Что такое сварочный дым? - Опасности и как их уменьшить

Сварка соединяет материалы, расплавляя металлическую заготовку вместе с присадочным металлом, образуя прочное соединение. В процессе сварки образуется видимый дым, содержащий вредные пары металлов и побочные продукты газа.

В этом информационном бюллетене обсуждаются сварочные операции, применимые стандарты и предложения по защите сварщиков и их коллег от воздействия многих опасных веществ, содержащихся в сварочном дыму.

Что такое сварочный дым?

Сварочный дым представляет собой сложную смесь оксидов металлов, силикатов и фторидов. Дым образуется, когда металл нагревается выше точки кипения, и его пары конденсируются в очень мелкие частицы (твердые частицы). Сварочный дым обычно содержит частицы электрода и свариваемого материала.

Сварочный дым представляет собой различную смесь переносимых по воздуху газов и мелких частиц. Состав смеси зависит от способа сварки и свариваемых изделий. Газы, которые могут выделяться, включают, например:

• Экранирование: Аргон, гелий, азот, углекислый газ.
• Процесс: Окись азота, двуокись азота, окись углерода, озон, фосген, фтороводород, двуокись углерода.

Кроме того, он может содержать много мелких частиц металлических оксидов, фторидов и металлов, таких как алюминий, сурьма, мышьяк, бериллий, кадмий, хром, кобальт, медь, железо, свинец, марганец, никель, молибден, серебро, олово. , Титан, Ванадий, Цинк.

Факторы, влияющие на воздействие сварочного дыма на рабочих

• Тип сварочного процесса
• Используемый основной металл и присадочные металлы
• Состав сварочного электрода
• Расположение (снаружи, в закрытом помещении)
• Практика работы сварщика
• Движение воздуха
• Использование средств управления вентиляцией

Три фактора определяют риски

Уровень риска, если не проводится адъювантная вентиляция легких и защитные меры, зависит от трех факторов:

• Токсичность дыма
• Концентрация дыма
• Как долго вдыхали пары.

1. Токсичность сварочного дыма

Токсичность дыма варьируется. Как уже говорилось, это зависит от типа процесса сварки, используемых сварочных материалов и типа свариваемого материала. Мы напишем больше о дымах, возникающих, например, при сварке низкоуглеродистой стали, сварке нержавеющей стали или сварке металлов с покрытием, а также об образовании дыма при определенных сварочных продуктах и ​​процессах.

2. Концентрация сварочного дыма

Концентрация дыма и вредных веществ максимальна в шлейфе дыма, поднимающемся от места сварки. Чем быстрее этот дым будет устранен вентиляцией, тем лучше.

3. Продолжительность вдыхания сварочного дыма

Как долго сварщик может вдыхать такой дым, зависит от времени, в течение которого он фактически занимается сваркой. Некоторые изготовители сваривают один или два часа в день, другие сваривают целый день. Простое вычисление, также называемое временем горения дуги, показывает, что чем дольше длится сварка, тем больше образуется дыма и тем выше опасность вдыхания смеси переносимых по воздуху газов и мелких частиц.

Сварочный дым может вызвать серьезные заболевания

Совершенно очевидно, что вдыхать такие сварочные дымы потенциально опасно. А если вы не уверены, прочитайте многочисленные научные исследования и отчеты, в которых говорится, что сварочный дым может вызывать всевозможные физические недомогания и серьезные заболевания, такие как рак, астма и даже симптомы болезни Паркинсона.

Влияние на здоровье вдыхания сварочного дыма

• Острое воздействие сварочного дыма и газов может вызвать раздражение глаз, носа и горла, головокружение и тошноту. Рабочие в этом районе, у которых возникают эти симптомы, должны немедленно покинуть район, выйти на свежий воздух и получить медицинскую помощь.
• Продолжительное воздействие сварочного дыма может вызвать повреждение легких и различные виды рака, включая рак легких, гортани и мочевыводящих путей.
• Воздействие некоторых паров на здоровье может включать лихорадку, язву желудка, повреждение почек и нервной системы. Длительное воздействие паров марганца может вызвать симптомы, подобные болезни Паркинсона.
• Такие газы, как гелий, аргон и двуокись углерода, вытесняют кислород из воздуха и могут привести к удушью, особенно при сварке в закрытых помещениях. Может образовываться угарный газ, представляющий серьезную опасность удушья.

