Mgła przy obróbce metalu Przedsiębiorca
9 lipca 2020

Metody separacji mgły olejowej

Separacja mgły olejowej to konieczny etap wielu procesów technologicznych związanych z ubytkową obróbką metalu. Dzięki korzystaniu z separatorów mgły olejowej można wyeliminować zagrożenia pojawiające się podczas obsługi centrów obróbczych i poprawić żywotność używanych urządzeń. Metody filtracji używane w separatorach pozwalają na uzyskiwanie bardzo wysokiego stopnia oczyszczenia powietrza.

Dlaczego separacja mgły olejowej jest niezbędna?

Podczas wykonywania różnych procesów technologicznych często pojawia się problem skutecznego usuwania powstających produktów ubocznych i zanieczyszczeń, takich jak gazy, pyły, czy rozmaite odpadki w postaci wiórów lub skrawków używanego materiału. Kłopoty sprawiają również wykorzystywane substancje pomocnicze, które po wypełnieniu swojej funkcji stają się zbędnym, a często również niebezpiecznym odpadem. Sytuacja taka dotyczy zwykle używanych środków smarnych czy chłodziw.

Najlepszym przykładem takich trudności jest efektywne pozbywanie się mgły olejowej pojawiającej się przy procesach związanych z obróbką metali. Podczas toczenia, frezowania czy wiercenia zachodzi zwykle konieczność skutecznego schładzania elementów roboczych – ostrzy frezów, noży tokarskich lub wierteł. Obniżenie temperatury wpływa korzystnie na wydłużenie trwałości używanych narzędzi, pozwalając na pracę z wyższymi obrotami, a jednocześnie zwiększa dokładność obróbki, redukując możliwe zniekształcenia krawędzi tnących. Osiągnięcie najlepszych rezultatów jest możliwe dzięki podawaniu bezpośrednio na ostrza lub obrabiany materiał strumienia chłodziwa, które jest mieszanką środka smarnego i wody. Kontakt chłodziwa z materiałem rozgrzewającym się do wysokiej temperatury sprawia, że część wody odparowuje, a w powietrzu unosi się mieszanina drobnych kropli wody, cząsteczek pary wodnej oraz drobin rozproszonego oleju.

Mgła olejowa stanowi poważny problem, ponieważ poza cząstkami oleju o wielkości nawet poniżej 1 mikrometra znajdują się w niej również drobiny metalu. Przebywanie w atmosferze, w której jest rozproszona mgła olejowa, może być bardzo niebezpieczne. Wdychanie takiej zawiesiny może prowadzić do podrażnień skóry oraz kłopotów z układem oddechowym. Większe zanieczyszczenia mogą w takiej sytuacji gromadzić się na błonach śluzowych jamy nosowej i gardła, osadzać się na ściankach oskrzeli, a także trafiać do płuc powodując podrażnienia i skutki podobne do pylicy. Drobniejsze cząsteczki mogą przenikać bezpośrednio do krwiobiegu, powodując podwyższone ryzyko zatrucia i zwiększając ryzyko choroby nowotworowej. Zagrożone są także oczy osób przebywających w takich warunkach – wyjaśnia ekspert z firmy Klimawent, która specjalizuje się w systemach wentylacji i filtracji przemysłowej.

Najskuteczniejszą metodą pozbywania się mgły olejowej jest stosowanie wydajnych odciągów stanowiskowych oraz stosowanie odpowiednich metod filtracji. Jest to konieczne nie tylko ze względu na bezpośrednie zagrożenie dla zdrowia pracowników obsługujących centra obróbcze, ale także z powodu niebezpieczeństwa, jakie niesie ze sobą mgła olejowa osadzająca się na wszystkich znajdujących się w pobliżu elementach. Stwarza to bowiem ryzyko poślizgnięcia się, a w dodatku prowadzi do zanieczyszczania innych podzespołów, obniżając ich trwałość. Problemem jest również poprawne funkcjonowanie w takich  warunkach układów elektrycznych i elektronicznych.

Rodzaje separatorów mgły olejowej

Najlepszą metodą pozbywania się mgły olejowej z otoczenia maszyn wykorzystujących chłodziwo wodno-olejowe jest montowanie właściwie dobranych wyciągów stanowiskowych. Dzięki odpowiednio wysokiej mocy stosowanych wentylatorów słup unoszącego się ku górze powietrza zabiera zarówno drobiny metalu zawieszone w powietrzu, jak i cząsteczki oleju. Zasysana w ten sposób zawiesina jest specjalnymi kanałami przesyłana do urządzenia filtracyjnego.

Filtry, które pozwalają na separację mgły olejowej, mogą działać w oparciu o różne metody oczyszczania powietrza. Najstarszym i najmniej efektywnym rozwiązaniem były urządzenia wykorzystujące działanie siły odśrodkowej, która sprawiała, że zawieszone w wirującym powietrzu substancje osadzały się na ściankach urządzenia, ściekając do specjalnego zbiornika. Niestety takie rozwiązanie charakteryzowało się niską skutecznością filtracji. We współcześnie produkowanych instalacjach są stosowane bardziej efektywne filtrowanie mechaniczne lub elektrostatyczne.

W przypadku filtrów mechanicznych powietrze wraz z zawiesiną olejową i zanieczyszczeniami jest oczyszczane za pomocą kolejnych filtrów o zmniejszającej się średnicy porów i rosnącej skuteczności. Separatory mgły olejowej działające na zasadzie filtracji mechanicznej stosujące filtrację wielostopniową mogą osiągać różną wydajność, a ich skuteczność sięga nawet 99,95%. Zwykle w pierwszym etapie powietrze trafiające do filtra przechodzi przez komorę, w której część zanieczyszczeń jest usuwana grawitacyjnie. Ze względu na zmianę ciśnienia powietrze ulega tu rozprężeniu, a większe cząsteczki zanieczyszczeń opadają na dół, skąd ściekają do specjalnej komory, w której gromadzony jest olej.

Kolejnym etapem jest zwykle filtr siatkowy wychwytujący nieco mniejsze zanieczyszczenia. Po nim strumień powietrza może być skierowany do dokładniejszej filtracji, prowadzonej np. za pomocą filtra kieszeniowego z włókna szklanego albo do dokładniejszego filtra HEPA w zależności od wymagań co do stopnia oczyszczenia i zawartości zawiesiny. Możliwe jest również połączenie trzech typów filtrów.

Na nieco innej zasadzie działają filtry elektrostatyczne. W tym przypadku zwykle jest również stosowany wstępny filtr siatkowy, który wychwytuje zanieczyszczenia o większych rozmiarach. Następnie strumień powietrza jest jonizowany przy pomocy prądu o wysokim napięciu. Cząsteczki zanieczyszczeń zyskują ładunek dodatni, dzięki czemu osadzają się na znajdującej się w filtrze płycie filtracyjnej, podłączonej do bieguna ujemnego. Gromadzący się w filtrze olej ścieka grawitacyjnie w dół, do umieszczonego pod urządzeniem zbiornika, a oczyszczone powietrze może zostać przekazane na zewnątrz urządzenia.