sicurezza Air Liquide

Sicurezza dei forni di trattamento termico

Air Liquide, leader mondiale e fornitore di gas industriali per il trattamento termico, spiega come ridurre i rischi durante il processo di trattamento e garantire la sicurezza degli impianti.

In cosa consiste il trattamento termico?

Il trattamento termico è un passaggio fondamentale nella produzione industriale, che consiste nel riscaldare i pezzi metallici in un forno con un'atmosfera gassosa specifica, nel mantenerli per un certo tempo in temperatura e nel raffreddarli in modo controllato. La sua funzione finale è quella di modificare le proprietà del pezzo in metallo come: durezza, resistenza, duttilità ed elasticità.

La composizione dell'atmosfera gassosa viene scelta in funzione della natura del metallo da trattare, dei risultati da ottenere e del tipo di forno. I gas utilizzati possono essere neutri (azoto, argon) o reattivi (idrogeno, ammoniaca in fase gassosa, acetilene, altri idrocarburi). Le temperature di processo possono variare da -150 °C (temperature criogeniche) a oltre 1.000 °C.

L'uso dei gas in spazi confinati

L'uso dei gas inerti, infiammabili e tossici in spazi confinati e con le suddette condizioni di temperatura comporta una serie di rischi permanenti. È quindi essenziale, ad esempio, identificare le zone ATEX, rispettare attentamente le procedure di manutenzione degli impianti e delle attrezzature utilizzate e indossare i dispositivi di protezione individuale personali appropriati.

Zone ATEX:
Una zona ATEX (atex = ATmosphere EXplosive, in italiano “atmosfera esplosiva”) è una zona in cui sostanze infiammabili sotto forma di gas, vapori o polveri si possono mescolare con l'aria ed ottenere miscele gassose infiammabili. In queste zone può verificarsi una accensione iniziale della miscela gassosa seguita da una propagazione molto rapida e la conseguente generazione di una combustione immediata dell'intera atmosfera con effetto incendio o esplosione. Le zone ATEX sono ad accesso limitato e richiedono un permesso di lavoro. Le persone che lavorano in un ambiente ATEX devono indossare DPI (dispositivi di protezione individuale) appropriati e conformi alle norme locali vigenti.

Quali sono i rischi associati alle atmosfere di trattamento termico?

Air Liquide ha identificato quattro rischi principali legati alla produzione di atmosfere che possono causare danni materiali e, al tempo stesso, avere conseguenze sulla salute degli operatori.

Rischi di incendio e di esplosione

L'incendio è una reazione chimica di ossidazione di un combustibile da parte di un comburente, innescata da una fonte di energia. La reazione si basa sul principio del triangolo del fuoco: la presenza contemporanea di combustibile, comburente, energia di innesco. L'esplosione è caratterizzata da una combustione quasi istantanea con spostamento di gas, fiamme e calore in uno spazio confinato.

Questi sono i due rischi caratteristici delle atmosfere infiammabili composte di idrogeno e CO presenti nei forni. Per prevenire i rischi in questi forni, i camini (all'entrata della zona calda e all'uscita della zona fredda) sono dotati di una torcia che brucia l’atmosfera infiammabile durante lo scarico. Le torce hanno un bruciatore con fiamma pilota e rilevamento della presenza della fiamma. In caso di qualsiasi malfunzionamento del forno, l'azoto è usato come gas di sicurezza. Si interrompe l'alimentazione di atmosfera infiammabile e si apre il circuito di lavaggio dell'azoto. In questo contesto, Air Liquide presta particolare attenzione al dimensionamento degli impianti di stoccaggio dell'azoto ed all’affidabilità della fornitura, che devono essere in grado di fornire la quantità di gas necessaria per questi lavaggi di sicurezza al momento richiesto.

Quali prodotti sono potenzialmente infiammabili o esplosivi e quali specie chimiche sono classificate come tossiche? I liquidi o i gas utilizzati per produrre atmosfere di trattamento termico (metano, propano, ammoniaca, metanolo, idrogeno, ecc.), così come i loro sottoprodotti (gas endotermico, gas esotermico, ammoniaca crackizzata, metanolo crackizzato), sono potenzialmente infiammabili o esplosivi in presenza di una fonte di energia ed alcuni di essi tossici.

Rischi di avvelenamento e intossicazione

L'avvelenamento e l'intossicazione sono caratterizzati dall'introduzione nell'organismo di una sostanza tossica come monossido di carbonio, ammoniaca o altre sostanze. Questo rischio è presente in caso di perdita di gas per un malfunzionamento del forno o della rete di distribuzione. La presenza delle specie inquinanti può durare a lungo se la perdita non viene individuata rapidamente. Air Liquide presta particolare attenzione alla progettazione di sistemi di distribuzione di idrocarburi e ammoniaca, che sono ampiamente utilizzati per la cementazione, la nitrurazione, la carbonitrurazione e la nitrocarburazione. Le attrezzature che devono essere installate in zone classificate ATEX richiedono una manutenzione regolare da parte di professionisti addestrati e autorizzati.

Rischi di asfissia e anossia

L'anossia è un apporto insufficiente di ossigeno ai tessuti rispetto alle loro necessità. L'arresto o la difficoltà di respirazione sono i sintomi che definiscono l'asfissia. I processi di trattamento termico utilizzano atmosfere di gas prive di ossigeno che possono comportare dei rischi per gli operatori. Gli esperti di Air Liquide Ti aiuteranno a capire i rischi associati alla riduzione del contenuto o alla mancanza di ossigeno negli spazi confinati.

Rischi associati alle temperature molto basse

A bassissima temperatura, i gas criogenici sono allo stato liquido e presentano rischi specifici:

  • a contatto con la pelle, possono causare congelamento e ustioni da freddo,
  • a contatto con certi metalli, come l'acciaio al carbonio, generano infragilimento del materiale,
  • a causa di una significativa variazione della massa volumica nel passaggio dallo stato liquido allo stato gassoso, i gas criogenici sviluppano un grande quantità di gas ed in spazi chiusi possono provocare rischi di asfissia.

Air Liquide fornisce consigli sulle best practice di utilizzo dei gas criogenici e sull'uso dei DPI (dispositivi di protezione individuale) in caso di trattamento a bassa temperatura.

Come ridurre i rischi?

Per ridurre i rischi, ci sono varie soluzioni e best practice. A titolo di esempio, ogni volta che si cambia una bombola di gas, si raccomanda vivamente di spurgare il residuo dal flessibile. È importante scegliere attrezzature per l’utilizzo delle bombole che siano certificate per l’utilizzo del gas utilizzato e conformi alle normative vigenti. Inoltre, in presenza di utilizzo di atmosfera infiammabile e tossica nel forno, si raccomanda di monitorare l’ambiente di lavoro, controllare la durata di esposizione degli operatori e di restringere l'accesso a queste aree. Non esitare a fare riferimento al team di esperti di Air Liquide per qualsiasi consiglio o raccomandazione.

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