Como as oficinas de soldagem podem garantir a segurança dos trabalhadores e manter a eficiência? A ventilação adequada é fundamental. Este artigo explora vários projetos de ventilação para atenuar os efeitos nocivos dos gases e fumaças de soldagem. De sistemas de exaustão local a ventilação mecânica abrangente, descubra os melhores métodos para manter a qualidade do ar dentro de limites seguros. Saiba mais sobre os requisitos específicos de ventilação para diferentes técnicas de soldagem e entenda como implementar soluções eficazes. Este guia fornece insights cruciais para a criação de um ambiente de soldagem mais seguro e produtivo.
Em geral, a oficina de soldagem pode ser dividida em duas partes principais: preparação do material e montagem da soldagem. As substâncias nocivas geradas durante o processo de preparação do material são mínimas.
A parte de soldagem da montagem normalmente inclui soldagem, montagem de encaixe, soldagem temporária por pontos, teste e inspeção, aceitação, limpeza, pintura e processos de secagem.
Diferentes métodos de soldagem, como soldagem manual, soldagem automática, soldagem semiautomática, soldagem com proteção de gás de dióxido de carbono, argônio soldagem a arcoe soldagem a arco elétrico, dependendo da estrutura do produto.
A soldagem manual e a soldagem com proteção de gás de dióxido de carbono são mais comumente usadas em oficinas em geral. A principal substância química perigosa gerada durante a soldagem são os fumos de soldagem, seguidos pelos gases nocivos. Os fumos de soldagem são a principal substância química perigosa na oficina de soldagem.
O "Hygiene Standard for Welding Fumes in Workshop Air" (GB16194-1996) estipulou que a concentração máxima permitida de fumaça de soldagem no ar da oficina é de 6mg/m3 (com os principais componentes sendo trióxido de ferro, óxido de manganês, dióxido de enxofre e óxido de cálcio), e os gases nocivos incluem ozônio, óxidos de nitrogênio, monóxido de carbono, fluoretos e cloretos.
Além disso, o "Industrial Enterprise Design Hygiene Standard" (TJ36-79) especifica que a concentração de óxido de manganês deve ser de 0,2 mg/m3A poeira geral deve ser de 10mg/m3e os fluoretos devem ser de 1mg/m3.
A concentração máxima permitida de fumaça de soldagem na oficina de soldagem é de 6mg/m3. A velocidade do vento para a soldagem manual deve ser inferior a 8 m/s, e para a soldagem com proteção de gás, deve ser inferior a 2 m/s. A umidade relativa deve estar abaixo de 90%. A exposição prolongada a altas concentrações de fumaça de soldagem pode causar doença pulmonar do soldador.
Portanto, o controle da fumaça de soldagem na oficina de soldagem é um problema urgente. O controle da fumaça de soldagem deve começar com a promoção de processos limpos, como a adoção de processos de soldagem com pouca ou nenhuma fumaça, o desenvolvimento e o uso de equipamentos com baixo teor de poeira e baixa toxicidade materiais de soldageme melhorar o nível de mecanização e automação das operações de soldagem.
Além disso, um projeto bem elaborado sistema de ventilação é uma medida eficaz para lidar com a fumaça de soldagem na oficina de soldagem.
Tabela 1: Composição química da fumaça de soldagem de eletrodos comuns de aço estrutural (%)
| Grau do eletrodo de soldagem | Fe2O3 | SiO2 | MnO | TiO2 | CaO | |
| 421 | 45.31 | 21.12 | 6.97 | 5.18 | 0.31 | |
| 422 | 48.12 | 17.93 | 7.18 | 2.61 | 0.95 | |
| 507 | 24.93 | 5.62 | 6.3 | 1.22 | 10.34 | |
| Grau do eletrodo de soldagem | MgO | Na2O | K2O | CaF2 | KF | NaF |
| 421 | 0.25 | 5.81 | 7.01 | – | – | – |
| 422 | 0.27 | 6.03 | 6.81 | – | – | – |
| 507 | – | 6.39 | – | 18.92 | 7.95 | 13.71 |
A temperatura interna projetada para a oficina de soldagem durante o inverno é definida em 14°C, com um aquecimento adicional de 5°C para os turnos de trabalho. O aquecimento é obtido por meio de uma combinação de radiadores e sopradores de ar quente.
