焊接是利用電能加熱,促使被焊接金屬局部達到液態或接近液態,而使之結合形成牢固的不可拆卸接頭的工藝方法,它是極為常見的機械工藝方法。焊接過程中產生的污染種類多、危害大,能導致多種職業病的發生,已成為一大環境公害。隨著國家對工業環境衛生的要求越來越嚴,焊接煙傘的治理越來越被人們重視,其相應的治理技術日趨完善,焊接污染慢慢得到相對有效的控制。
專用車公司的生產過程中焊接工作占有很大比重。而焊接過程尤其是普通手弧焊、C02焊不可避免會產生煙塵,這就引發車間煙塵污染問題,本文著重簡述電弧焊接過程中產生量煙塵造成的危害,怎樣選擇適合的焊接煙塵治理方法。特別是在焊接丁位集中導致產煙鼉大,手工連續焊接時間長、車間還有其它設備對空氣質量要求較高的情況下,焊接煙塵治理顯得更加重要.
2焊接煙塵形成原因
焊接煙塵是在焊接過程中產生的高溫蒸氣經氧化后冷凝而產生的,焊接煙塵主要來自焊條或焊絲端部的液態金屬及溶渣。焊接材料的發塵量占焊接煙塵總鼉的80~90%,只有部分來自母材。科學研究以及健康調查表明:焊接煙塵中存在著大量的町吸入物質’一旦這砦物質進入人體,會對人體產生巨大的傷害。長期在焊接煙塵環境下作業的焊接操作人員患有慢性支氣管炎等呼吸道疾病的比例明顯高j:其他人員,并且可吸入物質還會沉積在人體的骨骼和血液中,導致性能力下降,甚至引發癌癥,尤其是近年來隨著大量含有cr、Mn、Ni等化學成分的焊接材料的使用,使焊接煙塵對職業健康和環境負荷的影響日益嚴重。囡此電焊煙塵的化學成分,取決于焊接材料和梭焊接材料成分及其蒸發的難易。不同成分的焊接材料和被焊接材料,住施焊時將產生不同成分的焊接煙塵。
3焊接煙塵的影響因素
焊接煙塵的影響因素很多,主要因素包括焊接材料和工藝兩個方面:材料指的是焊條藥皮的成分、焊絲鋼帶、藥粉的化學組成,以及保護氣體成分等:工藝足指焊接方法的選擇及工藝參數的設定。N.J.}I【jDSON等人指出在低合金MIG焊接過程中產生的以混合金屬氧化物和尖鼯石結構為主的焊接煙塵主要是由電極材料、被焊合金材料、過程控制、保護氣體組分,以及電壓和電流值決定的。
北京工業大學的手智慧等人研究了鐵粉添加量對焊絲發塵率的影響時發現:煙塵中鐵的氧化物約占50%。當藥芯焊絲中的含鐵量為19.5%~28.7%時,焊絲發塵量為5.5226~8.2匏69:煙塵中鐵和錳的氧化物所占的比例很大。試驗條件下Fe粉在藥芯中所占比例越小,單位質量的焊絲發塵量就越少:不同廠家、不同工藝生產的鐵粉對發塵最沒有明顯的影響。此外他們還對焊條焊芯和部分輔料作了環境負荷影響評估,通過數據采集,環境影響因子確定,以及結果分析等發現焊絲和焊帶的環境負荷較大,而礦物粉的生產過程環境負荷較小。工藝因素:焊接參數會影響焊接煙塵的發塵率。不同焊接方法的選擇,極性的改變,電流電壓的變化,以及送絲速度等都會對發塵量和焊接煙塵的化學成分產牛影響。
4焊接煙塵的特點
(1)焊接煙塵粒徑小煙塵呈碎片狀,粒徑為0.38 u m左右:(2)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問地面高3~5m之間:(3)焊接煙塵的溫度較高通過空氣和排風管道的稀釋為40~55℃:(4)焊接過程的發塵最較大一股來說,1個焊工操作一天所產生的煙塵量約60~1509。幾種焊接方法施焊時每分鐘的發塵量和熔化每千克焊接材料的發塵量。
5焊接煙塵的危謇
焊接工人每天都要在環境惡劣的焊接場所工作,接觸焊接煙塵和粉塵,都有吸人有害煙霧的風險。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F是焊接工人在施焊過程中,產生的各種污染物對人體危害.
