Изолирующие защитные маски сварщика

Шланговые и автономные изолирующие защитные маски имеют ряд преимуществ перед СИЗОД фильтрующего типа. Воздух подается в лицевую часть маски в количестве, обеспечивающем постоянное избыточное давление, что исключает подсос в зону дыхания воздуха, загрязненного токсическими веществами.

 

При этом лицо работающего омывает струя чистого воздуха, что при высоких температурах обеспечивает требуемые микроклиматические условия. Отработанный воздух выходит наружу через не плотности. В отличие от респираторов в под масочном пространстве таких устройств отсутствует сопротивление дыханию, а содержание углекислого газа во вдыхаемом воздухе невелико.


Подача свежего воздуха предупреждает запотевание стекол маски. Период действия этих средств защиты ничем не ограничивается, кроме физиологических возможностей работающих в них.


Конструктивные особенности масок сварщика с системой подачи чистого воздуха в зону дыхания предопределены необходимостью защитить органы дыхания от вредных веществ С А а глаза — от ультрафиолетового, видимого и инфракрасного излучений. Их основные параметры следующие: температура подаваемого воздуха 12-25 °С; относительная влажность воздуха 50-60%; расход подаваемого воздуха 100-200 л/мин.

Составными частями таких устройств являются защитная маска сварщика, фильтрующий элемент, побудитель подачи воздуха и соединительный шланг.

По способу подачи воздуха в под масочное пространство различают следующие системы: стационарные для очистки и подачи воздуха; портативные с вентилятором и фильтром, устанавливаемыми на поясе сварщика или на маске; централизованные с подачей и очисткой воздуха от сети сжатого воздуха.


Маска должна иметь светофильтр, защищающий глаза от излучения сварочной дуги; причем в ее конструкции следует предусматривать возможность наблюдения за подготовительными операциями без подъема маски. В зависимости от этого разработаны такие виды масок: со светофильтром на жидких кристаллах с управляемой переменной оптической плотностью (автоматическое затемнение); со светофильтром на основе поликарбонатов с переменной оптической плотностью; с откидывающимся светофильтром постоянной оптической плотности.


Наиболее эффективными и удобными в эксплуатации являются маски со светофильтром на жидких кристаллах с автономной системой очистки и подачи воздуха в зону дыхания. Общеизвестны маски «Speedglas Fresh Air* фирмы «Hornelf Speedglas Inc.» (США), «Airstream» фирмы «Racai» (Великобритания), «Fresh Air Unit» фирмы «Nederman» (Швеция) и др., обеспечивающие надежную защиту глаз, лица и органов дыхания сварщика.


В США разработана автоматическая сварочная маска с вентиляцией, предусматривающая защиту глаз от излучения и подачу воздуха под маску. Она включает в себя устройство для перемещения защитного темного светофильтра и вентиляционное устройство для подачи воздуха во внутрь маски. Перемещающийся скользящий темный защитный экран позволяет открывать смотровое окно перед началом сварки. Электрическая система маски задерживает включение сварочного тока до момента закрытия глаз сварщика защитным светофильтром и обеспечивает его открытие после окончания горения дуги.


Более простыми являются сварочные шлемы с откидывающимся в ручную светофильтром и системой подачи свежего воздуха в под масочное пространство. Создана также каска для сварщика с вентиляцией и устройством (портативный электродвигатель, помещенный внутри каски), позволяющим мгновенно поднимать или опускать светофильтр. Управление таким светофильтром осуществляют путем нажатия на кнопку, размещенную на сварочной горелке или на электрод держателе.


Определенный интерес представляют применяемые в масках с принудительной подачей воздуха защитные стекла из поликарбонатной I молы с покрытием из золота которые позволяют при сварке отражать 99,9% излучения и (а отличие от обычных светофильтре) наблюдать расплавленную ванну, горячий конец электрода и его движение, а также четко видеть сварной шов в естественном свете, без помутнения.


Что касается системы подачи чистого воздуха под маску, то наибольшие распространение за рубежом нашли автономные системы, которые можно крепить на поясе сварщика. Такие системы состоят из электрического побудителя тяги, подающего воздух под маску, фильтрующего потока для очистки загрязненного сварочными аэрозолями воздуха, забираемого из рабочей зоны сварщика, и гибких шлангов, соединяющих систему очистки и подачи воздуха с защитной маской.


Широко используют также шланговые маски, к которым поступает воздух от внутрицеховой компрессорной системы. Комплект включает герметичную маску, фильтр с активированным углем для очистки воздуха от примесей, редуктор, подсоединенный к магистрали со сжатым воздухом, предохранительный клапан, спускающий воздух из маски при его избыточном давлении, индикаторное устройство, позволяющее определять степень загрязнения активированного угля в фильтре, и поясной ремень, на котором смонтированы все перечисленные элементы.


