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焊烟净化器处理焊接烟雾的3个挑战

作者:广州新瑞环保     来源:www.xinruiep.com     发布时间:2018-11-07 14:46:23

       焊接烟雾应该是制造工厂的真正关注点。通过了解他们要处理的材料类型,金属粉尘的爆炸性特性,以及控制焊接烟雾所需的焊烟净化器系统,雇主可以保证员工安全并专注于工作。

焊接烟雾

       焊接烟雾可能对健康构成严重威胁,并且它们也可能为空气质量控制系统提出自己的问题。在决定如何管理设施中的焊接烟雾时,您需要考虑几种情况因素和使用的焊烟净化器设备,这两者都将影响最终目标的实现方式。

       有哪些考虑因素?管理这些烟雾意味着考虑到小颗粒尺寸,许多金属的毒性以及金属粉尘的可燃性。了解烟雾产生的方式和位置以及工作区域是否是大型制造工作的广阔区域,单个焊接站或机器人焊接单元也很重要。

       以下总结了与试图管理焊接烟雾和维持健康的室内工作环境相关的三个主要挑战。

一:焊接烟雾难以处理

       虽然许多设施产生某种类型的灰尘并且控制它总是重要的,但是一些工厂参与制造在焊接过程中释放危险组分的组件。具体地说,那些焊接含铬金属的制造商会产生其中存在六价铬的焊接烟雾。这种化合物会导致皮肤溃疡和肺部损伤,长期接触会导致肺部,肾脏和其他器官的癌症。在焊接含有铬的不锈钢时可以产生六价铬,并且可以在与铬合金化的其他金属中发现六价铬,使其具有耐腐蚀性。

像这种带有延伸臂的便携式焊烟净化器的源点捕获单元适用于焊接操作较小且不一定在某个特定区域焊接的工厂。

图1

       焊接烟雾颗粒不仅来自被焊接的材料,而且来自焊丝。除六价铬外,焊接烟雾中的其他潜在有害物质包括铁,镍,锌,锰,铜,铍,铅和镉。其中一些,如锌,可引起过敏反应和称为“金属烟雾热”的免疫反应,模仿与流感相关的症状。铁虽然没有毒性,但可以在肺部累积并引起慢性肺病。铍引起一种叫做疟疾的肺部疾病,通常是致命的。铅和锰是损害大脑的神经毒素。其他如六价铬和镍是已知的致癌物质,会增加患癌症的风险。

       作为焊接烟雾放入空气中的颗粒非常小。尺寸范围从10微米到0.1微米,大多数小于1微米。它们足够小,可以进入人体细胞并造成伤害。小尺寸也意味着焊接烟雾比空气轻,特别是在加热时。必须设计用于收集这些烟雾的焊烟净化器系统来处理比大多数类型的灰尘小的颗粒。

二:焊接烟雾造成火灾和爆炸危险

       焊接会产生可燃的金属粉尘和气体。任何K st值大于零的材料都可能具有爆炸性。例如,焊接碳钢时产生的粉尘的平均K st值为170。(该值表示每秒的条形米数,表示通过测量最有利的粉尘和空气混合物产生爆炸的最大压力上升速率,爆炸的大小。通常,K st值越大,爆炸更猛烈。)一些金属,如铝的K st价值很容易是碳钢的两倍,作为灰尘非常具有爆炸性。处理焊接烟雾需要采取适当的灭火和预防措施,并防止材料积聚在设施的任何地方。

       可用于焊烟净化器的一种选择是阻燃涂层。由于金属粉尘可能具有爆炸性,因此防火和抑制是必要的安全功能。所有国家消防协会(NFPA)指南适用于焊接烟雾,包括标准68和69,其中包括爆燃,以及652和654,其中涉及可燃粉尘的处理。如有任何进一步的要求,应咨询熟悉您所在地区特定标准的地方当局。

       焊烟净化器系统中的灭火和防止需要几个步骤。抑制火花以防止它们进入焊烟净化器可能发生在源头,焊烟净化器前的管道系统和焊烟净化器入口处。火花避雷器对于防止大多数火花进入焊烟净化器非常重要,但是火花仍然存在风险。防爆隔离阀可以防止火灾通过管道系统返回。

       电子控制系统可以检测火花,烟雾或火焰并激活控制系统。化学控制系统可以抑制或熄灭火焰,但它们必须经过特别批准才能与金属粉尘一起使用,因为某些金属火灾会与水或化学灭火剂发生爆炸性反应。D级灭火器经批准用于涉及金属粉尘的火灾。

当工件比任何焊接台都可以容纳的工件大或者使用便携式焊烟净化器时没有意义时,工厂必须依靠环境系统来清除室内环境中的焊接烟雾。

图2

       过滤器也可以是焊烟净化器系统中灭火的重要组成部分。主要是纤维素的过滤器是易燃的,但是当用阻燃涂层处理时,它们可以抵抗燃烧并有助于控制爆燃。一些焊烟净化器设计有过滤器,有助于隔离爆炸并防止其在工作场所内造成损坏。如果焊烟净化器系统未经过测试和批准用于此类防爆隔离,则化学隔离可能是一个很好的解决方案。

