Газовая резка металла экологическая или нет

Термическая резка является источником вредных веществ, опасных для здоровья. На выброс таких веществ и, следовательно, на возможные проблемы со здоровьем человека, оказывают влияние многочисленные факторы.

Способы обработки металла при термической резке постоянно совершенствуются. Наряду с использованием новых материалов необходимо постоянно оптимизировать и совершенствовать меры по защите работников от опасных для здоровья факторов на производстве, включая термическое разделение металла.

При газо-кислородной, плазменной и лазерной резке состав основного материала является решающим для химического состава частиц металла и пыли, возникающих во время этих процессов. Что касается автогенной и плазменной резки, несмотря на больший диаметр частиц по сравнению со сваркой, их размер все равно меньше 0,4 мкм, они не задерживаются альвеолами и проходят в кровоток.

Таким образом, они являются опасными для здоровья и частично канцерогенными (вызывающими рак). При процессах с высокой плотностью энергии, таких как лазерная резка, возможно также образование очень мелких частиц.

В зависимости от состава, концентрации и времени года, в течение которого работник подвергается воздействию вредных веществ, существует опасность для его здоровья от газообразных и твердых частиц.

Автогенная резка пламенем является одним из важнейших производственных процессов в металлургической промышленности. Она используется для нелегированной и низколегированной стали для листов средних и больших толщин и, кроме всего прочего, для обработки железнодорожных рельсов. При этом количество дыма будет зависеть от различных параметров, таких как:

• толщина листа;
• газ резки;
• давление режущего газа;
• скорость резания.

В дополнение к пыли при резке образуются также ядовитые и резко-пахнущие нитрозные газы, такие как диоксид азота. Коэффициент выброса пыли составляет примерно от 10 до 50 миллиграммов в секунду.

Плазменная резка используется для резки листов толщиной до 100 миллиметров. При этом способе термической резки выделяется высокая концентрация твердых частиц.

Количество и состав опасных веществ зависят от состава заготовки и выбранных параметров резки, а также типа используемых плазменных газов.

При больших токах и высоких скоростях резки в единицу времени производится значительно больше частиц. Во время плазменной резки металла возникают следующие выбросы:

• Нелегированная и низколегированная сталь: металлическая пыль (преимущественно оксиды железа) — при этом в процессе плазменной резки выделяется такое же количество дыма, как и при автогенной резке;
• Хром-никелевая сталь: в дополнение к оксиду железа, также соединения оксида никеля и хрома (VI);
• Никель и никелевые сплавы: высокий уровень оксида никеля;
• Алюминиевые материалы, при работе с высоколегированными базовыми материалами (например, алюминиево-кремниевые сплавы) в дополнение к дыму опасно высокую концентрацию составляет озон.

Если материалы содержат хром или никель, также образуются канцерогенные соединения хрома (VI) и оксид никеля. При использовании сжатого воздуха и/или азота в качестве плазменного газа в большом количестве возникает также оксид азота.

Лазерная резка служит для разрезания практически любого материала. Данный вид резки используется для материалов малых и средних толщин для точной и быстрой обработки сложных двух- или трехмерных форм.

Из-за сложности процесса и оборудования состав и концентрация выделяемых опасных веществ определяются многочисленными факторами.

При лазерной резке с CO2-лазером на количество выделяемых вредных веществ влияют следующие параметры:

• толщина заготовки;
• фокусное расстояние;
• давление режущего газа;
• мощность лазерного луча;
• скорость резки.

С увеличением интенсивности параметров количество пыли увеличивается. Из-за высокой плотности энергии лазерной резки частицы пыли особенно тонкие. Они также содержат наночастицы, которые способны проникать в клеточные мембраны. Несмотря на то, что количество выделяемой пыли при лазерной резке меньше, чем при плазменной, уровень содержания пыли в рабочей зоне остается по-прежнему высоким.

