Зварювальний цех

Проектування вентиляції у зварювальному цеху

Під визначенням зварювальний цех (зварювальний пост, зварювальний кабіна) приймають виробничі, будівельні, ремонтні та інші приміщення, де розміщені зварювальні агрегати та проводяться роботи по зварці, різанні і наплавленні матеріалів.

У промисловості і будівництві використовується більше 60 видів зварювання, різання і наплавлення. Зварювання буває ручного, напівавтоматичного і автоматичного. Зварювальні роботи здійснюються на конвеєрах, механізованих лініях, на стапелях, на відкритому повітрі, в приміщенні, на різних висотах, в космосі та під водою.

В даний час на великих виробничих підприємствах застосовується такі види зварювання:

1. Напівавтоматичне зварювання в середовищі вуглекислого газу (65-70% від усього обсягу зварювальних робіт).

2. Зварювання під шаром флюсу (15-20% від усього обсягу зварювальних робіт).

3. Ручне зварювання за допомогою електродів (10% від усього обсягу зварювальних робіт).

4. Інші види зварювання (5% від усього обсягу зварювальних робіт).

Ручне зварювання і теплова різання сталевого і кольорового прокату (киснева, ацетиленовий, з застосуванням природних газів, плазмово-дугове та інше) є основними видами зварювання для багатьох підприємств народного господарства.

При виконанні зварювальних робіт виникає велика запиленість, загазованість, високий рівень шуму і сильне ультрафіолетове випромінювання.

Види зварювання розрізняють за ступенем шкідливості в наступному порядку: газове зварювання, дугове зварювання, зварювання вольфрамовим електродом в інертному газі, плазменно-дугове різання, зварювання, наплавлення.

1. Шкідливі речовини, які супроводжують процес зварювання.

Процес зварювання характеризується високим рівнем променистого і конвективного тепловиділення, запиленістю зварювального цеху дрібнодисперсного токсичним пилом і газовыделениями, які негативно впливають на організм людини. Висока температура зварювальної дуги викликає активне окислення і випаровування металу, флюсу і легуючих елементів, які утворюють дрібнодисперсний пил і тепловим потоком піднімається вгору. Зварювальний пил трохи осідає на стіни і розподіляється по висоті приміщення рівномірно. Зварювальний пил складається з оксидів заліза, марганцю, кремнію та інших сполук легуючих елементів. 

До найбільш шкідливих газів, що виділяються при зварюванні і різанні, відносяться оксиди азоту (особливо двоокис азоту), що викликають захворювання легень і органів кровообігу; оксид вуглецю (задушливий газ) — безбарвний газ, має кислуватий смак і запах; викликає втрату свідомості, задишку, судоми і ураження нервової системи; озон, що утворюється при зварюванні в інертних газах, швидко викликає подразнення очей, сухість у роті, біль у грудях; фтористий водень — безбарвний газ з різким запахом, що діє на дихальні шляхи і навіть в невеликих концентраціях викликає подразнення слизових оболонок.

Торированные вольфрамові електроди марки ВТ-10 і ВТ-15 виділяють при зварюванні оксиди торію і продукти його розпаду, що представляють радіаційну небезпеку.

Промениста енергія від зварювальної дуги, ультрафіолетова та інфрачервона радіація, викликають опіки відкритих частин тіла і перегрів організму, особливо влітку. Шум зварювання та ультразвукові коливання викликають погіршення слуху у працюючих.

2. Технічні особливості різних видів зварювання.

Електродугова автоматичне та напівавтоматичне зварювання і наплавлення під флюсом. Застосовується в машинобудуванні, характеризується гарною якістю зварного шва, високою продуктивністю, відсутності шкідливого випромінювання дуги. Зварювання під флюсом здійснюється зварювальної дротом, і зварний шов захищений шаром флюсу і розплавленого шлаку. При цьому запобігає розбризкуванню металу. Виділення пилу невелике.

Електрозварювання автоматична і напівавтоматична в середовищі захисних газів (вуглекислий газ, суміш вуглекислого газу і кисню, аргон). Зварювання в середовищі захисного газу найбільш поширений вид зварювання в промисловості і становить понад 70% від загального обсягу зварювальних робіт. При зварюванні дуга і зона плавлення захищені струменем захисного газу, який не взаємодіє з розплавленим металом і витісняє повітря із зони горіння. Шкідливі речовини при зварюванні в середовищі захисного газу це підвищена кількість окису вуглецю, значне виділення пилу, озону і сильна ультрафіолетова радіація. Напівавтоматичне зварювання в середовищі захисного газу високопродуктивна і дуже шкідлива для людини.

