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探析焊接烟尘的治理措施

点击次数:845 发布时间:2016-07-13

一. 焊接过程中产生的焊接烟尘对人体的危害 
  焊接过程中产生的焊接金属烟尘的成分很复杂,焊接方法、焊接金属和焊接材料的不同,其产生的焊接金属烟尘的成分也有所差异,其主要成分多是以氧化铁、氧化锰、氟化物、二氧化硅等组成的混合性粉尘。焊接黑色金属材料时,烟尘的主要成份有铁、硅、锰等的化合物。焊接其它材料时,烟尘中会有铝、锌、铬、镍、铜、钼等的化合物。在焊接黑色金属产生烟尘的诸多成份中,主要有害物是锰。用低氢型焊条的手工电弧焊接时,粉尘中含有极毒的可溶性氟。有毒粉尘的吸入还可引起全身性中毒症状。 
  焊工长期接触金属烟尘,如果防护不良,将引起头痛、恶心、气管炎、肺炎,甚至有形成焊工尘肺、金属热和锰中毒危险的可能性。金属烟尘还能引起像肺粉尘沉着症、支气管哮喘、过敏性肺炎、非特异慢性阻塞性肺病,有的放射性粉尘还有致癌作用。 
  二.各厂房原配置的通风设备存在的问题 
  1.通风设备功率不足,设备是按各车间原发动机修理生产能力配备的,如今各车间已成为抽油机、容器制造的主要生产场地,并生产能力逐年大幅提高,通风能力已远远不足,无法及时有效的将工作面上的烟尘、粉尘无法排除。 
  2.通风设备安装位置不合理。大部分厂房的通风实施安装在厂房离地8.5米左右的墙体上,而工作面大部分在地面上,主要烟尘、粉尘集中在工作面上方2—3米处,被抽吸向上运行的范围很小,不能起到及时有效排放的作用。 
  3.通风设备配备不足。一是缺少可移动的、噪音低的、座地式排风设备;二是缺少有限空间和密闭容器内焊接烟尘抽排设备。每年在压力容器、各类罐体、房体内的焊接工作量非常大,焊接烟尘、粉尘在这些有限空间内聚集不易扩散,必须依靠通风或抽排设备才能排除。以往是采取通压缩空气进入限空间挤压帮助通风,压缩空气来源于空气泵,各车间空气泵的数量有限,且使用噪音大、移动不方便、占空间,效果也不太好。 
  三.焊接烟尘的治理方案主要措施 
  1 .采用无烟尘和少烟尘焊接工艺 
  焊接烟尘的高温蒸汽主要来自于焊条和焊丝端部的液态金属和熔渣,因此消除焊接烟尘,首先在工艺上应采用不消耗焊接材料的焊接方法。如:电阻焊、摩擦焊、电子束焊接等。采用少烟尘焊接工艺,如:埋弧焊、电渣焊等近年来我国先后研制、开发和引进的一些先进的焊接设备、技术和材料。 
  诸如电子束焊接、激光焊接、激光钎焊和激光切割、激光与电弧复合热源焊接、水射流切割、单丝或双丝窄间隙埋弧焊、4丝高速埋弧焊、数控切割系统等,都属于无烟尘和少烟尘焊接和切割工艺。 
  2. 开发和使用低尘和低毒焊接材料 
  开发低尘和低毒焊接材料是焊接研究部门的首要工作,一种新型焊接材料的开发成功并达到实践检验合格后投放市场,有一定的周期,因此,寄希望于新材料是远水解不了近渴,应该在现有材料中尽量选用低尘和低毒焊接材料,以降低车间焊接烟尘人的危害。 
  3. 提高焊接机械化和自动化程度 
  焊接过程中采用机械化和自动化装置,可使焊工远离污染源,使工人的劳动条件大为改善,同时提高了焊接生产效率和焊接质量。如:焊接操作机、焊接滚轮架、变位机、专用自动焊机、焊接机器人等。 
  4.局部排风 
  4.1.排风罩的形式 
