焊接煙塵治理新理念應(yīng)用

1. 焊接煙塵的危害

焊接煙塵中的主要有害物質(zhì)為Fe2O3、SiO2、MnO及HF等，其中含量最多的是Fe2O3，一般占煙塵總量的35.56%，其次是SiO2占10%～20%，MnO占5%～20%。焊接煙氣中有毒有害氣體的成分主要為CO、CO2、O3、NOX及CH4等，其中以CO所占的比例最大。

焊接產(chǎn)生的煙塵中，有很多金屬和非金屬微粒會對呼吸道產(chǎn)生刺激，使呼吸的人感到不適，嚴(yán)重的時(shí)候會產(chǎn)生焊煙中毒。重金屬微粒吸入肺中，會有微量沉淀，時(shí)間久了積累到了一定的量，易得矽肺病。

2. 常規(guī)焊接煙塵治理方法

（1）廠房整體通風(fēng)抽排 法 側(cè)面吹風(fēng)、上方抽風(fēng)把含塵空氣吹到廠房頂端，用風(fēng)機(jī)把含塵空氣抽排出去，如圖1所示。采用這種方法可以降低車間內(nèi)的煙塵濃度，對排煙有一定效果。特點(diǎn)：①投資較大，運(yùn)行成本高。②造成不必要的氣流及紊流影響工作質(zhì)量。③部分改善操作者附近的環(huán)境卻讓周圍環(huán)境更差。④對廠房空調(diào)系統(tǒng)影響很大，冬天車間會特別冷。⑤含塵空氣懸浮在空氣中的高度隨季節(jié)變化比較大。⑥適用于大多數(shù)工廠及氣候變化不大的地區(qū)。

（2）工位上方吸風(fēng)罩 在焊接工位的上方加上抽吸罩，可以做成移動的或者固定的兩種方式。在沒有側(cè)風(fēng)的影響下，可控并能捕捉到煙塵，如圖2所示。特點(diǎn)：①能起到通風(fēng)換氣的作用。②由于每個罩子下方需要形成一定的風(fēng)速，所以需要的風(fēng)量較大。③風(fēng)量大需要的過濾器也大，成本高且不便安裝，管道也比較粗。④煙塵在上升過程中仍經(jīng)過操作者的呼吸區(qū)。⑤適用場合：可以適用于工件比較小且工位相對固定的焊接區(qū)域，如焊接工件較大則要做成移動的。

圖 1

圖 2

3. 焊接煙塵源頭治理新理念應(yīng)用

通過對現(xiàn)有焊接煙塵治理方法的對比，從前期投資、運(yùn)行成本、除塵效果等方面進(jìn)行了綜合分析。最終這種新的環(huán)保焊槍源頭除塵方法被應(yīng)用到車間的焊接作業(yè)中。

（1）使用方法 焊接時(shí)把原有的普通焊槍換成環(huán)保焊槍（吸煙焊槍），如圖3所示。另外用軟管和鍍鋅鋼管連接到高負(fù)壓的主機(jī)上面即可，如圖4所示。

（2）功能分析 ①除塵系統(tǒng)與焊槍一體，吸煙口在焊槍前端，永遠(yuǎn)跟隨著焊煙源移動。②發(fā)煙點(diǎn)及時(shí)抽排，減少了對人體的危害。③抽吸效果不受溫度、濕度的影響，受側(cè)風(fēng)影響也非常小。④低空氣流量，降低了總體能耗，冬天減少了換氣量，節(jié)約了補(bǔ)充熱空氣的成本。⑤方便靈活，易于安裝和移動。⑥主機(jī)過濾器對焊煙中的粉塵具有過濾作用，減少對空氣的污染。⑦需要購置專門的環(huán)保吸煙焊槍，焊槍與原有焊槍有一些區(qū)別，需要工人及相關(guān)人員對之有適應(yīng)過程。⑧適用場合：各種氣體保護(hù)焊焊接領(lǐng)域。

