СОВРЕМЕННЫЕ СРЕДСТВА ЗАЩИТЫ СВАРЩИКОВ

Вентиляционное оборудование, выпускаемое в Унраіне

В Унраине и других государствах бывшего СССР в конце 80-х и в на­чале 90-х гг. широкое распространение находили ФВА «Мрія-l» и «Мрія-2», разработанные инженерным центром «Экология в свароч­ном производстве к (Одесса) совместно с Институтом злектросварни

Цр І її Няниш и '‘«іумсним заводом «Бытмаш», а также «Бриз» и і s «і|**и)іма и ОКБ Киевского НИИ медицины труда.

• *ри#ні« пьмускались переносные малогабаритные ФВА моделей *'ІНИ У'М («Мрія-l») и УФП2-УХЛ4 («Мрія-2»), служащие для очистки іммдуха от твердой составляющей сварочного аэрозоля (ТССА) и газооб - рп« ных соединений фтористого водорода и четырехфтористого кремния, выделяющихся при использовании сварочных материалов, которые содер­жат в своем составе фтористый кальций и другие соединения фтора. Очи - стна воздуха от ТССА в этих установках основана на его механической фильтрации через слой противоаэрозольного материала типа ФГІ, а газо­образных фторидов— через второй слой из композиционного сорбцион - но-фильтрующего ионообменного материала. ФВА «Мрія-l» имеет пнев­матический побудитель тяги (эжектор), работающий от системы сжатого воздуха с давлением (3-5)х105 Па. В ФВА «Мрт-2» применяют электровен­тилятор мощностью 0,6 кВт. Производительность установки составляет не менее 100 м3/ч, степень очистки воздуха от ТССА—99,9%, масса 16 кг.

ФВА «Бриз» по техническим характеристикам нескольно отличается от установон модели «Мрія-l». У них в фильтрующем блоне использо­вано постоянное магнитное поле, притягивающее частицы СА, которые осаждаются на лавсановой ткани. Степень очистни от ТССА составляет не менее 95%.

ФВА «Киев-1» и «Киев-2» относят к классу передвижных установок большой производительности. Начальная производительность этих ФВА составляет 1000 м3/ч, радиус зоны обслуживания 0,5—4,0 м, мощность элентровентилятора 1,1 кВт, масса 140 кг. Имеется также вторая компо­новка установон «Киев»— стационарная настенная без фильтра, уда­ляющая загрязненный сварочными аэрозолями воздух в систему обще­обменной вентиляции. ФВА обеих компоновок имеют воздуховод с на­ружной сбалансированной рычажной системой, позволяющей легко пе­ремещать в пространстве и фиксировать в требуемом положении воз­духозаборную воронку.

Вентиляционное оборудование «Темп». В последнее время широкую по­пулярность завоевывает вентиляционное оборудование нового поколения, разработанное в ИЭС им. Е. О. Патона совместно с МНТЦ «Темп»: передвиж­ной ФВА «Темп-2000», вентиляционный агрегат «Темп-2000М», стационар­ная настенная фильтровентиляционная система на различное количество рабочих мест (на основе ФВА «Темп-2000») (26), низковольтный переносной вентиляционный агре ат (ПВА) «Темп-НВ» и ФВА «Темп-НТ».

Конструкция ФВА «Темп-2000» [27] обеспечивает высокую эффек­тивность улавливания СА специальным вентиляционным блоном, удоб­ную очистку фильтра и довольно длительный срок его службы за счет сочетания методе ротационного осаждения твердых частиц азрозопя с механической фильтрацией тканевым фильтром.

ФВА «Темп-2000» включает вентиляционный блок, тканевый рукав­ный фильтр, бункер для сбора осажденной ТССА, передвижную тележ­ку и воздуховод с фиксирующим устройством (рис. 12).

Рыс. 12 Передвижной ФВА «Темп»-2000»

Вентиляционный блок состоит из корпуса специальной конструк­ции, электродвигателя и радиального вентилятора.

