焊接厂房烟尘的危害及整体除尘处理专业方案.doc

焊接厂房烟尘危害及整体除尘处理方案
在焊接生产过程中，焊接材料和母材结合过程中会产生大量焊接烟尘和气体，其中很多气体和烟尘对人体是有伤害性，当其超出许可浓度时，就会严重影响焊工身体健康，引发各类呼吸及尘肺疾病。所以，净化焊接工作环境问题，维护焊工身体健已引发中国外众多企业、企业重视，并主动开展了各项工作。
1.焊接烟尘组成及危害
由焊接及相关工艺过程中产生有害物质存在形式有气态和颗粒状态两种；90%烟尘来自焊接材料，仅有小部分来自于母材。依据不一样焊接方法，焊接粉尘起源不一样，焊条电弧焊（MMA）和药芯焊丝电弧焊
（FCMA）产生烟尘大部分来自焊条药皮和药芯焊丝，小部分来自形成焊缝熔敷金属。气体保护焊（MAG/MIG）产生烟尘则大部分来自于熔敷金属，颗粒状态物质以微小固体颗粒弥散在空气中。可按其尺寸大小进行区分，图1 - 所表示。

可吸入人体颗粒是经过嘴和鼻进入人体内，其尺寸可达成或超出 100μm。以往对该类颗粒组分称为“烟尘总体”。可进入呼吸系统颗粒能渗透肺泡内，其尺寸可达 10μm.。以往称之为“粉尘”。由焊接产生悬浮在空气中颗粒很小，通常其尺寸<1μm.（大多情况下<0.1μm），所以是“可呼吸”，并称之为焊接烟雾，见表1，颗粒物形状见图 2。

依据焊接、切割及相关工艺过程产生气态和颗粒状态物质对人体不一样器官影响进行以下分类，见表2。

（1）对肺产生作用物质 长久吸入高浓度烟尘造成了对肺功效抑制。因为烟尘在肺中沉积，使氧气交换降低。肺中沉积烟尘通常不是病原性，而是可逆。铁氧化物、铝氧化物属于这类物质。
（2）有毒物质! 当超出某一剂量时（对每一体重单位分量），对人体产生有毒影响。这是一个剂量和效应关系。轻微中毒造成轻度健康失调，而空气中高浓度有毒物质能够造成很严重中毒甚至造成死亡。气态有毒物质有一氧化碳、氧化氮、二氧化氮、臭氧和金属氧化物，以烟尘形式存在于空气中铜、铅、锌等。
（3）致癌物质! 癌症发生可能性通常取决于多个原因，如基因易感性、环境污染等。即使没有一个是肯定原因，但当这些物质剂量增加，患癌症可能就越大，其潜伏期（从第一次接触到癌症发生时间间隔）可延续几年或几十年。
2. 整体除尘防护方法
为净化焊接操作环境，保护操作人员身体健康，综合治理焊接厂房焊接烟尘问题，必需采取切实有效防护方法，以确保达成室内环境满足健康要求和焊接工艺要求。除采取优异焊接方法及提升焊接过程机械化及自动化程度外，进行整体除尘是消除焊接烟尘危害有力方法。
焊接烟尘治理是一项国际性技术难题，欧美等国进行了40 多年研究，现在常见方法包含制订劳动保护法、局部除尘法及整体治理法等。对高大厂房而言，治理焊接烟尘最有效方法是采取整体治理。而在整体治理中又有混合送风、格栅送风及分层送风技术。

（1）混合送风! 该方法是对整个车间进行通风换气，用新鲜空气把整个车间有害物质浓度稀释到最高许可浓度以下。该方法含有设计简易、原理简单优点，但也存在全方面通风量大、能耗大、粉尘轻易滞留和无法根本处理除尘等问题。
（2）双层格栅或喷口侧送风! 采取该种送风方法，由高速风口送出射流带动室内空气强烈混合，使射流流量成倍地增加，射流截面不停扩大，速度逐步衰减，室内形成大回旋气流，工作区通常处于回流区。对通常舒适性空调而言，该种方法完全可行。但车间在生产时，产生大量焊接烟尘，并随热气流上升，这么势必产生喷口或格栅射流和上升焊接烟尘强烈混合，产生紊流，并流向回流区，不利于焊接烟尘向车间上方排放。同时在工作区产生二次污染，工作区含尘浓度难以确保所以对有污染源及热源共存高大厂房，不能采取双层格栅或喷口送风。
（3）分层送风! 分层送风系统始于25 年前，最初在北欧利用，占据了北欧国家 90% 工业空调市场和75%民用空调市场，逐步在美国、日本等国家众多工业厂房中开始利用。在分层送风系统中，采取在厂房下部分层低速送风，新鲜清洁空气直接送入工作区，先经过人体，这么就能够确保人体处于一个相对清洁空气环境中，从而有效地提升了工作区空气质量。这种方法对空气情况要求只是针对工作区域（工人活动范围）而不是整个厂房空气输导。要满足工作区相对温度，同时排除焊接烟尘，就要确保焊接烟尘在送风推进和回风口抽吸作用下缓慢上升，形成向上单向流动。新鲜送风使室内浊热焊接烟气逐步抬升而非混合，可确保工作区温度及含尘要求。分层送风因为送风速度低，对MAG/MIG气体保护焊保护气体不会带来影响。
在整体厂房通风除尘中，根据季节不一样，采取不一样送风方法达成通风出尘目标，图 3所表示。合理气流组织不仅能起到理想效果，而且能节省能源，节省资金；反之，气流组织不妥，则不能起到通风除尘效果，更为甚者使整个系统瘫痪，投资报废。分层送风不仅能有效调整工作区域空气温度、湿度，还能有效地经过气流运动，将工作区域产生含尘气体带走，达成将工作区域空气净化目标。因分层送风针正确区域为人工作区域，所以作用直接，能耗低。采取整体送风技术对车间烟尘处理后效果图4及图5所表示。

分层送风基础特征是水平方向会产生热力分层现象。分层送风下送上回特点决定了空气在水平方向会分层，并产生温度梯度。假如在底部送新鲜冷空气，那么最热空气层在顶部，最冷空气层在底部。置换空气在水平方向汇入上升气流，因为送风量有限，在某一高度送风会产生循环。我们把产生循环分界面高度被称为“分界高度”。这么就形成了两个区域气流形式，底部区域是相对清洁空气，上部区域存在更多污染，见图 6。依据实践经验，焊接烟尘随热气流升腾，并卷吸周围空气，最终会弥漫并悬浮在8-10m高度这一空间层，不会再上升。在这一高度辅以吸尘设备，能够达成良好除尘效果。

（4）个人防护方法! 在进行整体治理同时，企业也应为劳动者配置呼吸保护设备，过滤式防尘口罩、通风头盔和分子筛除臭氧口罩等，加强对劳动者防护教育，使其加强本身防护。
结语
在焊接及其相关制造过程中，产生烟尘不仅污染环境，而且危害焊接劳动者身体健康。但经过多种主动有效防护方法来加强对焊接烟尘治理，净化焊接工作环境，同时加强劳动者自我防护意识，就能够将焊接烟尘危害程度降低到最低点。