GBT 43917.2-2024 焊接烟尘捕集和分离设备 第2部分：分离效率的测试和标记要求标准立项发展报告

焊接烟尘捕集和分离设备第2部分：分离效率的测试和标记要求标准立项发展报告StandardizationDevelopmentReport:WeldingFumeCaptureandSeparationEquipment—Part2:TestandMarkingRequirementsforSeparationEfficiency摘要在此背景下，GB/T43917.2-2024《焊接烟尘捕集和分离设备第2部分：分离效率的测试和标记要求》正式发布。该标准作为GB/T43917系列标准的重要组成部分，系统规定了焊接烟尘分离效率的测试方法、试验条件、计算方法和设备标记要求，填补了我国在该领域国家标准的技术空白。本报告对该标准的立项背景、研制过程、技术内容和实施意义进行了全面阐述，旨在为标准的使用者、监督管理者及相关利益方提供系统的技术指引和实施参考。关键词：焊接烟尘；捕集与分离设备；分离效率；测试方法；标记要求；国家标准；职业健康Keywords:WeldingFume;CaptureandSeparationEquipment;SeparationEfficiency;TestMethod;MarkingRequirements;NationalStandard;OccupationalHealth1引言1.1标准立项背景焊接是现代工业制造中不可或缺的基础工艺。据中国焊接协会统计，我国每年的焊接材料消耗量占全球总量的一半以上，焊接作业从业人员数量居世界首位。然而，焊接过程中焊条药皮、焊芯及母材在高温作用下产生的大量金属氧化物烟尘，含有多种对人体有害的物质，如锰及其化合物、铬、镍以及六价铬等重金属，长期暴露可导致电焊工尘肺、锰中毒等严重职业疾病。根据国家卫生健康委员会发布的职业病报告数据，尘肺病在我国职业病报告中始终位居首位，而焊接作业是尘肺病的重要致病因素之一。与此同时，随着国家对大气污染防治力度的持续加大，焊接烟尘作为工业源排放的重要污染物，其治理要求日趋严格。2019年，生态环境部等部门联合发布的《工业炉窑大气污染综合治理方案》中明确提出推动重点行业烟气治理设施升级改造；《中华人民共和国大气污染防治法》也对工业生产企业颗粒物排放提出了明确限值要求。在这一政策形势下，焊接烟尘捕集和分离设备的市场需求持续扩大，设备种类和品牌日益繁多。然而，标准建设的滞后问题日益凸显。虽然我国已发布实施GB/T33005-2016《焊接烟尘捕集和分离设备》等基础性标准，但在分离效率这一核心性能指标的测试方法和标记要求方面，尚缺乏统一、规范、可操作的国家标准。各生产企业在进行产品性能申报时，或参照国外的相关标准，或自行制定企业内部的测试方法，导致不同设备之间的分离效率数据缺乏可比性。市场流通环节中，部分企业存在夸大分离效率、标记信息不规范等问题，给设备采购方和使用方造成严重困扰，也影响了行业整体技术水平的提升和市场的公平竞争。1.2标准制定目的与意义GB/T43917.2-2024的制定旨在建立统一的焊接烟尘捕集和分离设备分离效率测试与标记规范。其目的可归纳为以下几个方面：第一，建立科学统一的测试评价体系。该标准依据ISO15012-4:2016等国际标准并结合我国实际工况条件，建立了涵盖测试装置、测试条件、测试程序和计算方法在内的完整分离效率测试评价体系，确保不同检测机构、不同生产企业按照同一方法和条件进行测试时，获得的分离效率数据具有一致性和可比性。第二，规范分离效率标记要求，保障市场信息对称。标准规定了设备铭牌上分离效率标记的内容、格式和标识要求，确保使用者能够在统一的框架下理解和比较不同产品的性能参数，有效遏制虚假标注和过度宣传等市场乱象，维护公平竞争的市场环境。