I. 용접 작업의 위험성
안전 기술에서는 생산 안전에 영향을 미치는 요소를 위험 요소라고 합니다.
현대의 용접 방법은 다양하기 때문에 용접 작업자는 인화성 및 폭발성 가스 및 재료, 전기 모터, 전기 제품, 기계와 자주 접촉하며 밀폐된 공간, 높은 고도 또는 수중과 같은 열악한 환경에서도 작업할 수 있습니다. 따라서 용접 과정의 주요 위험 요소로는 화재, 폭발, 감전, 화상, 급성 중독, 고공 낙하, 물체 충돌 등이 있습니다.
가스 용접 및 절단의 주요 위험은 화재와 폭발입니다. 아크 용접의 감전은 다양한 분야에서 흔히 발생하는 주요 위험입니다. 용접 방법 전기 에너지를 열 에너지로 변환하여 사용하는 저항 용접은 기계가 손상될 위험도 있습니다. 또한 고공 용접 및 절단 작업 시 높은 곳에서 떨어질 위험 등 다양한 특수 작업 환경에는 고유한 위험이 존재합니다.
II. 용접 작업의 유해 요인
안전 기술에서는 인체 건강에 영향을 미치는 요소를 유해 요소라고 합니다.
용접 작업 중 인체에 영향을 미치는 유해 요인은 크게 물리적 유해 요인과 화학적 유해 요인의 두 가지 범주로 나눌 수 있습니다. 용접 조건에서 유해 요인은 인체에 장기적으로 영향을 미쳐 건강에 위험을 초래합니다. 용접 환경에 존재할 수 있는 물리적 유해 요인에는 아크 방사선, 고주파 전기장, 방사선, 열 복사, 금속 튀김, 소음 등이 있으며, 화학적 유해 요인에는 용접 연기 및 유해 가스가 포함될 수 있습니다. 다양한 용접 방법의 유해 요인은 표 13-1에 나와 있습니다.
표 13-1 다양한 용접 방법의 유해 요인
| 용접 방법 | 유해 요인 | |||||||
| 아크 방사선 | 고주파 전기장 | 먼지 및 연기 | 유해 가스 | 금속 튄 자국 | 방사능 | 소음 | ||
| 스틱 전극 용접 | 산성 전극 | 1 | - | 2 | 1 | 1 | - | - |
| 저수소 전극 | 1 | - | 3 | 1 | 2 | - | - | |
| 고효율 철 분말 전극 | 1 | - | 4 | 1 | 1 | - | - | |
| 일렉트로슬래그 용접 | - | - | 1 | - | - | - | - | |
| 서브머지드 아크 용접 | - | - | 2 | 1 | - | - | - | |
| CO2 가스 차폐 금속 아크 용접 | 가는 와이어 | 1 | - | 1 | 1 | 1 | - | - |
| 굵은 와이어 | 2 | - | 2 | 1 | 2 | - | - | |
| 관형 와이어 | 2 | - | 3 | 1 | 1 | - | - | |
| 텅스텐 불활성 가스 용접 | 2 | 2 | 1 | 2 | 1 | 1 | - | |
| 금속 불활성 가스 용접 | 알루미늄 및 알루미늄 합금 용접 | 3 | - | 2 | 3 | 1 | - | - |
| 스테인리스 스틸 용접 | 2 | - | 1 | 2 | 1 | - | - | |
| 용접 황동 | 2 | - | 3 | 2 | 1 | - | - | |
| 플라즈마 아크 용접 | 마이크로빔 | 1 | 1 | - | 1 | - | 1 | - |
| 고전류 | 2 | 1 | - | 1 | - | 1 | - | |
| 플라즈마 아크 절단 | 알루미늄 소재 | 3 | 1 | 2 | 3 | 2 | 1 | 2 |
| 구리 소재 | 3 | 1 | 3 | 4 | 2 | 1 | 2 | |
| 스테인리스 스틸 | 3 | 1 | 2 | 2 | 1 | 1 | 2 | |
| 전자빔 용접 | - | - | - | - | - | 3 | - | |
| 가스 용접(황동, 알루미늄 용접) | - | - | 1 | 1 | - | - | - | |
| 브레이징 | 화염 브레이징 | - | - | - | 1 | - | - | - |
| 소금물 납땜 | - | - | - | 4 | - | - | - | |
1. 표의 숫자는 충격의 정도를 나타냅니다(참고용): ① 약함, ② 보통, ③ 강함, ④ 가장 강함.
2. 텅스텐 불활성 가스 용접, 플라즈마 아크 용접 및 절단, 토륨 텅스텐 전극을 사용하면 약간의 방사능이 있고, 세리 에이트 텅스텐 전극을 사용하면 방사능이 없습니다;
3. 고주파 아크 시작을 사용하는 경우, 아크가 자주 시작되는 상황에서는 고주파 전자기장이 유해합니다.
