David Gailey

L'industria delle attrezzature di sicurezza negli Stati Uniti è fiorita negli ultimi anni perché i produttori hanno aumentato gli sforzi per promuovere la consapevolezza e l'educazione alla sicurezza per gli utenti finali.  Come parte di ciò, anche i produttori di apparecchiature per il taglio e il riscaldamento a ossicombustibile hanno avuto successo nell'aumentare la consapevolezza dei problemi di sicurezza relativi alle loro apparecchiature.  Questa è una tendenza positiva che dovrebbe continuare.  Tuttavia, anche le attrezzature di sicurezza, se usate impropriamente, possono creare condizioni pericolose, che aumentano il rischio di incidenti e/o lesioni.

Molti anni di esperienza sul campo hanno dimostrato che, se usati correttamente secondo le istruzioni del produttore, i cannelli ossicombustibili sono sicuri e affidabili senza l'uso di dispositivi di sicurezza accessori come valvole di non ritorno e arrestatori di fiamma. Detto questo, bisogna sottolineare che ci vuole formazione e diligenza da parte dell'utente finale per utilizzare le attrezzature a ossicombustibile in modo sicuro. Nel rapido ritmo di lavoro di oggi, è facile saltare certe pratiche di sicurezza come lo spurgo delle linee dei tubi all'avvio/spegnimento o l'assicurarsi che tutti i passaggi del gas siano puliti e privi di sporco, olio e detriti. 

Rendendosi conto di questo, la maggior parte dei produttori, come minimo, installano valvole di ritegno sulle torce e alcuni stanno addirittura rendendo le valvole di ritegno e gli arrestatori di fiamma parte integrante della torcia.  Tutto questo va bene, ma gli sforzi del produttore per promuovere la sicurezza delle attrezzature non può mai sostituire la responsabilità dell'utente di impiegare tecniche operative sicure.  Se un utente finale trascura o ignora le raccomandazioni di sicurezza e manutenzione dichiarate o pubblicate dal produttore, quella persona è un incidente in attesa di accadere e nessun dispositivo di sicurezza accessorio può prevenire tutti i possibili incidenti. Come persona che si è occupata di cause per incidenti negli ultimi anni, posso affermare inequivocabilmente che la maggior parte degli incidenti con l'ossicombustibile non sono causati da un malfunzionamento dell'attrezzatura, ma da negligenza, impazienza o mancanza di esperienza nell'uso sicuro dell'attrezzatura.

Dispositivi di arresto del ritorno di fiamma

Gli arrestatori di ritorno di fiamma (FBA) sono dispositivi di sicurezza comunemente usati che fermano o impediscono il progresso di un fronte di fiamma a monte del punto di inserimento.  Probabilmente il 90% di tutti i FBA utilizzati sui cannelli da taglio e riscaldamento a ossicombustibile sono design che hanno elementi in acciaio inossidabile sinterizzato. Il resto sono progetti che utilizzano tubi a spirale per spegnere il calore associato a una fiamma di ritorno di fiamma. Questi elementi estinguono il fronte della fiamma mentre si propaga a monte verso la torcia e/o il regolatore.  Le FBA sono generalmente affidabili nell'eseguire la funzione prevista, a condizione che il dispositivo sia utilizzato secondo le istruzioni del produttore.

Ci sono due tipi di arrestatori a elementi sinterizzati.  Uno è montato sull'uscita dei regolatori e l'altro è montato sull'ingresso delle torce. I regolatori sono in genere più grandi e hanno una capacità di flusso maggiore rispetto ai modelli a torcia perché l'elemento sinterizzato ha una superficie maggiore che permette un flusso maggiore.  Le dimensioni degli arrestatori a torcia sono limitate per non rendere la torcia troppo ingombrante da gestire.  Gli arrestatori a torcia sono preferiti perché la loro posizione è ideale per prevenire i ritorni di fiamma del flusso inverso nei tubi.  Se vengono utilizzati dei dispositivi di arresto per il montaggio del regolatore, possono ancora verificarsi dei ritorni di fiamma nei tubi con un alto potenziale di lesioni.  Gli arrestatori per il montaggio del regolatore sono utilizzati quando sono necessari flussi più elevati e questi proteggono i regolatori e le bombole dagli effetti del ritorno di fiamma.