Мал.2. Напівавтоматична електрозварювання в середовищі захисних газів

великогабаритних деталей з верхнім місцевим відсмоктуванням.

Електрозварювання порошковим дротом. Напівавтоматична і автоматична зварювання порошковим дротом, яка складається з металевої стрічки, яка згинається в трубку і заповнюється рутиловим концентратом, залізним порошком, ферромарганцем, ферросиліціем і плавиковым шпатом.

Електрошлакове зварювання (ЕШС). Вид автоматичної зварювання металів великої товщини, без попередньої обробки кромок. Тепло, що виділяється в рідкій шлаковій ванні при проходженні зварювального струму, розплавляє кромки зварюваних деталей і присадочного електрода, рідка металева ванна і знаходиться над нею шлак піднімаються вгору, а твердіє в нижній частині метал утворює зварний шов. Цим способом зварюють, сталі різних марок і класів, жароміцні нікелеві сплави, титан, мідь, алюміній та їх сплави. Використовують його для наплавлення і облицювання чорних металів нержавіючими чи кольоровими металами. При даному виді зварювання робітник не знаходиться постійно в зоні шкідливих виділень і йому слід остерігатися сильних теплових випромінювань.

Контактне електрозварювання (у тому числі стикове, точкове і шовна). Цим способом зварюють сталеві, нержавіючі й кольорові метали та їх сплави. Метал нагрівається до пластичного стану пропусканням електричного струму великої сили через зварювані кромки, що забезпечує виділення тепла в місці контакту. Після нагріву місця з'єднання здавлюють значним зусиллям. Короткочасність розігріву виключає окислення з'єднуються місць, однак процеси супроводжуються іскроутворенням та викиданням бризок.

Роботи в зварювальному цеху супроводжуються значним виділенням пилу, тепла і шкідливих газів. Вентиляції зварювальних цеху - це комбінація місцевих витяжок від зварювальних постів, природна і механічна припливно-витяжна вентиляція призначена для видалення частини шкідливих речовин і асиміляції теплонадходжень.

Повітрообмін розраховують на розведення до ГДК всіх основних компонентів, що входять до складу зварювальних шкідливостей зварювальних матеріалів. У розрахунках приймають більше значення обсягу повітрообміну.

При газозварювальних роботах на нефіксованих робочих місцях у разі відсутності даних про характер оброблюваного матеріалу на 1 літр витрачається ацетилену необхідно подавати не менше 5 куб. м повітря. При наявності фіксованих місць на кожен зварювальний пост — 1200 куб. м/год при ручній різанні, 3000 куб. м/год при ручному зварюванні, 2000 куб. м/год при різанні на автоматах та напівавтоматах.

Гази та аерозолі, які утворюються при зварювальних роботах на нефіксованих робочих місцях і неуловленные місцевими відсмоктувачами, накопичуються у верхній зоні приміщення і залежно від сили зварювального струму і діаметру електроду зависають на певній висоті, званої оптимальної, звідки і випливає їх видаляти.

Не рекомендується розташовувати витяжні повітроводи (отвори) на відстані більше 1-2м від оптимальної висоти.

Для теплого періоду року необхідно проводити розрахунок повітрообміну по теплоизбыткам від сонячної радіації, яка надходить в зварювальний цех. Цей повітрообмін зазвичай вище отриманого розрахунком на розбавлення шкідливих виділень. Надходження додаткової кількості повітря досягається природним провітрюванням.

Для зварювальних цехів площею понад 500кв.м. слід проектувати повітряне опалення, поєднане з припливною вентиляцією, для цехів площею менше 500кв.м. достатні нагрівальні прилади, розраховані, як правило, тільки на чергове опалення.

Зварювальний пост (зварювальний кабіна) це обгороджена кабіна з відкритим верхом. В кабіні розміщується зварювальна установка, стіл або кондуктор, місцевий відсмоктувач і свариваемое виріб. У кабіні на один зварювальний пост вільна зона становить не менш 3кв.м.

Розміщення декількох зварювальних постів в одній кабіні не дозволяється.

В одній кабіні допускається робота двох зварників при зварюванні одного виробу.