Наибольшие выбросы загрязняющих веществ происходят при лазерной резке хром-никелевой стали. При резке оцинкованной стали выбросы загрязняющих веществ выше, чем при использовании нелегированной стали. Выбросы загрязняющих веществ снижаются примерно наполовину, когда вместо кислорода (лазерная резка) используется азот (лазерная резка под высоким давлением) в качестве режущего газа.

При использовании так называемых твердотельных лазеров выбросы загрязняющих веществ ниже, чем у CO2-лазеров. Здесь также с увеличением толщины материала уменьшается эмиссионная пыль, основная пыль также значительно уменьшается, когда в качестве рабочего газа используется азот. Кроме того, на количество выделяемых загрязнителей влияют следующие параметры:

• давление режущего газа;
• скорость резания;
• эффективность обработки;
• толщина заготовки.

Исходя из всего вышесказанного, можно сделать вывод, что при всех процессах термической резки металла необходимо использовать эффективную технологию удаления опасных веществ, принимать технические меры защиты, такие как аспирация пыли под столом. Вытяжные столы с эффективными фильтрационными системами являются незаменимыми и гарантируют безопасность сотрудников при работе с большим количеством мелкой опасной пыли.

Вытяжные столы для резки металла от компании TEKA особенно экономичны из-за низкого потребления электроэнергии. Очень стабильная конструкция гарантирует, что стол не деформируется даже при высоких тепловых нагрузках.

Решетки имеют секционный принцип всасывания: впускные каналы регулярно открывают планку под опорой в месте нахождения резака.

Такая система обеспечивает оптимальное извлечение загрязняющих веществ с небольшим количеством воздуха, не требует лишних затрат для фильтрации всего объема воздуха стола, что напрямую влияет на мощность двигателя фильтровентиляционной установки и, соответственно, на экономию электроэнергии.

С помощью автоматического управления демпфером система демпфера открывает только секцию в зоне резки. Таким образом, удаление дыма происходит только там, где образуется дым. Всасывающие отверстия в столе для резки расположены таким образом, что грубые частицы попадают непосредственно в шлаковый резервуар и не уже не забивают фильтры всасывающего устройства.

Шлак и основная пыль собираются в сегментных емкостях, которые можно легко и безопасно удалять с помощью крана.

Промышленные проблемы, связанные с высокой концентрацией загрязнённого воздуха при резке различных материалов эффективно решают самоочищающиеся фильтровентиляционные системы ZPF немецкой компании ТЕКА.

Центральная самоочищающаяся фильтровентиляционная система, оснащенная фильтр-картриджами, проводит очистку загрязнённого воздуха, который охватывается секцией на столе для резки и транспортируется по специально проложенному воздуховоду к агрегату.

Фильтровентиляционная система оборудуется фильтр-картриджами в подвешенном состоянии, класс фильтрации BGIA M и эффективности ≥ 99 %. Таким образом, насыщение фильтров ведется со стороны входного патрубка. Тяжёлые частицы не удерживаются и падают в пылесборник. На заводе фильтр-картриджи обрабатываются специальным защитным порошком precoat, что значительно увеличивает срок их службы.

Преимущество самоочищающейся фильтровентиляционной системы заключаются в оптимальном режиме очистки (долгий срок службы фильтр-картриджей, высокоэффективный отсос), удобной для пользователя конструкции, а также в экономии расходов на техосмотр. Полностью автоматическая очистка фильтров осуществляется системой мощного опрыскивания POWERSPRÜH и контролируется микропроцессорной системой управления PULSE-CONTROL.

Дополнительную очистку обеспечивает стационарный искрогаситель ТЕКА. Это идеальная установка, предохраняющая от возникновения пожара внутри фильтровентиляционных систем. Простота конструкции и безоткатный режим работы являются преимуществом данной системы.

