Zagrożenia spawalnicze: Wyjaśnienie kluczowych zagrożeń i wskazówek dotyczących bezpieczeństwa

I. Zagrożenia związane z pracami spawalniczymi

W technologii bezpieczeństwa czynniki wpływające na bezpieczeństwo produkcji nazywane są czynnikami niebezpiecznymi.

Różnorodność nowoczesnych metod spawania oznacza, że spawacze często mają kontakt z łatwopalnymi i wybuchowymi gazami i materiałami, silnikami elektrycznymi, urządzeniami elektrycznymi, maszynami, a nawet pracują w trudnych warunkach, takich jak ograniczone przestrzenie, duże wysokości lub pod wodą. W związku z tym główne zagrożenia w procesie spawania obejmują pożar, wybuch, porażenie prądem, poparzenie, ostre zatrucie, upadek z dużej wysokości i uderzenie przedmiotem.

Główne zagrożenia związane ze spawaniem i cięciem gazowym to pożar i wybuch. Porażenie prądem elektrycznym podczas spawania łukowego jest powszechnym głównym zagrożeniem w różnych branżach. metody spawania które wykorzystują energię elektryczną przekształcaną w energię cieplną, a także istnieje ryzyko uszkodzenia maszyny podczas zgrzewania oporowego. Istnieją również wyjątkowe zagrożenia w różnych specjalnych środowiskach pracy, takie jak ryzyko upadku z wysokości podczas spawania i cięcia na dużych wysokościach.

II. Czynniki szkodliwe podczas prac spawalniczych

W technologii bezpieczeństwa czynniki wpływające na ludzkie zdrowie nazywane są czynnikami szkodliwymi.

Podczas prac spawalniczych szkodliwe czynniki wpływające na zdrowie człowieka można podzielić na dwie główne kategorie: fizyczne czynniki szkodliwe i chemiczne czynniki szkodliwe. W warunkach spawania czynniki szkodliwe mają długotrwały wpływ na organizm ludzki, stanowiąc zagrożenie dla zdrowia. Fizyczne czynniki szkodliwe, które mogą występować w środowisku spawania, obejmują promieniowanie łuku elektrycznego, pola elektryczne o wysokiej częstotliwości, promieniowanie, promieniowanie cieplne, rozpryski metalu, hałas itp. Szkodliwe czynniki różnych metod spawania przedstawiono w tabeli 13-1.

Tabela 13-1 Czynniki szkodliwe różnych metod spawania

1. Liczby w tabeli wskazują stopień wpływu (dla odniesienia); ① niewielki; ② umiarkowany; ③ silny; ④ najsilniejszy.

2. Spawanie gazem obojętnym wolframu, spawanie łukiem plazmowym i cięcie, przy użyciu torowanych elektrod wolframowych występuje niewielka radioaktywność, przy użyciu cerowanych elektrod wolframowych nie ma radioaktywności;

3. W przypadku częstego inicjowania łuku elektrycznego o wysokiej częstotliwości, szkodliwe są pola elektromagnetyczne o wysokiej częstotliwości.

1. Promieniowanie łuku

Temperatura łuku spawalniczego jest wysoka, temperatura łuku w spawaniu łukiem krytym osiąga ponad 3000°C, a temperatura w środku kolumny łuku w łuku plazmowym osiąga 18000~24000°C, wytwarzając intensywne światło łuku, głównie intensywne światło widzialne i niewidzialne promienie ultrafioletowe i podczerwone.

Powierzchnia skóry narażona na promieniowanie ultrafioletowe z łuku spawalniczego staje się głęboko czarna. Skóra narażona na promieniowanie podczerwone łuku spawalniczego doznaje oparzeń termicznych. Wpływ promieniowania łuku na narządy wzroku przedstawiono w tabeli 13-2. Porównanie natężenia promieniowania łuku dla różnych metod spawania (część ultrafioletowa) przedstawiono w tabeli 13-3.

Tabela 13-2 Wpływ światła łuku elektrycznego na narządy wzroku

Tabela 13-3 Porównanie natężenia promieniowania łuku dla różnych metod spawania (część ultrafioletowa)

2. Dymy spawalnicze

Podczas spawania i cięcia powstają różne opary. Dymy to cząsteczki metaleDymy to ogólne określenie dymów i pyłów, przy czym te o średnicy mniejszej niż 0 μm nazywane są pyłami. Dymy to ogólne określenie dymu i pyłu, przy czym te o średnicy mniejszej niż 0,1 μm nazywane są pyłem.

