Промышленная пыль далеко не всегда является только санитарной проблемой. На предприятиях деревообработки, пищевой промышленности, химического производства, фармацевтики, металлургии и ряда других отраслей мелкодисперсные частицы способны образовывать с воздухом горючие и взрывоопасные смеси. В таких условиях обычный промышленный пылесос сам может стать источником воспламенения — например, из-за искры в электродвигателе, накопившегося статического заряда или нагрева отдельных элементов.
Для работы в подобных помещениях применяется специальное оборудование, конструкция которого рассчитана на предотвращение появления опасных источников воспламенения. Технические характеристики, особенности исполнения и возможные конфигурации оборудования можно сопоставить, изучив подробнее о взрывобезопасных пылесосах. При выборе важно учитывать не только производительность аппарата, но и категорию взрывоопасной зоны, свойства собираемой пыли, способ фильтрации, наличие антистатических элементов и допустимый режим эксплуатации.
Что представляет собой взрывобезопасный пылесос
Взрывобезопасный пылесос — это промышленная уборочная установка, конструкция которой снижает вероятность воспламенения горючей пыли, газа, пара или иной потенциально опасной среды. Главное отличие такого оборудования от стандартного промышленного пылесоса заключается не в мощности всасывания, а в комплексе технических мер безопасности.
В зависимости от исполнения применяются:
- антистатические корпуса, шланги и принадлежности;
- электропроводящие соединения;
- система выравнивания электрического потенциала;
- двигатели соответствующего защищённого исполнения;
- элементы, не создающие опасного искрения;
- термостойкие детали;
- специальные фильтры;
- герметичные соединения;
- заземление оборудования;
- контроль температуры отдельных узлов;
- конструкции, препятствующие накоплению заряда статического электричества.
Наличие одного антистатического шланга ещё не делает аппарат взрывобезопасным. Оценивается вся конструкция в целом: двигатель, электрооборудование, система фильтрации, корпус, контейнер, шланги, насадки и способ отвода заряда.
Почему производственная пыль может взрываться
Многие вещества, которые в обычном состоянии не воспринимаются как опасные, становятся пожаро- и взрывоопасными после измельчения до состояния мелкой пыли.
К таким материалам относятся древесина, мука, сахар, крахмал, какао, некоторые пластмассы, уголь, алюминий, магний, химические порошки, фармацевтическое сырьё и значительное количество органических соединений.
Причина связана с увеличением площади поверхности вещества. Крупный кусок материала может гореть медленно, тогда как огромное количество микроскопических частиц, распределённых в воздухе, соприкасается с кислородом практически всей поверхностью одновременно.
Для возникновения пылевого взрыва обычно требуется сочетание нескольких факторов:
- наличие горючего материала;
- достаточно мелкая фракция частиц;
- определённая концентрация пыли в воздухе;
- кислород;
- замкнутое либо частично замкнутое пространство;
- источник воспламенения.
Источником воспламенения может стать электрическая искра, горячая поверхность, механическое трение, открытое пламя или электростатический разряд.
Особенно опасным является вторичный взрыв. Первый локальный хлопок поднимает в воздух пыль, лежащую на перекрытиях, оборудовании, балках и коммуникациях. После этого образуется значительно более крупное пылевое облако, способное вызвать повторный взрыв существенно большей силы. По этой причине регулярное удаление осевшей пыли является элементом промышленной безопасности, а не только поддержанием чистоты.
Чем взрывобезопасный пылесос отличается от обычного
Стандартный промышленный пылесос рассчитан прежде всего на высокую нагрузку, продолжительную работу и сбор большого количества загрязнений. Однако высокая производительность сама по себе ничего не говорит о возможности эксплуатации во взрывоопасной среде.
В обычном оборудовании потенциальными источниками воспламенения могут быть:
- щёточный электродвигатель;
- выключатели и электрические контакты;
- статический заряд на пластиковом шланге;
- электрические соединения;
- перегретый двигатель;
- трение металлических элементов;
- искрение при попадании отдельных частиц внутрь оборудования.