Зварювальний цех або його ділянку необхідно розміщуватися в окремому приміщенні на першому поверсі будівлі.

Природна вентиляція зварювального цеху поділяється на два види:
1. Аерація.
2. Інфільтрація.

Аерація – це природний приплив повітря з вулиці, яким можна керувати, змінюючи просвіт вікон, аераційних ліхтарів і інших прорізів в огороджувальних конструкціях будівлі.

Інфільтрація також здійснюється за допомогою надходження повітряних мас зовні приміщення через прорізи, щілини і зазори, завдяки вітру, різниці температур і тисків, але відрізняється від аерації вона тим, що не керується людиною.
Всі приміщення зварювального цеху повинні бути обладнані системою природної вентиляції, яка забезпечує одноразовий обмін повітря в годину. Витяжку повітря при природній вентиляції слід проводити з верхньої зони приміщення.

6. Організація місцевих відсмоктувачів у зварювальному цеху.

Велика різноманітність видів зварювання і типів зварювального обладнання призвело до різноманіття конструкцій місцевих відсмоктувачів. Всі конструкції місцевих відсмоктувачів поділяються на п'ять груп:

1. Малогабаритні відсоси, які вбудовані у зварювальні автомати і напівавтомати. Характеризуються малою витратою повітря (50-200 куб. м/год), легкість і компактність.

2. Місцеві відсмоктувачі, які вмонтовані в стіл зварювальник. По розташуванню до столу зварника розрізняють верхній, нижній і комбінований місцевий відсмоктувач. Місцеві відсмоктувачі приєднуються до загальної витяжної системи зварювального цеху або мають самостійний вентилятор.

3. Місцеві відсмоктувачі, які вбудовуються в великогабаритні збирально-зварювальні стенди, кондуктори, установки та інше.

4. Поворотно-підйомні і портативні переносні місцеві відсмоктувачі для стаціонарних і нестаціонарних місць зварювання.

5. Спеціальні місцеві відсмоктувачі специфічні конструкції для плазмової і теплової різання.

Місцеві відсмоктувачі бувають простими або активованими. У простому відсмоктуванні пылегазоприемник приєднується до витяжного вентилятора і утворюється зона всмоктування для вловлювання шкідливих виділень. В активованому відсмоктуванні на додаток до всмоктуючих пристрою застосовується припливна струмінь, яка піддуває, шкідливі виділення до витяжного отвору. Припливна струмінь активованого відсмоктування працює як повітряна завіса, яка перешкоджає прориву шкідливих виділень в зварювальний цех.

Місцеві відсмоктувачі приєднані до стаціонарним або пересувним пылегазоприемникам або фильтровентиляционным агрегатів виконуються у вигляді воронки з косим зрізом. Для приєднання відсмоктувачів до витяжних установок застосовують полегшені еластичні шланги діаметром 75-100 мм.

Мал.6. Стаціонарні і мобільні витяжні і фильтровентиляционные

агрегати пропоновані АТ «СовПлім»

За напрямом видалення шкідливих речовин розрізняють нижні, бічні і верхні відсмоктувачі. Нижній відсмоктування, у вигляді перфорованої поверхні столу, перекидає факел шкідливих речовин вниз, не даючи йому досягти зони дихання зварника. Нижні відсоси ефективні при зварюванні дрібних і середніх деталей висотою до 100-150 мм

Бічний відсос - це отвори або панелі, які встановлені з протилежного боку до робочого місця зварника. Бічні відсмоктувачі широко застосовуються у виробництві на фіксованих робочих місцях.

Верхні відсмоктувачі виконують у вигляді воронок або парасольок. По витраті повітря ці відсмоктувачі економічні і швидкості повітря в зоні відсмоктування мінімальні. Однак піднімаються шкідливі речовини проходять крізь зону дихання зварника, що є великим недоліком верхніх відсмоктувачів.

7. Механічна вентиляція зварювального цеху.

При роботі в зварювальному цеху виділяється велика кількість шкідливого пилу і газів. Для видалення шкідливих продуктів зварювання в зварювальному цеху проектують і монтують припливно-витяжну вентиляцію, поєднану з повітряним опаленням для зимового часу. У зимовий період повітря подається в електрозварювальні цехи з температурою 10-12°С, в газозварювальні 15-16°С. У літній період перегрів повітря в робочій зоні допускається на 3°С вище зовнішнього повітря.

При проектуванні загальнообмінної вентиляції застосовується одна з таких схем.

