Vysokoteplotné materiály na zváranie a priemyselnú tepelnú ochranu

Priemyselná tepelná ochrana pri zváraní a práci s otvoreným ohňom

Zváranie, rezanie plameňom, spájkovanie natvrdo, brúsenie a súvisiace práce s vysokými teplotami môžu vystaviť osoby, zariadenia a okolité povrchy viacerým druhom nebezpečenstva. Patria medzi ne ultrafialové a infračervené žiarenie elektrického oblúka, sálavé a konvekčné teplo, iskry, horúca troska, kvapky roztaveného kovu, priamy plameň, horúce úlomky a vznietenie blízkych horľavých materiálov. Všetky tieto druhy pôsobenia nemožno opísať jedinou hodnotou teploty.

Vysokoteplotné tkaniny VITCAS možno spracovať na tepelné bariéry, závesy, prikrývky, odnímateľné kryty a ochranné clony prispôsobené konkrétnemu použitiu. Výber musí vychádzať z celkových prevádzkových podmienok, geometrie inštalácie a konštrukcie hotovej zostavy. Vhodná textilná bariéra dopĺňa posúdenie rizík, riadenie procesu, vetranie, udržiavanie poriadku a osobné ochranné pracovné prostriedky, ale nenahrádza ich.

Deklarované teplotné limity a výber materiálu

Trvalá prevádzková teplota je úroveň, pri ktorej je materiál určený na nepretržité používanie za stanovených podmienok. Krátkodobý alebo maximálny teplotný limit platí iba pre obmedzené pôsobenie a nesmie sa považovať za trvalú návrhovú teplotu. Skutočná teplota tkaniny závisí od vzdialenosti od zdroja, hustoty tepelného toku, orientácie, vetrania, kontaktu, dĺžky pôsobenia a od toho, či horúce častice zostávajú na povrchu.

Uvedené hodnoty sú publikované limity konkrétnych výrobkov, nie záruky ochrany pri určitom zváracom procese alebo proti roztavenému kovu. Výkon ovplyvňujú plošná hmotnosť, hrúbka a väzba tkaniny, stav povlaku, sklon, energia a dĺžka pôsobenia. Pred výberom bariéry s kritickou bezpečnostnou funkciou overte aktuálne technické údaje a dostupné výsledky skúšok pre dané použitie.

Výber tkaniny podľa druhu pôsobenia

Iskry, rozstrek a horúca troska

Na nepriehľadný záves alebo univerzálnu zváraciu prikrývku môže byť praktickým základným materiálom pružná neupravená tkanina zo skleného vlákna. Pri intenzívnejšom rozstreku, oderu alebo lokálnom tepelnom namáhaní môže byť potrebná tkanina s grafitovým alebo vermikulitovým povlakom. Bariéra má byť naklonená alebo usporiadaná tak, aby horúce častice skĺzli a nehromadili sa v záhyboch, priehlbinách alebo na vodorovných plochách. Krátkodobý teplotný limit neurčuje odolnosť proti opakovanému dopadu kvapiek ani proti nahromadenému roztavenému materiálu.

Rozstrek roztaveného kovu

Informácie o výrobkoch uvádzajú tkaninu zo skleného vlákna s grafitovým povlakom, tkaninu zo skleného vlákna s vermikulitovým povlakom a tkaninu z biologicky rozpustného keramického vlákna na vybrané aplikácie ochrany proti rozstreku. Vhodnosť naďalej závisí od druhu roztaveného kovu alebo zliatiny, teploty, hmotnosti kvapiek, intenzity rozstreku, uhla dopadu a stavu tkaniny. Odolnosť proti jednému roztavenému kovu nemožno automaticky predpokladať pri inom kove. Pri ochrane osôb alebo kriticky dôležitých technologických zariadení si vyžiadajte príslušné výsledky skúšok.

