Любые работы со сваркой – однозначно вредное производство. Первая линия обороны от излучений, окалины и некачественного воздуха это конечно средства личной защиты, в том числе с принудительных нагнетанием. В любом случае, чтобы снизить негативные факторы воздействия на организм в обязательном порядке разрабатывается вентиляция сварочного цеха, справляющаяся с попаданием в воздух аэрозолей из мелкодисперсной пыли, газов, взвеси конденсата паров металла, электродов, присадок и шлака, повышенной температурой от различных источников. Без опытных проектировщиков разработать безопасную систему невозможно.
Нормативные документы
Нормативы по безопасности сварочных работ включают в себя указания по поддержанию допустимого состава и параметров воздуха. Так, в ГОСТ 12.3.003-86 указано минимальное объемное содержание кислорода в зоне работ – 19 %. Там же даются базовые требования к вентиляции:
1. При ручной электродуговой сварке зонтом над столом одного поста нужно удалять от 1500 м³/ч воздуха, скорость воздуха вытяжки непосредственно в месте сваривания – от 0,2 м/с. Для труднодоступных и герметичных пространств нужны мобильные воздухоприемники от 150 м³/ч на 1 пост.
2. При сварке в атмосфере защитных газов воздухозабор должен быть предусмотрен в самом оборудовании. Параметры всаса зависят от типа газа (инертный, активный, смесь) и автоматизации (полуавтомат, автомат).
3. Вентиляция при контактной сварке:
- черных металлов (кроме стыковки оплавлением) – общеобменная, при стыковой сварке – по 5000 м³/ч на 75 кВА мощности аппаратов, при шовной и точечной – по 600 м³/ч на 50 кВА;
- цветных металлов и спецсталей – обязательная местная;
- на аппаратах для сварки оплавлением встык – с вытяжными зонтами и скоростью подсоса от 1 м/с.
4. При электрошлаковой сварке местные вытяжки нужно монтировать над ваннами, а кабины операторов необходимо оборудовать кондиционерами.
5. Вентиляция сборочно сварочного цеха обязана быть общеобменной, приточно-вытяжной, с совмещением притока с системой отопления.
Воздухообмен для конкретных производств рассчитывают по ПДК. Данные о вредных веществах необходимо собрать до начала проектирования. ПДК наиболее распространенных веществ I ~ IV класса опасности при сварочных процессах по ГОСТ 12.1.005-88:
- озон, V₂O₅ (дым) – 0,1 мг/м³;
- Mn – 0,2 мг/м³;
- HF – 0,5 мг/м³;
- FeO – 4 мг/м³;
- NOₓ – 5 мг/м³;
- Fe₂O₃ – 6 мг/м³;
- CO – 20 мг/м³.
При газопламенной сварке нужно следить за процентами недожога газа (пропана, ацетилена) и продуктами сгорания в воздухе. Если при сварке используются электроды с ториевым покрытием (при распаде – радиоактивен) и участки с выделением соединений бериллия нужно обустраивать в отдельном помещении с вытяжкой. Также вентиляция нужна и на складах газовых баллонов. Для ручной сварки в замкнутых полостях (резервуарах) нужны вакуумные отсосы и подача свежего воздуха под маску сварщика.
Проектирование вентиляции сварочного цеха
Согласно правилам безопасности при электро- и газосварке, актуальным с 2021 года, сварочные цеха должны быть оснащены общеобменной вентиляцией, а фиксированные рабочие места – локальной (местной) вытяжкой.
Расчет вентиляции сварочного цеха основан на требованиях стандартов и включает в себя определение количества воздуха для растворения опасных веществ, зависящего от типа, способа и оборудования сварки, свариваемых материалов, а также воздухообмена (объем и производственная «плотность» цехов).
Так, при ручной дуговой электросварке изделий из низколегированных сталей на 1 кг электродов с газозащитным покрытием выделяется 0,83 г Mn, для разбавления которого потребуется 2800 м³ воздуха, а при такой же сварке чугуна фтористо-кальциевыми электродами – 0,54 г V₂O₅ и 5400 м³ соответственно. Точные данные по раскладке всего материального баланса специалисты получают, как правило, с помощью специализированных программ.
В расчет общеобменной вентиляции, кроме узкоспециальных задач, входит теплоудаление от работающего оборудования, персонала.
Кроме этого, при проектировании важны размеры изделий, размещение и геометрия каналов и устройств воздухообмена. Недопустимы зоны «застоя», где может скапливаться отработанный воздух. Для предотвращения рассеивания по цеху вредных веществ скорости воздушного потока в местах всаса вытяжек и зонтов должны составлять при сварке:
- в инертных газах – до 0,3 м/с;
- в углекислом газе – до 0,5 м/с;
- электродуговой – 0,3 ~ 0,9 м/с;
- газовой – от 1 м/с;
- плазменной – от 1,4 м/с.
Это направление вентиляции достаточно опасно по последствиям, в случае ошибок, и сложно, как в расчетах, так и в планировочных решениях (в том числе выбор схемы воздухообмена – вертикальный или горизонтальный), в подборе оборудования: местных отсосов, фильтров, стационарных и мобильных фильтровентиляционных установок, искрогасителей, вентиляторов, зонтов, подогревателей или теплообменников и пр. Доверить такую разработку можно только специалистам с наработанным опытом и успешно реализованными проектами.