Фильтр представляет собой цилиндрическую емкость (рукав) из ткани. В зависимости от назначения ФВА укомплектовывают фильтрующими эле­ментами из тканей различных марок: в одних случаях тольно для очистки воздуха от ТССА, в других— от ТССА и некоторых газообразных компонен­тов СА (фтористого водорода, тетрафтор истого кремния, оксидов азота и озона). В качестве фильтрующего элемента для улавливания ТССА можно использовать ткань ФПП, технические фильтровальные ткани, лавсан и др. Для очистки воздуха от газов используют специальные сорбционно-фильт - рующие ионообменные волокнистые материалы в виде второй ступени (слоя) комбинированного фильтра. Фильтрующий элемент прикреплен к вентиляционному агрегату хомутом, позволяющим быстро производить его замену.

Бункер д ля сбора осажденной ТССА представляет собой цилиндрическую емкость, нижняя часть которой состоит из металла, а верхняя — из тканевого фильтрующего материала, что позволяет увеличить площадь рабочей по­верхности фильтрующего элемента и, соответственно, срок его службы.

Воздуховод для улавливания загрязненного воздуха состоит из при­емной воронки, двух секций металличесних труб диаметром 120 мм, со­единенных между собой на изгибе гофрированным гибким шлангом, и подвижных шарнирных устройств для фиксации воздуховода в раз­личных положениях.

Корпус ФВА располагают на тележке с колесами для передвижения агрегата при изменении места сварни, что необходимо при сварке крупногабаритных конструкций.

Специальная конструкция вентиляционного агрегата позволяет одно­временно с перемещением загрязненного аэрозолем воздуха очищать его от крупных частиц ТССА. Загрязненный воздух поступает во всасы­вающее отверстие воздуховода и проходит через межлопастные каналы всасывающего рабочего колеса. Частицы ТССА под действием центро­бежных сил прижимаются к поверхности колеса и проснакивают в по­лость между корпусом и рабочим колесом, попадая в кольцеобразный пылеприемник и далее в бункер для пыли.

Более мелкие частицы ТССА с воздушным потоком поступают в верхнюю часть агрегата на рукавный тканевый фильтр, где происходит очистка воздуха и выброс в атмосферу. Применяемый в ФВА вентиля­тор с электродвигателем мощностью 1,1 кВт дает возможность удалять воздух в объеме 1500 мэ/ч при расположении воздухопривмной ворон­ки на расстоянии, не мешающем работе сварщика, что позволяет обес­печить практически полное улавливание С А

Регенерация (очистна) фильтрующего элемента от осажденной на нем пыли осуществляется автоматически в момент включения и вы­ключения электрического питания агрегата.

Противогазовый сорбционно-фильтрующий элемент не регенери­руется и требует периодической замены вместе с противопыпевым фильтрующим элементом, когда существенно снижается эффектив­ность очистки воздуха.

Преимущество ФВА данной конструкции заключается в том, что при­меняемое в ней предварительное ротационное осаждение крупных час­тиц ТССА частично исключает забивание мельчайших пор фильтра крупными частицами, резко снижающее фильтрационную способность (за счет повышения аэродинамического сопротивления). Поэтому ем­кость и срок службы рукавного фильтра повышаются. Кроме того, мел­кие частицы ТССА укрупняются еще в вентиляционном блок в за счет их коагуляции при прохождении зоны ротационного осаждения, что также уменьшает количество ТССА, поступающего на рукавный фильтр.

Техничвсная характеристика ФВА шТемп-2000»:

TOC o "1-5" h z Производительность удаления воздуха, ^/ч......................................................................................................... 1500

Степень очистки воздуха (фильтр ФПП-15-1,5), %, не ьенее........................................................................ 99

Разрежение на в^оде в воздуховод, Па................................................................................................................... 1500

Мощность электродвигателя, кВт..................................................................................................................................... 1.2

Напряжение питания, В (трехфазное)..................................................................................................................... 380

Площадь рабочей поверхности фильтрующего элемента. ........................................................................ 0,8

Срок службы фильтра (ФПП-15-1,5), мес........................................................................... *.......................................... 1

Габаритные размеры (без воздуховода), мм.............................................................................. 1000<750х500

Масса, кг. не более......................................................................................................................................................................... 55

В комплект поставки входят запасные фильтры, обеспечивающие рабо­ту ФВА в течение года. Изготовитель по отдельным заказам обеспечивает поставленный им ФВА сменными фильтрами в необходимом количестве.