在過去的十幾年里,備企業的領導者已經認識到以上污染物的危害性,并改善工作環境的措施,以解決工人們面臨的工作環境健康的危害,財務和健康保險等支出變得越來越大。但采取這些措施又可以節省成本,增加工作者的生產力,減少工人生病的時間,控制保健成本。
除了企業內部的變化,社會外部力量對促成企業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行治理,為此,國家對焊接作業環境制訂了專門安全衛生標準。我園頒布的《車間空氣中電焊煙塵衛生標準》(GB 16194—1996)規定車空氣中最高容許濃度為6mg/m5。在企業上ISOl400標準就足涉及工業衛生環境的新標準(綠色焊接的提出).但是在焊接生產環節上,其焊接工藝是個復雜的過程,尤其是焊接零件形狀千變萬化,為了把作業現場煙塵徹底解決,這對焊接上藝提出J,新的挑戰,同時對操作者的操作習慣也提出r更高要求。
e焊接煙塵凈化與通風
通風系統E要包括吸吹式通風系統、局部式通風系統、全局式通風系統和個體防護面罩。通風系統的選擇原則是輕便性、可移動忭及實用性。焊接車間中的通風技術是現今各企業的一個重要問題,有助于琿解怎樣控制焊接煙塵。以前人們常常用?個普通的車間換氣風扇來改善受有害物質影響的工作崗位的環境,如焊接工位環境的改善等。在這種情況下,只是加大了整個焊接車問的空氣對流,即整個車間的空氣得到交換,使得車『自J的彌漫程度越來越大.而焊接工人呼吸范圍內的有害氣體并沒有得到有效地控制。
(1)吸氣式通風裝置:吹吸式通風裝置是一種能有效控制污染源擴散的通風裝置。在棚板焊接上單純采用吸氣罩來排除大面積焊接煙塵,存在著效果不理想及方式不夠合理等問題,因而提出了將吹吸式通風裝冒用于棚板焊接煙塵控制。試驗發現,在棚板焊接I:采取吹吸式通風裝置,使作業時散發的電焊煙塵得到了有效控制,治理后棚板附近作業帶的煙塵平均質最濃度均符合國家衛生標準,而且由于必要風量小,故能降低動力消耗,節省設各的初投資和運行費。因此較之于吸氣罩,不僅更為合理有效實用.而且具有。‘定先進性。
(2)壓力引射式局部通風裝置:壓力引射式局部通風裝置主要由引射器、膠布風簡和磁性同定支座三部分組成。作為密閉容器焊接煙塵凈化的有效裝置,與煙塵除塵機組相比,壓力引射式局部通風裝置的優勢體現在以卜』幾個方面:①安傘可靠。②體積小,蕈鼉輕。便F攜帶。無油軸承③控制焊接煙塵擴散的有效范圍大,不必頻繁的移動通風口。④含塵空氣排放到密閉容器外,再利用車間通風設施進‘步處理。
(3)風幕集煙塵風機:風幕集煙塵風機利用其獨特的結構,造成含理的流場,即短路漉場,有效控制、捕集焊接煙塵,增加了吸煙塵的有效吸程,去掉了傳統使用的固體吸塵罩。該項技術經對備種犁式樣機的研制和多次煙塵試驗及大量測試分析,從理論上建立了“短路流場”數學模型,實際煙塵試驗驗證了其良好的集煙塵效果。實測與理論計算都表明,采用短流場控制煙塵擴散效果良好,吸風口有效吸程比傳統方法的有效吸程提高2~3倍,收塵率達到9 5%以上。
直接點式吸氣裝置:比車間換氣風扇式或頭頂式系統更節約而有效的去除有害物質的方式是直接在有害物質生成處進行直接點式吸入。
結語
焊接煙塵使職業建康的危害和生態環境的惡化日益加深,針對解決焊接煙
塵問題提出以。F幾點建議:
(1)加強對各種藥芯焊絲焊接煙塵機理及影響因素的研究,彌補現有研究的不足:(2)繼續低塵、低毒焊接材料的研發,控制焊接煙塵的產生來源,達到危害最小化的目的:(3)規范焊接造作規范,消除影響焊接煙塵的人為因素:(4)提高焊接的機械化自動化水平,加快新型焊接方法的研覓推廣焊接機械人的使用。
焊接車間的污染種類多,應從污染源、傳播途徑、個人防護3個方面進行綜合治理。污染的治理應結合車間r位的具體情況制定方案,不能脫離實際,影響正常的牛產操作。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,設計采用一體化設備、設施,從而達到減少場地占用、節約投資的目的。
焊接應用蘑卡制造中使用非常廣泛,隨之而來的焊接除塵治理也越來越多,選擇好的除塵方法是非常重要的,對于類似以上工況或者是大工件焊接推薦采用分層送風整體治理技術,在不影響焊接工藝和操作者習慣的同時.創造一個好的工作環境.