1. 아크 방사선
용접 아크의 온도가 높고 차폐 금속 아크 용접의 아크 온도는 3000°C 이상에 이르며 플라즈마 아크의 아크 기둥 중심 온도는 18000~24000°C에 도달하여 주로 강렬한 가시광선과 보이지 않는 자외선 및 적외선을 생성하는 강렬한 아크 광선을 생성합니다.
용접 아크의 자외선에 노출된 피부 표면은 짙은 검은색으로 변합니다. 용접 아크의 적외선에 노출된 피부는 열 화상을 입을 수 있습니다. 아크 방사선이 시각 기관에 미치는 영향은 표 13-2에 나와 있습니다. 다양한 용접 방법(자외선 부분)에 대한 아크 방사선 강도의 비교는 표 13-3에 나와 있습니다.
표 13-2 전기 아크 라이트가 시각 기관에 미치는 영향
| 카테고리 | 파장/μm | 영향의 본질 |
| 보이지 않는 자외선(짧은) | <310 | 광각막염을 유발합니다. 두통, 심한 눈 통증, 눈물, 광 공포증, 결막 발적, 각막 상피 세포의 부종, 각막 기질 세포의 부종 등의 증상이 몇 시간 후에 나타납니다. |
| 보이지 않는 자외선(롱) | 310 ~400 | 시각 기관에 명백한 영향 없음 |
| 가시광선 | 400~750 | 방사선 빛이 밝으면 망막과 맥락막에 손상을 줄 수 있습니다. 심각한 망막 손상은 시력 저하 또는 실명으로 이어질 수 있으며, 단기적인 영향으로는 어지럼증이 있습니다. |
| 보이지 않는 적외선(짧은) | 750~1300 | 장기간 반복적으로 노출되면 눈의 수정체 표면에 백내장이 발생하여 점차 혼탁해질 수 있습니다. |
| 보이지 않는 적외선(장거리) | 1300 이상 | 충격이 심할 때만 눈이 손상됩니다. |
표 13-3 용접 방법별 아크 방사 강도 비교(자외선 부분)
| 파장 /nm | 상대 강도 | ||
| 플라즈마 용접 | 아르곤 아크 용접 | 차폐 금속 아크 용접 | |
| 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. 용접 연기
용접 및 절단 작업 중에는 다양한 연기가 발생합니다. 흄은 다음과 같은 입자를 말합니다. 금속용접 및 절단되는 재료와 용접 재료의 용융 과정에서 생성되는 금속, 비금속 및 그 화합물입니다. 흄은 연기와 먼지를 통칭하는 용어로, 지름이 0.1μm 미만인 것을 먼지라고 합니다.
여러 유형의 아크 용접의 먼지 배출량은 표 13-4에 나와 있습니다.
표 13-4 여러 유형의 아크 용접의 먼지 배출량
| 용접 방법 | 용접 재료 및 직경 / mm | 용접 재료 킬로그램당 먼지 배출량 / m |
| 차폐 금속 아크 용접 | E5015,4 | 11 ~16 |
| E4303,4 | 6~8 | |
| CO 2 용접 | 1.6 | 5~8 |
| 텅스텐 불활성 가스 용접 | 1.6 | 2~5 |
| 서브머지드 아크 용접 | 5 | 0.1 ~0.3 |
구조용 강철의 화학적 조성 용접봉 연기는 표 13-5에 나와 있습니다.
표 13-5 구조용 강철 용접봉 흄의 화학적 조성(질량 분율)(%)
| 연기 구성 | 용접봉 모델 | |
| E4303 | E5015 | |
| Fe2O3 | 48.12 | 24.93 |
| SiO2 | 17.93 | 5.62 |
| MnO | 7.18 | 6.3 |
| TiO2 | 2.61 | 1.22 |
| CaO | 0.95 | 10.34 |
| MgO | 0.27 | - |
| Na2O | 6.03 | 6.39 |
| K2O | 6. 81 | - |
| CaF2 | - | 18.92 |
| KF | - | 7.95 |
| NaF | - | 13.71 |
CO 2 용접 중 측정된 유해 가스 및 흄의 농도는 표 13-6에 나와 있습니다.