第三，支撑行业管理和监督执法。统一的测试方法和标记要求为各级市场监管部门、卫生健康部门和环境保护部门提供了技术依据，有利于开展产品监督抽查和执法检查，促进行业整体质量水平的提升。第四，促进国际贸易和技术交流。该标准在技术内容上充分参考了ISO15012-4国际标准的先进经验，有利于我国焊接烟尘治理设备生产企业参与国际市场竞争，促进国内外技术交流与合作。2编制依据与原则2.1法律法规依据本标准的编制严格遵循以下法律法规和政策文件的要求：-《中华人民共和国标准化法》（2017年修订）及《中华人民共和国标准化法实施条例》；-《中华人民共和国产品质量法》；-《中华人民共和国大气污染防治法》；-《工作场所职业卫生监督管理规定》（国家卫生健康委员会令第5号）；-中共中央、国务院印发的《"健康中国2030"规划纲要》中关于加强职业病防治的相关要求；-国务院印发的《中国制造2025》中关于提升装备制造质量水平的相关部署。2.2主要参考标准本标准的编制在技术内容上参考了以下国内外标准文件：-ISO15012-4:2016Healthandsafetyinweldingandalliedprocesses—Equipmentforcaptureandseparationofweldingfume—Part4:Determinationoftheseparationefficiencyofweldingfumeseparators（焊接及相关工艺中的健康与安全—焊接烟尘捕集和分离设备—第4部分：焊接烟尘分离器分离效率的测定）；-GB/T33005-2016《焊接烟尘捕集和分离设备》；-GB/T38079-2019《焊接烟尘捕集和分离设备通用技术要求》；-GBZ2.1-2019《工作场所有害因素职业接触限值第1部分：化学有害因素》；-GB/T14295-2019《空气过滤器》；-GB/T6165-2021《高效空气过滤器性能试验方法效率和阻力》。2.3编制原则本标准的编制遵循以下基本原则：科学性原则：标准中确定的测试方法和评价指标基于充分的科学实验数据和理论分析，确保测试结果的准确性、可靠性和可重复性。在引用国际标准时，充分考虑我国焊接作业的实际情况和设备的行业特点，进行必要的适应性调整。统一性原则：标准力求实现术语定义、测试方法、数据处理、结果表达和标记要求的高度统一，消除因方法差异导致的性能评价偏差，提高标准的可操作性和适用性。协调性原则：标准注重与已发布的GB/T33005-2016等现行标准的协调和衔接，避免标准间的矛盾冲突，形成有机协调的标准体系。先进性原则：充分吸收和借鉴国际标准化组织（ISO）在焊接烟尘治理领域的最新标准成果，结合我国焊接烟尘治理技术和设备制造水平的实际发展状况，使标准既具有国际视野又切合国内实际需求。适用性原则：在确保测试方法科学性和结果可靠性的前提下，充分考虑不同类型、不同规格焊接烟尘捕集和分离设备的实际情况，使标准具有广泛适用性和可操作性。3标准主要技术内容GB/T43917.2-2024《焊接烟尘捕集和分离设备第2部分：分离效率的测试和标记要求》在结构上主要包含以下章节：范围、规范性引用文件、术语和定义、符号和单位、测试原理、测试装置、测试条件、测试程序、分离效率的计算、标记要求以及试验报告等内容。以下对各部分的主要技术要点进行阐述。3.1范围本标准规定了焊接烟尘捕集和分离设备分离效率的测试方法和标记要求，适用于对焊接作业中产生的烟尘进行捕集和分离的各类设备，包括但不限于移动式焊接烟尘净化器、固定式焊接烟尘净化系统、焊接烟尘收集装置等。标准既适用于新研制设备的型式检验，也适用于在用设备的定期性能检测。