Сварка конструкций с дополнительной порошкообразной присадкой

Зашита от вредных выделений сварочной дуги

Сварочный процесс отличается интенсивным пыле - и газовыделением, действующим отрицательно на орга­низм работающих. Высокая температура сварочной

дуги способствует интенсивному окислению и испаре­нию металла, флюса, защитного газа и легирующих элементов. Окисляясь кислородом воздуха, эти пары образуют мелкодисперсную пыль, скорость перемеще­ния которой не более 0,08 м/с обеспечивает ее равно­мерное распределение по высоте, что затрудняет борьбу с ней.

Основными компонентами пыли при сварке и резке сталей являются окислы железа (41%), марганца (18%) и кремния (6%). Токсичные включения и вред­ные газы аэрозоля, попадая в организм через дыха­тельные пути, могут вызывать ряд профессиональных заболеваний. К наиболее вредным пылевым выделениям относятся окислы марганца, вызывающие органические заболевания нервной системы, легких, печени и крови; соединения кремния, служащие причиной появления силикоза; соединения хрома, вызывающие головные боли, заболевания пищеварительных органов, малокро­вие; окись титана, вызывающая заболевание легких. Вредные газообразные вещества — окислы азота, окись углерода, озон, фтористый водород, попадая в организм через дыхательные пути и пищеварительный тракт, вызывают иногда тяжелые поражения всего организма.

Изучение санитарно-гигиенических условий труда в действующих сварочных производствах, замеры соста­ва воздуха в цехах позволяют сделать вывод, что даже при действующей вентиляции концентрация вредных веществ в атмосфере сварочных цехов намного превышает предельно допустимые концентра­ции. Борьба с газовыделениями и пылью ведется как путем локализации вредных выделений в местах их образования, так и с помощью систем общеобменной приточно-вытяжной вентиляции.

Причинами недостаточной эффективности вентиля­ционных устройств является то, что не удается осу­ществить в полной мере отсос вредных выделений непосредственно из зоны дыхания или места их образования. В значительной части вредные выде­ления распространяются по помещению, загрязняя весь окружающий воздух, а общеобменная вентиля­ция не только связана с большими затратами, но и не может обеспечить требуемую чистоту воздуха непосредственно на рабочих местах сварщиков. Только вентиляция рабочих помещений совместно с комплек­сом мероприятий технологического и организационного характера позволяет снизить концентрацию вредных веществ до предельно допустимых (табл. 40) и спо­собствует значительному оздоровлению условий труда работающих в сварочных цехах.

Определение концентраций отдельных компонентов сварочного аэрозоля и вредных газов в составе воз­душной среды цеха на рабочем месте производится с помощью специальных приборов и установок, созданных в институтах охраны труда. Для быстрого определения концентраций паров и газов применяют универсальные газоанализаторы УГ-2, длительность анализа которыми составляет 2—10 мин.

При использовании дополнительного порошкообраз­ного присадочного металла в настоящее время в ос­новном применяют сварку и наплавку, под флюсом, электрошлаковую сварку и сварку порошковой про­волокой. При сварке и наплавке под флюсом дуга защищена слоем флюса и расплавленного шлака, флюс предотвращает разбрызгивание металла, при этом устраняется влияние лучистых выделений дуги на глаза рабочего и предотвращается опасность ожогов брызгами металла. При сварке и наплавке флюс препятствует интенсивному выгоранию легирующих элементов. Однако в воздух попадают токсичные сое­динения марганца, хрома, титана, вольфрама, ко­бальта (табл. 41).

Из выделяющихся вредных газов наиболее опасны окись углерода и фтористые соединения, поэтому сле­дует отказаться от применения флюсов, содержащих фтористые соединения, заменив их менее вредными. Выделение пыли при самой сварке небольшое. Наиболь­шие концентрации ее наблюдаются на расстоянии 200 мм от дуги (до 8 мг/м1). Запыленность в зоне дыхания при нормальном ведении процесса и доста­точной квалификации сварщика не превышает допусти­мой нормы. Однако отсос и сбор флюса, пересыпка его для повторного использования является дополни­тельным источником пылевыделения. При повторном использовании флюса запыленность воздушной среды в два раза выше, чем при сварке с использованием свежего флюса.

Для борьбы с пылевыделением при сборе флюса следует применять пневматический эжекторный флю-

сосборник ФСП, снабженный фильтром. Бункер для флюса должен плотно закрываться крышкой. При засыпке флюса в бункер и при его уборке надо стараться не поднимать пыли.

При электрошлаковой сварке шлаковая ванна за­щищает расплавленный металл от окисления и поэтому с гигиенической точки зрения этот способ аналогичен сварке под флюсом. Кроме того, при этом способе сварки сварщик не находится постоянно в зоне вредных выделений. Следует лишь остерегаться силь­ных тепловых излучений. Пылевыделение значительно увеличивается, если свариваемые детали сильно за­грязнены или покрыты ржавчиной. Обычно удаление пыли и газов может осуществляться с помощью обменной вентиляции. В случае применения флюса

с фтористыми соединениями выделение фтористого водорода или кремния следует локализовать у места их образования.