Известны также маски сварщика с системой отсоса сварочного аэрозоля. Такие маски снабжены заборным устройством, соединенным с побудителем тяги посредством гибких шлангов, подвешенных через балансир на подвижном рельсе, обеспечивающем возможность передвижения сварщика при выполнении сварочных работ. Маска позволяет защищать от сварочного аэрозоля не только пользующихся ею сварщиков, но и работающих рядом.


Не нашел широкого распространения щиток, в котором предусмотрено устройство подачи сжатого воздуха с наружной стороны щитка, что создает воздушную преграду для проникновения под щиток выделяющегося при сварке аэрозоля.


Анализ литературных данных дал возможность определить следующие основные требования к конструкции маски, применяемой в системах подачи воздуха в зону дыхания:


■ струя воздуха под щитком должна распределяться симметрично относительно носа и рта сварщика;


■ скорости воздушных струй, исходящих из различных точен воздух ора:- определительного устройства, должны быть одинаковыми во избежание инжекционного эффекта;


■ для создания требуемого избыточного давления воздуха под моемой, препятствующего проникновению под нее сварочного аэрозоля, расход подваемого воздуха должен составлять не менее 200л/мин. Однако с учетом физиологогигиеничесиих требований к маске оптимальной является подача воздуха под маску со скоростью 100-200л/мин.


По последним данным Киевского института медицины труда АМН Украины для обеспечения норм микроклимата подаваемого воздуха должен составлять 30-40 л/мин. В зависимости от конструкции маски количество подаваемого воздуха в зону дыхания может быть и больше.


В ИЭС им. Е. О. Патона НАН Украины совместно со специализированными организациями разработан ряд СИЗОД нового поколения — защитные маски с системами принудительной подачи очищенного воздуха в зону дыхания.


Защитная маска сварщика с портативной системой очистки и подачи воздуха в зону дыхания. Как правило, е зарубежных защитных масках сварщика с притоном чистого воздуха для защиты глаз от излучений используют светофильтры с автоматическим затемнением (с переменной оптической плотностью), что обеспечивает непрерывное наблюдение за рабочей зоной до и после начала сварки при зажигании дуги и после ее погасания без подъема и опускания маски. Для маски с принудительной подачей воздуха это позволяет повысить ее герметичность за счет подпора очищенного воздуха и тем самым обеспечить надежную защиту органов дыхания вследствие изоляции от окружающей среды. Такие маски очень дорогие, поэтому для стран СНГ поняв более выгодно было бы использовать отечественные разработки с ручным механическим перемещением светофильтра.


В ИЭС им. Е. О. Патона совместно с СКТБ Физико-химического института им. А. В. Богатского НАН Украины разработана маска сварщика с принципиально новой портативной системой очистки и подачи воздуха в зону дыхания, получившая название пояс фильтра марки «Шмель-50».


В качестве маски использован модифицированный щиток с подвижным светофильтром. Щиток изготовлен из термостойкой пластмассы и снабжен съемным блоком с подвижным светофильтром постоянной оптической плотности с увеличенными размерами, улучшающими обзор. Механизм открывания и закрывания смотрового она, в котором перемещается светофильтр, имеет плечевой рычаг и срабатывает при проходит фильтр и через воздуховод подается под маску После завершения работ поворотом регулятора отключают вентилятор, при этом прекращается поступление воздуха в полумаску.


Подготовка устройства к работе сводится к регулярной подзарядке аккумуляторной батареи. Для этого после окончания каждой рабочей смены необходимо вытащить из кожуха шнур с вилкой, установить переключатель на панели кожуха турбо блока в положение «выкл» и вставить вилку в розетку от сети 220 В. Загорание зеленого индикатора на крышке корпуса турбо блока свидетельствует о нормальной работе за- рядного устройства и, следовательно, о начавшемся процессе подзарядки батареи. По прошествии 10 ч вилку вынуть из розетки, и шнур с вилкой уложить в кожух. Кожух застегнуть. Устройство готово к работе.


Проведены сравнительные производственные испытания защитной эффективности маски с поясом фильтром. Они выполнены при ручной дуговой сварке покрытыми электродами марки АНО-24 диаметром 4 мм на токе 180-200 А. В результате установлено, что при применении обычного защитного лицевого щитка типа НН-С-705 У1 (ГОСТ 12.4.035-78) средняя концентрация СА под щитком составляла 0,472 мг/м3, при использовании предлагаемой маски с поясом-фильтром она снизилась до 0,022 мг/м3, т. е. более, чем в 21 раз. Таким образом, коэффициент защитной эффективности маски с системой очистки и подачи воздуха в зону дыхания составил 95,3%.


