אוורור תעשייתי – מדריך מעשי לממוני בטיחות, מנהלי אחזקה ומתכנני מערכות יניקה

פתח דבר

אוורור תעשייתי הוא אחד מאמצעי ההגנה ההנדסיים החשובים ביותר בסביבת העבודה. מטרתו אינה רק "להחליף אוויר", אלא למנוע מן העובד לנשום מזהמים, לצמצם עומס חום, למנוע הצטברות של אדים או אבק מסוכנים, ולהוביל את האוויר המזוהם לטיפול מתאים לפני פליטתו לסביבה.

המדריך נכתב בשפה מעשית לממוני בטיחות ולמנהלי אחזקה. הוא אינו מחליף תכנון הנדסי מפורט, בדיקות תעסוקתיות או דרישות של התקנים, אך הוא נותן כלים להבין כיצד מערכת יניקה אמורה לעבוד, כיצד לזהות ליקויים ומה לדרוש מן המתכנן, הספק והקבלן.

1. סוגי מזהמי אוויר ועומס חום

1.1 גזים ואדים

גז הוא אוסף מולקולות הנמצאות במרחב ויכולות להתפשט או להתכווץ, לפי תנאי הסביבה.

דוגמא לגזים : חמצן (O2), דו תחמוצת הפחמן ( CO2), חנקן (N2) ארגון ((Ar..

אדים נוצרים כאשר חומר שהוא בדרך כלל נוזל מתאדה, למשל ממיסים אורגניים, דלקים וצבעים. לא ניתן לזהות את רמת הסיכון לפי ריח בלבד: קיימים גזים ללא ריח, ובמקרים אחרים חוש הריח מתרגל לסביבה במהירות.

האוויר עצמו הוא תערובת גזים, ובה בקירוב 78% חנקן, כ-21% חמצן וכ-1% גזים אחרים. גזים אינרטיים כגון ארגון וחנקן אינם רעילים כשלעצמם, אך בחלל סגור הם עלולים להפחית את ריכוז החמצן באוויר וליצור סכנה לנשימה.

1.2 עשן ונדפים

עשן תעשייתי ונדפים (Fume) הם תערובת של חלקיקים קטנים מאוד, ולעיתים גם גזים. בריתוך, למשל, אדי מתכת הנוצרים בטמפרטורה גבוהה מתעבים לחלקיקים זעירים. בשל גודלם, חלק מן החלקיקים יכולים להישאר באוויר ולרחף זמן רב .

נשימה של חלקיקים אלה, עלולה לריאות.

גודל חלקיק נמדד לעיתים במיקרומטר (µm). מיקרומטר הוא אלפית המילימטר. חשוב להדגיש כי הסיכון אינו נקבע רק לפי הגודל: גם ההרכב הכימי, המסיסות, צורת החלקיק וריכוזו באוויר משמעותיים.

למערכת הנשימה שלנו מנגנון כפול להגן על חדירת מזהמים לריאות:

• השערות שבאף -לחלקיקים יחסית גדולים מעל 10 מיקרון לערך.
• הרירית שבקנה הנשימה -לחלקיקים קטנים יותר של עד 3 מיקרון.

מערכת הנשימה אינה מסוגלת למנוע חדירת חלקיקים קטנים יותר מ- 0.5 מיקרון.

בעשן בדרך כלל , החלקיקים קטנים מ- 0.5 מיקרון ולכן הוא מסוכן לנשימה.

1.3 אבק

אבק הוא אוסף של חלקיקים מוצקים המרחפים באוויר. חלקיקים גסים , מעל 10 מיקרון, שוקעים מהר יחסית, ואילו חלקיקים קטנים יותר עלולים להישאר באוויר ולהיכנס למערכת הנשימה.

אבק של סיליקה גבישית (SiO2) הוא דוגמה חשובה למזהם מסוכן. הוא נוצר, בין השאר, בחיתוך, ליטוש וקידוח של חומרים המכילים סיליקה, כגון אבן, בטון וחלק מסוגי השיש המלאכותי. חשיפה ממושכת לאבק סיליקטי' עלולה לגרום למחלת הנשימה בשם "סיליקוזיס " ולמחלות נוספות.

