Comment les ateliers de soudage peuvent-ils assurer la sécurité des travailleurs et maintenir l'efficacité ? Une bonne ventilation est essentielle. Cet article explore les différentes conceptions de ventilation permettant d'atténuer les effets nocifs des fumées et des gaz de soudage. Des systèmes d'échappement locaux à la ventilation mécanique complète, découvrez les meilleures méthodes pour maintenir la qualité de l'air dans des limites sûres. Découvrez les exigences spécifiques en matière de ventilation pour les différentes techniques de soudage et comprenez comment mettre en œuvre des solutions efficaces. Ce guide fournit des informations cruciales pour créer un environnement de soudage plus sûr et plus productif.
L'atelier de soudage peut généralement être divisé en deux parties principales : la préparation des matériaux et le soudage d'assemblage. Les substances nocives générées au cours du processus de préparation des matériaux sont minimes.
La partie soudage de l'assemblage comprend généralement le soudage, l'assemblage des raccords, le soudage temporaire par points, les essais et l'inspection, la réception, le nettoyage, la peinture et les processus de séchage.
Différentes méthodes de soudage, telles que le soudage manuel, le soudage automatique, le soudage semi-automatique, le soudage sous protection gazeuse au dioxyde de carbone, le soudage à l'argon, etc. soudage à l'arcet le soudage à l'arc électrique sont utilisés en fonction de la structure du produit.
Le soudage manuel et le soudage sous protection gazeuse au dioxyde de carbone sont plus couramment utilisés dans les ateliers généraux. La principale substance chimique dangereuse générée pendant le soudage est la fumée de soudage, suivie par les gaz nocifs. Les fumées de soudage sont la principale substance chimique dangereuse dans l'atelier de soudage.
"La norme d'hygiène pour les fumées de soudage dans l'air des ateliers (GB16194-1996) stipule que la concentration maximale admissible des fumées de soudage dans l'air des ateliers est de 6 mg/m².3 (dont les principaux composants sont le trioxyde de fer, l'oxyde de manganèse, le dioxyde de soufre et l'oxyde de calcium), et les gaz nocifs comprennent l'ozone, les oxydes d'azote, le monoxyde de carbone, les fluorures et les chlorures.
En outre, la norme d'hygiène pour la conception des entreprises industrielles (TJ36-79) précise que la concentration d'oxyde de manganèse doit être de 0,2 mg/m².3la poussière générale doit être de 10mg/m3et les fluorures devraient être de 1mg/m3.
La concentration maximale autorisée de fumées de soudage dans l'atelier de soudage est de 6mg/m3. La vitesse du vent pour le soudage manuel doit être inférieure à 8 m/s, et pour le soudage sous protection gazeuse, elle doit être inférieure à 2 m/s. L'humidité relative doit être inférieure à 90%. Une exposition prolongée à de fortes concentrations de fumées de soudage peut provoquer une maladie pulmonaire du soudeur.
Il est donc urgent de s'attaquer au problème des fumées de soudage dans les ateliers de soudage. Le contrôle des fumées de soudage doit commencer par la promotion de procédés propres, tels que l'adoption de procédés de soudage avec peu ou pas de fumées, le développement et l'utilisation d'équipements de soudage à faible teneur en poussières et à faible toxicité. matériaux de soudageet améliorer le niveau de mécanisation et d'automatisation des opérations de soudage.
En outre, un système de ventilation est une mesure efficace pour lutter contre les fumées de soudage dans l'atelier de soudage.
Tableau 1 : Composition chimique des fumées de soudage provenant d'électrodes courantes pour l'acier de construction (%)
| Qualité de l'électrode de soudage | Fe2O3 | SiO2 | MnO | TiO2 | CaO | |
| 421 | 45.31 | 21.12 | 6.97 | 5.18 | 0.31 | |
| 422 | 48.12 | 17.93 | 7.18 | 2.61 | 0.95 | |
| 507 | 24.93 | 5.62 | 6.3 | 1.22 | 10.34 | |
| Qualité de l'électrode de soudage | MgO | Na2O | K2O | CaF2 | KF | NaF |
| 421 | 0.25 | 5.81 | 7.01 | – | – | – |
| 422 | 0.27 | 6.03 | 6.81 | – | – | – |
| 507 | – | 6.39 | – | 18.92 | 7.95 | 13.71 |
La température intérieure de l'atelier de soudage en hiver est fixée à 14℃, avec un chauffage supplémentaire de 5℃ pour les équipes de service. Le chauffage est assuré par une combinaison de radiateurs et de souffleries d'air chaud.
