[推荐] 焊接方面的焊接烟尘计算方法

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焊接烟尘的80%～90%来源于焊条药皮和焊芯。J 422型焊条的主要成分是金属氧化物，其中 以铁的氧化物为主，约占一半左右。据报道，J 422焊条的发尘量平均为7.5 g/kg左右，烟 气粒度0.10～1.25 μm，烟尘中锰化合物(以MnO2计)约占7.5%［1］。焊接时产生的有害气体主要是O3、NOx、CO、HF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J 422焊条焊接车台架时，焊接危害治理目标成分应该是焊接烟尘。
一、车间概述
某汽车配件厂装焊车间厂房占地1 200 m2，生产过程中10台车台架(南北各5台)180°旋转焊接，每台车台架有2～3人采用手工电弧焊同时操作，在车间一侧同时有地面补焊及CO2 保护焊各1处。焊接时产生大量焊接烟尘和有害气体弥漫于车间内。除在厂房上部安装几台排气扇外，未采取其他治理措施。
二、治理方案设计
由于车台架焊接操作时需180°旋转，且车间上部有天车运行，一般排风罩无法布置，故采用了天车顶部送风与设置地下风道排风相结合的通风方式。对CO2保护焊及不定位地面焊 产生的烟尘采用侧吸方式进行捕集，将有毒有害烟尘控制在工人呼吸带以下，经平底回转反吹式袋式除尘器净化后排放。受厂房上部房梁位置所限，天车上部的送风系统共分5套，每套送风系统为2台车台架送风， 送风口距工人操作位高度为7.7 m，每套送风系统设计风量12 000 m3/h，选择风量为15 0 00 m3/h的风机，风机置于厂房顶部。为使送风均匀分布于每台车台架的操作位，每个车台架上部均设2个并列为一组的静压箱，其作用相当于空调设计中孔板送风时的稳压层。静 压箱下部设5个管嘴为气流出口。有的车台架位于房梁下方，而天车顶部与房梁下部没有足 够空间布置送风管道，则从房梁两侧分设3孔及2孔静压箱。图1为送风系统3示意图。由空气动力学阻力计算确定静压箱参数，保证距气流出口7.7 m的产尘位置送风气流分布均 匀，并能抑制焊接烟尘上扬。
　　设静压箱出口处风速为20 m/s，依射流轴心速度衰减公式［2］：Vx/V0=0.48/(ax/d0+0.145)。式中：Vx：射程x处的射流轴心速度，m/s；V0：射流出口速度，m/s；x：射流断面至喷嘴的距离，m；d0：喷嘴直径，m；a：紊流系数。
　　计算可得：Vx=1.70 m/s时既能达到控制风速的要求，也可满足《采暖通风与空气调节设计规范》(GBJ 19-87)对系统式局部送风的规定。
1：5孔静压箱；2：送风出口管嘴；3：2孔静压箱；
4：3孔 静压箱；5：消声器；6：风机
图1　送风系统3示意图
排风系统由设置于地下的风道和车台架附近的排风罩、CO2保护焊及不定位地面焊附近的排风软管组成，设计风量为75 000 m3/h。由于工人焊接时车台架不时旋转，故车台架工位的排风口只能设于地面。每台车台架设2个排风口，风口设计风量为3 230 m3/h。为防 止废弃的焊条料头掉入风口堵塞风道，排风口处均设有网格状活动盖板，其下的风口处设一活动提筐，可将掉入的焊条头及杂物收集起来并及时清理。
　　每台车台架处的排风支管道从 地下汇集于主管道，CO2保护焊及不定位地面焊附近产生的烟尘由设于操作台上的排风罩 经排风软管从地下汇集于主管道，CO2保护焊及不定位地面焊操作处的设计排风量分别为2 000 m3/h和1 000 m3/h。整个排风系统均经过阻力平衡计算，并在系统调试阶段以风量调节阀调平。
三、治理效果
治理前作业场所电焊烟尘浓度为5.0～10.5 mg/m3，平均8.6 mg/m3，超过国家卫生标准，其中最高超标近1倍。送、排风系统安装完毕后进行了系统调试，车台架操作位控制点(工人呼吸带)风速为2.1～3 .0 m/s，每台车台架处排风风量为7 258～9 418 m3/h，10台车台架总排风量为77 846 m3/h。CO2保护焊及不定位地面焊处侧吸罩罩口风速为1.50～2.55 m/s，排风风量为3 336 m3/h，均达到设计要求。
　　经卫生防疫部门现场监测，治理后作业场所有害物浓度见表1，作业场所5种有害物浓度均 低于国家卫生标准。
表1　治理后作业场所有害物质浓度(mg/m3)
有害因素
浓度范围
平均浓度
国家卫生标准
CO2
0.04～0.06
0.05
0.1
NOx
0.08～0.23
0.14
5.0
HF
<0.47
<0.47
1.0
电焊烟尘
1.05～3.68
2.85
6.0
锰烟(MnO2)
0.07～0.21
0.14
0.2
四、讨论
手工电孤焊的主要危害因素是烟尘和锰化合物。研究表明，长期吸入锰化合物可发生慢性锰 中毒，长期吸入电焊粉尘可发生电焊工尘肺。为此，许多国家对焊接作业环境制订了专门安全卫生标准。如美国、日本规定的锰(无机化合物)最高容许浓度为5mg/m3。国际焊接学 会(IIW)也有专门的标准。我国《工业企业设计卫生标准》(TJ 36-79)中的锰及其化合 物(换算成MnO2)最高容许浓度为0.2mg/m3是泛指高毒性锰尘。我国颁布的《车间空气中电焊烟尘卫生标准》(GB 16194-1996)规定车间空气中最高容许浓度为6 mg/m3。
　　该治理方案在满足生产工艺的情况下，合理进行了送、排风系统的设计，采用天车顶部送风与设置地下风道排风相结合的通风方式，将有害烟尘控制在工人呼吸带以下，治理效果较显 著。但由于资金所限，送风系统未设空调或加热装置，冬季使用无法满足工效学要求。
吕琳（100020 北京市劳动卫生职业病防治研究所）
吴芳谷（北京市劳动保护科学研究所）
参　考　文　献
1，朱序璋，戴天兴，张晓锋，等.箱形长钢梁内焊接危害分析与对策.中国安全科学学报，1993，3：24-30.
2，清华大学，等编.空气调节.北京：中国建筑工业出版社，1981.234-235.

