HiVent Blog

‹ GERİ

KAYNAK DUMANI EMİŞ SİSTEMİ NASIL SEÇİLMELİ?

Kaynak dumanının zararlarından diğer blog yazılarımızda detaylıca bahsetmiştik.

Gerek insan sağlığı ve gerekse çevre temizliği için, kaynak dumanlarını güvenli şekilde filtre etmek, kaynaklı imalat yapan her firmanın öncelikli gündemi olmalı.

Unutmayalım ki; benzer şeyler gaz, plazma ve lazer kesim dumanları için de geçerli.

Kaynak dumanlarının insanların soluma bölgelerine ulaşmadan emilmesi öncelikli hedef olmalı.

Bu hedefe uygun ürün seçimi için detaylı değerlendirme yapılmalıdır.

Bunun için farklı seçenekleri değerlendirmek gerekli;

1. Mobil duman emiş üniteleri:
   
   
   
   Bu üniteler, atölye içerisinde rahatlıkla hareket ettirilebilen ve üzerlerinde 2, 3 veya 4 metre uzunluğa sahip akrobat emiş kolu bulunan pratik ve güvenli ürünlerdir. Filtre edilen hava tekrar çalışma ortamına verilir. Burada dikkat edilmesi gereken husus paslanmaz çelik gibi yüksek alaşımlı malzemelerin kaynağında dikkat edilmesidir. W3 olarak sınıflandırılan bu tür dumanlar buna özel üretilmiş üniteler tarafından filtre edilmelidir. ISO 21904-4:2020 standardına uygun üretimi yapılan kaynak dumanı emiş sistemleri W3 gerekliliklerini karşılar. Mobil sistemler farklı filtreleme teknolojileri ile üretilmekte:

 

aa. Mekanik (kullan-at) filtreli üniteler: Bu tip üniteler içerisinde temizlenemeyen bir ana filtre bulunur. Opsiyonel olarak aktif karbon filtre, kaba filtre, mesh filtre gibi yardımcı filtre ekipmanları da kullanılabilir. Bu tip ünitelerde emilen kirli hava doğrudan filtreye yönlenir.

Sahip olma maliyeti görece düşük olan bu ünitelerin işletme maliyetleri yüksek olabilir. Genel olarak kullan-at olan ana filtre elemanı kullanım ömrü ortalama 200 çalışma saatidir. Günlük 5 saat ark zamanı üzerinden hesaplarsak, 40 iş günü sonunda filtre değişimi gerekebilir.

 

ab. Kartuş filtreli üniteler: Bu tip ünitelerde temizlenebilir kartuş filtre bulunur. Opsiyonel olarak aktif karbon filtre, kaba filtre, mesh filtre gibi yardımcı filtre ekipmanları da kullanılabilir. Kartuş filtre çoğunlukla basınçlı hava tabancası ile temizlenebilir. Bazı üreticiler fırçalı, titreşimli vb temizleme sistemleri de sunarlar. Manuel temizlenebilir ünitelerde, mümkün olduğunca makine üzerinden sökülmeden filtre temizleme özelliği aranmasında fayda vardır.

 

 

Kartuş filtreli modellerin ayrıca tam otomatik temizleme özellikli olanları vardır. Bu tip üniteler, filtre önceden ayarlanmış doluluk miktarına eriştiğinde, otomatik olarak temizlik işlemini gerçekleştirir. En çok kullanılan yöntem jet-pulse sistemidir. Basınçlı hava tankı bulunduran bu üniteler sürekli olarak bir basınçlı hava kaynağına bağlı tutulmalıdır.

 

Kartuş filtreli modeller sahip olma maliyetinde biraz daha yüksek kalabilirler ancak işletme maliyetleri daha düşüktür. Çünkü, temizlenebilir bir kartuş filtre kullanıma, filtre materyaline ve temizleme sıklığına bağlı olarak birkaç yıl boyunca kullanılabilir.