Wielkości emisji pyłu dla kilku rodzajów spawania łukowego przedstawiono w tabeli 13-4.

Tabela 13-4 Wielkości emisji pyłu dla kilku rodzajów spawania łukowego

Skład chemiczny stali konstrukcyjnej pręt spawalniczy oparów przedstawiono w tabeli 13-5.

Tabela 13-5 Skład chemiczny oparów prętów spawalniczych ze stali konstrukcyjnej (ułamek masowy) (%)

CO ₂ Zmierzone stężenia szkodliwych gazów i dymów podczas spawania przedstawiono w tabeli 13-6.

Tabela 13-6 Zmierzone stężenia szkodliwych gazów i dymów spawalniczych podczas spawania CO2

Podczas procesu spawania długotrwałe narażenie na opary może powodować m.in. pylicę płuc spawaczy, gorączkę wywołaną oparami metali i zatrucie manganem. Pylica płuc jest jedną z głównych kwestii związanych z bezpieczeństwem i zdrowiem spawaczy, która ma największy wpływ na zdrowie.

Początek pylicy płuc jest zazwyczaj powolny, a objawy obejmują duszność, kaszel, odkrztuszanie, ucisk w klatce piersiowej i ból w klatce piersiowej. Niektórzy pacjenci z pylicą płuc doświadczają również osłabienia, utraty apetytu, zmniejszonej pojemności płuc i utraty wagi.

3. Szkodliwe gazy

Operacje spawania i cięcia wytwarzają różne szkodliwe gazy, w tym głównie ozon, tlenki azotu, tlenek węgla, CO ₂ i fluorowodór. Maksymalne dopuszczalne wartości stężeń określone w normie GBZ1-2010 przedstawiono w tabeli 13-7. Stężenia ozonu dla różnych metod spawania łukiem argonowym przedstawiono w tabeli 13-8.

Tabela 13-7 Wartości pomiarowe szkodliwych gazów spawalniczych

① Wartości pomiarowe dla słabo wentylowanych obszarów, takich jak kabiny, kotły, zbiorniki itp.

② Patrz wartości określone w CB11719.1 ~26 ~1989; *Dopuszczalne stężenie przy krótkotrwałym narażeniu.

Tabela 13-8 Stężenie ozonu dla różnych metod spawania łukiem argonowym

Ozon powstaje w wyniku fotochemicznego działania promieniowania ultrafioletowego na powietrze. Gdy stężenie ozonu przekracza dopuszczalny poziom, często powoduje suchość w gardle, kaszel, ucisk w klatce piersiowej, zmęczenie, zawroty głowy i bóle ciała, a w ciężkich przypadkach może powodować zapalenie oskrzeli.

Tlenki amoniaku powstają w wyniku rekombinacji cząsteczek amoniaku i tlenu w powietrzu w wysokich temperaturach spawania. Tlenki azotu w dymach spawalniczych to głównie dwutlenek amoniaku i tlenek azotu. Ponieważ tlenek amoniaku jest niestabilny, łatwo utlenia się do dwutlenku azotu. Tlenki azotu są gazami drażniącymi, które mogą powodować silny kaszel, trudności w oddychaniu i ogólne osłabienie.

Tlenek węgla wytwarzany podczas spawania i cięcia jest toksycznym gazem, który dostaje się do krwiobiegu przez drogi oddechowe z pęcherzyków płucnych i łączy się z hemoglobiną, tworząc karboksyhemoglobinę, która ogranicza zdolność krwi do przenoszenia tlenu, powodując niedotlenienie tkanek i prowadząc do zatrucia tlenkiem węgla.

Dwutlenek węgla jest gazem duszącym; nadmierne wdychanie może powodować podrażnienie oczu i układu oddechowego, a w ciężkich przypadkach może prowadzić do trudności w oddychaniu, zaburzeń percepcji, obrzęku płuc itp.

Produkcja fluorowodoru wynika głównie z rozkładu fluorytu (CaF ₂ ) zawartego w alkalicznej powłoce elektrody pod wpływem działania wysokotemperaturowych łuków elektrycznych. Fluorowodór łatwo rozpuszcza się w wodzie, tworząc kwas fluorowodorowy, który jest silnie żrący. Wdychanie wysokich stężeń fluorowodoru silnie podrażnia górne drogi oddechowe i może również powodować owrzodzenia spojówek oczu, błony śluzowej nosa, jamy ustnej, gardła i błony śluzowej oskrzeli, a w ciężkich przypadkach może wystąpić zapalenie oskrzeli i płuc.

