Качество, надежность и производительность - с доставкой
[email protected]
Artizono

Опасности, связанные со сваркой: Основные риски и советы по безопасности

Последнее обновление:
4 мая, 2024
Поделитесь своим мнением:

Оглавление

I. Опасности, связанные со сварочными работами

В технике безопасности факторы, влияющие на безопасность производства, называются опасными факторами.

Разнообразие современных методов сварки приводит к тому, что сварщики часто контактируют с горючими и взрывоопасными газами и материалами, электродвигателями, электроприборами, механизмами и даже работают в неблагоприятных условиях, таких как замкнутое пространство, большая высота или подводная среда. Поэтому основными опасностями в процессе сварки являются пожар, взрыв, поражение электрическим током, ошпаривание, острое отравление, падение с высоты и удары о предметы.

Основными опасностями при газовой сварке и резке являются пожар и взрыв. Поражение электрическим током при дуговой сварке является распространенной основной опасностью при различных методах сварки, использующих электрическую энергию, преобразованную в тепловую, а также существует риск повреждения оборудования при контактной сварке. Существуют также уникальные опасности в различных специальных условиях работы, например, риск падения с высоты при высотных операциях сварки и резки.

II. Вредные факторы при сварочных работах

В технике безопасности факторы, влияющие на здоровье человека, называются вредными.

При проведении сварочных работ вредные факторы, влияющие на здоровье человека, можно разделить на две основные категории: физические вредные факторы и химические вредные факторы. В условиях сварки вредные факторы оказывают длительное воздействие на организм человека, создавая угрозу здоровью. К физическим вредным факторам, которые могут существовать в среде сварки, относятся излучение дуги, высокочастотные электрические поля, радиация, тепловое излучение, брызги металла, шум и т.д., а к химическим вредным факторам - сварочный дым и вредные газы. Вредные факторы различных методов сварки приведены в таблице 13-1.

Таблица 13-1 Вредные факторы различных методов сварки

Методы сваркиВредные факторы
Дуговое излучениеВысокочастотное электрическое полеПыль и дымВредные газыБрызги металлаРадиацияШум
Сварка электродамиКислотный электрод1-211--
Электрод с низким содержанием водорода1-312--
Высокоэффективный электрод из железного порошка1-411--
Электрошлаковая сварка--1----
Дуговая сварка под флюсом--21---
газообразный CO2

Дуговая сварка в защитной металлической оболочке
Тонкая проволока1-111--
Грубая проволока2-212--
Трубчатая проволока2-311--
Сварка вольфрамовым электродом в среде инертного газа221211-
Сварка в инертном газеСварка алюминия и алюминиевых сплавов3-231--
Сварка нержавеющей стали2-121--
Сварка латуни2-321--
Плазменно-дуговая сваркаМикролучи11-1-1-
Высокий ток21-1-1-
Плазменно-дуговая резкаАлюминиевый материал3123212
Медный материал3134212
Нержавеющая сталь3122112
Электронно-лучевая сварка-----3-
Газовая сварка (сварка латуни, алюминия)--11---
ПайкаПайка пламенем---1---
Пайка в соляной ванне---4---

1. Цифры в таблице указывают на степень воздействия (для справки); ① незначительное; ② умеренное; ③ сильное; ④ сильнейшее.

2. Сварка вольфрамовым электродом в инертном газе, плазменная дуговая сварка и резка, при использовании торированных вольфрамовых электродов наблюдается незначительная радиоактивность, при использовании церированных вольфрамовых электродов радиоактивность отсутствует;

3. При использовании высокочастотного возбуждения дуги, в ситуациях с частыми запусками дуги, высокочастотные электромагнитные поля являются вредными.

1. Излучение дуги

Температура сварочной дуги высока, температура дуги при дуговой сварке в защитной оболочке достигает более 3000°C, а температура в центре столба дуги при плазменной дуге достигает 18000~24000°C, создавая интенсивный свет дуги, в основном интенсивный видимый свет и невидимые ультрафиолетовые и инфракрасные лучи.

