Какви са съображенията за безопасност за изолационните материали, използвани около високо{0}}температурни нагревателни плочи?

Оборудването за промишлена термична обработка, като преси за плоча, термозалепващи машини и пещи за втвърдяване на композитни материали, използва високотемпературни нагревателни плочи, които обикновено работят при 300 градуса или по-висока. Такива повърхности имат изолация точно до тях. Не трябва да прегаря. Не трябва да отделя токсични изпарения при нагряване. За предпочитане не трябва да позволява външната страна да се нагорещява достатъчно, за да изгори оператора. Изборът на подходящ предпазен изолационен материал за приложения с високотемпературни нагревателни плочи изисква внимателно разглеждане на неговата запалимост, поведение при отделяне на газове и способност за контролиране на повърхностната температура.

Запалимост: Необходими са незапалими-материали
Изолацията в близост до нагревателна плоча трябва да е незапалима-по природа. Изолации от органична пяна като полиуретан, полистирен и полиетилен изгарят или се топят при значително под нормалните работни диапазони на плочата. Тези материали представляват непосредствена опасност от пожар и нямат място в подобни ситуации.

Материали с евроклас A1 или A2 според европейските противопожарни стандарти или сравнима класификация за не-горимост съгласно други национални кодове. Всички видове изолация по-долу са напълно незапалими:

Керамични влакна (алумино-силикатна вата) Задната част може да се използва непрекъснато над 1000 градуса. Няма разпространение на пламък.

Твърда плоскост от калциев силикат: стабилна при 1000-650 °C. Класовете с висока плътност не съдържат биологични вещества.

Микропореста изолация (изпарен силициев диоксид с непрозрачни вещества): За работа до 800-1000 градуса C. Негорима сърцевина.

И трите материала премахват опасността от пожар от самата изолация. Изолацията на сърцевината е естествено огнеустойчива, добро място за начало на фронта на безопасността.

Токсично отделяне на газове и изгаряне на свързващо вещество *
Още по-зловеща опасност е по време на първото загряване-. Повечето изолации от минерална вата (каменна вата, стъклена вата, някои продукти от керамични влакна) се произвеждат с органични свързващи вещества, за да задържат влакната заедно по време на производството. Тези свързващи вещества се разлагат термично при нагряване върху нагревателна плоча. Процесът, известен като "прегаряне на свързващо вещество", освобождава летливи органични съединения (ЛОС), които обикновено създават досаден дим, остри миризми и в някои смеси проследяват опасни видове като формалдехид или въглероден оксид.

Отделянето на свързващи вещества е сериозна опасност за здравето на обработващото оборудване в пренаселени работилници или лаборатории. Операторите по време на първото пускане в експлоатация може да почувстват дразнене на белите дробове и/или главоболие. Инсталациите за високотемпературни нагревателни плочи за изолационен материал за безопасност трябва да определят елементи с ниско съдържание на летливи органични вещества. Вариантите може да са:

Предварително изпечени керамични влакна (топлинно почистени, за да се елиминират свързващите вещества преди монтажа)

Калциево-силикатни или микропорести плоскости без свързващо вещество

Сертифицирани минерални вати с ниски емисии, напр. Eurofins Indoor Air Comfort Gold

Доставчиците трябва да предоставят резултати от тестове за емисии на летливи органични съединения за предвидената работна температура. В критични ситуации може да е необходимо изгаряне-в цикъл с вентилация, за да завърши отделянето на газове, за да се позволи нормална работа.

Защита на операторите от горещи повърхности: безопасни температури при допир
Температурата на външната повърхност зависи пряко от дебелината на изолацията. Дебелината на изолацията е не само енергиен показател, но и мярка за защита на персонала. Външната повърхност на изолационната система или всеки предпазител, който я покрива, трябва да бъде под одобрените безопасни-граници на докосване.

Дадени са указания за контакт с нагорещени повърхности в международния стандарт ISO 13732-1. Обикновено се смята, че максимално допустимата граница за повърхностна температура на метални или други повърхности с висока топлопроводимост е 60 градуса за незащитен контакт с кожата за кратка продължителност (1-3 секунди). За повърхности с ниска проводимост (напр. плоскости от керамични влакна или изолация с покритие) може да са приложими малко по-високи прагове, но 60 градуса все още е често използвана цел за проектиране на промишлено оборудване.

