摘要：从铆焊车间焊接烟尘的发生机理、成分特性以及对操作者健康的危害入手，设计出适合铆焊车间生产特点的焊接烟尘治理方案，有针对性的治理焊接生产中产生的烟尘，为焊接烟尘的治理思路提供参考。对车间进行通风和排烟处理以保证车间环境符合标准，保证操作工人的身体健康，是非常重要和关键的。本文对多个机械制造工厂的焊装车间通风排烟系统进行一下归纳和分析希望对其他车间有所帮助，也是对后续工厂设计的一种提高。
关键词：铆焊车间焊接烟尘；烟尘治理
1.引言
通常，在机械制造生产的几大工艺车间里，焊接车间是产生粉尘和烟雾最多，也是多生产工人无害比较大的车间。机械制造车身的焊接主要是点焊，二氧化碳气体保护焊和氩弧焊。特别是二氧化碳气体保护焊和氩弧焊会产生大量的焊接烟尘及弧光，另外，机械外罩钣金由于装配精度及外观要求，必须进行部分区域打磨，相应会产生大量打磨粉尘。
淄柴新能源有限公司新建成一座三跨钢结钢单层厂房，用于燃气发电机组的生产装配与试验，其中包含一24×62×18m的铆焊车间，屋面及四周维护墙采用保温压型钢板，保温层采用岩棉板，焊接时产生大量的焊接烟尘和有害气体。除在车间北墙上安装几台轴流式排风机外，未采取其他措施。
焊接生产过程中会产生大量的有毒金属烟雾、电焊尘和有害气体，如甲醛、松香酸、异氰酸盐、氮氧化物、硫化物、碳氢化合物等。当这些物质超过一定的允许浓度，就会对焊工的身体健康造成伤害，引发尘肺、锰中毒及金属热等职业病。
2.焊接烟尘的成分特征及危害
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一些列气体和以气溶胶态形式存在的金属微细颗粒、金属氧化物以及其他化学物质，这些物质当超过一定浓度时，对焊工的身体健康具有严重的危害作用。
2.1焊接烟尘的成分及特征
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[1]。他的特点有：
（1）焊接烟尘粒子小，烟尘呈碎片状，粒径为1µm左右。
（2）焊接烟尘的粘性大。
（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1d所产生的烟尘量约60～150g。
2.2焊接烟尘的危害
焊接过程伴随强烈散热并排出烟尘和气体。烟尘中含有猛化合物，研究表明，长期吸入锰化合物可发生慢性猛中毒，引起神经系统、肺、肝脏和血液等的器官病变。其他金属氧化物，如铬能够积聚在身体中，引起头痛、消化器官疾病和贫血；钛的氧化物引起肺脏疾病。此外，铝、钨、铁、钒、锌、铜、镍和其他元素的化合物对身体也有不良作用。
焊接时产生的有害气体主要有O3、NOx、CO、HF等。这些有害气体物质经过呼吸道及消化系统进入人体，有时引起严重的全身疾病。如氮氧化物（特别是二氧化碳）是最有害的气体，引起肺和血液循环器官的疾病；一氧化碳（窒息性气体）是无色的气体，比空气重倍，从呼吸区向下散开，然后积聚在室内，挤出氧气，当浓度大于1%时，刺激呼吸道引起丧失知觉、喘息、痉挛和神经系统的疾病；臭氧在浓度大时很像惰性气体保护焊时形成的氯的气味，可刺激眼睛，引起口腔干燥和胸痛；氟化氢是无色气体，具有强烈气味，作用在呼吸道上，甚至在浓度不大时引起黏膜刺激。
3.焊接烟尘治理
针对焊接车间空间高大、焊接件大小不定、焊接地点不固定、焊接方式较多等特点，烟尘治理需考虑采用车间全面通风与局部强制排风相结合的治理措施。
3.1全面通风净化系统
全面通风也称稀释通风，一方面用清洁空气，稀释室内空气流中的有害浓度，同时不断把污染空气排出室外，使室内空气重有害物浓度不超过卫生标准规定的最高允许浓度。
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车间的送风系统采用自然吸气送风，通过车间大门及墙面窗户向车间补充新鲜空气。车间的排风系统采用T35-7.1型轴流式排风机，在车间行车上部离地10m的位置和车间下部离地1m的位置各设置一套排风系统，每套排风系统设计排风量为50000m³/h，采用3台为17296m³/h的T35-7.1轴流式排风机。
3.2局部除尘净化系统
全面通风由于其通风面积大，不能完全改善供热呼吸时空气中的烟尘浓度，需要在焊接工位处设置排烟罩，不等烟尘扩散就把它排走，从根本上解决了焊工的吸烟问题。局部除尘净化系统由固定式除尘净化系统和移动式焊接烟尘净化器组成，前者适用于固定的焊接工作台的焊接烟尘净化，后者主要用于临时的移动式焊接作业。
（1）固定式局部除尘净化系统
设计焊接工位为4个，由于焊点不固定，特选用壁挂式万向吸气臂局部排尘，每个焊接工位吸尘罩距离焊接点控制在0.5m以内，将其4个焊接工位通过万向吸气臂将其连接至主管道，根据焊接烟尘的特性，焊点控制风速设置在1.2m/s-1.5m/s，设计除尘器过滤风量10000m3/h，系统工艺流程为：
焊点烟尘吸尘罩万向吸气臂系统主管道净化主机离心风机排放烟囱达标洁净空气
焊接烟尘净化系统主要由焊接除尘净化设备、除尘专用离心风机、吸尘管路、柔性吸气臂等构成。
（2）移动式焊接烟尘净化器
移动式焊接烟尘净化器轻巧灵活，操作方便，适用于临时性不固定点焊接。选用过滤风量为2400m³/h，功率2.2kw的ESD-2400移动式焊接烟尘净化器两台。
4.结论
防止焊接烟尘对操作人员的危害，防止烟气直接吸入人体肺部，操作工人必须按照要求穿戴防护服，需佩戴口罩，特殊焊接工位或在密闭场所还应该佩戴防毒面具。车间内配备有焊接辅助装置的场合，要具有自我保护意识。机械制造生产已经入大批量生产时代，焊接工作量很大会产生很多的烟尘和污染。粉尘和烟尘中含有大量有害的物质，造成焊接生产工作人员职业病的原因很多，车间设置科学合理的通风除尘系统，将会把有害物质浓度降到极限允许值范围之内，使作业环境达到车间卫生标准，排放浓度达到国家标准，大大改善焊接车间工人的劳动环境，减少工人职业病的发生。该焊接烟尘治理方案在满足生产工艺的情况下，合理进行了进、排风系统设计，以全面通风净化系统与局部除尘净化系统相结合的方式，将有害烟尘控制在允许浓度范围内，有效改善了车间工人的工作环境，以防止焊接职业病的发生。
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论文作者:谭智敏
论文发表刊物:《基层建设》2019年第6期
论文发表时间:2019/4/19
标签：烟尘论文; 车间论文; 浓度论文; 焦炉论文; 气体论文; 净化系统论文; 有害论文; 《基层建设》2019年第6期论文;