Wentylacja i oczyszczanie powietrza w spawalnictwie ?· Wentylacja i oczyszczanie powietrza w spawalnictwie…

Embed Size (px)

Text of Wentylacja i oczyszczanie powietrza w spawalnictwie ?· Wentylacja i oczyszczanie powietrza w...

74 Wentylacja i oczyszczanie powietrza

w spawalnictwie

Aleksander Grimitlin Asocjacja AVOK Nord-West, Rosja

1. Wstp Gwnym technologicznym celem wentylacji w pomieszczeniach pro-

dukcyjnych jest przestrzeganie sanitarnych wymaga stawianych jakoci powie-trza bezporednio na stanowisku roboczym. Wentylacja nawiewno-wywiewna w wielu przypadkach nie potrafi tego zapewni. Charakterystycznym przyka-dem tego jest spawalnictwo.

Technologiczny proces spawania w maym stopniu nadaje si do auto-matyzacji, dlatego przewaa w nim praca rczna. Przy takim rozwizaniu spa-wacz znajduje si w bezporednim kontakcie z wydzielajcymi si substancjami szkodliwymi dla zdrowia czowieka. Z bada statystycznych mona wniosko-wa o gwatownym wzrocie zawodowej zachorowalnoci w spawalnictwie, na przykad liczba zachorowa zawodowych wrd elektrospawaczy w cigu ostatnich 1520 lat wzrosa prawie dwukrotnie. Wedug tego wskanika zawd spawacza przesuwa si na jedno z czoowych miejsc. Gwn przyczyn rosn-cej liczby zachorowa jest niedostateczna efektywno instalacji odcigw miejscowych lub ich brak.

Innym problemem, ktry si zaostrzy na pocztku 90 lat XX wieku i pozostaje aktualny do dzi, jest problem oszczdzania energii w systemach wentylacji produkcyjnych budynkw. Udzia zuycia energii na cele ogrzewa-nia i wentylacji w przemyle wynosi do 30% w bilansie cieplnym rozwinitych krajw. Ten wskanik bilansu cieplnego spowodowany jest rosncymi wyma-ganiami w zakresie intensywnoci wymiany powietrza w pomieszczeniach pro-dukcyjnych. W pomieszczeniach mieszkalnych krotno wymiany powietrza wynosi na og 0,30,5, w budynkach uytecznoci publicznej (kina, teatry),

Aleksander Grimitlin

1018 rodkowo-Pomorskie Towarzystwo Naukowe Ochrony rodowiska

stanowi 35. Natomiast w pomieszczeniach z technologi spawalnicz ta war-to siga 1020.

Gwn rezerw zmniejszenia energochonnoci instalacji wentylacyj-nych jest obnienie przepyww powietrza w instalacjach nawiewnych i wy-wiewnych z zachowaniem ich efektywnoci pod wzgldem zapewnienia para-metrw w strefie oddychania. Zatem zagadnienie uzdrowienia powietrza na stanowiskach roboczych przy pomocy wentylacji ma priorytetowe znaczenie gospodarcze i socjalne.

Jednym z rozwiza zapewniajcych czysto powietrza na stanowisku roboczym jest pojawienie si samomocujcych, gitkich przewodw z lejkiem zasysajcym. Pozwala to maksymalnie przybliy si do rda wydzielania si szkodliwych substancji, i umoliwia atwe przesunicie lejka w razie potrzeby. Szerszemu zastosowaniu omawianych urzdze sprzyja: opracowanie nowych materiaw wkninowych, stosowanych podczas fil-

trowania powietrza wywiewanego i nawiewanego; opracowanie udoskonalonych paneli do rozdziau powietrza, pozwalajcych

stwarza strefy czystego powietrza na ustalonych stanowiskach roboczych. Z kolei wysokoefektywne metody oczyszczania powietrza pozwalaj

szerzej stosowa recyrkulacj wywiewu w wentylowanych pomieszczeniach. Natomiast w wentylacji nawiewno-wywiewnej na wiksz skal stosuje si doprowadzanie nawiewanego powietrza do strefy roboczej metod zatopienia.