3.2术语和定义标准界定了以下关键术语：分离效率（SeparationEfficiency）：在规定的测试条件下，焊接烟尘捕集和分离设备对一定粒径范围内颗粒物的捕集去除能力，以捕集到的烟尘质量占进入设备烟尘总质量的百分比表示。捕集装置（CaptureDevice）：用于在焊接烟尘产生源附近对其进行捕集和导流的装置。分离装置（SeparationDevice）：将焊接烟尘中的颗粒物从气流中分离出来的装置。额定风量（RatedAirflow）：制造商规定的设备在正常工作条件下单位时间内处理的最大空气体积流量。试验气溶胶（TestAerosol）：在测试过程中用于模拟焊接烟尘的具有一定粒径分布特征的标准颗粒物。3.3测试原理标准的测试原理基于质量平衡法。在规定的测试条件下，将具有一定浓度和粒径分布的试验气溶胶均匀引入被测设备的进风口，在设备出风口测定穿透颗粒物的质量浓度。分离效率通过以下基本关系确定：在稳定状态下，进入设备的烟尘颗粒物总质量与流出设备（即未被捕集）的颗粒物质量之差，与进入设备总质量的比值即为分离效率。测试系统设计为能够精确测量进气气流和出气气流的颗粒物质量浓度和流量，从而确保分离效率计算的准确性。3.4测试装置标准对测试装置提出了明确的技术要求。测试系统由气溶胶发生装置、风道系统、混合段、被测设备安装段、采样系统和测量仪表等组成。气溶胶发生装置应能够稳定产生粒径分布和浓度符合要求的试验气溶胶。标准规定采用的试验粉尘，其粒径分布应能代表焊接烟尘的典型特征，同时具有较好的分散性和稳定性。常用的试验粉尘包括特定粒径分布的矿物粉尘等，与焊接烟尘的物理特性具有较高的相似度。风道系统由进气段、混合段、测试段和排气段组成。风道内壁应光滑、不产生静电积聚，风道截面尺寸应保证气流分布均匀。混合段的长度应确保试验气溶胶在进入被测设备前与气流充分混合，达到浓度均匀分布的状态。采样系统设置在被测设备的上下游位置，配备等速采样装置，确保采样点处的采样速度与气流速度一致，避免因采样速度偏差导致的颗粒物浓度测量误差。测量仪表包括微压计、温度计、湿度计、流量计以及颗粒物浓度测量装置等，均应经过计量检定或校准，测量精度满足标准规定的技术要求。3.5测试条件标准对测试环境条件和设备运行条件提出了明确要求：环境条件：测试应在温度（20±15）℃、相对湿度不大于75%的室内环境中进行。环境空气中颗粒物背景浓度应低于规定限值，以避免背景颗粒物对测试结果的影响。设备运行条件：被测设备应在额定电压和额定频率下运行，风量应调节至设备的额定风量。设备应在正式测试前进行充分的预热运行，确保设备达到稳定工作状态。试验气溶胶条件：试验气溶胶的发生浓度和粒径分布应满足标准规定的范围要求。进气气流中的颗粒物浓度应保持稳定，在测试期间内浓度的波动应控制在±10%以内。3.6测试程序标准的测试程序分为以下几个主要步骤：第一步：测试准备。检查被测设备的完整性，确认设备各部件安装正确、密封良好。对测试系统进行检查和标定，确保各测量仪表正常工作。开启气溶胶发生装置和风道系统进行预运行，调整试验气溶胶浓度和风量至规定要求。第二步：背景浓度测量。在不发生试验气溶胶的条件下，分别测量被测设备上下游的颗粒物背景浓度。背景浓度应低于标准规定的限值，否则应对测试环境进行处理。第三步：进气浓度测量。启动气溶胶发生装置，待系统稳定后，在被测设备上游采样点测量进气气流中的颗粒物质量浓度。测量应连续进行多次，计算平均浓度值。第四步：出气浓度测量。在相同的测试条件下，在被测设备下游采样点测量出气气流中的颗粒物质量浓度。同样采用多次测量取平均值的方法。第五步：数据记录。记录测试过程中的风量、浓度、温度、湿度等全部运行数据，作为分离效率计算的原始依据。