zavarivački dimovi

19
Istraživanje zavarivačkih dimova Prof.dr. Sead Pašić Mostar, 2010.

Upload: 2004973

Post on 26-Oct-2014

119 views

Category:

Documents


5 download

TRANSCRIPT

Page 1: zavarivački dimovi

Istraživanje zavarivačkih dimova

Prof.dr. Sead Pašić

Mostar, 2010.

Page 2: zavarivački dimovi

Lokalna ventilacija na izvoru zavarivanja

Page 3: zavarivački dimovi

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

Page 4: zavarivački dimovi

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

Page 5: zavarivački dimovi

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

Page 6: zavarivački dimovi

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

Page 7: zavarivački dimovi

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).

Page 8: zavarivački dimovi

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

Page 9: zavarivački dimovi

Zavarivački dimovi kod REL zavarivanja

Page 10: zavarivački dimovi

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.

Page 11: zavarivački dimovi

Osnovni procesi stvaranja čvrstih čestica zavarivačkog dima

• Difuzija• Koagulacija i flokulacija• Kondenzacija

Osnovni materijal

Kondenzacija

Koagulacija iflokulacija

Nukleus

Difuzija

Page 12: zavarivački dimovi

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

Page 13: zavarivački dimovi

Metode za uzorkovanje zavarivačkog dima

Ø 600

Ø 300

190

600

90º

120○

1

2

3

4

5

6

15

Page 14: zavarivački dimovi

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

Page 15: zavarivački dimovi

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

Page 16: zavarivački dimovi

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

Page 17: zavarivački dimovi

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

Page 18: zavarivački dimovi

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)

%

Page 19: zavarivački dimovi

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)