CNC精密機床安全應用技術 極早期“守門員”機床自動滅火技術
CNC機床火災燃燒特性分析:
普遍用于機床的用油絕大多數為閉杯閃點60℃以上的丙類可燃液體,其燃燒特性描述為明火并伴隨大量煙霧,加工點引起的熱量聚集,引燃油蒸汽或油霧(氣、液兩相混合物),燃燒特點為閃燃,閃燃放大熱能后會引燃液態油的燃燒,該類燃燒會持續擴大,并附加隨著液體流淌擴大燃燒面。
一、關于CNC機床火災
大多數使用油性切削液的CNC機床,往往存在著較為嚴重的火災隱患。
二、CNC機床火災分析
可燃物分析:
對于使用油基冷卻液、研磨切削油的CNC機床,通常主要可燃物為機床用油(丙類可燃液體),其它可燃物為少量電線電纜包覆用橡膠。
CNC機床火災燃燒特性分析:
普遍用于機床的用油絕大多數為閉杯閃點60℃以上的丙類可燃液體,其燃燒特性描述為明火并伴隨大量煙霧,加工點引起的熱量聚集,引燃油蒸汽或油霧(氣、液兩相混合物),燃燒特點為閃燃,閃燃放大熱能后會引燃液態油的燃燒,該類燃燒會持續擴大,并附加隨著液體流淌擴大燃燒面。
CNC機床火災溫度特性曲線示意圖:
W0-機床空間正常環境溫度單位 ℃(攝氏) ?????????T0-機床工作異常計時時間單位S(秒)
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W1-機床產生明火時的空間環境溫度 ????????????????T1-機床產生明火,極早期報警開始時間
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W2-機床空間環境標準設定火災報警溫度W0+ 30℃ ???T2-守門員系統啟動滅火開始時間
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W3-機床重要機械部件損壞空間環境溫度 ????????????T3-重大損失相對應的火災發展時間
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W4-機床達到報廢標準的空間環境溫度 ??????????????T4-機床報廢損失相對應的火災發展時間
注:以上溫度測量點均為機床內部(頂部)最不利熱量傳導點的空間環境溫度。
三、CNC機床火災損失分析
綠色區域
W1明火產生初期,此時著火點明火火焰外延直徑≤30mm,著火點局部溫度已經大于油品的閃點(閉杯),但是由于火災初期熱量發出或輻射量較小,熱量傳導至機床空間環境溫度一般在W0+2℃~W0+5℃。
W2標準設定火災報警溫度W0+ 30℃,考慮到空間環境的溫度波動以及降低誤動作帶來的不必要損失,以及機床火災特點,我們設定年平均機床空間環境溫度+30℃作為守門員系統火災報警啟動溫度閥值,此時著火點明火火焰外延直徑≤300mm,著火點局部溫度可能超過220℃。
T1-T2火災發展通常時間范圍65S~185S
綠色區域階段的機床火災直接損失通常很小,幾乎可以忽略不記,機床損失主要為因停產造成的間接損失,該階段的生產恢復通常需要0h~2h。
該階段為最好的滅火階段,該階段滅火損失最少、滅火效率最高。
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黃色區域
W2火災發展期,此時著火點明火火焰外延直徑≥300mm,著火點局部溫度可能超過300℃。
W3通常定為機床重要精密機械的退火溫度-120℃,超過此溫度可能會對機床重要精密機械部分造成不可恢復的損害,例如機床的精度無法滿足加工要求等。此時著火點明火火焰外延直徑≤600mm,著火點局部溫度可能超過600℃。
T2-T3火災發展通常時間范圍55S~245S
黃色區域階段的機床火災直接損失通常為機床內部電器及其配線收到損害,機床重要精密機械未受到不可恢復的損害,以及為因停產造成的間接損失,該階段的生產恢復通常需要1day~7 day。
該階段為傳統滅火技術的滅火階段,該階段滅火損失少、滅火效率高。
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紅色區域
W3火災擴大期,此時著火點明火火焰外延直徑≥600mm,著火點局部溫度可能超過600℃。
W4通常定為機床重要精密機械的退火溫度+120℃,此溫度可能會對機床重要精密機械部分造成不可恢復的損害,例如機床的精度無法滿足加工要求等。此時著火點明火火焰外延填滿所有油浸區域,著火點局部溫度可能超過900℃。
T3-T4火災發展通常時間范圍35S~125S
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紅色區域階段的機床火災直接損失通常為接近購置新機床費用,以及為因停產造成的間接損失,該階段的生產恢復通常需要大修20day~90 day。
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黑色區域
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黑色區域階段的機床火災直接損失通常為機床報廢。
四、極早期“守門員”機床自動滅火技術
專門為機床內部防火而設計的機床滅火系統,為機床提供可靠的火災極早期保護。
1、極早期“守門員”火災自動探測及控制系統技術
采用早發現早控制的控制原理,結合火焰光譜探測技術、圖象傳輸技術、在線溫度監測技術以及先進計算算法軟件,針對機床火災特點,實現極早期火災 探測,主動調整受門員系統狀態,實時機床內部紅外圖像報警傳送等先進技術,科學解決了極早期快速火災探測與誤動作的技術矛盾,大大縮短了火災探測報警時間,為成功無損機床滅火創造了極為有利的條件。
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2、先進基本滅火單元技術
裝置簡單可靠,系統綜合響應時間短、可實現控制噴放滅火劑,可根據軟件設置實現間斷噴放、連續噴放、延時噴放等精確噴放滅火功能;
清潔滅火劑采用二氧化碳、六氟丙烷等,電器絕緣性好,使整個滅火過程不會產生二次污染;
可根據不同需要選用以下類型滅火劑
D類金屬滅火劑;
廚房專用滅火劑;
超細干粉滅火劑;
干粉滅火劑;
水基滅火劑;
泡沫滅火劑。
通用標準的滅火器,任何消防器材維修維護單位均可更換和維護,單次滅火換裝成本小于100元(二氧化碳為例)。