Os radiadores garantem a temperatura de aquecimento de 5℃ para os turnos de trabalho, enquanto os sopradores de ar quente trabalham em conjunto com os radiadores para fornecer aquecimento interno para a oficina de soldagem durante o inverno.
A colocação dos sopradores de ar quente deve ser feita em áreas onde há mais atividade humana, e os fluxos de ar dos sopradores devem ser coordenados, evitando um forte fluxo de ar em direção às pessoas.
Para evitar a perda de calor dentro da oficina, devem ser instaladas cortinas de ar nas entradas. O sistema de aquecimento que usa radiadores deve ser separado do sistema de aquecimento que usa sopradores de ar quente e cortinas de ar.
Durante a soldagem, é gerada uma grande quantidade de fumaça e gases nocivos, que se espalham uniformemente pela oficina ao longo de sua altura.
No entanto, há uma zona de concentração máxima para fumaça de soldagem dentro da oficina de soldagem, que pode ser chamada de altura apropriada. Os valores para a altura apropriada estão listados na Tabela 2.
Tabela 2: "Altura apropriada" determinada pela intensidade atual
| Intensidade atual (A) | Diâmetro do eletrodo de soldagem (mm) | Altura da concentração máxima de poeira (m) |
| 120 | 4 | 4 |
| 140 | 4 | 4.7 |
| 180 | 4.0~5.0 | 6 |
| 200 | 5 | 6.6 |
| 280 | 5.0~6.0 | 9.3 |
| 300 | 6 | 10 |
| 350 | 6.0~8.0 | 11.6 |
| 400 | 6.0~8.0 | 13.5 |
| 500 | 8.0~9.0 | 17 |
O sistema de exaustão para fumaça de soldagem geralmente não requer medidas de purificação e pode ser descarregado diretamente para o exterior.
Se o sistema de escapamento circular dentro de casa, devem ser tomadas medidas de purificação e a concentração de substâncias nocivas no escapamento não deve exceder 30% da concentração máxima permitida na oficina.
Na oficina de soldagem, a exaustão local deve ser implementada, tanto quanto possível, nos pontos em que as substâncias nocivas são geradas.
A exaustão local pode ser dividida em sistemas fixos de exaustão local e unidades portáteis de remoção de fumaça e poeira em pequena escala. As velocidades do ar de controle para diferentes tipos de exaustores são mostradas na Tabela 3.
Tabela 3: Velocidade do ar de controle para diferentes tipos de exaustores
| Tipo de exaustor | Velocidade de ar controlada (m/s) | |
| Gabinete de ventilação | 0.7 | |
| Exaustor externo | Sucção lateral | 1.0 |
| Sucção inferior | 1.0 | |
| Sucção superior | 1.2 | |
Quando as posições de soldagem na oficina não forem fixas e os exaustores locais não puderem ser usados, deve-se implementar uma ventilação abrangente.
A ventilação abrangente é um tipo de ventilação de diluição que usa o ar externo limpo para diluir substâncias nocivas em ambientes internos e exaurí-las para fora.
A eficácia da ventilação abrangente depende de um fluxo de ar de ventilação suficiente e da organização adequada do fluxo de ar.
O fluxo de ar de exaustão para ventilação abrangente é determinado com base no consumo de eletrodos de soldagem. Entretanto, na ausência desses dados, o fluxo de ar de exaustão pode ser calculado como 3500m3/h por ponto de soldagem.
Em termos de abordagem dos riscos de poeira e substâncias tóxicas na oficina de soldagem, se as medidas de ventilação puderem atender aos requisitos para a maior concentração permitida de fumaça de soldagem, as concentrações de vários gases nocivos gerados durante as operações de soldagem também poderão ser reduzidas abaixo da concentração máxima permitida. O fluxo de ar de exaustão para eletrodos de soldagem produzidos internamente pode ser encontrado na Tabela 4.
