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        CO2氣體保護焊吸塵裝置

        2015-11-16 06:03:52王有慶張玉梅蘇長春魏長清
        金屬加工(熱加工) 2015年10期
        關鍵詞:不銹鋼污染

        王有慶 張玉梅 蘇長春 魏長清

        焊工長期接觸吸入金屬煙塵,如果防護不良,將引起頭痛、惡心、氣管炎、肺炎,甚至有形成焊工塵肺、金屬熱和錳中毒的危險,嚴重危害焊工的身體健康。 焊工塵肺醫(yī)學上還沒有治療解決的辦法,使焊工的健康受到重大威脅。焊工一旦患上職業(yè)病會使身體健康下降,甚至帶來生命危險,也會給企業(yè)間接帶來巨大的經濟損失。

        1. 調查分析

        (1)國外焊接車間污染控制技術 國外對焊接污染研究開始得比我國早,處理技術相對先進、成熟。焊接污染處理設備從單一性、固定式、大型化,向成套性、組合性、可移動性、小型化及資源低耗方向發(fā)展。對焊接煙塵的處理采用局部通風為主、全面通風為輔的手段,以此改善作業(yè)環(huán)境的污染。

        (2)國內焊接車間污染控制技術 我國對焊接污染研究雖然起步較晚,但發(fā)展較快?,F(xiàn)在國內采取的預防局部通風形式有固定式排煙罩(吸塵罩)、移動式排煙罩、手執(zhí)式排煙罩等。使用固定式或可移動式排煙罩時,同時安裝凈化過濾設備或與整體通風凈化系統(tǒng)結合起來,只是將有害物質轉移,仍會污染車間、廠房的環(huán)境空氣。而局部排風的主要方式是上吸式和側吸式,不能從根源上徹底清除有害煙塵(見圖1)。

        金屬焊接產生的懸浮在空氣中的顆粒非常小,是可呼吸的,并稱其為焊接煙霧。這種焊接煙霧中含有氣態(tài)和顆粒狀態(tài)對人體有害的污染物質。在焊工室內施焊場地調查中,在108m3操作空間內污染量為139mg/m3(見表1)。室內有害污染物的濃度大于國家強制性標準“工作場所有害因素職業(yè)接觸界限值”所規(guī)定的車間空氣中焊接煙塵標準(最高允許濃度為6mg/m3)。

        (3)C O2氣體保護焊分析 CO2氣體保護焊采用的焊絲有實芯與藥芯兩種。CO2氣體保護焊焊接過程的發(fā)塵量較大,一般來說,一名焊工操作一天所產生的煙塵量60~150g。施焊時每分鐘的發(fā)塵量和熔化每千克焊接材料的發(fā)塵量如表2所示。

        圖1 現(xiàn)場使用

        表1 2013焊工施焊場地發(fā)塵量情況

        表2 2013焊工施焊時發(fā)塵量情況

        圖2 圓孔狀吸塵罩

        圖3 耐高溫軟管

        2. 新型CO2氣體保護焊吸塵裝置的設計加工

        (1)加工制作環(huán)形狀吸塵罩 焊接煙塵粒徑?。?μ m左右),煙塵呈碎片狀。 焊接煙塵的粘性大,隨著溫度和濕度的變化在空中飄浮。通常在焊接操作過程中,焊接煙塵飄浮在遠離車間地面高3~5m。焊接煙塵的溫度較高,通過空氣和排風管道的稀釋降為40~55℃。根據以上分析,我們將吸塵頭罩加工成環(huán)形狀,便于固定焊槍頭,在頭部打好φ 4mm的圓狀孔,并用純銅管與管路連接(見圖 2)。

        (2)購置耐高溫軟管 通過對照不銹鋼過濾網,吸入焊煙的溫度為40~55℃。經過市場調查購置了耐高溫軟管與純銅管(見圖3),并與管路連接。

        (3)購置加工不銹鋼密紋網 因焊接煙塵粒徑為1μm左右,所以購置多層不銹鋼密紋網,網孔徑為1μm。將密紋網加工成圓片形狀,安裝密封在自制過濾器中,連接主管道,達到凈化、清除煙塵顆粒的目的,不銹鋼密紋網在連接處有阻火和擾流的作用。該種多層不銹鋼密紋網對1μm的微粒過濾效率達到99.9%,完全適用于焊接煙塵小而細的特點,同時不銹鋼材料使火星噴濺到表面降溫很快,故有阻燃之功能,且表面可使煙塵形成塵餅,便于清理,如圖4所示。

        (4)制作焊煙過濾器 為保證過濾器外體的強度并便于清理,選擇硬質塑料作為外體的材料。由于過濾器的內部需要裝入清毒的活性碳,所以應在兩端加上過濾網,將外體的兩端設計成可拆卸、便于連接管路階梯狀,中間設計成帶有母扣的腔體。將制作的焊煙過濾器外體和濾網組裝后,在大班房進行了試驗。整套裝置重量0.2k g,輕便靈活;試驗過程中焊煙過濾、密封良好;氣體通過不銹鋼密紋網過濾后,進入活性炭吸附層,殘余帶有氣味的氣體,被活性炭凈化單元吸附掉,最后氣體通過凈化膜后排出達標氣體。過濾器整體組合安裝如圖5所示。

        (5)購置風機整體安裝并投入使用 風機對局部產生氣流進行治理,使局部工作地點不受有害物的污染,保持良好的空氣環(huán)境。經過市場調查,小型吸塵器可達到要求。因而購置小型吸塵器,并改裝加入活性碳吸附部分有毒氣體。

        至此CO2氣體保護焊接煙塵過濾裝置所有部件制作完成,組裝后經調試,各部分運轉正常。

        3. 現(xiàn)場應用

        裝置制作完成后,在大班房進行試驗,觀察使用效果:設備正常運轉,過濾效果明顯,達到了預期的目標。

        廢氣被風機負壓從焊嘴環(huán)形罩吸入過濾器內部,大顆粒飄塵被不銹鋼過濾網過濾而沉積下來;微小級煙霧和廢氣進入活性炭吸附層,殘余帶有氣味的氣體,被活性炭凈化單元吸附掉,最后氣體通過凈化膜后排出達標氣體。CO2氣體保護焊除煙裝置制作完成以后,對現(xiàn)場焊機進行了推廣,在108m3的焊接操作間使用,并做了一次調查(見表3)。由表3可知,焊接煙塵量由使用前的139mg/m3已降至0。

        4. 結語

        通過對CO2氣體保護焊除塵裝置的現(xiàn)場應用,證明該裝置具有投資少,凈化效果好,過濾效率達99.9%,為工人創(chuàng)造了良好的工作環(huán)境,減少了焊工患病的幾率,因此具有推廣價值。

        圖4 多層不銹鋼密紋網及組合安裝

        圖5 過濾器整體組合安裝

        表3 焊工施焊時發(fā)塵量情況

        [1]焊接學會第Ⅷ委員會.焊接衛(wèi)生與安全[M]. 北京:機械工業(yè)出版社,1987.

        [2]任效乾,王榮祥.焊接煙塵的危害及防治措施[J]. 礦山機械,2000(6):68-69.

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