Sálavé teplo a horúce zariadenia

Tkanina s hliníkovou fóliou vytvára povrch s nízkou emisivitou, ktorý môže obmedziť prenos sálavého tepla, ak je reflexná strana čistá, správne orientovaná a oddelená od zdroja. Potiahnuté tkaniny zo skleného vlákna sú vhodné aj ako odolné vonkajšie vrstvy odnímateľných izolačných krytov a plášťov strojov. Teplota na studenej strane sa musí vypočítať podľa celej zostavy vrátane hrúbky izolácie, švov, upevňovacích prvkov a vzduchových medzier. Nemožno ju určiť iba z teplotného limitu vonkajšej tkaniny.

Priamy plameň a otvory priemyselných pecí

Sklená tkanina s vermikulitovým povlakom, kremičitá tkanina s vermikulitovým povlakom a tkanina z keramického vlákna predstavujú v tomto sortimente možnosti pre vyššie teploty. Aj keď je deklarované použitie pri priamom plameni, musia sa stanoviť dĺžka pôsobenia, rýchlosť plameňa, atmosféra a mechanické zaťaženie. Závesy pri dverách pecí vyžadujú aj vhodné prekrytie, zaistenie okrajov a bezpečnú vzdialenosť od pohybujúcich sa zariadení.

Pôsobenie poveternostných vplyvov, olejov a chemikálií

Neoprénové, silikónové, akrylové povlaky a povlaky z kremičitanu vápenatého zlepšujú vybrané environmentálne alebo mechanické vlastnosti, každý povlak však mení prípustnú teplotu a správanie povrchu. Neoprén je nízkoteplotnou možnosťou pre vonkajšie kryty a kryty vystavené olejom. Silikónový povlak zabezpečuje odolnosť proti vode a chemikáliám pri trvalej teplote do 260 °C. Tkanina s povlakom z kremičitanu vápenatého kombinuje vyšší trvalý limit 700 °C s odolnosťou proti poveternostným vplyvom a oderu. Namiesto spoliehania sa na všeobecné tvrdenie o odolnosti overte pôsobenie konkrétnej chemickej látky.

Šijacie nite a zhotovené zostavy

Odolnosť tepelnej bariéry určuje jej najslabší prvok. Vyberte vysokoteplotnú šijaciu niť, lemy, upevňovacie prvky, oká, drôt, háky a izoláciu zodpovedajúce prevádzkovým podmienkam celej zostavy. Ak je to možné, umiestnite švy mimo miest s najintenzívnejším pôsobením a použite prekrytie, ktoré zabráni priamemu prenikaniu iskier a žiarenia.

Zváracie zásteny, OOPP a opatrenia na pracovisku

Nepriehľadná tepelne odolná tkanina nie je automaticky vyhovujúcou zváracou zástenou. Britský úrad HSE odporúča, aby zváracie závesy a zásteny používané na ochranu pracovníkov v okolí pred žiarením elektrického oblúka spĺňali normu BS EN ISO 25980 alebo poskytovali minimálne rovnakú úroveň ochrany. Overte zhodu hotového závesu alebo zásteny. Teplotný limit tkaniny nepreukazuje ochranu proti ultrafialovému, viditeľnému ani infračervenému žiareniu.

Samotná tkanina a niť tiež nie sú automaticky certifikovanými zváracími prikrývkami, ochrannými odevmi ani inými osobnými ochrannými pracovnými prostriedkami. Hotové výrobky musia mať konštrukciu a spracovanie zodpovedajúce zamýšľanému použitiu a vyžadujú príslušné skúšky, posúdenie zhody, návody a označenie. Nenahrádzajú vhodné zváracie kukly, ochranu zraku, rukavice, odev ani ochranu dýchacích ciest.

Textilné zásteny neodstraňujú zvárací dym. Zváranie v interiéri si bežne vyžaduje účinné miestne odsávanie pri zdroji a vhodné prostriedky na ochranu dýchacích ciest, ak technické opatrenia nedokážu dostatočne obmedziť expozíciu. Bariéry umiestnite tak, aby nebránili navrhnutému prúdeniu vzduchu ani nevytvárali uzavretý priestor, v ktorom sa hromadia dym alebo ochranný plyn.

