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Perigos da soldadura: Principais riscos e dicas de segurança explicados

Última atualização:
4 de maio de 2024
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Índice

I. Riscos das operações de soldadura

Na tecnologia de segurança, os factores que afectam a segurança da produção são designados por factores de risco.

A diversidade dos métodos de soldadura modernos significa que os soldadores entram frequentemente em contacto com gases e materiais inflamáveis e explosivos, motores eléctricos, aparelhos eléctricos, maquinaria e até trabalham em ambientes desfavoráveis, como espaços confinados, altitudes elevadas ou debaixo de água. Por conseguinte, os principais perigos no processo de soldadura incluem incêndio, explosão, choque elétrico, escaldaduras, envenenamento agudo, quedas de grande altitude e choques com objectos.

Os principais perigos da soldadura e corte a gás são o fogo e a explosão. O choque elétrico na soldadura por arco é um perigo importante comum em vários métodos de soldadura que utilizam energia eléctrica convertida em energia térmica, existindo também um risco de danos na máquina durante a soldadura por resistência. Existem também perigos únicos em vários ambientes de trabalho especiais, como o risco de queda de altura em operações de soldadura e corte a grande altitude.

II. Factores nocivos nas operações de soldadura

Na tecnologia de segurança, os factores que afectam a saúde humana são designados por factores nocivos.

Durante as operações de soldadura, os factores nocivos que afectam a saúde humana podem ser divididos em duas grandes categorias: factores nocivos físicos e factores nocivos químicos. Em condições de soldadura, os factores nocivos têm um efeito a longo prazo no corpo humano, apresentando riscos para a saúde. Os factores físicos nocivos que podem existir no ambiente de soldadura incluem radiação de arco, campos eléctricos de alta frequência, radiação, radiação térmica, salpicos de metal e ruído, etc., e os factores químicos nocivos podem incluir fumos de soldadura e gases nocivos. Os factores nocivos de vários métodos de soldadura são apresentados na Tabela 13-1.

Tabela 13-1 Factores prejudiciais de vários métodos de soldadura

Métodos de soldaduraFactores nocivos
Radiação de arcoCampo elétrico de alta frequênciaPoeira e fumoGases nocivosSalpicos de metalRadiaçãoRuído
Soldadura por elétrodo de varetaElétrodo ácido1-211--
Elétrodo de baixo hidrogénio1-312--
Elétrodo de pó de ferro de alta eficiência1-411--
Soldadura por escória eléctrica--1----
Soldadura por arco submerso--21---
Gás CO2

Soldadura por arco de metal blindado
Arame fino1-111--
Arame grosso2-212--
Arame tubular2-311--
Soldadura com gás inerte de tungsténio221211-
Soldadura com gás inerte metálicoSoldadura de alumínio e ligas de alumínio3-231--
Soldar aço inoxidável2-121--
Latão para soldadura2-321--
Soldadura por arco de plasmaMicrofeixe11-1-1-
Corrente elevada21-1-1-
Corte por arco plasmaMaterial de alumínio3123212
Material de cobre3134212
Aço inoxidável3122112
Soldadura por feixe de electrões-----3-
Soldadura a gás (soldadura de latão, alumínio)--11---
BrasagemBrasagem por chama---1---
Brasagem por banho de sal---4---

1. Os números na tabela indicam o grau de impacto (para referência); ① menor; ② moderado; ③ forte; ④ mais forte.

2. A soldadura com gás inerte de tungsténio, a soldadura por arco de plasma e o corte, quando se utilizam eléctrodos de tungsténio thoriated há uma ligeira radioatividade, quando se utilizam eléctrodos de tungsténio ceriated não há radioatividade;

3. Quando se utiliza a iniciação de arco de alta frequência, em situações com arranques de arco frequentes, os campos electromagnéticos de alta frequência são prejudiciais.

1. Radiação do arco

A temperatura do arco de soldadura é elevada, a temperatura do arco na soldadura por arco metálico blindado atinge mais de 3000°C, e a temperatura no centro da coluna do arco no arco de plasma atinge 18000~24000°C, produzindo luz intensa no arco, principalmente luz visível intensa e raios ultravioleta e infravermelhos invisíveis.

