RU

UA

Электросварочные про­цессы широко использу­ются во многих отраслях промышленности при сбор­ке различных изделий и кон­струкций. В зависмости от габаритных размеров изде­лий сборка производится в многопролетных сборочно-сварочных цехах большого объема или в небольших по­мещениях.

Вентиляция Сварочного Цеха

Цеха могут быть размеще­ны как в отдельно стоящих одноэтажных зданиях, так и пролетах блокированных корпусов, где одновременно выполняются и другие опе­рации. Сборочно-сварочные цеха, как правило, характери­зуются незначительными тепловыделениями - до 23 Вт на 1 м2 площади поме­щения. Выполняемые в них сварочные работы соответст­вуют категории работ сред­ней тяжести.

В настоящее время в про­мышленности наиболее рас­пространены механизиро­ванная сварка в углекислом газе и ручная сварка штуч­ными электродами. Также применяется автоматическая сварка под флюсом и в угле­кислом газе, порошковой проволокой и в инертных га­зах. В ряде отраслей промышленности используется контактная сварка - в ос­новном точечная и стыковая.

Сварка мелких изделий производится на стационар­ных рабочих местах - на сварочных столах, размещен­ных обычно в кабинетах. Из­готовление крупногабарит­ных изделий и их элементов выполняется, как правило, на специальных стендах, канто­вателях, кондукторах.

Электросварка сопровож­дается выделением сварочно­го аэрозоля (СА), содержа­щего мелкодисперсную твер­дую фазу и газы. Интенсив­ность выделений зависит от характеристики процесса, марки сварочных материалов и свариваемого металла. При этом определяющее влияние оказывает состав сварочного материала.

СА содержит соединения железа, марганца, никеля, хрома, алюминия, меди и других веществ, а также газы (оксиды азота, оксид и двуок-сид углерода, озон, фторис­тый водород).

При расчетах вентиляции ориентировочно можно при­нимать следующие средние часовые расходы сварочных материалов: для ручной свар­ки штучными электродами

  • до 1,5 кг; механизи­рованной сварки 2 кг; автоматической и робо­тизированной сварки
  • 4-6 кг. Количество вредных веществ, выде­ляющихся ulO87 при различных сварочных процессах, представле­но в табл. 1.

Выделение загрязнителей при сварке металлов

Таблица 1

Способ сварки и марка сварочного материала

Выделение загрязнителя, г/кг сварочного материала

Прочих загрязнителей

сварочного аэрозоля

соединения марганца

оксидов хрома

фтористого водорода

оксидов азота

оксида углерода

наименование

кол-во

Ручная дуговая сварка сталей электродами
УОНИ-13/55 18,6 0,97 0,93 фториды 2,6
УОНИ-13/65 7,5 1,41 1,17 - фториды 0,8
АНО-4 6,0 0,69 - - -
АНО-6 16,3 1,95 - _ _
АНО-11 22,4 0,87 - - -
ЭА-606/11 11,0 0,68 0,6 0,4 1,3 1,4 -
M33-III 40 _ _ _
ЦТ-15 7,9 0,55 0,35 1,61 оксиды никеля 0,39
Ручная дуговая сварка чугуна ЦЧ-4 13,8 0,43 1,87 ванадий 0,54
Ручная дуговая сварка меди ЩЗЧ-1 14,7 0,47 1,65 медь 4,42
Вольфрам под гелием 20 - - вольфрам медь 0,08 2,1
СрМ-0,75 (проволока) Ручная сварка алюминия ОЗА-1 17,1 38,1 0,44 - - - -

