В этом разделе будут представлены местные вытяж­ные устройства, разработанные для сварки под слоем флюса, в среде защитных газов и контактной сварки, нашедшие практическое применение в производственных условиях. Необходимые сведения о местных отсосах при­ведены в приложениях 1 и 2.

Сварка под слоем флюса. Характер выделения вред­ных веществ при этом виде сварки обладает определен­ной спецификой. Если при ручной сварке аэрозоль и газы выделяются только из самой зоны дуги, то при наличии флюса вредные компоненты выделяются с неко­торым запаздыванием, что объясняется постепенной фильтрацией вредных веществ через слой нерасплавлен­ного флюса. Практически выделение вредных веществ имеет место, пока температура остывающего металла выше 300°С. Кроме выделения аэрозоля и газов непо­средственно от сварочного шва, процесс сварки под флюсом сопровождается поступлением в атмосферу цеха флюсовой пыли (аэрозоля дезинтеграции), образую­щейся путем истирания частиц флюса при транспорти­ровках и пересылках. Уборку неиспользованного флюса поэтому следует производить флюсоотсосом. При регс-

1,'срашш флюса в циклоне-сепараторе некондиционные фракции (пыль) должны отделяться п отсасываться вен­тилятором. Возможно объединение пылегазоприемников от точек сварки, флюсоотсосов и сепараторов флюса в одну систему, обслуживаемую вентилятором высокого давления. Характер выделения газов при сварке под флюсом определяет методику расчета и конструирова­ния местного отсоса, расположенного около дуги.

Удлиненный щелевидный отсос (рис. 17, а) конструк­ции Всесоюзного ттентрального института охраны труда ВЦСПС (г. Москва) [5] по сравнению с воронкообразным отсосом, предложенным ВНИИОТом, при одинаковых объемах удаляемого воздуха и прочих равных условиях обеспечивает лучший гигиенический эффект, что было подтверждено результатами исследований, проведенных одной из организаций[6]. При перемещении сварочной головки с закрепленным на ней воронкообразным отсо­сом уже проваренный, но еще продолжающий выделять газы участок шва выходит из активной части спектра всасывания воронкообразного отсоса, поэтому приме­нение удлиненного щелевидного отсоса с гигиенической

точки зрения целесообразнее. Длина его определяется быстротой остывания шва и скоростью движения сва­рочной головки. По экспериментальным данным ВЦНИИОТа, при скорости движения сварочной головки 0,8 м/мин длина шва, над которым происходит выделе­ние вредных веществ, составляет 0,3 м. Длина местного отсоса рекомендуется 0,25—0,3 м, а высота его над сло­ем флюса 50 мм (во избежание засасывания флюса). Если конструкция сварочного автомата не позволяет установить удлиненный отсос, рекомендуется устройство двойного отсоса (рис. 18), разработанного Проектным институтом № 1 (г. Ленинград).

Интенсивность выделения вредных веществ, как установлено экспериментально, находится в прямой за­висимости от силы сварочного тока. ВЦНИИОТом была предложена следующая формула для определения объе­ма воздуха (м3/ч), удаляемого при сварке под флюсом:

8 _

L = kVl,

где I — сила сварочного тока, A; k — опытный коэффи­циент (значения его для отсоса, представленного на рис. 17, а, равно 12, а на рис. 17, б-— 16).

Пылегазоприемники для сварочных полуавтоматов (под слоем флюса), разработанные ВНИИОТом, реко­мендуется выполнять полукольцевыми, охватывающими

по периметру сварочную головку. Патрубок диаметром 20—25 мм присоединяется к облегченному резиновому шлангу с гладкой поверхностью. Гигиенический эффект достигался при удалении 80 м3/ч воздуха. Во избежание засасывания флюса нижнюю кромку отсоса располагают на расстоянии 25—30 мм над флюсом. Отсос должен быть облегченной конструкции. Следует иметь в виду, что все приведенные рассуждения, касающиеся характе­ра выделения вредных веществ и принципа устройства местных отсосов при автоматической сварке под флю­сом, справедливы и для полуавтоматической сварки.

Проектным институтом № 1 был выпущен альбом чертежей местных вытяжных устройств при сварке под слоем флюса. На рис. 19 представлен удлиненный отсос к шланговому полуавтомату ПШ-5-у массой 2,5 кг, а на рис. 20 — общий вид вытяжной установки, разработан­ные институтом. Конструкции отсосов Проектного института № I при соответствующей экспериментальной проверке могут быть использованы или взяты за основу при оборудовании аналогичного сварочного оборудова­ния новых типов местной вентиляцией.

Институтом «Проектпромвснтиляция» выпущены ти­повые чертежи ОВ-02-151 местных отсосов и укрытий к технологическому оборудованию для сварки под слоем флюса, а также в среде защитных газов, контактной сварки, плазменного напыления, наплавки и резки. По­мимо общих видов и рабочих чертежей указаны требуе - • мые объемы воздуха, коэффициенты местных сопротив­лений, необходимые для подбора вентиляторов, а также концентрации вредных веществ в удаляемом воздухе (см. приложение 1).

