6 аспектов проектирования системы удаления сварочного дыма

При проектировании системы удаления сварочного дыма предприятиям необходимо учитывать несколько моментов. К ним относятся знание технологий сварки и используемых материалов, риски воздействия дыма, требования к фильтрации, мобильность сварочных операций, экономия энергии и контроль искрообразования.

У сварочных цехов есть множество вариантов при проектировании локализованной системы дымоудаления для ручной или роботизированной сварки. Приспособление системы дымоудаления к потребностям сварщиков и производственной среды поможет минимизировать затраты и энергопотребление, обеспечивая при этом максимальную защиту людей. Ниже приведены шесть соображений по поводу проектирования такой системы.

Тип сварки и используемые материалы оказывают большое влияние на общий объем образующегося дыма, а также на его общую токсичность. В целом, сварочные процессы с использованием расходных материалов, такие как дуговая сварка в защитных газах, ручная дуговая сварка или дуговая сварка порошковой проволокой, выделяют больше дыма, чем лазерная или контактная сварка. Некоторые материалы также более токсичны, чем другие; например, при сварке нержавеющей стали образуется опасный шестивалентный хром, а при сварке оцинкованной стали - оксид цинка.

Работодатели несут ответственность за то, чтобы система сбора сварочного дыма не превышала допустимых пределов воздействия. Для того чтобы узнать, какие элементы содержатся в сварочном дыме, и каковы текущие уровни воздействия, следует начать с тестирования производственных объектов.

Локализованная система сбора дыма начинается с вытяжки или устройства сбора. Вытяжка должна быть сконструирована таким образом, чтобы сварочный дым не попадал в зону дыхания рабочих. Для обеспечения максимальной энергоэффективности и минимального воздействия сварочного дыма следует собирать сварочный дым как можно ближе к источнику.

Роботизированные сварочные камеры могут находиться под полным колпаком. Конструкция колпака должна быть такой, чтобы свести к минимуму поток воздуха, необходимый для сбора сварочного дыма. Никто не должен работать внутри колпака. Роботизированная система удаления наконечников является альтернативой для тех случаев, когда невозможно легко закрыть колпак, или для коботов, работающих рядом с людьми.

При ручной сварке следует выбирать вариант, который не допускает попадания паров в зону дыхания. Сварочные горелки с вытяжкой дыма могут стать отличным выбором для сварка металлическим электродом в газовой среде. При правильной технике работы они могут удалять от 90% до 95% образующегося дыма и минимизировать расход воздуха, необходимый для его сбора. Если используется вытяжная труба или вытяжной рукав, убедитесь, что они расположены таким образом, чтобы отводить дым вверх и в сторону от лица сварщика.

Для цехов с небольшой нагрузкой и периодическими сварочными работами может быть достаточно хорошей системы вентиляции с локальным улавливанием дыма. Однако в цехах с высокой производительностью почти всегда требуется система дымаулавливания. Эти системы улавливают и фильтруют сварочный дым перед тем, как вернуть воздух в помещение или вывести его на улицу. Система фильтрации воздуха позволяет обеспечить соответствие требованиям и нормативным документам по отводу загрязняющих веществ на улицу, а также экономит электроэнергию за счет сохранения нагретого или кондиционированного воздуха внутри помещения.

Для большинства сварочных работ рекомендуется использовать дымоуловитель картриджного типа. Эти дымоуловители отличаются высокой энергоэффективностью и обеспечивают больший воздушный поток при меньшей площади, чем рукавные дымоуловители. Кроме того, они могут быть оснащены более эффективными патронными фильтрами для сбора субмикронных частиц, образующихся при термических процессах, таких как сварка. Для сбора сварочного дыма рекомендуется использовать фильтр с показателем соответствия минимального уровня эффективности работы воздушных фильтров не менее 15. Важно также правильно подобрать размер дымоуловителя. Он должен обеспечивать достаточный поток воздуха для поддержания требуемой скорости улавливания и иметь достаточное количество фильтрующего материала (соотношение воздуха и ткани) для объема собираемого дыма.

