Rodzaje i klasyfikacja pyłów przemysłowych

Pył powstający podczas procesów produkcyjnych nie jest jednorodnym zanieczyszczeniem. Jego właściwości zależą między innymi od obrabianego materiału, wielkości cząstek, składu chemicznego oraz sposobu, w jaki powstaje i przedostaje się do powietrza. Właśnie dlatego pyły w środowisku pracy wymagają właściwej identyfikacji i dobrania skutecznych metod ograniczania ich stężenia.

W zakładach stolarskich, metalowych, spawalniczych, podczas szlifowania, cięcia czy obróbki laserowej odpylanie jest nie tylko kwestią utrzymania porządku. Stanowi ważny element prawidłowo zaprojektowanego stanowiska pracy. Dobór instalacji powinien wynikać z rodzaju procesu i zanieczyszczeń, a nie wyłącznie z nominalnej wydajności odciągu.

Czym są pyły przemysłowe?

Pyły przemysłowe to cząstki stałe obecne w powietrzu, które mogą powstawać podczas różnych procesów technologicznych. Ich źródłem może być między innymi cięcie, szlifowanie, wiercenie, frezowanie, struganie, rozdrabnianie materiałów czy inne operacje powodujące emisję drobnych cząstek.

W procesach termicznych, takich jak spawanie czy cięcie, mogą powstawać również bardzo drobne cząstki oraz dymy technologiczne. Z punktu widzenia systemu wentylacji i filtracji znaczenie ma zarówno ilość zanieczyszczeń, jak i ich wielkość, skład oraz sposób rozprzestrzeniania się w strefie pracy.

Nie zawsze największe i najbardziej widoczne cząstki stanowią najważniejszy problem. Większe frakcje stosunkowo szybko opadają na maszyny i podłogę, natomiast drobny pył może pozostawać zawieszony w powietrzu przez znacznie dłuższy czas. Dlatego ocena zapylenia nie powinna opierać się wyłącznie na tym, czy pył jest widoczny gołym okiem.

Rodzaje i klasyfikacja pyłów w środowisku pracy

Pyły można klasyfikować według wielu kryteriów. W praktyce zakładowej szczególnie przydatny jest podział według pochodzenia, właściwości materiału oraz wielkości cząstek. Pozwala on lepiej określić charakter zanieczyszczenia i dobrać odpowiedni sposób jego wychwytywania oraz filtracji.

Ta sama instalacja nie musi być odpowiednia dla wszystkich procesów. Duże wióry i trociny drzewne wymagają innego podejścia niż bardzo drobny pył ze szlifowania, dymy spawalnicze czy cząstki powstające podczas obróbki laserowej.

Klasyfikacja pyłów według pochodzenia

W zależności od procesu i obrabianego materiału można spotkać między innymi:

• pyły drzewne – powstające przy cięciu, frezowaniu, struganiu i szlifowaniu drewna oraz materiałów drewnopochodnych,
• pyły metaliczne – związane między innymi ze szlifowaniem, cięciem i obróbką metali,
• pyły mineralne – występujące podczas obróbki materiałów mineralnych, ceramicznych, betonowych czy kamiennych,
• pyły tworzyw sztucznych i materiałów kompozytowych – powstające podczas cięcia, frezowania i szlifowania,
• cząstki i dymy procesów termicznych – występujące między innymi podczas spawania, cięcia termicznego i wybranych procesów laserowych,
• pyły mieszane – zawierające cząstki pochodzące z kilku różnych materiałów lub procesów technologicznych.

Sam materiał bazowy nie zawsze wystarcza do oceny pyłu. Znaczenie mogą mieć również powłoki, farby, oleje, dodatki stopowe, kleje czy inne substancje obecne na obrabianym elemencie.

Frakcja wdychalna i respirabilna

Przy ocenie narażenia zawodowego istotne jest także to, jak głęboko cząstki mogą przedostawać się do układu oddechowego. W praktyce stosuje się między innymi pojęcia frakcji wdychalnej oraz frakcji respirabilnej.

Frakcja wdychalna obejmuje cząstki, które mogą dostać się do organizmu przez nos i usta. Frakcja respirabilna obejmuje natomiast drobniejszą część aerozolu, która może docierać do obszaru wymiany gazowej w płucach.

Oznacza to, że bardzo drobne cząstki, które są słabo widoczne w hali, mogą mieć duże znaczenie przy projektowaniu filtracji. Z tego powodu przy doborze odciągu trzeba uwzględniać nie tylko objętość powstających odpadów, ale również charakter i wielkość cząstek.

Źródła emisji pyłów w zakładach

Źródło emisji jest bezpośrednio związane z technologią. W zakładzie stolarskim duże ilości trocin, wiórów i pyłu mogą powstawać przy pilarkach, frezarkach, strugarkach, szlifierkach i maszynach CNC. Do takich stanowisk stosuje się między innymi odciągi do wiórów, trocin i pyłu.

W zakładzie metalowym źródłami emisji mogą być szlifierki, przecinarki, stanowiska obróbki mechanicznej, spawanie oraz procesy termiczne. Podczas spawania powstaje aerozol spawalniczy i dym, dlatego warto przechwytywać zanieczyszczenia możliwie blisko miejsca ich powstawania za pomocą odciągów spawalniczych.