медь

аэрозоль оксида алюминия

15,4 20
Проволока:
ЭП-245 12,4 0,54 0,36 оксиды железа 11,5
ПП-106, ПП-108 12 0,7 - 0,8 оксвды железа 0,7
Проволока:
СВ-08Г2С 9,7 0,5 0,02 14 оксиды железа 7,48
СВ-Х19Н9Ф2СЗ 7 0,42 0,03 - 14 оксиды железа 0,04
СВ-10Х20Н7СТ 8 0,45 0,03 - - - -
СВ-16Х16Н25М6 15 2 1 _ - оксиды никеля -
ЭП-245 12,4 0,61 _ 3,2
СВ-08ХГН2МТ 6,5 0,03 0,8 11 оксиды титана 0,4
медь 11
Проволока:
МНЖ-КГ5-1-02-0.2 18 0,3 - оксиды никеля 0,8
КМЦ 8,8 0,6 - медь 6
Проволока:
Д-20 10,9 0,09 - оксиды алюминия 7,6
АМЦ 22,1 0,62 _ 2,45 20
АМГ-6Т 50 0,25 - 0,33 _ 8,5
Алюминиевая 10 - - 0,9 -
Титановая 14,7 - - оксиды титана 5
Неплавящиеся электроды 61 - оксиды алюминия 28
ОЗА-2/ак,ОЗА-1 38,5 - - - 20
Сварка стали с флюсами
ОСП-45 0,09 003 - 0,2 0,006 - прочие фториды 0,36
ФЦ-2, ФЦ-6, ФЦ-7 0,09 0,01 0,05 0,005 соединения кремния 0,03
ФЦ-11, ФЦ-12 0,09 0,05 - 0,02 _ _ - 0,05
АН-22 0,12 0,01 0,02 _
АН-26, АН-30, АН-42 0,08 0,05 0,03 _ _ _
АН-60.АН-64 0,09 0,02 _ _
АН-348А 0,1 0,03 0,2 0,006 прочие фториды 0,16
АНК-30 0,26 0,12 0,018 соединения кремния 0,05
ЖС-450 5,8 0,142 0,18 - 22,4 _
К-1 0,06 0,023 0,15 _ 0,5 _
К-8 4,9 _ 0,13 _ 17,8 _
К-11 1,3 0,089 0,14 0,6 - - -

Принятые в настоя­щее время предельно допустимые концент­рации (ПДК) вредных веществ в воздухе рабочей зоны сварочных цехов при­ведены в табл. 2.

Предельно допустимые концентрации вредных веществ в воздухе рабочей зоны сварочных цехов

Таблица 2

Наименование вещества

ПДК,

мг/м3

Класс опасности

Агрегатное состояние

(a - аэрозоль, п-пары)

Примечание

содержание марганца в сварочных аэрозолях, масс.%

до 20

до 20-30

0,20

0,10

2

2

а

а

хроматы, бихроматы 0,01 1 а в пересчете на СгО3
оксид хрома (Сгг03) 1,00 2 а
никель и его оксиды 0,05 1 а в пересчете Ni
оксид цинка 0,50 2 а
титан и его двуоксид 10,00 4 а
алюминий и его сплавы 2,00 2 а noAl
медь металлическая 1,00 2 а
вольфрам 6,00 3 а
двуоксид кремния аморфный в виде аэрозоля конден­сации при содержании от 10 до 60% 2,00 4 а
двуоксид азота 2,00 2 п
озон 0,10 1 п
оксид углерода 20,00 4 п
фтористый водород 0,05 1 п

соли фтористоводородной кислоты:

хорошо растворимые (NaF, KF)

плохо растворимые (AIF2, NaAlFd)

0,20

0,50

2

2

а

а

пoHF

пoHF

При отсутствии правиль­но организованной вентиля­ции фактическая концентра­ция вредных веществ в зоне дыхания сварщиков может значительно превышать до­пустимую. Следствием этого является достаточно высо­кий по сравнению с другими профессиями уровень про­фессиональных заболеваний сварщиков: болезнь органов дыхания (пневмокониоз), от­равление марганцем, парами других металлов и сварочны­ми газами.

Образующийся при электросварке аэрозоль конденса­ции характеризуется мелкой дисперсностью. Более 90% частиц (в массовых долях) имеют скорость витания ме­нее 0,1 м/с. Поэтому частицы аэрозоля легко следуют за воздушными потоками ана­логично газам.