Ritorni di fiamma e incendi sostenuti
I cannelli da taglio e riscaldamento a ossicombustibile sono soggetti a tre tipi di fenomeni: Ritorni di fiamma, ritorni di fiamma sostenuti e ritorni di fiamma.  È importante capire questi termini ed essere in grado di identificare queste reazioni se si verificano.  Purtroppo, i produttori e i distributori di torce a ossicombustibile non hanno fatto un lavoro accurato nello spiegare ai loro clienti esattamente cosa significano questi termini.  Il risultato è un malinteso generale tra gli utenti finali.  

Ritorno di fiamma.  Un ritorno di fiamma è definito come la retrogressione momentanea della fiamma nella punta della torcia. L'utente sente un "pop" e la fiamma si spegne.  La fiamma può essere riaccesa se è presente una fonte di accensione adiacente o può essere necessario l'uso di un accenditore manuale.  Questo non è normalmente un problema di sicurezza e, infatti, molti produttori inducono il ritorno di fiamma durante i test di progettazione e produzione per assicurare l'integrità della fiamma di torce e punte.

Ritorno di fiamma sostenuto.  Questo è definito come una combustione sostenuta della fiamma all'interno della torcia, di solito al mixer, ma potrebbe anche accadere più a monte nelle giuste condizioni.  Questo è spesso accompagnato da un suono sibilante o stridente e/o una fiamma appuntita e fumosa.  L'utente dovrebbe chiudere immediatamente tutte le valvole della torcia per evitare danni o lesioni.  Se un ritorno di fiamma prolungato continua a bruciare senza chiudere le valvole della torcia, si verificheranno gravi danni alla torcia e un maggiore rischio di incendio.  La maggior parte dei ritorni di fiamma sostenuti può essere contenuta all'interno della torcia fino a quando l'utente può chiudere il flusso di gas e non sfonderà all'esterno.  Ci sono, tuttavia, alcuni disegni torcia con pareti di costruzione sottile dove la fiamma si romperà la parete e vomitare fuoco e metallo fuso in breve tempo.

Ritorno di fiamma.  Un ritorno di fiamma è una retrogressione momentanea o sostenuta della fiamma a monte del miscelatore di solito nella torcia o nei tubi.  Questa è una situazione potenzialmente pericolosa, in particolare se la fiamma raggiunge i tubi, dove si verificherà un'esplosione che causerà la rottura o la separazione del tubo.  Un ritorno di fiamma è generalmente causato dal flusso inverso di gas a monte nei tubi o in altre attrezzature.  Questo flusso inverso è solitamente il risultato di 1) procedure di spegnimento e/o avvio improprie o 2) permettendo alle pressioni delle bombole di diventare troppo basse o 3) da una valvola di non ritorno che non funziona correttamente. 

Le valvole antiritorno di fiamma sono normalmente molto adeguate nel prevenire i ritorni di fiamma del flusso inverso, tuttavia, non impediranno un ritorno di fiamma prolungato, né sono state progettate per funzionare in quel modo.  Infatti, gli FBA possono effettivamente contribuire alla probabilità di ritorni di fiamma prolungati.  Ecco come:  I miscelatori di gas ossicombustibile sono progettati per distribuire volumi appropriati di ossigeno e gas combustibile in un passaggio di miscelazione o punta.  Inoltre, un miscelatore progettato correttamente assicura un'adeguata velocità di uscita del gas miscelato alla punta per prevenire un ritorno di fiamma prolungato.  Tutto questo avviene senza incidenti quando vengono prese le normali precauzioni di sicurezza e le pressioni sono impostate come raccomandato dal produttore.  Gli FBA che incorporano elementi sinterizzati creano forti cadute di pressione attraverso l'elemento sinterizzato e nella torcia.  Questo significa che anche le pressioni al mixer sono più basse.  Pressioni più basse al mixer significano minori velocità di uscita del gas miscelato alla punta o all'ugello.  Questo potrebbe comportare un ritorno di fiamma prolungato se la torcia si avvicina troppo al pezzo.  Le applicazioni di riscaldamento pesanti sono particolarmente vulnerabili a questo evento, poiché le punte di riscaldamento utilizzano grandi volumi di gas e sono altamente suscettibili ai ritorni di fiamma, che potrebbero diventare prolungati, se le pressioni del mixer sono troppo basse. 

