Что такое промышленная вентиляция в сварочных цехах и чем она отличается от общеобменной: нормы, отличия, риски и правила проектирования

Промышленная вентиляция – это совокупность систем воздухоподготовки и воздухообмена, специально сконструированных для промышленных предприятий, в частности – сварочных цехов. Её главная задача – удалять из рабочей зоны тепло, влагу, пыль и вредные вещества, образующиеся в ходе производства. В сварочных цехах при электродуговой и газовой сварке в воздух попадают мелкодисперсные частицы металлов, оксиды и газы: окислы железа, марганца, хрома, фтористые соединения, CO, NOₓ, озон и др.. Наличие этих веществ может привести к профессиональным интоксикациям и пневмокониозу у сварщиков. Поэтому вентиляция в таких помещениях должна решать две основные задачи: 1) обеспечивать общий приток свежего воздуха для разбавления оставшихся загрязнений (общеобменная вентиляция), и 2) захватывать и удалять основные выбросы непосредственно у источника их образования (местная, или локальная вентиляция).

Общеобменная вентиляция (комбинированная приточно-вытяжная) охватывает все рабочее пространство цеха. Она постоянно подаёт свежий наружный воздух и выводит отработанный, создавая общий воздухообмен и обеспечивая допустимые параметры микроклимата. Строительные нормы предусматривают обязательное оборудование производственных помещений приточно-вытяжной общеобменной вентиляцией. Эта система отвечает главным образом за рассеивание тепла и разбавление разбросанных загрязнений по всему объёму помещения. Однако при интенсивном выделении токсичных газов и аэрозолей (как при сварке) её возможностей недостаточно: существенная часть загрязнений формируется локально и требует непосредственного удаления у источника.

Промышленная (местная) вентиляция для сварочных цехов включает системы локального отсоса. Местный отсос – это устройство (зонт, бортовой отсос, вытяжной шкаф, кожух-воздухоприемник и т.п.), устанавливаемое непосредственно над местом образования загрязнений и подключаемое к вытяжному каналу. Его задача – улавливать сварочный дым, аэрозоль и газы мгновенно у сварочной дуги или сварочной ванны, не давая вредным веществам распространяться по цеху. Как определено в СП 60.13330, «Местный отсос – устройство для улавливания вредных и взрывоопасных газов, пыли, аэрозолей и паров … у места их образования». Примерами таких систем являются подвесные зонты над сварочными столами, гибкие вытяжные рукава, настольные вытяжки и вытяжные шкафы для сварочных постов.

Важнейшее отличие местной вентиляции от общеобменной – она действует точечно и направлена именно на удаление высоких концентраций загрязнений у источника. Соответственно, наряду с общеобменным воздухообменом в сварочных цехах обязательно применяют местные вытяжные установки. Более того, нормы безопасности категорически запрещают сварочные работы без работающей местной вентиляции: «Не допускается проведение сварки при неработающей местной вытяжной вентиляции». Иными словами, во время дуговой сварки на каждом стационарном посту должен работать вытяжной зонт или отсос, обеспечивающий отбор воздуха непосредственно в зоне дуги.

Типы систем и принципы работы

Вентиляционные системы на производстве бывают вытяжными, приточными или приточно-вытяжными. Приточная вентиляция подает свежий очищенный воздух в помещение, поддерживая температуру и разбавляя загрязнения. Обычно она реализуется специальными вентиляторами с фильтрами и нагревателями, подающими воздух через воздухораспределители. Для сварочных цехов нормативы рекомендуют предусматривать воздушное отопление, совмещенное с приточной вентиляцией – это обеспечивает и нужный микроклимат, и подачу «чистого» воздуха в рабочую зону.

Вытяжная вентиляция выводит загрязненный воздух наружу. Промышленная вытяжка устроена так, чтобы создать разрежение в каналах и вытягивать пары, газы и дым. Для повышения эффективности вытяжные вентиляторы часто ставят после длинных каналов – при этом внутри помещения создается отрицательное давление, и при аварийном отключении оборудование самозарасжигается (внешние воздушные потоки направляются в вытяжку, а не обратно в цех). В сварочном цехе вытяжные системы обычно комплектуют фильтрами (особенно при использовании флюсов или порошковых покрытий), чтобы пылегазовая смесь не выбрасывалась прямо в атмосферу без очистки. По нормативам, выбросы из вентиляции следует организовывать с учётом расчётов распространения или на достаточном удалении от мест поступления свежего воздуха (это указано в СНиП 60.13330) – чтобы вредности не закачивались обратно через заборные устройства.

Часто применяется комбинация: приточно-вытяжная установка (ПВУ), которая одновременно подает свежий воздух и удаляет отработанный. Такая система может быть центральной – обслуживать весь цех через сеть каналов – и даже оснащаться рекуперацией тепла. Однако в «чистых» зонах (например, помещения локалей, раздевалок) – приточно-вытяжные. В «грязных» зонах – рядом со сваркой – кроме ПВУ всегда ставят местные отсосы. Применяются также системы типа Push-Pull: вентиляторы создают поток «на себя» над сварщиком (вытяжка) и одновременно направляют свежий воздух сзади (приток), как бы «прогоняя» загазованный воздух через зону работы. Другой вариант – диссипативная (EDS) вентиляция, где фоновые вентиляторы медленно перемещают воздух через цех, а локальные устройства «ловят» близкие к источникам примеси. Во всех случаях общий принцип один: воздух подают в «чистую» зону и извлекают из «грязной» (при этом лучше располагать приточные каналы под потолком ближе к стенам, а вытяжные – над рабочими местами).