Inštalácia, kontrola a bezpečnosť pri práci s vysokými teplotami

• Posúďte proces: zaznamenajte metódu zvárania alebo rezania, prúd, prídavný materiál, kov, trvanie, vzdialenosť medzi zdrojom a bariérou a očakávané iskry, trosku alebo rozstrek.
• Odstráňte horľavé materiály: textilná bariéra nie je dôvodom na ponechanie horľavého materiálu v zóne práce s vysokými teplotami.
• Odstráňte medzery: panely prekrývajte a chráňte podlahu, zadnú časť aj boky, kadiaľ môžu iskry alebo žiarenie preniknúť okolo neúplnej zásteny.
• Zabráňte zachytávaniu častíc: prikrývky napnite alebo nakloňte tak, aby sa iskry a roztavené kvapky nehromadili v záhyboch.
• Chráňte okraje a švy: citlivé lemy, povlaky a upevňovacie body udržiavajte mimo miest s najvyššou hustotou tepelného toku.
• Dodržiavajte bezpečné vzdialenosti: zabráňte kontaktu závesov s elektrickým oblúkom, elektródou, horákom, horúcim obrobkom alebo pohybujúcim sa strojovým zariadením, ak nie sú na takýto kontakt určené.
• Pred opätovným použitím vykonajte kontrolu: vymeňte materiál s otvormi, skrehnutím, spečenými alebo lesklými miestami, delamináciou, znečistením, poškodeným povlakom, otvorenými švami alebo oslabenými upevňovacími prvkami.
• Dodržiavajte bezpečný pracovný postup: vykonajte požadované posúdenie rizík a používajte povolenie na prácu s vysokými teplotami. Usmernenia HSE vyžadujú požiarny dozor počas práce aj po jej skončení, ak horľavý materiál nemožno odstrániť, zvyčajne najmenej 30 minút a prípadne 60 minút, ak môže byť ťažké odhaliť vznik požiaru.

Často kladené otázky

Aký je rozdiel medzi zváracím závesom a zváracou prikrývkou?

Záves alebo zástena sa zvyčajne zavesí tak, aby oddelila pracovný priestor a chránila osoby alebo zariadenia v jeho okolí. Prikrývka sa prehodí cez predmet alebo povrch, prípadne sa umiestni do jeho blízkosti. Požadované vlastnosti sa líšia, pretože orientácia ovplyvňuje pôsobenie sálavého tepla, odvádzanie iskier a možnosť hromadenia roztaveného materiálu na tkanine.

Možno ako zváraciu zástenu použiť akúkoľvek tepelne odolnú tkaninu?

Nie. Podľa odporúčania HSE má zástena chrániaca okolité osoby pred žiarením zváracieho oblúka spĺňať normu BS EN ISO 25980 alebo poskytovať rovnocennú ochranu. Samotná teplotná odolnosť nepotvrdzuje ochranu proti optickému žiareniu.

Ako treba chápať trvalé a krátkodobé teplotné limity?

Trvalý limit platí pre nepretržitú prevádzku za stanovených podmienok výrobku. Krátkodobá hodnota sa vzťahuje iba na obmedzené teplotné výkyvy. Nesmie sa používať ako bežná prevádzková teplota a ani jedna hodnota nenahrádza posúdenie hustoty tepelného toku, dĺžky pôsobenia, kontaktu a opakovaného rozstreku.

Ktorá tkanina je vhodná na ochranu proti iskreniu a rozstreku pri zváraní?

Neupravená tkanina zo skleného vlákna je pružnou možnosťou pre univerzálne nepriehľadné bariéry a prikrývky. Tkaniny s grafitovým alebo vermikulitovým povlakom môžu byť vhodné pri náročnejšom tepelnom namáhaní, oderu a rozstreku. Konečný výber závisí od náročnosti procesu, vzdialenosti, orientácie, plošnej hmotnosti tkaniny a od toho, či častice môžu zostať na povrchu.

Ktoré tkaniny možno zvažovať na ochranu proti rozstreku roztaveného kovu?