1.4 עומס חום

עומס חום אינו נקבע לפי טמפרטורת האוויר בלבד. יש להביא בחשבון גם לחות, קרינת חום, מהירות אוויר, ביגוד, מאמץ פיזי וזמן החשיפה. בסביבה תעשייתית, הערכת עומס חום מקצועית נעשית לעיתים לפי מדדים כגון WBGT, בהתאם להנחיות ולדרישות התקפות.

2. תהליכים תעשייתיים אופייניים

2.1 ריתוך

בריתוך בקשת חשמלית נוצרים נדפי מתכת וחלקיקים עדינים, ובתהליכים מסוימים גם גזים כגון אוזון ותחמוצות חנקן. הרכב הנדיפים תלוי בסוג המתכת, האלקטרודה, הציפויים, גז המגן ותהליך הריתוך. בעבודות עם פלב"ם (נירוסטה) למשל, יש חשיבות מיוחדת לריכוז הכרום והניקל, בסגסוגת הפלב"ם.

בעת שימוש בגזי מגן כגון ארגון או פחמן דו-חמצני, יש להביא בחשבון גם סכנת צמצום ריכוז החמצן באוויר, במיוחד בחללים סגורים. במצבים מסוימים עלול להיווצר גם פחמן חד-חמצני (CO). פחמן חד חמצני, נקשר להמוגלובין ומפחית את יכולת הדם להוביל חמצן לרקמות ובעיקר למוח.

2.2 ליטוש, חיתוך וניקוי בהתזה

בליטוש , בחיתוך ובניקוי חול , נוצרים חלקיקים בעלי מהירות גבוהה ולעיתים בכמות גדולה. בניקוי בהתזת חול, החומר השוחק והציפוי המוסר מן המוצר, יוצרים אבק. כאשר קיימת סיליקה גבישית באבק, יש לתת עדיפות לתחליפים מתאימים לסוג החול ולמערכת יניקה יעילה, לסילוק וסינון האבק.

במערכות כאלה נדרש לעיתים לא רק מנדף, אלא תא עבודה סגור, כדי למנוע יציאת מזהמים לסביבה. בליטוש וחיתוך, רצוי לבצע את העבודה על שולחן עבודה ייעודי. בתהליכי עבודה כאלה וגם בניקוי חול, לחלקיקים יש מהירות גבוהה, ולכן, יש להכין "קיר" שיעצור את החלקיקים, שחלקם הגדול ייפול על השולחן או הרצפה ומערכת השאיבה תפנה את האבק המרחף, למערכת סינון מקצועית.

2.3 תהליכי חום

תנורים, יציקה, חימום מתכת ותהליכים תרמיים יוצרים זרמי אוויר חם העולים למעלה. ניתן לנצל את העילוי התרמי לצורך לכידה, אך יש לתכנן את המנדף , או מפוחי יניקה, כך שלא ימשכו את המזהם דרך אזור הנשימה של העובד.

3. עקרונות האוורור: מקומי וכללי

3.1 אוורור מקומי – Local Exhaust Ventilation

אוורור מקומי נועד ללכוד את המזהם קרוב ככל האפשר לנקודת היווצרותו, לפני שהוא מתפזר בחלל. מערכת טיפוסית כוללת מנדף או פתח יניקה, צנרת, מתקן סינון או טיפול, מפוח וארובה או נקודת פליטה.

היתרון העיקרי של אוורור מקומי, הוא יעילות: כאשר לוכדים את המזהם במקור, ניתן להשיג הגנה טובה לעובד בכמות שאיבת אוויר קטנה יחסית. עם זאת, תכנון לא נכון של מיקום המנדף, מרחק גדול מדי או זרמי צד חזקים עלולים לפגוע מאוד ביעילות המערכת.

3.2 אוורור כללי – Dilution Ventilation

אוורור כללי מדלל מזהמים בחלל באמצעות הכנסת אוויר חיצוני והוצאת אוויר מזוהם מן המבנה. הוא מתאים במיוחד להסרת חום, לחות וריכוזים נמוכים יחסית של מזהמים שאינם מסוכנים במיוחד, כאשר הם מפוזרים בחלל.

