مخاطر اللحام: شرح المخاطر الرئيسية ونصائح السلامة

I. مخاطر عمليات اللحام

في تكنولوجيا السلامة، تسمى العوامل التي تؤثر على سلامة الإنتاج بالعوامل الخطرة.

إن تنوع طرق اللحام الحديثة يعني أن عمال اللحام غالبًا ما يتلامسون مع الغازات والمواد القابلة للاشتعال والانفجار والمحركات الكهربائية والأجهزة الكهربائية والآلات، بل ويعملون في بيئات سيئة مثل الأماكن الضيقة أو الارتفاعات العالية أو تحت الماء. ولذلك، فإن المخاطر الرئيسية في عملية اللحام تشمل الحريق والانفجار والصدمات الكهربائية والحروق والتسمم الحاد والسقوط من ارتفاعات عالية وصدمات الأجسام.

المخاطر الرئيسية للحام والقطع بالغاز هي الحريق والانفجار. وتعد الصدمة الكهربائية في اللحام بالقوس الكهربائي من المخاطر الرئيسية الشائعة في مختلف طرق اللحام التي تستخدم الطاقة الكهربائية المحولة إلى طاقة حرارية، وهناك أيضًا خطر تلف الماكينة أثناء اللحام بالمقاومة. هناك أيضًا مخاطر فريدة من نوعها في مختلف بيئات العمل الخاصة، مثل خطر السقوط من المرتفعات في عمليات اللحام والقطع على ارتفاعات عالية.

ثانياً. العوامل الضارة في عمليات اللحام

في تكنولوجيا السلامة، تسمى العوامل التي تؤثر على صحة الإنسان بالعوامل الضارة.

أثناء عمليات اللحام، يمكن تقسيم العوامل الضارة التي تؤثر على صحة الإنسان إلى فئتين رئيسيتين: العوامل الضارة الفيزيائية والعوامل الضارة الكيميائية. في ظل ظروف اللحام، يكون للعوامل الضارة تأثير طويل المدى على جسم الإنسان، مما يشكل مخاطر صحية. تشمل العوامل الضارة الفيزيائية التي قد توجد في بيئة اللحام الإشعاع القوسي، والمجالات الكهربائية عالية التردد، والإشعاع، والإشعاع الحراري، ورذاذ المعادن، والضوضاء، وما إلى ذلك، وقد تشمل العوامل الضارة الكيميائية أبخرة اللحام والغازات الضارة. العوامل الضارة لطرق اللحام المختلفة موضحة في الجدول 13-1.

الجدول 13-1 العوامل الضارة لطرق اللحام المختلفة

طرق اللحام		العوامل الضارة
طرق اللحام		الإشعاع القوسي	مجال كهربائي عالي التردد	الغبار والدخان	الغازات الضارة	بقع معدنية	الإشعاع	الضوضاء
اللحام بالقطب الكهربائي اللاصق	قطب كهربائي حمضي	1	-	2	1	1	-	-
	قطب كهربائي منخفض الهيدروجين	1	-	3	1	2	-	-
	قطب مسحوق حديد عالي الكفاءة	1	-	4	1	1	-	-
اللحام بالخرامة الكهربائية		-	-	1	-	-	-	-
اللحام بالقوس المغمور		-	-	2	1	-	-	-
غاز ثاني أكسيد الكربون اللحام بالقوس المعدني المحمي	سلك رفيع	1	-	1	1	1	-	-
	سلك خشن	2	-	2	1	2	-	-
	سلك أنبوبي	2	-	3	1	1	-	-
اللحام بغاز التنغستن الخامل		2	2	1	2	1	1	-
اللحام بالغاز الخامل المعدني	لحام الألومنيوم وسبائك الألومنيوم	3	-	2	3	1	-	-
	لحام الفولاذ المقاوم للصدأ	2	-	1	2	1	-	-
	لحام النحاس الأصفر	2	-	3	2	1	-	-
اللحام بقوس البلازما	ميكروبيم	1	1	-	1	-	1	-
اللحام بقوس البلازما	تيار عالي	2	1	-	1	-	1	-
القطع بالقوس البلازما	مادة الألومنيوم	3	1	2	3	2	1	2
	مادة النحاس	3	1	3	4	2	1	2
	الفولاذ المقاوم للصدأ	3	1	2	2	1	1	2
اللحام بالشعاع الإلكتروني		-	-	-	-	-	3	-
اللحام بالغاز (لحام النحاس والألومنيوم)		-	-	1	1	-	-	-
اللحام بالنحاس	اللحام النحاسي باللهب	-	-	-	1	-	-	-
اللحام بالنحاس	اللحام بالملح في الحمام الملح	-	-	-	4	-	-	-

1. تشير الأرقام الواردة في الجدول إلى درجة التأثير (كمرجع)؛ ① طفيفة؛ ② معتدلة؛ ③ قوية؛ ④ أقوى.

