焊接车间环境污染及控制技术进展

摘要:从焊接车间的环境污染因素分类、成因、特性及对操作者健康的危害机理入手，在充分借鉴国内外相关处理技术与设计理念的基础上，针对我国一般工业企业的实际情况提出相应的治理方法。对焊接车间环境污染控制技术的发展进行了展望。提出焊接车间环境污染控制工程的设计原则。为完善现有治理理论和提高现有设计的处理效率提供科学参考。

关键词：焊接车间污染因素防治对策

1引言

焊接是利用电能加热，促使被焊接金属局部达到液态或接近液态，而使之结合形成牢固的不可拆卸接头的工艺方法。它是一种在工厂极为常见的机械工艺方法。

焊接过程中产生的污染种类多、危害大，能导致多种职业病（如焊工硅肺、锰中毒、电光性眼炎等）的发生，已成为一大环境公害。随着相关研究的深入，治理技术日趋完善，焊接污染已得到了相对有效的控制。本文依据我国焊接车间具体情况，结合国内外最新的研究成果及实用技术，从焊接污染的形成、特点及危害入手，提出切实可行的防治对策。

2国内外焊接车间污染控制技术的现状分析

国外对焊接污染研究开始得比我国早，处理技术相对先进、成熟。焊接污染处理设备从单一性、固定式、大型化，向成套性、组合性、可移动性、小型化、资源低耗方向发展。对主要污染焊接烟尘的处理采用局部通风为主、全面通风为辅的手段，以此改善作业环境的污染。

我国对焊接污染研究虽然起步较晚，但发展较快。在充分借鉴国外相关产品设计和研究成果的基础上，形成了适合我国国情的设计思想。但由于整体水平上的差距，导致在处理设备设计制造、运行费用控制以及处理效果上与国外同类产品相比还有一定的差距。

3焊接车间污染

焊接车间的污染按不同的形成方式，可以分为化学有害污染和物理有害污染两大类。

3.1化学有害污染

化学有害污染是指焊接过程中形成的焊接烟尘和有害气体。

3.1.1焊接烟尘

焊接烟尘是由金属及非金属物质在过热条件下产生的蒸气经氧化和冷凝而形成的。因此电焊烟尘的化学成分，取决于焊接材料（焊丝、焊条、焊剂等）和被焊接材料成分及其蒸发的难易。不同成分的焊接材料和被焊接材料，在施焊时将产生不同成分的焊接烟尘(见表1)。表1常用结构钢焊条烟尘的化学成分(mg/m3)

焊接烟尘的特点有：

(1)焊接烟尘粒子小，烟尘呈碎片状，粒径为1μm左右。

(2)焊接烟尘的粘性大。

(3)焊接烟尘的温度较高。在排风管道和滤芯内，空气温度为60～80℃。

(4)焊接过程的发尘量较大。一般来说，1个焊工操作1d所产生的烟尘量约60～150g。几种焊接（切割）方法施焊时（切割时）每分钟的发尘量和熔化每千克焊接材料的发尘量(见表2)。表2　几种焊接（切割）方法的发尘量

3.1.2有害气体

有害气体是焊接时高温电弧下产生的，主要有臭氧、氮氧化物、一氧化碳、氟化物及氯化物等。

3.2物理有害污染

物理有害污染包括：噪声、高频电磁辐射和光辐射。

3.2.1噪声

焊接车间的噪声主要是等离子喷涂与切割过程中产生的空气动力噪声。它的大小取决于不同的气体流量、气体性质、场地情况及焊枪喷嘴的口径。这类噪声大多数都在100dB以上。

3.2.2高频电磁辐射

高频电磁辐射是伴随着氩弧焊接和等离子焊接的扩大应用产生的。当等离子焊和氩弧焊采用高频振荡器引弧时，振荡器要产生强烈的高频振荡，击穿钍钨极与喷嘴之间的空气隙，引燃等离子弧。另外，又有一部分能量以电磁波的形式向空间辐射，形成了高频电磁场，对局部环境造成污染。高频电磁辐射强度取决于高频设备的输出功率、高频设备的工作频率、高频振荡器的距离、设备以及传输线路有无屏蔽。

3.2.3光辐射

在各种焊接工艺中，特别是各种明弧焊、保护不好的隐弧焊以及处于造渣阶段的电渣焊，都要产生外露电弧，形成光辐射。光辐射的强度取决于以下因素：焊接工艺参数，焊接方法，距施焊点的距离以及相对位置，防护方法。

