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溶接ヒューム制御はハードウェアではなく化学から始まります
炭素鋼上で稼働する単一の手動溶接ステーションは、局所排気が適用されていない場合、数分以内に溶接ヒュームの総量が OSHA 許容暴露限界値 5 mg/m3 を超える可能性があります。その噴煙は普通の煙ではありません。凝縮した金属蒸気であり、主に 0.01 ～ 1 μm の酸化鉄と酸化マンガンの粒子と、微量の合金元素、フラックス、および表面コーティングが含まれています。
実際的な結論はどの工場でも同じです。溶接ヒュームはアークで捕捉され、特定のヒュームの化学的性質に合わせて選択された機器で濾過されなければなりません。単にファンで希釈したり、呼吸用保護具だけで処理したりするだけではありません。生涯を通じて、無害に見える仕事であっても、神経系、呼吸器系、発がん性などの測定可能な害を引き起こす可能性があります。
溶接ヒュームは、母材、溶加材、および表面コーティングが沸点以上に加熱されると発生します。蒸気は急速に凝縮して酸化物粒子になり、そのほとんどはサブミクロンです。つまり、酸化物粒子は上気道を迂回し、肺の奥深くに沈着します。正確な組成は関節ごとに異なり、その変動によって健康リスクと必要な濾材の両方が決まります。
| 基材 | 典型的なヒュームの成分 | 主な健康上の懸念 |
|---|---|---|
| 炭素鋼 | 酸化鉄、マンガン | 金属ヒューム熱、肺刺激、マンガン神経毒性 |
| ステンレス鋼 | クロム、ニッケル、六価クロム | 肺がんのリスク、呼吸器感作 |
| アルミニウム | アルミニウム oxide, magnesium oxide | 呼吸器刺激、金属ヒューム熱 |
| 亜鉛メッキ鋼 | 酸化亜鉛 | 金属ヒュームフィーバー |
| コーティングまたは塗装された表面 | 鉛、カドミウム、有機化合物 | 全身毒性、腎臓および骨の損傷 |
健康への影響と重要な暴露限界
溶接ヒュームは、短期的および長期的な損害を引き起こします。 IARC はすべての溶接ヒュームを人間に対して発がん性のあるグループ 1 に分類しているため、本当の問題はヒュームが危険かどうかではなく、制御システムがどれだけ早く曝露を軽減するかです。
急性症状
金属ヒューム熱は典型的な反応であり、曝露から数時間後に現れるインフルエンザのような悪寒、発熱、頭痛、吐き気です。キャプチャーが不十分な場合、目、鼻、喉の炎症、めまい、胸の圧迫感もよく見られます。
慢性疾患
繰り返し暴露すると、肺、腎臓、中枢神経系に影響を与えます。煙霧中のマンガンはパーキンソン様神経症候群と関連しており、ステンレス鋼の六価クロムは肺がんと関連しています。 これらは、仮想的なリスクではなく、最新のコンプライアンス要件を推進する文書化された結果です。
システムを設計する際に考慮すべき制限
溶接ヒュームの総量に対する OSHA PEL は 5 mg/m3 ですが、ヒュームに含まれるほとんどの個々の金属の制限値はそれをはるかに下回っています。六価クロムの上限は 1,000 分の 1 である 5 µg/m3 であり、ACGIH は吸入可能なマンガンの TLV として 0.02 mg/m3 を推奨しています。 単一のコンポーネントによって制限がこれほど低くなってしまうと、「見えないようにする」アプローチは失敗します。 設計目標は 90% 以上のソースキャプチャである必要があり、個人的なサンプリングによって検証されます。
ヒュームの危険性を決定する 3 つの要素
溶接ヒュームのリスクは 3 つの変数に分かれます。 1 つだけを制御するだけで十分であることはほとんどないため、機器の選択では 3 つすべてに対応する必要があります。
- ヒュームの毒性: ステンレス鋼、亜鉛メッキ表面、および塗装またはコーティングされた材料は、清浄な炭素鋼よりも多くの有毒成分を生成するため、フィルターの効率とメンテナンス手順は化学的性質に適合する必要があります。
- 呼吸ゾーンでの濃度: アークからの距離、気流、局所排気の存在によって濃度が決まります。トーチチップ抽出により、オペレーターは室内の空気によってプルームが薄まるのを期待するのではなく、プルームからオペレーターを遠ざけることができます。