 

ac. Elektrostatik filtreli üniteler: Günümüzde çoğunlukla üretimi terk edilen sistemlerdir. Duman içindeki partikülleri tamamen elektrostatik olarak plakalar üzerinde tutar. Bir filtre kullanımı gerektirmez. Fakat bu tür filtrelerin filtreleme oranları tatmin edici olmayabilir. Bu tür filtreler daha çok yağ gibi kaba ve yapışkan partiküllerin filtrelenmesinde tercih edilmektedir.

 

Eğer mobil bir ünite tercih edilecek ise aşağıdakileri göz önünde bulundurmak gereklidir:

• Kaynak yapılan parçalar küçük olmalı. Çünkü bir emiş kolu ortalama 3050 cm uzaklıktan emiş yapar. Eğer büyük parçalar kaynatılıyorsa, kaynakçının kolu sürekli olarak hareket ettirmesi güç olacağı için mobil ünite tercih edilmemelidir.

• Çok sayıda kaynak istasyonu mevcut ancak alan yeterince geniş değilse, bu üniteler çok fazla kalabalıklaşmaya neden olacaktır.

• Çok sayıda kaynak istasyonu varsa, mobil ünitenin motor gücünü kontrol etmek gerekir. Örneğin; 20 adet mobil ünite alınacaksa ve bir ünite 1.1 kW motora sahipse, toplam güç 22 kW olacaktır. Merkezi bir sistem ile bu güç 10-15 kW seviyesine çekilebilecekse, enerji tasarrufu sebebiyle mobil ünite tercih edilmeyebilir.

• Manuel temizlemeli kartuş tip filtreli ünite tercih edilecekse, filtrelerin gereken sıklıkta temizleneceğinden emin olunmalıdır. Aksi durumda, filtreler çok çabuk tıkanabilir ve gereksiz maliyete sebep olur.

 

2. Akrobat kollar ile merkezi emiş sistemi:
   
   
   
   Çokça tercih edilen bir sistemdir. Merkezi bir fana bağlı çok sayıda kol bir boru hattı sayesinde duman emişi sağlar. Bu sistemlerde de farklı alternatifler mevcuttur:

ba. Sadece fan ile kurulan sistemler:

Bu sistemleri kesinlikle önermiyoruz. Çünkü;

• Fandan önce bir filtre sistemi olmadığı için, fan çok çabuk arızalanacaktır. Partiküller fan kanatlarında birikir ve bu kanatların aerodinamik yapısı bozulur. Sonuç olarak, istenen hava debisi bir süre sonra alınamaz. Ayrıca fan sık sık balans ayarı ihtiyacı duyar.

• Bir filtre sistemi olmadığı için, duman içindeki tüm zararlı gaz ve partiküller atmosfere atılır. Çevre açısından oldukça tehlikeli bir durumdur.

• Emilen hava direkt dışarı atılacağı için, kış aylarında ısınma giderlerini yükseltir. Şöyle örneklemek gerekirse; 15 adet emiş kolu ile bir sistem kurulduğunda (her bir kol ortalama 1000 m³/saat hava emer), ortalama 15.000 m³/saat hava emilecektir. İş yeri içerisindeki ısıtılmış 15.000 m³ hava bir saat içerisinde dışarı atılacaktır. 8 saatlik bir vardiyada bu miktar 120.000 m³ olacaktır. Toplam alanı 2000 m² ve tavan yüksekliği 10 metre olan bir üretim alanı toplam 20.000 m³ hacme sahiptir. Böyle bir çalışma alanının neredeyse tüm havasını bir saat içerisinde dışarıya atmak kış aylarında bu atölyeyi ısıtmayı hayli masraflı hale getirecektir.

• Aynı örnek üzerinden gidersek, bu çalışma alanına 15.000 m³/saat tutarında dışarıdan da hava girmesi gereklidir. Aksi takdirde, içeride oluşacak olan negatif basınç ortamı ve yetersiz hava, çalışanları oldukça rahatsız edecektir. Geçmişte, benzer uygulamalar yapan bazı işletmelerde bu negatif basınç sebebiyle giriş kapılarının çok zor açıldığına da şahit olduk. Bu sebeple, bu çalışma alanının uygun bölgelerine en az 15.000 m³/saat havanın rahatlıkla girebileceği açıklıklar sağlanmalıdır.