Przy cięciu i grawerowaniu laserowym rodzaj zanieczyszczeń zależy od obrabianego materiału i technologii. Do takich procesów przeznaczone są odciągi do laserów, które umożliwiają wychwytywanie pyłu i dymu bezpośrednio z obszaru obróbki.

Do częstych źródeł emisji należą:

• cięcie i rozcinanie materiałów,
• szlifowanie i polerowanie,
• frezowanie i wiercenie,
• obróbka drewna,
• spawanie i cięcie termiczne,
• cięcie oraz grawerowanie laserowe,
• przesypywanie i transport materiałów sypkich,
• czyszczenie maszyn i stanowisk sprężonym powietrzem.

Najskuteczniejsze jest przechwycenie zanieczyszczenia możliwie blisko miejsca jego powstawania, zanim rozprzestrzeni się ono po całej hali.

Które pyły wymagają szczególnej uwagi?

Nie można stworzyć jednej listy „najbardziej szkodliwych pyłów” bez uwzględnienia ich składu, stężenia i czasu narażenia. Szczególnej uwagi wymagają jednak pyły zawierające substancje o działaniu toksycznym, uczulającym, drażniącym, zwłókniającym lub rakotwórczym oraz bardzo drobne cząstki zdolne do docierania głęboko do układu oddechowego.

Ryzyko może zależeć również od konkretnego gatunku materiału i jego dodatków. Inny skład będzie miał pył czystego drewna, inny pył płyty drewnopochodnej z klejami, a jeszcze inny aerozol powstający podczas spawania stopów zawierających różne pierwiastki.

Podobnie w procesach laserowych rodzaj powstających zanieczyszczeń zależy od ciętego materiału, jego powłok i parametrów procesu. Dlatego przed doborem systemu filtracyjnego należy ustalić, co faktycznie jest obrabiane i jakie zanieczyszczenia mogą się pojawić.

Ocena ryzyka nie powinna więc kończyć się na określeniu „pył metalowy” czy „pył drzewny”. W praktyce istotne są skład, frakcja, poziom narażenia oraz czas ekspozycji pracownika.

Jak ograniczać zapylenie na stanowisku pracy?

Najlepsze efekty daje ograniczanie emisji już u źródła. Jeżeli jest to możliwe, proces powinien być osłonięty lub częściowo hermetyzowany, a odciąg miejscowy powinien znajdować się możliwie blisko strefy powstawania pyłu.

Wentylacja ogólna hali może wspierać wymianę powietrza, ale nie powinna zastępować skutecznego odciągu miejscowego przy procesach generujących duże ilości pyłu lub dymu. Im szybciej zanieczyszczenie zostanie przechwycone, tym mniejsza ilość rozprzestrzeni się po pomieszczeniu i osiądzie na maszynach.

W zakładach drzewnych przy pojedynczych i kilku stanowiskach stosuje się odciągi dopasowane do króćców maszyn. W większych instalacjach mogą pracować przemysłowe odciągi DCV do trocin i pyłów, przeznaczone do obsługi bardziej rozbudowanych systemów.

Sam zakup odciągu nie wystarczy. Instalacja wymaga regularnej kontroli, czyszczenia filtrów, sprawdzania szczelności przewodów oraz usuwania zgromadzonych odpadów. Spadek przepływu powietrza spowodowany zatkanym filtrem lub nieszczelnością może znacząco obniżyć skuteczność wychwytywania pyłu.

Przy projektowaniu systemu warto uwzględnić:

• rodzaj i skład pyłu,
• wielkość i charakter cząstek,
• ilość zanieczyszczeń powstających w jednostce czasu,
• liczbę jednocześnie pracujących stanowisk,
• wymagany przepływ powietrza,
• straty ciśnienia w przewodach,
• rodzaj i powierzchnię filtracji,
• sposób opróżniania zbiornika lub worków,
• możliwość rozbudowy instalacji,
• właściwości pożarowe i wybuchowe konkretnego pyłu.

Właściwa organizacja obejmuje również regularne sprzątanie powierzchni i niedopuszczanie do nadmiernego gromadzenia się osadów. Jeżeli po zastosowaniu rozwiązań technicznych nadal występuje narażenie, konieczne może być uzupełnienie ochrony o odpowiednio dobrane środki ochrony indywidualnej.

Podsumowanie

Rodzaje i klasyfikacja pyłów przemysłowych zależą od materiału, procesu technologicznego, składu zanieczyszczeń oraz wielkości cząstek. Przy ocenie stanowiska należy uwzględniać zarówno widoczne wióry i większe frakcje, jak i drobny pył oraz aerozole, które mogą przez długi czas pozostawać w powietrzu.

Skuteczne odpylanie zaczyna się od identyfikacji źródła i przechwycenia zanieczyszczeń możliwie blisko miejsca ich powstawania. Dopiero na tej podstawie można dobrać przepływ powietrza, rodzaj filtracji i wielkość instalacji. Prawidłowo zaprojektowany system pomaga ograniczyć zapylenie hali, chronić maszyny i tworzyć lepiej zorganizowane środowisko pracy.