Какая ширина проходов должна быть между группами сварочных трансформаторов

В практике проектирования участков и отделений электросварки часто возникает вопрос о том, какая должна быть ширина проходов между группами сварочных трансформаторов. Выбор оптимального расстояния влияет на компактность размещения оборудования и должен определять условия для  безопасной работы производственного персонала.

Сварочные трансформаторы и особенности их применения

При использовании технологии сварки переменным током сварочные трансформаторы считаются наиболее экономичными источниками питания. Их используют для:

• Немеханизированной дуговой сварки (кроме сварки электродами, имеющими основное покрытие);
• Сварки под флюсом стальных узлов при токах более 300А;
• Сварки алюминиевых сплавов, в среде инертного газа (преимущественно аргона).

Выбор типа трансформаторов обычно сводится к применению агрегатов, имеющих крутопадающую внешнюю характеристику.

Агрегаты, которые имеют пологопадающую (или жёсткую) внешнюю характеристику, целесообразно устанавливать на участках электрошлаковой сварки. Их не предусматривают, если по условиям технологического процесса должна проводиться  сварка токами повышенной частоты (от 400…500 Гц и более).

Групповое расположение характерно преимущественно при мелкосерийном или единичном типе производства, когда соединению подвергаются сравнительно небольшие и простые по конфигурации узлы, масса которых не превышает 20…50 кг. В таких условиях должны организовываться стационарные непрерывно-поточные линии.

В таких линиях, согласно принятому производственному ритму, от изделия к изделию переходят бригады сборщиков, сварщиков, рабочих других специальностей. Это означает, что к неподвижным изделиям доставляются рабочие бригады вместе с передвижным сварочным или отделочным инструментом, а массивное оборудование остаются на месте. При конвейерном производстве такое группирование нецелесообразно.

Опасности и вредности, возникающие при компактном расположении сварочных трансформаторов

Действующими нормами строительного проектирования сборочно-сварочных цехов ОНТП 09-96  все значения расстояния между группами технологического оборудования устанавливаются в зависимости от:

• Площади рабочего места сварщика;
• Требуемой производительности;
• Вида применяемых на участке транспортных средств;
• Размеров свариваемых изделий в плане.

Габариты самих агрегатов при этом не учитываются, что не соответствует требованиям СНиП 2.09.04-87. Поэтому не только ширина прохода между группами сварочных трансформаторов, но и другие технологические расстояния (в частности, между стендами, приспособлениями, конвейерными системами) определяются укрупнённо. Так, для сварщиков ОНТП 09-96 предлагает устанавливать рассматриваемые параметры в зависимости от площади всего рабочего места:

• При сварке мелких сборочных единиц, размерами до 800 мм – до 15 м²;
• При сварке средних сборочных единиц, размерами до 1500 мм – до 25 м²;
• При сварке крупных сборочных единиц, размерами до 6000 мм – до 70 м²;
• При сварке особо крупных сборочных единиц, размерами свыше 6000 мм – до 100 м².

Какая же должна быть ширина проходов между группами сварочных трансформаторов (и прочего технологического оборудования участка)? Предлагается разделить норматив площади на наибольший в плане размер данного оборудования, и определить искомую величину, округлив результат до ближайшего большего целого числа.

Для наглядности рассмотрим пример. Пусть на участке установлены группы сварочных трансформаторов типа ТСД-1000-3, рассчитанные на диапазон сварочных токов 400…1200 А, и на наибольшие размеры свариваемых деталей  до 800 мм. Максимальный линейный размер оборудования в плане составляет Г = 0,95 м.

Номинальную общую площадь рабочего места принимаем равной F = 12 м², тогда расстояние между смежными группами однотипных установок должно быть не менее  И = F/Г= 12/0,95 = 12,63 ≈ 13 (м). Понятно, что полученное значение никак не отражает реальной плотности размещения оборудования, и никогда не будет принято при проектировании сварочного участка. Поэтому ОНТП 09-96 рекомендует данную величину принимать в пределах 0,5…2,0 м (в зависимости от габарита используемого участке средства механизации или автоматизации).

Что делать, когда у рабочего места отсутствует даже малая механизация, ОНТП 09-96 «не знает». Как быть?

Опасности и вредности, учитываемые при определении проходов

На сварочных участках неблагоприятными производственными факторами являются возможные искры от сварки и магнитное излучение от электромагнитного поля работающего оборудования. Первый фактор учтён ОНТП 09-96. Практически гораздо меньшие расстояния проходов между смежными единицами производственной техники обусловлены наличием защитных кабин и ограждений, поскольку вблизи самого сварочного трансформатора искры не образуются.

За рубежом оптимальными параметрами сварочных кабин считаются размеры 2×3 м, причём эти значения не зависят от наибольшего размера свариваемых деталей.  Однако для персонала, находящегося на участке, гораздо более опасным является магнитное рассеяние трансформатора. Электромагнитные же поля у оборудования такого типа невелики, и на здоровье человека влияния не оказывают.

Планировка сварочного участка выполняется методом макетирования, когда на общей площади участка определяют зоны, предназначенные для размещения сварочного оборудования – в ряд или линию, а затем продумывают число и параметры проходов. Ширина рекомендуется следующей:

• Для работающих: двусторонние проходы – 2 м, односторонние – 1 м;
• При одностороннем движении наземного транспорта (электропогрузчики) – 3 м;
• Двустороннее движение наземного транспорта (автомобили) – 5 м;

При макетировании следует избегать слишком больших расстояний от рассматриваемых агрегатов до защитной стенки сварочной кабины, но одновременно учитывать возможность монтажа на стенах кабин различных панелей, приборов и распределительных щитов управления, ширина которых может достигать 0,4…0,5 м.

Групповое расположение автоматических выключателей облегчает текущее обслуживание нескольких сварочных трансформаторов.

Учёт магнитного рассеивания

При постоянном нахождении в зоне мощного магнитного излучения у работающего могут возникать сильные головные боли, вибрация мыщц и зрительные искажения, которые сопровождаются головокружением и появлением дефектов на сетчатке человеческого глаза.  Высокочастотные компоненты магнитного поля, которые создаются сварочными трансформаторами, включают  в себя различные импульсные процессы, а потому более существенны для определения безопасного расстояния между группами оборудования, чем потребляемая при эксплуатации мощность.

Экспозиционная доза магнитного излучения от работающего трансформатора зависит от частоты генерируемого переменного тока и убывает с увеличением расстояния до устройства (см. таблицу):

Примечание. Для агрегатов, имеющих мощность более указанной, напряжённость магнитного поля возрастает на 20% при каждом увеличении мощности на 0,5 кВА.

Исследованиями установлено, что нижним пределом напряженности магнитного поля, при котором не наблюдается неблагоприятных изменений  для здоровья человека, считается  4кА/м. Таким образом, нормативно принимаемые (в наставлениях по безопасному обслуживанию сварочного оборудования) рекомендации по ширине проходов 0,8…1,0 м не совсем верны.

Даже в случае одностороннего размещения оборудования минимальная ширина проходов должна быть 1,2…1,5 м. а когда сварочные трансформаторы установлены группами с обеих сторон – не менее 2 м.

Используя сетчатые защитные экраны, интенсивность напряженности магнитного поля можно уменьшить. В качестве материала защитных экранов используются тонколистовые материалы с высокой электропроводимостью: алюминий, сталь, реже – латунь.