Во взрывобезопасной модели эти риски учитываются ещё на стадии проектирования.
Особое значение имеет электрическая непрерывность системы. Заряд должен безопасно отводиться от насадки через шланг и корпус оборудования к заземлению. Если в этой цепи имеется диэлектрический участок, например обычный пластиковый переходник, антистатические свойства всей системы могут оказаться нарушены.
Где применяется такое оборудование
Деревообработка
При распиловке, шлифовании и фрезеровании древесины образуется большое количество мелкой пыли. Особенно опасны участки шлифования, мебельные производства, предприятия по изготовлению древесных плит и системы удаления отходов деревообработки.
Взрывобезопасные пылесосы могут использоваться для уборки оборудования, пола, технологических линий, вытяжных систем и труднодоступных поверхностей.
Пищевая промышленность
Мука, сахарная пудра, крахмал и некоторые другие пищевые порошки способны образовывать взрывоопасные пылевоздушные смеси.
На производстве оборудование применяется возле смесителей, дозаторов, фасовочных аппаратов, конвейеров, мельниц и участков пересыпания сухого сырья.
Металлообработка
Особого внимания требует мелкодисперсная пыль алюминия, магния и некоторых других металлов. Определённые металлические порошки обладают высокой реакционной способностью, поэтому требования к системе уборки могут быть существенно строже, чем при работе с обычной минеральной пылью.
Для конкретного материала необходимо учитывать не только взрывоопасность, но и его химическую совместимость с фильтрами, корпусом и способом сбора.
Химическое производство
Порошкообразные реагенты, полимеры, красители, смолы и компоненты химических смесей могут обладать различными характеристиками горючести.
Здесь особенно важны точное определение категории рабочей среды и соответствие оборудования конкретным условиям эксплуатации.
Фармацевтическая промышленность
На предприятиях фармацевтической отрасли одновременно предъявляются высокие требования к чистоте производства и безопасному сбору мелкодисперсного сырья.
Пылесосы могут использоваться при загрузке и разгрузке оборудования, таблетировании, смешивании порошков, упаковке и санитарной очистке технологических помещений.
Окрасочные и полимерные производства
Порошковые краски и некоторые полимерные материалы также способны создавать потенциально опасные среды. Для таких участков применяют аппараты соответствующего исполнения с антистатическими принадлежностями и контролируемым отводом заряда.
Взрывоопасные зоны и почему они имеют значение
На промышленных объектах опасные участки классифицируются в зависимости от характера среды и вероятности её появления.
Для пылевых сред обычно используются зоны 20, 21 и 22.
Зона 20
Взрывоопасное облако горючей пыли присутствует постоянно, длительное время либо возникает часто.
Такие условия характерны главным образом для внутреннего пространства некоторых технологических установок, бункеров, фильтров и систем транспортировки порошковых материалов.
Зона 21
Опасная концентрация пыли может периодически возникать при нормальной работе оборудования.
Примером являются участки возле мест загрузки, выгрузки и пересыпания порошкообразных материалов.
Зона 22
В нормальном рабочем режиме образование опасного пылевого облака маловероятно, а если оно возникает, то сохраняется относительно недолго.
Несмотря на меньшую вероятность возникновения опасной среды, использование неподходящего электрического оборудования в таких помещениях также недопустимо.
Для газов и паров применяется другая классификация — зоны 0, 1 и 2. Поэтому пылезащищённый аппарат нельзя автоматически считать пригодным для любой газовой взрывоопасной среды.
Виды взрывобезопасных пылесосов
Электрические модели
Наиболее распространённый вариант для предприятий, где имеется подходящая электрическая инфраструктура.
Электрические установки удобны при стационарной и мобильной уборке, могут комплектоваться различными двигателями, фильтрами и системами выгрузки.