אין להסתמך על מספר החלפות אוויר בלבד כאשר קיימים חומרים בעלי רעילות משמעותית, פליטות נקודתיות חזקות או אבק מסוכן. במקרים אלה עדיפה יניקה מקומית, ולעיתים שילוב בין השניים.

4. מושגי יסוד וחישובי ספיקה

4.1 ספיקת אוויר Q

ספיקת אוויר היא נפח האוויר העובר ביחידת זמן. במערכות תעשייתיות נהוג להשתמש במטר מעוקב לשעה (מ״ק/שעה, מקל״ש) או במטר מעוקב לשנייה.

4.2 מהירות זרימה V

מהירות אוויר נמדדת בדרך כלל במטר לשנייה. ניתן למדוד בעזרת שבשבת, אנמומטר חוט להט או צינור פיטו, בהתאם לטווח המהירויות ולסוג המדידה.

4.3 שטח חתך A והקשר בין Q, V ו-A (ראה תמונה למטה)

הקשר הבסיסי בין הספיקה (Q) , מהירות זרימת האוויר (V) ושטח החתך (A)

הוא: Q = V × A. כאשר V נמדד במטר לשנייה ו-A במ״ר, מתקבלת ספיקה במ״ק/שנייה. כדי לקבל מקל״ש (מטר קוב לשעה) מכפילים ב-3,600 , כמות השניות בשעה.

4.4 החלפות אוויר

כדי לחשב את מספר החלפות האוויר בשעה (N), בנפח נתון (Vroom) יש לחלק את ספיקת האוויר הנכנסת או יוצאת מנפח החלל בנפח החלל (Vroom), ע"פ הנוסחה: N = Q / Vroom.

לדוגמה: אולם בנפח 14,400 מ״ק המקבל 43,200 מקל״ש נמצא בקצב של 3 החלפות אוויר בשעה.

חשוב: החלפות אוויר, הוא מדד נוח להבנת קצב האוורור, אך אינו קריטריון תכנון יחיד למזהמים תעשייתיים. יש להתחשב בקצב יצירת המזהם, רעילותו, פיזורו, מיקום פתחי האוויר והיניקה והחשיפה בפועל של העובד

5. מהירות לכידה ותכנון מנדפים

5.1 מהי מהירות לכידה?

מהירות לכידה היא מהירות האוויר הנדרשת באזור המזהם כדי להתגבר על תנועתו הטבעית ועל זרמי האוויר סביבו ולהוביל אותו אל המנדף. היא אינה נקבעת רק לפי "משקל" החלקיק. הגורמים החשובים הם מהירות יצירת המזהם, כיוונו, תנופה, עילוי תרמי, מרחק מן המנדף וזרמי צד.

למזהם המתפזר בשקט בסביבה רגועה נדרשת בדרך כלל מהירות לכידה נמוכה יותר מאשר לתהליך המשליך חלקיקים במהירות, כגון השחזה, חיתוך או התזה. את הערך בפועל יש לבחור לפי מדריכי תכנון מקצועיים ולפי התנאים הספציפיים.

5.2 מיקום המנדף

• יש להציב את פתח היניקה קרוב ככל האפשר למקור.
• יש למנוע מצב שבו המזהם עובר דרך אזור הנשימה של העובד.
• להקטין זרמי צד ממאווררים, דלתות, חלונות ומערכות מיזוג.
• להעדיף סגירה חלקית או מלאה של אזור הזיהום, כאשר התהליך מאפשר זאת.
• לבדוק שהמנדף אינו מפריע לעבודה באופן שיגרום לעובד להרחיק אותו.

5.3 אחידות הזרימה

במנדף רחב, חיבור צינור יחיד עלול לגרום למהירות גבוהה במרכז ומהירות נמוכה בקצוות המנדף (ראה תמונה להלן). מחיצות, חלל פנימי או חריצי יניקה יכולים לשפר את אחידות הזרימה במנדף.