Источник выделения вредных веществ при элект­росварке - сварочная дуга - имеет незначительные размеры. Непосредственно вблизи ее концентрация вредных веществ очень вы­сока. Далее конвективный поток над сварочной ванной и нагретым металлом (изде­лием) выносит СА в воздух помещения; при этом проис­ходит интенсивное подме­шивание окружающего воз­духа. По мере удаления от ис­точника как по горизонтали, так и по вертикали концент­рация вредных веществ рез­ко уменьшается и на расстоя­нии соответственно 2 и 4 м приближается к общему фо­ну загрязнения воздуха по­мещения.

Общий фон в вентилируе­мых цехах, как правило, не превышает уровня ПДК. Но в зоне дыхания сварщика, выполняющего ручные опе­рации, содержание вредных компонентов сварочного аэ­розоля значительно (в 7-10 раз) превосходит как фон, так и ПДК. Обеспечение тре­буемой чистоты воздуха в ра­бочей зоне производственно­го помещения при правиль­ной организации технологи­ческого процесса достигается путем рационального сочета­ния местной вытяжной, об­щеобменной, приточно-вытяжной вентиляции, эффек­тивной очистки удаляемого воздуха.

Многообразие способов сварки, а также типов изго­тавливаемых изделий спо­собствовало созданию большого количества конструк­ций местных вытяжных уст­ройств.

Они могут быть система­тизированы в следующие группы: подъемно-поворот­ные самофиксирующиеся вытяжные устройства; пере­носные воздухоприемники с держателями; местные отсо­сы, встроенные в сварочное оборудование; местные отсо­сы, встроенные в оснастку рабочих мест автоматизиро­ванных и механизированных поточных линий; местные отсосы, обслуживающие ро­ботизированные сварочные установки.

Подъемно-поворотные местные вытяжные устрой­ства. Этот вид устройств включает воздухоприемник, фиксирующийся в любом пространственном положении посредством шарниров и тяг, и гибкий шланг диаме­тром 160 и 200 мм, присоеди­няющий воздухоприемник к магистральному воздуховоду централизованной вытяж­ной системы низкого или среднего давления либо к ин­дивидуальному вентиляци­онному или фильтро-вентиляционному агрегату (рис. 1, 2). Конструкция вытяжных устройств позволяет макси­мально приблизить воздухо­приемник к источнику выде­ления вредностей и тем са­мым добиться высокой эф­фективности их улавливания (80-85%).

Вентиляция Сварочного Цеха

Рис. 1. Лиана.

Вентиляция Сварочного Цеха

Рис. 2. Лиана с консолью.

Подъемно-поворотные вытяжные устройства явля­ются наиболее универсаль­ными и могут быть исполь­зованы при любых видах сварки как в нестационар­ных, так и в стационарных условиях.

Использование консолей, телескопических устройств и шарниров позволяет легко перемещать и устанавливать воздухоприемник в нужном положении. Один воздухо­приемник может обслужи­вать зону сварки радиусом до 8 м от места крепления уст­ройства. Важным парамет­ром, определяющим эксплуа­тационную пригодность пе­редвижного вытяжного уст­ройства, является зона эф­фективного улавливания, то есть область изделия, на ко­торой будет осуществляться улавливание не менее 80% сварочного аэрозоля без до­полнительного перемещения воздухоприемника.

Исходя из условий выпол­нения технологического про­цесса, минимальный диаметр зоны эффективного улавли­вания принят равным 400 мм, что примерно соответствует длине шва, провариваемого одним электродом.

Практика показывает, что такая зона эффективного улавливания приемлема и при механизированной свар­ке, поскольку через аналогич­ные интервалы времени сварщик прерывает сварку для проверки качества шва. Минимальная высота подве­ски воздухоприемника над изделием определяется удоб­ством выполнения операций и может быть принята рав­ной 400 мм.