Сварка в среде защитных газов. Как указывалось выше, этот вид сварки характеризуется меньшим обра­зованием вредных веществ по сравнению с ручной свар­кой. Специфической сложностью устройства местных отсосов при сварке в среде защитных газов является необходимость создания скоростей воздуха в зоне сва - | рочной дуги, эффективно удаляющих выделяющиеся в процессе сварки вредные вещества, не нарушая защит­ное газовое покрытие дуги (обеспечивая одновременно высокое качество сварочного шва). В связи с этим к местной вентиляции при сварке в среде защитных газов предъявляется технологическое требование в отношении ограничения подвижности воздуха в зоне дуги: при

сварке стали в среде углекислого газа не более 0,5 м/с; при сварке цветных металлов в аргоне, гелии и азоте, а также алюминия и титана в аргоне и гелии не более 0,3 м/с. Увеличение расходов защитного газа не реко­мендуется, так как может привести к раздуванию вред­ных выделений, а увеличение расхода отсасывае­мого воздуха — к ухудшению качества свариваемого шва.

При полуавтоматической и автоматической сварке в среде защитных газов небольших деталей на стационар­ных рабочих местах рекомендуется применять устройст­ва, используемые при ручной электросварке и создаю­щие однородное поле скоростей в зоне сварки: панели равномерного всасывания, столы с надвижным укрытием и со встроенным местным отсосом, стол для сварщика с встроенным комбинированным (верхним и нижним) отсосом и др., соблюдая указанные выше максимальные скорости движения воздуха в зоне защитного газового покрытия дуги (при сварке цветных металлов на столах с комбинированным отсосом конструкции ВИСПа следу­ет пользоваться только верхним отсосом).

Институтом «Проектпромвентиляция» разработана типовая конструкция местного отсоса от автомата типа АДК-500-6 для сварки в среде углекислого газа в виде щелевого отсоса, удаляющего 500 м3/ч загрязненного воздуха со средней скоростью в сечении щелевого отсоса 8,4 м/с при концентрации вредности (по данным «Про - ектпромвентнляшш») в удаляемом воздухе 31,2 мг/м3. Коэффициент местного сопротивления отсоса, отнесен­ный к скорости в его приемном отверстии, равен 23. Рас­стояние от пылегазоприемника до сварочной дуги со­ставляет 260 мм. Тем же институтом разработан отсос от автомата типа ЛДСП-1 для сварки в среде аргона (расход удаляемого воздуха 200 м:|/ч, при этом сопро­тивление отсоса равно 35 мм вод. ст.). При сварке на нестационарных местах (на конвейере и др.) оптималь­ные газодинамические режимы сварки могут быть со­блюдены при условии перемещения местного отсоса вместе со сварочной горелкой (т. е. при наличии жест­кой конструктивной связи между ними). Одним из технологических институтов разработаны совмещенные воронкообразные отсосы к автоматам АДС-1000-2У и АСУ-6М, удаляющие 60 и 40 м3/ч загрязненного воз­духа.

На рис. 21 представлен ме­стный отсос, совмещенный с горелкой для автоматической сварки в углекислом газе, раз­работанный специалистами МАДИ и ВПТИтяжмаша (г. Москва).

В приемном сечении мест­ного отсоса наблюдается слож­ная картина течения: в цент­ральной части со значительной скоростью выходит углекислый газ для защиты дуги, а вокруг засасывается пылегазовоздуш­ная смесь. Входное сечение местного отсоса имеет форму кольца с эллипсообразным наружным контуром. Далее по ходу отсасываемого воздуха установлена диафраг­ма, стабилизирующая влияние одностороннего присое­динения шланга к камере местного отсоса с помощью изогнутого штуцера. Коэффициент гидравлического со­противления местного отсоса, отнесенный к средней скорости во входном сечении, равен 50. Сопротивление установки до цехового подключения (местного отсоса и шлангов длиной 10 м внутренним диаметром 20 мм) при достаточном расходе удаляемой смеси 23,6 м3/ч состави­ло 626 кг/м2, поэтому необходим вентилятор высокого давления.

Этим же коллективом была разработана опытная конструкция отсоса, совмещенного с горелкой для полу­автоматической сварки. В конструкции (рис. 22) было предусмотрено применение более легких и гибких рези­нотканевых шлангов внутренним диаметром 12 мм (длиной 1,5 м). Коэффициент местного сопротивления отсоса, отнесенный к скорости на входе, равен 30. Сум­марное гидравлическое сопротивление отсоса со шланга­ми до цехового подключения при производительности 23,7 м3/ч составило 750 мм вод. ст.

