Процессы сварки сопровождаются образованием значительного количества вредных примесей, выделяющихся в воздух рабочей зоны предприятия: сварочный аэрозоль, газы, тонкодисперсная пыль, дым и токсичные соединения металлов. Эти загрязнения опасны не только для здоровья работников, но и для производственного оборудования. Поэтому очистка воздуха при сварке металла — это одно из ключевых требований современных промышленных предприятий, особенно тех, где работа по обработке металла производится ежедневно и в больших объемах. Эффективный фильтр очистки воздуха от сварочного аэрозоля, газов, пыли, дыма позволяет существенно уменьшить концентрацию вредных веществ, продлевает срок службы вентиляционного оборудования и обеспечивает соблюдение санитарных норм.

Во время сварки металла происходят физико-химические реакции. Это обусловлено тем, что электрическая дуга нагревает металл до высокой температуры, что приводит к испарению его частиц, формированию оксидов, газообразных соединений и микрокапель. Эти элементы конденсируются в виде аэрозоля с диаметром частиц от 0,01 до 5 мкм. Частицы аэрозоля такого размера легко проникают в лёгкие человека, оседают на стенках, агрегатах и вентиляции.

Основные группы вредных примесей:

1. Сварочные аэрозоли — смесь оксидов металлов, микрокапель и частиц, образующихся в процессе плавления; так при сварке углеродистой стали образуются оксиды железа и марганца, а при обработке алюминия — оксид алюминия и мелкодисперсная пыль.
2. Газы — оксиды азота, озон, угарный газ, фтористые соединения.
3. Пыль металлов — железа, алюминия, хрома, никеля и др., особенно много пыли образуется при плазменной резке металла.
4. Дым — продукты неполного сгорания, углеродистые частицы.

Данные вредные примеси быстро распространяются по рабочей зоне, оседают на поверхностях и долго находятся в воздухе, поэтому они могут вызывать отравления, аллергические реакции, хронические заболевания дыхательных органов, поражения кожи и глаз. В условиях цеха без фильтрации воздух быстро насыщается вредными компонентами, особенно при работе газового или электродугового сварочного аппарата. Поэтому правильное очищение воздуха от сварочных аэрозолей — обязательная часть промышленной безопасности на предприятии.

Также загрязнения ухудшают работу электронных компонентов оборудования, создают риск пожара.

Учитывая, что вредные примеси могут долго находится в воздухе рабочей зоны, быстро распространяясь при этом — рекомендуется локализовывать данный выброс максимально близко к месту его образования. Применяются локальные вытяжные системы, локальные зонты, гибкие рукава, мобильные очистители и стационарные фильтровентиляционные установки.

Мобильные очистители воздуха

Это компактные устройства, предназначенные для эффективной очистки воздуха в зонах сварки металлических изделий. Их можно оперативно перемещать между рабочими постами, что эффективно в условиях небольших мастерских и на участках с перемещающимися рабочими. Мобильные очистители оснащаются гибкими рукавами, которые подводятся непосредственно к месту образования вредных примесей, обеспечивая локальную очистку воздуха рабочей зоны, повышая безопасность работы сварщика.

Преимущества:

• гибкость использования — возможность быстрого перемещения устройства;
• быстрый запуск-легкость монтажа;
• отсутствие необходимости монтажа вентиляции- в части подключения к централизованной вытяжной системе;
• наличие многоступенчатых фильтров.

В них часто используется электростатический фильтр очистки воздуха от сварочного аэрозоля, газов, пыли, дыма, который обеспечивает захват мельчайших частиц за счет создания электромагнитного поля. Дополнительно могут применяться HEPA- и угольный фильтры, что позволяет значительно повысить качество воздуха в рабочей зоне.

Стационарные фильтровентиляционные установки (ФВУ)

ФВУ применяются в цехах и на производственных линиях, где работа идёт постоянно. Эти установки предназначены для обеспечения безопасных условий труда, снижения концентрации вредных аэрозолей, газов и пыли, а также для поддержания оптимального микроклимата в производственных помещениях. Установка подключается к воздуховодам или локальным вытяжным рукавам, что позволяет эффективно удалять загрязнённый воздух непосредственно из зоны его возникновения. Благодаря мощному вентилятору и глубокой ступенчатой фильтрации обеспечивается высокая производительность и долговременная эксплуатация без необходимости частого обслуживания.

Обычно ФВУ включает:

• искрогаситель — предотвращает возможное воспламенение от искр, что важно при высокой концентрации пыли;
• каскад фильтров включает в себя фильтры предварительной очистки для удаления крупных частиц, карманные фильтры, HEPA электростатические фильтры для тонкой очистки;
• систему автоматической регенерации, обеспечивающую автоматическую очистку и восстановление фильтров, что значительно увеличивает срок службы оборудования и снижает эксплуатационные расходы;
• контейнер для сбора и утилизации уловленных аэрозолей.

Такое оборудование предназначено для непрерывного удаления аэрозолей и обеспечения безопасного микроклимата в производственных помещениях.

Локальные вытяжные системы

Применение локальных вытяжных систем позволяет эффективно очищать воздух рабочей зоны от вредных веществ, образующихся при проведении сварочных работ. Также обеспечивается удаление загрязнений непосредственно у источника их образования, что позволяет значительно снизить концентрацию вредных аэрозолей, газов и пыли в общем объёме цеха и обеспечить безопасные условия труда.

