm quyền của bạn, chẳng hạn như Factory Mutual hoặc các cảnh sát cứu hỏa địa phương, để biết các hướng dẫn về an toàn của họ.

Khi chọn nhà cung cấp kiểm soát ô nhiễm không khí, hãy tìm nhà cung cấp có kinh nghiệm trong các ứng dụng chế tạo kim loại nặng; am hiểu về các yêu cầu OSHA, NFPA và EPA; và có các nguồn lực kỹ thuật để phát triển một giải pháp được thiết kế. Nhà cung cấp cũng nên cung cấp đầy đủ các thiết bị để đưa ra lời khuyên khách quan về loại hệ thống phù hợp cho cơ sở của bạn.

Nếu cơ sở của bạn làm việc với các kim loại phải tuân theo số lượng hạt OSHA hạn chế hoặc đã thiết lập các tiêu chuẩn vượt quá OSHA PEL hiện tại, bạn có thể phải trả nhiều tiền hơn cho giải pháp quản lý khói và bụi của mình. Đó là bởi vì bạn sẽ cần sử dụng một hệ thống được thiết kế kỹ thuật cao, với bộ lọc hộp mực hiệu suất cao và bộ lọc thứ cấp không khí hiệu suất cao (HEPA) để kiểm soát tốt nhất các hạt có thể hô hấp.

Các cách khác nhau để quản lý bụi và khói

Một bộ lọc bụi được thiết kế đặc biệt cho hoạt động gia công kim loại của bạn là một điều khiển kỹ thuật được chấp nhận và đã được chứng minh có thể lọc các chất ô nhiễm nguy hiểm trong không khí. Có ba loại chung của hệ thống thu gom khói và bụi hộp mực:

Hệ thống bắt nguồn phổ biến cho các ứng dụng liên quan đến các bộ phận nhỏ và hàn cố định. Họ thường sử dụng cánh tay chụp nguồn linh hoạt, tủ hút có rãnh hoặc tủ hút có rãnh nhỏ hơn với tấm chắn bên trên thao tác trên bàn làm việc.

Vỏ và mui che thường được sử dụng nếu diện tích dấu chân là kích thước trung bình, chẳng hạn như 12 x 20 feet hoặc nhỏ hơn. Rèm cửa hoặc tường cứng có thể được thêm vào các mặt của máy hút mùi để tạo ra một gian hàng hoặc khu vực bao quanh, miễn là chúng không cản trở không gian làm việc. Trong trường hợp các tế bào hàn rô bốt và tự động hóa cứng, thường có thể sử dụng bao bọc toàn bộ xung quanh ứng dụng (xem Hình 3 ).

Hệ thống môi trường lọc tất cả không khí trong cửa hàng bằng cách sử dụng một hệ thống trung tâm hoặc nhiều bộ thu nhỏ hơn thường được ưu tiên cho các khu vực làm việc lớn hơn liên quan đến nhiều hoạt động. Bộ thu gom khói và bụi cũng có thể yêu cầu một dãy bộ lọc giám sát an toàn HEPA (còn gọi là bộ lọc thứ cấp hoặc bộ lọc sau) để bổ sung khả năng lọc và bảo vệ dự phòng, đặc biệt khi không khí được đưa trở lại trong nhà ở hạ lưu bộ thu gom.

Điều quan trọng cần lưu ý là mặc dù hệ thống môi trường xung quanh giúp kiểm soát bụi nguy hiểm, nhưng chúng không loại bỏ khói khỏi vùng thở. Do đó, thiết bị bảo vệ cá nhân vẫn có thể được yêu cầu. Tuy nhiên, một hệ thống môi trường xung quanh sẽ cho phép công nhân sử dụng quạt để hướng khói ra khỏi vùng thở.

Cắt plasma, laser và rô bốt tạo ra tia lửa, khói và khói. Cần thông gió thích hợp để ngăn chặn việc hít phải các hạt trong không khí, đặc biệt là các hạt nhỏ nhất có thể lắng sâu vào các mô phổi. Máy hút bụi bắt giữ các hạt tại nguồn. Bụi, khói và khói được kéo xuống qua bàn và được loại bỏ qua hệ thống ống dẫn, nơi chúng được lọc qua bộ hút bụi. Các tia lửa điện và kim loại nóng chảy lắng đọng ở khu vực bên dưới bàn và tích tụ trong bộ chống tia lửa trước khi đến bộ phận hút bụi.