Источник сварочного дыма и его влияние на здоровье

Тип дыма	Источник	Эффект здоровья
Алюминий	Алюминиевые компоненты некоторых сплавов, например, инконель, медь, цинк, сталь, магний, латунь и присадочные материалы.	Раздражение дыхательных путей.
Бериллий	Отвердители содержатся в медных, магниевых, алюминиевых сплавах и электрических контактах.	«Лихорадка металлического дыма». Канцероген. Другие хронические эффекты включают повреждение дыхательных путей.
Окиси кадмия	Нержавеющая сталь, содержащая кадмий или плакированные материалы, цинковый сплав.	Раздражение дыхательной системы, боль и сухость в горле, боль в груди и затрудненное дыхание. Хронические эффекты включают повреждение почек и эмфизему. Предположительно канцероген.
Хром	Большинство нержавеющих и высоколегированных материалов, сварочные электроды. Также используется в качестве материала покрытия.	Повышенный риск рака легких. У некоторых людей может развиться раздражение кожи. Некоторые формы являются канцерогенами (шестивалентный хром).
Медь	Сплавы, такие как монель, латунь, бронза. Также несколько сварочных прутков.	Острые эффекты включают раздражение глаз, носа и горла, тошноту и «металлическую лихорадку».
Фториды	Общее электродное покрытие и флюс для листов из низко- и высоколегированной стали.	Острый эффект — раздражение глаз, носа и горла. Длительное воздействие может привести к проблемам с костями и суставами. Хронические эффекты также включают избыток жидкости в легких.
Окиси железа	Основной загрязнитель во всех процессах сварки железа или стали.	Сидероз – доброкачественная форма заболевания легких, вызванная частицами, отложившимися в легких. Острые симптомы включают раздражение носа и легких. Имеет тенденцию проясняться, когда воздействие прекращается.
Лид	Припой, сплавы латуни и бронзы, грунтовка/покрытие стали.	Хронические эффекты на нервную систему, почки, пищеварительную систему и умственные способности. Может вызвать отравление свинцом.
Марганец	Большинство процессов сварки, особенно высокопрочных сталей.	«Лихорадка металлического дыма». Хронические эффекты могут включать проблемы с центральной нервной системой.
Молибден	Стальные сплавы, железо, нержавеющая сталь, никелевые сплавы.	Острые эффекты включают раздражение глаз, носа и горла, а также одышку.
Никель	Нержавеющая сталь, инконель, монель, хастеллой и другие высоколегированные материалы, сварочные прутки и сталь с покрытием.	Острый эффект — раздражение глаз, носа и горла. Повышенный риск рака был отмечен в профессиях, отличных от сварки. Также связан с дерматитом и проблемами с легкими.
Ванадий	Некоторые стальные сплавы, железо, нержавеющая сталь, никелевые сплавы.	Острый эффект – раздражение глаз, кожи и дыхательных путей. Хронические последствия включают бронхит, ретинит, жидкость в легких и пневмонию.
Цинк	Оцинкованный и окрашенный металл.	Лихорадка металлического дыма.

Источник и влияние сварочных газов на здоровье

Тип газа	Источник	Эффект здоровья
Угарный газ	Формируется дугой.	Легко всасывается в кровоток, вызывая головные боли, головокружение или мышечную слабость. Высокие концентрации могут привести к потере сознания и смерти
Фторид водорода	Разложение покрытий стержней.	Раздражает глаза и дыхательные пути. Чрезмерное воздействие может вызвать повреждение легких, почек, костей и печени. Хроническое воздействие может привести к хроническому раздражению носа, горла и бронхов.
Окиси азота	Формируется дугой.	Раздражение глаз, носа и горла в низких концентрациях. Аномальная жидкость в легких и другие серьезные последствия при более высоких концентрациях. Хронические последствия включают проблемы с легкими, такие как эмфизема.
Кислородный дефицит	Сварка в замкнутом пространстве и вытеснение воздуха защитным газом.	Головокружение, спутанность сознания, удушье и смерть.
Озон	Формируется в сварочной дуге, особенно во время процессов плазменной дуги, MIG и TIG.	Острые эффекты включают жидкость в легких и кровотечение. Очень низкие концентрации (например, одна часть на миллион) вызывают головную боль и сухость глаз. Хронические эффекты включают значительные изменения функции легких.

Источник и воздействие на здоровье органических паров в результате сварки

Тип газа	Источник	Эффект здоровья
Альдегиды (например, формальдегид)	Покрытие металла связующими и пигментами. Обезжиривающие растворители	Раздражает глаза и дыхательные пути.
Диизоцианаты	Металл с полиуретановой краской.	Раздражение глаз, носа и горла. Высокая вероятность сенсибилизации, вызывающей астматические или другие аллергические симптомы, даже при очень низком воздействии.
Фосген	Металл с остаточным обезжириванием растворителями. (Фосген образуется в результате реакции растворителя и сварочного излучения.)	Вызывает сильное раздражение глаз, носа и дыхательной системы. Симптомы могут проявиться позже.
Фосфин	Металл, покрытый ингибиторами ржавчины. (Фосфин образуется в результате реакции ингибитора коррозии со сварочным излучением.)	Раздражает глаза и дыхательную систему, может повредить почки и другие органы.

Уменьшение воздействия сварочного дыма

• Сварщики должны понимать опасность материалов, с которыми они работают. Стандарт OSHA по информированию об опасностях требует от работодателей предоставления информации и обучения работников опасным материалам на рабочем месте.
• Свариваемые поверхности должны быть очищены от любого покрытия, которое потенциально может вызвать токсическое воздействие, например остатков растворителя и краски.
• Рабочие должны находиться так, чтобы не вдыхать сварочный дым и газы. Например, рабочие должны держаться против ветра при сварке на открытом воздухе или на открытом воздухе.
• Общая вентиляция, естественное или принудительное движение свежего воздуха, может снизить уровень дыма и газа в рабочей зоне. Сварка на открытом воздухе или в открытых рабочих помещениях не гарантирует достаточную вентиляцию. В рабочих зонах без вентиляции и вытяжных систем сварщики должны использовать естественные сквозняки, а также правильное положение, чтобы дым и газы не попадали на них самих и других рабочих.
• Для удаления дыма и газов из зоны дыхания сварщика могут использоваться местные вытяжные вентиляционные системы. Держите вытяжные шкафы, вытяжные пистолеты и вакуумные насадки рядом с источником дыма, чтобы удалить максимальное количество дыма и газов. Переносные или гибкие вытяжные системы можно расположить так, чтобы дым и газы отводились от сварочного аппарата. Держите выпускные отверстия подальше от других рабочих.
• Рассмотрите возможность замены сварочного или расходного материала на менее дымообразующий или менее токсичный.
• Не выполняйте сварку в закрытых помещениях без вентиляции. См. применимые правила OSHA.
• Может потребоваться защита органов дыхания, если методы работы и вентиляция не снижают воздействие до безопасного уровня.