5.4 מנדף חריץ

מנדף חריץ יוצר יניקה לאורך קו צר. כאשר מתכננים אותו נכון, עם פלנום וחלוקת לחץ מתאימה, ניתן לקבל יניקה אחידה לאורך אזור עבודה רחב.

6. אוויר פיצוי וזרימת אוויר במבנה

כל מערכת יניקה המוציאה אוויר מן המבנה צריכה לקבל אוויר חלופי. ללא אוויר פיצוי עלול להיווצר תת-לחץ, ירידה בספיקת המפוח, חדירת אוויר לא מבוקרת מדלתות ופתחים, קושי בפתיחת דלתות ופגיעה במערכות בעירה או בארובות קיימות.

6.1 עקרונות לאוויר פיצוי

• להכניס את האוויר לאזור הנקי, כך שיזרום לכיוון האזור המזוהם ולא להפך.
• להימנע מסילון חזק הפוגע ישירות במנדף ומסיט את המזהם.
• בחורף ובקיץ יש לשקול חימום, קירור או טיפול בלחות של אוויר הפיצוי.
• יש לאזן את ספיקות ההכנסה וההוצאה בהתאם לדרישות הלחץ של החלל.

6.2 לחץ חיובי ושלילי

בחדר מזוהם נהוג לעיתים לשמור לחץ שלילי ביחס לסביבה כדי למנוע בריחת מזהמים. בחדר נקי או באזור שיש להגן עליו מפני אבק חיצוני, ייתכן שיידרש לחץ חיובי. כיוון הזרימה בין חללים הוא חלק מהתכנון, ולא תוצאה מקרית של פתיחת דלת.

7. תכנון צנרת ומפלי לחץ

7.1 מהירות הובלה בצינור

במערכות אבק יש לשמור מהירות מספקת כדי שהחלקיקים לא ישקעו בצנרת. ערך המהירות תלוי בסוג החומר, צפיפותו, גודל החלקיקים ותצורת המערכת. עשן ואדים אינם דורשים אותה מהירות הובלה כמו נסורת או שבבים.

מהירות נמוכה מדי עלולה לגרום לשקיעה ולהצטברות. מהירות גבוהה מדי מגדילה רעש, שחיקה, מפלי לחץ וצריכת אנרגיה. לכן קוטר הצינור נבחר לפי ספיקת האוויר ומהירות ההובלה הרצויה.

7.2 מפלי לחץ

לכל רכיב במערכת יש התנגדות לזרימה: מנדף, צינור ישר, ברך, הסתעפות, מסנן, משתיק, שסתום וארובה. סכום ההתנגדויות קובע את הלחץ שהמפוח צריך לפתח בנקודת העבודה.

• חיכוך לאורך צינור ישר גדל עם האורך ועם מהירות האוויר.
• קשתות חדות והסתעפויות שאינן בקוו הזרימה, יוצרות הפסדים גדולים יותר.
• מסנן נקי ומסנן סתום אינם בעלי אותו מפל לחץ.
• מערכת חייבת להיבדק באופן שוטף , לאחר התקנתה אחרי תקופה, בתנאי עבודה המקובלים שלה, כדי לבדוק שינויים בביצועים מיום ההתקנה.

7.3 הסתעפויות ואיזון

בצנרת, עם מספר נקודות יניקה, הזרימה נוטה לבחור במסלול בעל ההתנגדות הנמוכה ביותר. לכן יש לתכנן קטרים והסתעפויות כך שיתקבל איזון, בין נקודות היניקה. לעיתים משתמשים בווסתי כמות אוויר (דמפרים), לשיפור האיזון, היניקה בין נקודות היניקה. שינוי בנקודת יניקה אחת במערכת, עשוי להשפיע על היניקה, בכל שאר הנקודות.

8. מפוחים ונקודת עבודה

8.1 מפוח צירי

במפוח צירי האוויר זורם בעיקר במקביל לציר הסיבוב. מפוחים ציריים מתאימים בדרך כלל לספיקות גבוהות וללחצים נמוכים עד בינוניים, למשל פינוי חום מחלל או אוורור כללי עם צנרת קצרה.

