СВАРКА И НАПЛАВКА АЛЮМИНИЯ И ЕГО СПЛАВОВ
Техника безопасности и гигиена труда при электродутовой сварке алюминия
В процессе сварки количество и состав токсичных выделений определяются выбранным технологическим процессом и применяемыми сварочными материалами [118,98, 113]. При автоматической дуговой сварке алюминия производственные помещения загрязняются значительным количеством газов и мелкодисперсной пыли, отрицательно влияющих на здоровье человека.
Исследования по определению санитарно - гигиенических условий труда при сварке алюминия проводились как в лаборатории ПГТУ (рис. 5.7), так и в цеховых условиях (рис 5.8).
Для улавливания пыли и газов, выделяющихся в процессе сварки, использовался вентилятор 6 (рис. 5.7). Воздух из зоны сварки отсасывался с помощью воронкообразного пылегазоприемника, соединенного гибким шлангом 3 с вертикальным газоотходом 13. Расстояние от насадки до флюса составляло 40...50 мм. В вертикальном участке воздуховода 13 на расстоянии 600 мм от нижнего колена для отбора проб пыли установлены перпендикулярно друг другу две пылезаборные трубки 11 конструкции Т. С. Карачарова.
Средняя скорость движения воздуха составляла 4,4
м/с, что при диаметре воздуховода 150мм обеспечивало производительность отсоса около 280 м3/час.
Сварочный аэрозоль отбирали из общего потока газов через фильтры АФА-В-18, укрепленные в патроне 12. Количество протягиваемого воздуха через фильтры определяли при помощи ротаметров 14 типа ПРУ-4. Анализ аэрозоля, улавливаемого на фильтрах, и калометрическое определение фтористых соединений проводили по методике, рекомендуемой институтом гигиены труда АМНР
Согласно полученным результатам анализа (рис. 5.9), при сварке алюминия по слою флюса количество выделяемых
|
Рис. 5.8. Отбор воздушной среды на анализ в процессе сварки по слою флюса |
пыли и газов значительно превышает предельно допустимые
санитарные нормы, ввиду отсутствия изоляции дугового
пространства от окружающей среды. При сварке под флюсом
закрытой дугой, благодаря надежной защите сварочной ванны
|
близко к предельно допустимой санитарной норме (см. рис. 5.9). 50 |
|
20 |
|
Пит HF Й, |
|
Рис. 5.9. Концентрация пыли н газов при сварке алюминия: 1 - санитарная норма; 2 - сварка под флюсом ЖА-64; 3 - сварка по слою флюса АН-А1 |
|
■=| 40 I 30 |
|
0 |
от контакта с атмосферой, количество выделяемых пыли и газов
Содержание вредных выделений в воздушной среде в процессе сварки можно значительно снизить при использовании местной вытяжной вентиляции. Чтобы определить влияние формы местного отсоса на очищение производственной атмосферы от сварочных выделений, производился отбор проб воздуха в процессе сварки и анализ проб в непосредственной близости от электродов на высоте 40 мм над поверхностью флюса. При этом испытывались два типа местного отсоса: воронкообразный пылегазоприемник конструкции ЛИОТа и щелевой пылегазоприемник конструкции МИОТа. Полученные результаты исследований приведены в табл. 5.1.
Суммарное валовое выделение фтористых соединений при использовании щелевого пылегазоприемника составляет в среднем 0,104 г на килограмм наплавленного металла при концентрации фтористых соединений на уровне дыхания сварщика 0,16 мг/м3; при использовании воронкообразного пылегазоприемника - соответственно 0,038 г/кг и 0,5 мг/м3. Таким образом, лучшей улавливающей способностью обладает щелевой пылегазоприемник [120].
|
Таблица 5.1 - Влияние типа отсоса на эффективность отсоса
Примечания: 1. В числителе указаны минимальные и максимальные значения концентраций, в знаменателе - средние значения из 10-12 одноименных испытаний. 2. Предельно-допустимая концентрация фтористых соединений в пересчете на HF 1 мг/м3. |
При исследовании влияния высоты насыпного слоя флюса на количество выделяющихся фтористых соединений использовался воронкообразный пылегазоприемник. Суммарные валовые выделения фтористых соединений при высоте флюса 60- 65 мм составляли 0,038 г/кг. Снижение высоты слоя флюса до 40 мм привело к периодическому пробиванию дуги через флюс и, соответственно, увеличению количества выделений фтористых соединений до 0,76 г/кг. Поэтому лучшие санитарно - гигиенические условия труда создаются при насыпной высоте флюса 60-65 мм [ 122].