（3）工作原理 系統(tǒng)由真空主機(jī)（含過濾器及控制系統(tǒng)）及管道、真空閥門、軟管及焊槍五個主要部分組成，當(dāng)有任一臺焊機(jī)開始工作時(shí)，真空閥門通過其固定在焊機(jī)上的感應(yīng)裝置感應(yīng)到信號，啟動高真空閥門，閥門上的感應(yīng)開關(guān)同時(shí)傳信號給主機(jī)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程啟動；在主機(jī)負(fù)壓的作用下焊接產(chǎn)生的煙塵被極高的風(fēng)速帶到焊槍的風(fēng)管內(nèi)，然后通過軟管閥門管道，通過可以防火花的旋風(fēng)分離器對大的焊渣、火花進(jìn)行預(yù)分離，然后到達(dá)主機(jī)，主機(jī)過濾器的一級預(yù)分離功能再次對含塵空氣中的火花及大型顆粒進(jìn)行一次預(yù)分離，然后細(xì)微的粉塵附著到過濾器上。當(dāng)過濾器上的灰塵過多，需要清理時(shí)，主機(jī)的控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對過濾器的全自動清灰，把灰塵吹落到灰塵袋中，當(dāng)袋中的灰塵過多時(shí)，主機(jī)報(bào)警，然后人工停掉主機(jī)，倒掉灰塵即可。主機(jī)在運(yùn)行過程中，若某臺焊機(jī)停止工作，相對應(yīng)的閥門也隨之延時(shí)10s關(guān)閉，達(dá)到節(jié)能的效果，當(dāng)所有工人停止工作時(shí)，主機(jī)接收不到焊機(jī)的信號，主機(jī)就處于待機(jī)狀態(tài)，一直到有焊機(jī)重新啟動時(shí)，主機(jī)重新開始工作。

（4）主機(jī)功能 系統(tǒng)主機(jī)具有過載保護(hù)，手動或者自動（遠(yuǎn)程）啟動功能。風(fēng)量過小時(shí)，補(bǔ)償閥補(bǔ)償空氣功能，滿足主機(jī)最小運(yùn)行風(fēng)量要求200m3/h。

全自動定時(shí)清灰功能：灰桶內(nèi)具有壓力平衡器，保持灰袋兩端壓力平衡。

滿灰報(bào)警功能：當(dāng)灰桶內(nèi)的灰塵超過設(shè)定值時(shí)，過濾器會發(fā)出警報(bào)，提示灰桶滿灰了。

變頻器+PLC控制軟啟動，保護(hù)電動機(jī)不受損害，延長電動機(jī)壽命，能耗隨使用點(diǎn)多少變化而變化。

壓差報(bào)警功能：出廠設(shè)定好濾芯需要更換時(shí)的壓差，當(dāng)濾芯兩端的壓差超過設(shè)定值時(shí)，系統(tǒng)會報(bào)警，提示該更換濾筒了。

溫控報(bào)警功能：溫控及報(bào)警器安裝在濾筒的上方，當(dāng)過濾器內(nèi)超過一定溫度時(shí)，報(bào)警器會發(fā)出警報(bào)，并且自動停機(jī)。

主機(jī)為變頻器控制恒壓運(yùn)行，工作壓力可以調(diào)節(jié)，使用的工作點(diǎn)越少，主機(jī)功率越低，使用點(diǎn)越多，主機(jī)功率越大

（5）節(jié)能效果 吸煙焊槍除塵系統(tǒng)的主機(jī)運(yùn)行功率是隨著工作焊槍的數(shù)量減少而降低的。例如主機(jī)型號為：MK－V30的最大功率為30kW，可以滿足40個焊點(diǎn)同時(shí)工作，但當(dāng)同時(shí)工作的焊點(diǎn)數(shù)量減少時(shí)，主機(jī)的功率也隨著降低，最低時(shí)可以降到8~10kW。焊點(diǎn)數(shù)量的多少可以通過焊槍開關(guān)處的感應(yīng)系統(tǒng)來控制，當(dāng)一個焊槍焊接結(jié)束時(shí)，松開焊槍開關(guān)后，進(jìn)行10s的延時(shí)吸煙后，通過感應(yīng)系統(tǒng)，就可以停止此焊槍的煙塵抽排，來降低主機(jī)的運(yùn)行功率，從而降低耗電量。

圖 3

圖 4

4. 結(jié)語

環(huán)保焊槍除塵系統(tǒng)已經(jīng)運(yùn)行一年多的時(shí)間，除塵效果得到焊接操作者的認(rèn)可。不僅有效排除了車間的焊接煙塵，保護(hù)操作者身心健康，而且節(jié)能效果顯著，與常規(guī)除塵方式相比可節(jié)能約20%。