کنترل آلودگي هوا در جوشکاري

کنترل آلودگي هوا در جوشکاري

در سال 1994, کيفيت هواي داخلي مسئله اي شده که تمام شرکت ها بايد به آن توجه کنند.کارخانه ها و کارخانه هاي توليدي سربسته اي که جوشکاري در آنجا انجام مي شود, مي توانند منبع عمده آلودگي و در نتيجه در خطر مهم بهداشتي باشند.

در گذشته اکثر شرکت ها ترجيح مي دادند که فيوم هاي متراکم را از نزديک کارگر گرفته و به سهولت آنها را به اتمسفر تخليه کنند. امروزه بيشتر قوانين کنترل آلودگي, صريحاً اين نوع عملکرد را غير قابل قبول مي دانند. جمع آوري و فيلتراسيون صحيح فيوم ها و گرد وغبار جوشکاري مسئله مهمي است که جهت تامين حفاظت کارگران در هر کشوري مورد توجه قرار مي گيرد. با انتخاب سيستم فيلتراسيون داراي راندمان بالا که خوب طراحي شده باشد, فوايد ديگري حاصل مي شود. هواي حرارت ديده يا خنک شده مورد فيلتراسيون ممکن است علاوه بر تخليه به خارج از محيط کار, مجدداً سير کوله شده و به محل کار بازگردانده شود, که منجر به هزاران دلار در سال صرفه جويي در انرژي مي شود. همچنين سازمان جهاني محيط زيست  EPA)), صنايع را ملزم به گزارش نوع و ميزان آلاينده هاي رها شده در هواي محيط زيست مي کند. گردش مجدد تصفيه شده نياز به گزارش کردن ميزان انتشار آلاينده هاي حاصل از جوشکاري را به هواي محيط مرتفع مي کند. فيوم يا ذرات حاصل از جوشکاري, برش کاري و لحيم کاري مي توانند خيلي سبک باشند, لذا گرفتن و کنترل آنها مشکل است. بنابراين در اکثر موارد استفاده از يک سيستم کنترل آلودگي در منبع آن يا به کار بردن بعضي از انواع هودها که جهت مکش آلاينده ها, نزديک به سطح کار قرار مي گيرند, مطلوب است. هود بايد به اندازه کافي نزديک به سطح کار قرار گيرد تا مکش کافي ايجاد کند, اما بايد به اندازه و فاصله اي نگه داري شود تا گاز محافظ جوشکاري را مورد مکش قرار ندهد. طرح هود نيز بايد مطابق با عمليات مخصوص جوشکاري باشد.

روش ثابت و دائمي براي يک يا دو عمليات جوشکاري, مي تواند جهت تامين بهترين مکش و جمع آوري هوا طراحي شود. در حالي که در يک عمليات جوشکاري که چند موضع جوشکاري دارد, مشعل جوشکاري مي تواند منجر به اشکال در وضعيت گيري و قرار گرفتن هود شود. در اين موارد, استفاده از هود هاي متحرک يا حتي کلکتورهاي (وسايل جمع آوري کننده) فيوم يا گرد وغبار پرتابل که کارگر مي تواند به طور دستي به آن وضعيت دهد, مطلوب است. بعضي اوقات گرفتن آلاينده ها در منبع توليد آن, غير عملي است. در چنين مواردي يک سيستم کنترل مرکزي بايد مورد استفاده قرار گيرد, تا هواي آلوده محيط را گرفته و آلاينده هاي حاصل از عمليات جوشکاري و منابع ديگر آلودگي را فيلتره کند.

انواع فيلتراسيون

پس از مکش و گرفتن, فيوم يا ذرات جوشکاري, توسط کانالهايي وارد سيستم فيلتراسيون مي شوند. معمولاً سه نوع اصلي فيلتراسيون براي عمليات جوشکاري به کار مي رود:

1- رسوب دهنده هاي الکترونيک

که هوا را به صورت الکتريکي مورد فيلتراسيون قرار مي دهند. وقتي فيوم يا ذرات جوشکاري وارد اين سيستم مي شوند, به طور الکترواستاتيکي باردار شده و جذب صفحه اي با بار مخالف مي شوند. رسوب دهنده هاي الکترواستاتيک مي توانند ذرات خيلي ريز و کوچک را به دام اندازند. وقتي صفحات جمع آوري کننده سيستم با ذرات يا فيوم هاي باردار گرفته و مسدود مي شوند, ذرات, متراکم و انباشته مي شوند و ممکن است تصادفاً از صفحات کنده و جدا شده و وارد جريان هواي عبوري گردند و مجدداً وارد محيط کار شوند. اين روش باعث توليد گاز ازن نيز مي شود, با اين همه, بايد مرتباً اندازه گيري شود تا مطابق با حدود مجاز استاندارد تعيين شده توسط سازمانOSHA باشد.

2- بک فيلترها (فيلترهاي کيسه اي):

اين فيلترها چندين دهد مورد استفاده قرار گرفته اند.اکثر اين سيستم ها از مکانيسم لرزشي يا ارتعاشي پالس جت هواي فشرده جهت تميز کردن سطح کيسه ها از فيوم ها و گردوغبارهاي جمع آوري شده روي آنها استفاده مي کنند. به خاطر توانايي آنها در جابجايي و انتقال انواع وسيعي از آلاينده ها, بک فيلترها روش عمده جمع آوري فيوم و ذرات آلوده کننده شده اند. در سيستم يک فيلتر, قسمت ورودي هوا به سيستم که مجهز به يک صفحه مانع ياBaffle است, که باعث جداسازي ذرات بزرگ قبل از رسيدن به سطح کيسه فيلترها مي شود. پالس جت ها, هواي فشرده را از قسمت بالاي کيسه ها به داخل کيسه ها مي دمند که باعث جداسازي و کنده شدن فيوم و ذرات جمع آوري شده از سطح کيسه ها مي شود. کيسه ها با نفوذ پذيري يا نسبت هوا به سطح فيلتر بالاتري از فيلتر کار تريج ها عمل مي کنند که خود موجب افت فشار و مصرف انرژي بيشتري مي شود.

3- فيلترهاي کارتريج :

جديد ترين تکنولوژي در جمع آوري فيوم و ذرات آلاينده است. اين سيستم ها از کارتريج هاي سفت و چين داري به جاي کيسه فيلتر استفاده مي کنند که در نتيجه ايجاد سطح فيلتراسيون زيادي را در يک پکيج کوچک امکان پذير مي سازد.

گردو غبار و فيوم ها روي جدار خارجي کار تريج ها جمع آوري شده و هنگامي که سيستم در حال کار است, توسط مکانيسم پالس معکوس جت هواي فشرده تميز مي شوند. کلکتورها يا فيلترهاي کارتريج کاربرد عمومي کسب مي کنند, زيرا ماکزيمم کارايي را با حداقل فضاي لازم فراهم مي کنند. مزاياي ديگر آن راندمان فوق العاده بالا, افت فشار پايين و مصرف انرژي کم است.

انتخاب پارچه يا سطوح فيلتراسيون

قلب هر سيستم تصفيه کننده هوا از نوع بک فيلتر يا کارتريجي, پارچه يا مدياي فيلتراسيون است. بک فيلترها با انواع پارچه ها وجود دارند, از جمله پارچه هايي از جنس الياف فايبرگلاس و مصنوعي(سنتيتيک). چون کيسه هاي فيلتر با نسبت هوا به سطح فيلتراسيون بالا تر يا نفوذ پذيري بيشتري از کارتريج ها کار مي کنند, در نتيجه افت فشار بيشتر و مصرف انرژي بالاتري را دارند. کيسه هاي فيلتري که براي عملياتي با سرعت زياد جريان هوا به کار مي روند, ممکن است دچار نشتي يا جريان نفوذي گرد وغبار ريز از پارچه فيلتر و در نتيجه کاهش راندمان شوند. مديا يا سطح فيلتراسيون در کلکتورهاي کار تريجي معملاً يک پارچه نبافته از جنس سلولز يا ديگر الياف مصنوعي يا پارچه هاي روکش شده يا تفلون يا آغشته به کربن هستند. چون سطح فيلتراسيون زيادي در فيلترهاي کارتريج موجود است, سرعت تماسي هوا خيلي پائين است. تراکم مديا و سطح فيلتراسيون در اين نوع فيلترها باعث گرفتن فيوم يا ذرات زيادي مي شود. چون آلاينده ها روي سطح پارچه يا مديا جمع آوري مي شوند, يک اثر فيلتراسيون ثانويه نيز به وجود مي آيد. بهترين سرعت سطحي اغلب با استفاده از بهترين پکيج هاي سخت افزار, نرم افزار و حصول نتايج مطلوب به کار مي رود. در صنعت جمع آوري فيوم و ذرات, اين سرعت سطحي به صورت نسبت هوا به سطح فيلتراسيون مشخص شده, و بر حسب فوت مکعب در دقيقه سرعت هوا بر فوت مربع سطح فيلتر(Cfm/ft2) بيان مي شود. براي مثال در صورتي که Cfm 5760 هوا توسط يک کلکتور کار تريجي داراي 16 کارتريج تصفيه شود, به طوري که هر کارتريج داراي 240 فوت مربع سطح فيلتراسيون باشد, نسبت هوا به سطح فيلتراسيون عبارتند از:

                                                  240  فوت مربع   :   16عدد کار تريج : 5760 

                                                           هر کار تريج

نسبت هوا به سطح فيلتراسيونft   5/1= به طور کلي نسبت هوا به سطح فيلتراسيون پايين تر, باعث عمليات ايمن تر min و تميز و تجهيزات و فرايندهاي صنعتي آلوده کننده مي شود. وقتي که نسبت هوا به سطح فيلتراسيون بالاتري انتخاب شود, آلاينده با سرعت هاي بيشتري روي سطح فيلتراسيون برخورد خواهد کرد. اين مسئله ممکن است باعث فرورفتن فيوم و ذرات در پارچه يا مديا شود, که منجر به عدم تاثير مکانيسم تميز کننده کارتريج ها مي شود. در صورتي که از نظر فضا و مکان يا سرمايه پولي محدوديت وجود داشته باشد, نسبت بالاتر هوا به سطح فيلتراسيون ممکن است ضروري باشد.

همان طور که قبلاً ذکر شد, اين مسئله منجر به کوتاه تر شدن دوام فيلتر و افت فشار بيشتر خواهد شد. از طرف ديگر, اگر سيستمي با دفعات سرويس دهي طولاني تري به دلايل ديگري مورد نظر باشد, نسبت پائين تر هوا به سطح فيلتراسيون بايد در نظر گرفته شود. هنگام طراحي سيستم, بايد نکات ذکر شده فوق کاملاً در نظر گرفته شود.

آناليز آلاينده ها

نوع فيوم و ذراتي که جابجا و جمع آوري مي شوند چيست؟

براي مثال حرارت دادن فلز گالوانيزه باعث انتشار فيوم هاي خطرناک روي و ذرات فلزي در محيط کار خواهد شد. جهت تعيين اينکه واقعاً چه آلاينده هايي وجود دارد, لازم است شما روش و نوع عمليات جوشکاري را مورد توجه قرار دهيد (مثل جوشکاريGMAW,GLAW,SMAW, لحيم کاري برنج و روي, و...).

  چگونه فيوم و ذرات قبل از رسيدن به تجهيزات فيلتراسيون به دام افتاده و منتقل مي شوند؟ آيا در منبع آلودگي گرفته مي شوند يا از هواي محيط گرفته شده و به دام مي افتند؟

يک آناليز به شما کمک خواهد کرد که به طور دقيق درصد ذرات ريزي را که بايد جمع آوري شوند, تعيين کنيد. در نتيجه, اين امر به شما کمک خواهد کرد که ميزان راندمان لازم سيستم را تعيين و محاسبه کنيد. 