A superfície da pele exposta à radiação ultravioleta do arco de soldadura torna-se profundamente negra. A pele exposta à radiação infravermelha do arco de soldadura sofrerá queimaduras térmicas. O impacto da radiação do arco nos órgãos visuais é mostrado na Tabela 13-2. A comparação da intensidade da radiação do arco para diferentes métodos de soldadura (parte ultravioleta) é mostrada na Tabela 13-3.

Tabela 13-2 Efeitos da luz do arco elétrico nos órgãos visuais

CategoriaComprimento de onda/μmNatureza do impacto
Ultravioleta Invisível (Curta)<310Provoca fotoceratite. Os sintomas aparecem horas depois: dor de cabeça, dor ocular intensa, lacrimejo, fotofobia, vermelhidão da conjuntiva, inchaço das células epiteliais da córnea e edema das células do estroma da córnea.
Ultravioleta invisível (longo)310 ~400Nenhum efeito aparente nos órgãos visuais
Luz visível400~750Quando a luz de radiação é intensa, pode danificar a retina e a coroide. Os danos graves na retina podem levar à redução da visão ou mesmo à cegueira; os efeitos a curto prazo incluem tonturas.
Invisible Infrared (Curta)750~1300A exposição repetida a longo prazo pode causar cataratas na superfície do cristalino do olho, que se torna gradualmente turva
Infravermelhos invisíveis (longos)Acima de 1300Os olhos só são danificados quando o impacto é forte

Tabela 13-3 Comparação da intensidade da radiação do arco para diferentes métodos de soldadura (parte ultravioleta)

Comprimento de onda /nmIntensidade relativa
Soldadura por plasmaSoldadura por arco de árgonSoldadura por arco metálico blindado
200~2331.9110.025
233~2601.321.10.059
260~2902.211.20.6
290~3204.413.9
320~35071.25.61
350~4004.81.19.35

2. Fumos de soldadura

São gerados vários fumos durante as operações de soldadura e de corte. Os fumos são partículas de metais, não metais e seus compostos produzidos durante o processo de fusão dos materiais a soldar e cortar e dos materiais de soldadura. Os fumos são um termo geral para fumos e poeiras, sendo os que têm um diâmetro inferior a 0,1μm designados por poeiras.

As quantidades de emissões de poeiras de vários tipos de soldadura por arco são apresentadas no Quadro 13-4.

Tabela 13-4 Quantidades de emissão de poeiras de vários tipos de soldadura por arco

Método de soldaduraMateriais de soldadura e diâmetro /mmEmissão de poeiras por quilograma de material de soldadura /m
Soldadura por arco metálico blindadoE5015,411 ~16
E4303,46~8
CO 2 Soldadura1.65~8
Soldadura com gás inerte de tungsténio1.62~5
Soldadura por arco submerso50.1 ~0.3

A composição química dos fumos da vareta de soldadura de aço estrutural é apresentada no Quadro 13-5.

Quadro 13-5 Composição química dos fumos de varetas de soldadura de aço estrutural (fração mássica) (%)

Composição dos fumosModelo de vareta de soldadura
E4303E5015
Fe2O348.1224.93
SiO217.935.62
MnO7.186.3
TiO22.611.22
CaO0.9510.34
MgO0.27-
Na2O6.036.39
K2O6. 81-
CaF2-18.92
KF-7.95
NaF-13.71

CO 2 As concentrações medidas de gases e fumos nocivos durante a soldadura são apresentadas no Quadro 13-6.

Tabela 13-6 Concentrações medidas de gases nocivos e fumos de soldadura durante a soldadura com CO2

Localização da mediçãoFumos de soldadura/(mg/m 3 )CO/(mg/m3)NÃO2/(mg/m3)O3/(mg/m3)CO2(% )
Cabine20.0~55.020.0~96.01. 0 ~3.00.01 ~0. 030.14 ~0.47
Área semi-fechada40. 0 ~90.080.0 ~140.02. 0 ~4.00.4~0.60.30 ~0.70

Durante o processo de soldadura, a exposição prolongada aos fumos pode causar pneumoconiose do soldador, febre dos fumos metálicos e envenenamento por manganês, entre outras doenças. A pneumoconiose é um dos principais problemas de segurança e saúde na soldadura com maior impacto.