표 13-6 CO2 용접 중 유해 가스 및 용접 연기의 측정 농도
| 측정 위치 | 용접 연기/(mg/m 3 ) | CO/(mg/m3) | 아니요2/(mg/m3) | O3/(mg/m3) | CO2(% ) |
| 캐빈 | 20.0~55.0 | 20.0~96.0 | 1. 0 ~3.0 | 0.01 ~0. 03 | 0.14 ~0.47 |
| 반밀폐형 영역 | 40. 0 ~90.0 | 80.0 ~140.0 | 2. 0 ~4.0 | 0.4~0.6 | 0.30 ~0.70 |
용접 과정에서 연기에 장기간 노출되면 진폐증, 금속 흄 열병, 망간 중독 등의 질병이 발생할 수 있습니다. 진폐증은 용접 안전 및 보건에 있어 가장 큰 영향을 미치는 주요 문제 중 하나입니다.
진폐증의 발병은 일반적으로 호흡곤란, 기침, 객담, 흉부 압박감, 흉통 등의 증상을 동반하며 서서히 진행됩니다. 일부 진폐증 환자는 쇠약감, 식욕 부진, 폐활량 감소, 체중 감소를 경험하기도 합니다.
3. 유해 가스
용접 및 절단 작업은 주로 오존, 질소 산화물, 일산화탄소, CO를 포함한 다양한 유해 가스를 발생시킵니다. 2 및 불화수소. GBZ1-2010 표준에 명시된 최대 허용 농도 값은 표 13-7에 나와 있습니다. 다양한 아르곤 아크 용접 방법에 대한 오존 농도는 표 13-8에 나와 있습니다.
표 13-7 용접 유해 가스 측정값
| 유해 물질 이름 | 현장 측정값/(mg/m 3 ) | 최대 허용 농도 ② / (mg/m 3 ) |
| 오존(O 3 ) | 0.13 ~0.26 | 0.3 |
| 산화질소(NO로 변환) 2 ) | 0.1~1.11 | 5° |
| 일산화탄소(CO) | 4. 2 ~15① | 30 * |
| CO2(CO2) | - | 10 * |
| 불화수소(F로 변환) | 16.75~51.2 | 2 |
선실, 보일러, 탱크 등 환기가 잘 되지 않는 공간의 측정값입니다.
CB11719.1 ~26 ~1989에 명시된 값 참조; *단기 노출 허용 농도.
표 13-8 다양한 아르곤 아크 용접 방법에 대한 오존 농도
| 카테고리 | 용접 재료 | 용접공의 호흡 구역 농도 / (mg/m 3 ) | 최대 허용 농도를 초과하는 시간 |
| 자동 아크 용접 | 알루미늄 | 29.23 | 146.15 |
| 반자동 아크 용접 | 알루미늄 | 19 | 95 |
| 수동 텅스텐 아크 용접 | 알루미늄 | 15.25 | 76.12 |
오존은 공기 중 자외선의 광화학 작용에 의해 생성됩니다. 오존 농도가 허용 수준을 초과하면 목 건조, 기침, 가슴 답답함, 피로, 현기증, 몸살을 유발하고 심한 경우 기관지염을 일으킬 수 있습니다.
암모니아 산화물은 용접의 고온에서 공기 중 암모니아와 산소 분자가 재결합하여 형성됩니다. 용접 연기의 질소 산화물은 주로 이산화암모니아와 산화 질소입니다. 암모니아 산화물은 불안정하기 때문에 쉽게 산화되어 이산화질소로 변합니다. 질소 산화물은 심한 기침, 호흡 곤란 및 전반적인 쇠약을 유발할 수 있는 자극성 가스입니다.
용접 및 절단 작업 중에 발생하는 일산화탄소는 폐포에서 호흡기를 통해 혈류로 유입되어 헤모글로빈과 결합하여 혈액의 산소 운반 능력을 방해하는 카르복시헤모글로빈을 형성하는 독성 가스로, 조직 저산소증을 유발하고 일산화탄소 중독을 유발합니다.
이산화탄소는 질식성 기체이므로 과도하게 흡입하면 눈과 호흡기에 자극을 일으킬 수 있으며 심한 경우 호흡 곤란, 지각 장애, 폐부종 등을 유발할 수 있습니다.
불화수소의 생산은 주로 형석(CaF)의 분해로 인해 발생합니다. 2 ) 고온의 전기 아크의 작용으로 알칼리성 전극 코팅에 포함되어 있습니다. 불화수소는 물에 쉽게 용해되어 부식성이 강한 불산을 형성합니다. 고농도의 불화수소를 흡입하면 상기도에 강한 자극을 주고 눈 결막, 코 점막, 구강, 인후, 기관지 점막에 궤양을 일으킬 수 있으며 심한 경우 기관지염과 폐렴이 발생할 수 있습니다.