 

bb. Filtreli merkezi sistemler: Emilen dumanı filtre ettikten sonra tekrar çalışma ortamına veren sistemler, yukarıda belirttiğimiz olumsuzlukların önüne geçecektir.

Eğer akrobat kollar ile merkezi emiş sistemi tercih edilecek ise aşağıdakileri göz önünde bulundurmak gereklidir:

• Kaynak yapılan parçalar küçük olmalı. Çünkü bir emiş kolu ortalama 3050 cm uzaklıktan emiş yapar. Eğer büyük parçalar kaynatılıyorsa, kaynakçının kolu sürekli olarak hareket ettirmesi güç olacağı için tercih edilmemelidir.

• Sistemi mutlaka profesyonel bir firma tasarlamalıdır. Boru çapları hesabı, fan seçimi, filtre seçimi gibi etkenler sistemin düzgün çalışması için gereklidir.

• Mümkün olduğunca, yüksek verimli fan/motor seçimi yapılmalıdır. Aynı işi daha düşük enerji tüketimiyle yapmak mümkündür. Yatırım maliyeti ilk başta daha yüksek olabilir ancak çok kısa sürede bu fark geri kazanılacaktır.

• Her kol için klape sistemi öngörülmelidir. O an için çalışmayan kaynakçı, emiş kolunun klapesini kapalı tuttuğunda, açık kol sayısına göre motor dönüş hızını düşürebilecek sisteler kullanılmalıdır. Artık kaynak işlemi olmadığında otomatik kapanan klapeli sistemler de mevcuttur. Bu sistemler, özel partikül sensörleriyle donatılmıştır.
  
  

 

3. Alttan emişli masalar: Alttan emişli kaynak masaları mobil veya merkezi bağlantı ile tercih edilebilir. Alttan emişli masalar kaynak dumanlarını ve taşlama tozlarını yükselmeden önce emebilirler. Görece küçük parçaların kaynatıldığı işletmeler için idealdir.

Ancak bu masaların da dezavantajları vardır:

• Gaz korumalı (MIG,MAG,TIG vb) kaynak yöntemlerinde, koruyucu gazın emilme riski vardır.

• Merkezi sistem kurulup, emilen hava direkt dışarı atılırsa, kış aylarında ısınma giderlerini yükseltir.

• Bu çalışma alanına emilen hava kadar dışarıdan da taze hava girmesi gereklidir. Aksi takdirde, içeride oluşacak olan negatif basınç ortamı ve yetersiz hava, çalışanları oldukça rahatsız edecektir. Geçmişte, benzer uygulamalar yapan bazı işletmelerde bu negatif basınç sebebiyle giriş kapılarının çok zor açıldığına da şahit olduk. Bu sebeple, bu çalışma alanının uygun bölgelerine en az emilen kadar havanın rahatlıkla girebileceği açıklıklar sağlanmalıdır.

• Mobil masalarda mutlaka yangın önleme sistemi olmalıdır. Kaynak işlemi sırasında ortaya çıkan kıvılcımlar, filtreye ulaşmadan önce sönümlenmelidir.
  
  
  Görsel kaynağı Teka

 

4. Torç üzerinden duman emme sistemleri:  Bu sistemlerde özel bir MIG veya TIG torcu bir yüksek vakum ünitesine bağlanarak, oluşan dumanların etrafa yayılmadan önce emilmesi sağlanır. Bazı firmalar, klasik torçların üzerine takılabilen emiş ekipmanları da geliştirmektedir.  Torç üzerinden emiş sistemi manuel kaynak torçlarıyla sınırlı değildir. Otomasyon torçları ve kaynak robotu torları ile de uygulanabilir. Öyle ki; otomasyon ve robot torçlarında yapılan uygulamalar, manuel torçlara göre daha verimli olabilmektedir.