Les radiateurs assurent la température de chauffage de 5℃ pour les équipes de service, tandis que les souffleurs d'air chaud fonctionnent avec les radiateurs pour fournir un chauffage intérieur à l'atelier de soudage pendant l'hiver.
Les souffleries d'air chaud doivent être placées dans des zones où l'activité humaine est plus importante, et les flux d'air provenant des souffleries doivent être coordonnés, tout en évitant les flux d'air importants en direction des personnes.
Pour éviter les pertes de chaleur à l'intérieur de l'atelier, des rideaux d'air doivent être installés aux entrées. Le système de chauffage par radiateurs doit être séparé du système de chauffage par souffleries d'air chaud et rideaux d'air.
Le soudage génère une grande quantité de fumées et de gaz nocifs qui se répandent uniformément dans l'atelier sur toute sa hauteur.
Cependant, il existe une zone de concentration maximale pour les fumées de soudage à l'intérieur de l'atelier de soudage, que l'on peut appeler la hauteur appropriée. Les valeurs de la hauteur appropriée sont indiquées dans le tableau 2.
Tableau 2 : "Hauteur appropriée" déterminée par l'intensité actuelle
| Intensité actuelle (A) | Diamètre de l'électrode de soudage (mm) | Hauteur de la concentration maximale de poussières (m) |
| 120 | 4 | 4 |
| 140 | 4 | 4.7 |
| 180 | 4.0~5.0 | 6 |
| 200 | 5 | 6.6 |
| 280 | 5.0~6.0 | 9.3 |
| 300 | 6 | 10 |
| 350 | 6.0~8.0 | 11.6 |
| 400 | 6.0~8.0 | 13.5 |
| 500 | 8.0~9.0 | 17 |
Le système d'évacuation des fumées de soudage ne nécessite généralement pas de mesures d'épuration et peut être directement évacué à l'extérieur.
Si le système d'échappement circule à l'intérieur, des mesures d'épuration doivent être prises et la concentration de substances nocives dans les gaz d'échappement ne doit pas dépasser 30% de la concentration maximale admissible dans l'atelier.
Dans l'atelier de soudage, l'aspiration locale doit être mise en œuvre autant que possible aux points où les substances nocives sont générées.
L'aspiration locale peut être divisée en systèmes fixes d'aspiration locale et en unités portables de dépoussiérage et de désenfumage à petite échelle. Les vitesses de contrôle de l'air pour différents types de hottes d'aspiration sont indiquées dans le tableau 3.
Tableau 3 : Vitesse de l'air de contrôle pour différents types de hottes aspirantes
| Type de hotte | Vitesse de l'air contrôlé (m/s) | |
| Armoire de ventilation | 0.7 | |
| Hotte d'aspiration externe | Aspiration latérale | 1.0 |
| Aspiration par le bas | 1.0 | |
| Aspiration par le haut | 1.2 | |
Lorsque les positions de soudage dans l'atelier ne sont pas fixes et qu'il n'est pas possible d'utiliser des hottes d'aspiration locales, une ventilation complète doit être mise en place.
La ventilation globale est un type de ventilation par dilution qui utilise l'air extérieur propre pour diluer les substances nocives à l'intérieur et les évacuer à l'extérieur.
L'efficacité d'une ventilation complète dépend d'un débit d'air suffisant et d'une bonne organisation du flux d'air.
Le débit d'air extrait pour la ventilation complète est déterminé sur la base de la consommation d'électrodes de soudage. Toutefois, en l'absence de ces données, le débit d'air vicié peut être calculé comme étant de 3500m3/h par point de soudure.
En ce qui concerne les risques liés à la poussière et aux substances toxiques dans l'atelier de soudage, si les mesures de ventilation peuvent satisfaire aux exigences relatives à la concentration maximale admissible des fumées de soudage, les concentrations de divers gaz nocifs générés pendant les opérations de soudage peuvent également être réduites en dessous de la concentration maximale admissible. Le tableau 4 indique le débit d'air évacué pour les électrodes de soudage produites localement.
