一、概述 焊接是利用電能加熱,促使被焊接金屬局部達到液態(tài)或接近液態(tài),而使之結合形成牢固的不可拆卸接頭的工藝方法,它是極為常見(jiàn)的機械工藝方法。 焊接過(guò)程中產(chǎn)生的污染種類(lèi)多、危害大,能導致多種職業(yè)病(如焊工硅肺、錳中毒、電光性眼炎等)的發(fā)生,已成為一大環(huán)境公害。隨著(zhù)國家對工業(yè)環(huán)境衛生的要求越來(lái)越嚴,焊接煙塵的治理越來(lái)越被人們重視,其相應的治理技術(shù)日趨完善,焊接污染慢慢得到相對有效的控制。本文是根據我國焊接車(chē)間具體情況,結合唐納森在焊接煙塵治理的經(jīng)驗,從焊接污染的形成、特點(diǎn)及危害入手,提出切實(shí)可行的防治對策。 二、焊接過(guò)程中的有害煙塵 焊接煙塵是由金屬及非金屬物質(zhì)在過(guò)熱條件下產(chǎn)生的蒸氣經(jīng)氧化和冷凝而形成的。因此電焊煙塵的化學(xué)成分,取決于焊接材料(焊絲、焊條、焊劑等)和被焊接材料成分及其蒸發(fā)的難易。不同成分的焊接材料和被焊接材料,住施焊時(shí)將產(chǎn)生不同成分的焊接煙塵。 焊接煙塵的特點(diǎn)有: (1)焊接煙塵粒徑小 煙塵呈碎片狀,粒徑為0.38μm左右。 (2)焊接煙塵的粘性大隨著(zhù)溫度和濕度的變化在空中飄浮。通常在焊接操作過(guò)程中,焊接煙塵飄浮在遠離車(chē)問(wèn)地面高3~5m之間。 (3)焊接煙塵的溫度較高 通過(guò)空氣和排風(fēng)管道的稀釋為40~55℃。 (4)焊接過(guò)程的發(fā)塵最較大 一股來(lái)說(shuō),1個(gè)焊工操作一天所產(chǎn)生的煙塵量約60~150g。幾種焊接方法施焊時(shí)每分鐘的發(fā)塵量和熔化每千克焊接材料的發(fā)塵量。 三、焊接煙塵的危害 焊接工人每天都要在環(huán)境惡劣的焊接場(chǎng)所工作,接觸焊接煙塵和粉塵,都有吸人有害煙霧的風(fēng)險,可引起腦部和精神受損、皮膚炎癥、呼吸系統疾病、肝臟和腎臟病癥甚至癌癥等。以下是焊接工人在施焊過(guò)程中,產(chǎn)生的各種污染物對人體危害。 在過(guò)去的十幾年里,各的領(lǐng)導者已經(jīng)認識到以上污染物的危害性,并改善工作環(huán)境的措施,以解決工人們面臨的工作環(huán)境的危害,財務(wù)和保險等支出變得越來(lái)越大。但采取這些措施又可以節省成本,增加工作者的生產(chǎn)力,減少工人生病的時(shí)間,控制保健成本。這些措施還催生了新一代可降低風(fēng)險并保障工作者的更安全的配有煙塵凈化設備安全培訓和作業(yè)方法。 除了內部的變化,社會(huì )外部力量對促成煙塵凈化的投入新格局也起到了一定的作用。如國家在新建項目必須對焊接污染源進(jìn)行治理,為此,國家對焊接作業(yè)環(huán)境制訂了專(zhuān)門(mén)安全衛生標準。如我國《工業(yè)企業(yè)設計衛生標準》(TJ 36—1979)中的錳及其化合物(換算成MnO2)最高容許濃度為0.2mg/m3。是泛指高毒性錳塵。我國頒布的《車(chē)間空氣中電焊煙塵衛生標準》(GB 16194—1996)規定車(chē)間空氣中最高容許濃度為6mg/m3。在企業(yè)上ISO1400標準就是涉及工業(yè)衛生環(huán)境的新標準(焊接的提出)。但是在焊接生產(chǎn)環(huán)節上,其焊接工藝是個(gè)復雜的過(guò)程,尤其是焊接零件形狀千變萬(wàn)化,為了把作業(yè)現場(chǎng)煙塵徹底解決,這對焊接工藝提出了新的挑戰,同時(shí)對操作者的操作習慣也提出了更高要求。
