1. СПЕЦИФИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ УСТРОЙСТВА
ОБЩЕОБМЕННОИ ВЕНТИЛЯЦИИ В СБОРОЧНО-СВАРОЧНЫХ

ЦЕХАХ

Одним из наиболее сложных вопросов проектирова­ния новых и реконструкции действующих сборочно-сва­рочных цехов является выбор схемы общеобменной вен­тиляции, который должен быть обоснован анализом конкретных технологических и санитарно-гигиенических условий и объемно-планировочных решений, а также технико-экономическим расчетом.

В настоящее время строятся сварочные и сборочно - сварочные цехи больших размеров, как правило, много­пролетные с шагом колонн 12, 16 и 24 м, значительной высоты (10—15 м и более). Протяженность цеха может достигать 200 м и более. Увеличение габаритов свароч­ных цехов усложняет прокладку воздуховодов вентиля­ционных систем и затрудняет возможность эффективно провентилировать рабочие места в средних пролетах цеха. Наряду с этим сварочные цехи вспомогательного характера и участки имеют небольшой объем или распо­лагаются в комплексе с другими производствами. Нали­чие в сварочных цехах сложного подъемно-транспортно­го оборудования серьезно усложняет задачу размещения вентиляционных установок.

Кроме сварщиков, как правило, в цехе имеется значительный контингент рабочих, занятых на вспомога­тельных и других операциях, которые также подверга­ются воздействию сварочного аэрозоля. В одном произ­водственном помещении по технологическим причинам часто располагают вместе со сборочно-сварочными це­хами высокой производительности механические и меха­носборочные цехи.

Выбор принципиальной схемы общеобмеппой венти­ляции сборочно-сварочного цеха зависит от характера

загрязнения его воздушной среды аэрозолем и газами. Количество поступающих вредных веществ находится в прямой зависимости от объема сварочных работ. В этом отношении показателен удельный расход сварочных материалов па единицу объема цеха: наибольший в це­хах тяжелого машиностроения — до 2—3 г/м3-ч; в цехах металлоконструкций до 1 г/м3-ч. Многочисленные сани­тарно-гигиенические обследования подтвердили наиболь­шее загрязнение воздуха в цехах с высокой удельной технологической нагрузкой. Согласно действующим са­нитарным правилам устройство общеобменной механи­ческой вентиляции в сборочно-сварочных цехах необя­зательно, если удельный расход сварочных материалов меньше 0,2 г/м3-ч (кроме хромоникелевых электродов).

В связи с нахождением оптимальных вариантов орга­низации воздухообмена в сварочных цехах на протяже­нии ряда лет исследовались закономерности распростра­нения сварочного аэрозоля по высоте и в плане произ­водственных помещений. ВЦНИИОТом изучены в основном сборочно-сварочные цехи машиностроительных заводов и заводов металлоконструкций, в которых была обнаружена характерная неравномерность концентраций сварочного аэрозоля по высоте. Позднее аналогичные результаты были получены при натурных обследованиях, выполненных институтом «Сантехпроект». Помимо ана­лизов воздушной среды свидетельством неравномерности концентраций сварочного аэрозоля по высоте цехов ма­шиностроительных заводов является затруднение види­мости из кабин крановщиков, так как обычно область повышенных концентраций аэрозоля («сварочное обла­ко») располагается несколько ниже кабины крановщика. Наибольшие концентрации в плане помещения, как правило, наблюдаются над участками наибольшего со­средоточения сварочных работ.

Для изучения характера загрязнения воздуха в сва­рочных цехах необходимо знать тспломощность конвек­тивных потоков, возникающих на второй стадии процес­са сварки. М. 3. Брауде были проведены расчеты и обработаны результаты экспериментов Н. Н. Рыкалина по изучению полей температур в изделиях при электро­сварке и экспериментов Т. С. Карачарова и В. М. Эль - термана (выполненные раздельно) по изучению пара­метров конвективных воздушных потоков, образующих­ся над изделиями. Было установлено, что тепломощность естественных конвективных струй воздуха, возникающих в период сварки, зависит от режима сварки, теплотехни­ческих свойств изделий, их размеров и формы и состав­ляет для ручной электросварки с силой тока от 100 до 400 Л примерно от 6 до 10% общей мощности дуги. Про­веденные В. Л. Писаренко в Киевском НИИ санитарной техники исследования показали, что при ручной сварке эта величина составляет 11%, а при полуавтоматической в среде углекислого газа 13% мощности дуги.

На основании этих данных были проведены расчеты ориентировочной высоты подъема аэрозольного облака в сварочных цехах, которые вполне удовлетворительно совпали с результатами экспериментальных исследова­ний других авторов. Помимо натурных исследований были изучены на моделях причины возникновения не­равномерности концентраций примесей по высоте произ­водственных помещений. Явление образования пылевого облака по высоте сборочно-сварочного цеха машино­строительного завода можно объяснить следующим образом. Тепловая струя воздуха, возникающая над на­гретым сварочной дугой металлом, поднимает вверх примеси до тех пор, пока действует подъемная сила, зависящая от разности средних температур в струе и в окружающем воздухе. Когда средняя температура в струе при смешивании с окружающим воздухом снижа­ется до его температуры, подъем пылевоздушной смеси прекращается. Мельчайшие частицы сварочного аэрозо­ля оказываются во власти гравитационных сил и цирку­ляционных потоков воздуха.

При отсутствии эффективной вентиляции количество частиц сварочного аэрозоля, поступающих с тепловыми струями в облако, значительно превышает число уда­ляемых из него частиц: процесс нестационарен. Концент­рации возрастают и к концу смены. В таких цехах рабо­та крановщиков чрезвычайно затруднена из-за плохой видимости. В верхней зоне помещений температура воздуха всегда на 1—2°С выше, чем в нижней, поэтому в машиностроительных цехах уже на уровне от 6 до 10 м по высоте подъем сварочных факелов прекращается и создаются зоны, в которых концентрации сварочного аэрозоля значительно превышают концентрации в рабо­чей зоне. В более высоких судостроительных цехах (до 45 м), теплонапряженность которых ниже машинострои­тельных, создаются благоприятные условия для практи­чески равномерного распределения концентраций сва­рочного аэрозоля по высоте.

Учитывая специфику технологии и состояния воздуш­ной среды в электросварочных цехах, к системам их общеобменной вентиляции предъявляются следующие требования: струи приточного воздуха не должны спо­собствовать распространению вредных выделений на несварочные участки; приточные и вытяжные воздухово­ды не должны мешать работе внутрицехового транспор­та; эксплуатация вентиляционных устройств не должна снижать производительность труда; подвижность возду­ха, создаваемая приточной вентиляцией, не должна на­рушать технологический процесс сварки (в среде защит­ных газов).

Институтом гигиены труда и профзаболеваний АМН СССР на основе натурных исследований было рекомен­довано применять в сборочно-сварочных цехах в основ­ном механическую общеобменную вентиляцию. В лет­ний период для однопролетных цехов при условии обес­печения требуемой чистоты наружного воздуха целесообразно применение естественного притока. В хо­лодный период года обязателен подогрев приточного наружного воздуха.

Проектирование общеобменной вентиляции сборочно­сварочных цехов включает следующие вопросы: а) вы­бор по гигиеническим и экономическим соображениям оптимальной схемы вентиляции; б) расчет требуемых воздухообменов; в) конструктивное оформление принци­пиальной схемы организации воздухообмена.