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针对提供的焊接烟尘数据，关于车间内的烟尘计算方法，通常需要考虑焊接工艺参数、工作环境及通风条件等因素。针对该汽车配件厂装焊车间，建议先进行焊接区域的通风性能评估，确保良好的通风以减少烟尘聚集。对于焊接烟尘的治理目标，应以减少焊接过程中产生的有害物质为主要目标。对于使用的J 422焊条，应关注其发尘量和烟尘成分，尤其是锰化合物等有害成分。在实际操作中，可以采取相应的措施如安装烟尘收集装置、优化通风系统等来降低焊接烟尘的浓度和危害。考虑到车台架焊接时的特殊环境，更应注重职业健康防护措施的落实。综上所述，为了有效计算和控制焊接烟尘，应结合车间实际情况进行综合性分析和处理。

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针对上述车间概述，关于焊接烟尘的计算方法，可以依据焊条的材质、使用频率和通风条件等因素进行估算。对于J422型焊条，其发尘量和烟气粒度已知，可以根据这些信息以及车间的实际生产情况，计算焊接过程中产生的烟尘量。同时，考虑到焊接时产生的其他有害气体，如O3、NOx等，在通风不良的情况下，其浓度也可能达到较高的水平。因此，在治理焊接危害时，应以焊接烟尘及其中的有害物质为主要目标成分。具体的计算方法需结合车间实际情况和现有数据，建议采用专业的环境工程学方法进行详细计算。

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针对上述车间概述，关于焊接烟尘的计算方法，可依据焊接工艺参数、焊条类型和使用量等因素来估算。对于J422型焊条，其发尘量已知，结合车间内车台架的数量和焊接工艺，可进一步计算焊接过程中产生的烟尘量。同时，考虑到烟尘成分中锰化合物等有害物质的占比，治理目标应着重于减少这些有害成分的排放。

为降低焊接烟尘的危害，车间应优化通风设计，确保良好的通风环境，以降低有害气体的浓度。此外，定期检测工作环境中的烟尘浓度，采取必要的治理措施，如安装烟尘收集装置等，以达到环保及生产安全的标准。