2. Opracowanie udoskonalonych odcigw miejscowych W procesie spawalniczym emitowane s substancje szkodliwe: tak

zwany aerozol spawalniczy, fluorek wodoru, mangan, tlenek wgla i wiele in-nych. rdo wydzielania si tych substancji (uk spawalniczy) jest bardzo ma-e. Konwekcyjny strumie gazw nad wykonywanym szwem spawanym i ca-ym nagrzanym wyrobem przechwytuje te substancje i niesie je ze sob w gr. Temu procesowi towarzyszy intensywne mieszanie si z otaczajcym powie-trzem. W przypadku braku lokalnej wentylacji wywiewnej szkodliwe substancje nieuchronnie przechodz przez stref oddychania spawacza.

Powstajcy podczas spawania lub cicia metali aerozol charakteryzuje si bardzo wysokim stopniem dyspersji: ponad 90% czstek (wagowo) maj prdko wznoszenia mniejsz ni 0,1 m/s. Dlatego te czstki aerozolu nie osiadaj, a atwo unoszone s przez strumienie powietrza, prawie tak samo jak gazy.

Przy takim charakterze rozprzestrzeniania si szkodliwych substancji nie sposb zmniejszy ich stenie w strefie oddychania na roboczym stanowi-

Wentylacja i oczyszczanie powietrza w spawalnictwie

Tom 11. Rok 2009 1019

sku spawacza lub skrawacza do dopuszczalnych wartoci, stosujc wycznie metody wentylacji nawiewno-wywiewnej. Osign to mona tylko przy pomo-cy wycigu miejscowego, czyli przechwytujc szkodliwe substancje bezpored-nio przy rdle ich powstawania. Im bliej rda bdzie usytuowany wycig, tym mniejsza objto odsysanego powietrza zapewni niezawodne przechwy-tywanie toksycznych substancji.

Konieczno maksymalnego zblienia zasysajcego lejka do rda szkodliwych substancji uzasadniona jest aerodynamik zasysania: ju na odle-goci jednej rednicy otworu (lejka) efekt zasysania staje si znikomy.

Wspomniane wyej gitkie przewody pozwalaj opracowa udoskona-lone konstrukcje wycigw. Przystosowane s one do maksymalnego zblienia ku rdom wydzielenia si toksycznych substancji oraz atwego przemieszcza-nia i samodzielnego mocowania w dowolnym punkcie przestrzeni. Jedn z wio-dcych instytucji opracowujcych i produkujcych sprzt tego rodzaju jest Na-ukowo-produkcyjne Przedsibiorstwo Ekojurus-Wento (Sankt-Petersburg, Rosja), ktrego wyniki bada i dowiadczenia licznych wdroe w kraju i za-granic przedstawione s w niniejszym artykule.

Mobilno i atwo mocowania leja sscego zapewnia si dziki ist-nieniu w konstrukcji ciernych sprzgie i przegubu. Konstrukcja produkowa-nych urzdze pozwala wybiera sposb ich mocowania (dolny lub grny).

Rozmaito przemysowych technologii spawania, a take samych spa-wanych wyrobw wymagaa opracowania duej iloci rnych konstrukcji lo-kalnych urzdze odcigowych. Te urzdzenia mona sklasyfikowa w postaci nastpujcych grup: obrotowo-unone samomocujce urzdzenia odcigowe; przenone odcigi z uchwytami; odcigi miejscowe wbudowane do sprztu spawalniczego; odcigi miejscowe wbudowane do osprztu stanowisk roboczych, zautoma-

tyzowanych i zmechanizowanych linii produkcyjnych; odcigi miejscowe obsugujce zrobotyzowane instalacje spawalnicze.

Obrotowo-unone urzdzenia odcigowe s najbardziej uniwersalne

i stosowane mog by w kadego rodzaju pracach spawalniczych, zarwno w warunkach stacjonarnych, jak i niestacjonarnych. Takie urzdzenie ma lejek odcigowy, ktremu moe by nadane dowolne pooenie w przestrzeni za po-rednictwem przegubw i cigien. Przy pomocy gitkiego regulowanego rka-wa odcig podcza si do magistralnego przewodu zcentralizowanej instalacji wywiewnej (rys. 1), bd do indywidualnego agregatu wentylacyjnego, czy filtrujco-wentylacyjnego (rys. 2).