Маска с поясом-фильтром внедрена на предприятиях АСН «Укррвчфлот» для выполнения ремонтных сварочных работ в трюмах судов и барж.


Устройство очистки и подачи воздуха в зону дыхания сварщика «Шмель-40». На основе пояса-фильтра в ИЭС им. Е. О. Патона совместно с СКТБ ФХИ им. А. В. Богатского разработана еще одна модификация системы очистки и подачи воздуха с дыхательной полумаской. Такая система позволяет наиболее эффективно защищать органы дыхания, а также применять защитные щитки или маски различных конструкций без специального их подключения к системе очистки и подачи воздуха. Предложенное устройство получило название «Шмель-40».


В отличие от ранее предложенной защитной маски сварщика с поясом-фильтром в новой системе очищенный воздух подается по воздуховоду, соединенному не со щитком сварщика, а с резиновой полумаской. Это обеспечивает полное изолирование органов дыхания от загрязненного аэрозолем воздуха при минимальной подаче воздуха (30-40 л/мин). Кроме того, данную систему можно использовать в комплекте с защитным щитком любой марки, специально не приспособленным для подключения к поясу-фильтру.


Данное устройство включает систему очистки и подачи воздуха (турбо блок), резиновую полумаску с клапаном выдоха и оголовьем, соединительный воздуховод и поясной ремень.


Турбо блок состоит из корпуса, центробежного вентилятора, электродвигателя, электронного блока управления с зарядным устройством, аккумуляторной батареи, фильтра и кожуха.


Фильтрующий элемент системы имеет две ступени: первая—из ткани ФПП 15-1,5 или трехслойного фильтрующего материала из полипропилена НФГ1-50-0,6А (ТУ У 13486464-003-96) для улавливания твердых частиц СА, которая — из сорбционно-фильтрующего материала для очистки воздуха от вредных газов.


Кожух турбо блока, который устанавливают на корпус, изготовлен из плотного дерматинового материала и защищает фильтр от механических повреждений. В лямки кожуха продевают поясной ремень, с помощью которого турбо блок крепят на поясе сварщика.


Для замены отработанного фильтра, проведения обслуживания вентилятора и аккумуляторной батареи (ее зарядки) кожух можно открыть с помощью замка типа «молния».


В качестве полумаски, куда подается очищенный воздух, используют стандартную резиновую полумаску ПР7. Клапан выдоха можно крепить на ней как е нижней части, тэн и в центре. В первом случае подача очищенного воздуха осуществляется через специальное устройство, позволяющее шлангу воздуховоду свободно вращаться вокруг клапана выдоха, не стесняя движений рабочего. Избыточное давление подаваемого воздуха позволяет работать без плотного прилегания итерационной части полумаски к лицу рабочего, что повышает комфортность в работе с устройством.


В качестве воздуховода используют гибкий резиновый гофрированный шланг диаметром до 30 мм от обычного противогаза.


Устройство работает следующим образом. После закрепления фильтра на корпусе турбо блока, а шланга — на нагнетательном патрубке вентилятора застегивают замок «молнию» кожуха, а турбо блок закрепляют ремнем на поясе сварщика в удобном для него положении. Проверив регулятором работу вентилятора, с помощью оголовья подгоняют полумаску так, чтобы она свободно без натяжения прилегала к лицу. Включают вентилятор и регулятором устанавливают желаемый расход воздуха. Загрязненный воздух, проходя через отверстия е кожухе, очищается фильтром и через воздуховод подается е полумаску. После завершения работ поворотом регулятора отключают вентилятор, и при этом прекращается поступление воздуха в полумаску.


Подготовка устройства к работе аналогична подготовке к работе маски с поясом-фильтром «Шмель-50».


Шланговая защитная маска сварщика с системой очистки и подачи воздуха в зону дыхания. В ИЭС им. Е. О. Патона разработана шланговая маска с системой очистки и подачи воздуха в зону дыхания, которую используют для стационарных рабочих мест или в тех случаях, иногда сварщику не нужно передвигаться на большие расстояния в процессе работы.


В качестве маски использован усовершенствованный щиток с по сдвижным светофильтром. Маска дополнена шлемом из несгораемой ткани, препятствующим проникновению под маску СА и удерживающим под ней чистый воздух с небольшим избыточным давлением. В верхней части маски установлено воздухораспределительное устройство специальной конструкции. Оно обеспечивает симметричное распределение потока воздуха вдоль защитного стекла, исключая таким образом его запотевание. Поток чистого воздуха, направленный «верху вниз против конвективных потоков загрязненного аэрозолем воздуха, препятствует его проникновению под маску, а затем в органы дыхания. Требуемый защитный эффект маски достигается при подаче воздуха с производительностью 150-200 л/мин. Воздух подвозится н маске через патрубок, расположенный в верхней части маски под углом 45° к основанию, что исключает перегиб применяемых в донном случае медицинских шлангов.


