焊接车间环境污染治理措施

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作者：薛芹浏览量：225

0引言
    焊接过程中产生的污染种类多、危害大，能导致多种职业病，如焊工硅肺、锰中毒、电光性眼炎等，已成为环境、人身公害。随着近年环境研究的深入，治理技术日趋完善，焊接污染已得到了相对有效的控制。针对兖矿东华集团焊接车间的具体情况，结合国内外最新的研究成果及实用技术，从焊接污染的形成、特点及危害入手，提出切实可行的防治对策。
1焊接车间污染
     焊接车间的污染按不同的形成方式，可以分为化学有害污染和物理有害污染两大类。
1.1 化学有害污染
     化学有害污染是指焊接过程中形成的焊接烟尘和有害气体。
1.1.1焊接烟尘
   焊接烟尘是由金属及非金属物质在过热条件下产生的蒸气经氧化和冷凝而形成的。因此电焊烟尘的化学成分，取决于焊接材料（焊丝、焊条、焊剂等）和被焊接材料成分及其蒸发的难易。不同成分的焊接材料和被焊接材料，在施焊时将产生不同成分的焊接烟尘。常用结构钢焊条烟尘的化学成分主要有 Fe2O3、SiO3、MnO、 TiO2、CaO、MgO 、Na2O 、K2O。
   焊接烟尘的特点有：
   (1)粒子小，烟尘呈碎片状，粒径为1μm左右。
   (2)粘性大。
(3)焊接烟尘的温度较高。在排风管道和滤芯内，空气温度为60～80℃。
(4)焊接过程的发尘量较大。一般来说，1个焊工操作1天所产生的烟尘量约60～150g。
　几种焊接（切割）方法的发尘量
（1）手工电弧焊：一般采用直径为4mm的低氮型焊条，施焊时发尘量为350~450mg/min，焊接材料的发尘量11~16g/mg。
（2）自动保护焊：一般采用直径为3.2mm的药芯焊丝，施焊时发尘量为2000~3500 mg/min，焊接材料的发尘量20~25 g/mg；若采用直径为1.6mm的实芯焊丝，施焊时发尘量为450~650 mg/min，焊接材料的发尘量5~8 g/mg。
（3）二氧化碳焊：一般采用直径为1.6mm的药芯焊丝，施焊时发尘量为700-900 mg/min，焊接材料的发尘量7~10 g/mg；若采用直径为1.6mm的实芯焊丝，施焊时发尘量为100~200 mg/min，焊接材料的发尘量2~5 g/mg。
（4）埋弧焊：采用直径为5mm的实芯焊丝，施焊时发尘量为10~40 mg/min，焊接材料的发尘量0.1~0.3 g/mg。
（5）氧-乙炔切割: 施焊时发尘量为40~80 mg/min。
1.1.2有害气体
    有害气体是焊接时高温电弧下产生的，主要有臭氧、氮氧化物、一氧化碳、氟化物及氯化物等。
1.2物理有害污染
物理有害污染包括噪声、高频电磁辐射和光辐射。
  1.2.1噪声
    焊接车间的噪声主要为切割过程中产生的空气动力噪声。它的大小取决于气体流量、气体性质、场地情况及焊枪喷嘴的口径。噪声强度大多数都在100dB以上。
1.2.2高频电磁辐射
    高频电磁辐射是伴随着氩弧焊接和等离子焊接的扩大应用而产生的。当等离子焊和氩弧焊采用高频振荡器引弧时；振荡器要产生强烈的高频振荡，击穿钍钨极与喷嘴之间的空气隙，引燃等离子弧；另外，又有一部分能量以电磁波的形式向空间辐射，形成高频电磁场，对局部环境造成污染。高频电磁辐射强度取决于高频设备的输出功率、高频设备的工作频率、高频振荡器的距离、设备以及传输线路有无屏蔽等。
1.2.3光辐射
    在各种焊接工艺中，特别是各种明弧焊、保护不好的隐弧焊以及处于造渣阶段的电渣焊，都要产生外露电弧，形成光辐射。光辐射的强度取决于以下因素：焊接工艺参数、焊接方法、距施焊点的距离以及相对位置、防护方法。
2焊接车间污染对操作者的危害
     焊接职业病的发生是各种焊接污染因素综合作用的结果，包括焊工尘肺、锰中毒、氟中毒、金属烟热及电光性眼炎等。物理污染的医学临床表现多种多样：噪声可导致操作者烦躁、头痛；高频电磁辐射对人体的主要危害为神经衰弱综合症，表现为头昏、头痛、乏力、心悸、消瘦、脱发等；焊接过程中光辐射会导致电光性眼炎的发生，轻者眼部不适、有异物感，重者眼部有烧灼感和剧痛。化学污染(焊接烟尘和有害气体)的医学临床表现为咳嗽、咯痰、胸闷、气短以及有时咯血。
