2.2. Сварка, наплавка, пайка, электрорезка металлов

Процессы сварки, наплавки и тепловой резки металлов сопровождаются выделением сварочного аэрозоля и газов, количество которых пропорционально расходу сварочных материалов (электродов, сварочной проволоки, припоя и т.п.), а при контактной электросварке – номинальной мощности применяемого оборудования.

Сварочный аэрозоль и аэрозоль, выделяющийся при газовой резке, преимущественно состоят из оксидов свариваемых (разрезаемых) металлов или компонентов сплавов (железа, марганца, хрома, титана, алюминия и т.д.).

Применение тепла от сжигания горячих газов (ацетилена, пропан-бутановой смеси и т.п.) для нагрева деталей ведет к выделению оксидов азота и углерода в количестве, зависящем от вида процесса нагрева и расхода горючего газа.

1. Максимальное разовое выделение (г/с) загрязняющего вещества (компонентов сварочного аэрозоля и сопутствующих газов) от m одновременно работающих сварочных постов (машин электроконтактной сварки) определяется по формулам:

(2.12)

где – удельное выделение ЗВ i-го поста, г/кг; – количество использованного сварочного материала за время непрерывной работы (цикл) i-го поста, кг/цикл; – длительность цикла (периода) сварка i-го поста, ч/цикл; или

(2.13)

где – удельное выделение ЗВ при работе i-й электронной машины, г/ч на 50 кВт номинальной мощности машины; – номинальная мощность i-й машины, кВт.

2. Максимальное разовое выделение (г/с) загрязняющего вещества (продуктов горения) от m одновременно работающих горелок при сварке, наплавке, пайке или газорезке металлов, определяется по формуле:

(2.14)

где – удельное выделение 3В j-й горелки, г/кг; р – количество использованного горючего газа за время непрерывной работы (цикл) j-й горелки, кг/цикл; – длительность работы j-й горелки, ч/цикл.

3. Максимальное разовое выделение (г/с) загрязняющего вещества (компонентов аэрозоля и сопутствующих газов) от m одновременно работающих газовых резаков:

(2.15)

где – удельное выделение 3В при работе i-го резака, г/ч.

4. Пересчет справочных значений удельных выделений ЗВ от газового резака можно провести по формуле:

, (2.16)

где –удельное выделение Зв при работе резака, г/ч; – удельное выделение ЗВ при работе резака, г/пог.м; – производительность газового резака, пог.м/ч.

5. Валовое выделение (т/год) загрязняющего вещества от m сварочных постов определяется по формулам:

(2.17)

где – удельное выделение ЗВ i-го поста, г/кг; – общее количество сварочного материала или горючего газа, использованного i-м постом за год, кг/год, м/год;

или

(2.18)

где – суммарное время сварки на i-й машине за год, ч/год; – время сварки на i-й машине за день, – количество дней работы i-й машине за год.

6. Валовое выделение (т/год) загрязняющего вещества от m станков:

(2.19)

где – удельное выделение ЗВ при работе i-го станка, г/ч; – суммарное время i-го станка за год, ч/год; – время работы i-го станка за день, ч; – количество дней работы i-го станка за год.

Задача 2.4

На участке ремонта в наиболее загруженные часы рабочей смены двое рабочих проводят газовую резку листов углеродистой стали. При этом первый режет листы толщиной 5 мм (длина реза , м, за , мин), а второй – толщиной 10 мм (длина реза , м, за , мин).

Определить: максимальные разовые выделения загрязняющих веществ (ЗВ) в воздух участка во время их одновременной работы. Величины удельного выделения ЗВ (г/пог.м) при газовой резке углеродистой стали представлены в таблице 2.6. Исходные данные по вариантам – в таблице 2.7.

Таблица 2.6

Величины удельного выделения ЗВ

Толщина листа, мм	Сварочный аэрозоль, в том числе
	Марганец и его соединения
5	0,04	2,21	1,5	1,18
10	0,06	4,44	2,18	2,2

Таблица 2.7

Исходные данные по вариантам

Величина	Значение величины по вариантам
	1	2	3	4	5	6	7	8	9	0
Длина реза: , м , м	5 7	6 5	5,5 4,0	7 5	8 6	7,5 4,5	6,5 5,0	8,5 6,0	4,5 6,5	4 6,0
, мин , мин	10 15	8 10	10 5	15 10	20 15	16 12	10 5	25 20	7 15	3 15

По уравнениям (2.15) и (2.16) находим максимальные разовые выделения (г/с) загрязняющих веществ от газовой резки листов, последовательно по каждому веществу соответственно первым и вторым рабочим.

Затем вычислим максимальные разовые выделения загрязняющих веществ в воздух участка следующим образом:

(2.20)

(2.21)

(2.22)

(2.23)

где , , , – суммарное выделение загрязняющего вещества в воздух участка по марганцу, оксидом железа, углерода, азота); и – максимальные разовые выделения ЗВ, выполняемой первым и вторым рабочим.

Задача 2.5

На сварочном посту машиной МТП-75 (мощность 75 кВт) проводят точечную контактную электросварку углеродистой стали. Машина работает х часов в день, у дней в течение Z месяцев, n месяцев в год.

Определить:

• максимальные разовые выделения ЗВ,

• валовое выделение ЗВ

Исходные данные по вариантам представлены в таблице 2.8.

Таблица 2.8