Для очистки и подачи воздуха под маску предусмотрено два варианта. В первом варианте воздух подают от сети сжатого воздуха через I «(гулировочное устройство и фильтрующий блон. Во втором—для очистки и подачи воздуха используют ФВА УФП2-УХЛ4, укомплектованный специально разработанной второй ступенью фильтра для очистки воздуха от вредных компонентов ГССА (СО, NO, N02l HF, StF«) и |4гулятором расхода подаваемого под маску воздуха. Таким образом, данная установка очищает забираемый из производственного помещения воздух как от ТССА, так и от всех вредных компонентов ГССА. Это позволяет ее использовать в качестве нагнетателя воздуха под маску практически при всех способах сварки. Срок службы фильтров, применяемых в ФВА УФП2-УХЛ4, в этом случае достигает примерно одного года, так как они имеют очень большую емкость (по сравнению с портативными системами очистки воздуха) и, кроме того, забор воздуха производится не на месте сварки, а на определенном расстоянии, где концентрации СА значительно ниже.


Физиолого-гигиеническая оценка данной маски, проведенная в Киевском институте медицины труда, показала, что ее конструкция не оказывает выраженного отрицательного действия на основные физиологические системы организма; параметры микроклимата под масочного пространства соответствуют допустимым нормам. Субъективная оценка маски испытателями удовлетворительная.


Система кондиционирования маски сварщика. При работе в условиях с нормальными, регламентируемыми ГОСТ 12.1.005 параметрами микроклимата воздуха рабочей зоны, указанные СИЗОД практически удовлетворяют предъявляемым требованиям. Однако при сварке в условиях повышенных или пониженных температур, что нередко для сварочного производства, эффективность существующих СИЗОД недостаточна, так как ни одно из них не предусматривает регулирование температуры воздуха в зоне дыхания сварщика.

Этого недостатка лишена система, которая обеспечивает очистку и подачу под маску сварщика воздушного потока с заданной температурой от внешнего источника, не связанного с атмосферой, где производится сварка. Она разработана специалистами Харьковского авиационного института и ЗАО «Ремез» (Севастополь) совместно с ИЭС им. Е. О. Патона. Новая система кондиционирования маски сварщика кроме обычно применяемых элементов (самой маски с воздухораспределительным блоком, блока редуцирована фильтров-маслоотделителей, осушительных патронов с активированным углем и многослойных фильтров из ткани ФПП-Д для очистки воздуха от аэрозолей) включает в себя специальное устройство кондиционирования воздуха в виде вихревой трубки, закрепленной на поясе сварщика.


Сжатый воздух от промышленной сети или индивидуального компрессора очищается в фильтре грубой и тонкой очистки производства симферопольского завода «Пневматика» (ТУ 2-053-1358-78). Степень очистки составляет 99,9%, что удовлетворяет требованиям ГОСТ 14266-69. Редукционный пневмоклапанная обеспечивает поддержание постоянного давления в системе потребителя. Реле давления отключает потребителя при падении давления воздуха ниже допустимого. Очищенный воздух попадает в вихревую трубу по коммутационным соединениям. Здесь он вращается, в результате чего происходит разделение на охлажденную и нагретые части. Температуру и расход воздуха регулирует дроссельный вентиль.


Подготовленный воздух поступает в воздухораспределительный Опок, смонтированный в маске сварщика. Маска, разработанная специально для работы с системой кондиционирования, предусматривает глубокий охват головы сварщика для исключения проникновения вредных примесей из атмосферы.


Блок подвижного светофильтра имеет внутреннее оргстекло, защищающее от попадания сварочного аэрозоля и органы дыхания и окалины или шлака в глаза. Подвижный свето фильтр позволяет выполнять подготовительные операции перед сваркой и после нее без поднимания маски.


Предлагаемая система подачи воздуха под маску с системой кондиционирования особенно необходима при работе сварщика в замкнутых объемах, а также при повышенных или пониженных температурах окружающего воздуха.


Контроль состояния воздуха в зоне дыхания (под маской) показал, что новая система подготовки воздуха значительно улучшает условия труда сварщиков. Так, при ручной дуговой сварке электродами АНО-4 содержание сварочного аэрозоля под маской составляет 1-2 мг/м3, в то время как пне маски его концентрация достигает 39 мг/м3. Содержание соединений марганца, моно оксида углерода и диоксида азота под маской ниже предельно допустимых концентраций.


Серийное производство системы кондиционирования воздуха для м»ски сварщика налажено на Севастопольском ремонтно-механическом заводе (ЗАО «РЕМЕЗ»).