       滤波器也应接地,以确保任何静电可以安全地消散。

三:一种焊烟净化器系统设计不适用于所有焊接应用

       焊烟净化器系统的基本设计取决于设施中的焊接活动。如果焊工在工作站工作或者如果使用机器人焊接单元,则系统可以设计用于近距离或源点捕获。这包括通常围绕烟雾源或臂构建的罩,其可以根据需要移动以定位它们。

       如果一家工厂没有很多焊工并且他们并不总是在同一个地方工作,便携式收集器可以是一种选择(参见图1)。它们比较大的系统移动的空气更少,并且不适合重型烟雾负载,但是当静止方法不起作用时,它们可用于处理源点捕获。

       如果在开放空间进行焊接,或者如果焊工正在处理需要四处移动的大型物品,则环境系统通常是最佳解决方案(参见图2)。该系统设计用于将一定体积的空气从该区域移出并通过过滤器,然后过滤器可以排出室外或再循环到建筑物中。

       焊烟净化器可以是便携式,中央或安装在工作区域上方。每种选择都有优点和缺点。便携式焊烟净化器可以轻松移动,但它们不如较大的焊烟净化器那么强大。中央收集器对于大面积或多个源捕获点是最有效的,但如果它们在内部,则它们占据地面空间并且可能存在爆炸危险。通常建议将焊烟净化器放在室外,以节省宝贵的地面空间和安全的防爆通风(参见图3)。安装在工作区域上方的焊烟净化器(通常在机器人焊接机器上方)不会占用地面空间,但会造成危险或损坏其下方的昂贵设备。他们也更难装备防火和防爆装置。

       环境系统将空气再循环回设施的最大优势之一是节省能源成本。当加热或空调的空气排出室外时,所消耗的能量就会消失。许多企业发现,焊烟净化器系统可以在两年内收回成本,节省能源成本。将过滤后的空气返回到建筑物中也可以防止内部产生负气压。

       为了有效过滤,系统必须设计具有正确的空气 - 布比,以立方英尺/分钟到平方英尺的过滤介质测量。对于环境系统,这约为4 CFM / 1平方英尺的过滤介质,对于近距离捕获或机器人系统,它接近1.5 / 1。系统所需的整体CFM取决于需要循环的空气量和源捕获点的数量。

       虽然某些类型的灰尘很重或很粘,需要更多的CFM来移动它们,但焊接烟雾很轻。然而,小粒径意味着系统中使用的过滤器必须有效滤除亚微米粒子。

       可以使用各种过滤材料,过滤器的MERV等级告诉您过滤器的效率。(MERV代表最低效率报告值,值从1到16不等,MERV越高,过滤器捕获空气中颗粒的效率越高。 )例如,MERV 15过滤器在捕获1至0.3微米(大多数焊接烟雾颗粒的平均尺寸)的颗粒时效率高达99.9%。当空气再循环时,通常建议使用此额定值。如果焊接烟雾含有六价铬或其他危险物质,可能需要额外的高效微粒空气(HEPA)过滤器。

将灰尘收集器放置在建筑物外部,以节省制造地板上的宝贵空间,并在发生与金属粉尘收集相关的爆炸时将损坏降至最低。


图3

       为了最大限度地提高过滤效率和寿命,焊接烟雾的焊烟净化器通常具有高入口空气入口,该空气入口将空气吸入过滤器的高度,然后将其向下推向料斗。焊接烟雾很轻,入口不应位于过滤器下方,因为这会缩短过滤器的使用寿命。此外,焊烟净化器应具有变频驱动器。这通过传感器调节CFM,并使过滤器上的压降保持一致,从而提高过滤器寿命并节省脉冲清洁成本。

       当焊接烟雾被收集并从空气中过滤掉时,它们被捕获为细小的灰尘,否则它们会沉积在表面上并引起火灾。这种粉尘通常收集在料斗中并进行处理。

       处置规则取决于当地规则和所涉及的材料类型。因为焊接烟雾通常是来自焊丝的金属混合物,来自被焊接表面的金属,以及在加工过程中形成的氧化颗粒,所以必须妥善处理灰尘。虽然在焊接烟雾中发现的一些金属,如铝和锌,可以回收利用,但在大多数情况下,这些金属的数量可能不值得分开。

专注于底线

       焊接烟雾是除尘领域的一个独特问题。这种非常精细的材料在高温下生成并富含有害化合物,可以挑战不准备处理它的系统。在专业工程师的监督下,系统可以设计成适合焊工在设施工作中的方式。它还可以保持健康,防止金属粉尘火灾,甚至节省加热成本。

       建立焊烟净化器系统所采取的捷径最终可能会影响制造商的成本,无论是员工的健康状况还是设施的潜在损害。通过定期维护,精心设计的系统应该能够完成多年的工作,帮助人们保持安全和高效。

       有关更多焊烟净化器信息,请联系广州新瑞环保的工程师13322814846。