Испытания ФВА со штатными фильтрами ФПП-15-1,5 показали, что данные фильтры обеспечивают степень очистки воздуха не менее 99%. При использовании в качестве фильтрующего элемента опытной технической фильтровальной ткани украинского производства степень очистки воздуха составляла 90%. При этом срок службы фильтра уве­личился примерно до двух месяцев.

Особенностью вентиляционного агрегата «Темп-2000М» является универсальное крепление, позволяющее устанавливать его как на ста­ционарных, так и на нестационарных сварочных постах на полу или на стене (рис. 13). Он имеет выходной патрубок для подключения к возду­ховоду. отводящему выбрасываемый воздух за пределы цеха или в систему очистни.

На основе ФВА «Темп-2000» разработана стационарная настенная фильтровентиляционная система на различное (по требованию заказ­чика) количество рабочих мест (рис. 14). Воздуховоды этой системы ус­тановлены в нижнем положении и имеют специальное фиксирующее шарнирное устройство, позволяющее устанавливать его в требуемом для полного улавливания СА положении.

Результаты производственных испытаний показали, что ФВ «Темп - 2000» можно применять в цеховых условиях при сварке: полуавтомати­ческой в защитных газах, ручной дуговой покрытыми электродами, осо­бенно с фтористо-кальциевым покрытием, высоколегированных сталей, чугуна и цветных металлов.

Окупаемость затрат за счет двух - трехкратного снижения объемов вентиляции и связанной с этим экономией электроэнергии и тепла в зимний период составляет 5-12 мес. в зависимости от вида сварки, применяемых материалов и интенсивности сварочных работ.

Низковольтный переносной вентиляционный агрегат «Темп-НВ» (рис. 15) предназначен для удаления загрязненного воздуха при прове­дении сварочных, покрасочных, зачистных и других работ в недоступных для обычного вентилирования закрытых пространствах (внутри цистерн, емкостей, магистральных трубопроводов и т. п.). Этот агрегат можно ис­пользовать для удаления взрывоопасных и горючих газов из таких про­странств перед проведением в них сварочных работ, а танжв для нагне­тания чистого воздуха. ПВА «Темп-НВ» можно применять в полевых ус­ловиях, питая его от бортовой электрической системы автомобиля. При необходимости агрегат комплектуют фиксатором для забора воздуха (при нагнетании) с высоты 3 м.

Рис. 15. Низковольтный переносной вентиляционный агрегат «Темп-НВ»

Основными составными частями ПВА «Темп-НВ» являются корпус, вклю­чающий вентиляционный агрегат, блок питания и гибний воздуховод.

Вентиляционный агрегат внлючает низковольтный двигатель посто­янного тока марки МВ-67 и осеаую девятилопастную нрыльчатну. Вен­тиляционный агрегат выполнен в закрытом взрывозащищенном ис­полнении. Низкое напряжение питания электродвигателя снижает ве­роятность образования искр. Корпус агрегата имеет два отверстия для подсоединении воздухозаборного шланга: одно— для удаления за­грязненного воздуха, другое — для нагнетания чистого. Его крепят на подставку, с помощью которой агрегат перемещают с одного места на другое. Двигатель соединен с блоком питания двухжильным силовым кабелем длиной 25 м.

Блок питания PS-50 агрегата представляет собой нестабилижроеа неточна напряжения постоянного тока, преобразующий переменный ток напряжением 220 В частотой 50 Гц в постоянный напряжением 24 В. Он собран в металлическом корпусе, включает трансформатор, устройство принудительного охлаждения и автоматический выключатель с двумя степе­нями защиты (токовой и тепловой).

Гибкий воздуховод диаметром 200 мм и длиной 20 м состоит из десяти отдельных секций, соединенных между собой стальными цилиндрами с помощью хомутов, и воздухозаборной воронки. На входе в воронку установлена искрогасящая стальная сетка. Воронка может быть снабжена магнитным или электромагнитным фиксатором. Гибкие участки воздуховода изготавливают по оригинальной технологии, разработанной специалистами Унраинсного НИИ синтетических волокон и МНТЦ«Темп». Они представляют собой двухслойные гибкие шланги, основой (внутренней частью) которых является негорючий фольгированный воздуховод. Внешняя часть воздуховода— негорючее полиэфирное вязанное полотно, обтягивающее внутреннюю фольгированную часть, с вплетенной металлической проволокой в количестве 1,5% от массы полотна. Это позволяет помимо повышения износостойкости воздуховода обеспечивать снижение электрического сопротитвления полотна с 4-Ю3 до 1,5-10* Ом для предотвращения возможной искрогенерации за счет снятия статического заряда

Техническая характеристика ПВА шТемп-НВ»:

Производительность удаления (нагнетания) воздуха, tfh

Мощность электродвигателя, кВт......................................................................................

