Metallintyöstön kohdepoistoilman kondenssisuodatus
Salonen, Jussi (2015)
Salonen, Jussi
Tampereen ammattikorkeakoulu
2015
All rights reserved
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-2015060111629
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-2015060111629
Tiivistelmä
Opinnäytetyössä tutkittiin kondenssisuodattimen toimintaa metallintyöstön kohdepoistossa. Työn aihe syntyi osana Työsuojelurahaston rahoittamaa konsortiohanketta: ”Kohdepoistoilman suodattaminen ja palauttaminen metallin työstössä – kannattavuus ja vaikutukset työilman laatuun”. Opinnäytetyötä varten tutustuttiin hankkeessa mukana olleiden verstaiden kohdepoistoilman käsittelytapoihin.
Metallintyöstössä käytetään ns. lastuamisnesteitä työkalun ja työstettävän kappaleen jäähdytykseen, sekä työstöstä syntyvän lastuamisjätteen poistoon. Työstössä muodostuva aerosoliseos pyritään poistamaan huoneilmasta kohdepoistojärjestelmillä. Metallin-työstön kohdepoistossa yleisesti käytössä olevilla suodatusmenetelmillä ei poistoilmaa saada riittävästi puhdistettua. Poistoilman ulospuhallus ei likaa huoneilma - mutta hukkaa lämpöenergiaa - koska lämmöntalteenottoa ei näissä järjestelmissä yleensä ole käytetty.
Huoneilmasta hengitettynä leikkuunesteen sisältämät yhdisteet voivat aiheuttaa mm. vakavia hengitystieoireita. Opinnäytetyössä tutkittiin, onko kondenssisuodatuksella mahdollista siepata ja talteenottaa erityisesti kaasumaisessa olomuodossa esiintyviä yhdisteitä. Huoneilmaan palauttavassa järjestelmässä kohdepoistoilma jälkisuodatetaan yleensä aktiivihiili- tai HEPA-suodattimilla.
Kondenssisuodatinlaitteisto suunniteltiin ja rakennettiin VTT:n ja TAMK:n yhteistyönä. Sitä koekäytettiin onnistuneesti ja sillä suoritettiin ilmanlaadun analyysi VTT:n ilmas-tointilaboratoriossa. Näitä kokeita varten rakennettiin kaksi erilaista kokoonpanoa. Työterveyslaitos otti ja analysoi näytteet suoritetuista käyttökokeista. Opinnäytetyössä on esitetty kokeiden mittausjärjestely, käytetyt näytteenottomenetelmät tuloksineen ja johtopäätöksineen.
Suoritettujen kokeiden perusteella kondenssisuodatin toimii ja sen käyttö näyttäisi vähentävän kohdepoistoilmasta haitallisia ainesosia. Laitteistolla olisi mahdollista suodattaa energiatehokkaasti kohdepoistoilmasta eritoten leikkuunesteen käytöstä syntyviä haihtuvia orgaanisia yhdisteitä. Kondenssisuodattimen tarvitsema jäähdytysenergia voitaisiin pumpata esimerkiksi porakaivosta.
Kohdepoistoilman pisaroiden poistoon on suositeltavaa asentaa ns. pisaranerotin, joka tulisi asentaa työstökoneen kohdepoiston kanaviston alkupäähän. Näin voitaisiin minimoida ”muljun” kerääntyminen kanavistoon ja vähentää jälkisuodattimien kastumista. Kerääntynyt leikkuuneste-lastuamisjäteseos voi pahimmillaan aiheuttaa kanaviston tukkeentumista, tulipalovaaran riskiä ja kanaviston massan lisäystä. Kastunut suodatin taas voi menettää suodatuskykyään ja toimia epäpuhtauslähteenä.
Metallintyöstössä käytetään ns. lastuamisnesteitä työkalun ja työstettävän kappaleen jäähdytykseen, sekä työstöstä syntyvän lastuamisjätteen poistoon. Työstössä muodostuva aerosoliseos pyritään poistamaan huoneilmasta kohdepoistojärjestelmillä. Metallin-työstön kohdepoistossa yleisesti käytössä olevilla suodatusmenetelmillä ei poistoilmaa saada riittävästi puhdistettua. Poistoilman ulospuhallus ei likaa huoneilma - mutta hukkaa lämpöenergiaa - koska lämmöntalteenottoa ei näissä järjestelmissä yleensä ole käytetty.
Huoneilmasta hengitettynä leikkuunesteen sisältämät yhdisteet voivat aiheuttaa mm. vakavia hengitystieoireita. Opinnäytetyössä tutkittiin, onko kondenssisuodatuksella mahdollista siepata ja talteenottaa erityisesti kaasumaisessa olomuodossa esiintyviä yhdisteitä. Huoneilmaan palauttavassa järjestelmässä kohdepoistoilma jälkisuodatetaan yleensä aktiivihiili- tai HEPA-suodattimilla.
Kondenssisuodatinlaitteisto suunniteltiin ja rakennettiin VTT:n ja TAMK:n yhteistyönä. Sitä koekäytettiin onnistuneesti ja sillä suoritettiin ilmanlaadun analyysi VTT:n ilmas-tointilaboratoriossa. Näitä kokeita varten rakennettiin kaksi erilaista kokoonpanoa. Työterveyslaitos otti ja analysoi näytteet suoritetuista käyttökokeista. Opinnäytetyössä on esitetty kokeiden mittausjärjestely, käytetyt näytteenottomenetelmät tuloksineen ja johtopäätöksineen.
Suoritettujen kokeiden perusteella kondenssisuodatin toimii ja sen käyttö näyttäisi vähentävän kohdepoistoilmasta haitallisia ainesosia. Laitteistolla olisi mahdollista suodattaa energiatehokkaasti kohdepoistoilmasta eritoten leikkuunesteen käytöstä syntyviä haihtuvia orgaanisia yhdisteitä. Kondenssisuodattimen tarvitsema jäähdytysenergia voitaisiin pumpata esimerkiksi porakaivosta.
Kohdepoistoilman pisaroiden poistoon on suositeltavaa asentaa ns. pisaranerotin, joka tulisi asentaa työstökoneen kohdepoiston kanaviston alkupäähän. Näin voitaisiin minimoida ”muljun” kerääntyminen kanavistoon ja vähentää jälkisuodattimien kastumista. Kerääntynyt leikkuuneste-lastuamisjäteseos voi pahimmillaan aiheuttaa kanaviston tukkeentumista, tulipalovaaran riskiä ja kanaviston massan lisäystä. Kastunut suodatin taas voi menettää suodatuskykyään ja toimia epäpuhtauslähteenä.