焊接烟尘治理新理念应用
此种治理方式设备的添置成本及运行成本较低,需要注意的是,仅限于二氧化碳气体保护焊,对传统的焊条电弧焊无法改造,有一定的局限性。
3.2;分層送风
分层送风示意如图4所示。
除了上述的焊接烟尘治理理念,对于面积较大的焊接车间,还可以采用分层送风的方式进行焊接除尘,分层送风是指冷热空气由于体积膨胀不同导致密度不同,热空气在上,冷空气在下,形成空气的分层。具体来说,气流的流动方式为自下而上,密度比室内污浊空气密度大的新鲜空气(2~4 ℃)通过空气分布器以一定的速率流出,由于提前设置好,使得排出的新鲜空气的密度比较大,会充斥在整个焊接车间的底部,在底部形成一层4~5 m高度的新鲜空气层,新鲜空气层的空气密度较大,会将原来充斥在焊接空间的密度较小的、含有对人体有害物质的污浊空气抬起,随着空气分布器释放的新鲜空气越多,热空气被抬升得越高,最后热空气被抬升至焊接车间顶部,由位于焊接车间顶部的排气口排出[4]。
关键词:焊接烟尘治理;环保焊枪;分层送风
焊接作为和铸造、锻造、磨削等工艺同等重要的传统加工制造工艺,制造业中的诸多部件都需要应用焊接技术。传统的焊接工艺在很大程度上依赖于焊接工人的操作经验和水平,然而焊接车间烟尘弥漫,给工人的身体健康埋下隐患。
1; ;焊接烟尘对人体健康的影响
焊接烟尘中具有很多对人体有害的物质,根据相关文献,这些有害物质主要包括Fe2O3,SiO2,HF气体等,还包括其他对人体健康有害的气体物质,主要有CO,CH4等。在焊接烟尘中Fe2O3的质量分数最大,是35.56%;SiO2次之,为15%左右。
3; ;焊接烟尘治理新理念的应用
3.1;更换焊枪类型
通过上文对传统的焊接除尘方式的分析可以看出,依然存在一定的局限性,因此从成本、去烟效果以及使用的便捷性等方面着手,提出从源头上进行治理的方法,即更换焊枪类型,将焊枪有传统焊枪更换为环保焊枪,在焊接的主机上连接高负压的镀锌钢管、软管。
经过更换焊枪,焊枪与除尘体系相连,成为一体,吸收焊接烟尘的端口直接位于焊枪前部,随着焊接头的移动而移动从源头及时吸收抽走烟尘,有效减少烟尘的排放。同时,由于吸烟口位于焊枪的前端,吸收效率高,不受周围环境和温度等影响。此种焊枪的吸附方式有两种,一种是一体式(见图2),一种是装夹式(见图3)。
这种分层送风的方式对于焊接车间除烟的效果也较好,由于空气的流动不能完全可控,上方的空气有时也会形成回流,但是由于这部分空气受人体温度、焊接过程发热、设备运行发热、切割等加工制造过程发热的影响,空气的温度比新鲜空气(2~4 ℃)高,因此回流距离不足以抵达个人所处区域,整体来看,仍然位于车间的上部,因此这种除烟方式的空气是动态流动的,随高度的增加,空气的温度升高,空气中含有的有害物质的含量也增多,呈梯度的变化状态,在上层的区域,空气是属于一种紊乱的流动状态,逐步被抽走,在下部工人进行焊接作业的区域,空气始终维持在一个较高的清洁度。
在安全性方面,该除尘系统具有报警功能,当过滤器收集的杂质满了以后会自动报警,过滤器工作温度超过限值时,也会自动报警。此外,由于滤芯需要定期更换,当滤芯的压力差超过规定限额,也会自动启动报警功能,提示工人更换滤芯。
在节能方面,比如MK-V30型号的主机,其最高的功率为30 kW,可以同时支持多个焊点同时进行焊接,一般情况下不会达到满载的情况,主机的功率也较小,一般不会达到峰值,一般最低为8~10 kW。
基于此,对焊接车间等场所采取烟尘治理措施迫在眉睫,本文对相关的治理理念进行了分析,希望能为相关工作提供一些参考。
2; ;现阶段焊接烟尘治理方法
2.1;车间整体置换通风
目前,比较常见的车间整体置换通风方法是通过吹风和吸气相结合,将焊接烟尘排出,具体来说,通过在焊接区域周围靠近地面位置吹风,将焊接烟尘吹向车间上层,然后通过车间上层的吸气设备将有害气体抽走。这种方法操作较简单,对于焊接烟尘的排出有一定的作用。但是这种传统的排气方式也具有一定的缺陷,比如需要吹风和吸气设备持续运转,能耗高、维护成本高,运行成本(环保耗材的更换以及电费)较高,造成生产成本大幅提高。面积较大的车间,大面积的吹风和吸气会造成气流紊乱,影响气体保护焊的焊接质量。对周围环境影响较大,会造成大气污染,不适用于气候条件变化较大的区域,整体置换通风示意如图1所示。
焊接烟尘对人体健康的危害主要是对呼吸系统造成严重不良影响,由于漂浮在焊接车间的微粒的粒度很小,很容易直接进入人体,对车间工人的呼吸道产生刺激,这些微粒随口鼻进入肺中,由于焊接烟尘含有较多的SiO2,如果较多的SiO2进入人体肺部,很容易使人患上矽肺病[1]。矽肺病对人的健康危害很大,甚至会导致人失去劳动能力,必须引起重视。
2.2;焊接操作岗位上方吸风
若缩小吸风的范围,只在焊接操作工位上方安装吸风装置,通常来讲是吸风罩,可以移动,也可固定,在焊接过程中将产生的烟尘吸走[2]。这种方式能产生一定的降低焊接有害物质的作用,但也有一些局限,比如对风速和风量等技术参数要求较高;设备的添置成本和运行成本较整体置换通风低,但仍是不可忽略的一项开支。若生产车间焊接构件的结构尺寸较大或类型多变,则使用前需要人工干预,增加了人工成本并且降低了工作效率。
焊接烟尘治理新理念应用
作者:孙志强冉莉玥
来源:《科学大众》2019年第12期
摘; ;要:焊接工艺在生产制造业被广泛应用,在焊接过程会产生大量对人体有害的物质,不仅污染环境,更严重危害一线焊接工人的身体健康。文章从焊接烟尘的治理理念入手,分析了几类焊接烟尘处理方式的特点和相关技术要点,希望可以为相关工作的开展提供一点建议。
一体式焊枪因内置吸烟装置,所以比普通二氧化碳气体保护焊(以下简称“气保焊”)焊枪重0.5 kg,对习惯使用普通气保焊枪的工人而言,需要一个适应的过程。因外置的装夹机构和软管较轻,通气保焊枪加装吸烟装置后仅增加0.15 kg的重量。
该系统主要由以下部件组成:软管、焊枪、阀门、真空主机,当焊接工人开始操作焊枪时,真空阀门自动感应并启动,真空主机由于处于真空从而产生负压,负压会产生极高的空气流动和风速,将焊接过程中焊枪和被焊接物接触时产生的烟尘吸入风管内,同时,较大的焊渣和颗粒物等可以通过分离器进行分离,过滤器上面则附着一些颗粒较小的微尘等,随着焊接时间的延长,过滤器上附着较多的微尘等杂质,真空主机通过操作控制系统,可以实现对过滤器进行自动脉冲清灰处理。如果焊枪停止使用,主机接收不到信号,就会自动进入待机,能够节省能源,绿色环保,并且安全性较高,直到下次焊接工人开始操作时,主机才会再次启动[3]。