关于减少修船喷砂作业中粉尘污染的措施

摘 要 本文根据连云港港口集团轮驳分公司修船生产的实际情况，对喷砂除锈作业过程中所使用的矿砂进行取样筛分，分析矿砂中的粉尘含量，优化重复利用方案，并提出除尘方案，最大限度地减少在修船喷砂作业中的粉尘污染。

关键词 喷砂 粉尘 污染 措施

连云港港口集团轮驳分公司拥有一座2000吨举力浮船坞，主要承接船舶总长在100米以内的小型船舶坞修。由于区位优势，近几年，公司的修船业务并未受经济大环境的影响并不明显，每年的坞修船舶仍在50艘左右。在所坞修的船舶中，多为近海或港作船舶，船体锈蚀相对较重，除锈的等级多为Sa2级，所以喷砂所消耗的矿砂量也在逐年增加。除锈是船舶坞修工程中的关键环节之一，直接影响到涂装质量和船舶修理周期，传统的机械喷砂除锈仍然是业内主流的方法，有着除锈质量高、效率快和成本低的优势，但在喷砂作业中随着压缩空气弥漫到空气中，对环境造成一定程度的污染。

随着连云港生态港建设步伐的加快，改善公司岗位条件和厂区的自然环境，更重要的是直接危害了操作工人的身体健康。为此，连云港港口集团轮驳分公司将减少修船喷砂作业中的粉尘污染作为一个重要科技创新课题。在广泛搜集先进环保的除锈方式和设备信息，同时对传统的喷砂除锈工艺进行改进，最大限度地减少对环境的污染。本文叙述了连云港港口集团轮驳分公司对喷砂作业过程中所使用矿砂进行的取样筛分实验情况，对新购矿砂、第一次回收和第二次回收的矿砂中的颗粒大小，粉尘的含量进行分析，找出最优的重复利用方案。

一、喷砂设备原理

喷砂除锈的原理是通过空气压缩机产生的压缩空气，在喷砂机内与磨料颗粒混合，对船体表面产生喷射冲蚀作用，以达到清除船体表面的杂质，如海生物、氧化皮、锈和旧漆膜，并形成清洁和适宜的粗糙度，以增强油漆的附着面积，提高油漆性能。常用喷砂设备包括空气压缩机、除湿机、储气罐、敞开式喷砂除锈机、喷砂管、喷枪组成。优点是除锈效率高，除锈质量好，成本低。但也有对其他作业有影响，清理现场麻烦，环境污染较重等缺点。近年来逐渐被限制使用，处于过渡阶段。

二、矿砂取样分析

目前，国内外船厂大多使用磨粒普遍采用铜矿砂、铜矿渣、铁矿渣、石英砂、河砂等。为了降低喷砂成本，一般都会重复使用，第一次砂的含尘量较少，对空气的造成的污染较小，第二次含杂质较多，第三次更大，我们分别对首次、二次、三次的砂进行分组筛选，对颗粒不同粒度进行分析。我们用8目和20目的两种钢丝网制作两个简易筛子，把购买来的铁矿渣（未经使用的）、第一次使用后回收的、第二次喷砂后回收的分成三组，经过取样、筛选、称重，得出三组统计数据（筛选过程中的粉尘忽略不计），见表1 表2 表3。

据上文的数据分析，可知：

1.根据相关标准，20目的筛网通过的颗粒直径小于等于0.9mm；

8目筛网通过的颗粒直径小于等于3.5mm。喷枪的口径采用8mm～12mm，经验上，直径在0.9mm至3.5mm的矿砂颗粒喷砂除锈效率最高，粉尘最小。

2.未经使用的矿渣虽然在采购要求中颗粒有所要求，但在运输装卸过程中，会混入杂质和颗粒破碎产生细小颗粒和粉尘，但量仅占5.1%，可利用率达到94%，以往都采取晾晒除湿后直接装入喷砂机使用，喷砂作业中，粉尘很少，效率较高。

第一次喷砂后回收的矿渣中，大于3.5mm直径的颗粒中含有块状铁锈、电焊渣、焊条头、油漆皮等杂物，小于0.9mm的颗粒中主要是矿砂细小颗粒、粉尘等。但可重复利用的颗粒仍然有66%，但含有32%细小颗粒和粉尘。

第二次喷砂后回收的矿渣中，但可重复利用的颗粒仅有35%，其中62%为细小颗粒和粉尘，回收利用是得不偿失。

通过以上的统计数据，结合新矿砂的采购成本和回收筛选成本，矿砂的最优使用方案是所采购的矿砂只使用两次是最优方案。

三、矿砂除尘

从三组筛选结果可以看出，新采购的矿砂经粗选后，去除大的颗粒和杂质后，即可直接进入喷砂机进行喷砂作业，实践也证明粉尘较少，除锈效果最佳，效率较高；第一次喷砂后回收的矿砂如直接进入喷砂机，喷出的粉尘明显加大，效率降低，而且部分粉尘会吸附在船体表面，影响涂装质量。为此，我们提出了对这个工序回收矿砂的除尘工艺方案。

除尘装置设备由小型皮带输送机、密闭除尘室、漏斗、风选鼓风机及风管、振动筛、旋风除尘器、废砂收集箱、粉尘收集箱组成。矿砂通过一部小型皮带输送机将回收的矿砂输送到密闭除尘室的漏斗，矿砂经漏斗下落造振动筛内。在漏斗的下部，有一个横向吹风口，由鼓风机产生的横向气流，矿砂在下落过程中，部分粉尘和细小颗粒被吹出下落通道，粉尘被吹向旋风吸尘器的吸入口，细小颗粒落入废砂收集箱内。矿砂被振动筛筛选成三个部分，分别从大颗粒出口、可利用矿砂颗粒出口和废砂出口流出。在密闭除尘室内，皮带机到漏斗、风选、震动筛选所产生的漂浮粉尘被旋风除尘器吸入后，沉淀，集中在粉尘收集器内进行后续处理。

该设备的优点在于整个除尘过程都在密闭除尘室内进行，减少了筛选过程中的粉尘污染，缺点是体积较大，占用一定的空间，耗电增加，增加了处理成本。

四、辅助措施

实际操作中除了对回收的矿砂进行除尘外，还可以加强高压水冲洗、遮挡等辅助措施，减少喷砂作业的粉尘污染。我公司的高压冲水机压力为35MPa，可以有效清除在船体的泥沙、海生物和油漆皮等，减少了喷砂的工作量，相应减少了粉尘的污染。通过遮挡，可以加速粉尘的沉降，阻隔了部分粉尘的漂浮。

五、结束语

树立环保理念是企业未来发展的趋势。治理修船生产中由于喷砂造成的粉尘污染各船企都在积极探索，本文结合公司的实际情况，通过实验的方法，按颗粒的大小将矿砂进行筛选分组，量化了矿砂中造成粉尘污染颗粒的占比，为治理粉尘的污染提供了第一手资料。除尘设备集中到密闭的集尘室内运行，减少了在除尘过程中粉尘的漂浮飞扬。实践证明，在喷砂作业过程中，对矿砂进行除尘处理，再佐以辅助措施，粉尘会大为减少，除锈效率和质量显著提高。

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