Основные конструкции подъемно-поворотных уст­ройств приведены на рис. 1-3. При ручной сварке в труднодоступных местах и за­крытых ёмкостях, а также на крупногабаритных конструк­циях используются перенос­ные воздухоприемники с магнитными держателями.

Вентиляция Сварочного Цеха

Рис. 3. Грум.

При проведении свароч­ных работ в труднодоступ­ных местах (цистерны, баки, ёмкости с горловинами ма­лой площади и т.п.) исполь­зуются воздухоприемники с магнитными держателями.

Одним из направлений в создании местной вытяжной вентиляции в варочном производстве является оснащение сварочного оборудо­вания местными отсосами. Широко распространены и горелки для механизирован­ной сварки в углекислом газе. Имеются решения, в которых отсос выполнен в виде отдельного элемента - воздухоприемной насадки, прист­роенной к существующей го­релке. Другим вариантом яв­ляются специальные конст­рукции горелок со встроен­ным воздухоприемным уст­ройством и совмещенными или раздельными вентиляци­онными и технологическими коммуникациями. Устройст­во состоит из воздухоприем­ника с кольцевым или щеле­вым всасывающим отвер­стием, расположенным над срезом сопла для подачи за­щитного газа, и гибкого шланга, соединяющего воздухоприемник с индивидуальным побудителем тяги повышенного вакуума (вы­соконапорный вентилятор, воздухоструйный эжектор или фильтровентиляционный агрегат) или с коллекто­ром централизованной высо­ковакуумной системы. Необ­ходимое разрежение в систе­ме должно составлять 18…20кПа.

Разработано большое ко­личество конструкций полу­автоматических горелок, ос­нащенных местными отсосами. По принципиальной схе­ме они, как правило, мало от­личаются друг от друга, но имеют некоторые конструк­тивные особенности, учиты­вающие специфику того или иного вида сварочного про­изводства.

Достоинством горелок, оснащенных местными отсо­сами, является то, что они обеспечивают улавливание СА, при этом не требуется специально перемещать от­сосы в процессе сварки. Наи­более они эффективны при сварке горизонтальных швов, в случае вертикальных швов эффективность улав­ливания значительно снижа­ется.

К недостаткам горелок от­носится то, что из-за распо­ложения воздухоприемника в непосредственной близости от зоны сварки возникает необходимость увеличения расхода защитного газа.

В ряде конструкций воз­растает масса горелки, а сле­довательно, и нагрузка на ру­ку сварщика, что ограничивает сферу их применения.

Использование полуавто­матических горелок со встро­енными местными отсосами целесообразно при сварке в труднодоступных местах и крупногабаритных конструк­ций, а также при сварке швов значительной протяженнос­ти, когда другие виды мест­ных вытяжных устройств ис­пользованы быть не могут.

Известен ряд опытных конструкций сварочных ав­томатов, оснащенных мест­ными отсосами.

Малогабаритные воздухо-приемники, встроенные в сварочное оборудование, ос­нащенные гибкими шлангами, имеют значительное гид­родинамическое сопротивле­ние и должны подключаться к высоковакуумным систе­мам.

При изготовлении свароч­ных изделий раскрой метал­ла осуществляется машина­ми газовой или плазменной резки. При сборке изделий используется также ручная резка. Процессы тепловой резки сопровождаются выде­лением мелкодисперсной пы­ли и газов. Частицы пыли менее 5 мкм составляют 98%. Количество выделяющихся вредных веществ и их состав зависят от вида разрезаемого металла и режима резки (табл.3).