Tableau 4 : Débit d'air vicié pour les électrodes de soudage produites localement
| Grade | Débit d'air évacué (m3/kg d'électrodes de soudage) |
| T-46 | 2000 |
| T-47 | 2500 |
| T-48 | 4000 |
| T-49 | 4500 |
| T-45 | 2000 |
| T-51 | 4500 |
| TU-55 | 2000 |
| Électrode de soudage en acier inoxydable | 3000 |
La consommation d'électrodes de soudage peut être estimée approximativement sur la base des indicateurs suivants en l'absence de données :
3.4.1 Ventilation naturelle
Dans les régions de Chine où le chauffage centralisé n'est pas disponible, une ventilation complète peut être réalisée à l'aide de lucarnes et de ventilateurs de faîtage. Les ateliers à travée unique sont plus faciles à organiser pour la ventilation naturelle par rapport aux ateliers à travées multiples.
Toutefois, lorsque la hauteur du bâtiment de l'usine dépasse largement la hauteur appropriée, et lorsque la zone où se trouve l'usine connaît plus de la moitié de l'année des jours pluvieux et nuageux, il convient d'ajouter une ventilation mécanique.
Pour les petites quantités de soudure et les petites hauteurs, les ateliers à une travée situés près des murs extérieurs peuvent utiliser des fenêtres latérales hautes pour une ventilation complète.
3.4.2 Ventilation mécanique
1) Échappement par aspiration :
Des conduits d'évacuation sont posés horizontalement au-dessus de la zone de soudage dans l'atelier, avec des sorties d'évacuation installées à des hauteurs appropriées. Les conduits sont reliés à des ventilateurs d'extraction pour évacuer l'air à l'extérieur.
L'air d'appoint mécanique est également fourni, avec 50% à 80% (en prenant la limite supérieure dans les régions extrêmement froides et la limite inférieure dans les régions générales) complété par l'air d'appoint mécanique provenant des unités de climatisation, tandis que l'air d'appoint restant s'infiltre naturellement par les interstices des portes et des fenêtres.
Dans les régions chauffées en hiver, l'air d'appoint mécanique utilise souvent des unités de climatisation dotées d'une section de chauffage. La chaleur fournie par la section chauffage de l'unité de climatisation ne tient pas compte de la charge thermique intérieure. La chaleur Q de la section de chauffage est calculée comme suit :
Q = Consommation de chaleur des gaz d'échappement de l'atelier + Consommation de chaleur due à l'infiltration d'air froid par les portes et les fenêtres + Chaleur introduite par la section de chauffage de l'unité (de la température ambiante à la température de l'air soufflé)
Lors de l'alimentation en air des postes de travail situés à moins de 2 mètres ou jusqu'à 2 mètres, la température de l'air d'alimentation ne doit pas dépasser 45°C ou être inférieure à 25°C, et la vitesse de sortie ne doit pas dépasser 1,5 m/s à 2,0 m/s. Les sorties d'air soufflé doivent être placées aussi bas que possible et à proximité de la zone de soudage.
Dans les régions non chauffées, l'air d'appoint mécanique en hiver ne nécessite pas de chauffage, de sorte que l'air d'appoint du ventilateur peut être directement utilisé pour économiser l'espace de l'atelier. Les ventilateurs peuvent être installés à l'aide de méthodes de suspension.
L'air d'appoint doit être dirigé à l'opposé de la zone de soudage, ce qui permet au flux d'air de s'écouler vers la zone de soudage. La vitesse du flux d'air à l'intérieur des conduits doit être comprise entre 6 m/s et 14 m/s (pour les conduits en acier).
Pour les ateliers situés dans des régions chauffées où le débit d'air vicié est élevé, si les conditions le permettent, des dispositifs de récupération de la chaleur sensible (tels que des échangeurs de chaleur à air rotatif en métal) peuvent être utilisés pour récupérer la chaleur de l'air vicié et la fournir à l'air d'appoint.
