陳德山，楊婉欣，張子龍，馬霞弟

（甘肅能源化工職業(yè)學(xué)院，甘肅 蘭州 730207）

焊接工藝在日常生產(chǎn)生活中占有極其重要的地位，目前世界上焊接構(gòu)件的質(zhì)量幾乎占鋼材產(chǎn)量的一半[1]。在焊接過(guò)程中，會(huì)產(chǎn)生多種有毒有害氣體和煙塵，能引起多種職業(yè)?。▔m肺病、錳中毒、咽喉炎、電光性眼炎等），嚴(yán)重威脅職工的身體健康和生命安全。通過(guò)對(duì)焊接過(guò)程中產(chǎn)生的有毒有害物質(zhì)進(jìn)行處理與凈化，能夠創(chuàng)造良好的勞動(dòng)作業(yè)條件，保證作業(yè)人員的身體健康和生命安全。本文以甘肅能源化工職業(yè)學(xué)院焊接車(chē)間為對(duì)象，通過(guò)測(cè)定使用移動(dòng)式煙塵凈化器前后焊接有害物質(zhì)的濃度變化量，來(lái)評(píng)價(jià)移動(dòng)式焊接煙塵凈化器的凈化效果。

1 焊接過(guò)程產(chǎn)生的污染物

在焊接過(guò)程中，會(huì)產(chǎn)生大量的污染物，按其形成方式可分為化學(xué)有害污染物和物理有害污染物。

1.1 化學(xué)有害污染物

化學(xué)有害污染物指焊接過(guò)程中產(chǎn)生的焊接煙塵和有害氣體。

（1）焊接煙塵。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[2]。因此煙塵的化學(xué)成分主要取決于焊接材料和被焊接材料的成分和蒸發(fā)的難易程度。不同的焊接材料和被焊接材料，會(huì)產(chǎn)生不同成分的焊接煙塵，見(jiàn)表1所示。

表1 不同結(jié)構(gòu)鋼焊條煙塵的化學(xué)成分

焊接煙塵有如下特點(diǎn)：①焊接產(chǎn)生煙塵呈碎片狀，粒徑較小，一般小于1μm，大多數(shù)塵粒的粒徑在0.38μm左右；②焊接煙塵的黏性大，以混合物的形式出現(xiàn)，密度小于空氣，經(jīng)常懸浮于離地面3m～5m處；③焊接時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量的熱量，因而焊接煙塵的溫度較高，通常在排風(fēng)管道和濾芯內(nèi)，空氣溫度可達(dá)到60℃～80℃；④焊接過(guò)程的發(fā)塵量較大，一般1個(gè)焊接工位操作1天可以產(chǎn)生60g～150g的煙塵量。

表2 不同焊接方法的發(fā)塵量

（2）有害氣體。焊接作業(yè)時(shí)，會(huì)產(chǎn)生臭氧、氮氧化物、一氧化碳、氯化物及氟化物等有害氣體，會(huì)引起頭痛、惡心、慢性支氣管炎等癥狀，嚴(yán)重者會(huì)導(dǎo)致中毒死亡。

1.2 物理有害物

焊接時(shí)產(chǎn)生的物理有害物主要有高頻電磁輻射和光輻射。①高頻電磁輻射。高頻電磁輻射是隨著等離子焊接和氬弧焊接的出現(xiàn)而出現(xiàn)的。②光輻射。在產(chǎn)生外露電弧的各種明弧焊、保護(hù)不好的隱弧焊以及處于造渣階段的電渣焊，都會(huì)形成光輻射。光輻射的強(qiáng)度取決于焊接方法、焊接工藝參數(shù)、施焊點(diǎn)的相對(duì)位置、距離等因素。

2 評(píng)價(jià)方法概述

（1）移動(dòng)式焊接煙塵凈化器概述。移動(dòng)式焊接煙塵凈化器應(yīng)用的主要原理是通過(guò)風(fēng)機(jī)產(chǎn)生的風(fēng)壓為動(dòng)力，將焊接過(guò)程中產(chǎn)生的有毒有害氣體和煙塵吸入設(shè)備的排風(fēng)罩，經(jīng)過(guò)阻火器（防止焊接火花進(jìn)入設(shè)備）后達(dá)到一級(jí)除塵器，在此，粒徑較大的煙塵由于重力、慣性碰撞等原因進(jìn)行沉降。通過(guò)一級(jí)除塵器后，有毒有害氣體和煙塵進(jìn)入二級(jí)除塵器，在此分別經(jīng)過(guò)玻璃纖維層、活性炭棉過(guò)濾層和活性炭顆粒吸附層后變?yōu)闈崈艨諝?，最后?jīng)設(shè)備出風(fēng)口將達(dá)標(biāo)的潔凈空氣排放到大氣中。

