zavarivački dimovi
TRANSCRIPT
Istraživanje zavarivačkih dimova
Prof.dr. Sead Pašić
Mostar, 2010.
Lokalna ventilacija na izvoru zavarivanja
Otrovne supstance u zavarivačkom dimu
OTROVNE SUPSTANCE U ZAVARIVAČKOM DIMUI skupina II skupina III skupina
jako otrovne supstance otrovne supstance štetne supstanceMDK *
< 0,1 [mg/m3]MDK
(0,1÷3,0) [mg/m3]MDK
> 3,0 [mg/m3]
metalni oksidi i soliCrNiMoCoVCdPbBeO3
N2 H4 - hidrazin
CuAsMnZnFCl
HCHO - formaldehidNaOH -I I-KOH -I I-CaO -I I-COCl2 – fosgen
Ba
U ovu skupinu spadaju sve ostale
supstance, npr:Si i silikati
AlFeAlMgSnTiW
*MDK - maksimalno dozvoljena koncentracija
Stupanj štetnosti oksida u česticama zavarivačkog dima
OPASNE SUPSTANCE EFEKTI NA ZDRAVLJEŠtetni za dišne organe
Aluminijum oksid Al2O3 čestice se talože u plućima, aluminozaŽeljezni oksid FeO, Fe2O3, Fe3O4 čestice se talože u plućima,sideroza
Kalijum oksid K2Očestice se talože u plućimaNatrijum oksid Na2O
Titanijum oksid TiO2
ToksičniSpojevi barijuma, rastvorljivi BaCO3, BaF2
toksičan – mučnina
Olovni oksidiPbO
toksičan – mučnina probavni problemi bubrežni problemi
FluoridiCaF2, KF, NaF
toksičan – iritira sluznicu i membrane nervni problemi
Oksidi bakraCuO
toksičan – metalna groznica (cinkova groznica)
Mangan oksidiMnO2, Mn2O3, Mn3O4
toksičan – iritira sluznicu i membrane nervni problemi
Vanadijum pentoksid toksičan – iritira oči irespiratorni traht štete na plućima
Cink oksid toksičan – metalna groznica (cinkova groznica)
KancerogeniBerilijum oksid kancerogen
- metalna groznica- kronična upala pluća
Kadijum oksidCdO
kancerogen- iritira sluznicu i membrane - emfizem pluća
Krom (VI) spojeviNa2CrO4, K2CrO4, ZnCrO4, CrO3
kancerogen (respiratorni sistem)- iritira sluznicu i membrane
Oksidi kobaltaCoO
kancerogen - smanjuje kapacitet pluća
Nikl oksidi NiO, NiO2, Ni2O3 kancerogen (respiratorni sistem)
RadioktivniTorium dioksid ThO2
radioaktivan- radijacija bronhija i pluća- može imati kancerogene efekte
Maksimalno dozvoljene količine plinova u radnom prostoru
Gas Hemijska formula
MDKNapomena
ppm mg/m3
Ugljikov monoksid CO 30 35
Ugljikov dioksid
CO2 5000 9000
Dušikov monoksid NO 25 30
Dušikov dioksid NO2 3 6 Vrlo otrovan
Ozon O3 0,1 0,2 Jako otrovan
Fosgen COCl2 0,1 0,4Nastaje pod uticajem
UV zraka na trikloretilen
Maksimalno dozvoljene količine štetnih supstanci u radnom prostoru
Hemijski element ili spoj Hemijska formula MDKmg/m3 Napomena
Aluminijev oksid Al2O3 10Berilijev oksid BeO2 0,002 Jako otrovanKromna kiselina CrO3 0,1 Jako otrovan
Metalni Cr i njegove soli Cr (II) i (III)Cr VI
0,50,1
OtrovanOtrovan
Željezni oksidi FeO, Fe2O3, Fe3O4 10 OtrovniLitijev hidrid LiH 0,025 Jako otrovanManganovi oksidi MnO, Mn2O3 5Cinkov oksid ZnO 5 Mastaje pri zavarivanju mjedi ili pri lemljenjuMolibden Mo 5Nikal Ni 1 AlergenSilicijev dioksid SiO2 1 Izaziva silikozu
Titan dioksid TiO2 10 Nalazi se u dimnim plinovima rutilnih elektroda
Vanadijev oksid V2O5 0,1 Vrlo otrovanOlovni oksidi PbO, Pb2O3, PbO2 0,1 Vrlo otrovni
Soli fluora CaF2, KF, NaF 2,5 Nalaze se u dimnim plinovima bazičnih elektroda, vrlo otrovne
Kadmijev oksid CdO 0,1 Jako otrovanKalijev oksid K2O 0,1 Jako otrovanNeotrovna prašina 10
Stepen emisije zavarivačkog dima
S obzirom na stepen emisije čestica (mg/s) procesizavarivanja se mogu podijeliti u 4 stepena:
• stepen 1: nizak stepen emisije (<1 mg/s), npr. TIG zavarivanje, EPP zavarivanje,
• stepen 2: srednji stepen emisije (1 ÷ 2 mg/s), npr. lasersko zavarivanje,
• stepen 3: visok stepen emisije (>2 do 25 mg/s), npr. REL zavarivanje, MAG zavarivanje i
• stepen 4: veoma visok stepen emisije (>25 mg/s).
