Вентиляция при сварке: типы, преимущества и практические примеры

Обзор вентиляции при сварке

Для таких процессов, как сварка, пайка, лужение и газовое резка, основной целью вентиляции является удаление загрязнителей воздуха из зоны дыхания рабочего. В каждом случае могут потребоваться различные стратегии вентиляции для эффективного удаления вредных веществ из зоны дыхания сварщика.

Вентиляция используется для трех основных целей:

• Удаление загрязнителей воздуха из зоны дыхания рабочего и рабочей зоны;
• Предотвращение накопления легковоспламеняющихся или горючих газов или паров;
• Предотвращение образования обогащенных кислородом или кислородонедостаточных сред.

Для обнаружения вредных атмосфер следует использовать контрольные приборы. Если обеспечить адекватную вентиляцию невозможно, необходимо применять аппараты дыхания с подачей воздуха или шланговые маски, утвержденные для данного назначения.

В таких ситуациях за пределами замкнутого пространства должны находиться дежурные, обеспечивающие безопасность работающих внутри. Требования данного раздела описывают стандарты, установленные для дуговой и газовой сварки и резки.

Для понимания правильного подхода к вашей конкретной ситуации рекомендуется консультироваться с сертифицированным промышленным гигиенистом.

Безопасность при сварке, резке и смежных процессах, а также стандарт ANSI (Американский национальный институт стандартов) Z49.1 «Безопасность при сварке и резке».

Всякий раз, когда вентиляция используется как средство защиты рабочего, вентиляционная система должна эксплуатироваться и обслуживаться в соответствии с допустимыми процедурами.

Если вентиляция одна не может обеспечить адекватную защиту сварщика, также может использоваться личное защитное оборудование (респираторы). Подходящий респиратор выбирается в зависимости от присутствующих опасных факторов, применимого законодательства и/или стандарта CSA Z94.4 «Защита органов дыхания».

Факторы, учитываемые при выборе вентиляции

Выбор вентиляции зависит от:

• Объема рабочего пространства;
• Конфигурации рабочего пространства;
• Количества сварщиков;
• Сварочного процесса и тока;
• Используемых расходных материалов (мягкая сталь, наплавка, нержавеющая сталь и т.д.);
• Допустимых уровней (TLV, PEL и др.);
• Сварного материала (включая краску или покрытие);
• Естественного воздушного потока.

Различные типы вентиляции

Стратегии вентиляции делятся на три основные категории:

• Естественная дилюционная вентиляция (наименее эффективная);
• Механическая дилюционная вентиляция;
• Местная вытяжная вентиляция (наиболее эффективная).

1. Естественная вентиляция

Естественная вентиляция — это движение воздуха через рабочее пространство под действием естественных сил. На улице это обычно ветер. В помещении — поток воздуха через открытые окна и двери.

Согласно регламентам OSHA, при сварке и резке мягких сталей естественная вентиляция обычно считается достаточной для предотвращения воздействия, при условии что:

• Помещение или сварочная зона содержат не менее 10 000 кубических футов (около 6,7 × 6,7 × 6,7 м) на каждого сварщика;
• Высота потолка не менее 16 футов (4,9 м);
• Поперечная вентиляция не блокируется перегородками, оборудованием или другими конструктивными барьерами. Примечание: Когда сварка должна выполняться в пространстве, полностью огороженном со всех сторон, экраны должны быть расположены так, чтобы не создавать серьезных ограничений вентиляции. Экраны следует монтировать на высоте около 2 футов (0,6 м) от пола (если работа не выполняется на низком уровне и экран должен доходить до пола для защиты близко стоящих рабочих от слепящего света сварки).
• Сварка не производится в замкнутом пространстве.

Пространства, не соответствующие этим требованиям, должны быть оснащены механическим вентиляционным оборудованием, вытягивающим не менее 2000 куб. фут/мин (944 л/с) воздуха на каждого сварщика, за исключением случаев использования местных вытяжных колпаков или кабин, или респираторов с подачей воздуха по шлангу.

2. Механическая вентиляция

Механическая вентиляция — это движение воздуха через рабочее пространство, вызванное электрическим устройством, таким как переносной вентилятор или стационарно установленный вентилятор в потолке или стене.

Минимальная скорость потока должна составлять 2000 куб. фут/мин на сварщика, за исключением случаев, когда предусмотрены и используются местные вытяжные колпаки и кабины или респираторы с подачей воздуха. Согласно OSHA 29 CFR 1910.252(c), следующие пространства требуют механической вентиляции:

• В пространстве менее 10 000 куб. футов (около 6,7 × 6,7 × 6,7 м) на сварщика;
• В помещении с высотой потолка менее 16 футов (4,9 м);
• В замкнутых пространствах или там, где сварочное пространство содержит перегородки, балконы или другие конструктивные барьеры, в значительной степени препятствующие поперечной вентиляции.

3. Местная вытяжная вентиляция (МВВ)

Источниковый выхлоп или местная вытяжная вентиляция (МВВ) — это механическое устройство, используемое для захвата сварочных дымов на дуге или рядом с ней и фильтрации загрязнителей из воздуха. МВВ — наиболее эффективное средство удаления загрязнителей из зоны дыхания сварщика. Устройства МВВ должны быть способны поддерживать скорость 100 фут/мин (0,5 м/с) в направлении к впуску воздуха.

