Come controllare gli ambienti inerti nella produzione additiva di metalli utilizzando gli analizzatori di ossigeno con classificazione SIL

Produzione additiva di metalli è un processo di creazione di oggetti tridimensionali mediante l'aggiunta di strati successivi di materiale. Offre vantaggi significativi rispetto alle tecniche di produzione tradizionali, ma il processo può presentare dei rischi. In questo blog post analizziamo come la tecnologia SIL-rated per il controllo degli ambienti inerti viene utilizzata per garantire la sicurezza di operatori e macchinari.

Le polveri metalliche nella produzione additiva, se esposte all'ossigeno, possono reagire in modo esplosivo e rappresentare un rischio potenzialmente grave per la vita. Perché esista questo tipo di pericolo, la polvere metallica deve trovarsi in un'atmosfera esplosiva con una fonte di accensione, come il laser al centro del processo di fabbricazione additiva Laser Beam Powder Bed Fusion (PBF-LB).

Che cos'è un'atmosfera esplosiva?

Un ‘atmosfera esplosiva’ is a mixture of air, under atmospheric conditions, and flammable substances in the form of gases, vapours, mists, or dusts, where combustion spreads to the entire unburned combination after ignition has occurred. Un'atmosfera potenzialmente esplosiva" è un'atmosfera che potrebbe diventare esplosiva a causa di condizioni locali e operative, che potrebbero essere parte del processo o dovute a un guasto della macchina.

Nell'Unione Europea, la Direttiva Macchine (2006/42/EC) [1] rrichiede che la macchina sia progettata e costruita in modo da evitare qualsiasi rischio di esplosione causato da gas, liquidi, polveri, vapori e altre sostanze prodotte o utilizzate, o dalla macchina stessa. Ciò può essere ottenuto rendendo la macchina sufficientemente robusta in modo che l'eventuale esplosione sia contenuta al suo interno, evitando i rischi esterni (allo stesso modo di un motore a combustione interna), oppure eliminando le fonti di accensione in conformità alla direttiva ATEX. (2014/34/EU) [2].

Controllo delle atmosfere inerti per prevenire il rischio di esplosione

Le macchine per la produzione additiva che impiegano laser o altri sistemi ad alta energia hanno una fonte di accensione intrinseca al progetto, oltre alla presenza di un combustibile sotto forma di polvere. La prevenzione delle esplosioni si basa sul principio dell'atmosfera inerte, che garantisce che la concentrazione di ossigeno nell'atmosfera sia ridotta al di sotto della concentrazione limite di ossigeno (LOC) della polvere utilizzata quando è presente la fonte di accensione.

La direttiva ATEX (1999/92/EC) [3] copre anche le atmosfere inerti per prevenire le esplosioni, dove le atmosfere sono classificate in zone a seconda di quando si prevede che si verifichi un'atmosfera in grado di sostenere un'esplosione:

La responsabilità di decidere se un'area è una zona particolare o un'area sicura e di mantenere l'area in tale zona o area sicura spetta al datore di lavoro e all'operatore dell'apparecchiatura.

Il ruolo degli analizzatori di ossigeno con classificazione SIL2

Gli analizzatori di ossigeno sono fondamentali per aiutare il datore di lavoro e l'operatore a garantire che le loro zone o aree sicure siano mantenute in modo affidabile per ottenere condizioni di lavoro almeno tollerabilmente sicure. Gli analizzatori di ossigeno possono essere utilizzati come parte del sistema di controllo del processo di base, per il controllo e il funzionamento del sistema di inertizzazione. Possono anche essere utilizzati separatamente, come sistema di sicurezza indipendente per monitorare il corretto funzionamento del sistema di controllo del processo di base e avviare una risposta adeguata in caso di rilevamento di un guasto.

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Riferimenti: