焊接實訓教室通風排煙方案淺析

喬立志

（平頂山高級技工學校，河南 平頂山 467000）

隨著科學技術社會經濟的飛速發展，焊接技術的應用日益廣泛，焊接技術成為各的熱門專業。由于焊接工藝過程中會產生大量的金屬煙塵、有毒氣體等，嚴重影響工作人員和周邊人員身體健康，必須對焊接教室進行通風換氣，排除和稀釋有害物，建立良好的焊接環境。因此，如何經濟有效對焊接教室進行通風排煙一直是個難題。本文結合焊接實訓教室的特點，將對國內各焊接實訓教室的通風排煙方式進行一定的分析和總結，供焊接實訓教室管理和設計人員參考。

1 焊接煙塵和和有毒氣體的形成與危害

1.1 焊接煙塵和有毒氣體的形成

在電氣焊接過程中都產生有害煙塵，包括煙和粉塵。我們知道，焊接電弧的溫度都在3000℃以上，特別是等離子焊接與切割，電弧溫度可以達到30000℃。氣焊與氣割時氧--乙炔火焰的溫度也高于3000℃。可見電氣焊接過程中在如此高溫下進行，就必然引起被焊金屬和焊材金屬元素的蒸發和氧化。被焊材料和焊接材料熔融時產生蒸汽在空氣中迅速氧化和冷凝，從而形成金屬及其化合物的細微顆粒。這些微粒飄浮在空氣中就形成了煙塵。

在電氣焊接區的周圍空間形成多種有毒氣體。特別是電弧焊接中在焊接電弧的高溫和強烈紫外線作用下，使空氣中的氧氣、氮氣、二氧化碳氣體離解，重新結合成臭氧、氮氧化物、一氧化碳等有毒氣體，在用堿性焊條焊接時，還會產生氟化氫氣體。

1.2 焊接煙塵和有毒氣體的危害

焊工長期接觸金屬煙塵，如果防護不良，吸進過多的煙塵，將引起頭痛、惡心、氣管炎、肺炎，甚至有形成焊工塵肺、金屬熱和錳中毒危險。煙塵還能引起像肺粉塵沉著癥，支氣管哮喘、過敏性肺炎、非特異性慢性阻塞性肺病，有些放射性粉塵還有致癌作用，有毒粉塵的吸入還可引起全身性中毒癥狀。

焊接產生的各種有毒氣體被吸入人體，都將對操作者產生危害。臭氧和氮氧化物對人的眼、鼻、喉、肺有刺激作用，特別是氮氧化物，能引起精神衰弱，如失眠、頭痛、食欲不振、體重下降，高濃度的氮氧化合物能引起急性中毒；一氧化碳引起人體缺氧甚至窒息；氟化氫能引起眼、鼻和呼吸道粘膜的刺激癥狀，嚴重時發生支氣管炎、肺炎等。

2 焊接實訓教室的特點

2.1 焊接實訓教室為了便于開展教學，使不同教學班級互不影響，往往教室面積較小，高度低，有些受條件所限，甚至是將普通教室改作焊接實訓教室，不利于焊接煙塵和有毒氣體的稀釋與排出。

2.2 焊接實訓工位密度大，人員集中，每個教學班級通常有二三十名學生上課，并且由于教學特點所互致，常出現多臺焊機同時施焊的情況，短時間內產生大量的焊接煙塵有毒氣體。

2.3 焊接工位一般采用固定式，相鄰工位之間采用隔離板形成相對封閉的空間，這樣使各個工位互不影響，能有效防止弧光輻射、熔渣飛濺的危害，但不利于空氣的流通，使區域內焊接煙塵和有毒氣體聚積。

2.4 所焊接的工件尺寸較小，常進行板對接焊、中小直徑管對接焊、角焊縫的焊接操作，焊縫長度一般在300mm以內，基本不涉及大型工件，這對焊接煙塵和有毒氣體的排出是有利的。

3 常見通風排煙系統及應用

目前，在現有的焊接工藝條件下，并不能從焊接工藝本身根本地消除焊接煙塵和有毒氣體。主要是從通風排氣上采取相應措施，來避免焊接煙塵和有毒氣體對操作人員的危害。結合焊接實訓教室特點，常用的通風措施有以下幾種。

3.1 固定全局式通風排煙系統

全局式通風也稱稀釋通風，一方面用清潔空氣，稀釋室內空氣物中的有害濃度，同時不斷把污染空氣排出室外，使室內空氣中有害物濃度不超過衛生標準規定的最高允許濃度。這種通風方式適合于面積不大，單跨式焊接實訓教室，在靠近焊接工位一側的墻壁或窗戶上，每個工位上方開洞，安裝一臺軸流風機，可以取得一定的排煙效果。其優點是成本較低，但焊接所產生的煙塵和有毒氣體在排除過程中還是會經過操作者周圍，對操作者產生一定危害，對于存在死角的部位，焊接煙塵和有毒氣體不易排出。并且焊接煙塵和有毒氣體直接排入室外，并沒有從根本上消除，對室外空氣造成污染。

3.2 中央固定式局部焊煙外排系統

此種方案是在焊接工作區域的每個工位上方安裝一定長度的萬向吸塵臂，使其活動半徑可完全覆蓋整個焊接工作區域。采用負壓吸收式，每個萬向吸塵臂的吸風罩在距焊接產煙點約30cm處將煙塵和有毒氣體吸走到主通風管路。主管路采用變徑的方式保證每個吸氣口風量、壓力均衡，最后與風機相連將煙塵和有毒氣體直接排出到室外。中央固定式局部焊煙外排系統的優點是從源頭上直接吸走有害煙塵和有毒氣體，不對操作者和教室內部產生影響；缺點和固定式全局式通風排煙系統一樣，會對室外空氣產生二次污染。

3.3 中央固定式焊接煙塵凈化系統

中央固定式焊接煙塵凈化系統是在中央固定式局部焊煙外排系統的基礎上，將萬向吸塵臂從焊接點收集到的煙塵和有毒氣體吸入到中央凈化主機，經過濾后將潔凈的空氣排入出來。此種方案既可保證徹底消除焊接煙塵和有毒氣體對操作人員的危害，又不對教室及室外空氣產生污染。但目前煙塵凈化系統成本造價較高，一般新建實訓教室或原有實訓教室改造，在經費允許的情況下，盡可能采用此種方案。

3.4 單點移動式焊接煙塵凈化系統

單點移動式焊接煙塵凈化系統是采用移動式煙塵凈化器，下方裝設有萬向輪，每臺裝置1～2個萬向吸塵臂，可以很方便的隨工作地點轉移。適合于單個工位和非固定工位的排煙排毒，例如鋼板熱切割下料、自動化焊接切割設備等。

影響焊接煙塵和有毒氣體排除的因素很多，筆者認為，焊接煙塵和有毒氣體的治理必須與實訓教室特點和焊接工藝相結合，各焊接實訓教室可針對不同的教室布局、焊接方法和實訓教學特點，因地制宜，采取合適的通風、排氣、凈化措施，才能使教室教室空氣更加清潔，也最大限度地保護操作人員的健康。