اندازه وشکل ذرات چگونه است؟

فيوم و ذرات جوشکاري, معمولاً از 1/0 تا1 ميکرون قطر دارند. اين اندازه از ذرات نيازمند فيلتراسيوني با راندمان بالا است. کلکتورهاي کارتريج و رسوب دهنده هاي الکترواستاتيک توانايي گرفتن و به دام انداختن ذرات خيلي کوچک در اين دامنه ( يعني 1/0 تا1 ميکرون ) را دارند. شکل ذرات نيز مي تواند مهم باشد. ذرات کروي که تمايل ندارند به يکديگر بچسبند, مي توانندبه طور موثري توسط کلکتورها يا فيلترهاي کار تريجي گرفته شوند. ذرات ليفي شکل(الياف) يا چسبناک, نياز به استفاده از فيلترها و مدياهاي خصوصي دارند. در رسوب دهنده هاي الکترواستاتيک, ذرات به طرف صفحات جمع آوري کننده مکش مي شوند.چون ذرات روي صفحات جمع مي شوند, عدم چسبندگي کامل باعث جداشدن بعضي از ذرات از صفحات جمع آوري کننده مي شود, که اين امر به نوبه خود باعث کاهش راندمان فيلتراسيون و طول زمان خواهد شد.

خصوصيات فيزيکي ديگر گردو غبار چيست؟

آيا گردوغبار جاذبالرطوبه هستند ( تمايل دارند رطوبت هوا را جذب کنن؟)

آيا گردوغبار به صورت الکترواستاتيکي باردار مي شوند؟ آيا خصوصيات فيزيکي ديگري وجود داردکه باعث چسبيدن ذرات به يکديگر شود؟ حدود وزن يا دانسيته زياد مثل اکسيد سرب نياز به نسبت بيشتر هوا به سطح فيلتراسيون از گردوغبار سبک دارند.

غلظت فيوم ها وذراتي که ايجاد مي شوند, چه ميزان است؟

براي مثال فرايندهاي جوشکاري قوس الکتريکي غلظت زيادي از فيوم ها و گردوغبار را ايجاد خواهد کرد. در مقابل, سمباده زني دستي متناوب فلز غلظت کمي از آلاينده ها را به وجود مي آورد. غلظت فيوم و ذرات فاکتور کليدي در تعيين نوع سرويس دهد سيستم فيلتراسيون و تعويض فيلترها يا مدت دوام کارتريج است. براي ايجاد ماکزيمم دقت, هميشه تراکم آلاينده ها را در محل تعيين شده در ورودي سيستم فيلتر نمونه برداري و اندازه گيري کنيد.

آيا حذف بو و گاز لازم خواهد بود؟

در صورتي که بو يا آلاينده هاي گازي ايجاد شوند(مثلاً هنگام جوشکاري فلز گالوانيزه), بعضي از سيستم هاي جذب سطحي مورد نياز خواهد بود.کربن فعال از جنس پوست نارگيل در گرفتن و جداسازي اين مواد بسيار موثر است.

شرايط محيطي

آيا تجهيزات فيلتراسيون داخل کارخانه قرار مي گيرند يا خارج از آن؟

در صورتي که سيستم فيلتراسيون خارج از کارخانه قرار گيرد, باد و شرايط جوي ديگر بايد در نظر گرفته شوند. در صورتي که سيستم فيلتراسيونروي سقف کارگاه نصب مي شود, اندازه و وزن تجهيزات فاکتورهاي مهمي هستند. براي يک سيستم فيلتراسيون که در داخل کارگاه نصب شده است, طبقات بالاي ساختمان و محدوديت هاي ديگر فضايي بايد در نظر گرفته شود. براي ايمني زلزله سيستم فيلتراسيون نياز به تقويت اضافي و تکيه گاه ديگري دارد.

آيا منبع تامين کافي هواي فشرده موجود است؟

سيستم کارتريجي مجهز به پالس جت معکوس هواي فشرده کم و ناکافي باشد, ممکن است فشار کافي جهت تميز کردن سيستم به طور صحيح وجود نداشته باشد. منبع تامين هواي فشرده بايد تميز, خشک و عاري از روغن باشد. از طرف ديگر, بايد با شرايط يکنواخت مديا و فيلتر که باعث کاهش راندمان فيلتراسيون و افزايش افت فشار سيستم مي شود, سازش کرد.

