Dans l'industrie métallurgique, les fluides dédiés au travail des métaux (Metal Working Fluids - MWF) sont utilisés pour refroidir et lubrifier les activités d'usinage. Les fluides pour le travail des métaux permettent de réduire le frottement entre l'outil et la pièce à usiner. En outre, ils prolongent la durée de vie de l'outil, éliminent les copeaux et protègent les surfaces des pièces à usiner.
Les fluides pour le travail des métaux sont un mélange complexe pouvant contenir des huiles minérales et/ou synthétiques, des additifs tels que des biocides et des inhibiteurs de rouille, ainsi que des contaminants tels que des particules métalliques, de l'huile étrangère et des bactéries. Lorsque des gouttelettes de ces fluides pour le travail des métaux sont en suspension dans l'air, on parle de brouillards d'huile.
Le brouillard d'huile est causé par les fluides pour le travail des métaux qui entrent en contact avec des outils à rotation rapide (procédés de broyage et de perçage par exemple). Le brouillard d'huile est ensuite dispersé dans l'air.
En plus des brouillards d'huile, des vapeurs d'huile peuvent apparaître. Il s'agit de gouttelettes plus petites que les brouillards d'huile. En raison des températures élevées des pièces métalliques pendant l'usinage (procédés de meulage par exemple), les fluides dédiés au travail des métaux deviennent excessivement chauds et commencent à « brûler » et à se dégrader.
Les petites gouttelettes dans l'air, d'un diamètre d'environ 1 μ, sont dénommées brouillards d’huile. Tout ce qui a un diamètre inférieur est considéré comme de la vapeur d'huile.
Pendant l'usinage, des brouillards d'huile sont produits par l'interaction du fluide avec les pièces mobiles. Lorsqu'un liquide rencontre des pièces à mouvement rapide, il est projeté et dispersé sous forme de fines gouttelettes. L'état gazeux d'un liquide se forme lorsque les molécules quittent (s'évaporent de) sa surface. L'évaporation augmente lorsque le point d'ébullition du liquide est peu élevé et que la température du fluide augmente. Dans une émulsion à base d'eau, l'évaporation accroît l'humidité dans les installations. La génération de brouillards dépend principalement des facteurs suivants :
Compte tenu des différents types de fluides pour le travail des métaux, la composition du brouillard diffère, ce qui rend difficile l'établissement d'une limite d'exposition unique. Dans la plupart des pays, une distinction est faite entre les brouillards d'huile dérivés de fluides pour le travail des métaux miscibles à l'eau et les brouillards à base d'huile minérale.
Chaque pays définit sa propre valeur limite d’exposition déterminant la norme de qualité de l'air intérieur dans les installations. En ce qui concerne les brouillards/vapeurs de refroidissement, les valeurs limites d’exposition sont exprimées en mg/m3. La mesure est toujours effectuée dans la zone respiratoire de l'opérateur ou à proximité de celle-ci. En d’autres termes, la valeur limite d’exposition donne des informations sur la quantité de brouillards/vapeurs de refroidissement que l'opérateur est susceptible d’inhaler.
Aux États-Unis, l’OSHA (Administration de la sécurité et de la santé au travail) a fixé la limite d'exposition admissible (Permissible Exposure Limit ou PEL) pour l'huile minérale à 5,0 mg/m3  ;(valeur moyenne pondérée sur 10 heures). L'Institut national américain pour la sécurité et la santé au travail (NIOSH) a fixé une limite d'exposition recommandée (Recommended Exposure Limit ou REL) de 0,5 mg/m3 (valeur moyenne pondérée sur 10 heures) pour tous les types de fluides dédiés au travail des métaux. En Europe, l’IFA (auparavant connue sous le nom de BGIA) a fixé la limite à 10 mg/m3 pour les fluides pour le travail des métaux miscibles et non miscibles à l'eau et dont le point de flamme est supérieur à 100 °C pour l'Allemagne. En France, l'Institut national de recherche et de sécurité (INRS) présente l'une des limites d'exposition recommandées les plus basses, à savoir 1 mg/m3 d'aérosol. En Suisse, la limite d'exposition admissible pour les huiles minérales lourdes dont le point d'ébullition est supérieur à 350 °C n'est que de 0,2 mg/m3. *
Dans de nombreux pays, les législations n’ont pas suivi l’évolution des normes industrielles ou ne sont que des recommandations. Par conséquent, de nombreuses entreprises multinationales fixent leurs propres valeurs limites en matière d'hygiène dans leurs propres normes de production mondiales. Cette démarche vise à assurer le meilleur niveau possible de qualité de l’air, la production étant ainsi en mesure de respecter les normes relatives à la qualité de chaque pays dans lequel l’entreprise exerce ses activités.
La valeur à court terme désigne l’exposition à court terme au contaminant acceptable. En général, pendant des périodes ne dépassant pas 15 minutes et répétées au maximum 4 fois par jour avec un intervalle d'au moins 60 minutes entre chaque exposition. La plupart des pays disposent également de réglementations relatives aux valeurs à court terme, mais elles ne sont pas aussi connues que les valeurs limites d’exposition.
De nombreux procédés métallurgiques génèrent des brouillards d'huile, à l’image du broyage, du meulage, du tournage et du perçage. Les fluides pour le travail des métaux forment un brouillard au cours de ces processus. Les gouttes les plus grosses peuvent pénétrer dans le nez et la trachée et être avalées. Les plus petites gouttelettes peuvent se déposer dans les poumons et provoquer une forte irritation des yeux, du nez et de la gorge. Les brouillards et vapeurs d’huile peuvent même contenir des particules métalliques contenant des substances cancérigènes. Si le brouillard se dépose sur le sol de l'usine, il créera un risque supplémentaire de glissade.
Il existe non seulement des incidences négatives sur les êtres humains, mais également des effets néfastes sur vos machines. Si les brouillards se déposent sur les machines, celles-ci peuvent être endommagées par la corrosion. Les composants électroniques sensibles des machines peuvent également être affectés par les brouillards. Ceci peut entraîner des coûts d'entretien élevés.
Si les machines et leur environnement ne sont pas correctement entretenus, les brouillards d'huile qui s'y déposent peuvent accroître non seulement les risques d'incendie, mais aussi la prolifération de bactéries et de moisissures, ce qui pose des problèmes d'hygiène. La détection, la filtration et l'élimination efficaces des brouillards d'huile ont donc une grande importance.
*) Source : https://www.hse.gov.uk/research/rrpdf/rr1044.pdf (Chapitre 1.2)
Un système de collecte des brouillards d'huile est un dispositif utilisé pour capturer et filtrer les brouillards d'huile générés par divers procédés industriels afin de prévenir les risques de contamination de l’air ainsi que les risques pour la santé et la sécurité. Il se compose généralement d'un élément filtrant, d'un ventilateur et d'un récipient de récupération. Les brouillards d'huile sont aspirés dans le système de collecte, où il sont séparés et capturés par le filtre. De l'air propre est ensuite rejeté dans l'environnement.
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Les systèmes de filtration modulaires présentent plusieurs avantages pour les machines à commande numérique :
Dans l'ensemble, l'utilisation de systèmes de filtration modulaires dans les machines à commande numérique peut améliorer la qualité de l'air, renforcer la sécurité du personnel, prolonger la durée de vie des machines et réduire les coûts d'exploitation.
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