Нормативные требования и проектирование

Проектирование вентиляции сварочного цеха регламентируется нормами ГОСТ и СанПиН. В частности, ГОСТ 12.3.003-86 «Работы электросварочные. Требования безопасности» предписывает: для каждого стационарного сварочного поста устанавливать местный отсос, причём объём отбираемого воздуха должен быть не менее 1500 м³/ч на один стол, а скорость засасывания в точке сварки – не менее 0,2 м/с. Эта величина рассчитана так, чтобы забрать основную массу аэрозоля при средних условиях. При сварке в закрытых или труднодоступных объёмах – например, внутри резервуара – требуется хотя бы портативный отсос с производительностью не менее 150 м³/ч на сварщика. Для аэрогазовой и полуавтоматической сварки нормы уточняют другие значения (например, 50–150 м³/ч в зависимости от тока и газовой смеси), но главное – в каждом случае использовать местную вытяжку со скоростью не ниже рекомендаций.

Общеобменную систему проектируют исходя из требований по разбавлению загрязнений до допустимого уровня. Согласно ГОСТ 12.3.003-86, производственные помещения должны быть оборудованы общеобменной приточно-вытяжной вентиляцией по СНиП. При этом расчёт воздухообмена ведут так, чтобы остаточные концентрации вредных веществ (те, которые «не поймало» локальное отсасывающее устройство) разбавлялись свежим воздухом до ПДК (предельно допустимых концентраций). По СанПиН (правилам № 2.2.4/2.2.5.1009-13) скорость общего потока воздуха в рабочей зоне при электросварке должна быть порядка 0,3–0,9 м/с (0,5 м/с – типичное значение). На практике вентиляцию рассчитывают также по кратности воздухообмена (обычно не менее 4–6) и по числу людей/электроаппаратов, чтобы поддерживать комфортный микроклимат.

Особое внимание при проектировании уделяют распределению потоков. Нормы предписывают подавать приточный воздух в рабочую зону или направленными струями в её сторону. То есть свежий воздух обычно распределяют по потолку или стенам так, чтобы он шёл к сварщику спереди/сбоку, а не «забирался» в зону вытяжки, минуя рабочее место. Это обеспечивает более эффективное промывание воздуха и очищение «грязной» зоны. Местные вытяжки же располагают максимально близко к точке сварки – прямо над столом или с боковой стороны – чтобы захватить взвесь до её рассеивания. При установке канальных систем учитывают, что вытяжные трубы ведут вредности из цеха наружу, поэтому их концы следует располагать с расчётом распространения потока (подальше от окон, входов или приборов приёма воздуха).

Нормы безопасности также предусматривают требования пожарной безопасности. В вытяжные каналы часто ставят противопожарные клапаны, а при работе со взрывоопасными газами допускается подключать местные отсосы только к круглосуточной общеобменной вытяжке, оснащённой резервным вентилятором. Это исключает возвращение опасных газов внутрь цеха при аварии.

Реальные риски неправильной вентиляции

Недостаточная или неправильно организованная вентиляция в сварочном цехе приводит к реальным угрозам для здоровья и безопасности. Так, хроническое вдыхание сварочных аэрозолей вызывает заболевания лёгких и интоксикации: окислы марганца, железа, хрома могут накапливаться в тканях, провоцируя пневмокониоз, неврологические расстройства, хронический бронхит и даже рак лёгких. В составе сварочного дыма также находятся токсичные газы (CO, NOₓ, озон и др.) – их воздействие приводит к отравлению (головокружение, ухудшение самочувствия, потеря сознания при высоких концентрациях). Опасность аспирации (удушья) возникает при работе с инертными газами (аргоном, СО₂): скопление газа может вытеснить кислород из воздуха, и согласно нормам кислород в рабочей зоне не должен падать ниже 19%. Если вентиляция недостаточна, кислородное голодание неизбежно.

Слабая вентиляция также повышает пожарно-взрывные риски. Мелкие частицы металла при попадании на нагретые поверхности могут вызвать возгорание; в вытяжных каналах без фильтрации агрессивные металлургические пары осаждаются и сами по себе могут быть взрывоопасными. При этом сильная скорость притока без вытяжки лишь распространяет дым по всему цеху, а не очищает его. Поэтому, как отмечено в отраслевых рекомендациях, в цехах с большими пылевыделениями и «особо вредными веществами» иногда вообще отказываются от мощной общеобменной приточной вентиляции, чтобы не разносить загрязнение – и полагаются преимущественно на местный отсос.

Неисправная вентиляция нарушает и технику безопасности труда. По ГОСТ 12.3.003-86, сварка запрещена без работающей локальной вытяжки. В противном случае цех не пройдет санитарно-гигиенический и пожарный контроль. Соответственно, работодатель рискует штрафами и вынужденной остановкой производства.