Primjeri ključnih komponenti u procesu zavarivanja u kombinaciji sa različitim materijalima
Proces Metal Ključne komponentePlinsko zavarivanje Nelegirani ili nisko legirani
čelik 4) Azot dioksid
REL zavarivanje Nelegirani ili niskolegirani čelik 4)
Zavarivački dimovi 1)
Krom nikl čelik sa<20%Cr i <30% Ni
Krom VI sastojci
Nikl, nikl legure sa >30% Ni
Nikl oksidMožda bakar oksid 2)
MAG postupak sa punom žicom i CO2 (MAGC)
Nelegirani ili niskolegirani čelik 4)
Zavarivački dimovi 1)
MAG postupak sa punom žicom i sa mješavinom plinova (MAGM)
Nelegirani ili niskolegirani čelik 4)
Zavarivački dimovi 1)
Krom nikl čelik sa(<20%Cr i <30% Ni)
Nikl oksid
MIG zavarivanje Nikl, nikl legure sa>30% Ni
Nikl oksid, ozon
Čisti aluminijum Al Si legure
ozonZavarivački dimovi 1)
Ostale legure aluminija3) Zavarivački dimovi 1)
ozon
(TIG) zavarivanje Nelegirani ili nisko legirani čelik 4)
Zavarivački dimovi 1)
ozon
Krom nikl čelik sa<20%Cr i <30% Ni
Zavarivački dimovi 1)
ozon
Nikl, nikl legure sa>30% Ni
Zavarivački dimovi 1)
ozon
Čisti aluminijumAl Si legure
Zavarivački dimovi 1)
ozon
Ostale legure aluminija Zavarivački dimovi 1)
ozon
Zavarivački dimovi kod REL zavarivanja
Tipovi obloženih čeličnih elektroda i neke karakteristike
Tip Obloga Razvija zaštitne plinove
Difuzijski H(ml/100Fe)
Karakteristike
A Oksidi i karbonati Fe i Mn sa silikatima.
40% H2
40% (CO+CO2)20% H2O
10 – 20Glatka površina. Lako odstranjivanje troske. Niska udarna žilavost.
B 60% CaCo3, 30% CaF2, Kvarc, rutil, ferolegure
80% CO20% CO2 0.5 – 7.5
Čista zona topljenja. Niski sadržaj vodika. Dobra udarna žilavost. Teško se odstranjuje troska. Hrapava i izbočena površina.
C 40% Celuloza, 25% TiO2, 20%MgSiO3, 15% Fe Mn vezani s K i Na silikatima.
40% H2
40% (CO+ CO2)20% H2O
15 – 30Elektrode za zavarivanje cijevi "odozgo–dole". Velika penetracija. Koriste se i za rezanje. Visok sadržaj vodika
R 50% TiO2; 20% tinjac, 10% Fe–Mn, 6% SiO2; 4% celuloza.
40% H2
40% (CO+CO2)20% H2O
10 – 30Stabilan električni luk. Koriste se za razne namjene.