O início da pneumoconiose é geralmente lento, com sintomas que incluem falta de ar, tosse, expetoração, aperto no peito e dor no peito. Alguns doentes com pneumoconiose também apresentam fraqueza, perda de apetite, redução da capacidade pulmonar e perda de peso.

3. Gases nocivos

As operações de soldadura e corte produzem vários gases nocivos, nomeadamente ozono, óxidos de azoto, monóxido de carbono, CO 2 e fluoreto de hidrogénio. Os valores de concentração máxima permitida especificados na norma GBZ1-2010 são apresentados na Tabela 13-7. As concentrações de ozono para vários métodos de soldadura por arco de árgon são apresentadas na Tabela 13-8.

Tabela 13-7 Valores de medição de gases nocivos de soldadura

Nome das substâncias nocivasValores medidos no local/ (mg/m 3 )Concentração máxima admissível  / (mg/m 3 )
O ozono (O 3 )0.13 ~0.260.3
Óxido nítrico (convertido em NO 2 )0.1~1.11
Monóxido de carbono (CO)4. 2 ~1530 *
CO2(CO2)-10 *
Fluoreto de hidrogénio (convertido em F)16.75~51.22

① Valores de medição para áreas mal ventiladas, como cabines, caldeiras, tanques, etc.

② Consulte os valores especificados em CB11719.1 ~26 ~1989; *Concentração permitida de exposição a curto prazo.

Tabela 13-8 Concentração de ozono para vários métodos de soldadura por arco de árgon

CategoriaMaterial de soldaduraConcentração na zona de respiração do soldador / (mg/m 3 )Tempos que excedem a concentração máxima admissível
Soldadura por arco automáticaAlumínio29.23146.15
Soldadura por arco semi-automáticaAlumínio1995
Soldadura manual por arco de tungsténioAlumínio15.2576.12

O ozono é produzido pela ação fotoquímica da radiação ultravioleta no ar. Quando a concentração de ozono excede o nível permitido, provoca frequentemente garganta seca, tosse, aperto no peito, fadiga, tonturas e dores no corpo e, em casos graves, pode provocar bronquite.

Os óxidos de amoníaco são formados pela recombinação de moléculas de amoníaco e de oxigénio no ar sob as altas temperaturas da soldadura. Os óxidos de azoto nos fumos de soldadura são principalmente dióxido de amoníaco e óxido nítrico. Como o óxido de amoníaco é instável, oxida-se facilmente em dióxido de azoto. Os óxidos de azoto são gases irritantes que podem causar tosse intensa, dificuldades respiratórias e fraqueza geral.

O monóxido de carbono produzido durante as operações de soldadura e corte é um gás tóxico que entra na corrente sanguínea através do trato respiratório a partir dos alvéolos e combina-se com a hemoglobina para formar carboxihemoglobina, que dificulta a capacidade de transporte de oxigénio do sangue, causando hipoxia nos tecidos e conduzindo ao envenenamento por monóxido de carbono.

O dióxido de carbono é um gás asfixiante; a inalação excessiva pode causar irritação nos olhos e no sistema respiratório e, em casos graves, pode provocar dificuldades respiratórias, perturbações da perceção, edema pulmonar, etc.

A produção de fluoreto de hidrogénio deve-se principalmente à decomposição da fluorite (CaF 2 ) contido no revestimento alcalino do elétrodo sob a ação de arcos eléctricos a alta temperatura. O fluoreto de hidrogénio dissolve-se facilmente na água, formando ácido fluorídrico, que é altamente corrosivo. A inalação de concentrações elevadas de fluoreto de hidrogénio irrita fortemente o trato respiratório superior e pode também causar úlceras na conjuntiva ocular, mucosa nasal, cavidade oral, garganta e mucosa brônquica e, em casos graves, pode ocorrer bronquite e pneumonia.

4. Substâncias radioactivas

Os eléctrodos de tungsténio contendo tório são utilizados na soldadura e no corte por arco TIG e plasma. Os eléctrodos de tungsténio com tório queimado difundem-se no ar no local da operação sob a forma de aerossóis. O nível de perigo é frequentemente avaliado através da medição da turbidez do aerossol α-radioativo de longa duração no ar do local e da contaminação α-radioactiva em várias superfícies de objectos. Ver Quadro 13-9 para os valores de medição radioactiva dos eléctrodos de tungsténio.

