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安徽美宸净化科技有限公司

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    安徽美宸净化科技有限公司

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焊接烟尘污染的危害以及治理方法

作者:安徽美宸 日期:2021-08-30 点击:291
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  1.焊烟产生的机理

  在焊接电弧的高温作用下,焊材端部的液态金属和熔渣激烈蒸发,同时在熔滴和熔池的表面上也发生蒸发,由于蒸发而产生的高温蒸气从电弧区被吹出后迅速被氧化和冷凝,变成细小的固态粒子。这些微小的颗粒分散悬浮与空气中,弥散于电弧周围,形成焊接烟尘。电弧的紫外线辐射作用于周围环境空气中的氧和氮形成臭氧和氮氧化物,以及氧化过程中产生的气体,这些都会对人体产生危害。

  2.焊接烟尘的特点

  (1)焊接烟尘粒子小,烟尘呈碎片状,粒径为1μm左右。

  (2)焊接烟尘的粘性大。

  (3)焊接烟尘的温度较高。在排风管道和滤芯内,空气温度为60℃~80℃。

  (4)焊接过程的发尘量较大。

  3.减少焊烟污染的途径

  焊接烟尘及有害气体的治理在传播途径上的控制方式有2种:全室通风和局部排 风。

  全室通风也称稀释通风,它是用清洁空气稀释室内空气中的有害物浓度,使室内空气中有害物浓度不超过卫生标准规定的最高允许浓度,同时不断地将污染空气排至室外或收集净化。

  全室通风包括自然通风和机械通风2种方式。对于户外焊接作业或敞开的空间焊接,一般采用自然通风方式,对于室内作业通常采用机械通风方式或是加强自然通风与机械通风相结合的方式。室内作业采用加强自然通风的方式就是建筑物做通风屋脊、天窗等方法,机械通风通过安装在墙上或天花板上的轴流风机,把车间内焊烟排出室外,或者经过焊接烟尘净化器净化后在车间内循环使用,达到使车间烟尘浓度降低的目的。循环被净化的空气,解决了车间内的能量损失。国内很多工厂目前常用这种方式。焊烟的特点是距离焊点350mm以外,焊烟呈发散状,然后晕在空中,用全室通风的解决效果很有限。

  全室通风系统属于“被动式除尘”,动力能耗非常高并且会产生大量的动力浪费,它是整个厂房内部空气与外部空气进行兑换,此方式换气效率低。另外呼吸道保护和带压力的焊接头盔目前也都属于“被动式除尘”。

  局部排风是对局部气流进行治理,使局部工作地点不受有害物的污染,保持良好的空气环境。一般局部排风机组由集气罩、风管、净化系统和风机4部分组成。

  局部排风按集气方式的不同可以分为固定式局部排风系统和移动式局部排风系统。固定式局部排风系统主要用于操作地点和工人操作方式固定的大型焊接生产车间,可根据实际情况一次性固定集气罩的位置。移动式局部排风系统工作状态相对灵活,可根据不同的工况,采用不同的工作姿态,保证处理效率及操作人员的便利。

  焊接烟尘和有害气体的净化系统通常采用袋式或静电除尘与吸附剂相结合的净化方式,处理效率高、工作状态稳定。所谓局部排风即从焊烟发生源和焊接工具源进行处理。属于“主动式除尘”方式。发生源清除是当焊接工作开始时,除尘系统末端的活动臂管吸风口便开始对产生烟尘进行抽排:为确保烟尘的抽排效果在使用时要保证臂管吸风口与焊点间的距离保持在150mm~350mm。

  其原理是烟尘在活动臂管被吸入,经过支管道,然后进入主管道,再进入除尘器本体,烟尘在除尘器本体内被净化,净化后的洁净空气进入室内,也可以排出室外。其风量参数为风压通常在1200Pa~4000Pa;风量通常在900m3/h~1200m3/h;风速7m/s~15m/s,风速不可过高,过高会因管道内颗粒物的高速移动而加快磨损管道内壁。其系统末端捕捉设备通常采用活动臂管,活动臂内含金属构架,可自行支撑,使软管可停止于三维空间的任意位置。

  适用产生的焊烟的源头抽排,可以根据现场的工作需要配制不同的吸风罩,如加大型、圆形、附带工作灯型、方口型等多种,以适应不同的要求。发生源清除的吸尘效率,在额定的吸尘距离(无外界横风干扰)吸尘率在95%以上。另外,从工具源头处理属于“主动式除尘”,它主要针对手工气保焊或自动气保焊接工况,它是采用高真空原理直接与环保型焊枪(自带吸尘口)一起联动工作。这种方式在国内由于工人的工作习惯,一般采用较少。从焊烟发生源和焊接工具源进行处理焊烟的动能需求低,吸尘率高,即当烟尘产生时除尘系统则直接从发生源将其抽走,故不会有大量的烟尘滞留于车间内部,同时此方式大大的提高了焊接工人的身体健康;且是进行点对点除尘,所以不会出现能耗浪费现象。但是,对于焊接区域大、焊接位置不固定,焊接工件复杂多变的工厂,局部排风就会有局限。现在,出现一种新的方式整体厂房焊接烟尘净化分层送风技术。

  焊接车间属于有热源的车间、由于在高度上具有稳定的温度梯度,采用较低的风速(V<0.2s~0.5/s),将温度较抵(△t=2℃~4℃)的新鲜空气直接送入厂房工作区,低温的新风在重力作用下先是下沉,随后慢慢扩散,在地面以上形成一层薄薄的空气层。而厂房内热源产生的热气流由于浮力作用而上升,并不断吸卷周围空气。这样在后续新风的推力作用下和顶部抽风口的抽吸作用下,在面上方的新鲜空气缓缓上升,形成向上的均匀气流,于是工作区的含尘空气为后续的新风所取代。当达到稳定后,在厂房内四于温度差而形成两个区域。上部为混合区,下部为向上流动的洁净区。分层送风技术是在厂房两侧约3m~4m高采用低风速大流量向厂房中部送新风。在送风气流推力、烟尘上升和回风口的吸力共同作用下,形成向上流动的气流。由于送风温差小,送风速度慢,在工作区工作感觉舒适,与其它送风方式相比,分层送气还具有节能、通风效率高的特点,可对厂房一定高度的污染空气进行有效控制。对于一些特殊要求的焊接生产厂房,既要满足改善生产环境的要求,

  又要满足生产工艺的要求(在规定的温度、湿度下焊接才能满足产品的质量要求),就需要将除尘净化与恒温恒湿系统相结合起来,达到综合治理的目的。目前,国内已有部分生产厂家采用这种方式进行治理。

  4.结语总之,

  焊接烟尘能导致多种职业病(如焊工硅肺、锰中毒等)的发生,已成为一大环境公害。国外对焊接污染研究开始得比我国早,处理技术相对先进、成熟。焊接污染处理设备从单一性、固定式、大型化,向成套性、组合性、可移动性、小型化、资源低耗方向发展。

  对主要污染焊接烟尘的处理采用局部通风为主、全面通风为辅的手段,以此改善作业环境的污染。我国对焊接污染研究虽然起步较晚,但发展较快。

  在充分借鉴国外相关产品设计和研究成果的基础上,形成了适合我国国情的设计思想。虽然整体水平存在差距,导致在处理设备设计制造、运行费用控制以及处理效果达不到国外同类产品的水平,但是随着相关研究的深入,治理技术日趋完善,焊接烟尘已得到了相对有效的控制。