- 暴露期間: 週に 40 時間働く溶接工は、中程度の濃度であっても線量を蓄積するため、換気システムは、激しい作業中だけでなく、シフト全体にわたって暴露を低く抑える必要があります。
ソースキャプチャが希釈に勝つ
最も効果的でエネルギー消費量が最も少ない制御は、アークでの捕捉です。希釈換気は汚染物質を広い空間に移動させ、はるかに多くの空気を必要とし、溶接工の呼吸ゾーンがプルームの経路内に残ります。
手動ステーションの場合、標準ツールはヒューム抽出ガン、ガン上のノズル、およびローカル フードです。フード面での捕捉速度は、通常、サイドドラフト フードの場合は 100 フィート/分 (0.5 m/s) の範囲内である必要がありますが、捕捉点がアークからわずか数センチメートルにあるため、トーチの高速低容量ノズルはさらに高速で動作する可能性があります。フードの形状をワークピースに一致させるかどうかが、適合しているように見えるシステムと適合しているかどうかを測定するシステムの違いとなります。あ カスタムコレクションフード 多くの場合、大型の容器や繰り返しの製造ステーションの周囲に成形することが、レイアウトへの唯一の最良の投資となります。
卸売カスタマイズされた吸引フードメーカー、工場 常州思環境技術有限公司は、中国の卸売カスタマイズされた吸引フードメーカーおよびOEM / ODM工場、カスタマイズされた吸引フードメーカーです。 製品を見る→ また、溶接では高温の火花が発生し、研削や切断の切り粉がダクト内に引き込まれる可能性があります。コレクターの前に設置されたスパーク キャッチャーは、くすぶっている物質がフィルター媒体に到達するのを防ぎ、非常に熱い排気流では空冷器が必要になる場合があります。これらの上流要素はまさに、溶接ヒューム システムが部品ごとに組み立てられるのではなく、チェーン全体として設計されるべき理由です。
溶接ヒュームに適した集塵機はどれですか
ほとんどの溶接ヒュームは細かく、乾燥しており、わずかに粘着性があるため、カートリッジ濾過が最も有力な候補となります。プリーツカートリッジは設置面積あたりのフィルター面積が大きく、PTFE コーティングされたメディアはパルス洗浄中に目詰まりするのではなく細かい煙を放出します。フラットバッグコレクターは、非常に高い空気量または粗い粉塵負荷に適しています。高真空システムは、ヒュームをトーチで直接捕捉するか、長いホースを通して吸引する必要がある場合に適切な選択であり、防爆ウェットコレクターは可燃性金属粉塵が存在するニッチなケースをカバーします。
| コレクタタイプ | ヒュームの特性 | ベストフィット |
|---|---|---|
| カートリッジコレクター（TMCシリーズ） | 細かい、乾燥した、サブミクロンのヒューム | 中央マルチステーション システム、ロボット セル、連続勤務 |
| 平袋コレクター（TD/TDC/TF/TP） | 粉塵が粗く、風量が多い | 研削粉や切削粉が発生する大きな製造ベイ |
| 高真空システム（THCシリーズ） | トーチに捕らえられた非常に細かい煙 | 手動ステーション、限界のあるロボット、クリーンアップホース |
| オイルミスト処理装置（TEMシリーズ） | 煙と混合した油性エアロゾル | 溶接と機械加工または潤滑剤ミストを組み合わせたプロセス |
| 防爆ウェットコレクター（TVCシリーズ） | ヒューム状の可燃性粉塵 | アルミニウム and magnesium dust with low ignition energy |
炭素鋼とステンレスを溶接する一般的な製造工場の場合、実際に推奨されるのは、火花保護機能を備えた中央カートリッジ システムです。の TMCシリーズカートリッジ集塵機 微粒子の負荷と連続パルス洗浄用に構築されており、断続的なシステムよりも安定したヒュームの発生に適しています。
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コレクターは選ぶだけで終わりではありません。レイアウト、デューティ サイクル、および二次プロセスによって、システムが床上で実行されるか紙上のみで実行されるかが決まります。