  《暖通空调设计选用手册》里有各种形式的局部排风罩可供选择。对于焊接地点固定或不固定的手工电弧焊和半自动焊可选用升降式回转排风罩,增加几段可弯曲与可伸缩的柔性风管,使每个排风罩可以上下左右移动,作用半径可达8m。柔性风管的直径为160mm左右,风速为12m/s,排风量可达860m3/h。当排风罩距焊接点高度为400~600mm时,排除烟尘的效果较好。在人手较难触摸到的地方进行手工焊接时,可使用小尺寸排风罩。排风罩形式可为喇叭型或条缝型,用磁性固定件吸牢在工件上,罩口距焊接点50~100mm,采用柔性风管,管径为50mm左右,排除烟尘效果比较好。 
  4. 2排风罩的排风量计算方法 
  侧吸罩排风量计算公式为L=0.75×Vx×(5X2+F)×3600 m3/h 
  公式中X为焊点离侧吸罩口距离(m); 
  F为罩口面积(m2); 
  Vx为焊接点水平吸入速度(m/s);推荐Vx为0.5~1.0 m/s,但考虑横向气流干扰及操作方法影响等因素,建议取Vx为1.0~1.2 m/s。 
  上部排风罩排风量计算公式为L=3600×Vo×F m3/h 
  公式F为罩口面积(m2); 
  Vo为罩口平均风速,四边敞开Vo= 1.05~1.25 m/s,三边敞开Vo= 0.9~1.05 m/s,二边敞开Vo= 0.75~0.9 m/s,一边敞开Vo= 0.5~0.75 m/s。 
  5焊接烟尘的净化 
  把含有有害物的空气从厂房向大气排放之前,还需进行除尘净化,防止二次污染。 
  传统的除尘方式有:布袋、洗涤和高压静电。布袋除尘效率高,但阻力大,对排风量影响大;洗涤式有二次污染,在冬天水会结冰;高压静电除尘效率高,但设备投资高,管理技术要求高。 
  6.分层送风 
  6..1分层送风的原理 
  在有热源的厂房里,由于在高度上具有稳定的温度梯度,如果以较低的风速(V<0.2~0.5m/s),较大的风量,将送风温差较小(Δt=2~4℃)的新鲜空气直接送入厂房,低温的新风在重力作用下先是下沉,然后慢慢扩散,在地面上形成一层簿簿的空气层。而厂房内热源产生的热气流,由于浮力作用而上升,并不断卷入周围空气。这样,由于热气流上升时的卷吸作用,后续新风的推动作用和抽风口的抽吸作用,厂房上方的新鲜空气缓缓向上移动,形成类似于向上的均匀流的流动,于是工作区的污浊空气被后续的新风所取代。当达到稳定时,厂房空气在温度、浓度上便形成两个区域:上部混合区和下部单向流动的清洁区。 
  6.2.通风控制 
  为达到良好的分层抽风除尘效果,根据工作面的变化位置开启下部抽风机,以及焊接工作面的多少决定开机的台数,及时将絮状烟雾层排除;而上部风机由于烟雾已弥漫基本上处于全开状态。 
  6.3、分层抽风治理焊接烟尘的优点 
  与局部焊接烟尘除尘设备相比,与传统的混合送风除尘系统相比,采用分层抽风技术治理焊接烟尘有以下几大优点: 
  (1).因为烟尘的收集直接针对絮状烟雾层部位,所以除尘效果显著、排出及时,且不受焊接工件大小的影响、不受焊接工位变化的影响; 
  (2)风机的开启机动灵活,不受焊接工位变化的影响,利于室内空气的调节; 
  (3).焊烟除尘设备投资小,运行费用低; 
  (4).操作者在工作的过程中不会受到风机的任何干扰,能极大地提高生产效率。 
  结束语: 
  在经济日益发展21世纪,中国乃至全世界对环境保护和劳动保护工作已越来越重视,而作为科技发展的创造者-人的保护理应放在首位。各企业应把焊接烟尘处理工作当作企业发展的一项重要任务来抓,只有把人保护好了,才能为企业创造更大的价值。

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