2. اللحام بغاز التنغستن الخامل، واللحام بقوس البلازما، والقطع، عند استخدام أقطاب التنغستن الثورستن الخامل، يوجد نشاط إشعاعي طفيف، أما عند استخدام أقطاب التنغستن المُرَبَّى فلا يوجد نشاط إشعاعي;

3. عند استخدام بدء القوس عالي التردد، في الحالات التي يتكرر فيها بدء القوس بشكل متكرر، تكون المجالات الكهرومغناطيسية عالية التردد ضارة.

1. إشعاع القوس

تكون درجة حرارة قوس اللحام عالية، وتصل درجة حرارة القوس في اللحام بالقوس المعدني المحمي إلى أعلى من 3000 درجة مئوية، وتصل درجة الحرارة في مركز عمود القوس في قوس البلازما إلى 18000 ~ 24000 درجة مئوية، مما ينتج ضوء قوس مكثف، وخاصة الضوء المرئي الشديد والأشعة فوق البنفسجية والأشعة تحت الحمراء غير المرئية.

يتحول سطح الجلد الذي يتعرض للأشعة فوق البنفسجية من قوس اللحام إلى اللون الأسود الغامق. يتعرض الجلد المعرض للأشعة تحت الحمراء من قوس اللحام لحروق حرارية. يظهر تأثير الإشعاع القوسي على الأعضاء البصرية في الجدول 13-2. يوضح الجدول 13-3 مقارنة شدة الإشعاع القوسي لطرق اللحام المختلفة (الجزء فوق البنفسجي).

الجدول 13-2 تأثيرات ضوء القوس الكهربائي على الأعضاء البصرية

الفئة	الطول الموجي/ميكرومتر	طبيعة التأثير
الأشعة فوق البنفسجية غير المرئية (قصير)	<310	يسبب التهاب القرنية الضوئي. تظهر الأعراض بعد ساعات: صداع، وألم شديد في العين، ودموع، ورهاب الضوء، واحمرار في الملتحمة، وتورم في الخلايا الظهارية للقرنية، ووذمة في خلايا سدى القرنية.
الأشعة فوق البنفسجية غير المرئية (طويلة)	310 ~400	لا يوجد تأثير واضح على الأعضاء البصرية
الضوء المرئي	400~750	عندما يكون الضوء الإشعاعي ساطعاً، يمكن أن يتلف شبكية العين والمشيمية. يمكن أن يؤدي التلف الشديد في الشبكية إلى انخفاض الرؤية أو حتى العمى؛ وتشمل الآثار قصيرة المدى الدوار.
الأشعة تحت الحمراء غير المرئية (قصير)	750~1300	يمكن أن يتسبب التعرض المتكرر على المدى الطويل في حدوث إعتام عدسة العين على سطح عدسة العين، والتي ستصبح غائمة تدريجيًا
الأشعة تحت الحمراء غير المرئية (طويلة)	فوق 1300	تتضرر العينان فقط عندما يكون التأثير شديدًا

الجدول 13-3 مقارنة شدة الإشعاع القوسي لطرق اللحام المختلفة (الجزء فوق البنفسجي)

الطول الموجي / نانومتر	الكثافة النسبية
الطول الموجي / نانومتر	اللحام بالبلازما	اللحام بقوس الأرجون	لحام القوس المعدني المحمي
200~233	1.91	1	0.025
233~260	1.32	1.1	0.059
260~290	2.21	1.2	0.6
290~320	4.4	1	3.9
320~350	7	1.2	5.61
350~400	4.8	1.1	9.35

2. أبخرة اللحام

تتولد أبخرة مختلفة أثناء عمليات اللحام والقطع. الأبخرة هي جزيئات من المعادنواللافلزات ومركباتها الناتجة أثناء عملية صهر المواد التي يتم لحامها وقطعها، ومواد اللحام. الأدخنة مصطلح عام للدخان والغبار، ويطلق على تلك التي يتراوح قطرها بين أقل من 0.1 ميكرومتر الغبار.

يوضح الجدول 13-4 كميات انبعاث الغبار من عدة أنواع من اللحام بالقوس الكهربائي.