Специальное преломление загрязнённого воздушного потока внутри установки приводит к тому, что тяжелые частицы, и, в особенности, расплавленные тела падают в воду. Собравшаяся отработка выпускается через шаровый кран и удаляется через крышку техотсека.

Стационарный искрогаситель также является «подушкой безопасности» для фильтровентиляционной установки – он предотвращает попадание раскаленных частиц металла на фильтр, что исключает возможность их воспламенения.

Компания «ДельтаСвар» является официальным дистрибьютором ТЕКА в России. Наши специалисты проконсультируют Вас по всем вопросам относительно фильтро-вентиляционного оборудования, организации рабочего места сварщика и средств индивидуальной защиты.

Мы подберем для Вас необходимое оборудование, осуществим доставку и монтаж оборудования, оснастим Ваше сварочное производство «под ключ», поможем разобраться в современных технологиях термической резки, а также подобрать наиболее оптимальный способ раскроя металла!

Обзор машин термической резки ProArc и их преимущества Машины термической резки c ЧПУ производства ProArc (Тайвань) – это высокотехнологичное автоматизированное оборудование для обработки листов разных размеров. Станки позволяют решать как простые, так и сложные производственные задачи. …

Разбираемся в новинках от компании EWM AG Что позволяет идентифицировать любую производственную компанию как успешную? Конечно, её результаты и продукция на мировом рынке! EWM AG по праву можно считать одним из лидеров в области производства сварочного оборудования. …

Выставка «МЕТАЛЛООБРАБОТКА. СВАРКА-УРАЛ» Приглашаем посетить стенд компании «ДельтаСвар» с 15 по 18 марта 2022 года в МВЦ Екатеринбург-ЭКСПО, г. Екатеринбург! …

Mobile Welder OC Plus — портативный источник питания для орбитальной сварки Mobile Welder OC Plus — это первый портативный источник питания для орбитальной сварки, специально разработанный для использования на строительных площадках. Mobile Welder OC Plus обеспечивает неизменно высокое качество орбитальной сварки в самых отдаленных местах. …

Новая линейка оборудования EWM XQ – квинтэссенция инноваций Тысячи сварочных аппаратов от компании EWM AG успешно выполняют свою задачу на предприятиях России самых разных отраслей, начиная с энергетики и пищевой промышленности, заканчивая – военной и авиационной. Время – объективный критерий. Именно время позволяет оценить качество оборудования, которое выполняет свои задачи каждый трудовой день. Согласно статистике наших клиентов, 10 лет – не возраст для сварочных аппаратов, на корпусе которых гордо расположены три буквы – EWM. …

Расчет выбросов загрязняющих веществ от участка газовой резки

• В производственном участке на постах производится газовая резка металлолома, в основном состоящего из углеродистой стали толщиной до 5 и 10 мм.
• В процессе газовой резки в атмосферу выделяются оксид железа, марганец и его соединения, оксид углерода и диоксид азота.
• Расчёт выбросов загрязняющих веществ, выделяющихся при газовой резке металла, проводится по формуле:
• М = g · t · n · N · 10-6, т/год (5)
• где g — удельный выброс загрязняющих веществ на единицу оборудования, г/час;
• t — «чистое» время газовой резки металла в день, час;
• N — количество рабочих дней в году;
• n — количество постов газовой резки.
• Сварочный аэрозоль (g=82,5 г/ч)
• М = 82,5 · 1,6 · 2 · 225 · 10-6=0,0594 т/год
• (g=3,96 г/ч)
• М = 3,96 · 1,6 · 2 · 225 · 10-6=0,00285 т/год

(g=42,9 г/ч)

М = 42,9 · 1,6 · 2 · 225 · 10-6=0,0309 т/год

1. (g=33,6 г/ч)
2. М = 33,6 · 1,6 · 2 · 225 · 10-6=0,0242 т/год
3. Максимально разовый выброс загрязняющих веществ при газовой резке определяется по формуле:

, г/с (6)

Сварочный аэрозоль

• г/с
• г/с
• г/с

г/с

Расчет выбросов веществ от деревообрабатывающего участка

Таблица 4 — Исходные данные для деревообрабатывающего участка

На участке производится распиловка и механическая обработка чистой древесины хвойных и лиственных пород. В процессе резки в атмосферу выделяются пыль древесная размером 0 -200 мкм.