Aleksander Grimitlin

1020 rodkowo-Pomorskie Towarzystwo Naukowe Ochrony rodowiska

Rys. 1. Ssce rami obrotowe w skadzie zcentralizowanej instalacji wywiewnej Fig. 1. The rotary-lifting device as a part of the central exhaust system

Rys. 2. Urzdzenie z sscym ramieniem obrotowym i z autonomicznym blokiem

filtrujco-wentylacyjnym Fig. 2. The rotary-lifting device with the self-contained filtering&ventilating unit

Wentylacja i oczyszczanie powietrza w spawalnictwie

Tom 11. Rok 2009 1021

Wykorzystanie konsoli, wzw teleskopowych i przegubw pozwala atwo przemieszcza i ustala odcig w optymalnym pooeniu. Jeden odcig moe obsugiwa stref o promieniu do 8 m od miejsca jego podczenia (np. do przewodu wywiewnego).

Wanym parametrem charakteryzujcym eksploatacyjne walory mobil-nego urzdzenia wentylacyjnego jest strefa efektywnego przechwytywania szkodliwych substancji, czyli odlego od rodka lejka zasysajcego, na ktrej efektywno ta wynosi nie mniej ni 80% bez dodatkowego przemieszczenia odcigu w przestrzeni.

W sposb dowiadczalny ustalono, i odlego ta nie powinna przekra-cza 300 mm, natomiast minimalna wysoko usytuowania odcigu nad wyro-bem, wynikajca z technologii robt spawalniczych, wynosi 400 mm.

W trakcie wykonania robt spawalniczych w trudnodostpnych miej-scach (cysterny, zbiorniki z wskim wazem itp.), a take w przypadku spawa-nia konstrukcji o duych gabarytach optymalnym rozwizaniem jest stosowanie ssawek z uchwytami magnesowymi.

Urzdzenie Sprut (rys. 3) skada si z pojedynczej lub podwjnej bel-ki konsolowej, na ktrej umocowany jest gitki rkaw ze ssawk.

Rys. 3. Odsysacz z uchwytem magnesowym na belce konsolowej

Fig. 3. The device with the magnetic holder on a console beam

W peni autonomiczne urzdzenie a (rys. 4) skada si z wentylato-

ra, gitkiego rkawa i ssawki, ktr mona mocowa na powierzchni metalowej przy pomocy magnesu bezporednio w pobliu rda wydzielania si substan-cji szkodliwych.

W technologii spawania wstpny rozkrj metali wykonuje si przy po-mocy maszyn do przecinania gazowego, tlenowego lub plazmowego. W trakcie dalszej obrbki wyrobw wykorzystuje si rwnie przecinanie rczne.

Procesom termicznego cicia metali towarzyszy wydzielanie si drobno zdyspergowanych pyw i gazw. Czstki o rozmiarze poniej 5 m stanowi ok. 98%. Ilo wydzielajcych si substancji szkodliwych i ich skad zaley od

Aleksander Grimitlin

1022 rodkowo-Pomorskie Towarzystwo Naukowe Ochrony rodowiska

gatunku przecinanego metalu oraz trybu przecinania i podawane s w literaturze poradniczej.

Rys. 4. Odsysacz przestawny z uchwytem magneso-wym i autonomicznym wentylatorem

Fig. 4. The device with the magnetic holder and the self-contained fan

Rozprzestrzenianie si powstajcego aerozolu podczas przecinania wy-

znacza strumie gazowy, ktry chwyta i unosi go ze znaczn prdkoci. Te warunki naley uwzgldnia dobierajc optymalny sposb lokalizowania szko-dliwych substancji.

Podczas cicia blach metalowych na specjalnych stoach zasadniczy schemat przechwytywania aerozolu polega na odsysaniu zanieczyszczonego powietrza z pod przecinanej blachy