1、焊接烟气中的烟尘是一种十分复杂的物质，已在烟尘中发现的元素多达 20 种以上，其中含量最多的是 Fe、Ca、Na 等，其次是 Si、Al、Mn、Ti、Cu 等。焊接烟尘中的主要有害物质为 Fe2O3、SiO2、MnO、HF 等，其中含量最多的为 Fe2O3，一般占烟尘总量的 35.56%，其次是 SiO2，其含量占 1020，MnO 占 520左右。焊接烟气中有毒有害气体的成份主要为 CO、CO2 、O3 、NOX、CH4 等，其中以 CO 所占的比例最大。由于有毒有害气体产生量不大，且气体成份复杂，较难定量化，本环评仅作定性分析，而对焊接烟尘则作定量化分析。焊接烟尘主要来自焊条的药皮，少量来
2、自焊芯及被焊工件，根据有关资料调查，焊接烟尘的产生量与焊条的种类有关，表 3-6 各种类型焊条熔化时的产尘系数序号 焊条种类 产尘系数（g/kg） 1 钛钙型焊条 6.87.2 2 低氢型焊条 8.915.6 3 锰型焊条 10.318.3 装焊车间内焊接烟尘的治理吕琳 吴芳谷焊接烟尘的 80%90% 来源于焊条药皮和焊芯。J 422 型焊条的主要成分是金属氧化物，其中 以铁的氧化物为主，约占一半左右。据报道，J 422 焊条的发尘量平均为 7.5 g/kg 左右，烟 气粒度 0.101.25 m，烟尘中锰化合物( 以 MnO2 计) 约占 7.5%1 。焊接时产生的有害气体主要是 O3、NO
3、x、CO、HF 等。通风不良时环境空气中 O3 和 NOx 可达到 0.5 mg/m 3 和 20 mg/m3。用 J 422 焊条焊接车台架时，焊接危害治理目标成分应该是焊接烟尘。一、车间概述某汽车配件厂装焊车间厂房占地 1 200 m2，生产过程中 10 台车台架(南北各 5 台)180旋转焊接，每台车台架有 23 人采用手工电弧焊同时操作，在车间一侧同时有地面补焊及 CO2 保护焊各 1 处。焊接时产生大量焊接烟尘和有害气体弥漫于车间内。除在厂房上部安装几台排气扇外，未采取其他治理措施。二、治理方案设计由于车台架焊接操作时需 180旋转，且车间上部有天车运行，一般排风罩无法布置，故采 用
4、了天车顶部送风与设置地下风道排风相结合的通风方式。对 CO2 保护焊及不定位地面焊产生的烟尘采用侧吸方式进行捕集，将有毒有害烟尘控制在工人呼吸带以下，经平底回转反吹式袋式除尘器净化后排放。受厂房上部房梁位置所限，天车上部的送风系统共分5 套，每套送风系统为 2 台车台架送风， 送风口距工人操作位高度为 7.7 m，每套送风系统设计风量 12000 m3/h，选择风量为 15000 m3/h 的风机，风机置于厂房顶部。为使送风均匀分布于每台车台架的操作位，每个车台架上部均设 2 个并列为一组的静压箱，其作用相当于空调设计中孔板送风时的稳压层。静压箱下部设 5 个管嘴为气流出口。有的车台架位于房梁
5、下方，而天车顶部与房梁下部没有足够空间布置送风管道，则从房梁两侧分设 3孔及 2 孔静压箱。由空气动力学阻力计算确定静压箱参数，保证距气流出口 7.7 m 的产尘位置送风气流分布均匀，并能抑制焊接烟尘上扬。设静压箱出口处风速为 20 m/s，依射流轴心速度衰减公式 2：Vx 0=0.48/(ax/d0+0.145)。式中：Vx ：射程 x 处的射流轴心速度， m/s；V0：射流出口速度，m/s；x：射流断面至喷嘴的距离， m；d0 ：喷嘴直径，m；a：紊流系数。计算可得：Vx=1.70 m/s 时既能达到控制风速的要求，也可满足采暖通风与空气调节 设计规范(GBJ 19-87)对系统式局部送风