قوانين اجرايي

ميزان راندمان فيلتراسيون مورد نياز چقدر است؟

همان طور که ذکر شد, راندمان فيلتراسيون توسط اندازه, شکل و خصوصيات ديگر آلاينده ها تعيين مي شود. اما عوامل ديگر نيز نقش زيادي دارند. براي مثال در صورتي که هواي جريان پايين دست کلکتور مجدداً به داخل کارخانه برگردانده و سير کوله شود, نياز به راندمان فيلتراسيون بالاتري خواهيد داشت تا سيستمي که هوا را به محيط خارج از کارخانه منتقل مي کند.

هنگام گردش مجدد هوا, اکثر مواضع آلودگي نياز به فيلتر ارزيابي ايمني جهت حفاظت کارگران دارند. اگر سيستم فيلتراسيون دچار وقفه گردد و قطع شود, فيلتر ارزيابي ايمني, حفاظت لازم را تامين کرده و نقص عملکرد سيستم را با اعلان افزايش سريع افت فشار فيلتر, نشان مي دهد. اين فيلتر ممکن است يک فيلتر HEPA يا فيلترASHRAE با راندمان بالا باشد.

روش هاي مختلف پيشگيري از خطرات و بيماريهاي ناشي از فرايندهاي جوشکاري

جوش کاري, اتصال دائمي دو ماده (معمولاً فلزات), از طريق آميزش موضعي در اثر ترکيب مناسب دما, فشار و شرايط متالوژيکي است. از آنجا که محدوده ترکيب فشار و دما مي تواند از دماي بالا بدون فشار تا فشار زياد بدون دما گسترده باشد, تنوع روشهاي جوشکاري به انواعي چون جوشکاري آهنگري, جوشکار با شعله, جوشکاري مافوق صوت, جوشکاري واکنشي, جوشکاري برقي, جوشکاري پرتوالکتروني, جوشکاري, جوشکاري اصطکاکي و لحيم کاري سخت تقسيم بندي مي شوند. هر يک از اين انواع نيز با متدهاي مختلفي انجام مي گيرند. در اين جا به طور خلاصه با چند نوع از فرايندهاي جوشکاري آشنا مي شويم.

جوشکاري آهنگري

اين روش از قديمي ترين فرايندهاي جوشکاري است که امروزه مورد استفاده چنداني ندارد. در اين روش, منبع حرارت, کوره ذغال سنگي بوده است. قطعات وصل کردني را در کوره مي گذاشتند تا به دماي فرجينگ برسد, سپس با چکش انتهاي آنها را پخ مي کردند, تا در محل اتصال ضخامت نامناسب نداشته باشد. انتهاي قطعات را دوباره تا دماي مناسب گرم کرده و سپس آنها را در ماده اي به نام براکس که به جاي گدازآور عمل مي کرد فرو مي بردند.بعد از اين کار, دوباره عمل گرم کردن را ادامه مي دادند تا با تشخيص از روي رنگها, به دماي مناسب مي رسيدند. سپس قطعات را از کوره خارج مي کردند و با کوبيدن شديد ناخالصي ها و زنگار روي آنها را زودوده و سپس انتهاي آنها را روي سندان مي گذاشتند و با ضربات چکش آنها را به هم مي فشردند تا نزديکي لازم براي کامل شدن عمل جوشکاري ايجاد شود.

جوشکاري سرد نيز نوعي از جوشکاري آهنگري است که در آن از گرما استفاده نمي شود و فقط فشار يا ضربه عامل جوشکاري است.

2. جوشکاري با شعله گاز

در اين جوشکاري, اکسيژن يا يک گاز سوختني ( که معمولاً استيلن است ) در مشعل جوشکاري با يکديگر ترکيب شده و طي يک واکنش دو مرحله اي دمايي در حدود6300 درجه فارنهايت ( 3480 درجه سانتي گراد) توليد مي کنند. اين حرارت سطح فلزي قطعاتي را که بايد جوشکاري شوند, ذوب کرده و سبب جاري شدن آنها در هم مي شود. در اين زمان, مکرراً از يک فلز بعنوان پر کننده بين دو قطعه نيز استفاده مي شود.

همچنين براي جلوگيري از اکسيداسيون و سهولت جوش کاري از يک ماده گدازآور (flux ) نيز استفاده مي شود.

3- جوشکاري برقي (قوس الکتريکي) :

/ 2 نظر / 279 بازدید

خوب

خوب