4. Substancje radioaktywne

Elektrody wolframowe zawierające tor są stosowane w spawaniu i cięciu metodą TIG i plazmową. Spalone wolframowe elektrody torowe rozpraszają się w powietrzu w miejscu pracy w postaci aerozoli. Poziom zagrożenia jest często oceniany poprzez pomiar zmętnienia długożyciowego α-radioaktywnego aerozolu w powietrzu na terenie zakładu oraz skażenia α-radioaktywnego na różnych powierzchniach obiektów. Patrz Tabela 13-9 dla wartości pomiarów radioaktywnych elektrod wolframowych.

Tabela 13-9 Wartości pomiarów promieniotwórczych wolframowych elektrod torowych

Jak wynika z analizy numerycznej przedstawionej w tabeli 13-9, podczas procesu spawania i cięcia przy użyciu torowanych elektrod wolframowych dawka radioaktywna wytwarzana podczas spawania i cięcia nie jest wystarczająca, aby spowodować uszczerbek na zdrowiu. Jednak ostrzenie torowanych elektrod wolframowych przekracza normy zdrowotne, a duże magazyny elektrod wolframowych powinny również podjąć odpowiednie środki ochronne. W przeciwnym razie długotrwałe narażenie na promieniowanie lub częste przedostawanie się i gromadzenie w organizmie niewielkich ilości materiału radioaktywnego może powodować choroby ośrodkowego układu nerwowego, narządów krwiotwórczych i układu pokarmowego.

5. Hałas

W pistolecie natryskowym łuku plazmowego hałas jest generowany z powodu wahań ciśnienia przepływu powietrza, wibracji i tarcia, i jest wyrzucany z dużą prędkością z dyszy. Poziom ciśnienia akustycznego podczas natryskiwania łukiem plazmowym może osiągnąć 123 dB (A), powszechnie stosowane cięcie łukiem plazmowym o mocy (30 kW) wynosi 111,3 dB (A), a cięcie łukiem plazmowym o dużej mocy (150 kW) osiąga 118,3 dB (A).

Wszystkie wymienione powyżej wartości hałasu przekraczają normy krajowe. Wraz ze wzrostem grubości cięcia wzrasta również wymagana moc, a tym samym natężenie hałasu. Silny hałas jest również emitowany podczas używania dłut pneumatycznych i żłobienia łukiem węglowym.

Silny hałas lub długotrwała ekspozycja na hałas mogą powodować zaburzenia słuchu, a nawet głuchotę. Hałas negatywnie wpływa na centralny układ nerwowy i układ sercowo-naczyniowy, może powodować wysokie ciśnienie krwi, tachykardię, zmęczenie i drażliwość.

6. Pola elektromagnetyczne wysokiej częstotliwości

Spawanie łukowe argonem elektrodą nietopliwą i spawanie plazmowe, cięcie itp. wykorzystują oscylatory wysokiej częstotliwości do inicjowania łuku, wytwarzając pola elektromagnetyczne wysokiej częstotliwości w miejscu pracy. Zmierzone natężenia pola elektrycznego są dość wysokie, patrz Tabela 13-10 i Tabela 13-11.

Długotrwała ekspozycja na silne pola elektromagnetyczne o wysokiej częstotliwości może powodować zaburzenia neurologiczne i neurastenię.

Tabela 13-10 Natężenie pola elektrycznego wysokiej częstotliwości podczas ręcznego spawania łukowego elektrodą wolframową (jednostka: V/m)

Tabela 13-11 Intensywność pola elektrycznego łuku plazmowego wysokiej częstotliwości

7. Inne szkodliwe czynniki

Odpryski metalu powstają w wyniku reakcji metalurgicznych w jeziorku spawalniczym i przechodzenia kropelek, które mogą powodować oparzenia i przepalenia odzieży. Długotrwała praca spawaczy w środowisku, w którym występują wyżej wymienione szkodliwe czynniki, jest niezwykle szkodliwa dla ich zdrowia, dlatego należy podjąć odpowiednie środki ochronne.