الجدول 13-4 كميات انبعاث الغبار من عدة أنواع من اللحام بالقوس الكهربائي

طريقة اللحام	مواد اللحام والقطر / مم	انبعاث الغبار لكل كيلوغرام من مادة اللحام/م
لحام القوس المعدني المحمي	E5015,4	11 ~16
لحام القوس المعدني المحمي	E4303,4	6~8
ثاني أكسيد الكربون ₂ اللحام	1.6	5~8
اللحام بغاز التنغستن الخامل التنغستن	1.6	2~5
اللحام بالقوس المغمور	5	0.1 ~0.3

التركيب الكيميائي للصلب الإنشائي قضيب اللحام في الجدول 13-5.

الجدول 13-5 التركيب الكيميائي لأبخرة قضبان لحام الفولاذ الهيكلي (جزء الكتلة) (%)

تركيبة الدخان	طراز قضيب اللحام
تركيبة الدخان	E4303	E5015
في₂O₃	48.12	24.93
SiO₂	17.93	5.62
MnO	7.18	6.3
TiO₂	2.61	1.22
ثاني أكسيد الكالسيوم	0.95	10.34
المغنيسيوم المغنيسيوم	0.27	-
نا₂O	6.03	6.39
K₂O	6. 81	-
CaF₂	-	18.92
ك. ف. ف	-	7.95
ناف	-	13.71

ثاني أكسيد الكربون ₂ يوضح الجدول 13-6 التركيزات المقيسة للغازات والأبخرة الضارة أثناء اللحام.

الجدول 13-6 التركيزات المقاسة للغازات الضارة وأبخرة اللحام أثناء اللحام بثاني أكسيد الكربون

موقع القياس	أبخرة اللحام/(ملغم/م ³ )	ثاني أكسيد الكربون/(مجم/م³)	لا₂/(مجم/م³)	O₃/(مجم/م³)	ثاني أكسيد الكربون₂(% )
المقصورة	20.0~55.0	20.0~96.0	1. 0 ~3.0	0.01 ~0. 03	0.14 ~0.47
منطقة شبه مغلقة	40. 0 ~90.0	80.0 ~140.0	2. 0 ~4.0	0.4~0.6	0.30 ~0.70

أثناء عملية اللحام، يمكن أن يتسبب التعرض طويل الأمد للأبخرة أثناء عملية اللحام في الإصابة بالتغبر الرئوي لدى اللحام وحمى الأبخرة المعدنية والتسمم بالمنغنيز من بين أمراض أخرى. ويُعد التَغَبُّر الرئوي أحد المشكلات الرئيسية في مجال السلامة والصحة في اللحام ذات التأثير الأكبر.

تكون بداية الإصابة بالتغبر الرئوي بطيئة بشكل عام، مع ظهور أعراض تشمل ضيق التنفس والسعال والبلغم وضيق الصدر وألم في الصدر. يعاني بعض المرضى المصابين بالتغبر الرئوي أيضًا من الضعف وفقدان الشهية وانخفاض قدرة الرئة وفقدان الوزن.

3. الغازات الضارة

تنتج عمليات اللحام والقطع العديد من الغازات الضارة، بما في ذلك الأوزون وأكاسيد النيتروجين وأول أكسيد الكربون وأول أكسيد الكربون وثاني أكسيد الكربون ₂ وفلوريد الهيدروجين. ترد قيم التركيز القصوى المسموح بها المحددة في المواصفة القياسية GBZ1-2010 في الجدول 13-7. وترد تركيزات الأوزون لمختلف طرق اللحام بقوس الأرجون في الجدول 13-8.

الجدول 13-7 قيم قياس الغازات الضارة باللحام

اسم المواد الضارة	قيم القياس في الموقع/ (ملغم/م ³ )	الحد الأقصى للتركيز المسموح به ^② / (مجم/م ³ )
الأوزون (O ₃ )	0.13 ~0.26	0.3
أكسيد النيتريك (المتحول إلى أكسيد النيتريك ₂ )	0.1~1.11	5°
أول أكسيد الكربون (CO)	4. 2 ~15^①	30 *
ثاني أكسيد الكربون₂(ثاني أكسيد الكربون₂)	-	10 *
فلوريد الهيدروجين (محول إلى F)	16.75~51.2	2

① قيم القياس للمناطق سيئة التهوية مثل الكبائن والغلايات والخزانات وغيرها.

② الرجوع إلى القيم المحددة في CB11719.1 ~26 ~1989؛ *التركيز المسموح به للتعرض قصير الأجل.

