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热切割及其危害

作者:广州新瑞环保     来源:www.xinruiep.com     发布时间:2018-06-05 13:36:07

热切割的工艺一直在发展。结合使用新工作材料,工作场所员工对健康损害的保护措施不断得到优化和改进。对于气体火焰切割、等离子切割和激光切割,所有热切割工艺,基本材料的成分对于颗粒物质的化学成分(即粉尘)很重要。尽管气体和等离子切割产生的颗粒的直径大于焊接产生的颗粒的直径,但颗粒也是可吸入的(进入肺部),因此对健康有害并且部分致癌。在激光切割等能量密度较高的工艺过程中也会产生非常细小的颗粒。气体和颗粒物质对健康构成威胁,取决于员工接触有害物质的成分,浓度和时间期限。

热切割工艺

热切割的粉尘排放

气体火焰切割是金属工业中最重要的生产工艺之一。它用于中厚板厚度的非合金和低合金钢,也用于火车轨道加工等。这会产生高烟雾排放。取决于各种参数:

  •       板材厚度

  •       火焰气体

  •       切割气体压力

  •       切割速度

除了切削粉尘,有毒、刺鼻的含氮气体如二氧化氮也会产生。切割粉尘的排放速率约为10至50毫克每秒。

等离子切割

等离子切割工艺用于切割厚度约为100毫米的金属片。通常,当使用这种形式的热切割时,释放高浓度的颗粒物质。有害物质主要取决于工件的组成以及选择的切割参数和所用等离子体气体的类型。在很高的切削流量和高切削速度下,每时间单位产生更多的颗粒。这些排放发生在等离子切割期间。

  •       非合金和低合金钢:切割灰尘(主要是氧化铁)。用于等离子切割时,释放的烟气量比气切割时释放的高出许多倍

  •       铬镍钢:除氧化铁外,还有氧化镍和铬(VI)化合物

  •       镍和镍基合金:高含量的氧化镍

除了切割烟雾之外,使用高反射性铝材(例如铝 - 硅合金)处理时,臭氧也可能以高危险浓度生产。

如果材料含有铬或镍,则会产生致癌的六价铬化合物和氧化镍。当使用压缩空气和/或氮气作为等离子体气体时,会产生大量的氮氧化物。

等离子切割

激光切割

激光切割可以切割和分离几乎任何材料。该工艺用于中小尺寸材料的厚度,以便快速准确地处理复杂的二维或三维形状。由于程序和设备的复杂性,一系列不同因素决定了哪种有害物质在哪种浓度和危害下产生。对于CO2激光器切割,下面的参数影响所产生的有害物质的数量:

  •       工件厚度

  •       镜头焦距

  •       切割气体压力

  •       激光束功率

  •       切割速度

随着参数强度的增加,粉尘排放量增加。由于激光切割中使用的能量密度高,颗粒特别细腻。它们还含有能够穿透细胞膜的纳米颗粒。即使激光切割中的灰尘量少于等离子切割中的灰尘量,它仍然很危险。激光切割铬镍钢时会产生最高的有害物质排放量。与非合金钢相比,切割镀锌钢时,有害物质的排放反过来会更大。如果使用氮气(激光切割高压切割)作为切割气体而不是氧气(激光火焰切割),则有害物质的排放减少大约一半。

当使用所谓的固态激光器,即所谓的Nd:YAG激光器时,有害物质的排放量比二氧化碳激光器的少。再一次,工件厚度的增加也会增加切削粉尘的排放,如果使用氮气作为处理气体,切削粉尘再次大大降低。此外,这些参数还会影响排放的有害物质的数量:

  •       吸收强度(功率密度)

  •       切割气体压力

  •       切割速度

  •       处理效率

  •       工件厚度

对于所有热切割工艺而言,使用有效的粉尘提取技术是非常必要的。为防止在机器上进行热切割(与材料的化学成分无关)时超过粉尘A分数(每立方米1.25毫克)的极限值,必须引入技术保护措施。否则,独立于基本材料,相关极限值(最大工作场所浓度和旧技术浓度指南)会很快超出。 

具有强大过滤系统的提取台是必不可少的,并且如果存在大量细尘,则确保员工的安全。

激光切割