Поверхность кожи, подвергшаяся воздействию ультрафиолетового излучения сварочной дуги, становится темно-черной. Кожа, подвергшаяся воздействию инфракрасного излучения сварочной дуги, получит термический ожог. Воздействие излучения дуги на органы зрения показано в таблице 13-2. Сравнение интенсивности излучения дуги для различных методов сварки (ультрафиолетовая часть) приведено в таблице 13-3.

Таблица 13-2 Воздействие света электрической дуги на органы зрения

КатегорияДлина волны/мкмХарактер воздействия
Невидимый ультрафиолет (короткометражный)<310Вызывает фотокератит. Симптомы появляются через несколько часов: головная боль, сильная боль в глазах, слезотечение, светобоязнь, покраснение конъюнктивы, отек эпителиальных клеток роговицы и отек клеток стромы роговицы.
Невидимый ультрафиолет (длинный)310 ~400Отсутствие видимого влияния на органы зрения
Видимый свет400~750Если свет излучения яркий, он может повредить сетчатку и хороид. Серьезное повреждение сетчатки может привести к снижению зрения или даже слепоте; краткосрочные последствия включают головокружение.
Невидимые инфракрасные лучи (короткометражный)750~1300Многократное длительное воздействие может вызвать катаракту на поверхности хрусталика глаза, который постепенно становится мутным
Невидимое инфракрасное излучение (длинное)Выше 1300Глаза повреждаются только при сильном ударе.

Таблица 13-3 Сравнение интенсивности излучения дуги для различных методов сварки (ультрафиолетовая часть)

Длина волны /нмОтносительная интенсивность
Плазменная сваркаАргонодуговая сваркаДуговая сварка в среде защитного металла
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. Сварочный дым

Во время сварки и резки образуются различные дымы. Дым - это частицы металлов, неметаллов и их соединений, образующиеся в процессе плавления свариваемых и разрезаемых материалов, а также сварочных материалов. Дым - это общий термин для обозначения дыма и пыли, причем частицы диаметром менее 0,1 мкм называются пылью.

Объемы выбросов пыли при нескольких видах дуговой сварки приведены в таблице 13-4.

Таблица 13-4 Количество выбросов пыли при нескольких видах дуговой сварки

Метод сваркиСварочные материалы и диаметр /ммВыброс пыли на килограмм сварочного материала /м
Дуговая сварка в среде защитного металлаE5015,411 ~16
E4303,46~8
CO 2 Сварка1.65~8
Сварка вольфрамовым электродом в среде инертного газа1.62~5
Дуговая сварка под флюсом50.1 ~0.3

Химический состав дыма от сварочных прутков для конструкционной стали приведен в таблице 13-5.

Таблица 13-5 Химический состав дыма сварочных прутков для конструкционных сталей (массовая доля) (%)

Состав дымаМодель сварочного прутка
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 Измеренные концентрации вредных газов и паров во время сварки приведены в таблице 13-6.

Таблица 13-6 Измеренные концентрации вредных газов и сварочного дыма при сварке CO2

Место измеренияСварочные дымы/(мг/м 3 )CO/(мг/м3)НЕТ2/(мг/м3)O3/(мг/м3)CO2(% )
Кабина20.0~55.020.0~96.01. 0 ~3.00.01 ~0. 030.14 ~0.47
Полузакрытая зона40. 0 ~90.080.0 ~140.02. 0 ~4.00.4~0.60.30 ~0.70

В процессе сварки длительное воздействие паров может вызвать пневмокониоз сварщика, лихорадку от паров металла, отравление марганцем и другие заболевания. Пневмокониоз - одна из основных проблем в области безопасности и здоровья сварщиков, оказывающая наибольшее воздействие.

Пневмокониоз обычно начинается медленно, его симптомы включают одышку, кашель, отхаркивание, стеснение в груди и боль в груди. Некоторые пациенты с пневмокониозом также испытывают слабость, потерю аппетита, снижение жизненной емкости легких и потерю веса.

3. Вредные газы

При сварке и резке образуются различные вредные газы, в основном озон, оксиды азота, монооксид углерода, CO 2 , и фтористый водород. Значения предельно допустимой концентрации, указанные в стандарте GBZ1-2010, приведены в таблице 13-7. Концентрации озона для различных методов аргонодуговой сварки приведены в таблице 13-8.