الجدول 13-8 تركيز الأوزون لمختلف طرق اللحام بقوس الأرغون

الفئة	مواد اللحام	تركيز منطقة تنفس عامل اللحام / (ملغم/متر مكعب ³ )	الأوقات التي تتجاوز الحد الأقصى للتركيز المسموح به
اللحام القوسي التلقائي	ألومنيوم	29.23	146.15
اللحام القوسي شبه الأوتوماتيكي	ألومنيوم	19	95
اللحام بالقوس التنغستن اليدوي	ألومنيوم	15.25	76.12

ينتج الأوزون عن التأثير الكيميائي الضوئي للأشعة فوق البنفسجية على الهواء. عندما يتجاوز تركيز الأوزون المستوى المسموح به، فإنه غالباً ما يسبب جفاف الحلق والسعال وضيق الصدر والتعب والدوار وآلام في الجسم، وفي الحالات الشديدة يمكن أن يسبب التهاب الشعب الهوائية.

تتشكل أكاسيد الأمونيا عن طريق إعادة تركيب جزيئات الأمونيا والأكسجين في الهواء تحت درجات الحرارة العالية للحام. تتكون أكاسيد النيتروجين في أبخرة اللحام بشكل أساسي من ثاني أكسيد الأمونيا وأكسيد النيتريك. ولأن أكسيد الأمونيا غير مستقر، فإنه يتأكسد بسهولة إلى ثاني أكسيد النيتروجين. أكاسيد النيتروجين هي غازات مهيجة يمكن أن تسبب السعال الحاد وصعوبات في التنفس والضعف العام.

أول أكسيد الكربون الناتج أثناء عمليات اللحام والقطع هو غاز سام يدخل إلى مجرى الدم عبر الجهاز التنفسي من الحويصلات الهوائية ويتحد مع الهيموجلوبين ليشكل الكاربوكسي هيموجلوبين، مما يعيق قدرة الدم على حمل الأكسجين، مما يسبب نقص الأكسجين في الأنسجة ويؤدي إلى التسمم بأول أكسيد الكربون.

ثاني أكسيد الكربون هو غاز خانق؛ يمكن أن يؤدي الاستنشاق المفرط إلى تهيج العينين والجهاز التنفسي، وفي الحالات الشديدة يمكن أن يؤدي إلى صعوبات في التنفس واضطرابات في الإدراك والوذمة الرئوية وما إلى ذلك.

ويرجع إنتاج فلوريد الهيدروجين بشكل أساسي إلى تحلل الفلوريت (CaF ₂ ) الموجودة في طلاء القطب القلوي تحت تأثير الأقواس الكهربائية عالية الحرارة. ويذوب فلوريد الهيدروجين بسهولة في الماء لتكوين حمض الهيدروفلوريك الذي يسبب تآكلًا شديدًا. ويؤدي استنشاق تركيزات عالية من فلوريد الهيدروجين إلى تهيج الجهاز التنفسي العلوي بشدة ويمكن أن يسبب أيضاً تقرحات في ملتحمة العين والغشاء المخاطي للأنف وتجويف الفم والحلق والغشاء المخاطي للشعب الهوائية، وفي الحالات الشديدة يمكن أن يحدث التهاب القصبات والالتهاب الرئوي.

4. المواد المشعة

تُستخدم أقطاب التنغستن التي تحتوي على الثوريوم في اللحام والقطع بقوس التنغستن TIG وقوس البلازما. وتنتشر أقطاب التنغستن الثوريوم المحترقة في الهواء في موقع التشغيل في شكل هباء جوي. وغالبًا ما يتم تقييم مستوى الخطر عن طريق قياس تعكر الهباء الجوي المشع طويل العمر ألفا في هواء الموقع والتلوث المشع ألفا على أسطح الأجسام المختلفة. انظر الجدول 13-9 للاطلاع على قيم القياس الإشعاعي لأقطاب التنغستن.

الجدول 13-9 قيم القياس الإشعاعي لأقطاب التنجستن الثوريوم المشعة

طريقة المعالجة	تركيز الهباء الجوي المشع α (× 10 ^-15 لي/ل)	تركيز الهباء الجوي للثوريوم (× 10 ^-11 لي/ل)
القيم القياسية الصحية الوطنية	2	3
اللحام بالتيغ (TIG)	-	0.0006~0.0011
القطع بالقوس البلازما	الخلفية ~ 1.6	الخلفية
اللحام بقوس البلازما	3.25	0.00011 ~0.0008
الرش بقوس البلازما	الخلفية ~ 0.1	0.007~0.01
شحذ قطب إبرة التنغستن الكهربائية	12.5~15.5	1.1
غرفة تخزين قطب إبرة التنغستن الكهربائية	-	0.041 ~0.043

