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除尘技术在汽车焊接与切割中的应用

作者:广州新瑞环保     来源:www.xinruiep.com     发布时间:2018-10-08 11:00:14

【摘要】本文简要地介绍了汽车制造行业在生产过程中,室内空气污染物的现状以及空气净化的方法,分析了治理净化室内空气污染物的原理及应用,着重介绍了手工等离子切割除尘应用,除室内微细颗粒污染物的机理,特别是采用最佳的捕捉方式,有效的保证了使用效果。

【关键词】汽车焊接;汽车切割;焊烟净化;除尘系统设计

社会的文明与进步离不开车,汽车的制造与生产离不开焊接与切割。虽然焊接及相关工艺过程正在不断地进步和发展,但仍然带给工作环境很多有害的影响。呼吸是我们接触空气污染的主要途径,许多疾病都与我们呼吸的空气有很大的关系,而空气品质的好坏是人类健康发展的关键因素。

本文将针对汽车生产相关工艺过程中产生的烟尘和粉尘等“有害物质”,进行分析、控制和治理。这将对提高室内空气品质,为人们创造健康舒适的生活与工作环境,对人类社会的可持续健康发展起到关键性作用。

除尘技术在汽车焊接与切割中的应用

一、室内空气污染的现状

1.有害物质的产生

焊接与切割是汽车生产的主要工艺之一,但在焊接、切割及相关工艺过程中产生的大量烟雾是一种可吸入的空气污染物质。包括:有毒的气态物质如一氧化碳、臭氧、氧化氮、光气及金属氧化物、以烟尘形式存在于空气中的铜、铝和锌等;颗粒状有害物质如铁的氧化物、氧化铝、氧化锰、氟化物、钡化物、六价铬化物、氧化镍、氧化镉、氧化铬及二氧化钍等;致癌物质如镍的氧化物、铬的氧化物,还有放射性物质。这些物质大多以化合态的形式漂浮在空气中,且大多为亚微米粒子,极易被人体吸收。当这些物质超过允许浓度时,就会危害人体健康。例如,可以导致慢性中毒、吸肺病以及神经衰弱等职业病。因此,在作业现场应采取收尘控制措施,以防焊接金属粉尘浓度超标危害人身健康。

2.室内空气污染的特点

由于车间室内空气污染与大气空气污染所处的环境不同,其污染特点也不同,室内空气污染具有如下特点:

(1)影响范围广,涉及人群数量大影响范围:车间内涉及人群,包括整个年龄组。

(2)接触时间长人每天在车间渡过的时间占30%~40%,即使室内有浓度很低的污染物,当长期作用于人体后,也会影响身体健康。

(3)污染物种类多空气中的污染物既有一氧化碳等,还有物理性污染,如烟气、尘埃等颗粒污染物。

(4)污染物浓度高由于室内是个较封闭的环境,在没有或少量通风时,污染物不能排放到室外,大量污染物在室内囤积。严重时,室内污染物浓度可超过室外几十倍,甚至高达上百倍。

图1所示为一汽解放公司卡车厂焊接和手工等离子切割时的工作现场。

除尘技术在汽车焊接与切割中的应用

二、空气污染治理方法的选择

因为车间室内空气污染具有累积性、长期性、多样性的一些特点,所以治理的方法也是多种多样。根据不同的作用原理,其治理方法有物理吸附法、化学法、光催化分解法、电离子化法、湿式除气法及物理分离法等。最常用和最简捷的方法是物理分离技术。根据分离的方法不同,其治理方法有单工位单机治理三种、多工位集中式治理及整个车间整体除尘治理。

1.单工位单机治理的特点

移动式焊烟净化器(见图2)适合于相对固定的点焊作业,配置PTFE覆膜过滤芯,净化器进气口由一套直径150mm的柔性吸气臂,在吸气臂上连接吸气罩组成,,可在空间位置任意停留。该净化器带有脚轮,能够自由地在车间里推动到需要它的位置上去,灵活方便,工程简单无需考虑工程布局。但对汽车行业生产工艺布局紧凑、焊接点位置密集、焊接工件较大的特点,移动式单机难以满足生产过程中焊接空气净化的要求。一汽解放公司卡车厂曾经购买了一批移动式单机除尘器,却因不能满足工位使用要求,使除尘设备荒废。

除尘技术在汽车焊接与切割中的应用

2.多工位集中式中央集成治理特点

对于焊接工位较多、工位密集以及治理难度较大的特点,采用集中式除尘主机可以达到治理的效果。怎样收集和捕捉生产过程中的烟尘,是解决环境治理的关键,是整个项目投资好坏的重要环节。手工等离子切割烟尘的处理不同于机械轨道式等离子切割,烟尘的捕捉难度更大。手工切割没有规律性,有向下平面切割,也有横向立式切割,除尘技术的选择首先要考虑的是不影响生产操作的工艺性,选择合理治理分离技术的同时,采用符合现场工艺的最佳的收集烟尘粉尘方式至关重要。