Tabela 4: Fluxo de ar de exaustão para eletrodos de soldagem produzidos internamente
| Grau | Fluxo de ar de exaustão (m3/kg de eletrodos de soldagem) |
| T-46 | 2000 |
| T-47 | 2500 |
| T-48 | 4000 |
| T-49 | 4500 |
| T-45 | 2000 |
| T-51 | 4500 |
| TU-55 | 2000 |
| Eletrodo de solda de aço inoxidável | 3000 |
O consumo de eletrodos de soldagem pode ser estimado aproximadamente com base nos seguintes indicadores, quando não houver dados:
3.4.1 Ventilação natural
Em áreas da China onde não há aquecimento centralizado, é possível obter uma ventilação abrangente usando claraboias e ventiladores de cumeeira. As oficinas com um único vão são mais fáceis de organizar para a ventilação natural por exaustão do que as oficinas com vários vãos.
No entanto, quando a altura do prédio da fábrica exceder significativamente a altura apropriada e quando a área onde a fábrica está localizada tiver mais da metade do ano de dias chuvosos e nublados, deve-se adicionar ventilação mecânica.
Para pequenas quantidades de solda e alturas mais baixas, as oficinas de um único vão localizadas próximas às paredes externas podem utilizar janelas laterais altas para uma ventilação de exaustão abrangente.
3.4.2 Ventilação mecânica
1) Exaustão com dutos:
Os dutos de exaustão são colocados horizontalmente acima da área de soldagem na oficina, com saídas de exaustão instaladas em alturas adequadas. Os dutos são conectados a ventiladores de exaustão para descarregar o ar para o exterior.
O ar de maquiagem mecânico também é fornecido, com 50% a 80% (considerando o limite superior em regiões extremamente frias e o limite inferior em regiões gerais) suplementado pelo ar de maquiagem mecânico das unidades de ar condicionado, enquanto o ar de maquiagem restante se infiltra naturalmente pelas frestas das portas e janelas.
Em regiões de aquecimento durante o inverno, o ar de maquiagem mecânico geralmente utiliza unidades de ar condicionado com uma seção de aquecimento. O calor fornecido pela seção de aquecimento da unidade de ar condicionado não leva em conta a carga de calor interna. O calor Q da seção de aquecimento é calculado da seguinte forma:
Q = Consumo de calor da exaustão da oficina + Consumo de calor da infiltração de ar frio pelas frestas das portas e janelas + Calor introduzido pela seção de aquecimento da unidade (da temperatura ambiente para a temperatura do ar de suprimento)
Ao fornecer ar para as estações de trabalho dentro de 2 metros ou até 2 metros, a temperatura do ar fornecido não deve exceder 45°C ou ser inferior a 25°C, e a velocidade de saída não deve exceder 1,5 m/s a 2,0 m/s. As saídas de ar de suprimento devem ser posicionadas o mais baixo possível e próximas à área de soldagem.
Em regiões sem aquecimento, o ar de maquiagem mecânico no inverno não requer aquecimento, portanto, o ar de maquiagem do ventilador pode ser usado diretamente para economizar espaço na oficina. Os ventiladores podem ser instalados usando métodos de suspensão.
O ar de maquiagem deve ser direcionado para longe da área de soldagem, permitindo que o fluxo de ar flua em direção à área de soldagem. A velocidade do fluxo de ar dentro dos dutos deve estar entre 6 m/s e 14 m/s (para dutos de aço).
Para oficinas em regiões de aquecimento com alto fluxo de ar de exaustão, se as condições permitirem, dispositivos de recuperação de calor sensível (como trocadores de calor de ar rotativos de metal) podem ser usados para recuperar o calor do ar de exaustão e fornecê-lo ao ar de maquiagem.