Основные элементы локальных вытяжных систем включают:

А) Вытяжные зонты —устройства, размещаемые непосредственно над зоной сварки или другим источником загрязнений. Они эффективно захватывают аэрозоли и газы, не позволяя им распространяться по всей рабочей зоне помещения;
Б) Телескопические или гибкие рукава — соединяют вытяжные зонты с системой вытяжной вентиляции;
В) Сварочные столы с встроенной вытяжкой — позволяют одновременно выполнять сварочные работы и удалять вредные вещества прямо на рабочем месте, что особенно удобно в небольшие мастерские и при выполнении точечных операций.
Эти системы предназначены для минимизации попадания аэрозолей, дыма, газов и пыли в общий объём цеха, что способствует улучшению микроклимата и снижению нагрузки на центральные системы вентиляции. Благодаря локальной очистке воздуха, загрязнения удаляются максимально близко к источнику их возникновения, что повышает эффективность очистки и снижает расход энергии и фильтров.

Преимущества локальных вытяжных систем:

Эффективное снижение концентрации вредных веществ — удаление загрязнений прямо у источника их образования предотвращает их распространение по всему цеху.
Снижение нагрузки на общую вентиляцию — уменьшается потребление энергии и износ фильтров в центральных системах вытяжной вентиляции, что ведет к снижению эксплуатационных затрат.
Повышение уровня безопасности и комфорта — работники дышат более чистым воздухом, что снижает риск профессиональных заболеваний и положительно сказывается на производительности труда.

Центральные системы фильтрации

Данные системы позволяют эффективно управлять воздушными потоками и обеспечивать высокую степень очистки воздуха в условиях интенсивности металлообработки на крупном производстве с одновременным функционированием десятков сварочных постов. Центральная система объединяет несколько рабочих зон в единый воздуховод, что позволяет собирать загрязнённый поток из различных участков производства и подавать его на крупную фильтрационную установку. Это обеспечивает более эффективное удаление вредных веществ и уменьшает нагрузку на отдельные фильтры, повышая общую производительность системы.

Преимущества:

• высокий ресурс — увеличивается срок службы фильтров;
• снижение эксплуатационных затрат по сравнению с множественными локальными системами;
• возможность управления воздушными потоками — автоматизация регулировки и балансировки потоков для оптимальной работы системы;
• долговечность за счет увеличения устойчивости к износу.

Электростатическое оборудование

Электростатический метод заряда и осаждения частиц особенно эффективен для лазерной резки, MIG/MAG и TIG сварки, когда образуются ультрадисперсные аэрозоли. Эти устройства имеют следующие преимущества:

• высокая степень очистки при низком сопротивлении;
• возможность регенерации фильтрующих элементов;
• экономичность;
• способность улавливать частицы размером менее 0,1 мкм.

При подборе оборудования для фильтрации воздуха сварочного производства следует учитывать ряд факторов, чтобы обеспечить оптимальную эффективность и безопасность работы:

• Тип сварки и объём работ — при разных видах сварочных процессов (дуговая, газовая, лазерная и др.) образуется свой спектр загрязнений, требующий соответствующих решений по очистке воздуха. Объем работ определяет мощность системы и её пропускную способность.
• Характеристики металла — тип и свойства обрабатываемого металла влияют на состав и концентрацию вредных веществ.
• Площадь цеха — от размера помещения зависит мощность системы и необходимость в дополнительных фильтрах или вентиляционных каналах для равномерного распределения воздуха.
• Наличие или отсутствие общей вентиляции — при отсутствии централизованной вентиляционной системы необходимо использовать локальные или мобильные фильтры, а при наличии — интегрировать их в общую систему воздухообмена.
• Требования к мобильности — для мобильных или временных рабочих зон предпочтительнее использовать переносные или компактные фильтры, обеспечивающие гибкость в организации рабочего пространства.
• Уровень концентрации вредных веществ — высокая концентрация требует более мощных и многоступенчатых систем очистки, способных эффективно снижать уровень загрязнений до безопасных нормативов.
• Необходимость автоматической регенерации — системы с автоматической очисткой фильтров позволяют снизить затраты на обслуживание и обеспечить непрерывную работу без необходимости частого вмешательства.

Системы очистки воздушных выбросов на производстве являются важным элементом производственного процесса и влияют на следующие аспекты производственного процесса:

• Здоровье работников — очистка воздуха рабочей зоны способствует предотвращению профессиональных заболеваний и создает безопасные условия труда.
• Соответствие государственным и международным стандартам по гигиене и экологической безопасности.
• Пожарная безопасность — системы фильтрации предотвращают накопление пыли и взрывоопасных веществ.
• Соблюдение экологических требований — очистка воздуха позволяет минимизировать выбросы вредных веществ в окружающую среду.
• Производительность труда — комфортные условия и отсутствие загрязнений повышают эффективность работы сотрудников, уменьшают количество перерывов.
• Качество готовой продукции — чистый воздух способствует предотвращению загрязнений продукции.

Таким образом, системы очистки воздуха являются неотъемлемой частью современного производства, обеспечивая безопасность, экологическую ответственность и высокие стандарты качества.

Современные технологии позволяют эффективно очищать воздух от сварочных аэрозолей, газов, пыли и дыма, обеспечивая безопасность и комфорт на рабочем месте. Правильно подобранный фильтр очистки воздуха от сварочного аэрозоля, газов, пыли, дыма — это инвестиция в здоровье персонала, надёжность оборудования и качество производственного процесса.

Комплексный подход к вентиляции, установке локальных отсосов, применению ФВУ и электростатических систем позволяет минимизировать вред от сварочных процессов и обеспечить полноценную защиту рабочих и предприятия.