Напряжение питания (переменный ток), В...............................................................

Напряжение на выходе преобразователя, В..........................................................

Масса, иг, не более........................................................................................................................

Агрегат можно использовать в широком диапазоне температур окружающей среды: от-40 до +50 °С.

При работе агрегат устанавливают в непосредственной близости от места проведения сварочных или других работ. Воздухоприемную воронку подводят на расстояние 30-60 см от зоны сварочногй дуги или другого источника выделения вредных веществ. В случае откачки (накачки) воздуха из рабочей емкости воздухоприемную воронку помещают внутрь. Воронку можно крепить с помощью рукавного приспособления или магнита (в зависимости от требований заказчика).

Агрегат включают с помощью тумблера до начала сварочных работ и выключают после их окончания.

Особенностью конструкции ФВА «Темп-НТ» является то, что в его со­став входит часть ФВА «Темп 2000» — вентиляционный агрегат с фильт­ром и часть ПВА «Темп-НВ* — гибкий воздуховод и преобразователь тока (рис. 16). Агрегат предназначен для удаления сварочных и других аэрозолей или пыли и для очистки от них воздуха. Благодаря низко­вольтному взрыво - и пожаробезопасному исполнению можно приме­нять для сбора пыли ео взрывоопасных условиях. В зависимости от на­значения установку комплектуют соответствующими фильтрами.

Техническая характеристика ФВА «Темп-НТ»:

Производительность удаления воздуха, М*/ч................................................................................... .1500-2000

TOC o "1-5" h z Мощность электродвигателя, кВт... 1,2

Напряжение питания, В............................................................................ ........................................................................ 220

Напряжение на выходе преобразователя, В...24

Длина воздуховода, м 9

Диаметр воздуховода, м... . ... ..150

Масса, нг, не более..................................................................................................................................................................... .36

Вентиляционное оборудование «Шмель». В СИТБ Физико-химиче­ского института им. А. В. Богатского НАН Украины совместно с ИЭС им. Е. О. Патона разработан комплект вентиляционного оборудова­ния различного назначения: передвижной ФВА «Шмель-350Ж ►, пере­носной ФВА «ОСА-300» и передвижной вентиляционный агрегат (ПВА) «Шмель-2500» [27-29J. В последнее время Н. И. Ильинским (Одесса) разработана еще одна оригинальная модель ФВА системы «Шмель» — «Шмвль-1500» [30].

Одной из основных эксплуатационных характеристик ФВА является срок службы применяемых в них для очистки воздуха фильтрующих эле­ментов, а следовательно, необходимость их периодической очистки и за­мены. Кроме того, немаловажно удобство и легкость управления устрой­ством улавливания вредных веществ при его установке на минимальном расстоянии от сварочной дуги. Именно эти и некоторые другие преиму­щества обеспечивают сварщику такие условия труда, при которых он в первую очередь может заботиться о качестве сварки, а не об управлении и обслуживании ФВА. Поэтому проблема создания для сварщиков удоб­ной конструкции ФВА с фильтром, имеющим повышенный срок эксплуа­тации, остается актуальной.

ФВА «Шмель-1500», по сравнению с известными аналогами, по­зволяет в значительной мере избежать многих типичных недостатков. Одной из особенностей этого ФВА является то, что его конструкция представляет собой блочную систему, облегчающую техническое об­служивание и замену фильтра без специального инструмента. Как и аналогичные агрегаты, «Шмель-1500» состоит из вентиляционного аг­регата со сменным фильтром, воздуховода, тележки (рама на колесах), а также дополнительного нового устройства балансировки воздуховода- пантографа с противовесом и гидравлическим амортизатором (рис. 17).