Как да го направите:

Изчислете необходимото топлинно съпротивление (R-стойност или дебелина) за температурата на нагревателната плоча и условията на околната среда.

Трябва да се използват високоефективни материали, например микропореста изолация, която има три до пет пъти по-висока термична устойчивост от минералната вата за същата дебелина.

Помислете за много{0}}слойни системи: слой от керамични влакна, съседен на плочата при високи температури, и зад него слой от по-ниско{1}}проводим (микропорест) материал за понижаване на външната температура на кожата.

Ако температурата на външната повърхност не може да бъде намалена до под 60 градуса с наличната дебелина на изолацията, тогава трябва да се приложат защитни мерки. Това са:

Перфорирани метални щитове за вентилация и въздушна междина за осигуряване на безопасна повърхностна температура отвън.

Гореща повърхност - Не докосвайте предупредителни етикети при температурни граници.

Фиксирани бариери за предотвратяване на случайно докосване на оператора.

Температурните граници за безопасен контакт са цитирани в стандартите на US OSHA (напр. 29 CFR 1910.261 за фабрики за целулоза и хартия) и в Директива 2006/42/EC за машини на ЕС като компонент на предотвратяването на изгаряния. Спазването на местните кодекси е задължително.

Съображения за боравене по време на монтаж
Безопасността на системата от високотемпературни нагревателни плочи от защитен изолационен материал се разширява до фазата на монтаж. Керамичните влакна не са-запалими и не-отделят газове след предварително-изпичане, но когато се нарязват, пробиват или обработват машинно, произвеждат вдишван прах. Механичното дразнене на респираторните тъкани може да бъде резултат от вдишване на носещи се във въздуха керамични влакна. Този риск се елиминира, когато изолацията е защитена с метален корпус или защитно покритие след монтажа. Инсталацията трябва да включва подходящи лични предпазни средства (ЛПС) по време на:

Респиратори за еднократна употреба (N95 или по-високи, в съответствие с местните стандарти)

Дълги ръкави и ръкавици за предотвратяване на кожни раздразнения

Контрол на праха (мокро рязане, локална смукателна вентилация)

Калциево-силикатните и микропорестите плоскости отделят по-малко опасен прах, но все пак изискват нормална защита от прах.

С поглед напред: Тенденции в безопасността на изолацията
За нагревателните плочи следващото поколение високотемпературна изолация се насочва към хибридни решения, които елиминират всички-компромиси:

Изпращат се модули от керамични влакна без свързващо вещество, предварително-оформени и предварително-изпечени. Не се изисква полево рязане.

Капсулираните микропорести панели с облицовки от неръждаемо стоманено фолио осигуряват прах, чиста външна повърхност с ниски емисии, ниски температури на кожата с малка дебелина.

Усъвършенствани одеяла от аерогел (не{0}}запалим силициев аерогел, подсилен с влакна) с отлична термична производителност и пълна -незапалимост, сега стават ценово-конкурентни за промишлени плочи.

Тези подобрения директно противодействат на трите основни опасности: пожар, отровни газове и опасност от изгаряне.

Резюме
Изборът на предпазен изолационен материал за настройка на високотемпературна нагревателна плоча трябва да се основава на цялостна оценка на огнеустойчивостта, поведението на химическите емисии и топлинните характеристики. Не-подлежи на договаряне: незапалими сърцевини (керамични влакна, калциев силикат, микропорести). Класове с ниско-свързващо вещество или-свободно свързващо вещество избягват вредното отделяне на газове по време на-първото загряване. Достатъчна дебелина-или проектирани предпазители-поддържат външните повърхностни температури под 60 градуса, елиминирайки риска от изгаряне. Задължително е спазването на местните правила за пожарна безопасност и безопасност (OSHA, Директива на ЕС за машините, ISO 13732) и е добра инженерна практика. Обработката при висока температура е много ефективна и естествено защитна. Напредъкът в науката за материалите ще подобри предварително задействаните и капсулованите решения, като допълнително ще улесни безопасното внедряване.