Bu sistemin dezavantajları şu şekilde sıralanabilir:

• Gaz debisi yüksekse, duman emiş ağızından uzağa itilir. Bu durumda, emiş verimi düşer.

• Çok fazla punta kaynağı yapılıyorsa, yani çok sık tetikleme varsa, ark başlangıcında daha yüksek basınçlı gaz çıkışı olacağı için, duman emiş verimi düşer. Bu basınç değişimini düzenleyecek özel bir ekipman kullanımı gereklidir. Yine punta kaynağı gibi uygulamalarda, kaynakçı hızlı hareket edeceği için, duman emişi yapılamayabilir.

• Kaynak havuzu ile torç arasındaki açı çok önemlidir. Uygun açıyla tutulmayan torç ağızında emiş verimi düşer.

• Kaynak pozisyonu ve yöntemi verimliliği etkiler. En verimli olduğu alan köşe kaynağıdır. PA pozisyonunda da biraz olsun verimli olduğu söylenebilir. PC, PD ve PE pozisyonlarında emiş verimi çok kötü olabilir.

• 

• Çapak önleyici spreyler ve pastalar emiş verimini etkiler.

• Her torç üreticisi ürünleri için farklı hava debisi önerebilir. Bu sebeple mümkün olduğunca hava debisi ayarlanabilen emiş üniteleri tercih edilmelidir. Torçlar ile birlikte teslim edilen hava debisi ölçüm aparatıyla sık sık kontrol etmek faydalı olur.

• Bu sistem için kullanılan emiş üniteleri küçük boyutlu tasarlandığı için filtre yüzeyleri küçük olabilir. Bu durumda çok sık filtre değişimi riski oluşur. Profesyonel kullanım için tavsiyemiz, otomatik temizlenebilir kartuş filtreli sistemlerdir.

• Duman emişli torçlar klasik torçlardan biraz daha ağırdır. Uzun vardiyalarda kaynakçılara sıkıntı oluşturabilir. Ayrıca, bu torçların sarf malzemeleri de farklı olduğu için maliyetleri yüksek olabilir.
   

•   

 

5. Ortam havalandırma sistemleri: Verimli sistemlerdir. Lokal emişin yapılamadığı tüm üretim alanları için tercih edilmelidir. Çalışma ortamındaki tüm uçucu partiküllerin filtre edilmesi için tercih edilir.

Kaynak dumanı özelinde incelersek; termal etki sebebiyle çok hızlı şekilde yükselen kaynak dumanı partikülleri belirli bir yüksekliğe ulaşınca önce asılı kalırlar. Bu yükseklik mevsim, ortam içi hava akımları gibi birçok farklı etkene bağlı olarak ortalama 2,5-5 metre aralığında bir bulutumsu oluşturacaktır. İyice soğuyan bu partiküllerin çoğu yer çekimi etkisiyle aşağı yönlenir. Ama bu partiküller oldukça hafif oldukları için 40 metreye kadar hareket edebilir. Yani üretim alanının tamamına ve hatta ofis içlerine kadar serpilirler.

Ortam havalandırma sistemlerinin önceliği bu uçucu partikülleri serpilmelerine fırsat vermeden emerek filtre etmek ve ortama tekrar filtre edilmiş hava sağlamaktır. Bu sistemler, dışarıdan hava almadığı ve dışarıya hava vermediği için kış aylarında ısınma giderlerinde %70’e varan oranlarda tasarruf sağlar. Bazı üreticiler bu sistemlere soğutma ve ısıtma özellikleri de eklemektedir.

