Je možné plazmou na vodním stole řezat hliník?

Je možné plazmou na vodním stole řezat hliník?

Co je třeba vědět před plazmovým řezáním hliníku

Plazma + hliník + voda = nebezpečí výbuchu vodíku!

Řezání hliníkových plechů suchým plazmovým obloukem může vyžadovat nákladné a komplikované systémy na odstraňování prachu. Jde také o velmi hlasitý proces, při kterém vzniká ultrafialové světlo o vysoké intenzitě. Proto mnoho společností upřednostňuje řezání hliníku na vodním stole. Většinu hliníkových slitin lze snadno řezat plazmou na vodním stole. Výjimkou jsou slitiny hliníku a lithia – viz poznámka níže. Na vodním stole lze řezat většinu slitin. Přesto si uživatel musí být vědom velmi reálného a nebezpečného rizika výbuchu a přijmout určitá opatření, aby se mu vyhnul.

Nebezpečí výbuchu: Nikdy neřežte slitiny hliníku a lithia v přítomnosti vody. Některé roztavené slitiny hliníku a lithia (Al-Li) mohou při řezání plazmy v přítomnosti vody způsobit výbuch. NEŘEŽTE plazmou slitiny Al-Li za přítomnosti vody nebo v její blízkosti. Tyto slitiny by se měly řezat pouze suchým řezáním na suchém stole. NEŘEŽTE nasucho nad vodní hladinou. NEPOUŽÍVEJTE plazmové hořáky se vstřikováním vody. Pro další bezpečnostní informace ohledně rizik spojených s těmito slitinami se obraťte na svého dodavatele hliníku.

Při ponoření hliníkového kovu do vody vzniká plynný vodík. Je to podobné jako bublinky oxidu uhličitého, které se jakoby odnikud objevují na vnitřním povrchu sklenice Coca-Coly. Povrch kusu hliníku chemicky reaguje s vodou za vzniku nepatrného množství plynného vodíku. Drobné bublinky vodíku se nakonec z kovového povrchu uvolní a vyplavou nahoru.

Množství takto vyrobeného vodíku závisí na mnoha faktorech. Ale nejdůležitější je v tomto případě plocha povrchu, který je vystaven vodě, a doba, po kterou je do ní ponořen. Může například dojít k tomu, že malý kousek vyřezaného hliníku na krátkou dobu spadne do vody a poté bude ihned vytažen. Takový kousek má relativně malý povrch, a proto vznikne jen málo vodíku. Při řezání plazmovým obloukem však vzniká velké množství kapek roztaveného hliníku, které padají do vodního stolu. Tyto kapičky, zejména jemné částečky, mají kumulativní plochu povrchu. Kapičky se postupem času značně zvětšují. Kapky mohou být usazeny na dně vodního stolu po celé dny, týdny nebo i měsíce. Kapičky neustále vytvářejí bublinky plynného vodíku.

Čeho se při plazmovém řezání hliníku vyvarovat

K největšímu nebezpečí dochází, když plech zůstane na stole ponořený delší dobu. Operátor například založí plech na řezací stůl, zvedne hladinu vody a začne řezat několik dílů. Pak mu skončí směna, operátor vypne stroj a odchází domů. A když se další den vrátí, může být pod plechem nahromaděná značně velká kapsa plynného vodíku. Pokud operátor prořeže plazmovým hořákem plech a zapálí vzniklou bublinu vodíku, může dojít k těžké explozi. To může mít za následek potenciální poškození zařízení a zranění či usmrcení pracovníků obsluhy.

plasma table diagram

Jednoduché řešení

Jednoduchým řešením tohoto nebezpečí je provzdušňovač. To však vyžaduje nějakou průpravu. Provzdušňovač je jednoduše řada trubek s malými otvory uspořádanými podél spodní strany stolu. Těmito otvory nepřetržitě probublává malý proud stlačeného vzduchu až k povrchu stolu. Ředění a rozptylování plynových bublin zabraňuje hromadění kapes vysoce koncentrovaného vodíku pod plechem.

Nezbytná je průprava

Plasma cutting above water with bubble muffler

Nezbytné je rovněž školení operátorů, aby si uvědomovali přítomné nebezpečí. Operátor musí pochopit, jak a kde se může vodík hromadit a jaké kroky by měl podniknout, aby zabránil výbuchu. Jedním jednoduchým krokem je nikdy nenechávat plech ležet delší dobu na vodním stole. U stolů s možností zvedání a spouštění hladiny vody může operátor před řezáním jednoduše snížit a opět zvednout vodní hladinu. Tím dojde k rozrušení nebo rozptýlení veškerých případných bublin vodíku.

Jiná řešení mohou zahrnovat „tlumič bublinek“ neboli systém filtrace vody. Tlumič bublinek je zařízení, které se upne na hořák na plazmové řezání a má funkci vzduchové clony. Tlumič používá stlačený vzduch hnaný přes vnitřní trysku s účelem ochrany plazmového oblouku. Vnější tryskou také čerpá poměrně velký objem vody ze stolu a vytváří kolem plazmového oblouku vodní clonu. Tlumič bublinek se obvykle používá na vodním stole, který nemá ovládání hladiny vody, a tak na něm nelze plech ponořit. Tlumič bublinek snižuje oslňující záři a hluk vycházející z oblouku. Zachycuje také většinu plazmového kouře a promíchává vodu, aby se rozrušily vodíkové bubliny. Protože plech není ponořený, nezachycují se pod ním vodíkové kapsy.

Ebbco GRS Filtration System
Filtrační systém Ebbco GRS

Systémy filtrace vody, např. systém Ebbco GRS, používají velkoobjemové čerpadlo a řadu trysek zabudovaných ve stole. Tento systém pomáhá udržet jemné částice rozpuštěné ve vodě a následně je pomocí odstředivého odlučovače odstranit z vody. Tím se díky odstranění většiny hliníkových částic z vody omezí tvorba vodíku ve stole. Systém také udržuje vodu velmi dobře promíchanou, což zabraňuje případnému hromadění vodíku.

Bez ohledu na to, kterou metodu zvolíte, řezání hliníku plazmovým obloukem na vodním stole je použitelnou možností, je-li na místě zaveden systém, který eliminuje nebezpečí výbuchu vodíku.