Следует отметить, что в процессе сварки по слою флюса рабочая атмосфера цеха дополнительно загрязняется озоном, который отсутствует при сварке закрытой дугой. Согласно литературным данным, токсичность озона особенно опасна при наличии в атмосфере оксидов азота, концентрация которых при сварке но слою флюса составляет в среднем 2,4 мг/м3. Поэтому производилось определение концентрации озона в процессе сварки по слою флюса АН-А1 алюминиевых железнодорожных цистерн. Полученные результаты представлены в табл. 5.2.
Согласно данным табл. 5.2, при сварке по слою флюса концентрация озона в рабочей атмосфере на уровне дыхания сварщика приблизительно в 5 раз превышает предельную допустимую норму.
|
Таблица 5.2 - Концентрация озона при сварке по слою флюса
|
Значительный интерес представляет сравнение санитарно-гигиенических характеристик применяемого в настоящее время на алюминиевых заводах процесса ручной сварки алюминиевых шин угольным электродом и разработанного процесса автоматической сварки под флюсом закрытой дугой [127].
Отбор проб газовой среды производили при сварке алюминиевых шин сечением 515 х 70 мм в условиях монтажнозаготовительного участка Братского управления треста “ Гидроэлектромонтаж”
Ручная сварка угольным электродом выполнялась на постоянном токе прямой полярности при использовании в качестве источника выпрямителя ВДМ-1601. Присадочным материалом служили алюминиевые прутки сечением 400 мм2. Для удаления оксидной пленки в процессе сварки использовался флюс ВАМИ, в состав которого входят (% вес.): криолит - 20; КС1 - 50; NaCl - 30.
Автоматическая сварка под флюсом ЖА-64 А алюминиевых шин 515 х 70 мм производилась за один проход на режиме: 1т ' 2000 - 2200 A; Ud - 35 - 40 В; Va - 7 м/ч.
В процессе сварки определялись валовые выделения пыли и газов в граммах на килограмм наплавленного металла (табл. 5.3), а также концентрация вредных выделений в производственных условиях (табл. 5.4).
|
Таблица 5.3 - Валовые выделения пыли и газов при сварке
|
Сравнивая полученные результаты, следует отметить, что при ручной сварке алюминиевых шин угольным электродом концентрация выделяемых пыли и газов в несколько раз превышает предельно допустимые санитарные нормы. В процессе сварки угольным электродом образуется большой факел пыли и газов (рис. 5.10).
|
Рис. 5.10. Ручная сварка алюминиевых шин угольным электродом |
При автоматической сварке алюминиевых шин под флюсом закрытой дугой количество выделяемых пыли и газов незначительно (рис. 5.11) и концентрация их на уровне дыхания сварщика близка к предельно-допустимой санитарной норме.
Для сварки алюминия по слою флюса и ручной дуговой угольным электродом характерна высокая интенсивность ультрафиолетовой радиации, что вызывает ожоги открытых частей тела. Особенно интенсивен этот процесс при ручной сварке угольным электродом, так как в процессе сварки рабочий вынужден находиться в непосредственной близости от дуги. При автоматической сварке под флюсом закрытой дугой
ввиду защиты зоны сварки от окружающей среды слоем флюса ультрафиолетовая радиация отсутствует.
|
Таблица 5.4 - Вредные выделения при сварке в производственных условиях
|
Примечание: Предельно допустимые нормы (кг/м3): аэрозоль - 2;
фтористые соединения - 1; озон-0,1; оксиды азота-5.
Рис. 5.11. Автоматическая сварка под флюсом алюминиевых шии с использованием автоматизированного управления