2) Ventilador de teto e ventiladores a jato para exaustão:
Quando não houver claraboias na oficina de soldagem, os ventiladores de teto podem ser instalados no teto da oficina para a exaustão superior. Esse método, por si só, pode não exaurir diretamente a fumaça e a poeira nas alturas apropriadas da oficina, portanto, vários ventiladores a jato podem ser instalados nas colunas da oficina para perturbar o ar e auxiliar os ventiladores de teto na exaustão.
O ar de maquiagem mecânico também é necessário, seguindo o mesmo método da exaustão por dutos (consulte a Figura 1).
3) Exaustão do ventilador de ventilação do teto:
Quando não há claraboias na oficina de soldagem, os ventiladores de teto também podem ser instalados no teto da oficina para exaustão. No entanto, é necessário estender um duto do ventilador de teto até a altura apropriada na oficina de soldagem para remover uma grande quantidade de fumaça de soldagem acumulada na altura apropriada para a exaustão. O ar de maquiagem mecânico também é necessário, seguindo o mesmo método da exaustão por dutos.
4) Unidade de purificação de fumaça de soldagem: As unidades de purificação de fumaça de soldagem são instaladas nas colunas da oficina de soldagem. O ar da oficina que contém fumaça de soldagem entra na unidade pela parte traseira, passa por filtros para remover a fumaça e é descarregado pela parte frontal.
5) Exaustão por ventilador axial: Para oficinas com um único vão, área pequena e altura baixa ou quando a área de soldagem estiver localizada perto das paredes externas da oficina, vários ventiladores axiais podem ser instalados em posições mais altas nas paredes externas perto da área de soldagem para exaustão. Esse método é comumente usado em pequenas empresas.
Portanto, ao projetar a ventilação para oficinas de soldagem, uma combinação de ventilação mecânica abrangente, exaustão mecânica local e ventilação natural abrangente deve ser considerada com base nas condições reais.
Ventiladores elétricos montados na parede e ventiladores elétricos portáteis são métodos comumente usados para resfriar e melhorar o ambiente de trabalho na oficina durante o verão.
Ao considerar o fluxo de ar de admissão e exaustão em oficinas de soldagem de um ou vários vãos, a admissão natural deve ser feita de ambos os lados por meio de portas e janelas, o ar de maquiagem mecânico deve ser fornecido para a área de soldagem e dutos horizontais para exaustão mecânica devem ser instalados acima da área de soldagem ou ventiladores de teto devem ser instalados no teto para facilitar o movimento do fluxo de ar na oficina e remover com mais eficiência os fumos de soldagem gerados durante a soldagem.
1) O gerenciamento de fumaça de soldagem em oficinas de soldagem tem sido uma questão desafiadora há muito tempo. O autor acredita que uma combinação de exaustão local e ventilação abrangente, especialmente o uso de dutos horizontais colocados acima da área de soldagem para exaustão mecânica abrangente quando as condições permitirem, é atualmente um método eficaz.
2) Com os avanços tecnológicos, um número cada vez maior de oficinas de soldagem de larga escala recém-construídas está usando telhados de aço leves e esteticamente agradáveis. Isso exige uma estreita coordenação com os profissionais de engenharia civil ao instalar ventiladores de teto e ventiladores suspensos para resolver problemas de vibração e suporte de carga do equipamento.
3) Para os usuários, o uso correto da exaustão local e do equipamento de ventilação abrangente também é essencial para garantir a qualidade do ar na oficina.
Como fundador do MachineMFG, dediquei mais de uma década de minha carreira ao setor de metalurgia. Minha vasta experiência permitiu que eu me tornasse um especialista nas áreas de fabricação de chapas metálicas, usinagem, engenharia mecânica e máquinas-ferramentas para metais. Estou sempre pensando, lendo e escrevendo sobre esses assuntos, esforçando-me constantemente para permanecer na vanguarda do meu campo. Permita que meu conhecimento e experiência sejam um trunfo para sua empresa.
PT_BR 
EN 
AR 
DE 
ES 
FR 
ID 
IT 
JA 
NL 
PT 
RU 
KO 
TR