4焊接车间污染对操作者的危害

焊接职业病的发生是各种焊接污染因素综合作用的结果。焊工职业病包括焊工尘肺、锰中毒、氟中毒、金属烟热及电光性眼炎等。其中化学污染(焊接烟尘和有害气体)的医学临床表现为咳嗽、咯痰、胸闷、气短以及有时咯血。物理污染的医学临床表现则多种多样。噪声可导致操作者烦躁、头痛；高频电磁辐射对人体的主要作用为神经衰弱综合症，例如头昏、头痛、乏力、心悸、消瘦、脱发等；焊接过程中光辐射会导致电光性眼炎的发生，轻者眼部不适、有异物感，重者眼部有烧灼感和剧痛。

焊工职业病的发生主要取决于以下因素：焊接

第一章 导论

第一节 对环境污染控制认识的渐进性

第二节 环境污染控制的主要内容

第三节 学习环境污染控制将获得的效果

第二章 环境污染控制的理论及实践

第一节 环境污染控制的有关理论

第二节 有关环境污染控制的政策性概念

第三节 环境污染控制现状及趋势

第三章 污染源识别与解析

第一节污染源

第二节 污染源的识别

第三节 污染源解析

第四章 物料衡算法

第一节 物料衡算的原理及步骤

第二节 单纯物理变化过程的物料衡算

第三节 有化学变化过程... [显示全部]

《环境污染控制原理》系统介绍了各种环境污染控制技术的方法原理，包括物理学、物理化学、化学、微生物学以及生态学方法和原理。在介绍各种方法原理的基础上，介绍了这些方法在水、大气、土壤、固体废物污染控制中的应用。

《环境污染控制原理》可作为环境科学本科生教学的教材以及环境工程本科生和硕士研究生的教学参考书，也可以供环境污染控制和环境管理的工程技术人员参考使用。

第1章 绪论

1．1 环境污染

1．1．1 水污染

1．1．2 大气污染

1．1．3 土壤污染

1．1．4 固体废物污染

1．1．5 物理性污染

1．2 环境污染控制方法分类

1．2．1 按环境介质的分类方法

l．2．2 按方法原理的分类方法

1．3 环境污染控制技术发展现状

1．3．1 新型环境污染物

1．3．2 污染控制技术发展现状

【思考与练习题】

【主要参考文献】

第2章 环境污染控制的物理方法与原理

2．1 机械分离

2．1．1 重力沉降

2．1．2 沉淀

2．1．3 气浮

2．1．4 离心分离

2．1．5 其他沉降分离

2．2 过滤分离

2．2．1 悬浮液过滤

2．2．2 气体过滤

2．3 电分离

2．4 膜分离

2．4．1 基本概念

2．4．2 反渗透

2．4．3 电渗析

2．4．4 渗透汽化

2．4．5 湿式除尘

2．5 其他物理分离

【思考与练习题】

【主要参考文献】

第3章 环境污染控制的物理化学方法与原理

3．1 吸收

3．1．1 基本概念

3．1．2 基本原理

3．1．3 吸收塔的设计计算

3．1．4 吸收设备

3．2 吸附

3．2．1 基本概念

3．2．2 固定床吸附器的设计计算

3．2．3 及附剂和吸附设备

3．3 离子交换

3．3．1 基本概念

3．3．2 基本原理

3．3．3 离子交换装置的设计计算

3．3．4 离子交换法的应用

3．4 萃取

3．4．1 基本概念

3．4．2 基本原理

3．4．3 萃取法的应用

3．5 其他物理化学分离

3．5．1 汽提法

3．5．2 吹脱法

【思考与练习题】

【主要参考文献】

第4章 环境污染控制的化学方法和原理

4．1 化学中和法

4．1．1 基本原理

4．1．2 主要化学中和法及其应用

4．2 化学沉淀法

4．2．1 基本原理

4．2．2 主要化学沉淀法及其应用

4．3 化学混凝/絮凝

4．3．1 胶体结构及其脱稳凝聚机理

4．3．2 影响混凝/絮凝效果的主要因素

4．3．3 混凝/絮凝工艺的应用

4．4 氧化还原法

4．4．1 空气氧化法

4．4．2 药剂氧化法

4．4．3 化学还原法

4．5 光化学氧化

……

第5章 环境污染控制的微生物方法和原理

第6章 环境污染生态控制方法与原理