В корпусе вентиляционного агрегата на днище смонтирован побуди­тель тяги в виде крыльчатки, закрепленной на электродвигателе. Здесь же предусмотрены лопасти спрямителя потона воздуха. В верхней крышке на полукольце с помощью зубцов и фиксатора укреплен смен­ный фильтр специальной конструкции с многократно увеличенной фильтрующей поверхностью по сравнению с аналогами. В нем в каче­стве фильтрующего материала использован многослойный синтетиче­ский полипропиленовый материал марки НФП 50-0,6А отечественного производства. Герметизация фильтра осуществлена путем вдвигания с помощью ручки крышки с устройством сепарации частиц внутрь корпу­са. Днище и верхняя крышка прикреплена к корпусу агрегата хомута­ми. На верхней нрышне имеется входной патрубок, к которому хомута­ми прикреплен гибкий воздуховод. На корпусе смонтирован пульт

Воздуховод изготавливают по собственной технологии из гибких круг­лых участков шланга диаметром 160 мм. из огнестойкой ткани и прямоли­нейных участков цилиндрических тонкостенных труб, которые соединяют между собой хомутами. Воздухозаборник воздуховода с помощью специ­ального устройства можно поворачивать в любой плоскости на угол не менее 160“ и надежно фиксировать в заданном положении.

Система пантографа с противовесом и гидравлическим амортиза­тором обеспечивает легкое перемещение воздуховода в вертикальной плоскости. Конструкция агрегата позволяет быстро и легко устанавли­вать воздухоприемник в требуемом положении, что очень важно для сварщика.

При работе агрегата на входе в воздуховод с помощью вентиплтора создается разрежение и выделяющийся сварочный аэрозоль улавли­вает воздухозаборник, установленный (с помощью пантографа) на ми­нимальном расстоянии от источнина его образования. Загрязненный воздух через воздуховод и патрубок на крышке корпуса поступает внутрь сепаратора, где более крупные частицы аэрозоля отделяются от воздуха и осаждаются на дне корпуса фильтра. Далее поток воздуха с остальной частью аэрозоля направляется на перфорированный фильтрующий элемент, где очищается, проходит через спрямляющее устройство и выбрасывается наружу (обратно в сварочный цех).

В зависимости от назначения, а также по требованию заказчика ФВА «Шмель-1500» комплектуют дополнительным фильтром для улавлива­ния газообразных вредных веществ и запаси»- - ми сменными фильтрующими

элементами. Кроме того, на воздухозаборник агрегата можно установить галогенную лампочку для повышения освещенности зоны сварки, что суще­ственно сказывается на качестве выполняемых сварных швов.

Техническая характеристика ФВА *Шмель-1500»:

TOC o "1-5" h z Производительность удаления воздуха, М*/ч................................................................................................... 1500

Разрежение на входе в воздуховод, Па................................................................................................................. 2500

Степень очистки воздуха, %.............................................................................................................................................. ....98

Мощность, потребляемая агрегатом. нВт............................................................................................................... 2,2

Напряжение питания, (трехфаэное), В................................................................................................................... 380

Площадь рабочей поверхности фильтрующего элемента, N?................................................................. 10

Радиус обслуживания, м, не более................................................................................................................................. 3,0

Габаритные размеры (без воздуховода и колес), мм.............................................................. 820<650х650

Масса, кг. не более........................................................................................................................................................................ 65

Результаты производственных испытаний ФВА «Шмель-1500», про­веденные на предприятиях портов Одессы и Южного, показали, что его использование при ручной дуговой сварке с применением электродов АНО-4 диаметром 4 мм и полуавтоматической в углекислом газе прово­локой Св-08Г2С диаметром 1.2 мм в сварочных цехах обеспечивает со­держание вредных веществ в зоне дыхания сварщика ниже предельно допустимых концентраций. Срок службы фильтра при восьмичасовой рабочей смене составляет не менее 5 мес.

Производственные испытания показали, что ФВА «Шмель-1500» обеспечивает:

ш эффективное улавливание сварочного аэрозоля и высокую степень очистки воздуха;

■ легкую и быструю установку воздухозаборного устройства в требуемое положение в процессе выполнения сварочных работ;

■ удобство при замене фильтров и техническом обслуживании;

■ повышенный срок использования сменного фильтрующего алеме-гга;

■ улучшенный обзор зоны сварки;

■ пониженный уровень шума электродвигателя вентигятора;

■ длительный ресурс использования агрегата.