Informácie o výrobkoch uvádzajú na vybrané aplikácie s rozstrekom tkaninu zo skleného vlákna s grafitovým povlakom, tkaninu zo skleného vlákna s vermikulitovým povlakom a tkaninu z biologicky rozpustného keramického vlákna. Pred použitím overte odolnosť voči konkrétnemu roztavenému kovu alebo zliatine pri danej teplote, veľkosti kvapiek a intenzite rozstreku.

Je tkanina zo skleného vlákna s hliníkovou fóliou vhodná na priamy rozstrek pri zváraní?

Jej hlavnou výhodou je reflexný povrch s nízkou emisivitou na obmedzenie sálavého tepla. Nepredpokladajte, že laminovaná fóliová strana odolá priamemu plameňu alebo opakovanému rozstreku roztaveného kovu, ak vhodnosť celého materiálu na takéto pôsobenie nepotvrdzujú príslušné skúšky.

Znamená sklené jadro s limitom 550 °C, že tkaninu so silikónovým povlakom možno používať pri 550 °C?

Nie, ak má silikónový povlak zostať funkčný. Informácie o výrobku uvádzajú pre povlak trvalú teplotu 260 °C a krátkodobú teplotu 310 °C, hoci sklené jadro má limit 550 °C. Pri neporušenom kompozite sú rozhodujúce exponovaný povlak a požadované vlastnosti povrchu.

Ktorá niť sa má použiť na vysokoteplotnú prikrývku?

Niť prispôsobte tkanine, trvalej teplote, krátkodobým teplotným výkyvom a mechanickému zaťaženiu. Para-aramidová niť poskytuje predovšetkým pevnosť do 400 °C, niť zo skleného vlákna vystužená drôtom má limit 600 °C a kremičitá niť je určená na trvalú teplotu 1 000 °C a krátkodobú teplotu 1 400 °C.

Sú tieto tkaniny certifikovanými osobnými ochrannými pracovnými prostriedkami?

Samotná tkanina a niť sú komponenty, nie automaticky certifikované OOPP. Hotová rukavica, odev alebo iný ochranný výrobok si vyžaduje vhodnú konštrukciu, skúšky a posúdenie zhody pre deklarované použitie.

Odstráni zvárací záves zvárací dym?

Nie. Závesy môžu zachytávať iskry a tieniť žiarenie, ale dym neodstraňujú. Použite účinné miestne odsávanie a všetky požadované prostriedky na ochranu dýchacích ciest. Zároveň zabezpečte, aby usporiadanie závesov neobmedzovalo prúdenie vzduchu do odsávania.

Je tepelne odolná tkanina úplne ohňovzdorná?

Tkanina môže byť nehorľavá alebo odolná proti plameňu, no napriek tomu môže prepúšťať teplo, stratiť pevnosť, prederaviť sa alebo umožniť prenikanie horúcich častíc cez švy a okraje. Riaďte sa presne deklarovanou vlastnosťou a pojem „ohňovzdorná“ nepovažujte za tvrdenie o neobmedzenej odolnosti.

Ako treba umiestniť zváraciu prikrývku?

Ak je to možné, nakloňte a napnite ju tak, aby iskry a horúce kvapky padali mimo nej a nehromadili sa na povrchu. Zabezpečte dostatočné zakrytie a prekrytie, švy umiestnite mimo miest s najvyšším namáhaním a zabráňte kontaktu prikrývky s oblúkom, horákom alebo horúcim obrobkom, ak takýto kontakt nepatrí medzi navrhnuté prevádzkové podmienky.

Kedy treba textilnú tepelnú bariéru vymeniť?

Vyraďte ju z prevádzky, ak sa pri kontrole zistia otvory, krehké alebo spečené a lesklé miesta, delaminácia, strata povlaku, zapustené kovové častice, chemické znečistenie, poškodené švy alebo oslabené upevňovacie prvky. Ak sa poškodenie pri bežnom používaní opakuje, prehodnoťte špecifikáciu materiálu.