1. Для приміщень висотою, близькою до оптимальної або вище її на 1-2 м: припливне повітря подається в робочу зону пристінними або панельними повітророзподільниками в повному об'ємі витяжки; витяжка з механічним спонуканням на оптимальній висоті, при цьому відстань у плані від всмоктувальних отворів до місць зварювання має бути не більше 5 м.

2. Для приміщень, що перевищують оптимальну висоту в 1,7 рази, і де неможливо розташувати повітроводи на оптимальній висоті: приплив з зосередженим випуском на висоті 5-7 м; механічна витяжка через шахти або дахові вентилятори у перекритті.

3. Для приміщень з великою висотою при повітрообміні понад 360 куб. м/год на 1 кв. м площі: приплив в робочу зону, як і в схемі 1; механічна витяжка через шахти або дахові вентилятори у перекритті.

Зосереджена подача повітря може здійснюватися компактними прямоточними струменями через повітророзподільники типу ПП, ВКГ. При цьому робоча зона буде омиватися зворотним потоком, швидкість якого не повинна перевищувати 0,2-0,5 м/с.

Організація подачі повітря в зварювальний цех виконується по одному з трьох варіантів:
1) подача струменя в горизонтальній площині, вздовж довжини або ширини зварювального цеху;
2) подача струменя вертикально вгору;
3) подача струменя вертикально вниз.

При горизонтальної подачі струменя швидкість потоку повинна бути рівною або більшою 0,1 м/с, щоб захопити забруднене конвективний потік, спрямований вгору.

Подача струменя вертикально вгору є найбільш сприятливою, так як пил і шкідливі гази рухаються в одному напрямку зі створюваним потоком.

Подача струменя вертикально вниз є найменш доцільною, так як пил і шкідливі гази перекидаються вниз і повертаються назад в робочу зону.

Відстань між місцем забору зовнішнього повітря на приплив і викидом використаного повітря з зварювального цеху має становити 15-20м. Для зварювальних цехів приплив повинен бути менше витяжки на 10%. Повітряні душі проектуються самостійними і не входять в систему припливно-витяжної вентиляції, зварювального цеху.

8. Система димовидалення і підпору повітря у зварювальному цеху.

При проектуванні вентиляції зварювального цеху передбачається в безумовному порядку система димовидалення з основних і допоміжних приміщень зварювального цеху і система підпору повітря на шляхах евакуації людей, тамбурах і сходових клітинах. Система димовидалення і підпору повітря складається з клапанів димовидалення, щільних сталевих повітроводів, покритих огнезадерживающим складом; бетонних або цегляних вертикальних шахт, вогнезатримуючих клапанів, вентиляторів димовидалення (радіальні, осьові або дахові радіальні).

При проектуванні вертикальні колектори або шахти систем димовидалення з приміщень надземної частини будівлі повинні мати межу вогнестійкості 0,75 год (EI 45). Всі інші повітроводи систем протидимного захисту повинні мати межу вогнестійкості не менше 0,5 год (EI 30).

Повітроводи систем підпору повітря при пожежі повинні мати межу вогнестійкості не менше 0,5 год (EI 30). Повітроводи систем підпору повітря на шляхах евакуації людей і сходових клітках повинні мати межу вогнестійкості 2,5 години (EI 150).

Мал. 8. Схема системи димовидалення з приміщень будівлі і система

підпору повітря на шляхах евакуації людей з палаючого будинку

Саме такі часові обмежувачі, які перевірені майже столітнім досвідом людства в сучасному будівництві, дозволяють мінімізувати початкові витрати на проектування та монтаж системи димовидалення. А при виникненні пожежі в зварювальному цеху, дозволяють його швидко загасити і мінімізувати його шкідливі наслідки для людини і навколишнього середовища.

Замовити проектні роботи систем вентиляції зварювального цеху за найкращою ціною

Наша компанія пропонує Вам високоякісне сертифіковане обладнання від провідних виробників вентиляційного устаткування. Крім того, у нас працюють фахівці з високою кваліфікацією з проектування, монтажу, пуско-налагодження та сервісного обслуговування всього вентиляційного обладнання, яке необхідно Вам для високоефективної і надійної роботи Вашої вентиляційної системи.

Наші пріоритети — це надійність, якість та ефективність, тому співпрацюючи з нами, Ви маєте можливість оцінити всі переваги роботи з професіоналами!