Главное условие — соответствие электрооборудования категории зоны, в которой предполагается эксплуатация.
Пневматические модели
В некоторых производственных условиях предпочтительнее аппараты, работающие от сжатого воздуха.
Отсутствие обычного электрического двигателя позволяет исключить часть электрических рисков. Такие установки востребованы там, где уже имеется промышленная пневматическая сеть.
Недостатком становится зависимость от производительности компрессорной системы и расхода сжатого воздуха.
Стационарные установки
Используются на постоянных технологических участках и могут интегрироваться в производственную линию.
Их преимуществом является возможность организовать сбор загрязнений непосредственно в точке их образования.
Мобильные пылесосы
Оборудуются колёсной базой и предназначены для перемещения между рабочими зонами.
Такой вариант удобен для обслуживания цехов, складов и нескольких технологических участков одним аппаратом.
Фильтрация опасной пыли
Фильтр является одним из наиболее важных компонентов промышленного пылесоса. Его задача состоит не только в защите двигателя, но и в предотвращении возвращения собранных частиц обратно в помещение.
Для мелкодисперсных загрязнений применяются многоступенчатые системы.
Типичная схема может включать:
- предварительное отделение крупных частиц;
- основной фильтр большой площади;
- дополнительный фильтр тонкой очистки;
- HEPA-фильтр для особо мелкой пыли.
Конкретная схема зависит от характера материала.
Чем быстрее фильтр покрывается плотным слоем загрязнений, тем сильнее уменьшается воздушный поток. Поэтому на производствах с большим количеством пыли большое значение имеет механизм очистки фильтрующего элемента.
Применяется механическое встряхивание, обратная продувка, импульсная очистка и другие системы.
Автоматическая очистка особенно удобна при продолжительной работе, поскольку позволяет уменьшить количество остановок оборудования.
Что означают классы пыли L, M и H
В профессиональном уборочном оборудовании встречается классификация пыли по степени опасности.
Класс L
Предназначен для относительно малоопасных загрязнений. Требования к эффективности фильтрации здесь сравнительно умеренные.
Класс M
Применяется при работе с более опасной мелкодисперсной пылью. В эту категорию могут попадать отдельные виды древесной, минеральной и производственной пыли.
Класс H
Предназначен для особо опасных загрязнений, для которых требуется очень высокая степень удержания частиц.
Важно учитывать, что класс пыли и взрывозащищённость характеризуют разные свойства оборудования. Аппарат с высокоэффективным фильтром не становится автоматически взрывобезопасным. И наоборот, наличие взрывозащищённого исполнения не означает, что система фильтрации подходит для любого токсичного или канцерогенного вещества.
Антистатическая защита
При движении сухой пыли и воздуха по шлангу возникает трение. Если материалы оборудования обладают высоким электрическим сопротивлением, заряд может постепенно накапливаться.
Потенциал иногда достигает значительных величин, после чего происходит короткий электрический разряд. Человек воспринимает его как небольшую искру, однако во взрывоопасной среде энергии такого разряда может оказаться достаточно для воспламенения смеси.
Поэтому качественная система предусматривает электропроводящие или антистатические:
- шланги;
- соединительные муфты;
- трубки;
- насадки;
- элементы контейнера.
Необходимо также правильно организовать заземление. Использование антистатического шланга при незаземлённом корпусе не решает проблему отвода заряда полностью.
Сбор сухих и влажных материалов
Не каждый взрывобезопасный пылесос предназначен одновременно для сухой пыли и жидкостей.
При выборе необходимо точно определить, что именно будет попадать внутрь аппарата. Возможны различные варианты:
- исключительно сухая пыль;
- крупная стружка и частицы;
- влажные загрязнения;
- технологические жидкости;
- смесь жидкости с твёрдыми частицами.
Для металлических порошков вопрос особенно сложен. Некоторые металлы способны вступать в реакцию с водой, а свойства материала после увлажнения могут существенно изменяться. Поэтому произвольно применять влажный способ сбора вместо сухого нельзя.
