צמצום אבק במסועים בנקודות מעבר

פליטת אבק בנקודות מעבר של מסועים היא בעיה תפעולית המשפיעה על סביבת העבודה, על אמינות הציוד ועל היקף התחזוקה במפעל. האבק עלול להצטבר על גלילים, בתי מיסב, מנועים, חיישנים, לוחות חשמל וקונסטרוקציות, להגדיל את הצורך בניקוי ולפגוע ביכולת לזהות תקלות בזמן.
במקרים שבהם החלקיקים הנפלטים הם חלק מחומר הגלם, מדובר גם באובדן מצטבר של חומר מתוך התהליך. במערכים העובדים ברציפות ובתפוקות גבוהות, גם פליטה שנראית נקודתית יכולה להפוך לאורך זמן להצטברות משמעותית סביב המסוע.
צמצום אבק במסועים מחייב להבין כיצד האבק נוצר, מה מניע אותו אל מחוץ לנקודת המעבר ואילו תנאים מאפשרים לו להתפזר. רק לאחר מכן ניתן לבחור בין סינון פסיבי, דיכוי אבק יבש או שילוב עם פתרונות לאטימה ולייצוב זרימת החומר.
ס.פ.י הנדסה ושינוע מתאימה מערכות סינון וצמצום אבק למערכי מסועים קיימים, בהתאם לסוג החומר, למבנה נקודת המעבר, לתפוקת הקו ולתנאי העבודה במפעל.

כיצד נוצר אבק בנקודות מעבר של מסועים?

מרבית פליטות האבק אינן נוצרות לאורך הקטע הישר של המסוע, אלא באזור שבו החומר משנה גובה, כיוון או מהירות. בנקודת מעבר החומר עשוי ליפול ממגלש, מנפה, ממגרסה או ממסוע מזין אל סרט המסוע הבא.
במהלך הנפילה החומר גורר איתו אוויר אל תוך אזור ההזנה. כאשר הוא פוגע ברצועה ומתפזר על פניה, הוא דוחק חלק מהאוויר שהיה בתוך החלל. האוויר מחפש דרך יציאה, ובדרכו החוצה הוא נושא את החלקיקים העדינים שהופרדו מגוף החומר.
עוצמת התופעה מושפעת מאנרגיית הפגיעה. גובה נפילה גדול, מהירות גבוהה ושינוי חד בכיוון הזרימה מגבירים את פיזור החומר ואת יצירת המערבולות בתוך נקודת המעבר. כאשר זרם החומר פוגע בדופן במקום במרכז הרצועה, נוצרות התנגשויות נוספות שעלולות להעלות חלקיקים עדינים אל האוויר.
גם התפלגות גודל החלקיקים משפיעה על כמות האבק. חומר המכיל שיעור גבוה של חלקיקים דקים יגיב בצורה שונה מחומר גס ואחיד. פחם, דשנים, מלחים וחומרי גלם אבקתיים יכולים לייצר ענן אבק גם בנפילה קצרה, בעוד שאגרגטים וסלעים ייצרו אבק בעיקר כאשר קיימת תכולת דקים גבוהה או שבירה נוספת במהלך המעבר.
לחות יכולה להפחית את נטייתם של חלקיקים מסוימים להתעופף, אך היא אינה תמיד פותרת את הבעיה. חרסית וחומרים לחים עשויים להצטבר על דפנות המגלש, לשנות את מסלול הזרימה ולגרום בהמשך לנפילה לא אחידה. שינויים ברמת הלחות במהלך העבודה יכולים גם לגרום לכך שנקודת מעבר יציבה תהפוך בהדרגה למוקד פליטה.
מבנה המסוע עצמו משפיע על מסלול האוויר. שקיעה של הסרט בין הגלילים יוצרת פתחים מתחת לדפנות, וסטייה של הרצועה משנה את המרווח בצדי אזור ההזנה. במצב כזה האוויר המאובק יוצא דרך הנתיב שבו ההתנגדות נמוכה יותר.
מיקום הפליטה יכול לספק מידע על מקור הבעיה. התפרצות אבק מיד לאחר נפילת החומר עשויה להעיד על אנרגיית פגיעה גבוהה או על דחיקה מהירה של אוויר. פליטה שמופיעה בהמשך נקודת המעבר יכולה להעיד שלאוויר לא ניתן מספיק מרחק להאט ולחלקיקים לא ניתן מספיק זמן לשקוע. פליטה המתרכזת בצד אחד בלבד מצדיקה בדיקה של מרכוז הרצועה, מבנה האטימה ומיקום זרם החומר.
לכן, טיפול מקצועי באבק אינו מתחיל בבחירת מערכת סינון בלבד. הוא מתחיל בזיהוי מסלול החומר, מסלול האוויר והנקודה שבה החלקיקים יוצאים מתוך המערכת.