Osnovni procesi stvaranja čvrstih čestica zavarivačkog dima
• Difuzija• Koagulacija i flokulacija• Kondenzacija
Osnovni materijal
Kondenzacija
Koagulacija iflokulacija
Nukleus
Difuzija
Velična čestica zavarivačkog dima
(μm)
dim udahnuto prašina
atmosferska prašina
duhanski dim
zavarivački dim i prašina
ugljena prašina
polen
0,0001 0,001 0,01 0,1 1000100 10000101,0
Metode za uzorkovanje zavarivačkog dima
Ø 600
Ø 300
190
600
90º
120○
1
2
3
4
5
6
15
Produkcija zavarivačkog dima
55 70 110 160 2000
2
4
6
8
10
12
Produkcija zavarivačkog dima
2 mm
2,5 mm
3,2 mm
4 mm
5 mm
I (A)
mg/
s
80 110 160 200 3000
2
4
6
8
10
12
Produkcija zavarivačkog dima
2,5 mm
3,2 mm
4 mm
5 mm
6 mm
I (A)
mg/
s
a) rutilna elektroda b) bazična elektroda
Hemijski sastav čestica zavarivačkog dima
r.br.Hemijska analiza čestica
KOLIČINA HEMIJSKIH ELEMENATA U ČESTICAMA ZAVARIVAČKOG DIMA %
Rutilna elektroda Bazična elektrodaR1 R2 R3 B1 B2 B3
01. Ca 0,18 0,07 0,03 0,093 9,9 9,6 10,3 9,93302. Fe 23,5 24,4 29,5 25,8 16,7 14,5 13,1 14,703. Cu 0,22 0,10 0,10 0,14 0,030 0,021 0,018 0,02304. Cr 0,031 0,074 0,039 0,048 0,020 0,013 0,012 0,01505. Al 0,40 0,42 0,17 0,33 0,51 0,62 0,56 0,56306. Pb 0,094 0,054 0,047 0,065 0,034 0,034 0,032 0,03307. Cd <0,001 <0,001 <0,001 <0,001 <0,001 <0,001 <0,001 <0,00108. Ni 0,008 0,008 0,008 0,008 0,001 0,006 0,006 0,004309. Mn 5,31 4,65 5,22 5,06 4,30 3,69 3,78 3,923310. Zn 0,49 0,15 0,19 0,276 0,052 0,073 0,073 0,06611. Co 0,009 0,011 0,010 0,01 0,052 0,008 0,009 0,02312. Na 5,41 4,60 7,72 5,91 3,80 2,75 3,76 3,4413. Mo 0,023 0,008 0,022 0,0176 0,028 0,030 0,027 0,028314. Mg 0,07 0,06 0,05 0,06 0,29 0,28 0,23 0,26715. Ti 4,35 3,36 1,94 3,22 0,63 0,64 0,65 0,6416. Si 6,34 - - 2,11 2,62 - - 0,87517. F < 0,1 - - < 0,033 19,2 - - 6,4
Zavarivački dimovi kod zavarivanja visokolegiranih čelika
r.br.probe
Oznakaelektroda
žica
Osnovni materijal
Oznakaprobe
Jačina struje
(A)
Vrijeme trajanja luka (s)
Težina česticaM (mg)
Produkcijačestica
P (mg/s)
1.A
316 LČ.0361
A1 80 85 290 3,412. A2 95 69 252 3,653. A3 110 59 228 3,864.
Č.4572A4 80 84 228 2,71
5. A5 95 71 253 3,566. A6 110 61 291 4,777.
B308 L
Č.0361B1 80 85 256 3,01
8. B2 95 70 244 3,489. B3 110 60 288 4,85
10.Č.4572
B4 80 81 237 2,9311. B5 95 69 284 4,1212. B6 110 59 292 4,95
Produkcija čestica zavarivačkog dima
80 A 95 A 110 A
A-Č.0361 3.412 3.65 3.864
A-Č.4572 2.714 3.56 4.77
B-Č.0361 3.012 3.49 4.85
B-Č.4572 2.95 4.12 4.95
2.75
3.25
3.75
4.25
4.75
PRODUKCIJA ČESTICA
mg/s
Sadržaj Cr u česticama zavarivačkog dima
A1
A2
A3
A4
A5
A6
A7
A8
B1
B2
B3
B4
B5
B6
B7
B8
Č.4752 Č.0361 Č.4572 Č.0361obloga 20,823 % Cr, jezgro 18,2375
% Cr, elektroda 19,2903 % Crobloga 18,141 % Cr, jezgro 19,571
% Cr, elektroda 18,991elektroda A elektroda B
0
2
4
6
8
10
12
14
16
SADRŽAJ Cr U ČESTICAMA ZAVARIVAČKOG DIMA
CrLinear (Cr)
%
Sadržaj Mn i Ni u
zavarivačkom dimu
A1
A2
A3
A4
A5
A6
A7
A8
B1
B2
B3
B4
B5
B6
B7
B8
Č.4752 Č.0361 Č.4572 Č.0361obloga 1,49163 % Mn, jezgro
1,67909 % Mn, elektroda 1,603obloga 1,40436 % Mn, jezgro
1,89499 % Mn, elektroda 1,696elektroda A elektroda B
0
0.5
1
1.5
2
2.5
3
3.5
SADRŽAJ Mn U ČESTICAMA ZAVARIVAČKOG DIMA
Mn
Linear (Mn)
Linear (Mn)
%
A1 A2 A3 A4 A5 A6 A7 A8 B1 B2 B3 B4 B5 B6 B7 B8Č.4752 Č.0361 Č.4572 Č.0361
obloga 4,97242 % Ni, jezgro 11,2785 % Ni, elektroda 8,7101
obloga 6,4371 % Ni, jezgro 9,80914 % Ni, elektroda 8,4941
elektroda A elektroda B
0
0.01
0.02
0.03
0.04
0.05
0.06
SADRŽAJ Ni U ČESTICAMA ZAVARIVAČKOG DIMA
Ni
Linear (Ni)