四、焊接煙塵的防護措施 針對焊接過(guò)程中有害煙塵的防護方法,目前最常用的方法是將有害煙塵隨車(chē)間軸流風(fēng)機自然排出(見(jiàn)表4)和采用凈化設備過(guò)濾排出。目前,在煙塵產(chǎn)生的位置最近的地方采取局部抽出過(guò)濾是最有效的方法。焊接煙塵過(guò)濾方式有旋風(fēng)分離、袋式、靜電式及式,其中最常用的主要有靜電式和式兩種。 然而在選擇凈化系統過(guò)程中,由于工件不同而處理風(fēng)量不一樣,有些在沒(méi)計時(shí)考慮到了焊接作業(yè)的特點(diǎn),在吸風(fēng)罩做成不同的設計,省去操作人員的麻煩,可提高工效。目前在選擇時(shí)有三個(gè)誤區: (1)只注意標定的過(guò)濾效率,忽視實(shí)際過(guò)濾效果。由于焊接煙塵的顆粒非常小,通常在1μm以下,所以必須了解所選過(guò)濾排放標準和檢測方法中使用的是什么樣的顆粒物?茖W(xué)研究已經(jīng)證明,0.3μm的顆粒物是各種一般普通最不易過(guò)濾的粒徑,所以國外普遍用這種粒徑的顆粒物檢測和的過(guò)濾效率,如果效率能達到95%,那么過(guò)濾無(wú)論大于還是小于0.3(0.5)μm的顆粒物,其效率必然在95%(99.999%)以上。由于我國目前在強制執行的檢測標準中(LD29—1992)還沒(méi)有使用這種粒徑的顆粒物,所檢測的的標定過(guò)濾效率并不能代表過(guò)濾焊接煙塵的實(shí)際過(guò)濾效率。 (2)只注意過(guò)濾效率高低,忽視過(guò)濾器的密封性。如果設備制造簡(jiǎn)陋,因而造成不密封,有害物質(zhì)(粉塵或氣體)會(huì )從泄漏處直接排放在工作現場(chǎng)及室外,這樣過(guò)濾效率再高的也不會(huì )起作用。 (3)認為作業(yè)場(chǎng)所已經(jīng)設置了排風(fēng)裝置,把有害氣體和煙塵排放到室外就可以而不需要任何保護。由于焊接作業(yè)的特點(diǎn),即使焊接煙塵可以被排走,也僅僅只能避免有害物的擴散,降低環(huán)境濃度。但在排放到室外后,會(huì )隨著(zhù)空氣流進(jìn)入室內污染工作現場(chǎng)或造成大氣層污染,所以焊接所產(chǎn)生的煙塵及有毒氣體必須在排放之前進(jìn)行凈化處理。 結語(yǔ) 焊接車(chē)間的煙塵污染源及種類(lèi)多,應從污染源、傳播途徑、個(gè)人防護等三個(gè)方面進(jìn)行綜合治理。煙塵的治理應結合車(chē)間工藝布置、設備情況和焊接操作工的焊接習慣等情況制定方案,不能脫離實(shí)際,影響正常的生產(chǎn)操作。治理方案的設計應充分考慮各種污染的治理方式,在保證處理效果的前提下,設汁采用高效凈化設備,從而達到減少場(chǎng)地占用、節約投資和節約的目的。為此,在凈化方案設計選型過(guò)程中應考慮以下幾方面的因素: (1)吸塵罩 按不同的工藝要求和煙塵種類(lèi)及其特性進(jìn)行設計,采用唐納森設計規范。 (2)管道 按煙特性及其流速進(jìn)行設計,采用唐納森專(zhuān)有軟件計算出參數。 (3)過(guò)濾器 按煙塵特性及其流速設計出吸塵罩大小,定出風(fēng)量,選擇除塵器的濾材和處理風(fēng)量(系統的關(guān)鍵)。 (4)風(fēng)機 根據吸塵罩和管道除塵器的壓力損失和除塵器的處理風(fēng)量選擇風(fēng)機。 總之,除塵系統之問(wèn)的吸塵罩、管道、除塵器及風(fēng)機每一個(gè)參數發(fā)生變化,都將影響除塵效果。系統捕捉效果的好壞與粉塵特性和罩口及管路走向有關(guān)系,聽(tīng)系統運行使用的好壞與濾材和除塵器結構有直接關(guān)系。
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