СПОСОБ ОТБОРА ПРОБЫ ДЛЯ ПОСЛЕДУЮЩЕГО АНАЛИЗА ТВЕРДОЙ СОСТАВЛЯЮЩЕЙ СВАРОЧНОГО АЭРОЗОЛЯ
METHOD OF COLLECTING SAMPLES FOR SUBSEQUENT ANALYSIS OF SOLID COMPONENT OF WELDING AEROSOL

Изобретение относится к сварочной отрасли, а именно к способам улавливания твердой составляющей сварочного аэрозоля (ТССА), образующейся в зоне дыхания под масочного пространства сварщика при проведении различных сварочных процессов, например, при дуговой сварке, сварке под флюсом, сварке порошковой проволокой, сварке в углекислом газе, а также при кислородной и плазменной резке металлов.
Известны способы отбора проб при улавливании ТССА (А.с. №559074, опубл. 25.05.1977 г., RU 2185575, опубл. 20.07.2002 г.), общим недостатком которых является то, что они исключительно стационарны, трудоемки и требуют специального оборудования.
Известен способ отбора твердых частиц аэрозоля для последующего определения массовой концентрации металлов и металлоидов в воздухе рабочей зоны, с использованием атомно-эмиссионной спектрометрии с индуктивно связанной плазмой (ISO 15202-1:2012 Workplace air - Determination of metals and metalloids in airborne particulate matter by inductively coupled plasma atomic emission spectrometry - Part 1: Sampling (Стандарт ISO 15202-1:2012 Воздух рабочий - Определение твердых частиц металлов и металлоидов в воздухе рабочей зоны при помощи атомно-эмиссионной спектрометрии с индуктивно-связанной плазмой - Часть 1: Отбор проб), опубликованный 01.06.2012 г.
(http://www.iso.org/iso/catalogue_detail.htm?csnumber=51315)
По указанному способу отбор проб производят на рабочем месте сварщика. Зона отбора проб - пространство вокруг лица сварщика, время отбора проб: 8 часов - для долгосрочных измерений и 15 минут - для краткосрочных измерений.
Улавливание частиц осуществляют на специальном пробоотборном устройстве путем прокачки измеренного объема воздуха через фильтр, установленный в пробоотборном устройстве. Способ предназначен для определения массовой концентрации ТССА.
Однако, известный способ недостаточно достоверный, он не обеспечивает отбор проб воздуха непосредственно в зоне дыхания сварщика, т.е. в области его носоглотки. Кроме того, способ исключительно стационарный и трудоемкий, т.к. для осуществления требует специального оборудования на рабочем месте сварщика и предназначен лишь для определения массовой концентрации ТССА.
Наиболее близким к заявляемому является способ отбора пробы для последующего анализа твердой составляющей сварочного аэрозоля с использованием двухстороннего углеродного скотча (RU 2597763, опубл. 20.09.2016 г.). Углеродный скотч приклеивают на наружную поверхность маски сварщика, затем снимают с его поверхности защитную пленку, открывая липкий поверхностный углеродсодержащий слой. Улавливание и отбор пробы осуществляют после зажигания сварочной дуги и создания направленного лобового воздушного потока и/или свободного конвективного потока сварочного дыма на сварочную маску, а именно к месту размещения углеродного скотча. После окончания процесса сварки углеродный скотч снимают с маски, помещают в контейнер и транспортируют для дальнейшего исследования.
Однако, указанный способ позволяет осуществлять отбор воздуха с наружной поверхности маски и не предполагает отбор проб воздуха из рабочей зоны дыхания сварщика, т.е. из под масочного пространства в области носоглотки сварщика, поэтому является недостаточно достоверным и информативным.
Технический результат заключается в повышении достоверности и информативности способа за счет обеспечения отбора проб воздуха непосредственно из рабочей зоны дыхания сварщика.
Указанный технический результат достигается за счет того, что способ отбора пробы для последующего анализа твердой составляющей сварочного аэрозоля (ТССА) включает зажигание сварочной дуги и улавливание ТССА с помощью таблетки углеродного скотча, которую по окончании процесса сварки помещают в контейнер для осуществления последующего анализа.
В отличие от прототипа предварительно таблетку скотча перфорируют в центральной части, закрепляют в пробоотборном устройстве между фланцами держателя и транспортной трубки. Пробоотборное устройство устанавливают внутри полости маски сварщика в зоне дыхания, а затем с помощью насоса, соединенного с транспортной трубкой, создают область пониженного давления с образованием направленного воздушного потока из зоны дыхания сварщика, улавливая на липкой поверхности перфорированной таблетки частицы ТССА.
Заявляемый способ позволяет осуществлять отбор воздуха, который вдыхает сварщик в процессе работы, т.е. в области его носоглотки, что существенно повышает достоверность и информативность способа по сравнению с существующими способами.
На фигуре показано расположение пробоотборного устройства относительно маски в процессе работы сварщика, где
1 - зона дыхания сварщика;
2 - полость маски сварщика (под масочное пространство);
3 - направленный воздушный поток;
4 - передняя стенка маски;
5 - держатель;
6 - перфорированная таблетка скотча;
7 - отверстия в таблетке;
8 - транспортная трубка;
9 - фланцевое соединение.
Перфорированная таблетка 5 изготовлена из двухстороннего углеродного скотча производства «ТЕСКАН» (Чехия), представленного на сайте http://tescan.ru/products/bycategory/3/74/skotch-klej-kraska
Одна сторона скотча представляет собой слой высокодисперсного углерода (0,5-1,0 μm), нанесенный на клейкую основу. Материал основы скотча содержит 91,87-92,02% углерода, остальное - кислород, натрий и сера. Липкая пропитка марки 3М, защитный слой - алюминиевая фольга.
Способ осуществляется следующим образом.
Предварительно с таблетки из двухстороннего углеродного скотча 6 снимают защитный слой и в центральной части выполняют перфорацию в виде отверстий диаметром 0.1-1,0 мм, расположенных от центра радиально в шахматном порядке с шагом 2,0-3,0 мм для всасывания и пропускания воздушного потока. Затем перфорированную таблетку 6 закрепляют между держателем 5 и транспортной трубкой 8 с помощью фланцевого соединения 9. Собранное пробоотборное устройство устанавливают таким образом, чтобы держатель для таблетки был размещен внутри полости 2 маски сварщика в зоне его дыхания 1.
Далее сварщик осуществляет зажигание сварочной дуги (не показана) и включает насос (не показан), который создает область пониженного давления и через транспортную трубку 8 всасывает воздух из полости 2 маски, создавая направленный воздушный поток из зоны дыхания сварщика 1. Этот поток проходит через отверстия 7 перфорированной таблетки 6, собирая частицы ТССА на ее липкой поверхности.
По окончании процесса сварки таблетку 6 с осажденными на ней частицами ТССА снимают, помещают в контейнер для хранения и осуществления последующего анализа.