• Валовый выброс пыли определяется по формуле:
• М = g · t · n · 3600 · 10 — 6 · N, т/год (7)
• где g — удельный показатель количества пыли в отходах при работе одной единицы оборудования, г/с, принимаем по таблице 4?
• t — «чистое» время работы одного станка в день, час?

n — количество станков данной модели, шт.?

1. N — число дней работы станка в год.
2. 1)Круглопильный станок УН, g=2,1 г/с
3. М = 2,1 · 3,2 · 1 · 3600 · 10 — 6 · N=6,048 т/год
4. 2) Сверлильный станок СВПА, g=0,42 г/с
5. М = 0,42 · 3,2 · 3 · 3600 · 10 — 6 · N=3,63 т/год

Вредные выбросы, образующиеся при термической резке металла и их влияние на организм человека

Большую часть всей своей жизни люди находятся в помещениях, поэтому нормативными документами [1, 2] установлены требования к параметрам воздуха в рабочей зоне. На людей оказывают влияние такие факторы как: температура воздуха внутри помещения, подвижность воздуха в помещении, относительная влажность воздуха, вредные выделения и т.д.

Вредными выделениями являются теплота, влага, пыль, газы и пары вредных веществ. Под вредными веществами понимаются вещества (их более 2500 наименований), для которых установлены предельно допустимые концентрации (ПДК) или ориентировочные безопасные уровни воздействия (ОБУВ) санэпидемнадзором [3, 4, 5].

ПДК загрязняющего вещества – концентрация, не оказывающая в течение всей жизни прямого или косвенного неблагоприятного действия на настоящее или будущие поколения, не снижающая работоспособности человека, не ухудшающая его самочувствия и санитарно-бытовых условий жизни.

Нормативы установлены в виде максимальных разовых и среднесуточных ПДК (для атмосферного воздуха населенных мест), с указанием класса опасности и лимитирующего показателя вредности, который положен в основу установления норматива конкретного вещества [4].

Значения ПДК в воздухе рабочей зоны установлены согласно [5].

По степени воздействия на человеческий организм загрязняющие вещества классифицируют на:

• Чрезвычайно опасные;
• Высокоопасные;
• Умеренно опасные;
• Малоопасные.

Для всех видов вредных веществ установлены ПДК и даны их характеристики (табл. 1) согласно [2, 5].

Рассмотрим воздействие веществ, выделяющихся в процессе термической резки металла, на организм человека. Состав и количество выделяющихся веществ зависит от типа разрезаемого металла и режимов резки (табл. 2) согласно [6].

Оксиды хрома. При вдыхании человеком вызывают кашель, затрудненное дыхание, отдышку, боли в горле, стерторозное дыхание. При контакте с кожей появляются покраснения, ожоги кожи и физическая боль. При попадании в глаза также вызывают покраснения, физическую боль, постоянную потерю зрения и сильные глубокие ожоги. При проглатывании появляются колики в животе.

Никель и его соединения. При повышенных концентрациях обычно могут вызывать аллергию (дерматит, ринит и пр.), анемию, повышенную возбудимость центральной и вегетативной нервной системы, возможность новообразований в виде рака. Прямым раздражающим воздействием на кожу человека не обладают, но у никелировщиков были случаи никелевой чесотки (никелевая экзема), отеков, пузырьков и т.д.

Оксид алюминия. При контакте с кожей не обнаружено негативного воздействия. При кратковременном воздействии в высоких концентрациях пыль этого вещества может вызывать раздражение глаз и верхних дыхательных путей. При долговременном или многократном воздействии вещество может оказывать действие на центральную нервную систему.

