CC BY
216
Меры по снижению выбросов вредных веществ
в атмосферу при плазменной резке металла
Р. Ю. Поляков, С. А. Бокадаров
ФГБОУ ВПО Воронежский институт ГПС МЧС России, г. Воронеж
Н. В. Мозговой
Воронежский государственный технический университет, г. Воронеж
Одной из важных проблем на современных металлообрабатывающих предприятиях является вопрос улучшения качества очистки воздуха при газотермической обработке металлов.
Как известно, процессы электросварки, наплавки и резки металлов отличаются интенсивными тепловыделениями, пылевыделениями и опасными газовыделениями, действующими отрицательно на воздушные массы. Интенсификация плазменных процессов, применение новых высоколегированных материалов в сварочных конструкциях и новых методов сварки и тепловой резки обуславливают появления в рабочей зоне новых, еще неисследованных веществ. В условиях современного производства необходима разработка эффективных методов борьбы с выделяющимися вредными веществами, изучение условий их образования и надежной локализации. Вентиляция, в совокупности с комплексом мероприятий технологического и организационного характера призвана снизить концентрации вредных веществ до предельно допустимых значений. В РФ с целью улучшения защиты атмосферного воздуха требования по ПДК вредных веществ более строгие по сравнению со многими другими странами. Все это требует постоянных усовершенствований в сфере вентиляционных разработок.
Таблица 1
ПДК вредных веществ выделяемых при плазменной резке металла
№ п/п ПДК, мг/м3 Класс опасности
Вещество максимальная разовая среднесуточная
1. Азота диоксид 0,085 0,04 2
2. Взвешенные вещества 0,5 0,15 3
3. Марганец и его соединения 0,01 0,001 2
4. Железа оксид - 0.04 3
5. Углерода оксид 5 3 4
6. Озон 0,16 0,03 1
Воздушная среда при плазменной обработки металлов может загрязняться сварочным аэрозолем, в составе которого возможно наличие окислов металлов (железа, марганца, алюминия, титана и др.), газообразных фтористых соединений, а также окиси углерода, окислов азота и озона.
Таблица 2
Концентрация вредных веществ выделяемых при плазменной резке углеродистой стали (толщина разрезаемых листов - 10 мм)
Наименование и удельные количества выделяемых загрязняющих веществ
Сварочный в том числе Оксид Диоксид
аэрозоль, Наименование Количество углерода азота
г/м г/ч вещества г/м г/ч г/м г/ч г/м г/ч
4,1 811,0 Марганец и соед. 0,12 23,7 1,4 277,0 6,8 1187,0
Железа оксид 3,98 787,3 - - - -
Так как в большинстве случаев на установках плазменной резке металла очистное оборудование отсутствует, для улавливания сварочного аэрозоля у места его образования при рассматриваемых способах обработки металла на стационарных постах, а также где это возможно по технологическим условиям, на нестационарных постах, предлагается предусматривать местные отсосы.
Таблица 3
Скорость движения воздуха, создаваемая местными отсосами у источников выделения вредных веществ
При сварке в углекислом газе Не более 0,5 м/с
При сварке в инертных газах Не более 0,3 м/с
При резке титановых сплавов и низколегированных сталей Не менее 1,4 м/с
При плазменной резке алюминиево-магниевых сплавов и высоколегированных сталей Не менее 1,8 м/с
Количество вредностей, локализуемых местными отсосами (с учетом скорости движения воздуха в помещении и других факторов), для вытяжных шкафов составляет не более 90 %, для остальных видов местных отсосов — не более 75 %.
Местные отсосы - это только лишь часть по снижению выбросов вредных примесей в атмосферу. По прохождению воздушной смеси по трубам вентиляции необходимо его очистить от мелкодисперсной пыли, размеры которой составляют от 10" до 5 мкм. Для очищения этой смеси от пыли наиболее эффективно использовать циклоны, которые имеют самый высокий коэффициент очистки от пыли (83-99,5 %). Его работа основана на действии центробежной силы, в результате которой, пыль со стенок циклоны скатывается в отстойник.
После очищенный воздух от пыли, но все еще со сварочным аэрозолем, пропускается через электростатический фильтр, который способен
практически полностью очистить от вредных примесей. При помощи разности потенциалов, создаваемых в электрофильтре, создается электрическое поле. И при прохождении загрязненного воздуха через заряженные пластины фильтра, аэрозольные частицы ионизируется и прилипает на стенки этих пластин.
Удельный объем воздуха, удаляемого с 1 м площади раскроечной рамы на основе экспериментальных данных может быть принят следующим:
32
4000 м /ч. м — при плазменной резке. Из этого следует устанавливать очистное оборудование такой же мощности, например, пылеуловитель ВЗП-400 и электростатический фильтр типа «EF».
Таблица 4
Техническая характеристика пылеуловителя типа ВЗП
Наименование Производительность по воздуху, м3/ч Диаметр, мм Высота, мм Масса, кг
Пылеуловитель ВЗП-400 4000 400 2138 160
Таблица 5
Техническая характеристика электростатического фильтра
Наименование Рекомендуемый вентилятор Макс. расход воздуха, м /ч Макс. потеря давления, Па Активная фильтрующая поверхность, м2 Вес, кг
EF-5002/AL FUA-4700/SP 4000 650 32,8 139
Все предложенные инженерно-технические средства целесообразны для установки данного технологического процесса, в суммации они могут дать очень высокий коэффициент очистки. Данная система актуальна для очистки не только воздуха в рабочей зоне, но и для атмосферного воздуха в целом.
Библиографический список
1. Овчинников В. В. Технология ручной дуговой и плазменной сварки и резки металлов. - М: 2010. - 240 с.
2. Денисов «Улавливание и утилизация пылей и газов», К:1992. -356 с.
3. Юшин, Лапин «Техника и технология защиты воздушной среды», М: 2005. - 224 с.
