图1  一套典型的Firetrace灭火装置安装在机床的工作区内，它包括一个含有灭火剂的压力缸和履行日常工作的火灾探测管，压力缸通常位于机床的侧面或后面，不会影响机床的正常工作，与压力缸连接的火灾探测管可通过机床的工作区，并可以在那里最有效地释放出灭火剂，以供机床灭火所需

专门为机床内部防火而设计的机床辅助灭火系统，可以为机床提供一定程度的保护，这对于屋顶式的外部自动喷水灭火系统而言是无法达到的。该系统的成本只占现代数控机床中的很少一部分，远远低于修复因火灾而造成重大破坏所需的维修费用。

因火灾而引起机床的损坏，可以使一个机加工车间造成巨大的损失。有时候，也会使整个工厂造成整体性的毁灭。一台机床如果没有采取灭火措施，那么大火就会迅速蔓延到邻近的机械设备或建筑物。那时，即使建筑物内的自动喷水灭火系统启动工作，也为时已晚，往往会使机床甚至更多的生产设备毁于一旦。

大多数的铣床、车床和磨床都是尽可能以最安全的方式进行专门设计的。然而，这些机床大量地应用油基冷却液，使它们很容易受到火灾风险的威胁。过高的热量、错误的编程、刀具的故障或其他各种原因，都可以将正常的CNC操作系统瞬间变成一场灾难。而对于放电加工设备（EDM）而言，可能会由于介质液面下降或其他异常情况而造成火灾。在任何加工操作中，凡是存在着冷却油和润滑油蒸汽的地方，即使是一点火星也会引起爆燃。

当一台机床处于无灯化作业或无人化操作时，其发生火灾的风险甚至更高。即使能够迅速地检测或扑灭一场小小的火灾，但仍然会对机床造成损坏和无法预测的停机时间。如果机床在未经检查或没有发现这种火灾迹象的情况下，哪怕只是离开很短的一段时间，那么这场小小的火灾就会造成机毁人亡，甚至是建筑物被毁灭的恶性事故。

辅助灭火系统（图1）可以防止机床发生火灾，以免造成一场惨不忍睹的灾难。这些系统的费用只占现代数控机床的一小部分投资，远远低于修复因火灾造成重大破坏所需的维修费用。

采用油基冷却液具有一定风险

当油基冷却液点燃时，就会发生许多严重的火灾。那么为什么总是有人使用这类可燃的油基冷却液呢？为了达到优质的表面质量、减少加工周期和提高刀具的使用寿命，采用这类油基冷却液是十分必要的。

例如，一些直馏油品，通常完全由石油或矿物油直馏制成（有时包括润湿剂和压力添加剂）。这些油类会使刀具与工件之间产生良好的润滑作用，这将有助于提高工件的表面质量和刀具的使用寿命。对于许多的钻削、拉削、攻螺纹、磨削和珩磨等加工操作而言，选用直馏冷却油可能是最好的选择。

图2  辅助灭火系统的设计主要适用于机床内发现火源时的灭火所需，从图中可以看到，红色的Firetrace火焰压力探测管从这台车削加工中心护罩的顶部通过，它是机床灭火系统的一部分

令人遗憾的是，直馏油是一种易燃物，相对闪点比较低，约为华氏400左右。直馏油的散热性能也很差，从而增加了发生火灾的风险。直馏油蒸汽可在瞬间爆燃，正是因为这个原因，它们通常被限制在低温和低速条件下使用。

在使用油基冷却液的机床内发生爆燃时，要求快速果断地采取行动。然而，由于工期紧迫，迫使许多工厂不得不让某些机床实行无人化操作，这极大程度地增加了机床发生火灾的风险。然而，即使操作人员在现场的情况下，一台机床也有可能在几秒钟之内，完全被爆燃的火焰所吞噬。

许多业主还期望雇员们使用便携式灭火器来控制这种失火局面，但这可能是一个不切实际的期望。即使是一个头脑最冷静的操作人员，当机床发生火灾时也会手足无措。况且，当一场火灾足以损毁一台机床时，可能会危及到工人的安全。

