一、關(guān)于CNC機床火災(zāi)
1、 關(guān)于CNC機床火災(zāi) 大多數(shù)使用油性切削液的CNC機床,往往存在著較為嚴重的火災(zāi)隱患。 一臺機床如果沒有采取滅火措施,那么大火就會迅速蔓延到鄰近的機械設(shè)備或建筑物。即使建筑物內(nèi)的自動噴水滅火系統(tǒng)啟動工作,也為時已晚,往往會使機床甚至更多的生產(chǎn)設(shè)備毀于一旦。 常規(guī)銑床、車床和磨床都是盡可能以安保的方式進行專門設(shè)計的。但是這些機床大量地應(yīng)用油基冷卻液,這就很容易受到火災(zāi)風險的威脅。
2、 過高的熱量、錯誤的編程、刀具的故障或其他各種原因,都可以將正常的CNC操作系統(tǒng)瞬間變成一場災(zāi)難。而對于放電加工設(shè)備(EDM)而言,可能會由于介質(zhì)液面下降或其他異常情況而造成火災(zāi)。 在任何加工操作中,凡是存在著冷卻油和潤滑油蒸汽的地方,即使是一點火星也會引起。 越來越多自動機床被應(yīng)用,當一臺機床處于自動化作業(yè)或無人化操作時,其發(fā)生火災(zāi)的風險會更高。
3、 即使能夠迅速地檢測或撲滅一場小小的火災(zāi),但仍然會對機床造成損壞和無法預測的停機時間。如果機床在未經(jīng)檢查或沒有發(fā)現(xiàn)這種火災(zāi)跡象的情況下,哪怕只是離開很短的一段時間,那么這場小小的火災(zāi)就會造成機毀,甚至是建筑物被毀滅的惡性事故。 在使用油基冷卻液的機床內(nèi)發(fā)生爆燃時,要求快速果斷地采取行動。然而,人力成本迫使許多工廠不得不讓某些機床實行無人化操作,這極大程度地增加了機床發(fā)生火災(zāi)的風險。然而,即使操作人員在現(xiàn)場的情況下,一臺機床也有可能在很短時間內(nèi),完全被爆燃的火焰所吞噬。 我們一直期望雇員們使用便攜式滅火器來控制這種失火局面,但這可能是一個不切實際的期望。即使是一個頭腦冷靜的操作人員,當機床發(fā)生火災(zāi)時也會手足無措。況且,當一場火災(zāi)足以損毀一臺機床時,可能會危及到工人的安保。
4、 專門為機床內(nèi)部防火而設(shè)計的機床滅火系統(tǒng),可以為機床提供合理的保護,這對于傳統(tǒng)屋頂式的外部自動噴水滅火系統(tǒng)而言是無法達到的。 設(shè)備自動滅火系統(tǒng)的投入成本只占數(shù)控機床中的很少一部分,遠遠低于修復因火災(zāi)而造成重大破壞所需的維修費用。
二、CNC機床火災(zāi)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(zāi)燃燒特性分析: 普遍用于機床的用油絕大多數(shù)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,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(tài)油的燃燒,該類燃燒會持續(xù)擴大,并附加隨著液體流淌擴大燃燒面。 CNC機床火災(zāi)溫度特性曲線示意圖: W0-機床空間正常環(huán)境溫度單位 ℃(攝氏) T0-機床工作異常計時時間單位S(秒) W1-機床產(chǎn)生明火時的空間環(huán)境溫度 T1-機床產(chǎn)生明火,極早期報警開始時間 W2-機床空間環(huán)境標準設(shè)定火災(zāi)報警溫度W0+ 30℃ T2-系統(tǒng)啟動滅火開始時間 W3-機床重要機械部件損壞空間環(huán)境溫度 T3-重大損失相對應(yīng)的火災(zāi)發(fā)展時間 W4-機床達到報廢標準的空間環(huán)境溫度 T4-機床報廢損失相對應(yīng)的火災(zāi)發(fā)展時間 注:以上溫度測量點均為機床內(nèi)部(頂部)不利熱量傳導點的空間環(huán)境溫度。
三、 三、CNC機床火災(zāi)損失分析 綠色區(qū)域 W1明火產(chǎn)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(jīng)大于油品的閃點(閉杯),但是由于火災(zāi)初期熱量發(fā)出或輻射量較小,熱量傳導至機床空間環(huán)境溫度一般在W0+2℃~W0+5℃。 W2標準設(shè)定火災(zāi)報警溫度W0+ 30℃,考慮到空間環(huán)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(zāi)特點,我們設(shè)定年平均機床空間環(huán)境溫度+30℃作為火災(zāi)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(zāi)發(fā)展通常時間范圍65S~185S 綠色區(qū)域階段的機床火災(zāi)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(chǎn)造成的間接損失,該階段的生產(chǎn)恢復通常需要0h~2h。 該階段為好的滅火階段,該階段滅火損失少、滅火效率高。 黃色區(qū)域 W2火災(zāi)發(fā)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(zāi)發(fā)展通常時間范圍55S~245S 黃色區(qū)域階段的機床火災(zāi)直接損失通常為機床內(nèi)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(chǎn)造成的間接損失,該階段的生產(chǎn)恢復通常需要1day~7 day。 該階段為傳統(tǒng)滅火技術(shù)的滅火階段,該階段滅火損失少、滅火效率高。 紅色區(qū)域 W3火災(zāi)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(qū)域,著火點局部溫度可能超過900℃。 T3-T4火災(zāi)發(fā)展通常時間范圍35S~125S 紅色區(qū)域階段的機床火災(zāi)直接損失通常為接近購置新機床費用,以及為因停產(chǎn)造成的間接損失,該階段的生產(chǎn)恢復通常需要大修20day~90 day。 黑色區(qū)域 黑色區(qū)域階段的機床火災(zāi)直接損失通常為機床報廢。