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信息編號:587 發布者:森一環保 發布時間:2017-2-16 16:41:18
焊接行業凈化解決方案

在焊接生產過程中,焊接材料與母材的結合過程中會產生大量焊接煙塵和氣體,其中很多氣體和煙塵對人體是有傷害性的,當其超過允許濃度時,就會嚴重影響焊工的身體健康,引發各類呼吸及塵肺疾病。因此,凈化焊接工作環境問題,維護焊工身體健已引起國內外眾多企業、公司的重視,并積極開展了各項工作。
1.焊接煙塵構成及危害
由焊接及相關工藝過程中產生的有害物質的存在形式有氣態和顆粒狀態兩種;90%的煙塵來自焊接材料,僅有小部分來自于母材。根據不同的焊接方式,焊接粉塵來源不同,焊條電弧焊(MMA)與藥芯焊絲電弧焊
(FCMA)產生的煙塵大部分來自焊條藥皮和藥芯焊絲,小部分來自形成焊縫的熔敷金屬。氣體?;ず福∕AG/MIG)產生的煙塵則大部分來自于熔敷金屬,顆粒狀態物質以微小的固體顆粒彌散在空氣中??砂雌涑嘰绱笮〗星?,如圖1 - 所示。

可吸入人體的顆粒是通過嘴和鼻進入人體內的,其尺寸可達到或超過 100μm。以往對該類顆粒組分稱為“煙塵總體”??山牒粑低車目帕D萇敕聞菽?,其尺寸可達 10μm.。以往稱之為“粉塵”。由焊接產生的懸浮在空氣中的顆粒非常小,一般其尺寸<1μm.(大多情況下<0.1μm),因此是“可呼吸”的,并稱之為焊接煙霧,見表1,顆粒物形狀見圖 2。

根據焊接、切割及相關工藝過程產生的氣態和顆粒狀態的物質對人體不同器官的影響進行以下分類,見表2。


(1)對肺產生作用的物質 長期吸入高濃度的煙塵導致了對肺功能的抑制。由于煙塵在肺中的沉積,使氧氣的交換減少。肺中沉積的煙塵通常不是病原性的,而是可逆的。鐵的氧化物、鋁的氧化物屬于此類物質。
(2)有毒物質! 當超過某一劑量時(對每一體重單位的分量),對人體產生有毒的影響。這是一種劑量與效應的關系。輕微的中毒導致輕度的健康失調,而空氣中高濃度的有毒物質可以造成非常嚴重的中毒甚至導致死亡。氣態有毒物質有一氧化碳、氧化氮、二氧化氮、臭氧以及金屬氧化物,以煙塵形式存在于空氣中的銅、鉛、鋅等。
(3)致癌物質! 癌癥發生的可能性通常取決于幾種因素,如基因的易感性、環境污染等。雖然沒有一種是必然的因素,但當這些物質的劑量增加,患癌癥的可能就越大,其潛伏期(從第一次接觸到癌癥發生的時間間隔)可延續幾年或幾十年。
2. 整體除塵防護措施
為凈化焊接操作環境,?;げ僮魅嗽鄙硤褰】?,綜合治理焊接廠房的焊接煙塵問題,必須采取切實有效的防護措施,以保證達到室內環境滿足健康要求和焊接工藝要求。除采用先進的焊接方法及提高焊接過程的機械化及自動化程度外,進行整體除塵是消除焊接煙塵危害的有力措施。
焊接煙塵治理是一項國際性的技術難題,歐美等國進行了40 多年的研究,目前常用的方法包括制定勞動?;し?、局部除塵法及整體治理法等。對高大廠房而言,治理焊接煙塵最有效的方法是采用整體治理。而在整體治理中又有混合送風、格柵送風及分層送風技術。

(1)混合送風! 該方法是對整個車間進行通風換氣,用新鮮空氣把整個車間的有害物質濃度稀釋到最高允許濃度以下。該方法具有設計簡易、原理簡單的優點,但也存在全面通風量大、能耗大、粉塵容易滯留以及無法徹底解決除塵等問題。
(2)雙層格柵或噴口側送風! 采用該種送風方式,由高速風口送出的射流帶動室內空氣強烈混合,使射流流量成倍地增加,射流截面不斷擴大,速度逐漸衰減,室內形成大的回旋氣流,工作區一般處在回流區。對一般舒適性空調而言,該種方式完全可行。但車間在生產時,產生大量焊接煙塵,并隨熱氣流上升,這樣勢必產生噴口或格柵射流與上升的焊接煙塵強烈混合,產生紊流,并流向回流區,不利于焊接煙塵向車間上方排放。同時在工作區產生二次污染,工作區的含塵濃度難以保證。所以對有污染源及熱源共存的高大廠房,不能采用雙層格柵或噴口送風。
(3)分層送風! 分層送風系統始于25 年前,最初在北歐運用,占據了北歐國家 90% 的工業空調市場和75%的民用空調市場,逐漸在美國、日本等國家眾多工業廠房中開始運用。在分層送風系統中,采用在廠房的下部分層低速送風,新鮮清潔空氣直接送入工作區,先經過人體,這樣就可以保證人體處于一個相對清潔的空氣環境中,從而有效地提高了工作區的空氣質量。這種方式對空氣狀況的要求只是針對工作區域(工人活動范圍)而不是整個廠房的空氣輸導。要滿足工作區的相對溫度,同時排除焊接煙塵,就要保證焊接煙塵在送風推動和回風口抽吸作用下緩慢上升,形成向上的單向流動。新鮮送風使室內濁熱焊接煙氣逐漸抬升而非混合,可保證工作區的溫度及含塵要求。分層送風由于送風速度低,對MAG/MIG氣體?;ず傅謀;て宀換崠從跋?。
在整體廠房通風除塵中,按照季節的不同,采用不同的送風方式達到通風出塵的目的,如圖 3所示。合理的氣流組織不僅能起到理想的效果,而且能節省能源,節約資金;反之,氣流組織不當,則不能起到通風除塵的效果,更為甚者使整個系統癱瘓,投資報廢。分層送風不僅能有效調節工作區域空氣的溫度、濕度,還能有效地通過氣流的運動,將工作區域產生的含塵氣體帶走,達到將工作區域空氣凈化的目的。因分層送風針對的區域為人的工作區域,因而作用直接,能耗低。采用整體送風技術對車間煙塵處理后的效果如圖4及圖5所示。

分層送風的基本特征是水平方向會產生熱力分層現象。分層送風下送上回的特點決定了空氣在水平方向會分層,并產生溫度梯度。如果在底部送新鮮的冷空氣,那么最熱的空氣層在頂部,最冷的空氣層在底部。置換空氣在水平方向匯入上升氣流,由于送風量有限,在某一高度送風會產生循環。我們把產生循環的分界面高度被稱為“分界高度”。這樣就形成了兩個區域的氣流形式,底部區域是相對清潔的空氣,上部區域存在更多的污染,見圖 6。根據實踐經驗,焊接煙塵隨熱氣流升騰,并卷吸周圍空氣,最終會彌漫并懸浮在8-10m高度的這一空間層,不會再上升。在這一高度輔以吸塵設備,可以達到良好的除塵效果。

(4)個人防護措施! 在進行整體治理的同時,企業也應為勞動者配備呼吸?;ど璞?,過濾式防塵口罩、通風頭盔和分子篩除臭氧口罩等,加強對勞動者的防護教育,使其加強自身的防護。

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