Como controlar ambientes inertes na manufatura aditiva de metais usando analisadores de oxigênio com classificação SIL

A manufatura aditiva de metal é um processo de criação de objetos tridimensionais por meio da adição de camadas sucessivas de material. Ele oferece vantagens significativas em relação às técnicas tradicionais de fabricação, mas o processo pode apresentar riscos. Nesta postagem do blog, analisamos como a tecnologia SIL-rated para controlar ambientes inertes é usada para garantir a segurança dos operadores e do maquinário.

Os pós metálicos na manufatura aditiva, quando expostos ao oxigênio, podem reagir de forma explosiva e apresentar um risco potencialmente grave à vida. Para que esse tipo de perigo exista, o pó metálico deve estar em uma atmosfera explosiva com uma fonte de ignição, como o laser no centro do processo de manufatura aditiva Laser Beam Powder Bed Fusion (PBF-LB).


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O que é uma atmosfera explosiva?

Uma 'atmosfera explosiva' é uma mistura de ar, sob condições atmosféricas, e substâncias inflamáveis na forma de gases, vapores, névoas ou poeiras, em que a combustão se espalha para toda a combinação não queimada após a ocorrência da ignição. Uma 'atmosfera potencialmente explosiva' é aquela que pode se tornar explosiva devido a condições locais e operacionais, que podem fazer parte do processo ou devido a uma falha na máquina.

Na União Europeia, a Diretiva de Máquinas (2006/42/EC) [1] exige que as máquinas sejam projetadas e construídas para evitar qualquer risco de explosão causado por gases, líquidos, poeira, vapores e outras substâncias produzidas ou usadas, ou pela própria máquina. Isso pode ser alcançado tornando o maquinário suficientemente robusto para que qualquer explosão fique contida nele, evitando riscos externos (da mesma forma que um motor de combustão interna) ou eliminando fontes de ignição de acordo com a diretiva ATEX (2014/34/EU) [2].

Controle de atmosferas inertes para evitar o risco de explosão

As máquinas de manufatura aditiva que empregam lasers ou outros sistemas de alta energia têm uma fonte de ignição intrínseca ao projeto, bem como a presença de um combustível na forma de pó. A prevenção de explosões se baseia no princípio de uma atmosfera inerte, garantindo que a concentração de oxigênio na atmosfera seja reduzida abaixo da concentração limite de oxigênio (LOC) do pó usado quando a fonte de ignição está presente.

A diretiva ATEX (1999/92/EC) [3] também abrange atmosferas inertes para evitar explosões, em que as atmosferas são classificadas em zonas, dependendo de quando se espera que ocorra uma atmosfera capaz de sustentar uma explosão:

  • Zona 20: Um local no qual uma atmosfera explosiva na forma de uma nuvem de poeira combustível no ar está presente continuamente, por longos períodos ou com frequência (mais de 1.000 horas por ano).
  • Zona 21: Local onde é provável que uma atmosfera explosiva na forma de uma nuvem de poeira combustível no ar ocorra ocasionalmente durante a operação normal (10 a <1000 horas por ano).
  • Zona 22: Local em que é improvável a ocorrência de uma atmosfera explosiva na forma de uma nuvem de poeira combustível no ar durante a operação normal, mas, se ocorrer, persistirá por um curto período (<10 horas por ano).
  • Área segura: Um local no qual é improvável que ocorra uma atmosfera explosiva na forma de uma nuvem de poeira combustível no ar sob qualquer condição por um período que represente um risco intolerável para o empregador/operador do equipamento.

  • A responsabilidade de decidir se uma área é uma zona específica ou uma área segura, e de manter a área nessa zona ou área segura, pertence ao empregador e ao operador do equipamento.

    A função dos analisadores de oxigênio com classificação SIL2

    Os analisadores de oxigênio são essenciais para ajudar o empregador e o operador a garantir que suas zonas ou áreas seguras sejam mantidas de forma confiável para alcançar condições de trabalho pelo menos toleravelmente seguras. Os analisadores de oxigênio podem ser usados como parte do sistema básico de controle de processo, para controle e operação do sistema de inertização. Eles também podem ser usados separadamente, como um sistema de segurança independente para monitorar o funcionamento correto do sistema básico de controle de processos e iniciar uma resposta adequada se uma falha for detectada.

    Para obter mais informações sobre a linha de analisadores de oxigênio com classificação SIL da PST, Clique aqui.

    Referências:

    [1] Diretiva 2006/42/CE do Parlamento Europeu e do Conselho sobre máquinas e que altera a Diretiva 95/16/CE
    [2] Diretiva 2014/34/UE do Parlamento Europeu e do Conselho sobre a harmonização das leis dos Estados-Membros relativas a equipamentos e sistemas de proteção destinados a serem utilizados em atmosferas potencialmente explosivas.
    [3] Diretiva 1999/92/CE do Parlamento Europeu e do Conselho relativa às prescrições mínimas destinadas a promover a melhoria da proteção da segurança e da saúde dos trabalhadores susceptíveis de serem expostos a riscos derivados de atmosferas explosivas (15ª diretiva individual na acepção do nº 1 do artigo 16º da Diretiva 89/391/CEE)



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