ロボットおよび自動溶接セル
ロボットセルは高い一貫性で動作するため、継ぎ目上の固定フードまたは中央コレクターへのダンパー制御された分岐を備えたトーチでの抽出など、抽出を正確に調整できます。コレクターの前にあるスパーク キャッチャーは、自動溶接によって発生する断続的なスパークからフィルター メディアを保護します。
手動およびマルチステーションショップ
手動溶接では予測が困難です。各ステーションにあるヒューム抽出ガンにより、オペレーターはシールドガスを乱すことなくアークを直接捕捉できます。あ 高真空除塵システム これは、1 つのポンプ セットで複数のステーションにサービスを提供する実用的な方法です。これは、高い吸引力により、低圧コレクターではサポートできない長いホースによる捕集が維持されるためです。
卸売THVシリーズ高真空除塵システムメーカー、工場 常州思環境科技有限公司は中国のTHVシリーズ高真空除塵システムの卸売メーカーおよびOEM/ODMです。 製品を見る→ 大規模な製作、メンテナンス、修理作業
溶接工が大型の容器内を移動したり、製鉄所の設備を修理したりする場合、固定フードだけでは十分ではありません。移動式抽出装置、スイングアーム フード、ポータブル高真空ホースが隙間を埋めます。このような環境では、ヒューム制御が研削粉塵や切断作業に加わります。 製鉄所環境向けに構築されたソリューション 溶接を個別のプロセスではなく、より広範な粉塵管理プログラムの一部として扱います。
沈殿した塵は第二の暴露源となる
サブミクロンのヒュームは最終的に凝集し、梁、ケーブル、床に沈着します。適切な濾過を行わずに粉塵を乱すと、有害な金属粒子が空気中に再浮遊します。トーチ抽出に使用されるのと同じ高真空ラインにフロアツールを取り付けることができるため、圧縮空気で工場を吹き飛ばしたいという誘惑がなくなります。鋳造修理工場は、この統合されたアプローチから特に恩恵を受けます。 鋳物工場のヒュームおよび粉塵の解決策 フードキャプチャ、高真空クリーンアップ、集中濾過を 1 つのパッケージに組み合わせます。
検証、メンテナンス、および交換の決定
ソース キャプチャの設計は、システムが検証および保守されている場合にのみ重要になります。差圧、分岐気流、個人暴露サンプルの 3 つの数値は、システムが依然として作業者を保護しているかどうかを示します。
溶接ヒュームのフィルター寿命は、メディアの選択とパルス設定を追跡します。 PTFE コーティングされたカートリッジは、軽い負荷であれば何年も使用できますが、コレクタのサイズが小さかったり、パルスのタイミングが悪かったりすると、数か月でメディアが見えなくなる可能性があります。圧力損失の上昇と空気流量の低下は両方とも、取り付けられたモーターに対してフィルター面積がもはや適切ではないことを示しています。
気流が設計点を下回ると、コレクターがまだ動作しているにもかかわらず、フードでの捕集速度が低下し、ヒュームが呼吸ゾーンに逃げます。その時点で、フィルターの交換やコレクターのアップグレードはオプションではありません。の 集塵機の交換時期を決定するためのチェックリスト 弊社のサービス エンジニアが工場監査で使用する指標について説明します。
溶接ヒューム制御のシステム図
溶接ヒュームは化学依存性の細かいエアロゾルであり、金属ヒューム熱から神経系や発がん性のリスクに至るまで、健康に影響を及ぼす可能性があります。信頼性の高い応答は毎回同じ連鎖です。アークで捕捉し、適切なサイズのダクトを通って搬送し、火花からフィルターを保護し、サブミクロンの粒子に適した媒体で濾過し、気流と曝露の測定で性能を検証します。
機器の選択はプロセスに従って行われます。連続的なマルチステーション作業のためのカートリッジコレクター、捕捉物がトーチまたは床まで移動する必要がある場合の高真空システム、ワークピースの形状が扱いにくい場合のカスタムフード、およびプロセス熱が必要な場合のスパークまたは冷却保護です。溶接ヒュームを一括購入ではなくシステムの問題として扱う工場は、光熱費が安くなり、フィルター交換の回数が減り、オペレーターが金属蒸気を吸い込むことがなくなります。