Оксид углерода (угарный газ). При вдыхании вызывает головную боль и головокружение, шум в ушах, одышку, учащенное сердцебиение, мерцание перед глазами, покраснение лица, общую слабость, тошноту, рвоту, судороги, потерю сознания, кому.

Оксиды азота влияют на организм человека сильнее, чем угарный газ. Воздействие оксидов азота нарушает функции легких и бронхов, нервной системы, желудочно- кишечного тракта, работы сердца. Также вызывает кашель, головную боль, ощущение жжения, тошноту, сонливость, помутнение сознания, посинение кожи, судороги, потерю сознания.

Оксид магния. Пары оксида магния вызывают покраснения, физическую боль, расстройство пищеварительной системы, раздражение дыхательных путей, головную боль, кашель, повышенное потоотделение, тошноту и лихорадку (симптомы от металлической лихорадки не заметны первые 4-12 часов после воздействия).

Термическая резка металлов сопровождается выделением большого количества вредных веществ, которые перечислены в табл. 2.

Некоторые их них отрицательно влияют на организм человека и при длительном воздействии создают почву для возникновения рака.

Для предотвращения болезней, персонал должен использовать средства индивидуальной защиты, а также обязательно устройство систем общеобменной и местной вентиляции.

Таблица 1

Характеристики некоторых вредных веществ в воздухе рабочей зоны

Таблица 2

Выделение вредных веществ при газовой и плазменной резке

Продолжение таблицы 2

1. СанПиН 2.2.4.548-96. Гигиенические требования к микроклимату производственных помещений. М.: Информационно-издательский центр Минздрава России,1997. 20 с.

Расчет выбросов ЗВ при сварке и резке металлов

На предприятиях автосервиса применяется электродуговая и газовая сварка и резка металла. Состав и количество выделяемых ЗВ зависят от марки электродов и свариваемого металла. В процессе сварочных работ выделяются сварочная аэрозоль,, соединение марганца, фториды, оксиды железа, углерода, хрома, кремния, диоксид азота и множество других агрессивных соединений.

Расчет количества ЗВ проводится по удельным показателям, приведенным к расходу сварочных материалов. В табл. 8.14-8.16 приводятся удельные показатели выделения ЗВ при различных сварочных работах.

Расчет валового выброса ЗВ при всех видах электросварочных работ производится по формуле (т/год):

• где g- — удельный показатель выделяемого загрязняющего компонента, г/кг, расходуемых сварочных материалов;
• В — масса расходуемого за год сварочного материала, кг.
• Таблица 8.14
• Удельные выделения ЗВ при ручной электродуговой сварке штучными
• электродами

Максимально разовый выброс определяется по формуле (г/с):

1. где b — максимальное количество сварочных материалов, расходуемых в течение рабочего дня, кг;
2. t — «чистое» время, затрачиваемое на сварку в течение рабочего дня, час.
3. Расчет валового и максимально разового выброса ЗВ при газовой сварке ведется по тем же формулам, что и для электродуговой сварки, только вместо массы расходуемых электродов берется масса расходуемого газа.

Удельные выделения ЗВ при газовой сварке приведены в табл. 8.15.

Удельные выделения ЗВ при газосварочных работах

Таблица 8.15

Для определения количества ЗВ, выделяющихся при газовой резке металла, используются удельные показатели (г/час), приведенные в табл. 8.16

Таблица 8.16

Удельные выделения ЗВ при газовой резке металлов

Валовой выброс при газовой резке определяется для каждого газорежущего поста отдельно по формуле:

где g- — удельный выброс ЗВ, г/час (табл. 8.16);

• t — «чистое» время газовой резки металла в день, час;
• п — количество дней работы поста в году.
• Максимально разовый выброс при газовой резке определяется по формуле (г/с):