金屬加工的材料特性及工藝需求會產生大量的粉塵和煙氣,是生產車間的主要空氣污染物來源。表1所示為不同焊接方法所產生的污染物,大功率的激光切割、等離子切割、火焰切割等產生的粉塵濃度遠遠超過焊煙。
空氣中彌散的污染物顆粒直徑在2~10μm范圍內時,經過呼吸這些顆粒物只能到達人類喉嚨部位,當顆粒物直徑在0.5~2μm之間時,可到達人類呼吸系統(tǒng)的氣管部位,當顆粒物直徑小于0.5μm時可進入肺部。容易引發(fā)最常見的職業(yè)病——塵肺病。
在焊接作業(yè)當中,由于工件的多樣性,對焊接煙氣的捕捉是一個難點。需要針對不同的工況進行設計及施工。常用的有移動式焊煙除塵器、集中式焊煙除塵器等。以收集方式來區(qū)分,大致可以分為:柔性(萬向)手臂、固定吸罩(通常置于頂部或側面)、移動吸風罩(可平移、旋轉)、隨動吸風罩、高負壓收集、環(huán)境通風。
由于焊接煙塵粒徑極細(亞微米級),對操作工人及環(huán)境的危害極其嚴重,所以盡可能高效地收集和過濾。目前主流的過濾技術是采用覆膜濾料對焊煙進行過濾處理,常用的是布袋除塵器。
焊煙除塵器在收集焊煙粉塵的同時,也把工件表面的油脂(如防銹油、助焊劑等)帶入除塵器內部,同時還可能與空氣中的其他顆粒物(如纖維等)混合,這種混合粉塵是非常容易燃燒的。所以焊煙過濾系統(tǒng)必須采用阻燃濾材。
激光切割及火焰、等離子切割所產生的煙塵與焊煙有類似的特性:粉塵粒徑極小,煙氣可能含油、火星與焊煙過濾器最大的區(qū)別在于,除塵器入口處粉塵濃度極高,對于除塵器本身性能是一個巨大的挑戰(zhàn),特別是濾材的使用壽命。同時結合合理的過濾風速、氣布比、過濾面積、除塵器內部氣流分布、高效脈沖清灰系統(tǒng)、合理選型的風機等,可確保切割煙塵凈化器穩(wěn)定安全運行。