Applications laser et plasma : sélection d’un système de dépoussiérage

Les applications de découpe thermique, comme la découpe plasma ou laser, génèrent beaucoup de fumées et de particules qui peuvent présenter un risque sanitaire pour les opérateurs et provoquer des dysfonctionnements sur les équipements.

Les dépoussiéreurs intégrés dans les systèmes de découpe contribuent à réduire l’exposition des opérateurs aux fumées et à protéger ces équipements coûteux. Lors de la sélection d’un dépoussiéreur, il faut bien prendre en compte les problèmes posés par les poussières d’origine thermique sur les filtres, notamment la taille des particules, l’encrassement et le risque de combustion des poussières.

Les avantages des supports de filtration en surface

Les particules fines générées par les applications de découpe thermique nécessitent des dépoussiéreurs à cartouche très efficaces. La filtration en surface, les supports à nanofibres et les configurations avec flux d’air descendant améliorent considérablement les performances du dépoussiéreur. Les nanofibres facilitent l’enlèvement des très fines particules du flux d’air grâce à différents phénomènes de filtration, notamment l’interception, la diffusion et l’impact par inertie. Les nanofibres accroissent l’efficacité globale du support filtrant et forcent les particules à s’accumuler à la surface du support, le décolmatage par impulsion pouvant alors être efficace. La configuration avec flux d’air descendant est également essentielle pour stabiliser la perte de charge sur les applications de découpe thermique. Pendant le décolmatage, le flux d’air descendant facilite l’évacuation des particules fines et des fumées de la surface du filtre. Les particules s’incrustent fréquemment dans la surface de filtres à cartouche qui ne contiennent pas de nanofibres, ce qui réduit le débit
d’air sur la table de découpe et la durée de vie du filtre.

Détermination de la taille du dépoussiéreur

La taille d’un dépoussiéreur dépend du débit d’air nécessaire pour absorber les fumées et les particules. Généralement, plus la table de découpe est large, plus élevé sera le débit d’air nécessaire pour absorber les poussières et donc plus grand le dépoussiéreur. D’autres variables influencent également le débit d’air, notamment les dimensions de la table, la fraction de table couverte par la pièce à usiner et le nombre de zones couvertes dans la table pendant l’opération de découpe. Les tables avec flux d’air descendant sont souvent cloisonnées pour réduire le débit d’air total nécessaire à une capture efficace des poussières, ce qui permet de réduire la taille du dépoussiéreur. La taille du dépoussiéreur dépend alors fréquemment de facteurs tels que le nombre de têtes de découpe, la technologie de découpe (laser, plasma, oxycoupage, etc., la matière à découper, la vitesse de découpe et la durée de fonctionnement de la torche. Pour les pièces à usiner plus grandes, plusieurs machines de découpe peuvent être intégrées dans une seule table à flux d’air descendant.

Le débit d’air à travers la table de découpe doit être suffisant pour générer une vitesse descendante à la surface de la table qui neutralise les fumées montantes. Pour les applications de découpe thermique, la vitesse minimale descendante du flux d’air nécessaire pour empêcher les fumées et les particules de s’échapper de la table de découpe est généralement de l’ordre de 45 à 76 m/min (150 à 250 pi/min), mais cela peut varier en fonction du type et des dimensions de la table.

La nécessité d’une analyse des risques

Comme pour tout procédé, l’utilisateur doit effectuer une analyse des risques avant de choisir une stratégie de dépoussiérage. Tous les procédés de découpe thermique génèrent des étincelles et les poussières recueillies peuvent être combustibles, avec un risque d’explosion et/ou d’incendie. La conception d’un collecteur de poussières sèches doit impérativement limiter le risque de sources d’inflammation. Il faut également prendre en compte le risque lié à la collecte de particules métalliques de différentes natures. L’Association nationale de protection contre les incendies (NFPA) a publié un certain nombre de normes visant à limiter les risques associés aux poussières métalliques combustibles.

Ces dernières années, le Service de la sécurité et de l’hygiène du travail (OSHA) a considérablement réduit les valeurs d’exposition admissible (VEA) de nombreuses poussières, comme le chrome hexavalent. Dans les applications de découpe, cela peut créer des problèmes beaucoup plus importants pour des métaux comme l’acier inoxydable qui contiennent du chrome, comparativement à d’autres métaux plus communs, comme l’acier au carbone ou l’aluminium. Un filtre de surveillance peut être nécessaire dans les installations qui recyclent l’air afin de réduire les émissions qui résultent d’un procédé de découpe.

Faites appel à des experts

Compte tenu des problèmes de filtration posés par les applications de découpe thermique, les fabricants doivent consulter des experts en filtration pour obtenir des solutions de dépoussiérage qui répondent aux exigences des autorités compétentes, protéger les équipements de découpe et limiter l’exposition des opérateurs aux fumées et particules dangereuses générées par ces applications.