ФВА «Шмель-350Ж» [31) применяют при термической резке метал­лов. В качестве фильтрующего элемента в нем использована смачи­ваемая жидким хемосорбентом насадка в виде стружки из полимерных материалов, очищающая воздух как от твердой, так и от газообразной составляющих СА. Степень улавливания газов составляет 99%, а ТССА— не менее 90%. Агрегат электробезопасвн, напряжение питаю­щей сети постоянного тона 27 В, потребляемая мощность 0,7 «Вт, про­изводительность 350 м3/ч.

Переносной ФВА «ОСА-ЗОО» (рис. 18) [29] предназначен для улав­ливания и очистки воздуха от СА в сварочных цвхах на нестационарных рабочих местах при ручной и полуавтоматической сварке. Для полуав­томатической сварки его комплектуют горелками с отсосом СА марок ГСЛ и ГСД [32]. разработанными в физико-химическом институте за­щиты онружающей среды и человека (Одесса) и испытанными в ИЭС им. Е. О. Патона.

В качестве фильтра в агрегате «ОСА-ЗОО» используют углеволокнистый материал с наложением электростатического поля с помощью специально­го высоковольтного блока.

Техническая характеристика ФВА «ОСА-ЗОО»:

TOC o "1-5" h z Производительность. м7ч.... 300

Степень очистки воздуха, %. -.99.5

Разрежение на входе в воздуховод, Па.... 2500

Напряжение питания (постоянный тон}, В 24,5

Потребляемая мощность, кВт......................................................................................................................................... ...0.7

Срок службы фильтрующей кассеты, мес 24

Время работы фильтрующей кассеты до

ее регенерации, ч - 300

Габаритные размеры, мм... --------------------- - 600x350x250

Масса агрегата, кг .. -.20

Переносной вентиляционный агрегат «Шмель-2500» [28] предна­значен для удаления загрязненного воздуха при выполнении свароч­ных, покрасочных и других видов работ в замкнутых объемах

(рис. 19) — трюмах судов, цистернах и т. д., а также для подачи чистого воздуха в рабочую зону (рис. 20).

рабочей зоны

Отличительной особенностью этого оригинального агрегата являет­ся элентробезопасность. поскольку потребляемое напряжение не пре­вышает 12 В. Это позволяет использовать его при работе в замкнутых пространствах с особо опасными условиями.

і Ы, I

Рис 21. Переносной вентиляционный агрегат «Шмель-2500»

Агрегат «Шмель-2500» состоит из следующих основных частей: центробежного вентилятора (рис. 21), входного гибкого воздуховода с электромагнитным держателем, при помощи которого воздухопри­емный патрубок крепят на месте сварки (рис. 22). отдельных секций
воздуховода, быстросъемных хомутов для соединения сенций возду­ховодов между собой и блока сетевого питания. Производительность вентилятора при использовании собранного из секций воздуховода длиной 20 м составляет 2500 м3/ч, напряжение питания от специально­го выпрямительного блока 12 В, мощность электродвигателя 1,5 кВт, масса вентилятора без воздуховода 12 кг.

Центробежный вентилятор представляет собой сварной корпус, вы­полненный в виде «улитки», в котором размещен электродвигатель (см. рис. 21). На валу электродвигателя закреплено многолопвстное ра­бочее колесо. Корпус имеет входной и выходной патрубки для подклю­чения воздуховодов, а также крышку, которая одновременно выполняет функции подставки и катушки для намотки кабеля электрического пита ния при транспортировке агрегата. На норпусе вентилятора шарнирно занреплена ручка для его переноски.

Входной воздуховод состоит из гибкого рукава, с одной стороны ко­торого закреплен металлический патрубок с электромагнитным держа­телем, предназначенным для крепления вго в зоне сварки, а с дру­гой — фланец, позволяющий наращивать количество секций воздухо­вода с целью увеличения его длины {см. рис. 22). Секции воздуховода выполнены из термостойкой ткани и снабжены концевыми фланцами для стыновки с входным воздуховодом и друг с другом.

Блок электрического питания имеет металлический корпус, в кото­ром смонтированы силовой трансформатор, выпрямитель, автомат включения питания и разьемь для подключения вентилятора и элек­тромагнитного держателя.