Выбор подходящего типа системы дымоулавливания зависит от количества сварочных постов, конфигурации объекта, мобильности сварщиков и гибкости, необходимой для будущего роста или изменения конфигурации.

Можно рассмотреть несколько вариантов:

• Централизованная система с воздуховодом. В этом случае несколько роботизированных или ручных сварочных камер/станций подключены к одному большому дымлуловителю, который иногда располагается снаружи. Этот вариант лучше всего подходит для крупных предприятий с большим количеством отдельных сварочных камер/станций, а также в условиях, когда конфигурация производственной линии относительно постоянна.
• Отдельные дымоуловители меньшего размера. Эти устройства могут быть размещены на полу предприятия и подведены к одной или двум сварочным камерам/станциям. Это отличный вариант для небольших цехов, в которых имеется всего несколько сварочных ячеек/станций. Такая конфигурация также может быть выгодна для крупных цехов, которым требуется большая гибкость при изменении конфигурации производственных линий, поскольку дымоуловители можно перемещать вместе с ячейками.
• Портативные системы пылеулавливания hi-vac. Эти устройства чаще всего используются для ручной сварки (сварочные горелки с вытяжкой дыма или небольшие переносные вентиляционные трубы или вытяжные рукава), хотя некоторые из них достаточно мощные, чтобы поддерживать работу роботизированных сварочных установок. Портативные системы отлично подходят для небольших цехов, где необходимо обеспечить работу одного-двух сварочных постов, или для условий, требующих большой мобильности сварщика. Сочетание сварочной горелки с вытяжкой дыма с портативным вытяжным устройством позволяет сварщикам свободно перемещаться вокруг больших сварных конструкций, работать в полузакрытых помещениях (например, в резервуаре или корпусе корабля), а также переносить сварочную установку с места на место.

Проектирование энергоэффективной системы начинается с выбора правильного дымоуловителя. Правильно подобранный по размеру картриджный дымоуловитель обычно является наиболее энергоэффективным вариантом.

Для дополнительной экономии энергии обратите внимание на следующие особенности:

• Двигатели с частотно-регулируемым приводом повышают и понижают обороты двигателя, компенсируя загрузку фильтра, поэтому система работает именно столько, сколько необходимо. Такие двигатели могут снизить энергопотребление на 20-40%.
• Импульсные системы фильтрации снижают энергопотребление и затраты на обслуживание за счет пульсации избыточной пыли в фильтрах для минимизации их загрузки. Это продлевает срок службы фильтров и снижает затраты энергии на прогон воздуха через них. Ищите пульсирующую систему, которая удаляет пыль по всей длине фильтра.

В большинстве сварочных процессов образуется большое количество искр. Эти искры могут создавать опасность возгорания или горения внутри системы дымоулавливания. Для предотвращения попадания искр в фильтрующую камеру на входе в дымоуловитель или в воздуховод обычно требуется контроль искрообразования.

Некоторые дымоуловители оснащены сетчатыми или ситовыми искроуловителями. Это простые устройства, блокирующие попадание искр на входное отверстие. Их необходимо периодически очищать от сажи и твердых частиц.

Центробежный искрогаситель может обеспечить более надежную защиту в условиях, когда вблизи входного отверстия системы дымоулавливания образуется большое количество искр. В таких системах используется центробежная сила, которая прижимает искры к стенкам камеры и разрушает тепловую оболочку.

Проектирование локальной системы сбора сварочного дыма, обеспечивающей эффективность и производительность, может оказаться сложной задачей. Обычно выгодно работать с квалифицированным инженерным партнером, который может провести испытания до и после установки системы и помочь принять оптимальное решение. Правильно выбранная система обеспечит соответствие требованиям, снизит энергопотребление, а также обеспечит максимальный комфорт и безопасность сотрудников.