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车间在生产焊接时产生的有害气体主要是臭氧、氮氧化物、一氧化碳、氟化物及氯化物等。通风不良时环境空气中O3和NOx可达到0.5 mg/m 3和20 mg/m3。用焊条焊接设备时,焊接危害治理目标成分应该是焊接烟尘。根据常规焊接生产现场的分析,焊接烟尘的特点如下:
(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。空气温度为60~80℃。
(4) 焊接过程的发尘量较大。1台焊机操作1d所产生的烟尘量约60~150g。
焊接不同方法施焊时每分钟的发尘量和熔化每千克焊接材料的发尘量如下(参考)
烟尘结构形貌
光学显微镜观察 图1是一种实芯焊丝CO2焊烟尘微观形貌的光学显微照片。从图1中可以看出,焊接烟尘由大量微小颗粒组成,呈棉絮状或网状团聚在一起,烟尘 结构较为蓬松。 图1b是将图1a的烟尘颗粒进一步在去离子水中稀释后得到的,可以判断:烟尘结构并不紧密,颗粒之间的结合力不强,易于分解。
电子显微镜观察 将上述烟尘粒子采用透射电子显微镜做进一步观察,如图2所示。构成焊接烟尘的基本结构为直径0.01~0.2μm的球形颗粒,这些球形颗粒形成链式结构(见图2a)或网状结构(见图2b),网状结构也可能是由多个链式结构凝聚而成。
不同尺度的烟尘颗粒可能源于不同的形核方式。研究指出,10-2μm的烟尘颗粒主要为Fe3O4晶体,有可能是由蒸气→粒子转变的均质形核方式产 生;10-1μm的烟尘颗粒由蒸气→粒子转变的异质形核机制形成。
焊接烟尘对人体的危害
焊接烟尘由于理化性状不同,对人体所造成的危害也是多种多样的。就其病理性质可概括为如下几种:全身中毒性、局部刺激性、变态反应、光反应性、感染性、致癌性、尘肺。 在焊接操作中经常会产生一些有毒的物质。如:乙醛、松香酸、异氰酸盐、氮氧化物、硫化物、碳氢化合物等。并在空气中飞扬。它通过呼吸道侵入到人的肝、肺、心血管及血液中。这些有毒物质正严重的吞噬人类的健康。导致许多职业病的出现。如:肺癌、哮喘、湿疹、支气管炎、皮肤 过敏、呼吸道感染等等,重则紊乱中枢神经,破坏消化系统,导致并发症而衰竭死亡。
焊接烟尘引起的职业病中以尘肺为最严重。据不完全统计尘肺病例约占职业病患病总人数的三分之二。 尘肺是生产过程中长期吸入焊接烟尘引起的,以肺组织纤维化病变为主的疾病,对肺部造成不可逆的伤害。 我国按病因将尘肺分为矽肺、煤工尘肺、石墨尘肺、碳黑尘肺、石棉肺、滑石尘肺、水泥尘肺、云母尘肺、陶工尘肺、铝尘肺、电焊工尘肺、铸工尘肺和其它尘肺等13种。尘肺病对本人、家庭及社会危害极大,需及时、彻底预防。