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拖拉机驾驶室焊接工段焊烟净化方案的比较与选择

作者:广州新瑞环保     来源:www.xinruiep.com     发布时间:2018-09-29 10:55:21

摘要:本文结合拖拉机驾驶室焊接工段焊烟净化方案的选择,初步讨论了焊接烟尘的概念、危害以及常用的治理措施等内容。

关键词:拖拉机驾驶室焊接;焊接烟尘;焊烟净化;焊烟净化方案

焊接烟尘是指在焊接过程中产生的固态凝集性气溶胶(烟)和固态分散性气溶胶(尘),其主要成分有铁、锰、硅等。焊接车间主要有害气体有锰、铬、硅和氟的氧化物气溶液、氮氧化物、臭氧等。

焊接烟尘是一种无机性烟尘,分散浓度大,烟尘粒子直径在2微米以下的约占60%~85%左右,其中90%以上均不超过1微米,生物学活性较强。而烟尘上升速度一般小于0.08m/s,沉积很慢,容易对焊工造成危害。

焊烟净化方案的比较与选择

评价焊接作业环境是否符合卫生要求的标准,是空气中焊接烟尘和各有害物质浓度是否超过了规定的允许值。这个允许值,美、日等国采用“容许浓度(TLv)”,又称周限值,其含义是当每周5~6天,每天7~8小时工作时,作业环境所能允许的不致伤害人体健康的有害物质平均浓度(允许各次测定值有上下波动)。我国采用“最高容许浓度(MAC)”,其含义是每次取样测定时,均不允许超过此值。我国在机械工业劳动安全卫生设计规定中,将焊接工作区的焊接烟尘允许浓度规定为6mg/m3。在其它有害物的规定标准中,锰及其氧化物的允许浓度值为0.2mg/m3是规定标准较高的一项。

通风是消除焊接尘毒、改善劳动条件的有力措施,可以分为全室通风局部通风两大类。

全室通风设备投资大,运转费用高,且不能立即降低局部烟气浓度,效果一般不显著,适用于焊接大件而工位不能固定的场合。局部通风又可分为送风与排气两种。局部排气是目前各种类型通风措施之中效果较好、方便灵活,费用较低的措施。局部通风装置主要包括:固定式排烟罩,可移动式排烟罩和手执式排烟罩。目前在北方地区常用的局部通风通常是把局部位置的有害气体收集起来,经过高效过滤系统,再排入室内。

天津约翰·迪尔天拖有限公司拖拉机驾驶室车间焊接工段面积为576m2(32m×18m),屋架下弦标高为8.4m。主要采用CO2气与Ar气混合气体保护焊,完成JDT拖拉机驾驶室的焊接总成,设计年生产纲领为12550台/年。根据产品图纸统计,每台产品的总焊缝长度约为35.5m。根据焊缝的类别及全年产量,测算出全年大约需要消耗CO2焊丝50t。按照该工段所选用的普通CO2实芯焊丝,测算出该工段每小时大约产生焊接烟尘80g,其中锰及其氧化物为9.9g。这个数字意味着该工段每小时至少要补充入45000m3的新鲜空气稀释有害气体,才能达到国家标准的要求,决定了该工段单纯靠全室通风换气的方案是不行的,应该采取全室通风与局部通风相结合的方案。全室通风选用最常用的屋顶轴流风机,结合室内热风机组补热风的方案。局部通风措施的选用需要依据生产情况,对可能的方案进行比较来确定。

1固定式排烟罩方案的不可行性

固定式排烟罩是局部排气,适用于焊口位置相对固定、工件较小的场合。该焊接工段共有10个焊接工位:小件焊接2个工位;左、右车门焊接工位;左、右侧窗焊接工位;前窗焊接工位;后窗焊接工位;点固总成焊接工位;烧焊总成焊接工位。其中左右车门、左右侧窗、前窗、后窗、烧焊总成工位的工件都需要翻转;左右侧窗、前窗、后窗、点固总成、烧焊总成都需要空中的起吊;而且工件的焊口较分散⋯⋯这些都成了采取局部通风方案的制约条件。因为工件要翻转和起吊,造成了使用固定排烟罩的方案是不可行的。

2可移动式排烟罩及手执式排烟罩方案的比较

经过分析,最后要在采取可移动式排烟罩或手执式排烟罩方案中进行比较、选择。可以说这两种方案各有利弊。

手执式排烟罩分为手执排烟面罩或手执排烟焊枪。其优点是罩口距离焊点近(约18em),可以将焊烟在大面积扩散之前收集,净化效果好。缺点是增加了焊枪的重量,影响了焊工操作的灵活程度。

焊烟净化方案的比较与选择

可移动式排烟罩解决了固定排烟罩影响工件起吊、翻转的问题,但是由于该工段焊接产品焊点分散的特点,需要焊接工人在施焊过程中不断移动罩口的位置,对焊接操作的劳动强度及效率都带来一定的影响。而且移动罩口也会受到空中起吊、工位面积等条件的制约。另外,较为灵活的移动罩口造价也是非常昂贵的。例如美国唐纳森公司所销售的中型固定式移动焊烟净化器配3m控制范围的移动罩口,市场价格约为15万元/套。

通过以上方案的比较,实际设计中,我们在全室通风方面选用了6台屋顶轴流风机,每台的风量为L=4800m3/h。局部通风方面根据各工位产生焊接烟尘量的不同,分别选用了风量L=1250m3/h的焊烟净化器组6台、L=2000m3/h的焊烟净化器组6台。该焊烟净化器组除采用国产产品常用的布袋过滤方式外,还特别增加了6层活性炭吸附、过滤装置,使过滤后的气体的净化效率达到99%,而其造价仅为国外产品的1/5~1/6。如前面所提到的美国唐纳森公司所销售的小型移动式焊烟净化器组的市场价格为45万元。相对来说,国内的产品价格虽然较低,但体积较大。这是因为国外产品特制的滤芯吸附率较高,体积较小。但这也影响了两类产品今后运转费用的差别——国外产品更换滤芯的费用相当于整机造价的1/5,但是使用时间更长。而国内产品运转费用仅相当于国外产品的1/10,甚至更低,但是使用时间更短。

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