Ortam havasının yasal sınırlara uygun bir partikül maruziyete ulaşabilmesi için gerekli ACH (saat başı çevrim) doğru şekilde hesaplanmalıdır. Maruziyet oranı her ülkede farklı uygulanmaktadır. Almanya bu oranı 2012 yılında 3 mg/m³ ‘ten 1,25 mg/m³ seviyesine indirdi. Türkiye’de 3 mg/m³ seviyesi uygulanmaktadır. Kule sayısı hesaplanabilmesi için, çalışma alanındaki kaynak makinesi miktarı ve gelecekteki öngörülen sayılar, makinelerin çalışma amperleri, ark süreleri, vardiya sayıları, ortamdaki diğer kirleticiler gibi birçok bilgiye ihtiyaç duyulur. Sistemi tasarlayacak olan uzman ekip bu bilgileri alarak bu ortamda oluşan toplam kirletici miktarını hesaplamalı ve hedef maruziyet oranına düşebilmek için gerekli tasarım hesaplarını yapabilmelidir.

Unutulmamalıdır ki; bu tür uçucu partikülleri tavan tipi fanlarla ortamdan uzaklaştırmaya çalışmak verimli bir çözüm değildir. Uygulanabildiği alanlar elbette vardır, bunun için uzman bir ekipten yardım istenmelidir.

Önemli not: Ortam havalandırma sistemleri tek başına kullanılmaz. Çalışanlar uygun KKD (örneğin PAPR sistem) kullanmak zorundadır.

Ortam havalandırma sistemlerinin farklı çeşitleri mevcuttur.

e.a. Push-Pull sistemler: Bu sistemler bas-çek veya al-ver adıyla da piyasada adlandırılır. Karşılıklı yerleştirilen iki boru hattından bir tanesi kirli havayı iterken, karşısındaki de bu havayı emer ve filtre sistemine iletir. Filtrelenen hava tekrar üfleme hattına sevk edilir. Bu sistemler için önerilerimiz tavan yüksekliğinin 7-8 metreden alçak olması ve termal yükün fazla olmaması yani yıllık kaynak teli/elektrodu tüketiminin 10 ton/yıldan az olmasıdır.

Bu sistemlerin tasarımı mutlaka uzman ekipler tarafından yapılmalıdır. Çoğunlukla yanlış hesaplamalar sebebiyle, bu sistemlerin kurulduğu alanlarda yukarıdaki partiküller aşağı doğru itilir ve fayda yerine zarar verirler.

Bu sistemler belirli bir alan için tasarlanır ve kurulur. Başka ölçülere sahip bir alana taşımak olumsuz etkilere sebep olacaktır. Kurulum dönemindeki kaynak makinesi sayısında aşırı artış olduğunda sistem yine çalışmaz hale gelecektir. Bu sebeple sipariş aşamasında, ileriki yıllarda oluşabilecek kaymak makinesi sayısı artışı da ön görülmelidir.

 

 

e.b. Katmanlı sistemler: Bu sistemler çok daha verimlidir. Yukarı yerleştirilen boru hatları kirli havayı emer ve filtre sistemine gönderir. Filtrelenen hava boru hatları ile taşınarak, zemin kotuna yerleştirilen difüzörlerden düşük hızda tekrar ortama verilir. Bazı uygulamalarda bu temiz hava biraz daha soğutularak etkisi artırılır. Deplasmanlı havalandırma prensibi ile kurulan bu sistemler, kirli havayı her zaman soluma bölgesinin üzerinde tutar. Yüksek tavanlı holler ve yüksek termal yükler için idealdir. En büyük dezavantajı sahip olma maliyetidir. Bu sistemler belirli bir alan için tasarlanır ve kurulur. Başka ölçülere sahip bir alana taşımak olumsuz etkilere sebep olacaktır. Kurulum dönemindeki kaynak makinesi sayısında aşırı artış olduğunda sistem yine çalışmaz hale gelecektir. Bu sebeple sipariş aşamasında, ileriki yıllarda oluşabilecek kaymak makinesi sayısı artışı da ön görülmelidir.

 

 

e.c. Kule sistemleri: Bu sistemler tamamen borusuzdur. Evlerimizde kullandığımız hava temizleyicilerin mantığıyla çalışırlar. Genel olarak iki sistem kullanılır.