Quadro 13-9 Valores de medição radioactiva dos eléctrodos de tungsténio com tório

Método do processoConcentração de aerossóis α-radioactivos (×10 -15 Li/L)Concentração de aerossóis de tório (×10 -11 Li/L)
Valores nacionais das normas sanitárias23
Soldadura TIG-0.0006~0.0011
Corte por arco plasmaFundo ~1,6Antecedentes
Soldadura por arco de plasma3.250.00011 ~0.0008
Pulverização por arco de plasmaFundo ~0,10.007~0.01
Afiação do elétrodo de agulha de tungsténio12.5~15.51.1
Armazém de eléctrodos de agulhas de tungsténio-0.041 ~0.043

Como se pode ver na análise numérica da Tabela 13-9, durante o processo de soldadura e corte com eléctrodos de tungsténio thoriated, a dose radioactiva produzida durante a soldadura e o corte não é suficiente para causar danos à saúde. No entanto, a afiação dos eléctrodos de tungsténio thoriated excede as normas de saúde, e o grande armazenamento de eléctrodos de tungsténio deve também tomar as medidas de proteção correspondentes. Caso contrário, a exposição prolongada às radiações ou a entrada e acumulação frequente de pequenas quantidades de material radioativo no organismo podem causar doenças do sistema nervoso central, dos órgãos hematopoiéticos e do sistema digestivo.

5. Ruído

Na pistola de pulverização de arco de plasma, o ruído é gerado devido a flutuações na pressão do fluxo de ar, vibração e fricção, e é ejectado a alta velocidade do bocal. O nível de pressão sonora durante a pulverização por arco de plasma pode atingir 123dB (A), a potência normalmente utilizada (30kW) no corte por arco de plasma é de 111,3dB (A) e o corte por arco de plasma de alta potência (150kW) atinge 118,3dB (A).

Os valores de ruído acima mencionados excedem todos as normas nacionais. À medida que a espessura de corte aumenta, a potência necessária também aumenta, pelo que a intensidade do ruído também aumenta. Também são emitidos fortes ruídos quando se utilizam cinzéis de ar e goivagem com arco de carbono.

O ruído forte ou a exposição prolongada ao ruído pode causar perturbações auditivas e mesmo surdez. O ruído afecta negativamente o sistema nervoso central e o sistema cardiovascular, podendo causar tensão arterial elevada, taquicardia, fadiga e irritabilidade.

6. Campos electromagnéticos de alta frequência

A soldadura por arco com elétrodo de árgon sem fusão e a soldadura por arco com plasma, o corte, etc., utilizam osciladores de alta frequência para iniciar o arco, criando campos electromagnéticos de alta frequência no local de trabalho. As intensidades dos campos eléctricos medidos são bastante elevadas, ver Quadro 13-10 e Quadro 13-11.

A exposição prolongada a fortes campos electromagnéticos de alta frequência pode causar perturbações neurológicas e neurastenia.

Tabela 13-10 Força do campo elétrico de alta frequência da soldadura manual com elétrodo de tungsténio e árgon (unidade: V/m)

LocalizaçãoCabeçaTóraxJoelhoTornozeloMão
Antes da soldadura58 ~6662~7628 ~8658 ~96106
Após a soldadura38484820-
1m antes da soldadura7.6 ~209.5~205~240~23-
1m após a soldadura7.87.820-
2m antes da soldadura00000
2m após a soldadura00000

Quadro 13-11 Intensidade do campo elétrico de alta frequência do arco de plasma

Método do processoValor de resistência / (V/m)
Corte por arco plasma13 ~38
Revestimento por arco de plasma4. 2 ~6.0
Pulverização por arco de plasma30 ~50

7. Outros factores prejudiciais

Os salpicos de metal são produzidos pelas reacções metalúrgicas na poça de fusão e pela transição de gotículas, que podem provocar queimaduras e atravessar o vestuário. Os soldadores que trabalham durante muito tempo num ambiente com os factores nocivos acima referidos são extremamente prejudiciais para a sua saúde, pelo que devem ser tomadas medidas de proteção adequadas.

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