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针对上述车间概述，关于焊接烟尘的计算方法，可依据焊接工艺参数、材料成分以及车间环境参数进行综合评估。具体到J422焊条，其发尘量及烟气粒度已知，结合车间内车台架的数量、分布及通风状况，可估算焊接烟尘的生成量。

实际计算中，还需考虑焊接操作的具体方式、频率和持续时间等因素。治理焊接烟尘时，应设定合理的收集、过滤和排放系统，确保工作环境符合职业健康与安全标准。建议对该汽车配件厂装焊车间进行定期的烟尘浓度检测，并根据实际检测结果调整治理措施。治理目标应着重于降低焊接烟尘对工人健康的潜在影响，并优化车间内的通风和排气系统。

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针对您提供的焊接烟尘相关信息和车间概述，关于焊接烟尘的计算方法，以下是专业回复：

焊接烟尘的计算涉及多个因素，包括焊条类型、焊接工艺、工作环境等。针对J422型焊条，其发尘量和烟气粒度已知。在实际车间环境中，需考虑车台架的数量、布局和通风状况。建议采用质量守恒定律，结合车间实际情况建立数学模型进行粗略计算。同时，应定期对车间环境进行监测，评估焊接烟尘浓度和成分，以制定有效的治理措施。治理目标应着重于降低焊接烟尘对工人健康的危害及对车间环境的污染。

由于详细的计算方式和具体参数涉及更多专业知识和数据支持，建议参考相关文献或咨询专业人士。此外，焊接过程中产生的有害气体也应引起重视，需配合有效的通风措施和个体防护设备，确保工作环境安全。

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针对所提供的车间概述及焊接烟尘信息，关于焊接烟尘的计算方法，通常采用基于工艺参数的模型预估。对于焊接烟尘产生量的初步计算，需要明确以下几点数据：

1. 具体的焊条类型和用量，即在本例中J 422焊条的使用频率和每次焊接的平均使用量。
2. 焊接工艺参数，如电流大小、电压、焊接速度等。这些数据直接影响烟尘的产生量。
3. 根据车台架的具体结构以及每天的工作量计划，确定具体的焊接时长。此外，由于车间的大小和设备分布也会对烟尘的扩散产生影响，因此车间内的通风条件也是重要的考虑因素。针对焊接危害治理，除了计算烟尘产生量外，还需考虑有效的烟尘收集与净化措施。建议安装局部排风系统，确保工作区域的空气质量达标。同时，为工人配备专业的防护装备，如口罩等，减少吸入有害物质的风险。

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针对您提供的焊接烟尘相关信息和车间概述，关于焊接烟尘的计算方法，以下是专业回复：

焊接烟尘的计算涉及多方面因素，包括焊条的成分、焊接工艺、作业环境等。在车间环境中，焊接烟尘主要来源于焊条药皮和焊芯。针对J422型焊条，其主要成分为金属氧化物，其中铁氧化物约占一半。根据报道，该焊条的发尘量平均为7.5g/kg。

考虑到车间的面积（1200m²）和10台车台架同时作业的情况，建议采用经验公式或专业软件模拟来估算焊接烟尘的生成量。同时，应重视焊接有害气体的治理，确保通风良好以降低O3和NOx等有害气体的浓度。

为有效治理焊接危害，应重点控制焊接烟尘的生成和扩散，加强车间的通风和排气系统设计，以及定期检测和评估焊接作业环境。

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针对所提到的焊接烟尘问题，我们可以采用专业的计算方法进行估算。考虑到焊接烟尘主要来源于焊条药皮和焊芯，特别是J422型焊条的成分，包括金属氧化物和锰化合物等，我们可以采用质量守恒定律来计算烟尘产生量。

对于该汽车配件厂装焊车间，考虑到厂房面积和车台架的数量、分布，建议采用烟尘扩散模型进行模拟计算，同时结合现场实测数据对模型进行修正。治理目标应着重于焊接烟尘的收集、净化与排放，确保工作环境符合职业健康与安全标准。具体计算方法和措施需根据现场实际情况进一步研究和实施。