8.2 מפוח צנטריפוגלי

במפוח צנטריפוגלי האוויר נכנס בכיוון ציר המאיץ ויוצא ממנו בכיוון רדיאלי. מפוחים אלה נפוצים במערכות יניקה הכוללות צנרת, מסננים ורכיבים בעלי התנגדות משמעותית.

8.3 סוגי מאיצים

מאיץ במפוח צנטרפוגלי בעל "כפות נטויות קדימה" ( Forward Curved ) נפוץ במערכות קומפקטיות ובאוויר נקי יחסית. מאיץ במפוח צנטרפוגלי בעל "כפות נטויות לאחור ( Backward Curved ) בעל נצילות גבוהה יותר ממפוח עם מאיץ "כפות קדימה" ונפוץ מאוד במערכות אוויר נקי וגם ביישומים תעשייתיים מסוימים, בהם יש מזהמים קלים באוויר, כמו אדי שמן, הנוצרים במטבחים תעשייתיים. מאיץ רדיאלי מתאים יותר לשאיבת אוויר עם חלקיקים גסים ולחומרים שעוברים דרך המפוח, כמו נסורת בנגריות.

8.4 עקומת מפוח ועקומת מערכת

המפוח אינו מספק "ספיקה קבועה" ללא קשר למערכת. נקודת העבודה נוצרת במפגש בין עקומת המפוח לעקומת ההתנגדות של המערכת. כאשר מסנן נסתם, ההתנגדות עולה והספיקה עלולה לרדת. כאשר דמפר נסגר, נקודת העבודה משתנה.

וסת תדר (VFD) מאפשר להתאים מהירות סיבוב לצורך התאמת יניקה או אספקה של האוויר ועל ידי כך לחסוך באנרגיה. שינוי מהירות משפיע גם על הספיקה, הלחץ וההספק הנדרש מהמפוח. למפוח יש עקומת ביצועים , שעל פיה ניתן לבחור את הספיקה של המפוח והלחץ שהוא מפתח בספיקה הנתונה. לפי העקומות של המפוח ניתן לתכנן את בחירת המפוח.

9. מתקני סינון לאבק

9.1 ציקלון

ציקלון מפריד חלקיקים מן האוויר באמצעות תנועה סיבובית וכוחות אינרציה. הוא יעיל במיוחד כמפריד ראשוני במערכת כאשר יש תערובת של חלקיקים גסים ועומס אבק גבוה. יעילותו לחלקיקים עדינים נמוכה יותר ממסנן אבק מקצועי ולכן לעיתים הוא משמש קדם-מפריד לפני מסנן בד או קרטרידג׳.

9.2 מסנני שק

מסנן שק משתמש במדיית הסינון עם בדי סינון מיוחדים. האבק מצטבר על פני הבד סינון ואף יוצר שכבת אבק התורמת ליעילות הסינון, אך מצריכה ניקוי ידני לאחר שהמסנן נסתם. במערכות סינון מקצועיות, הניקוי נעשה בדרך כלל באופן אוטומטי, למשל באמצעות הבזקי אוויר דחוס.

9.3 מסנני קרטרידג׳

מסנן קרטרידג׳ משתמש באלמנט מקופל שמעניק שטח סינון גדול בנפח קטן. הוא מתאים מאוד לאבקות ולאבק עדין, בתנאי שמדיית הסינון והיחס בין ספיקת האוויר לשטח הסינון נבחרו נכון.

• יש להגדיר את יעילות המסנן לפי "אחוז הסינון" עם ציון באיזה גודל החלקיקים המסוננים היו במהלך הבדיקה.
• יש לעקוב אחר מפל הלחץ על המסנן. רצוי לצייד אותו בשעון המראה את מפל הלחץ במסנן בכל רגע נתון.
• יש להתאים את סוג אלמנטי הסינון לתנאי העבודה: טמפרטורה, לחות, שמן, כימיקלים סוג האבק והעומס שלו.
• באבק נפיץ נדרשים אלמנטי סינון "אנטי סטטיים" למניעת הצתה ולמניעת נזקי פיצוץ.