Контейнер и система выгрузки
На небольших производствах удобен съёмный металлический контейнер. После заполнения его отсоединяют и освобождают от собранного материала.
При больших объёмах пыли применяются более производительные решения:
- увеличенные контейнеры;
- мешковые системы;
- непрерывные пакеты;
- циклонные предварительные сепараторы;
- шлюзовые разгрузочные устройства;
- централизованные системы сбора.
Предварительный сепаратор позволяет отделить значительную долю крупных частиц до их попадания в основной пылесос. Это уменьшает нагрузку на фильтр и увеличивает фактическую вместимость системы.
Производительность и разрежение — не одно и то же
При сравнении промышленных пылесосов часто ошибочно ориентируются только на мощность двигателя.
Практическую эффективность определяют прежде всего два параметра: расход воздуха и создаваемое разрежение.
Большой воздушный поток полезен для захвата значительного количества лёгкой пыли. Высокое разрежение требуется при работе с тяжёлыми частицами, длинными шлангами или сопротивлением технологической системы.
Поэтому аппарат с большей электрической мощностью не обязательно будет эффективнее в конкретной задаче.
Необходимо учитывать:
- диаметр шланга;
- его длину;
- плотность материала;
- размер частиц;
- сопротивление фильтров;
- предполагаемый режим работы.
Лучшие варианты для разных условий эксплуатации
Универсального взрывобезопасного пылесоса для всех производств не существует. Лучшим является исполнение, параметры которого соответствуют конкретной технологической задаче.
Для периодической уборки небольшого участка рациональны мобильные модели с компактным контейнером и удобной системой очистки фильтра.
Для цеха с постоянным образованием большого количества лёгкой пыли лучше подходят установки с высокой производительностью по воздуху, увеличенной площадью фильтра и системой автоматической очистки.
При сборе тяжёлой металлической стружки требуется значительное разрежение и механически прочная конструкция.
Для непрерывного технологического процесса предпочтительны стационарные трёхфазные установки, рассчитанные на длительную работу.
При больших объёмах отходов выгодно использовать предварительный сепаратор или систему непрерывной выгрузки, поскольку остановка аппарата после заполнения небольшого контейнера будет снижать производительность всего участка.
Для помещений, где использование электрического оборудования ограничено, одним из наиболее подходящих решений может стать пневматический аппарат.
Преимущества перед обычными способами уборки
Использование специализированного пылесоса имеет ряд преимуществ по сравнению с ручной уборкой, подметанием и продувкой сжатым воздухом.
Пыль не поднимается повторно в воздух
При подметании мелкодисперсные частицы неизбежно разлетаются по помещению. Пылесос сразу направляет их внутрь закрытой системы.
Можно очищать оборудование
С помощью насадок и шлангов удаляется пыль с корпусов станков, технологических конструкций, кабельных каналов, балок и других сложных поверхностей.
Сокращается распространение загрязнений
Собранная пыль остаётся в герметичном контейнере или мешке, а не переносится по производственному помещению.
Уменьшается концентрация горючего материала
Регулярное удаление осевшей пыли снижает количество вещества, способного участвовать во вторичном пылевом взрыве.
Повышается качество санитарной очистки
Особенно это важно на пищевых, фармацевтических и высокоточных производствах.
Продувка оборудования сжатым воздухом, напротив, часто только перемещает загрязнения с одной поверхности на другую и создаёт плотное облако мелких частиц.
На какие характеристики смотреть при выборе
Перед приобретением оборудования необходимо составить техническое описание задачи.
Следует определить:
- тип собираемого вещества;
- размер и плотность частиц;
- способность материала воспламеняться;
- требуемую категорию взрывозащиты;
- класс опасности пыли;
- необходимый расход воздуха;
- требуемое разрежение;
- продолжительность непрерывной работы;
- предполагаемый объём отходов;
- длину и диаметр шланга;
- необходимость сбора жидкостей;
- способ выгрузки контейнера;
- требования к тонкости фильтрации.