Рекомендации

• Комбинируйте местные и общеобменные системы. Лучшая практика – «смешанная» вентиляция: обязательная общеобменная установка для общей циркуляции плюс локальные отсосы на каждом посту. Общеобменное оборудование должно обеспечивать постоянный приток свежего воздуха с учётом тепловыделений и минимизации фоновых примесей, а местные устройства – своевременный отвод сварочного дыма.
   

• Проектируйте по нормам. При проектировании руководствуйтесь СП 60.13330 (СНиП 41-01) и ГОСТ 12.3.003-86. Задавайте производительность местных вытяжек не ниже нормативной (≈1500 м³/ч и 0,2 м/с для ручной дуговой сварки), и рассчитывайте общеобмен – по числу людей, мощностей оборудования и требуемой кратности. Помните требование ГОСТ: «воздухообмены следует рассчитывать на разбавление вредных веществ… до уровней ПДК».
   

• Правильно распределяйте потоки. Подавляйте воздух в «чистую» зону (читай – от сварочного поста по направлению вверх и к вытяжке) и не допускайте турбулентного смешения перед локальным отсосом. Расположите вытяжные зонты/рукава вплотную к сварочному столу (минимизируя захват воздуха вне зоны сварки). Приточные диффузоры должны охватывать все участки цеха равномерно.
   

• Обслуживание и контроль. Регулярно проверяйте производительность вентиляторов и состояние фильтров местных отсосов. Засоренный фильтр или забитый канал резко снижают эффективность очистки. Проводите измерения концентраций вредных веществ, особенно при изменении технологии (новые материалы, режимы сварки). По результатам измерений при необходимости увеличивайте воздухообмен или устанавливайте дополнительные отсосы.
   

• Соблюдайте вентиляционные регламенты. Включайте системы вентиляции до начала сварочных работ и не выключайте их до полного остывания материалов. Как предписывает ГОСТ, работа без действующей местной вытяжки неприемлема. Также следите за притоком кислорода, особенно если используются инертные газы: помните про норму ≥19%. При выполнении сварки в замкнутом объёме обязательно обеспечьте постоянное вентилирование или смену воздуха (наряду-допуск).
   

• Распределите зоны. Если возможно, изолируйте сварочные посты в специальные кабины с собственными вытяжными шкафами. Это облегчает локализацию загрязнений. Для сварки с токсичными легирующими покрытиями (хромоникелевыми и др.) организуйте отдельные вытяжные корпуса или боксы – так сказано в СанПиН (доля таких материалов не должна превышать 5% без изоляции).
   

Подводя итог: промышленная вентиляция в сварочных цехах – это сочетание общего воздухообмена и местных отсосов, спроектированных по строгим нормам. В отличие от обычной (общеобменной) вентиляции, при которой воздух просто меняется в помещении, промышленная вентиляция фокусируется на удалении опасных выбросов у их источника. Соблюдение нормативов по объёму и скорости воздуха, а также принципам проектирования гарантирует безопасность персонала и соблюдение санитарных норм. При этом основополагающий принцип остаётся прежним: свежим воздухом разбавляем остаточные вредности, а основные – сразу улавливаем и удаляем из зоны труда.

Основные риски при несоблюдении вентиляционных требований: вдыхание токсичных аэрозолей (накапливающихся и вызывающих профессиональные болезни), асфиксия из-за падения кислорода, отравление газами (CO, NO₂, озон), общее ухудшение самочувствия и работоспособности. Во избежание этого необходимо всегда использовать местные вытяжки, контролировать их эффективность и поддерживать общеобменную систему в рабочем состоянии. Только так можно обеспечить безопасный микроклимат и минимизировать негативное влияние сварки на здоровье людей и оборудование.

Рекомендации по эффективной вентиляции сварочного цеха:

• Всегда поддерживать включённой местную вытяжку при сварке (ГОСТ требует её непрерывной работы).
   

• Расставлять оборудование так, чтобы вытяжные устройства находились максимально близко к источнику загрязнения (пример: настенные вытяжные козырьки над рабочими столами).
   

• Периодически чистить и проверять каналы и вентиляторы; следить за целостностью воздуховодов.
   

• Проводить мониторинг воздуха рабочей зоны (по концентрациям металлов и газов) и при превышении ПДК усилить вентиляцию или добавить отсосы.
   

• Обучать персонал правилам вентиляции: сварщик должен уметь правильно располагаться относительно потока воздуха и не заслонять вытяжку (а также использовать СИЗР при необходимости).
   

Таким образом, промышленная вентиляция сварочных цехов – это продуманная система общих и локальных воздухопроводов, соответствующая строительным и санитарным нормам. Её отличие от обычной вентиляции заключается в целенаправленной борьбе с вредными выбросами: главным образом за счёт мощных местных вытяжек и соответствующего расчёта воздухообмена. Соблюдение этих требований гарантирует защиту здоровья сварщиков и соответствует действующим нормативам в области охраны труда.

 

Источник: TopClimat.ru