4. 방사성 물질
토륨이 포함된 텅스텐 전극은 TIG 및 플라즈마 아크 용접 및 절단에 사용됩니다. 연소된 토륨 텅스텐 전극은 에어로졸 형태로 작업 현장의 공기 중으로 확산됩니다. 위험 수준은 종종 현장 공기 중의 장시간 α-방사성 에어로졸 탁도와 다양한 물체 표면의 α-방사성 오염도를 측정하여 평가합니다. 텅스텐 전극의 방사능 측정값은 표 13-9를 참조하세요.
표 13-9 토륨 텅스텐 전극의 방사능 측정값
| 처리 방법 | α-방사성 에어로졸 농도(×10 -15 Li/L) | 토륨 에어로졸 농도(×10 -11 Li/L) |
| 국가 건강 표준 값 | 2 | 3 |
| TIG 용접 | - | 0.0006~0.0011 |
| 플라즈마 아크 절단 | 배경 ~1.6 | 배경 |
| 플라즈마 아크 용접 | 3.25 | 0.00011 ~0.0008 |
| 플라즈마 아크 분사 | 배경 ~0.1 | 0.007~0.01 |
| 텅스텐 바늘 전극의 연마 | 12.5~15.5 | 1.1 |
| 텅스텐 바늘 전극 보관실 | - | 0.041 ~0.043 |
표 13-9의 수치 분석에서 볼 수 있듯이 토륨 텅스텐 전극을 사용하는 용접 및 절단 과정에서 발생하는 방사능 선량은 건강 피해를 유발하기에 충분하지 않습니다. 그러나 토륨화 텅스텐 전극을 날카롭게하면 건강 기준을 초과하며 텅스텐 전극을 대량으로 보관할 때도 해당 보호 조치를 취해야합니다. 그렇지 않으면 방사선에 장기간 노출되거나 소량의 방사성 물질이 체내에 자주 유입되어 축적되면 중추 신경계, 조혈 기관 및 소화 기관의 질병을 유발할 수 있습니다.
5. 소음
플라즈마 아크 스프레이 건에서는 기류 압력의 변동, 진동 및 마찰로 인해 소음이 발생하며 노즐에서 고속으로 분출됩니다. 플라즈마 아크 분사 시 음압 레벨은 123dB(A)에 달하며, 일반적으로 사용되는 전력(30kW) 플라즈마 아크 절단은 111.3dB(A), 고출력(150kW) 플라즈마 아크 절단은 118.3dB(A)에 달합니다.
위에서 언급한 소음 값은 모두 국가 기준을 초과합니다. 절단 두께가 증가함에 따라 필요한 전력도 증가하므로 소음 강도도 증가합니다. 에어 치즐과 카본 아크 가우징을 사용할 때도 강한 소음이 발생합니다.
강한 소음이나 장기간 소음에 노출되면 청각 장애, 심지어 난청을 유발할 수 있습니다. 소음은 중추신경계와 심혈관계에 악영향을 미치며 고혈압, 빈맥, 피로, 과민성 등을 유발할 수 있습니다.
6. 고주파 전자기장
비용융 전극 아르곤 아크 용접 및 플라즈마 아크 용접, 절단 등은 고주파 발진기를 사용하여 아크를 시작하여 작업장에서 고주파 전자기장을 생성합니다. 측정된 전기장 강도는 상당히 높습니다(표 13-10 및 표 13-11 참조).
강한 고주파 전자기장에 장기간 노출되면 신경 장애와 신경 쇠약이 발생할 수 있습니다.
표 13-10 수동 텅스텐 전극 아르곤 아크 용접 고주파 전기장 강도(단위: V/m)
| 위치 | Head | 가슴 | 무릎 | 발목 | 손 |
| 용접 전 | 58 ~66 | 62~76 | 28 ~86 | 58 ~96 | 106 |
| 용접 후 | 38 | 48 | 48 | 20 | - |
| 용접 전 1m | 7.6 ~20 | 9.5~20 | 5~24 | 0~23 | - |
| 용접 후 1m | 7.8 | 7.8 | 2 | 0 | - |
| 용접 전 2m | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 용접 후 2m | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
표 13-11 플라즈마 아크 고주파 전기장 강도
| 처리 방법 | 강도 값 / (V/m) |
| 플라즈마 아크 절단 | 13 ~38 |
| 플라즈마 아크 클래딩 | 4. 2 ~6.0 |
| 플라즈마 아크 분사 | 30 ～50 |
7. 기타 유해 요인
금속 스패터는 용융 풀의 야금 반응과 물방울의 전이에 의해 생성되며, 화상을 입히거나 옷을 통해 화상을 입을 수 있습니다. 위에서 언급한 유해 요인이 있는 환경에서 장시간 작업하는 용접공은 건강에 매우 해롭기 때문에 적절한 보호 조치를 취해야 합니다.
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