    焊工职业病的发生主要取决于以下因素：焊接烟尘和气体的浓度与性质及其污染程度；焊工接触有害污染的机会和持续时间；焊工个体体质与个人防护状况；焊工所处生产环境的优劣以及各种有害因素的相互作用。
3焊接车间污染的防范、治理
3.1污染源的控制
（1）生产工艺的优化选择。不同的焊接工艺产生的污染物种类和数量有很大的区别，条件允许的情况下，应选用成熟的隐弧焊代替明弧焊，可大大降低污染物的污染程度。
  （2）设备的改进。在生产工艺确定的前提下，应选用机械化、自动化程度高的设备；应采用低尘低毒焊条，以降低烟尘浓度和毒性；在选购新设备时，应注重设备的环保性能，多选用配有净化部件的一体化设备。
（3）提高操作者技术水平。高水平的焊接工人在焊接过程中能够熟练、灵活地执行操作规章，如不断观察焊条烘干程度、焊条倾斜角度、焊条长短及焊件位置情况，并作出相应的技术调整，与非熟练工操作相比，发尘量可减少20%以上，焊接速度快10％，且焊接质量更好。
  3.2传播途径治理
（1）焊接烟尘及有害气体的控制。焊接烟尘及有害气体的治理在传播途径上的控制方式有2种：全面通风和局部排风。
全面通风也称稀释通风，它是用清洁空气稀释室内空气中的有害物浓度，使室内空气中有害物浓度不超过卫生标准规定的最高允许浓度，同时不断地将污染空气排至室外或收集净化。全面通风包括自然通风和机械通风2种方式，对于户外或敞开空间的焊接作业，一般采用自然通风方式：室内作业通常采用机械通风方式，通过安装在墙上或天花板上的轴流风机，把车间内焊烟排出室外，或者经过净化器净化后在车间内循环使用，达到使车间烟尘浓度降低的目的。循环被净化的空气，可解决车间内的能量损失问题，此种方式在国外普遍采用。
局部排风是对局部气流进行治理，使局部工作地点不受有害物的污染，保持良好的空气环境。一般局部排风机组由集气罩、风管、净化系统和风机4部分组成。局部排风按集气方式的不同可以分为固定式和移动式。固定式局部排风系统主要用于操作地点和工人操作方式固定的大型焊接生产车间，可根据实际情况一次性固定集气罩的位置。移动式局部排风系统工作状态相对灵活，可根据不同的工况，采用不同的工作姿态，保证处理效率及操作人员的便利。焊接烟尘和有害气体的净化系统通常采用袋式或静电除尘与吸附剂相结合的净化方式，处理效率高、工作状态稳定。
  （2）噪声控制。焊接车间的噪声主要为反射声，因此，应在条件允许的情况下，在车间内的墙壁上布置吸声材料，在空间布置吸声体，可降低噪声30dB左右。
   （3）高频电磁辐射控制。施焊工作应当保证工件接地良好，并加强通风降温，控制作业场所的温度和湿度。
   （4）光辐射的控制。焊接工位应设置防护屏，防护屏多为灰色或黑色；车间墙体表面采用吸收材料装饰。以上2项措施均可起到减少弧光的反射、保护操作者眼睛健康的作用。
3.3个人防护
     在一些特定的场所如水下、高空、罐或船仓中进行焊接工作时，由于受到场所的限制，整体防护难以实现，这时，个人防护成为主要的防护措施。个人防护用品根据各种危害因素的特点设计，针对性强、种类多,如面罩、头盔、防护眼镜、安全帽、耳罩、口罩等。
4结语
    焊接车间的污染种类多，应从污染源、传播途径、个人防护3个方面进行综合治理。污染的治理应结合车间工位的具体情况制定方案，不能脱离实际，影响正常的生产操作。治理方案的设计应充分考虑各种污染的治理方式，在保证处理效果的前提下，采用一体化设备、设施，达到减少场地占用、节约投资的目的。
参考文献
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    [3] 杨璇. 国外焊接烟尘治理情况介绍[J].铁道劳动安全卫生与环保，1997，(4):277-299
  收稿日期：2013-12-08

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