9.4 HEPA

מסנני HEPA מיועדים לסינון חלקיקים עדינים מאוד ומוגדרים לפי תקני יעילות ייעודיים, ולא לפי כלל פשוט של "מתחת ל-0.5 מיקרון". יש להתאים את דרגת המסנן ליישום ולוודא אטימה נכונה של בית המסנן.

10. אדים וגזים

מסנני בד וקרטרידג׳ מיועדים לחלקיקי אבק. הם אינם מפרידים גזים ואדים. גזים מופרדים בעזרת , שטיפה רטובה עם "רוחץ אוויר רטוב" (Scrubber), עיבוי או חמצון תרמי/קטליטי – בהתאם לחומר, לריכוז ולספיקה.

10.1 פחם פעיל לנטרול תרכובות גזים אורגניים (VOC )

לטיפול בממיסים שחלקם הגדול הם בתרכובות אורגניות נדיפות (VOC) המשמשות כממיסים בצבע, משתמשים בספיחת הגזים עם פחם פעיל. הפחם הפעיל , המגיע בצורה גרנולרית או אבקתית ,סופח מולקולות גז בגלל שטח הפנים הגדול שלו. יכולת הספיחה של הפחם מוגבלת, ולכן מצע הפחם מתקרב לרוויה לאחר זמן. קצב הרוויה תלוי בריכוז המזהם, טמפרטורה, לחות, סוג הפחם וזמן המגע בין הגז לפחם.

• נדרש קדם-סינון אם קיימים חלקיקים שעלולים לסתום את הפחם.
• אין להסתמך על ריח כאמצעי לקביעת מועד החלפה.
• יש לקבוע משטר ניטור או החלפה על סמך חישוב, מדידה או המלצת הספק.
• בחומרים מסוימים קיימים סיכוני התחממות או תגובה על מצע הפחם, ולכן נדרשת התאמה כימית.

10.2 מתי פחם פעיל אינו מספיק?

כאשר עומס הממס גבוה או רציף, כמות הפחם הנדרשת עלולה להיות גדולה מאוד ולהפוך את השיטה ליקרה ולא יציבה. במקרים כאלה בוחנים פתרונות כגון RTO, RCO . שבהם "שורפים" את הגזים בחום, ע"י חימום עם גז בעירה, וממירים אותו למים ולדו תחמוצת הפחמן. זאת שיטה יעילה אך יקרה, ומתאימה בעיקר לספיקות של אוויר הרווי בגז אורגני, בריכוז גבוה. ההחלטה צריכה להתבסס על ספיקת האוויר, ריכוז ה-VOC, ערך קלורי של הגז המזהם, שעות עבודה ודרישות התקן לפליטה המותרת.

11. תאי צביעה

צבע מורכב מ-3 מרכיבים: פיגמנט שנותן את הגוון לצבע, הדבק שמחבר את הפיגמנט למוצר הנצבע וממיס שמגיע במצב נוזלי ובמהלך הצביעה הופך לגז. לכן , בתהליך הצביעה קיימים שני סוגי מזהמים עיקריים: Overspray – טיפות וחלקיקי צבע שלא הגיעו למוצר ואדי ממסים (VOC). מערכת תא הצביעה צריכה להגן על העובד, מגזים שנוצרו ממיסי הצבע, ומאבק הפיגמנט .הצטברות ממיסים עלולה לגרום להתלקחות.

11.1 זרימת האוויר בתא

תאי צביעה מתוכננים בתצורות שונות, יניקה בחזית הצביעה( Cross-draft ) או יניקה מהרצפה עם כניסת אוויר מלמעלה ( Down-draft). המטרה היא ליצור זרימה אחידה מן האזור הנקי דרך אזור הצביעה אל אזור הסינון, בלי ליצור מערבולת ובלי להעביר את מזהמי הצביעה, דרך אזור הנשימה של הצבעי.

11.2 סינון חלקיקי צבע

לסינון Overspray משתמשים במדיות סינון ייעודיות, לעיתים בנייר מקופל (גרמושקה), סיבי פיברגלס או קסטות רב-שלביות. יש לנטר באופן רציף את מפל הלחץ על המסנן ולהחליף את המסננים לפני שהסתימה גורמת לירידה בספיקה.