6、的规定。1： 5 孔静压箱；2 ：送风出口管嘴；3 ：2 孔静压箱；4： 3 孔 静压箱；5 ：消声器；6 ：风机排风系统由设置于地下的风道和车台架附近的排风罩、CO2 保护焊及不定位地面焊附近的排风软管组成，设计风量为 75 000 m3/h。由于工人焊接时车台架不时旋转，故车台架工位的排风口只能设于地面。每台车台架设 2 个排风口，风口设计风量为 3230m3/h。为防止废弃的焊条料头掉入风口堵塞风道，排风口处均设有网格状活动盖板，其下的风口处设一 活动提筐，可将掉入的焊条头及杂物收集起来并及时清理。每台车台架处的排风支管道从 地下汇集于主管道，CO2 保护焊及不定位地面焊附近产生的烟尘由
7、设于操作台上的排风罩经排风软管从地下汇集于主管道，CO2 保护焊及不定位地面焊操作处的设计排风量分别为 2 000 m3/h 和 1 000 m3/h。整个排风系统均经过阻力平衡计算，并在系统调试阶段以风量调节阀调平。三、治理效果治理前作业场所电焊烟尘浓度为 5.010.5 mg/m3，平均 8.6 mg/m3，超过国家卫生标准，其中最高超标近 1 倍。送、排风系统安装完毕后进行了系统调试，车台架操作位控制点(工人呼吸带)风速为 2.13 .0 m/s，每台车台架处排风风量为 72589418 m3/h，10 台车台架总排风量为 77846 m3/h。CO2 保护焊及不定位地面焊处侧吸罩罩口风
8、速为 1.502.55 m/s，排风风量为 3 336 m3/h，均达到设计要求。经卫生防疫部门现场监测，治理后作业场所有害物浓度、作业场所 5 种有害物浓度均低于国家卫生标准。表 1 治理后作业场所有害物质浓度(mg/m3)有害因素 浓度范围 平均浓度国家卫生标准CO2 0.040.06 0.05 0.1NOx 0.080.23 0.14 5.0HF 0.47 0.47 1.0电焊烟尘 1.053.68 2.85 6.0锰烟(MnO2) 0.070.21 0.14 0.2四、讨论 手工电孤焊的主要危害因素是烟尘和锰化合物。研究表明，长期吸入锰化合物可发生慢性锰 中毒，长期吸入电焊粉尘可发生电
9、焊工尘肺。为此，许多国家对焊接作业环境制订了专门安全卫生标准。如美国、日本规定的锰(无机化合物 )最高容许浓度为 5mg/m3。国际焊接学会(IIW)也有专门的标准。我国工业企业设计卫生标准(TJ 36-79)中的锰及其化合物(换算成 MnO2)最高容许浓度为 0.2mg/m3 是泛指高毒性锰尘。我国颁布的车间空气中电焊烟尘卫生标准(GB 16194-1996)规定车间空气中最高容许浓度为 6 mg/m3。该治理方案在满足生产工艺的情况下，合理进行了送、排风系统的设计，采用天车顶部送风 与设置地下风道排风相结合的通风方式，将有害烟尘控制在工人呼吸带以下，治理效果较显著。但由于资金所限，送风系统
10、未设空调或加热装置，冬季使用无法满足工效学要求。车间内常见有害物质的最高允许浓度标准常见有害物质在车间空气中的最高允许浓度如下：（一）有毒物质：最高允许浓度,mg/m3氧化碳 302）苯 403）甲苯、二甲苯 1004）丙酮 4005）甲醛 36）金属汞 0017）苯烯 408）化胶化物 19）氨 3010）臭氧 0.311）铅烟 1012）氯 113）氧化氢及盐酸 1514）四氯化碳 2515）氯乙烯 3016）溶剂汽油 30017）甲醇 50（二）生产性粉尘1）含有 10%以上游离 SiO2 的粉尘 22）含有 50%80%游离 SiO2 的粉尘 1.53） 80%以上游离 SiO2 的粉尘 14）石棉粉尘及含 10以上石棉粉尘 25）含有 10以下游离 SiO2 的水泥粉尘 66）含有 10以下游离 SiO2 的煤尘 10 7）铝、化铅、铝合金粉尘 48）其它粉尘 10*其中粉尘系指游离 SiO2 含量在 10%以下，不含有毒物质的矿物性和动植物性粉尘。