采用自动喷水灭火系统是不够的

按照国家防火协会（NFPA）的标准，通常要求当地的消防部门在机加工车间内安装自动喷水灭火系统。许多车间认为只要安装了这些灭火系统就已经足够了，可以起到对建筑物和机床灭火的作用。然而，即使自动喷水灭火系统能够发挥作用，但它们的设计意图并不是用来保护各台机床的。在大多数情况下，当自动喷水灭火系统启动时，数控机床就已经完全被机床内部的火焰吞没了，其可能造成的结果是机床严重损坏或完全损毁，甚至殃及到周边地区。此外，从自动喷水灭火系统喷射出来的大量清水，对机床造成的间接损失也可能会大大超过火灾本身所造成的损失。

许多机加工车间的主人已经认识到自动喷水灭火系统所存在的不足之处，于是开始增加投资，在他们的数控机床和EDM放电加工机床中安装辅助灭火系统，以确保其正常的加工操作。这些辅助灭火系统并非用于代替按代码管理的自动喷水灭火系统，而是防患于未然，也就是说，在火势还没有触发屋顶上的自动喷水灭火系统运行前，就提前扑灭了火源。

辅助灭火系统

目前，市场上可提供各类机床上使用的灭火系统，大多数的功能都是大同小异。同样的方式，当机床探测到火情时，机床护罩内的某些机构会触发辅助灭火系统，使其自动释放出灭火剂。这些系统的成本费用根据检测机构和控制系统的复杂程度而有所不同（图2）。

有一些辅助灭火系统以泡沫、干燥的化学品或清水作为灭火剂。而其他的一些辅助灭火系统则采用CO2或FM-200和3M Novec 1230一类的灭火剂，这类灭火剂对扑灭机床操作中使用的可燃性冷却油火势来说是非常理想的。这些灭火材料被称作“清洁”的灭火剂，因为它们不会遗留下任何难以清洁的残留物，而且属于非导电性和非腐蚀性物质，不会损坏机械设备。

图3  这台机床因机床内部起火而造成了严重的损坏，如果火势蔓延到整台机床，其后果将可能是灾难性的

实际上，清洁的灭火剂将以一种气体的形式扩散渗透到数控机床内部的各个区域。气体能够保护隐藏在机械设备内部的电子元件。这类气体式灭火剂对不容易接近区域的灭火是非常有效的，往往可以在发现苗头时控制住火势以防蔓延。清洁的灭火剂按其灭火功能分为A级、B级和C级（分别用于普通可燃物灭火，易燃液体/气体灭火和电气设备灭火）。这类灭火剂是无毒的，对人类和自然环境不会造成损害。

关于钛金属火灾

如果钛金属获得足够的热量，钛金属碎屑就可以点燃冷却油，从而对加工操作构成火灾威胁。由钛金属和其他金属高温碎屑所造成的火灾被归类到D级火灾之中。D级火灾会造成严重的危害，因为它们会在极高温条件下发生燃烧，并与水和某些化学物质产生强烈的化学反应。

据统计，只有很少百分比的机床火灾是由钛金属引起的，因为要点燃钛金属是相当困难的。大多数涉及到钛金属的火灾起始于冷却液油，通常这种油的闪点温度低于钛金属闪点温度的50%左右。只有当热量温度达到足以点燃钛金属的时候，才会发生这样的火灾（图3）。

防止大部分钛金属火灾的关键是从其源头上，并在其热量能够达到钛金属本身的闪点温度前，迅速地发现和制止冷却液油发生火灾的苗头。目前市场上提供某些干燥的化学灭火粉剂，用于控制钛金属发生火灾。为了保证最大的安全，车间在加工钛金属时，应在手头上准备好干燥的化学灭火器，或在机床上安装辅助灭火系统。由于存在着爆炸反应的问题，千万不要直接用清水来扑灭钛金属火灾。事实证明，凡是加工钛金属的车间，采用自动喷水灭火系统是不足以起到保护作用的。

制订防火计划

每个机加工车间应事先制订好防火计划。行业研究表明，因重大火灾而倒闭的企业，大约有43%再也没有机会获得新生，另有29%的企业在重新开张后三年内再次倒闭。因此，防止火灾应该是每一个加工车间的头等大事，特别是无人化加工车间。因此，我们特别推荐采用可确保生产设备安全的辅助灭火系统。

然而，安装辅助灭火系统的目的并非要取代按代码管理的自动喷水灭火系统，而是通过辅助灭火系统，进一步加强车间的防火意识。凡是亲眼目睹过因机床火灾而遭受损失或因自动喷水灭火系统未能及时启动而造成间接损失的任何人，也许会认为采取这种辅助灭火系统的防火措施是完全必要的，不要将其作为一种可有可无的选择。