11.3 אדי ממסים

מסנן צבע אינו מסנן את גזי הממיס. כאשר יש דרישה לטפל ב-VOC, נדרשת מערכת נפרדת כגון פחם פעיל או מערכת חמצון. בנוסף, יש לוודא שהאוורור שומר על ריכוזי גזים נמוכים , הרחק מריכוז ההתלקחות , בהתאם לדרישות הבטיחות.

מפוחי היניקה בתאי הצביעה חייבים להיות "מוגני ניצוצות", כדי שניצוץ מקרי במפוח לא יצית את תערובת הגזים הנשאבת מתא הצביעה.

12. חומרים דליקים, אבק נפיץ וחשמל סטטי

שאיבת אדי ממסים, מימן, אבקות אורגניות, אבק מתכת וחומרים דליקים אחרים דורשת גישה מערכתית. אין להסתפק בכך שמאיץ המפוח השואב אותם, עשוי חומר "שאינו יוצר ניצוץ". יש לבחון את כל שרשרת הסיכון: מקור הצתה, ריכוז החומר, כמות החמצן, חשמל סטטי, מנוע חשמלי העלול ליצור ניצוצות, מסבים העלולים להתחמם, צנרת שעלולה ליצור חשמל סטטי, סוג המסנן ואמצעי לבדיקת ריכוז הגזים הנפיצים/פציצים.

12.1 משולש האש ופיצוץ אבק

לשריפה נדרשים 3 מרכיבים: חומר דליק, חמצן ומקור הצתה. בפיצוץ אבק נדרשים בנוסף ריכוז מתאים של האבק באוויר. אבק דק יותר הוא בדרך כלל בעל שטח פנים גדול יותר ולכן יכול להגיב במהירות רבה יותר.

12.2 חשמל סטטי

זרימת אבק, גרגרים או אוויר בצנרת עלולה ליצור מטען סטטי. לכן במערכות מתאימות יש צורך בהארקה ובהשוואת פוטנציאלים של חלקים מוליכים, בצינורות גמישים מתאימים (אנטי סטטיים) ובבדיקה תקופתית של רציפות חשמלית.

12.3 ציוד מתאים לאזור מסוכן

באזורים שבהם עלולה להיווצר אטמוספרה נפיצה, יש להשתמש בציוד שמתאים לסיווג האזור ולמאפייני החומר. הדבר כולל בין היתר מנועים ממוגני התפוצצות (Exe ) , ציוד חשמלי אנטי סטטי, חיישנים ורכיבים מכניים מוגנים. באבק נפיץ יש לשקול גם אוורור נאות להורדת ריכוז האבק באוויר , בהתאם להערכת הסיכון ולתקנים הרלוונטיים.

12.4 דוגמאות

• תא צביעה עם ממיסים דליקים.
• שאיבת אבק קמח, סוכר, עץ או אבקות אורגניות אחרות.
• שאיבת אבק אלומיניום ומתכות פעילות (טיטניום) – דורשת בחינה ייעודית להיווצרות מימן, כתוצאה מהתחמצנות המתכות עם הלחות שבאוויר.
• טעינת מצברים מסוגים מסוימים שבהם עלול להשתחרר מימן.

13. בדיקה, מדידה ותחזוקה

13.1 מה מודדים?

• מהירות לכידה באזור העבודה.
• מהירות פנים במנדף או בפתח יניקה, לפי סוג המנדף.
• מהירות הובלה בצנרת.
• ספיקה כוללת או ספיקה בצנרת ההולכה.
• לחץ סטטי במקומות ייחוס.
• מפל לחץ על המסנן.
• משטר הזרימה בין חללים.

13.2 נקודת ייחוס לפני ואחרי ההפעלה

לאחר מסירה והפעלה תקינה ,מומלץ לתעד ערכי ייחוס: ספיקות, מהירויות, לחצים ומפל לחץ במסנן. בהמשך ניתן להשוות אליהם. ירידה הדרגתית במהירות היניקה, למשל, יכולה להעיד על מסנן סתום, רצועה מחליקה, דמפר ששינה מצב או סתימה בצנרת.

