Оптимизация системы вентиляции сварочного цеха для обеспечения безопасности и эффективности | MachineMFG

Оптимизация системы вентиляции сварочного цеха для обеспечения безопасности и эффективности

0
(0)

1. Обзор процесса и постановка задачи

Сварочную мастерскую можно условно разделить на две основные части: подготовка материалов и сварка в сборе. Вредные вещества, образующиеся в процессе подготовки материалов, минимальны.

Сборочная сварочная часть обычно включает в себя сварку, сборку фитингов, временную точечную сварку, испытания и контроль, приемку, очистку, покраску и сушку.

Различные методы сварки, такие как ручная сварка, автоматическая сварка, полуавтоматическая сварка, сварка в защитном углекислом газе, аргон дуговая сваркаВ зависимости от структуры изделия используется электродуговая сварка.

Ручная сварка и сварка в защитном углекислом газе чаще всего используются в мастерских общего профиля. Основным химически опасным веществом, образующимся при сварке, является сварочный дым, за которым следуют вредные газы. Сварочный дым является основным химически опасным веществом в сварочной мастерской.

"Гигиенический стандарт для сварочного дыма в воздухе мастерской" (GB16194-1996) устанавливает, что предельно допустимая концентрация сварочного дыма в воздухе мастерской составляет 6 мг/м3 (основными компонентами которого являются триоксид железа, оксид марганца, диоксид серы и оксид кальция), а вредными газами - озон, оксиды азота, угарный газ, фториды и хлориды.

Кроме того, в "Стандарте гигиены проектирования промышленных предприятий" (TJ36-79) указано, что концентрация оксида марганца должна составлять 0,2 мг/м3Для пыли в целом должно быть 10 мг/м3, а фториды должны составлять 1 мг/м3.

Предельно допустимая концентрация сварочного дыма в сварочной мастерской составляет 6 мг/м3. Скорость ветра при ручной сварке должна быть ниже 8 м/с, а при сварке в газовой защите - ниже 2 м/с. Относительная влажность воздуха должна быть ниже 90%. Длительное воздействие высоких концентраций сварочного дыма может вызвать заболевание легких сварщика.

Поэтому решение проблемы сварочного дыма в сварочной мастерской является актуальной задачей. Борьба со сварочным дымом должна начинаться с продвижения чистых процессов, таких как внедрение сварочных процессов с малым количеством или полным отсутствием дыма, разработка и использование малопыльных и малотоксичных технологий. сварочные материалы, а также повышение уровня механизации и автоматизации сварочных работ.

Кроме того, хорошо продуманная система вентиляции является эффективной мерой по борьбе со сварочным дымом в сварочной мастерской.

Таблица 1: Химический состав сварочного дыма от распространенных электродов для конструкционной стали (%)

Марка сварочного электродаFe2O3SiO2MnOTiO2CaO
42145.3121.126.975.180.31
42248.1217.937.182.610.95
50724.935.626.31.2210.34
Марка сварочного электродаMgONa2OK2OCaF2KFNaF
4210.255.817.01
4220.276.036.81
5076.3918.927.9513.71

2. Отопление

Расчетная температура в помещении сварочного цеха в зимний период составляет 14℃, а для дежурных смен устанавливается дополнительная температура в 5℃. Отопление осуществляется с помощью комбинации радиаторов и вентиляторов теплого воздуха.

Радиаторы обеспечивают температуру отопления 5℃ для дежурных смен, а вентиляторы теплого воздуха работают вместе с радиаторами для обогрева помещений сварочной мастерской в зимнее время.

Воздуходувки теплого воздуха следует размещать в местах повышенной активности людей, а потоки воздуха от них должны быть скоординированы, избегая сильного потока воздуха в сторону людей.

Для предотвращения теплопотерь внутри цеха на входах следует устанавливать воздушные завесы. Система отопления с использованием радиаторов должна быть отделена от системы отопления с использованием вентиляторов теплого воздуха и воздушных завес.