Валовое количество выделяющихся вредных ве­ществ на 1 кг сжигаемой порошковой проволоки ряда марок составляет, г:

TOC o "1-5" h z пыль............................................................... 8—12

окисли марганца........................................ 0,2—0,7

окислы титана............................................. 0,1—0,7

окислы железа............................................. 3,8—10

фтористые соединения......................................... 0,2—1

окислы азота. ........................................... 0,8

Концентрация пыли в зоне дыхания сварщика составляет 10—30 мг/м3, а окислов марганца — до I мг/м3. Установлено взаимное влияние фтора и марганца на токсичность сварочных аэрозолей, выделяющихся при сварке порошковой проволокой; фтор и марганец в сочетании друг с другом оказывают разное токсическое действие. Так, повы­

шенное содержание фтора всегда ведет к увеличению токсичности пыли, а увеличение содержания марганца сначала понижает токсическое действие фторсодсржа - щей пыли, а затем токсичность пыли увеличивается.

Практика работы сварочных цехов показывает, что один воздухообмен не определяет эффективности вентиляции. Необходимо применение местных отсосов соответствующих конструкций с расположением их в местах больших концентраций вредных выделений. В зависимости от условий сварки или резки, обслу­живаемого сварочного или технологического оборудо­вания и других факторов все конструкции отсосов можно условно разделить на пять основных групп: малогабаритные отсосы, встроенные в сварочные автоматы и полуавтоматы; местные отсосы, встроен­ные в столы сварщика; местные отсосы, встроенные в сборочно-сварочные стенды, установки и механи­ческое сварочное оборудование; местные отсосы для стационарных мест сварки изделий средних размеров и портативные переносные для нестационарных мест сварки.

Местные отсосы первой группы наиболее эконо­мичны, перспективны и более целесообразны при сварке с порошкообразным присадочным металлом. К ним относятся малогабаритные отсосы, встраивае­мые в сварочные автоматы аналогично дозаторам порошкообразного присадочного металла. При сварке под флюсом отсос вредных веществ рекомендуется осуществлять в зоне 0,2—0,3 м за дугой. Для того, чтобы отсос не захватывал флюс, его устанавливают на высоте 40—50 мм от поверхности свариваемого изделия. Сбор оставшегося флюса осуществляется спе­циальными устройствами, входящими в конструкцию сварочного оборудования и предусматривающими очистку воздуха перед выбросом его в атмосферу. Па рис. 65 представлены два местных отсоса для сварочных тракторов АДС-1000. При одинаковом рас­ходе воздуха (примерно 140 м5/ч) удлиненный ще- левндный отсос более, эффективен, однако он более громоздкий и широкого применения на производстве не получил.

К местным отсосам второй группы относятся разнообразные столы сварщика со встроенными верх­ним, нижним или комбинированными отсосами, с ин­дивидуальными вентиляционными агрегатами или при­соединяемые к общецеховой системе. Они находят широкое применение при сварке небольших деталей на фиксированных рабочих местах, в поточных линиях, при ремонте и других видах сварочных работ.

Местные отсосы третьей группы — это отсосы, встраиваемые в большие сборочно-сварочные кондук­торы, установки, стенды или непосредственно в меха­ническое сварочное оборудование (манипуляторы, кан­тователи, позиционеры). Они применяются при сварке крупных узлов наряду с отсосами первой группы и являются весьма перспективными в крупных меха­низированных сварочных производствах.

К четвертой группе относятся все переносные воздухоприемники различных конструкций. Например, переносной воздухоприемник, перемещаемый рабочим при сварке крупных изделий на стационарных местах;’ переносной малогабаритный пылегазоприем - ник, чаще всего с присосом и длинным шлангом, который сварщику все время приходится перемещать вслед за дугой. Таким образом, отсосы этой группы объединяет общий недостаток — их необходимо пере­мещать вслед за сварщиком.

В пятой группе объединяются местные отсосы специфической конструкции, предназначенные для всех видов механизированной тепловой резки.

Организация местной вентиляции при сварке круп­ногабаритных изделий сопряжена с рядом трудностей, вызванных как сложностью технологических опера­ций, так и большой протяженностью рабочей зоны. Для эффективного удаления вредных веществ реко­мендуется применение местных отсосов, встроенных в механическое сварочное оборудование и стенды, а также комбинированных систем отсосов со сдувом этих веществ приточными струями. Местный отсос для манипуляторов и позиционеров выполняют в виде подвижного газопылесборника, укрепленного на шар­нирно соединенных воздуховодах. Отсос воздуха осу­ществляется подключением к цеховой вытяжной систе­ме или индивидуальному вентилятору, установленному внутри станины.

Когда большие изделия сваривают на позиционе­рах, не оборудованных местными отсосами, можно использоъать передвижные площадки сварщиков

со встроенным отсосом. Например, местный отсос в виде наклонной панели присоединен воздуховодом к подвижной каретке, переметающейся вдоль вытяж­ного короба длиной до 6 м. Нижняя стенка короба представляет собой набор подвижных пластин, уста­новленных одна над другой и перемещающихся вдать короба по направляющим пазам. Внутри короба смон­тирован привод, соединенный при помощи роликов и троса с кареткой, на которой закреплен отсос. Когда сварщик нажимает на педаль, замыкаются контакты, дающие команду на перемещение каретки с отсосом к требуемой точке.

Существуют конструкции вытяжных устройств, где автоматическое перемещение осуществляется с исполь­зованием световых лучей сварочной дуги. Вытяжная панель местного отсоса, установленная на подвижной каретке, снабжена следящим устройством, электри­чески связанным с механизмом перемещения.

Перспективным является использование местных отсосов в сочетании с приточными струями. Правильно организованный приток способствует поддуванию вред­ных веществ к местным отсосам, создавая опти­мальные гигиенические условия для рабочих. При свар­ке крупногабаритных изделий целесообразно применять высоковакуумные системы с переносными пылегазо-

приемниками (рис. 66). Такие системы используют в сварочных цехах заводов металлоконструкций.