Выделение загрязнителей при газовой и плазменной резке металлов

Таблица 3

Способ резки, вид и толщина металла

Выделение на 1 м реза, r/м за 1 час работы, г/ч, в том числе оксидов
Аэрозоля, всего в Mg Cr Ni Al СО NOx
г/м г/ч г/м г/ч г/м г/ч г/м г/ч г/м г/ч г/м г/ч г/м г/ч

Резка газовая стали углеродистой толщиной

5 мм

10 мм

20 мм

2,24,5 9

74

130

200

0,07 0,13 0,27

2,3 3,8

6

1,5 2,2 2,3 50 6,3 65 1,2 2,2 2,4 40 65

Резка газовая стали делигированной толщиной

5 мм

10 мм

20 мм

2,5 5 10

80

150

225

0,12 0,23 0,47

4

6,7

10,5

1,3 1.9 2,6 43 55 57

1

1,5 2

35 43 45

Резка газовая стали марганцовистой толщиной

5 мм

10 мм

20 мм

2,5

5

10

80

140

220

0,6

1,6

2,4

20

35

55

1,4

2

2,7

46

58

60

1,1

1,6

2,2

36

47

50

Резка газовая сплавов титана толщиной

4 мм

12 мм

20 мм

30 мм

5

15

25

35

140

315

390

350

4,7

14

22

33

130

280

345

335

0,6

1,5

2,5

2,7

17

32

38

0,2

0,6

1

1,5

6

13

16

Резка плазменная стали углеродистой толщиной 10 мм 40 810 0,12 24 1,4 7

Резка плазменная стали низколегированной толщиной

14 мм

20 мм

6

10

790

960

0,18

0,3

24

29

2

2,5

265

10

14

130

Резка плазменная стали легированной толщиной

5 мм

10 мм

20 мм

12

990

1370

1600

0,14

0,24

0,58

46

66

1,5

1,9

2,1

470

6

10

13

200

Резка плазменная стали марганцовистой толщиной

5 мм

10 мм

20 мм

4

6

10

790

765

920

0,72

1,16

1,73

140

1,50

170

1,4

2

2,5

265

7

10

13

128

Резка сплавов алюминия толщиной

8 мм

20 мм

80 мм

3

4

6,5

480

2,5

3,5

8

440

0,5

0,6

1

75

2

3

9

612

Резка плазменная сплавов титана толщиной

10 мм

20 мм

30 мм

3

7

12,5

455

645

680

2,7

6,4

12

425

515

640

0,4

0,5

0,6

40

11

15

19

160

Распространение образу­ющегося аэрозоля при резке определяет струя газа, кото­рая подхватывает и со значи­тельной скоростью несет пыль и газы. Это обстоятель­ство необходимо учитывать при выборе рационального способа локализации вред­ных выделений.

При раскрое листового металла на столах основная схема улавливания аэрозоля включает отсос загрязненно­го воздуха из-под листа.

Стол для ручной резки включает в себя емкий пыле-газоприемник - короб, раз­деленный на секции длиной 1,0-1,5 м. В стенке каждой секции имеется решетка, че­рез которую полость секции сообщается с ответвлением сборочного вытяжного кана­ла, проходящего вдоль стола и присоединенного к вытяж­ному вентилятору. Каждое ответвление снабжено дрос­селем. С целью сокращения объема удаляемого воздуха с помощью дросселя включа­ется только одна рабочая сек­ция.

Для машинной резки на поточных линиях разработан ряд конструкций местных вытяжных устройств от раскроечных рам, в которых включение рабочих секций осуществляется автоматиче­ски, синхронно с движением машины и резака.

Удельный объем воздуха, удаляемого с 1 м2 площади раскроечной рамы, по ре­зультатам эксперименталь­ных данных может быть при­нят следующим:

  • 2500 м3/ч·м2 - при газо­вой резке;
  • 4000 м3/ч·м2 - при плаз­менной резке.

Воздух, удаляемый мест­ными вытяжными устройст­вами при тепловой резке ме­таллов, перед выбросом в атмосферу следует подвергать очистке.

Обычно применяется двухступенчатая очистка: первая ступень - циклон­ный аппарат типа ВЗП, вто­рая ступень - электростати­ческий фильтр или механи­ческий фильтр с импульсной продувкой.

  • Добавил :
  • 2020-08-27
  • Категория: Вентиляция
  • Комментарии: 0

Закажите расчет

или задайте вопрос по вашему объекту опытным специалистам прямо сейчас