3. Методы вентиляции и их сравнение

3.1 Зона максимальной концентрации сварочного дыма

Во время сварки выделяется большое количество вредных паров и газов, которые равномерно распространяются по всей мастерской по всей ее высоте.

Однако существует зона максимальной концентрации сварочного дыма в пределах сварочной мастерской, которую можно назвать соответствующей высотой. Значения для соответствующей высоты приведены в таблице 2.

Таблица 2: "Соответствующая высота", определяемая текущей интенсивностью

Текущая интенсивность
(A)
Диаметр сварочного электрода
(мм)
Высота максимальной концентрации пыли
(m)
12044
14044.7
1804.0~5.06
20056.6
2805.0~6.09.3
300610
3506.0~8.011.6
4006.0~8.013.5
5008.0~9.017

3.2 Нормы выбросов

Вытяжная система для сварочного дыма, как правило, не требует мер по очистке и может напрямую выводиться на улицу.

Если выхлопная система циркулирует в помещении, необходимо принять меры по очистке, а концентрация вредных веществ в выхлопе не должна превышать 30% предельно допустимой концентрации в цехе.

3.3 Местная вытяжка

В сварочной мастерской в местах образования вредных веществ следует по возможности организовать локальную вытяжку.

Местные вытяжки можно разделить на стационарные местные вытяжные системы и переносные малогабаритные установки для удаления дыма и пыли. Скорости воздуха для различных типов вытяжек приведены в таблице 3.

Таблица 3: Регулирование скорости воздуха для различных типов вытяжных шкафов

Тип вытяжкиКонтролируемая скорость воздуха (м/с)
Вентиляционный шкаф0.7
Внешняя вытяжкаБоковое всасывание1.0
Нижнее всасывание1.0
Верхнее всасывание1.2 

3.4 Комплексная вентиляция

Если места сварки в мастерской не фиксированы и нет возможности использовать местные вытяжки, следует применять комплексную вентиляцию.

Комплексная вентиляция - это тип разбавляющей вентиляции, которая использует чистый наружный воздух для разбавления вредных веществ в помещении и их удаления наружу.

Эффективность комплексной вентиляции зависит от достаточного притока воздуха и правильной организации воздушного потока.

Расход вытяжного воздуха для комплексной вентиляции определяется исходя из расхода сварочных электродов. Однако при отсутствии этих данных расход вытяжного воздуха может быть рассчитан как 3500 м3/ч на одну точку сварки.

Что касается устранения опасности пыли и токсичных веществ в сварочной мастерской, то если вентиляционные меры позволяют удовлетворить требования к максимально допустимой концентрации сварочного дыма, то и концентрация различных вредных газов, образующихся во время сварочных работ, может быть снижена ниже предельно допустимой концентрации. Расход отработанного воздуха для сварочных электродов отечественного производства приведен в таблице 4.

Таблица 4: Расход отработанного воздуха для сварочных электродов отечественного производства

КлассПоток отработанного воздуха
(m3/кг сварочных электродов)
T-462000
T-472500
T-484000
T-494500
T-452000
T-514500
TU-552000
Сварка нержавеющей стали электрод3000

При недостатке данных расход сварочных электродов можно приблизительно оценить по следующим показателям:

  • Сварка конструкционной стали для каркасов зданий: от 7 кг/т до 8 кг/т стальной конструкции
  • Сварка стальных листов: 10 кг/т - 15 кг/т стальной конструкции
  • Сварочные краны пластинчатого типа: 22 кг/т стальной конструкции

3.4.1 Естественная вентиляция

В тех районах Китая, где централизованное отопление недоступно, комплексная вентиляция может быть обеспечена с помощью мансардных окон и коньковых вентиляторов. Однопролетные цеха легче организовать для естественной вытяжной вентиляции по сравнению с многопролетными цехами.

Однако если высота здания фабрики значительно превышает допустимую, а в районе расположения фабрики более половины года бывают дождливые и пасмурные дни, следует добавить механическую вентиляцию.

При небольших объемах сварки и малой высоте однопролетные цеха, расположенные близко к внешним стенам, могут использовать высокие боковые окна для всесторонней вытяжной вентиляции.