Таблица 13-7 Значения измерений вредных газов при сварке

Название вредных веществЗначения измерений на месте/ (мг/м 3 )Предельно допустимая концентрация  / (мг/м 3 )
Озон (O 3 )0.13 ~0.260.3
Оксид азота (в пересчете на NO 2 )0.1~1.11
Монооксид углерода (CO)4. 2 ~1530 *
CO2(CO2)-10 *
Фтористый водород (в пересчете на F)16.75~51.22

① Значения измерений для плохо проветриваемых помещений, таких как кабины, котлы, резервуары и т.д.

② См. значения, указанные в CB11719.1 ~26 ~1989; * Допустимая концентрация при кратковременном воздействии.

Таблица 13-8 Концентрация озона для различных методов аргонодуговой сварки

КатегорияСварочный материалКонцентрация в зоне дыхания сварщика / (мг/м 3 )Превышение предельно допустимой концентрации в несколько раз
Автоматическая дуговая сваркаАлюминий29.23146.15
Полуавтоматическая дуговая сваркаАлюминий1995
Ручная дуговая сварка вольфрамовым электродомАлюминий15.2576.12

Озон образуется в результате фотохимического воздействия ультрафиолетового излучения на воздух. Когда концентрация озона превышает допустимый уровень, он часто вызывает сухость в горле, кашель, стеснение в груди, усталость, головокружение и ломоту в теле, а в тяжелых случаях может стать причиной бронхита.

Оксиды аммиака образуются в результате рекомбинации молекул аммиака и кислорода в воздухе под воздействием высоких температур при сварке. Оксиды азота в сварочном дыме - это в основном диоксид аммония и оксид азота. Поскольку оксид аммония нестабилен, он легко окисляется в диоксид азота. Оксиды азота - это раздражающие газы, которые могут вызвать сильный кашель, затрудненное дыхание и общую слабость.

Угарный газ, образующийся при сварке и резке, - это токсичный газ, который попадает в кровь через дыхательные пути из альвеол и соединяется с гемоглобином, образуя карбоксигемоглобин, который препятствует способности крови переносить кислород, вызывая гипоксию тканей и приводя к отравлению угарным газом.

Углекислый газ - удушающий газ; чрезмерное вдыхание может вызвать раздражение глаз и дыхательной системы, а в тяжелых случаях - затруднение дыхания, нарушение восприятия, отек легких и т.д.

Получение фтористого водорода в основном связано с разложением флюорита (CaF 2 ), содержащийся в щелочном покрытии электрода под действием высокотемпературной электрической дуги. Фтористый водород легко растворяется в воде с образованием фтористоводородной кислоты, которая обладает высокой коррозионной активностью. Вдыхание высоких концентраций фтористого водорода сильно раздражает верхние дыхательные пути и может вызвать язвы конъюнктивы глаз, слизистой оболочки носа, ротовой полости, горла и слизистой оболочки бронхов, а в тяжелых случаях - бронхит и пневмонию.

4. Радиоактивные вещества

Вольфрамовые электроды, содержащие торий, используются для дуговой сварки и резки TIG и плазменной резки. Сгоревшие ториевые вольфрамовые электроды диффундируют в воздух на рабочей площадке в виде аэрозолей. Уровень опасности часто оценивается путем измерения мутности долгоживущих α-радиоактивных аэрозолей в воздухе на площадке и α-радиоактивного загрязнения на различных поверхностях объектов. Значения радиоактивных измерений вольфрамовых электродов приведены в таблице 13-9.