3.7分离效率的计算分离效率依据测试过程中测得的进气颗粒物质量浓度和出气颗粒物质量浓度，按照以下公式进行计算：\[\eta=\frac{C_1-C_2}{C_1}\times100\%\]式中：-\(\eta\)——分离效率，以百分数（%）表示；-\(C_1\)——进气气流中颗粒物的平均质量浓度，单位为毫克每立方米（mg/m³）；-\(C_2\)——出气气流中颗粒物的平均质量浓度，单位为毫克每立方米（mg/m³）。标准同时规定，当出气浓度低于背景浓度加三倍标准偏差时，分离效率的测量结果应结合测量不确定度进行分析，避免因测量方法本身的限制而对高效设备给出不准确的评价结果。此外，标准还规定了测量不确定度的评定方法框架，要求在试验报告中给出分离效率的测量不确定度估计值。3.8标记要求设备标记是本标准的重要内容之一。标准规定，焊接烟尘捕集和分离设备应在产品铭牌上清晰、持久地标记以下与分离效率相关的信息：-分离效率标记值：制造商依据本标准规定的测试方法测得的分离效率数值，以百分比表示；-额定风量：对应分离效率测试条件下的设备处理风量值；-测试依据标准编号：标记为GB/T43917.2-2024；-测试条件说明：如有必要，应对测试所用试验气溶胶类型和测试条件进行简要说明。标准要求标记信息应字迹清晰、耐久耐磨，在设备正常使用和常规维护条件下保持清晰可读。任何夸大或虚假的标记行为均被视为违反标准要求。3.9试验报告标准规定，试验报告应包含以下主要内容：-被测设备的基本信息（型号、制造商、出厂编号等）；-测试依据的标准编号及其版本号；-测试条件的具体记录（环境温湿度、风量、试验气溶胶类型和浓度等）；-测试结果（进气浓度、出气浓度、计算得到的分离效率）；-测量不确定度评定结果；-测试机构名称、测试人员签名及测试日期等。4主要参与单位介绍4.1牵头起草单位——中国焊接协会中国焊接协会（ChinaWeldingAssociation，CWA）成立于1987年，是经国家民政部批准注册的全国性焊接行业组织，业务主管部门为国务院国有资产监督管理委员会，由中国机械工业联合会代管。协会汇聚了全国焊接领域的骨干企业、科研院所、高等院校和行业专家，目前拥有团体会员单位1500余家，个人会员近万名，涵盖了焊接材料、焊接设备、切割设备、焊接烟尘治理装备等全产业链。在标准化工作方面，中国焊接协会设有标准化工作委员会，承担全国焊接标准化技术委员会（SAC/TC55）的部分秘书处工作，长期致力于焊接领域的国家标准、行业标准和团体标准的制修订工作。协会先后主持或参与制修订了数十项焊接领域国家标准，在焊接烟尘治理、焊接工艺、焊接材料、焊接设备安全等方面积累了丰富的标准化工作经验。在GB/T43917.2-2024的研制过程中，中国焊接协会充分发挥行业组织优势，组织成立了由行业龙头企业、科研院所、检测机构和用户单位代表组成的标准起草工作组。工作组多次召开专题研讨会和专家评审会，广泛征集行业各方的意见建议，确保标准的科学性、先进性和可操作性。同时，协会积极协调多家焊接烟尘治理设备生产企业开展实验室间的比对试验，为标准中关键技术指标的确定提供了翔实的实验数据支撑。4.2其他主要参与单位本标准在研制过程中还汇聚了国内焊接烟尘治理领域的多家优势单位，包括：上海焊接器材研究所有限公司作为焊接领域专业研究机构，承担了标准中关键技术指标的实验验证工作，为测试方法的确定提供了大量实验依据。清华大学天津高端装备研究院在气溶胶检测技术方面具有深厚积累，为标准中颗粒物采样与测量技术方案的确定提供了重要的理论指导和技术支持。多家行业骨干制造企业（如山东新灯塔科技有限公司、青岛欧迈格环保科技有限公司等）为标准的验证试验提供了多种类型和规格的焊接烟尘捕集和分离设备试验样机，配合完成