  • Преимущества: Не требует электроэнергии, относительно экономичен.
  • Недостатки: Восприимчивость к изменениям окружающей среды, нестабильный поток вентиляционного воздуха.

3.4.2 Механическая вентиляция

1) Вытяжная вентиляция:

Вытяжные каналы горизонтально проложены над зоной сварки в мастерской, а выпускные отверстия установлены на соответствующей высоте. Воздуховоды подключаются к вытяжным вентиляторам для отвода воздуха на улицу.

Также обеспечивается механическая подпитка, при этом от 50% до 80% (верхний предел в экстремально холодных регионах и нижний предел в обычных регионах) дополняется механической подпиткой от кондиционеров, а остальной воздух естественным образом просачивается через дверные и оконные щели.

В регионах с теплой зимой для механической подпитки воздуха часто используются кондиционеры с нагревательной секцией. Тепло, поставляемое нагревательной секцией кондиционера, не учитывает тепловую нагрузку в помещении. Тепло Q нагревательной секции рассчитывается следующим образом:

Q = Расход тепла на вытяжку из цеха + Расход тепла на инфильтрацию холодного воздуха через дверные и оконные щели + Тепло, вносимое нагревательной секцией агрегата (от температуры помещения до температуры приточного воздуха)

При подаче воздуха на рабочие места в пределах 2 метров или выше 2 метров температура подаваемого воздуха не должна превышать 45°C или быть ниже 25°C, а скорость выходящего воздуха не должна превышать 1,5-2,0 м/с. Выходы приточного воздуха должны располагаться как можно ниже и ближе к зоне сварки.

В неотапливаемых регионах механическая подпитка зимой не требует подогрева, поэтому вентиляторная подпитка может использоваться напрямую для экономии площади цеха. Вентиляторы можно устанавливать подвесным способом.

Подпиточный воздух должен быть направлен в сторону от зоны сварки, чтобы поток воздуха шел в сторону зоны сварки. Скорость воздушного потока внутри воздуховодов должна составлять от 6 м/с до 14 м/с (для стальных воздуховодов).

Для мастерских, расположенных в регионах с высоким расходом отработанного воздуха, если позволяют условия, можно использовать устройства рекуперации тепла (например, металлические роторные воздушные теплообменники), чтобы извлечь тепло из отработанного воздуха и подать его в подпиточный воздух.

  • Преимущества: Этот комплексный метод вентиляции более эффективен для вентиляции в сварочных мастерских и позволяет эффективно удалять сварочный дым, скапливающийся на соответствующей высоте в мастерской. Поскольку вентиляционное оборудование расположено внутри цеха, оно не влияет на внешний облик здания цеха.
  • Недостатки: Из-за наличия трубопроводов и кранов в сварочном цехе прокладка горизонтальных воздуховодов над зоной сварки может быть затруднена. При использовании кондиционеров для подачи подпиточного воздуха в регионах с зимним отоплением они также занимают пространство цеха.

2) Крышный вентилятор и струйные вентиляторы для вытяжки:

Если в сварочной мастерской нет мансардных окон, на крыше мастерской можно установить крышные вентиляторы для вытяжки сверху. Сам по себе этот метод может не обеспечить прямого удаления дыма и пыли на соответствующей высоте в мастерской, поэтому можно установить несколько струйных вентиляторов на колоннах в мастерской, чтобы нарушить воздушный поток и помочь крышным вентиляторам в вытяжке.

Также необходима механическая подпитка, которая осуществляется по тому же методу, что и вытяжная вентиляция (см. рис. 1).

Рисунок 1. Метод вытяжки воздуха из воздуховодов
  • Преимущества: Этот комплексный метод вентиляции позволяет избежать сложностей с прокладкой труб в сварочной мастерской.
  • Недостатки: Поскольку в сварочной мастерской вытяжные точки не расположены непосредственно на нужной высоте, эффективность вытяжки относительно ниже по сравнению с канальной вытяжкой. Крышные вентиляторы устанавливаются на крыше мастерской, и из-за того, что в мастерской обычно большой поток вытяжного воздуха, количество крышных вентиляторов выше, что оказывает определенное влияние на внешний облик здания мастерской.