（2）研究方法概述。按照我國(guó)現(xiàn)行的工作場(chǎng)所空氣中有害物質(zhì)監(jiān)測(cè)采樣要求，本次研究使用TFC-30S采樣器對(duì)焊接前后的空氣進(jìn)行抽樣檢測(cè)，采樣一共獲取到電焊煙塵中的粉塵樣品、錳與含錳化合物樣品、三氧化鉻樣品各24份，按照GBZ 2.1-2014《工作場(chǎng)所有害因素職業(yè)接觸限值第1部分:化學(xué)有害因素》、GBZ 2.2-2014《工作場(chǎng)所有害因素職業(yè)接觸限值第2部分:物理因素》對(duì)使用移動(dòng)式焊接煙塵凈化器前后煙塵的濃度變化進(jìn)行效果評(píng)價(jià)。

3 評(píng)價(jià)結(jié)果概述

（1）車(chē)間焊接生產(chǎn)基本情況。甘肅能源化工職業(yè)學(xué)院焊接車(chē)間長(zhǎng)100m、寬20m、高4m，主要承擔(dān)學(xué)院全體學(xué)生的焊接實(shí)訓(xùn)，設(shè)計(jì)焊接工位60個(gè)，每天焊接時(shí)長(zhǎng)6小時(shí)。在焊接實(shí)訓(xùn)時(shí)，一般以半成品鋼材作為焊接材料，實(shí)訓(xùn)內(nèi)容主要對(duì)材料切口位置進(jìn)行打磨后實(shí)施焊接。焊絲構(gòu)成的主要成分包括錳、鎳和鉻等元素，經(jīng)過(guò)焊接制成的產(chǎn)品呈現(xiàn)為半封閉狀態(tài)，規(guī)格為3m×2.9m×3.1m的箱體。

（2）車(chē)間通風(fēng)情況。整個(gè)車(chē)間的通風(fēng)采用自然通風(fēng)加機(jī)械輔助通風(fēng)，在車(chē)間上部安設(shè)風(fēng)管和局部通風(fēng)機(jī)。試驗(yàn)前將凈化器的出口安裝在連接局部通風(fēng)機(jī)的風(fēng)管上。焊接開(kāi)始時(shí)，打開(kāi)局部通風(fēng)機(jī)和移動(dòng)式焊接煙塵凈化器，同時(shí)將凈化器的排風(fēng)罩布置在焊接點(diǎn)的側(cè)面5cm處，這樣能迅速降低有害物質(zhì)的濃度，避免作業(yè)人員吸入不潔凈的空氣。

表3 移動(dòng)式焊接煙塵凈化器參數(shù)與配備情況

（3）關(guān)于職業(yè)病危害因素的確定與測(cè)定結(jié)果概述。結(jié)合焊接車(chē)間所采用的生產(chǎn)工藝流程、設(shè)備布置情況、作業(yè)方式、日常工作期間與有害物質(zhì)實(shí)際接觸的時(shí)間等因素，科學(xué)布置測(cè)點(diǎn)，對(duì)主要的有害物濃度進(jìn)行檢測(cè)。通過(guò)檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)在整個(gè)焊接過(guò)程中有害物主要有焊接煙塵、二氧化鉻、錳與含錳無(wú)機(jī)化合物、電焊產(chǎn)生弧光、鎳與含鎳化合物等。

表4之中相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，沒(méi)有安裝移動(dòng)式焊接煙塵凈化器的時(shí)，唯一符合我國(guó)工作場(chǎng)所有害因素職業(yè)接觸限值的指標(biāo)只有三氧化鉻，安裝并啟動(dòng)移動(dòng)式焊接煙塵凈化器后，各個(gè)檢測(cè)點(diǎn)中有害物質(zhì)的濃度與我國(guó)職業(yè)接觸限值要求相符，移動(dòng)式焊接煙塵凈化器的凈化效果明顯、作用突出。