Для производственных объектов особенно важно рассматривать аппарат не отдельно, а как элемент общей системы безопасности предприятия.
Типичные ошибки
Одна из самых серьёзных ошибок — использование обычного строительного пылесоса для уборки потенциально взрывоопасной пыли только потому, что он имеет мощный двигатель и качественный фильтр.
Другой распространённый случай — замена штатного антистатического шланга дешёвым пластиковым аналогом. Такая деталь способна нарушить электрическую непрерывность всей системы.
Опасно также устанавливать неоригинальные фильтры неизвестного сопротивления. Если воздушный поток резко уменьшается, двигатель может работать в ненормальном режиме, а эффективность сбора пыли заметно снизится.
Ещё одна ошибка — выбирать оборудование только по объёму контейнера. Для мелкой пыли намного важнее площадь фильтра, способ его очистки и сохранение стабильного воздушного потока.
Несколько важных технических фактов
Пылевой взрыв возможен даже при веществах, которые в массивном состоянии трудно воспламенить. Решающее значение имеет размер частиц и концентрация их в воздухе.
Чем мельче частицы, тем быстрее они могут вступать в реакцию с кислородом.
Наиболее опасная пыль часто практически незаметна визуально: крупные частицы быстро оседают, а мелкая фракция длительное время остаётся в воздухе.
Пластиковый шланг способен участвовать в накоплении статического заряда, поэтому материал аксессуаров имеет такое же значение, как конструкция самого пылесоса.
Слой пыли на оборудовании опасен даже тогда, когда в воздухе её концентрация невелика. При аварии этот слой способен подняться и сформировать вторичное пылевое облако.
Высокоэффективная фильтрация и взрывозащищённость не являются взаимозаменяемыми характеристиками. Они решают разные задачи и должны оцениваться независимо.
Обслуживание и контроль состояния
Безопасность оборудования сохраняется только при правильной эксплуатации.
Необходимо регулярно проверять состояние:
- шлангов;
- электрических соединений;
- заземления;
- фильтров;
- уплотнений;
- контейнера;
- механизма очистки;
- колёс и фиксаторов;
- кабеля питания;
- защитных элементов двигателя.
Повреждённый антистатический шланг нельзя рассматривать только как механическую неисправность. Нарушение проводящего слоя способно изменить электрические характеристики всей системы.
Фильтр также следует обслуживать в соответствии с фактической нагрузкой. Работа с полностью забитым элементом снижает расход воздуха, ухудшает сбор загрязнений и увеличивает нагрузку на установку.
Персонал должен понимать, какие вещества разрешено собирать конкретной моделью. Даже технически совершенный аппарат становится небезопасным при использовании вне предусмотренных производителем условий.
Как правильно оценивать оборудование перед покупкой
Выбор лучше начинать не с каталога моделей, а с анализа технологического процесса. Необходимо знать, где именно возникает пыль, из какого материала она состоит, сколько её образуется за смену и каким способом она удаляется сейчас.
После этого определяют характеристики опасной зоны и требования к исполнению оборудования. Затем подбирают производительность, систему фильтрации, вместимость, режим работы и комплект аксессуаров.
Для периодической уборки нескольких рабочих мест нет необходимости устанавливать тяжёлую стационарную систему. В то же время компактный мобильный аппарат может оказаться недостаточным для производственной линии, где пыль образуется непрерывно.
Грамотно подобранный взрывобезопасный пылесос решает сразу несколько задач: удаляет производственные загрязнения, снижает концентрацию мелкодисперсных частиц, облегчает очистку оборудования и уменьшает количество осевшего горючего материала. Его эффективность определяется не номинальной мощностью двигателя, а соответствием конкретной пыли, рабочей зоне, режиму эксплуатации и всей системе промышленной безопасности предприятия.