3) Вытяжной вентилятор для вентиляции крыши:

Если в сварочной мастерской нет мансардных окон, на крыше мастерской можно установить вентиляторы для вытяжки. Однако от крышного вентилятора необходимо протянуть воздуховод до соответствующей высоты в сварочной мастерской, чтобы удалить большое количество сварочного дыма, скопившегося на соответствующей высоте для вытяжки. Также необходима механическая подпитка воздухом, которая осуществляется по тому же методу, что и вытяжка через воздуховод.

  • Преимущества: Этот комплексный метод вентиляции также в некоторой степени помогает решить проблему большого скопления сварочного дыма в сварочной мастерской.
  • Недостатки: Из-за наличия трубопроводов и кранов в сварочной мастерской может быть проблематично протянуть воздуховод от крышного вентилятора вниз над зоной сварки. Крышные вентиляторы устанавливаются на крыше мастерской, и из-за большого потока вытяжного воздуха в мастерской их количество больше, что оказывает определенное влияние на внешний облик здания мастерской.

4) Установка для очистки сварочного дыма: Установки для очистки сварочного дыма устанавливаются на колоннах в сварочной мастерской. Воздух из цеха, содержащий сварочный дым, поступает в блок с задней стороны, проходит через фильтры для удаления дыма и выводится с передней стороны.

  • Преимущества: Простая настройка оборудования.
  • Недостатки: Относительно дорогое оборудование.

5) Вытяжной осевой вентилятор: Для однопролетных, небольших по площади, невысоких цехов или когда зона сварки расположена у внешних стен цеха, можно установить несколько осевых вентиляторов на более высоких местах на внешних стенах рядом с зоной сварки для вытяжки. Этот метод обычно используется на небольших предприятиях.

Поэтому при проектировании вентиляции для сварочных мастерских следует рассматривать сочетание комплексной механической вентиляции, местной механической вытяжки и комплексной естественной вентиляции, исходя из реальных условий.

4. Теплоизоляция и охлаждение

Настенные и переносные электровентиляторы широко используются для охлаждения и улучшения условий труда в мастерской в летнее время.

5. Организация воздушного потока

При рассмотрении притока и вытяжки воздуха в однопролетных или многопролетных сварочных мастерских естественный приток должен осуществляться с обеих сторон через двери и окна, в зону сварки должен подаваться механический подпиточный воздух, а горизонтальные каналы для механической вытяжки должны быть установлены над зоной сварки или крышные вентиляторы должны быть установлены на крыше для облегчения движения воздушного потока в мастерской и более эффективного удаления сварочного дыма, образующегося во время сварки.

6. Заключение

1) Борьба со сварочным дымом в сварочных мастерских уже давно является сложной проблемой. Автор считает, что в настоящее время эффективным методом является сочетание местной вытяжки и комплексной вентиляции, особенно использование горизонтальных воздуховодов, проложенных над зоной сварки для комплексной механической вытяжки, если позволяют условия.

2) С развитием технологий все большее число вновь построенных крупных сварочных цехов используют эстетически привлекательные крыши из легкой стали. Это требует тесной координации со специалистами по гражданскому строительству при установке крышных и подвесных вентиляторов для решения проблем, связанных с нагрузкой на оборудование и вибрацией.

3) Для пользователей правильное использование местной вытяжки и комплексного вентиляционного оборудования также важно для обеспечения качества воздуха в мастерской.

Насколько публикация полезна?

Нажмите на звезду, чтобы оценить!

Средняя оценка 0 / 5. Количество оценок: 0

Оценок пока нет. Поставьте оценку первым.

Так как вы нашли эту публикацию полезной...

Подписывайтесь на нас в соцсетях!

Сожалеем, что вы поставили низкую оценку!

Позвольте нам стать лучше!

Расскажите, как нам стать лучше?

Оставьте комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Прокрутить вверх