表4 移動(dòng)式焊接煙塵凈化器使用前后有害物質(zhì)測(cè)定結(jié)果

4 討論

（1）焊接期間職業(yè)病危害因素概述。當(dāng)前我國(guó)焊接行業(yè)廣泛應(yīng)用的焊接方式包括氬弧焊和二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊等工藝。在焊接期間如不采取凈化措施，就會(huì)發(fā)生有害物質(zhì)超標(biāo)造成環(huán)境污染的現(xiàn)象發(fā)生，給作業(yè)人員的身體健康帶來(lái)不利影響、威脅作業(yè)人員的生命安全?；谶@一情況，移動(dòng)式焊接煙塵凈化器的應(yīng)用，能夠解決小型企業(yè)焊接作業(yè)時(shí)無(wú)凈化措施導(dǎo)致勞動(dòng)衛(wèi)生條件差、環(huán)保不達(dá)標(biāo)的窘迫，應(yīng)用前景十分廣闊。

（2）焊接崗位凈化效果不佳常見(jiàn)原因。①在一些焊接崗位上，部分作業(yè)人員只注重焊接的質(zhì)量，忽視了勞動(dòng)衛(wèi)生條件。②排風(fēng)罩的吸風(fēng)量過(guò)小，造成產(chǎn)生的焊接煙塵不能被全部吸走的情況發(fā)生。③凈化器使用一段時(shí)間后，煙塵顆?？赡軙?huì)堵塞微孔濾芯中的孔隙，影響到凈化器的除塵效率。為保證凈化器的凈化效率，必須按時(shí)對(duì)對(duì)濾芯進(jìn)行除塵。

（3）移動(dòng)式焊接煙塵凈化器應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。治理焊接工藝中產(chǎn)生的煙塵，主要的目的在于保證焊接現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)人員的健康與安全。在焊接場(chǎng)所使用移動(dòng)式焊接煙塵凈化器，能夠充分降低工作現(xiàn)場(chǎng)有害物的濃度，促使工作場(chǎng)所中的空氣質(zhì)量得到了很大的改善，達(dá)到了預(yù)期目標(biāo)。同時(shí)所得結(jié)論能夠?yàn)槠渌附庸に嚨母倪M(jìn)提供一些經(jīng)驗(yàn)層面參考。

為了提高工作效率，充分保護(hù)人的身體健康和生命安全，國(guó)內(nèi)外大量推廣自動(dòng)化焊接工藝和機(jī)械化焊接工藝，個(gè)別國(guó)家在焊接期間甚至采用機(jī)器人焊接的方法，這些方法不僅使工廠內(nèi)作業(yè)人員的勞動(dòng)強(qiáng)度得到了有效的降低，而且在勞動(dòng)生產(chǎn)率的提升和保護(hù)作業(yè)人員的健康及安全方面也取得了可觀的效果。通過(guò)控制有害物質(zhì)的源頭，在有害物質(zhì)沒(méi)有到達(dá)工人呼吸帶之前就對(duì)其進(jìn)行凈化處理。移動(dòng)式焊接煙塵凈化器成本低、操作簡(jiǎn)單、凈化效果佳，在現(xiàn)代生產(chǎn)中已得到廣泛的應(yīng)用。

5 結(jié)語(yǔ)

本次研究以甘肅能源化工職業(yè)學(xué)院焊接實(shí)訓(xùn)車(chē)間的移動(dòng)式焊接煙塵凈化器作為研究對(duì)象，根據(jù)移動(dòng)式煙塵凈化器安裝前后車(chē)間內(nèi)所含有害物質(zhì)的濃度變化量，評(píng)價(jià)移動(dòng)式煙塵凈化器所能達(dá)到的凈化效果。根據(jù)最終得到的研究結(jié)果顯示，在移動(dòng)式煙塵凈化器使用前，各個(gè)檢測(cè)點(diǎn)中引發(fā)職業(yè)病危害因素的C-TWA值嚴(yán)重超出標(biāo)準(zhǔn)。使用移動(dòng)式煙塵凈化器投之后，檢測(cè)點(diǎn)中C-TWA值與我國(guó)對(duì)于職業(yè)接觸限值的要求相符。因此認(rèn)為在焊接工作場(chǎng)所使用移動(dòng)式煙塵凈化器能夠有效降低焊接有害物質(zhì)的含量，該設(shè)備在焊接作業(yè)場(chǎng)所具有較高的推廣價(jià)值。