התאמת שיטת צמצום האבק לתהליך ולחומר

השלב הראשון הוא יצירת נקודת מעבר יציבה ומבוקרת. הרצועה צריכה לנוע במרכז, אזור ההזנה צריך להישאר נתמך והחומר צריך להיכנס אל המסוע במסלול התואם ככל האפשר לכיוון התנועה.
אטימה יכולה לצמצם את מספר הפתחים שדרכם אבק יוצא, אך סגירה מלאה של המעבר אינה פתרון בפני עצמו. כאשר נפח גדול של אוויר נדחק מתוך המערכת, חסימת נתיב אחד עלולה להעביר את הפליטה לנקודה אחרת.
מערכת סינון פסיבית מאפשרת לאוויר לצאת דרך אזור מבוקר, במקום לפרוץ דרך מרווחים אקראיים בצדי המעבר. האוויר עובר דרך חומר מסנן הלוכד את החלקיקים המרחפים, בעוד שהאבק שנאסף נשאר בקרבת התהליך ויכול לחזור אל זרם החומר.
פתרון זה מתאים למצבים שבהם עיקר הפליטה נגרם משחרור אוויר מתוך נקודת המעבר, וכאשר ניתן ליצור מעל המסוע נפח סגור המאפשר לאוויר להאט. התאמת המערכת תלויה בין היתר בכמות האוויר, בשטח הסינון, במיקום התיבה וביכולת למנוע הצטברות שתפגע במעבר האוויר.
שיטה נוספת היא דיכוי אבק אלקטרוסטטי יבש. בתהליך זה החלקיקים המרחפים נטענים ונמשכים אל משטח איסוף. לאחר הצטברותם הם מופרדים ממנו ומוחזרים אל החומר המועבר, ללא הוספת מים לתהליך.
פתרון יבש חשוב במיוחד במקרים שבהם שינוי ברמת הלחות עלול להשפיע על חומר הגלם או על ציוד הנמצא בהמשך הקו. הוספת מים יכולה לגרום להידבקות, להיווצרות סתימות, לקורוזיה או לשינוי בתכונות החומר. במערכות כאלה נדרש טיפול באבק שאינו משנה את מצב החומר המועבר.
הבחירה בין סינון פסיבי לבין דיכוי אלקטרוסטטי אינה נקבעת רק לפי גודל ענן האבק הנראה לעין. יש להתייחס גם להתפלגות החלקיקים, לצפיפות החומר, ללחות, לטמפרטורה, לנפח האוויר, לתפוקת המסוע ולשינויים שמתרחשים לאורך המשמרת.
במקרים מסוימים אחד הפתרונות יספיק. במקרים אחרים נדרש שילוב בין תיקון מסלול החומר, מרכוז הסרט, אטימת נקודת המעבר וטיפול באוויר המאובק. מערכת סינון אינה יכולה לפצות לאורך זמן על מגלש המכוון חומר ישירות אל הדופן, על רצועה ששוקעת תחת העומס או על פתחים המשתנים בגלל סטיית הסרט.
המטרה היא לצמצם את היווצרות האבק, להגביל את תנועתו בתוך נקודת המעבר ולטפל בחלקיקים שנותרו באוויר לפני שהם מגיעים אל סביבת העבודה.