Примеры местной вытяжной вентиляции:

• Приточный стол (Downdraft Bench). Приточный стол имеет открытую решетчатую рабочую поверхность. Воздух засасывается вниз через решетку, увлекая загрязнители в вытяжные каналы. Скорость воздуха должна быть достаточно высокой, чтобы предотвратить накопление загрязнителей и их подъем в зону дыхания. Если заготовки слишком велики, они могут блокировать поток вентиляции или создавать зоны высокой скорости воздуха (что может влиять на защитные газы).
• Подвижной колпак (Moveable Hood). Гибкая воздуховодная труба позволяет перемещать захватный колпак туда, где это требуется. Обеспечьте скорость воздуха не менее 100 фут/мин (0,5 м/с) через сварочную дугу. Разместите колпак максимально близко к месту работы. Оптимальное расположение колпака — на расстоянии примерно одного диаметра трубы от дуги.
• Сварочные пистолеты с вытяжкой дыма (Fume Extraction Welding Guns). Загрязнители удаляются непосредственно у источника их образования и засасываются через шланг в вытяжную систему. Они могут быть очень эффективны на плоских и вертикальных поверхностях, в углах и вокруг фланцев.

Вентиляция при работе с фтористыми соединениями

В замкнутых пространствах сварка или резка с использованием флюсов, покрытий или других материалов, содержащих фтористые соединения, должны выполняться в соответствии с пунктом 2-4 h, вентиляция в замкнутых пространствах.

Фтористое соединение — это соединение, содержащее фтор как элемент в химическом сочетании, а не в виде свободного газа.

Максимально допустимая концентрация.

Необходимость в местной вытяжной вентиляции или респираторах с подачей воздуха для сварки или резки в не замкнутых пространствах зависит от индивидуальных обстоятельств.

Однако опыт показывает, что такая защита желательна для стационарного производственного сварки и для всей производственной сварки нержавеющей стали.

Когда пробы воздуха, взятые на месте сварки, указывают на то, что выделяемые фториды ниже максимально допустимой концентрации, такая защита не требуется.

Цинк

Вентиляция при сварке цинка в замкнутых пространствах: при сварке или резке с использованием наплавочных материалов на основе цинка или металлов, покрытых цинкосодержащими материалами, в замкнутых пространствах следует руководствоваться регламентами по вентиляции в замкнутых пространствах.

В помещениях сварка или резка с участием цинкосодержащих металлов или наплавочных материалов, покрытых цинкосодержащими покрытиями, должна выполняться в соответствии с нормами местной вытяжной вентиляции.

Свинец

В замкнутых пространствах сварка, задействующая свинцосодержащие металлы (ошибочно называемая «свинцолитьем»), должна выполняться в соответствии с рекомендациями по вентиляции в замкнутых пространствах.

В помещениях сварка с использованием свинцосодержащих металлов должна выполняться в соответствии с рекомендациями по местной вытяжной вентиляции.

Местная вентиляция в замкнутых пространствах или помещениях: при сварке или резке с участием металлов, содержащих свинец, или металлов, покрытых свинцосодержащими материалами, включая краску, следует использовать местную вытяжную вентиляцию или респираторы с подачей воздуха.

На открытом воздухе такие операции должны выполняться с использованием респираторной защитной экипировки, одобренной Бюро шахт США, Национальным институтом охраны труда и охраны здоровья (NIOSH) или другими государственными уполномоченными испытательными агентствами.

Во всех случаях рабочие в непосредственной близости от операции резки или сварки должны быть защищены по необходимости местной вытяжной вентиляцией или респираторами с подачей воздуха.

Бериллий

Сварка или резка в помещениях, на открытом воздухе или в замкнутых пространствах с участием бериллиесодержащих материалов или наплавочных материалов должна выполняться с использованием местной вытяжной вентиляции и респираторов с подачей воздуха.

Это должно выполняться без исключения, если только атмосферные тесты в самых неблагоприятных условиях не установили, что воздействие на рабочих находится в пределах допустимых концентраций последних Пороговых предельно допустимых значений (TLV) Американской конференции государственных промышленных гигиенистов или пределов воздействия, установленных Законом 91-596, Законом об охране труда и здоровья 1970 года.

Во всех случаях рабочие в непосредственной близости от сварки или резки должны быть защищены по необходимости местной вытяжной вентиляцией или респираторами с подачей воздуха.

Кадмий

Общие положения. Сварка или резка в помещениях или замкнутых пространствах с участием кадмиесодержащих или кадмийпокрытых основных металлов должна выполняться с использованием местной вытяжной вентиляции или респираторов с подачей воздуха.

На открытом воздухе такие операции должны выполняться с использованием респираторной защитной экипировки, такой как респираторы от дыма, одобренных Бюро шахт США, Национальным институтом охраны труда и охраны здоровья или другими государственными уполномоченными испытательными агентствами для таких целей.

Замкнутое пространство. Сварка (пайка) с использованием кадмиесодержащих наплавочных материалов должна выполняться с вентиляцией, предписанной в разделе о местной вытяжной вентиляции, и вентиляцией в замкнутых пространствах, если работа выполняется в замкнутом пространстве.

Ртуть

Сварка или резка в помещении или замкнутом пространстве с участием металлов, покрытых ртутьсодержащими материалами, включая краску, должна выполняться с использованием местной вытяжной сварочной вентиляции или респираторов с подачей воздуха.

На открытом воздухе такие операции должны выполняться с использованием респираторной защитной экипировки, одобренной Национальным институтом охраны труда и охраны здоровья, Бюро шахт США или другими государственными уполномоченными испытательными агентствами.