2) Ventilateur de toit et ventilateurs à jet pour l'évacuation :
En l'absence de puits de lumière dans l'atelier de soudage, des ventilateurs de toit peuvent être installés sur le toit de l'atelier pour l'évacuation par le haut. Cette méthode seule peut ne pas permettre d'évacuer directement la fumée et la poussière à des hauteurs appropriées dans l'atelier. Plusieurs ventilateurs à jet peuvent donc être installés sur les colonnes de l'atelier pour perturber l'air et aider les ventilateurs de toit à l'évacuer.
L'air d'appoint mécanique est également nécessaire, selon la même méthode que l'évacuation par conduits (voir figure 1).
3) Ventilation du toit par le ventilateur d'extraction :
En l'absence de puits de lumière dans l'atelier de soudage, des ventilateurs de toit peuvent également être installés sur le toit de l'atelier pour l'évacuation. Toutefois, un conduit doit être prolongé depuis le ventilateur de toit jusqu'à la hauteur appropriée dans l'atelier de soudage afin d'éliminer une grande quantité de fumées de soudage accumulées à la hauteur appropriée pour l'évacuation. L'air d'appoint mécanique est également nécessaire, selon la même méthode que l'évacuation par conduits.
4) Unité de purification des fumées de soudage : Les unités de purification des fumées de soudage sont installées sur les colonnes de l'atelier de soudage. L'air de l'atelier contenant des fumées de soudage entre dans l'unité par l'arrière, passe à travers des filtres pour éliminer les fumées et est évacué par l'avant.
5) Ventilateurs axiaux : Pour les ateliers à travée unique, de petite surface et de faible hauteur, ou lorsque la zone de soudage est située près des murs extérieurs de l'atelier, plusieurs ventilateurs axiaux peuvent être installés en hauteur sur les murs extérieurs, près de la zone de soudage, pour l'évacuation des fumées. Cette méthode est couramment utilisée dans les petites entreprises.
Par conséquent, lors de la conception de la ventilation des ateliers de soudage, une combinaison de ventilation mécanique complète, d'aspiration mécanique locale et de ventilation naturelle complète doit être envisagée en fonction des conditions réelles.
Les ventilateurs électriques muraux et les ventilateurs électriques portables sont des méthodes couramment utilisées pour refroidir et améliorer l'environnement de travail dans l'atelier pendant l'été.
En ce qui concerne les flux d'entrée et de sortie d'air dans les ateliers de soudage à une ou plusieurs travées, l'entrée naturelle doit se faire des deux côtés par les portes et les fenêtres, de l'air d'appoint mécanique doit être fourni à la zone de soudage, et des conduits horizontaux pour l'échappement mécanique doivent être installés au-dessus de la zone de soudage ou des ventilateurs de toit doivent être installés sur le toit pour faciliter le mouvement du flux d'air dans l'atelier et éliminer plus efficacement les fumées de soudage générées pendant le soudage.
1) La gestion des fumées de soudage dans les ateliers de soudage a longtemps été une question difficile. L'auteur estime qu'une combinaison d'aspiration locale et de ventilation complète, en particulier l'utilisation de conduits horizontaux placés au-dessus de la zone de soudage pour une aspiration mécanique complète lorsque les conditions le permettent, est actuellement une méthode efficace.
2) Avec les progrès technologiques, un nombre croissant d'ateliers de soudage à grande échelle nouvellement construits utilisent des toits en acier léger esthétiquement agréables. Cela nécessite une coordination étroite avec les professionnels du génie civil lors de l'installation des ventilateurs de toiture et des ventilateurs suspendus afin de résoudre les problèmes de charge et de vibration de l'équipement.
3) Pour les utilisateurs, l'utilisation correcte des équipements d'aspiration locale et de ventilation générale est également essentielle pour garantir la qualité de l'air dans l'atelier.
En tant que fondateur de MachineMFG, j'ai consacré plus d'une décennie de ma carrière à l'industrie métallurgique. Ma vaste expérience m'a permis de devenir un expert dans les domaines de la fabrication de tôles, de l'usinage, de l'ingénierie mécanique et des machines-outils pour les métaux. Je suis constamment en train de réfléchir, de lire et d'écrire sur ces sujets, m'efforçant constamment de rester à la pointe de mon domaine. Laissez mes connaissances et mon expertise être un atout pour votre entreprise.
FR 
EN 
AR 
DE 
ES 
ID 
IT 
JA 
NL 
PT 
PT_BR 
RU 
KO 
TR