كما يتضح من التحليل العددي في الجدول 13-9، أثناء عملية اللحام والقطع باستخدام أقطاب التنغستن المكلور، فإن الجرعة المشعة الناتجة أثناء اللحام والقطع ليست كافية لإحداث أضرار صحية. ومع ذلك، فإن شحذ أقطاب التنغستن المكلور يتجاوز المعايير الصحية، وينبغي أيضًا اتخاذ التدابير الوقائية المناسبة عند تخزين أقطاب التنغستن على نطاق واسع. وإلا، فإن التعرض الطويل الأجل للإشعاع أو الكميات الصغيرة المتكررة من المواد المشعة التي تدخل وتتراكم في الجسم يمكن أن تسبب أمراضًا في الجهاز العصبي المركزي والأعضاء المكونة للدم والجهاز الهضمي.

5. الضوضاء

تتولد الضوضاء في مسدس الرش بقوس البلازما بسبب التقلبات في ضغط تدفق الهواء والاهتزاز والاحتكاك، ويتم قذفها بسرعة عالية من الفوهة. يمكن أن يصل مستوى ضغط الصوت أثناء الرش بقوس البلازما إلى 123 ديسيبل (A)، ويصل مستوى ضغط الصوت أثناء الرش بقوس البلازما إلى 123 ديسيبل (A)، ويصل مستوى الطاقة الشائعة الاستخدام (30 كيلوواط) للقطع بقوس البلازما إلى 111.3 ديسيبل (A)، ويصل مستوى الطاقة العالية (150 كيلوواط) للقطع بقوس البلازما إلى 118.3 ديسيبل (A).

تتجاوز جميع قيم الضوضاء المذكورة أعلاه المعايير الوطنية. كلما زادت سماكة القطع، تزداد الطاقة المطلوبة أيضًا، وبالتالي تزداد شدة الضوضاء أيضًا. تنبعث ضوضاء قوية أيضًا عند استخدام الأزاميل الهوائية والحفر بالقوس الكربوني.

يمكن أن يتسبب الضجيج القوي أو التعرض الطويل الأمد للضوضاء في حدوث اضطرابات في السمع، وحتى الصمم. وتؤثر الضوضاء سلبًا على الجهاز العصبي المركزي والجهاز القلبي الوعائي، ويمكن أن تسبب ارتفاع ضغط الدم وعدم انتظام دقات القلب والإرهاق والتهيج.

6. المجالات الكهرومغناطيسية عالية الترددات

ويستخدم اللحام بقوس الأرغون الكهربائي غير القابل للانصهار واللحام بقوس البلازما والقطع بالبلازما وما إلى ذلك مذبذبات عالية التردد لبدء القوس، مما يخلق مجالات كهرومغناطيسية عالية التردد في مكان العمل. وتكون شدة المجال الكهربائي المقاسة عالية جداً، انظر الجدول 13-10 والجدول 13-11.

يمكن أن يسبب التعرض طويل الأمد للمجالات الكهرومغناطيسية القوية عالية التردد اضطرابات عصبية ووهن عصبي.

الجدول 13-10 شدة المجال الكهربائي عالي التردد للحام القوسي بقطب التنغستن اليدوي بالأرجون (الوحدة: فولت/متر)

الموقع	الرأس	الصدر	الركبة	الكاحل	اليد
قبل اللحام	58 ~66	62~76	28 ~86	58 ~96	106
بعد اللحام	38	48	48	20	-
1 م قبل اللحام	7.6 ~20	9.5~20	5~24	0~23	-
1 م بعد اللحام	7.8	7.8	2	0	-
2 م قبل اللحام	0	0	0	0	0
2 م بعد اللحام	0	0	0	0	0

الجدول 13-11 شدة المجال الكهربي عالي التردد لقوس البلازما

طريقة المعالجة	قيمة القوة / (فولت/م)
قطع القوس بالبلازما	13 ~38
تكسية قوس البلازما	4. 2 ~6.0
الرش بقوس البلازما	30 ～50

7. العوامل الضارة الأخرى

ينتج الرذاذ المعدني عن التفاعلات المعدنية في الحوض المنصهر وانتقال القطرات التي يمكن أن تسبب حروقًا وحرقًا في الملابس. إن عمل عمال اللحام في البيئة التي تحتوي على العوامل الضارة المذكورة أعلاه لفترة طويلة يضر بصحتهم بشكل كبير، لذلك يجب اتخاذ التدابير الوقائية المناسبة.