אפיון והטמעת פתרון במערך המסועים הקיים

אפיון מערכת לצמצום אבק במסועים צריך להתבצע בזמן שהמערכת עובדת עם החומר ובתפוקה שבה מתרחשת הפליטה. בדיקה של מסוע ריק אינה חושפת את זרימת האוויר, את שקיעת הרצועה ואת פיזור החומר באזור ההזנה.
הבחינה מתחילה בזיהוי הנקודה שבה החומר נכנס אל המעבר והנקודה שבה האבק יוצא ממנו. יש לבדוק אם הפליטה קבועה, מופיעה רק בתפוקות גבוהות או משתנה בהתאם לסוג החומר ולרמת הלחות.
גובה הנפילה, מהירות הסרט, קצב ההזנה, צפיפות החומר ותכולת החלקיקים הדקים משפיעים על כמות האבק ועל מנגנון הטיפול הנדרש. גם גודל נקודת המעבר, אורך האזור הסגור והמרחב הזמין להתקנת המערכת קובעים איזה פתרון ניתן לשלב במערך הקיים.
בחומר דק נדרשת התייחסות מיוחדת לנפח האוויר ולזמן הדרוש לחלקיקים לשקוע. בחומר גס יש לבחון גם שבירה ופגיעה בדפנות. בחומר דביק חשוב לוודא שהצטברות אינה חוסמת את זרימת האוויר או משנה את מסלול החומר לאורך זמן.
הנגישות לתחזוקה היא חלק מהאפיון. מערכת המותקנת במקום שאינו מאפשר בדיקה, ניקוי או החלפת רכיבים עלולה לאבד מיעילותה גם כאשר עקרון הפעולה שלה מתאים לתהליך.
לאחר ההטמעה, הצלחת הפתרון נבחנת לאורך זמן ובתנאי העבודה הרגילים. ירידה נראית לעין בענן האבק היא מדד חשוב, אך לא היחיד. יש לבדוק אם פחתה הצטברות האבק על רכיבים סמוכים, אם סביבת נקודת המעבר נשארת נקייה יותר ואם המערכת ממשיכה לתפקד כאשר התפוקה או תכונות החומר משתנות.
יש לוודא גם שהטיפול אינו יוצר השפעה חדשה על התהליך. שחרור האוויר צריך להישאר יציב, רכיבי הסינון או האיסוף צריכים להמשיך לפעול ללא סתימות, והאבק שנלכד צריך לחזור אל זרם החומר בלי להפריע לזרימה.
אם הפליטה עוברת אל נקודה אחרת לאורך המארז, סימן שמסלול האוויר לא טופל במלואו. אם מתחילה הצטברות בתוך אזור ההזנה, ייתכן שהאטת האוויר או מבנה המעבר אינם מותאמים לתפוקה בפועל.
פתרון נכון לצמצום אבק במסועים צריך להמשיך לעבוד גם כאשר קיימים שינויים בקצב ההזנה, בלחות או בהרכב החומר. הוא אינו נמדד רק בתוצאה מיד לאחר ההתקנה, אלא ביכולת לשמור על ביצועים יציבים לאורך זמן.

ס.פ.י הנדסה ושינוע מסייעת באבחון נקודות מעבר ובהתאמת מערכות יבשות לסינון ולצמצום אבק בתעשייה הכבדה. בהתאם למקור הפליטה ולמבנה המערכת, ניתן לשלב את הפתרון עם אטימת מסועים, מרכוז סרט המסוע והתאמת מעברי חומר.

מתמודדים עם פליטת אבק בנקודת הזנה, פריקה או מעבר בין מסועים?

ניתן לפנות לצוות ס.פ.י הנדסה ושינוע לבחינת המערכת ולהתאמת פתרון לתהליך, לחומר ולתנאי העבודה הקיימים.