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针对上述车间概述，关于焊接烟尘的计算方法，主要需考虑焊接工艺参数、焊条类型和使用量等因素。针对J422型焊条，其发尘量已知，可结合焊接过程中的焊条消耗量来估算烟尘产生量。同时，还需考虑通风状况对烟尘扩散的影响。在实际生产环境中，建议采取局部排烟措施，如使用排烟罩等，并优化车间通风设计，以降低焊接烟尘浓度。此外，定期对车间环境进行烟尘浓度检测，确保工作环境符合职业健康标准。治理目标应着重于降低焊接烟尘的产生与扩散，以改善工人的作业环境。

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针对所提供的车间概述及焊接烟尘信息，关于焊接烟尘的计算方法如下：

首先，考虑到焊接烟尘的80%～90%来源于焊条药皮和焊芯，需根据使用的焊条类型和量来确定基本烟尘产生量。J 422型焊条的发尘量已知为7.5 g/kg。

其次，结合车间的生产情况，包括车台架的数量、焊接工艺及操作时长，可大致估算出焊接烟尘的产生量。此外，还要考虑通风状况对烟尘扩散的影响。

最后，治理焊接烟尘时，应设定合适的收集点和排放标凈，确保工作环境符合安全卫生标准。具体的计算方法需结合实际情况进行量化分析和建模。建议采用专业的烟尘计算软件或咨询相关专家进行系统评估。

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针对您提供的焊接烟尘相关信息，我们首先要对焊接烟尘的计算方法进行概述。焊接烟尘的产生量与焊条的型号、使用条件、焊接工艺等多种因素有关。针对J422型焊条，其发尘量已给出为7.5g/kg。对于车间内的车台架焊接，我们可以根据焊接工艺参数，如焊接电流、焊接速度等，结合焊条的发尘量，推算出焊接过程中产生的烟尘量。同时，考虑到车间的通风状况对烟尘扩散的影响，应设立有效的排烟和通风系统以降低车间内的烟尘浓度。治理目标应着重于减少焊接烟尘对工人健康的影响及对车间环境的污染。针对此汽车配件厂装焊车间，建议进行焊接区域的局部排烟，加强车间整体通风，并定期进行车间空气质量的检测与评估。

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针对提供的焊接烟尘相关信息，专业汽车工程师对于焊接烟尘的计算方法回复如下：

焊接烟尘主要来源于焊条药皮和焊芯，特别是J422型焊条，其主要成分是金属氧化物。对于特定型号的焊条，其发尘量已有报道为平均约7.5g/kg。考虑到焊接时产生的有害气体及通风状况对烟尘分布的影响，治理焊接危害时，应以减少焊接烟尘为目标。对于该汽车配件厂装焊车间，建议先进行工艺通风设计，确保良好的通风条件以降低烟尘浓度。此外，采用高效焊接烟尘收集器进行局部收集也是有效的措施。具体计算方法需根据实际生产情况、车间布局及所选设备的性能进行精细化模拟和计算。

以上是对焊接烟尘计算方法的初步分析，具体方案还需根据实际工作环境和设备参数进行详细研究和设计。

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针对上述车间概述，关于焊接烟尘的计算方法，可依据焊接工艺参数、材料成分以及工作环境参数进行估算。针对J422焊条，由于其成分主要包括金属氧化物，特别是铁的氧化物，发尘量约为7.5 g/kg。考虑到烟尘中锰化合物约占7.5%，在焊接过程中产生的烟尘量可以通过材料消耗速率与焊条发尘量相乘得到。同时，考虑到烟气粒度及通风状况对烟尘扩散的影响，实际计算时还需结合车间空间大小、车台架的数量与布局、焊接工艺过程等因素。具体的治理目标应是减少焊接烟尘对工作环境和工人健康的危害，采取适当的通风、除尘措施，确保工作环境符合职业健康标准。

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针对所提供的车间概述及焊接烟尘信息，专业的汽车工程师回复如下：

关于焊接烟尘的计算方法，通常需考虑焊接材料的类型、工艺参数、工作环境等因素。J422焊条焊接时产生的烟尘主要来源于焊条药皮和焊芯，其中铁氧化物约占一半。针对该汽车配件厂装焊车间，建议先进行工艺评估，确定焊接烟尘的产生量。治理目标应主要关注焊接烟尘。车间应优化通风设计，降低有害气体的浓度。此外，为工人提供防护装备，定期进行空气质量检测，确保工作环境安全。

考虑到焊接烟尘对工人健康及生产环境的影响，建议采取适当的治理措施，以降低焊接过程中的烟尘产生。