Un modo per evitare i pericoli associati ai ritorni di fiamma prolungati è quello di compensare la caduta di pressione quando si usano i dispositivi di arresto del ritorno di fiamma.  La maggior parte dei produttori di arrestatori forniscono tabelle di caduta di pressione insieme ai loro prodotti (vedi Fig. 1).  Queste tabelle dovrebbero essere seguite attentamente quando si impostano le pressioni nei sistemi che utilizzano i dispositivi di arresto del ritorno di fiamma.  Le tabelle si leggono come segue:

Determinare la portata e la pressione raccomandata necessaria in base alla punta o all'ugello utilizzati (questo può essere ottenuto contattando il produttore o attraverso la letteratura del produttore).

Poiché la maggior parte delle tabelle utilizza aria o azoto come gas di prova, correggere le portate per la densità del gas effettivamente utilizzato (cioè ossigeno e acetilene, propano, gas naturale, ecc.)

Trova la caduta di pressione che ci si aspetta ad una data portata e pressione sul grafico.  Ecco un esempio basato sul grafico qui sotto: se la punta o l'ugello richiede 400 scfh a 80 psig, questo cadrebbe sulla curva Dp=10 psig e la pressione al regolatore dovrebbe essere regolata fino a 90 psig.

Se queste tabelle di caduta di pressione sono rispettate dagli utenti finali, questo assicurerà che siano mantenute pressioni adeguate alla punta e diminuirà la probabilità di ritorni di fiamma sostenuti.  Ci sono, tuttavia, alcune applicazioni di riscaldamento pesante in cui i flussi sono così alti che sarebbe impraticabile utilizzare i dispositivi di arresto del ritorno di fiamma montati su torcia.  Per esempio, alcune punte di riscaldamento pesante prodotte da Harris Calorific richiedono fino a 1600 scfh di ossigeno e 400 scfh di propano.  Le cadute di pressione sarebbero così drammatiche su queste punte che gli arrestatori montati su torcia non dovrebbero essere usati.  Piuttosto, gli arrestatori montati su regolatori ad alto flusso dovrebbero essere usati assicurandosi che le pressioni appropriate siano compensate per fornire flussi adeguati alla punta. 

Per ulteriori informazioni sull'uso delle valvole antiritorno di fiamma in relazione alle apparecchiature a ossicombustibile, la Compressed Gas Association ha due (2) pubblicazioni; SB-16 Use of High Flow Oxy-Fuel Gas Heating Torch Apparatus e TB-3 Hose Line Flashback Arrestors disponibili sul loro sito web  (www.cganet.com). 

In sintesi, gli utenti dovrebbero sempre seguire le procedure di sicurezza e manutenzione raccomandate dal produttore.  Nessuno più del produttore sa come far funzionare e mantenere l'attrezzatura in sicurezza.  Inoltre, non pensate che un dispositivo di sicurezza accessorio renda l'attrezzatura immune da tutti gli incidenti.  Questo può creare un falso senso di sicurezza e portare alla disattenzione.  E infine, fare molta attenzione ai dispositivi di arresto del ritorno di fiamma nelle applicazioni di riscaldamento pesante.  Se usato, è molto importante che il dispositivo di arresto sia un modello ad alta portata, probabilmente montato su regolatore, e che vengano seguite le tabelle di compensazione della pressione appropriate.  Questo dovrebbe portare a un uso sicuro e senza incidenti della vostra attrezzatura a ossicombustibile.

David Gailey è il responsabile dei prodotti speciali per la Harris Products Group, A Lincoln Electric Co. Lavora alla Harris da 27 anni ed è stato presidente del comitato CGA Industrial Gas Apparatus.