13.3 תחזוקה מונעת

• בדיקה וניקוי של מנדפים ופתחים.
• בדיקת דמפרים ומצבי פתיחה.
• בדיקת צנרת לשקיעות, חורים, שחיקה או נזילות.
• בדיקת רצועות, מיסבים ורעידות במפוח.
• ניקוי או החלפת מסננים לפי מפל לחץ ולא רק לפי לוח שנה.
• בדיקת ניקוי Pulse-Jet ואספקת אוויר דחוס.
• בדיקת הארקה והשוואת פוטנציאלים במערכות של חומרים דליקים/נפיצים.

13.4 בדיקת עשן

Smoke test הוא כלי המחשה יעיל לבחינת כיוון הזרימה ולזיהוי מערבולות. הוא אינו מחליף מדידת ספיקה או חשיפה, אבל הוא מאפשר לראות במהירות האם המזהם אכן נשאב אל המנדף או עובר לאזורי הנשימה.

14. רשימת בדיקות לממונה בטיחות

15. דוגמאות חישוב

15.1 חישוב ספיקה ממנדף

נתון פתח בגודל 1.2 × 0.6 מ׳ ומהירות ממוצעת של 0.7 מ׳/שנייה. שטח הפתח: A = 1.2 × 0.6 = 0.72 מ״ר. הספיקה: Q = 0.7 × 0.72 × 3,600 = 1,814 מקל״ש בקירוב.

15.2 חישוב קוטר צינור מספיקה ומהירות

נדרשת ספיקה של 6,000 מקל״ש ומהירות ההובלה בצנרת – 15 מ׳/שנייה. ממירים את הספיקה למ״ק/שנייה: 6,000 / 3,600 = 1.667מ"ק/שנייה. נוסחת שטח החתך הנדרש נדרש: A = Q/V = 1.667/15 = 0.111 מ״ר. לצינור עגול: D = √(4A/π) ≈ 0.376 מ׳, כלומר קוטר הצנרת יהיה כ-380 עד 400 מ״מ, בהתאם לתכנון הסופי.

15.3 מספר החלפות אוויר

נפחו של אולם בשטח של 20 × 15מ' ובגובה 4 מ׳ הוא – 1,200 מ״ק. אם מערכת האוורור הכללי מספקת 12,000 מקל״ש, מספר ההחלפות הוא 12,000 / 1,200 = 10 החלפות אוויר בשעה. נתון זה לבדו אינו מוכיח שהחשיפה לעובדים תקינה.

15.4 השפעת מסנן סתום

אם במסנן נקי נמדד במפל לחץ של 500 Pa (50 מ"מ עומד מים) ובמהלך העבודה המפל עולה ל-1,200 Pa ( 120 מ"מ עומד מים), ספיקת המערכת משתנה. אם מהירות המפוח אינה משתנה כלפי מעלה, הספיקה תרד. מד לחץ הפרשי הוא חיוני למעקב אחרי ביצועי המסנן.

סיכום

מערכת אוורור תעשייתי טובה מתחילה בהבנת התהליך והמזהם, ממשיכה בלכידה נכונה במקור, צנרת ומפוח שנבחרו לספיקה מתאימה, לפי מפלי לחץ, טיפול מתאים במזהם וכניסת אוויר כפיצוי על יניקת האוויר, לפי משטר זרימה מתוכנן, ומסתיימת במדידה ותחזוקה שוטפת. ממונה הבטיחות אינו חייב לתכנן כל רכיב, אך עליו לדעת לשאול את השאלות הנכונות ולזהות כאשר המערכת אינה מתפקדת כפי שתוכננה.

בכל שינוי בתהליך, בחומר גלם, במספר נקודות היניקה או בפריסת המכונות יש לבדוק מחדש את התאמת המערכת. מערכת שנבנתה נכון לפני שנים יכולה להפוך לבלתי מספקת לאחר שינויים קטנים לכאורה.