ВНИИОТом проведены испытания опытных пылега - зоприемников, совмещенных с полуавтоматическими горелками для сварки в углекислом газе А547 и ПДПГ-500 при расходах удаляемой смеси 36—68 м3/ч. Аэродинамическое сопротивление опытной конструкции пылегазоприеыника с гибким шлангом диаметром 32 мм

Ркс. 22. Отсос, cod мощенный с полуавтоматической
горелкой для сварки в углекислом газе

н длиной 2 м, в котором были проложены токопроводы и шланг для подачи углекислого газа, при объеме уда­ляемой смеси 35 м3/ч составило 250 мм вод. ст.

Контактная сварка. Институтом гигиены труда и профзаболеваний АМН СССР совместно с Киевским политехническим институтом и ВНИИОТом подготовле­ны рекомендации по устройству местной вытяжной вен­тиляции при контактной стыковой и точечной сварке на промышленных предприятиях *. Машины для контактной стыковой и точечной сварки мощностью 10, 25, 50, 75 и 150 кВа должны быть оборудованы встроенными мест­ными отсосами (рис. 23 и 24). Машины контактной" сты­ковой сварки непрерывным оплавлением мощностью 150, 300, 500 кВа и более должны быть оборудованы вытяж­ным шкафом-укрытием. Подвесные машины для контакт­ной точечной сварки мощностью 75 и 100 кВа следует оборудовать малогабаритными вакуумными вытяжными установками.

Основные показатели типовых вытяжных устройств для машин контактной сварки, разработанных институ­том «Проектпромвентиляция», приведены в приложе­нии 1. Характеристики местных отсосов, разработанных ВНИИОТом, приведены в приложении 2.

Для машин МТП-150-6 и МТП-75-11 разработаны три варианта отсосов (см. рис. 23), а для машины МТСМ-10Х35 два варианта отсосов. Выбор варианта конструкции определяется конкретными особенностями сварочных операций. Предложенные ВНИИОТом кон­структивные решения могут послужить прототипами при

1 Воронцова Е. И., Киреев В. И., Мосолов Н. И. и др. Гигиени­ческая оценка условий труда при контактной сварке. «Сварочное производство», 1974, № 4, с. 53—54.

устройстве аналогичных уст­ройств для контактной сварки.

Выше были рассмотрены различные типы местных отсо­сов. Правильный выбор того или иного вытяжного устрой­ства зависит от анализа конк­ретных технологических усло­вий при обязательном обеспе­чении требуемых санитарно - гигиенических условий с по­мощью минимальных затрат, поэтому при выборе оптималь­ного варианта (с учетом капи­тальных и эксплуатационных затрат в нормативный срок окупаемости) необходимо рас­сматривать все конструктив­ные элементы вентиляционной установки: местный отсос, воз­духоводы (шланги), вентиля­тор и другие приспособле­ния.

Имеется принципиальное конструктивное различие между совмещенным отсосом, укрепленном на рабочем органе автомата, например сварочной головке, и пере­мещающимся вместе с ней и неподвижным приемником вытяжной вентиляции, например панелью равномерного всасывания. В первом случае необходимо применение облегченных гибких шлангов, пылегазоприемное отвер­стие расположено ближе к источнику вредных выделений и поэтому может быть принято меньших размеров. Ги­гиенический эффект будет достигнут с помощью мень­шего объема отсасываемого воздуха, чем при неподвиж­ном отсосе. Первый тип отсоса удается расположить непосредственно над сварочным швом, так как направ­ление отсасываемого воздуха совпадает с естественным движением вверх сварочного факела. Второй тип отсоса удается расположить, как правило, только сбоку, при этом он должен отклонять аэрозоль и газы от их первоначального естественного направления движе­ния.

Вопрос подбора шланга также весьма серьезен в ■ силу ряда требований, предъявляемых к нему. Шланг должен быть легким и гибким, иначе он будет стеснять движения сварщика, потребует дополнительных усилий при работе, что в конечном счете приведет к снижению качества сварочного шва и послужит причиной отказа от использования местного отсоса. Шланг одновременно должен быть достаточно прочным и герметичным. Мате­риал шланга должен быть таким, чтобы была исключена возможность его деформации (перекручивания, смика­ння и др.), приводящей к уменьшению поперечного се­чения шланга. В противном случае резко возрастает и без того значительное аэродинамическое сопротивление шланга, уменьшается расход отсасываемой пылегазовоз­душной смеси и снижается эффективность вентиляцион­ного устройства. В системах со шлангами значительной длины необходимо применять многоступенчатые центро­бежные машины или вакуумнасосы (типа РМК или ВВН) производительностью 500—2200 м3/ч при напоре до 2500 кг/м2. При большом количестве сварочных пос­тов (10 и более) следует применять центробежные пя­тиступенчатые машины «Узбекхиммаш» типа ТВ-50-1,6; ТВ-80-1; ТВ-175-1,6 производительностью 3—10 тыс. м3/ч воздуха и с напором до 3000 кг/м2.

Для работы вакуум-насосов типа РМК или ВВН помимо электроэнергии необходима подача технически чистой проточной воды и постоянный слив ее в канали­зацию.

ГЛАВА VI