3.整体除尘治理技术的特点

整体除尘治理的方法实际上也是一种捕捉技术最好的应用,它有机地利用空气密度差而在室内形成的由下而上的通风气流,送风的密度大于室内空气的密度。在重力作用下,送风下沉到地面后蔓延到全室,地面上形成一层薄薄的冷空气层,称其为空气湖。空气湖中的新鲜空气受热源上升气流的卷吸作用,以及后续新风的推动作用及排风口的抽吸作用而缓慢上升,形成类似活塞流的向上单向流动。因此,室内热浊的空气被后续的新鲜空气抬升到车间顶部,并被设置在上部的排风口所排出。工程应用如图3所示。

除尘技术在汽车焊接与切割中的应用

整体治理焊接烟尘技术是一种较好的捕捉治理方法,但投资较大,对车间密闭有要求,对于切割等重点污染源还需单独治理。对于焊接等粉尘污染区域不集中的烟尘治理,还是采用局部集中除尘治理效果会更好更适宜。

三、焊接烟尘治理的案例

焊接烟尘的治理方法有几种,重点分析一汽解放公司卡车厂门铰链焊接和车架小件焊接烟尘治理的选择。门铰链焊接烟尘的特点是焊接烟雾中含油性气体,每张门有两个铰链焊接,若采用单机除尘器,一个吸气臂不能覆盖两个铰链的位置,单机的吸气量也不够,含油气体单机除尘器无法处理,且工作现场没有位置放置单机设备。根据现场的工作特性,设计一种顶吸罩捕捉,除尘器主机。

前加装油性分离装置,考虑覆盖工作区域需要的抽风量,选取合理的除尘设备,使之达到了理想的除尘效果。图4为治理前的工作图片。

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车架小件焊接烟尘治理,相对其他工作状况来说简单,若选择的方法不当也不能达到好的效果,曾经有人提出采用移动式单机,也同样存在着上面铰链焊接烟尘分析的不足。所以选择一种落地式工作台罩较为适应工艺过程焊接烟尘除尘,操作方便,抽风除尘效果好,工人非常喜欢。图5为治理后的工作现场。

除尘技术在汽车焊接与切割中的应用

四、手工等离子切割除尘应用

机械等离子切割除尘技术已广泛应用于切割行业,按抽风方式的不同分为风门式除尘系统(包括单侧下抽风风门式除尘、双侧下抽风风门式除尘和四侧下抽风风门式除尘)、吹吸式除尘系统(包括单滑动风道吹吸式除尘系统和双滑动风道吹吸式除尘系统)和机载式除尘系统。

手工等离子切割除尘技术尚未成熟,主要原因是手工等离子切割的工作方式各不相同,[广州新瑞环.保]而且没有规律。最常用的手工等离子除尘切割平台采用风门接触式感应控制风门开启,用较小的风量达到节约投资目的。更多的手工等离子切割是不适应这种接触感应式平台切割法的,一汽解放公司卡车厂的几种手工切割除尘的应用情况如下。

图6为车架大梁手工等离子切割除尘采用的是定向开启风门式切割平台,切割平台长6m,宽1m,长度方向被分为三段控制。最初的设计思路是根据接触感应式平台切割法,但由于操作者没有定性,操作时不会站在感应位置,就不能使风门打开。而且该工作特性是切割操作者有时为一人,也有可能是三人同时操作,这就求我们在系统设计中充分考虑这些因素,选用了定向风门式切割平台除尘系统,达到了佳的使用效果。图7为驾驶室小件手工切割除尘,最长工件的长度为2m,根据工件尺寸采用一种无风道箱式平台,达到了理想的使用效果,得到工人的赞赏,图7为使用中的照片。

除尘技术在汽车焊接与切割中的应用


除尘技术在汽车焊接与切割中的应用

一汽解放公司卡车厂驾驶室底板切割,由于工艺的特点切割时必须是工件立者切割,[广州新.瑞环保]这就给切割除尘带来了难度,在这之前使用过切割上方设置吸风罩的单机除尘,但达不到除尘的效果,最后只能废弃除尘设备。我们充分了解了该工艺的特性,在保证产品生产工艺不改变的情况下达到了最好的除尘效果。即我们设计了一种特殊的切割风口捕捉立式工作台(见图8),配备合适的除尘系统,使之达到了最好的除尘效果。这在切割除尘应用领域还是首次成功采用立式切割除尘系统,同时得到该单位操作者和有关领导的赞扬。

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五、结论

目前,汽车行业除尘治理应用相当广泛,其他行业空气净化也越来越多,选择好的除尘系统,必须充分了解要治理的项目,其工艺的特点,根据粉尘特性和工艺的要求,选择好的除尘装置时,必须要有好的设计方案,经过多个方案比较才能最后得到最好的除尘效果。

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