焊接车间的通风设计

焊接车间的通风设计

徐文品叶文斌

温州市锦康检测科技有限公司浙江温州25100

摘要：焊接也称熔接，是一种以加热方式连接金属或其他热塑性材料的制造工艺及技术。其主要应用在我国的机械、桥梁以及石油化工等领域，其主要的工作场所为焊接车间，由于焊接车间的烟尘具有密度大、危害人体健康的特征，为了确保焊接车间的安全使用，工作人员都要定期对焊接车间实施通风清洁工作。本论文就在此大背景下结合焊接过程中产生烟尘的运动状态及危害介绍分别对其的局部排风装置与全部通风设计装置做深入的探讨与分析。

关键词：焊接工作；车间烟尘；局部排风；全部通风装置

引言

焊接车间指的是工作人员按照技术部颁发的有关焊接工作的技术性条款及生产的需求须完成焊接工作的场所，其的生产流程主要包括分析图纸、踩点对接、设置焊接位置、安排工作人员最后再完成焊接工作。在不同的生产流程中，所用的金属及其他物品都会产生熔解，蒸发现象，这一熔解过程会产生大量的对人体有害的气体及烟尘。因此，为了确保焊接人员的安全健康以及焊接机械的正常性能，工作人员需对车间进行定期的局部及全面的通风工作。

一、焊接过程中产生烟尘的运动状态及危害介绍

在焊接过程中，所被焊接的金属及其他氧化物在电弧高温作用的影响下，会使电弧四周的气体及灰尘迅速膨胀，烟尘也就随之升到高空，以气溶胶形态方式在空中扩散。与此同时，在焊接过程中其也会产生大量的有毒气体，例如CO、O?及NO?等。许多烟团在空中相汇合，在不断上升的过程中带动四周气体并随着电弧的作用发生湍流运动，气体的涌入越多，烟尘自身的温度也就随之不断的降低，这样其的密度也会随之增大，在一定高度的时候由于烟尘与气体的互相作用，焊接烟尘的浓度条就会随之产生，浓度条会显示出烟尘在车间中的浓度值大小情况，焊接时的电流，车间内的通风装置等都与其有着密不可分的关系。表1就明显的展示了在焊接过程中烟尘的最大浓度分布：

表一电流对在焊接过程中产生的烟尘浓度带的影响分布值

在焊接过程中产生的烟尘在不同的车间区域，其所包含的浓度也会有所不同，其还与焊接点的分布与空气流动方向相关。焊接过程中产生的烟尘按照其半径大小的不同被分为了不同的种类，其中对人体健康产生最不利影响的是可吸入烟尘颗粒物，其的直径大小一般为0.1微米-10微米之间。工作人员在车间中长期吸入这种颗粒物，会导致肺病及其他病状的产生。因此，我国对焊接车间中的烟尘浓度的标准规定为PC-TWA小于4mg/m3。

二、焊接车间内局部通风装置的设计分析

在对焊接车间内部实施局部的排风装置的设计时，主要从以下三个方面作具体的阐述与分析：

2.1选择合适的排风罩并控制好风速

根据笔者的经验以及查阅了大量的资料来看，最适用于收集在焊接过程中产生烟尘的排风罩主要有以下三种：总焊接式排风罩，上部排风罩与外部排风罩。工作人员在给焊接车间选择适合的排风罩时主要是依据风速与焊接点之间的位置变化关系，当风速点在开口面时，此时的风速就应该被控制在0.5至1.0m/s之间，选择的风罩类型应为密闭罩；若风速点在烟尘附近，那么此时的风速就要控制在1.0至1.2m/s之间，选择的风罩类型就应为外部吸气罩。

2.2净化焊接车间烟尘的机组装置

在不适宜使用排风罩进行车间粉尘的处理时，笔者建议采用净化烟尘的机组来吸收烟尘，达到车间空气中烟尘颗粒减少的作用。在陕汽东风车轿焊接车间内，其就积极采用了德国先进的净化焊接车间烟尘的机组，这个除尘设备的名字叫做坎贝尔烟尘净化除尘器。在陕汽东风轿车的制造焊接车间，这个机组主要是靠焊接机器人、手工焊接与自动焊接等方式做到对烟尘的净化。在东风汽车制造厂内，专家们首先是对车间流通的空气量作个推算，看空气中由焊接时产生的有害气体的占据比例。若发现烟尘中含有铁、硅、氟等有毒物质，或者是含有臭氧，一氧化碳等有毒气体，就要对焊接车间实施局部的通风设计。在坎贝尔烟尘除尘器中，其净化器总共有三层过滤净化装置，第一层即为普通的铜丝网，第二层为高效的过滤材料，第三层即为活性炭等过滤材料。这个烟尘除尘器可对空气中的有害物质净化的比例为99%左右，在净化烟尘之后，就要采取相应的送风补暖措施。

上述所提到的陕汽汽车制造车间的净化烟尘机组的总排风量Q=76750立方米每小时，风机的压头：H=3000Pa。一般来说，按照净化原理的不同，会有以下几种不同类别的净化机组：

（1）袋滤净化机组。对于纺织业的粉尘过滤效果最佳，一般净化吸尘率达到99%以上。

（2）吸附与袋滤结合型。此净化机组适用于纺织业与工业相结合的产业车间，袋滤型净化机组将车间中的粉尘颗粒很好的进行吸收与净化，活性炭发挥吸附作用后，就会减少车间空气中的有毒气体。

（3）静电净化机组。静电除尘器的威力相比于最平常的袋滤净化机组还是较好的。

（4）静电与袋滤结合型。其中产生了静电作用，首先通过静电作用将烟尘集中在一起，再共同利用袋滤除尘器将其净化。

2.3吹吸式通风装置的设计

一般在船舱或者储存油罐的焊接车间内需要用到这种净化机组，其的作用相比于前面所提到的空气净化机组要更加的强烈。其不仅采取简单的除尘吸附操作，还将恶劣的工作环境下的有毒气体通过稀释的方法将其除去。一般来说，有害气体体积浓度与质量浓度的换算公式为：Y=C*M/22.4（其中Y为质量浓度，单位为kg/m3，C为体积浓度，M为气体分析的克摩尔数）。在吸吹式通风装置中，其就巧妙的利用了这个体积浓度与质量浓度换算的公式，完成了船厂即油罐车间内的有毒气体的净化与处理，其的基本净化原理如下图一表示：

1-墙体2-圆形框架3-旋转吸嘴4-圆形固定滤网5-旋转吹嘴6-减速机7-全封闭集尘箱8-电控箱

9-离心风机10-电动机11-工程塑料管

图一吸尘式除尘过滤器的结构示意图

这是其中的一个圆形网风过滤器示意图，其中4号即圆形过滤网的主要位置，经过5号旋转吹嘴的过滤之后，再经过7号全封闭型集尘箱的吸附沉淀，一般的有毒气体就会被吸附掉。

三、焊接车间内全面通风装置的设计分析

3.1需要对车间的换气量进行估算

从科学意义上来说，在焊接车间实施全部通风设计即要把车间内原有的高浓度的有毒气体稀释到低浓度并符合国家所规定的气体浓度的标准上，因此，对于在焊接过程中易产生的气体量的认知工作是必不可少的。而要对气体的流通量进行认知与计算是具有一定难度的，目前在国外大多数的焊接车间所采取的方法是通过测量焊条直径的消耗长度来依次估算出车间所需的通风量。因为焊条在焊接过程中是产生有毒气体即粉尘颗粒的主要产物。在不同的国家对焊条直径的测量方法以及估算的通风量方法也会有所