 

e.c.1. Üstten üflemeli kuleler: Bu kuleler kirli havayı aşağıdan emer ve filtre edilen hava üst taraftaki jet nozullar ile tekrar ortama üflenir. Genellikle 5 metreden daha yüksek olarak tasarlanırlar. Böylece üretim alanı üzerinde oluşan partikül bulutunu hızlıca dağıtırlar.

Bu sistemin dezavantajları:

• Üreticiye göre değişmekle birlikte, kulenin tam karşısında 20-30 metre uzaklıkta mutlaka bir engel olmalıdır. Bu sebeple, arası açık geniş hollerde kurulum sıkıntıları oluşur.

• Kirli havayı alttan emdikleri için, soluma bölgesinden sürekli karışım hava geçer. Yani solunum bölgesinde tam temiz havadan bahsetmek zordur.

• Oldukça büyük sistemler oldukları için nakliye ve kurulum süreçleri masraflı ve uzundur.
  
  
  Görsel kaynağı Nederman

                e.c.2. Alttan üflemeli kuleler: Bu kuleler deplasmanlı havalandırma prensibi ile kirli havayı üst taraftan emer ve filtrelenmiş havayı                 zemin kotunda düşük hızla tekrar ortama verirler.  Genellikle yaklaşık 4-5 metre yüksekliğe sahiptirler ve tak/çalıştır özelliklidirler.                 Bu sebeple nakliye ve kurulum maliyetleri düşük, devreye alma süresi kısadır.
                Soluma bölgesinde her zaman temiz hava sağlarlar. Alt taraftan üflenen temiz hava oldukça uzak bölgelere kadar yayılır ve ısınarak                 yukarı çıkarken zararlı partiküllerin aşağı inmesini önler.

                            

                            Görsel kaynağı Esta

                Bu sistemin dezavantajı ise;

• Yukarıda biriken partikül bulutu daha yavaş dağılır veya bazen hiç dağılmaz. Bu durum psikolojik olarak kulenin işe yaramadığı kanısı oluşturur. Çünkü bu kuleler yukarıdaki partikülleri çok daha yavaş hızda hareket ettirirler.

                e.c.3. Çift taraflı üfleyen kuleler: Bu kule sistemi ilk kez Türkiye’de geliştirilmiş ve patentlenmiştir. Alttan üflemeli kulelerle aynı                 özelliklere sahiptir. İlaveten üst tarafa yerleştirilen jet nozullar sayesinde, kullanıcı istediği zaman partikül bulutunu dağıtabilir. Bu                 kuleler 5 farklı temiz hava üfleme moduna sahiptir.

• Tamamen alttan üfleme

• Tamamen üstten üfleme

• %30 alt %70 üst üfleme

• %50 alt %50 üst üfleme

• %70 alt %30 üst üfleme

                Bu mod seçimleri sayesinde çok farklı kurulumlar gerçekleştirilebilir.

 

   

                e.d. Sürü tip sistemler: Bu sistemler de Türkiye’de geliştirilmiştir. Çok daha az enerji sarfiyatı, çok daha az yer işgali, çok daha kolay                 kurulum ve bakım avantajları sunarlar. Zeminden yaklaşık 4-5 metre yükseğe asılan bir sürü üyesi kirli havayı emer, filtre eder ve                 filtre ettiği havanın büyük oranını zemindeki difüzör ile düşük hızda ortama verirken, havanın bir kısmını da jet nozul ile yatayda                 üfleyerek diğer sürü üyesine doğru kirli havayı iter. Bu hava oranları ayarlanabilir.

 

6. Davlumbaz ile duman emiş: Emiş davlumbazları manuel kaynak işlemleri için kullanılacaksa mutlaka uygun KKD şartı vardır. Davlumbazlar daha çok robotik kaynak sistemlerinde tercih edilmektedir. Davlumbaz ölçüsü ve yüksekliği çok iyi hesaplanmalıdır.

Görsel kaynağı VDMA

 

İhtiyaçlarınıza en uygun sistemi belirlemek için uzman ekibimize danışabilirsiniz: info(at)hivent.comtr

HiVent Teknoloji, 16/09/2024, Ankara