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压缩空气在喷涂作业中的应用

当前喷涂作业中,主要以压缩空气作为动力源,不但在整个工艺流程中以压缩空气和喷涂漆料混合物混合后直接喷涂,也有将压缩空气作为一种防护措施直接应用于人工呼吸系统。本文主要介绍后者,在以手工喷涂为主的工作环境中,以工业用压缩空气经过过滤装置过滤后供给手工喷涂工佩戴防毒面罩的空气呼吸方式。

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工喷涂作业时会产生漆雾、有机溶剂(甲苯、二甲苯等)气体、粉尘等有毒物质扩散到工作环境。若操作不当,吸入到身体中,少量时会刺激上呼吸道引起咳嗽、头痛、恶心、呕吐等症状,大量吸入可能损伤肾脏、肝脏和血液系统,甚至造成死亡。因此安全防护尤为重要,国家在职业环境健康HSE中有明确标准要求,不达标不得生产。



现状



1.1当前汽车喷涂行业,仅仅给喷涂工分发佩戴防毒面罩,这种供气呼吸系统没有空气加湿装置,员工长期作业容易产生以下问题:


1)空气干燥导致工人咽喉干涩、红肿等现象;


2)因为空气来源不好,过滤装置负荷过重,时间长易产生异味,影响员工身体健康及安全生产。



工艺流程



从室外空调取的新鲜风,将新鲜风送至多级涡旋式增压压缩机,产生的压缩空气由储气罐存储保压,再用空气净化器净化处理,再经过加湿、加温调节及净化综合处理,最后通过卫生级不锈钢管道输送到车间,供给喷漆工呼吸。



设备选型方案



3.1 呼吸系统改造用达到气源稳定连续、呼吸环境舒适的目的,对设备选型要求遵循以下方面。
 

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3.1.1 气体质量


为保证空气无油,选择的压缩机必须要取得ISO8573-1:2010压缩机“零含量”认证。呼吸面罩内要保持轻微的正压,使气体与手工喷涂作业工作环境隔离,也使外部粉尘、漆雾以及挥发性溶剂气体无法进入。这样不断送入干净空气并将呼出的CO2和水分带出,持续保持罩内空气新鲜。压缩机制造出来的压缩空气需要达到医用级别,要求处理后空气可直接供给员工呼吸。空气质量指标如下:氧气含量为19.5%~23.5%;压缩油含量≤0.1mg/m3;CO含量≤11.4 mg/m3;CO2含量≤1800mg/m3;无异味;温度为18~25℃;相对湿度≥20%;颗粒物符合GB13277.1中2级标准。


3.1.2 供气灵活性


要求选择的设备在生产的情况下不能停气,停产时又要能够停止供气。要保证连续供气,就要对系统中的每一个零部件考虑备用或安全设计,这主要体现在电气控制部分,同时可以考虑多个压缩机单元间隙工作。


3.1.3 空气加湿功能


要保证呼吸空气中的湿度,太干燥易使喉咙干涩、红肿,影响员工身体健康,所以需要在呼吸系统管路中对空气进行一定的加湿处理。但也不能太湿,太湿易在呼吸面罩中形成水雾,影响员工的视线。


基于以上3点要求,选择的方案主要由无油压缩机、空气净化设备、加湿系统以及其他附属设施等组成,所有箱体、罐体、管路都采用优质不锈钢材料组成,避免设备长时间运行造成腐蚀。


3.2 设备设计制造的难点


设备方案中设计制造的难点主要为空气中油的处理及气体加湿。


3.2.1 空气动力的选择


压缩空气中最棘手的问题是空气中的油。解决含油问题通常采用2种方式,一种是采用无油压缩机系统,另一种是用油过滤器除油。


采用喷油压缩机系统,虽然采购成本较低,但对维护要求很高。往往因为维护保养不及时,气体质量达不到要求而影响员工健康或损坏终端设备,所以选用无油压缩机供气,从来源上解决气体含油问题。动力部分采用无油压缩机组作为气源动力中心,且压缩机需要取得压缩油“零含量”认证,从源头上杜绝管路中油的产生。


3.2.2 气体加湿


1)加湿原理及流程:在压缩空气管路中对气体进行加湿,并可调。参考医用加湿装置,来自压缩机的空气管路分为2个支管,一支管通过纯水加湿罐进行加湿,另一支管旁通通过;两管路在加湿罐出口合并。各管路通过流量阀分别控制空气流量,通过控制干燥、加湿的空气流量从而控制管路中的空气湿度。


设计液位计及报警装置,在加湿罐底部加装一排水阀,可对罐中残水进行定期更换与内部清洁。桶装纯水净水采用液位控制自动补加的方式,通过加装电子检测设备实现了液位可视、液位报警、湿度可调、有害气体检测功能。按照加湿设备的体积,每3—4个工位配一套的原则,压缩空气在进入加湿设备前加装减压阀,保证进入加湿设备的压缩空气压力可调。加湿设备要有防止水流入空气管路的装置。


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2)设计中主要事项


a.因加湿罐内的压缩空气压力大,易产生气沸,所以在加湿罐设备中要安有防止水流入空气管路的装置。压缩空气在进入加湿设备前需要安装减压阀,保证进入加湿设备的压缩空气压力可调,从而抑制加温罐中的水从呼吸面罩处流出。


b.压缩空气输送管路须为耐腐蚀材料,加湿系统所用管材全部为优质304L不锈钢,防止长时间使用产生腐蚀。


3.3 设备使用前的清洁


设备安装后使用前需要进行整体设备清洁和空气检测。


3.3.1 设备清洁


设备整体安装完毕后压缩空气管路要用75%医用酒精浸泡处理,保证管路洁净、消毒、清洗后要进行吹扫,并进行1.0MPa压力下(氦气或者氮气等惰性气体)耐压试验,耐压试验合格后方可进行使用。


3.3.2 空气检测


呼吸系统中的空气需要专业部门进行质量检测,检测合格后呼吸系统才能正常使用。



设备整体维护使用



生产使用过程中,加湿呼吸系统需要进行定期的检修与保养。特别是压缩机单元必须按照定期维护保养要求进行保养。


4.1 加湿罐的清洁


加湿罐体的清洁是这里的重点,在停产间隙期要把加湿罐中的纯水从排水阀处排出,打开顶盖进行清洗。避免纯水长期存留,滋生细菌。


4.2 定期点检压缩机组


设备维护人员需制定压缩机组及过滤单元元器件的点检计划,并根据计划进行点检、检修、更换。



总结



总之,要不断改善劳动条件,提高喷涂作业工作环境工况,满足职业健康环境要求,促进企业发展。喷涂作业呼吸系统对员工起安全防护作用,不可因环境要求不达标而影响生产。

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