Таблица 13-9 Значения радиоактивных измерений торий-вольфрамовых электродов

Метод обработкиКонцентрация α-радиоактивного аэрозоля (×10 -15 Li/L)Концентрация аэрозоля тория (×10 -11 Li/L)
Значения национального стандарта здоровья23
Сварка TIG-0.0006~0.0011
Плазменно-дуговая резкаФон ~1.6Фон
Плазменно-дуговая сварка3.250.00011 ~0.0008
Плазменно-дуговое напылениеФон ~0,10.007~0.01
Заточка вольфрамового игольчатого электрода12.5~15.51.1
Помещение для хранения вольфрамовых игольчатых электродов-0.041 ~0.043

Как видно из численного анализа, приведенного в таблице 13-9, в процессе сварки и резки с использованием торированных вольфрамовых электродов радиоактивная доза, полученная во время сварки и резки, недостаточна для нанесения вреда здоровью. Однако заточка торированных вольфрамовых электродов превышает санитарные нормы, и крупные хранилища вольфрамовых электродов также должны принимать соответствующие защитные меры. В противном случае длительное воздействие радиации или частое попадание и накопление в организме небольших количеств радиоактивного материала может вызвать заболевания центральной нервной системы, кроветворных органов и пищеварительной системы.

5. Шум

В плазменно-дуговом распылителе шум возникает из-за колебаний давления воздушного потока, вибрации и трения, и он с большой скоростью выбрасывается из сопла. Уровень звукового давления при плазменно-дуговом напылении может достигать 123 дБ (А), при плазменно-дуговой резке обычной мощности (30 кВт) - 111,3 дБ (А), а при плазменно-дуговой резке высокой мощности (150 кВт) - 118,3 дБ (А).

Все вышеупомянутые значения шума превышают национальные стандарты. С увеличением толщины резки возрастает и требуемая мощность, а значит, увеличивается и интенсивность шума. Сильный шум также возникает при использовании пневматических зубил и строгании угольной дугой.

Сильный шум или длительное воздействие шума могут вызвать нарушения слуха, вплоть до глухоты. Шум негативно влияет на центральную нервную систему и сердечно-сосудистую систему, может вызвать повышение артериального давления, тахикардию, усталость и раздражительность.

6. Высокочастотные электромагнитные поля

Аргонодуговая сварка неплавящимся электродом, плазменная дуговая сварка, резка и т. д. используют высокочастотные осцилляторы для инициирования дуги, создающие высокочастотные электромагнитные поля на рабочем месте. Измеренные напряженности электрических полей довольно высоки, см. таблицу 13-10 и таблицу 13-11.

Длительное воздействие сильных высокочастотных электромагнитных полей может вызвать неврологические расстройства и неврастению.

Таблица 13-10 Напряженность высокочастотного электрического поля при аргонодуговой сварке ручным вольфрамовым электродом (единицы измерения: В/м)

РасположениеГлаваГрудьКоленоЛодыжкаРука
Перед сваркой58 ~6662~7628 ~8658 ~96106
После сварки38484820-
1 м перед сваркой7.6 ~209.5~205~240~23-
1 м после сварки7.87.820-
2 м перед сваркой00000
2 м после сварки00000

Таблица 13-11 Интенсивность высокочастотного электрического поля плазменной дуги

Метод обработкиЗначение силы / (В/м)
Плазменно-дуговая резка13 ~38
Плазменно-дуговая наплавка4. 2 ~6.0
Плазменно-дуговое напыление30 ~50

7. Другие вредные факторы

Брызги металла образуются в результате металлургических реакций в расплавленном бассейне и перехода капель, которые могут вызвать ожоги и прожечь одежду. Работа сварщиков в среде с вышеуказанными вредными факторами в течение длительного времени крайне вредна для их здоровья, поэтому необходимо принимать соответствующие меры защиты.

Запрос БЕСПЛАТНОГО предложения
Контактная форма

Последние сообщения
Будьте в курсе новых и интересных материалов на различные темы, включая полезные советы.
Поговорите с экспертом
Свяжитесь с нами
Наши инженеры по продажам готовы ответить на любые ваши вопросы и предоставить быстрое предложение с учетом ваших потребностей.

Запросить индивидуальное предложение

Контактная форма

Запрос индивидуального предложения
Получите индивидуальное предложение с учетом ваших уникальных потребностей в обработке.
© 2024 Artizono. Все права защищены.
Получить бесплатную цитату
Вы получите наш квалифицированный ответ в течение 24 часов.
Контактная форма