Các đặc tính của hạt, luồng không khí và tốc độ tải rất khác nhau trong các ứng dụng này. Công suất, loại và số lượng đầu cắt; vật liệu bị cắt; việc sử dụng hệ thống xử lý vật liệu tự động; kích thước bàn; và kích thước ô đều đóng một vai trò trong việc xác định luồng không khí và kích thước bộ thu. Do đó, nhà chế tạo nên làm việc với nhà cung cấp có chuyên môn về cắt kim loại để tạo ra một hệ thống lọc tiết kiệm chi phí và phù hợp với không gian, đáng tin cậy, bền và dễ bảo trì.

Khi thiết kế một khu vực hàn an toàn, hiệu quả, hãy xem xét cả nhu cầu hiện tại và tương lai, đặc biệt nếu bạn thấy trước sự phát triển trong tương lai. Bằng cách đó, khi đến thời điểm để mở rộng hoạt động của mình, bạn có thể làm như vậy một cách tiết kiệm và hiệu quả. Loại bỏ khói khi không gian sàn ở mức cao cần thiết kế, hiểu biết và phối hợp thông minh để đáp ứng nhu cầu của cơ sở.

Khi có thể, một cửa hàng nên tách các khu vực hàn khỏi phần còn lại của nhà máy. Nếu bạn có thể tạo một khu vực có tường bao quanh hoặc có rèm che với các lỗ thoáng cố định cho cơ sở chung của mình, nhiệm vụ cách ly bụi và khói sẽ trở nên dễ dàng hơn nhiều. Hãy coi đây là một khu vực bao quanh lớn, trong đó bạn lọc bụi và khói sau đó tuần hoàn không khí sạch và duy trì áp suất âm. Bây giờ bụi và khói của bạn đã được ngăn chặn và ảnh hưởng đến các khu vực lân cận đã được giảm thiểu.

Lưu ý tính linh hoạt là tiết kiệm chi phí vận hành

Khi tạo hệ thống thu gom khói và bụi, hãy đảm bảo thiết kế linh hoạt và tìm kiếm các biện pháp giúp tiết kiệm chi phí vận hành và năng lượng. Ví dụ, phân vùng hệ thống trong nhà máy có nghĩa là hệ thống thu gom của bạn có thể được vận hành ở những nơi cần thiết trong khi các khu vực khác có thể bị tắt hoặc tắt.

Việc kết hợp bộ truyền động tốc độ thay đổi cho quạt trên bộ hút bụi giúp tiết kiệm năng lượng vì quạt không chạy ở tốc độ tối đa. Ví dụ, một bộ hút bụi với bộ truyền động tốc độ thay đổi được điều chỉnh bởi áp suất tĩnh của hệ thống tạo ra luồng không khí ổn định. Với tính năng này, hệ thống chỉ chạy tốc độ động cơ khi cần thiết để duy trì điểm đặt áp suất tĩnh, tự động phản ứng với các ứng dụng tải hoặc chuyển động của bộ lọc như bàn plasma dài. Có tính năng này làm tăng độ tin cậy, kéo dài tuổi thọ bộ lọc, giảm bảo trì và tiết kiệm năng lượng.

Bạn nên sử dụng bộ lọc an toàn thứ cấp khi tuần hoàn vào cơ sở của bạn. Một phương pháp đơn giản để đạt được điều này là kết hợp các bộ lọc giám sát an toàn tích hợp. Chúng có thể kết hợp nhiều kiểu bộ lọc, bao gồm cả HEPA, khi cần thiết để có được mức OSHA PEL.

Tuần hoàn không khí đã lọc là một cách thông minh để tiết kiệm năng lượng và tối đa hóa lợi tức đầu tư khi sử dụng hệ thống hút bụi. Bằng cách tuần hoàn không khí được sưởi ấm hoặc điều hòa không khí đi qua nhà máy thay vì thông ra ngoài trời, chi phí thay thế không khí đó được loại bỏ (xem Hình 4 ). Các cơ sở ở tất cả các vùng của Hoa Kỳ báo cáo mức tiết kiệm năng lượng hàng năm từ 5 đến 6 con số, với mức tiết kiệm lớn nhất được thấy ở các vùng khí hậu phía bắc trải qua mùa đông dài hơn, lạnh hơn. Ngoài ra, bạn có thể loại bỏ các thủ tục giấy tờ và giám sát EPA phức tạp liên quan khi khói thải ra ngoài trời.