Вентиляция при сварке: типы, функции и практические примеры

Обзор вентиляции при сварке

Для процессов сварки, пайки, лужения, газорезки основная цель вентиляции — удаление загрязнителей воздуха из зоны дыхания сварщика. В каждом случае могут потребоваться разные стратегии вентиляции.

Вентиляция используется для трех общих целей:

• Удаление загрязнителей из зоны дыхания и рабочей зоны.
• Предотвращение накопления легковоспламеняющихся/горючих газов или паров.
• Предотвращение обогащенных или обедненных кислородом атмосфер.

Приборы мониторинга для обнаружения вредных атмосфер. Если адекватная вентиляция невозможна — использовать воздухоподводящие респираторы или шланговые маски, одобренные для этого. Наблюдатели снаружи замкнутого пространства для безопасности работающих внутри. Требования описывают стандарты для дуговой и газовой сварки/резки.

Сертифицированный промышленный гигиенист должен консультировать для вашей конкретной ситуации.

Безопасность в сварке, резке и смежных процессах, стандарт ANSI Z49.1 «Безопасность в сварке и резке».

Всякий раз, когда вентиляция используется как средство защиты рабочего, система должна эксплуатироваться и обслуживаться по принятым процедурам.

Если вентиляция одна не защищает сварщика — также СИЗ (респираторы). Выбор респиратора по опасностям, законодательству и/или стандарту CSA Z94.4 «Респираторная защита».

Факторы при выборе вентиляции

Выбор вентиляции зависит от:

• Объема рабочего пространства.
• Конфигурации рабочего пространства.
• Количества сварщиков.
• Сварочного процесса и тока.
• Расходников (мягкая сталь, наплавка, нержавейка и др.).
• Допустимых уровней (TLV, PEL и др.).
• Материала (включая краску/покрытие).
• Естественного потока воздуха.

Виды вентиляции

Стратегии вентиляции делятся на три категории:

• Естественная диллюционная вентиляция (наименее эффективная).
• Механическая диллюционная вентиляция.
• Локальная вытяжная вентиляция (LEV) — наиболее эффективная.

1. Естественная вентиляция

Движение воздуха через рабочее пространство естественными силами. На улице — ветер. Внутри — сквозняк через открытые окна/двери.

По OSHA, при сварке/резке мягких сталей естественная вентиляция обычно достаточна, если:

• Помещение/зона ≥283 м³ (10 000 куб. фут ≈ 6.7×6.7×6.7 м) на сварщика.
• Высота потолка ≥4.9 м (16 футов).
• Перекрестная вентиляция не блокируется перегородками, оборудованием, конструктивными барьерами. Примечание: при сварке в полностью окраиненном пространстве экраны должны быть расположены так, чтобы не ограничивать вентиляцию серьезно. Экраны монтируют ~0.6 м над полом (если работа не на низком уровне и экран должен доходить до пола для защиты от слепоты).
• Сварка не в замкнутом пространстве.

Пространства, не соответствующие требованиям, должны оснащаться механической вентиляцией, вытягивающей ≥56.6 м³/мин (2000 cfm) на сварщика, кроме случаев с локальными вытяжными кабю/камерами или шланговыми респираторами.

2. Механическая вентиляция

Движение воздуха электрическим прибором: переносной вентилятор или стационарный в потолке/стене.

Минимальный расход 56.6 м³/мин (2000 cfm) на сварщика, кроме случаев с локальными вытяжками или шланговыми респираторами. По OSHA 29 CFR 1910.252(c) механическая вентиляция обязательна в:

• Пространстве <283 м³ на сварщика.
• Помещении с высотой потолка <4.9 м.
• Замкнутых пространствах или где перегородки, балконы, барьеры существенно препятствуют перекрестной вентиляции.

3. Локальная вытяжная вентиляция (LEV)

Источковая экстракция или LEV — механическое устройство для захвата сварочных дымов у дуги или рядом и фильтрации загрязнителей. LEV — самый эффективный способ удаления загрязнителей из зоны дыхания. Устройства LEV должны обеспечивать скорость ≥0.5 м/с (100 фут/мин) к всасывающему отверстию.

Примеры LEV:

• Стол с нижним всасыванием (Downdraft Bench). Рабочая поверхность — открытая решетка. Воздух всасывается вниз через решетку, увлекая загрязнители в вытяжные каналы. Скорость воздуха должна быть достаточной, чтобы загрязнители не накапливались и не поднимались в зону дыхания. Если заготовки слишком большие — могут блокировать поток или создавать зоны высокой скорости (влияет на защитные газы).
• Подвижной захватывающий капюшон (Moveable Hood). Гибкая воздуховод позволяет перемещать капюшон куда нужно. Скорость воздуха ≥0.5 м/с через зону дуги. Капюшон максимально близко к работе. Оптимальное расположение — ~1 диаметр воздуховода от дуги.
• Сварочные горелки с извлечением дымов (Fume Extraction Welding Guns). Загрязнители удаляются в непосредственной близости от источника и уходят шлангом в вытяжную систему. Очень эффективны на плоских/вертикальных поверхностях, в углах и вокруг фланцев.

Вентиляция для фтористых соединений

В замкнутых пространствах сварка/резка с флюсами, покрытиями или материалами, содержащими фтористые соединения, должна выполняться согласно п. 2-4 h (вентиляция в замкнутых пространствах).

Фтористое соединение — содержащее фтор как элемент в химическом сочетании, а не как свободный газ.

Максимально допустимая концентрация. Необходимость LEV или шланговых респираторов для сварки/резки не в замкнутых пространствах зависит от обстоятельств. Но опыт показывает, что такая защита желательна для стационарного производственного сварки и всей производственной сварки нержавейки. Если пробы воздуха в зоне сварки показывают фториды ниже ПДК — защита не требуется.

Цинк

В замкнутых пространствах сварка/резка с цинкосодержащими наполнителями или металлами с цинковым покрытием — по регламентам вентиляции в замкнутых пространствах. В помещениях — по регламентам локальной вытяжной вентиляции.

Свинец

В замкнутых пространствах сварка свинцосодержащими металлами (ошибочно называемая свинцовой сваркой) — по руководящим линиям вентиляции в замкнутых пространствах. В помещениях — по руководящим линиям LEV. Локальная вентиляция в замкнутых пространствах или помещениях при сварке/резке металлов, содержащих свинец или покрытых свинцосодержащими материалами (включая краску) — LEV или шланговые респираторы. На улице — респираторная защита, одобренная US Bureau of Mines, NIOSH или другими гос. агентствами. Во всех случаях работники в непосредственной близости защищены LEV или шланговыми респираторами.

Бериллий

Сварка/резка в помещениях, на улице, в замкнутых пространствах с бериллийсодержащими материалами или наполнителями — только с LEV и шланговыми респираторами. Без исключений, если атмосферные тесты в самых неблагоприятных условиях не установили, что экспозиция в пределах допустимых ТLV (ACGIH) или пределов по Public Law 91-596 (OSHA 1970). Во всех случаях работники рядом защищены LEV или шланговыми респираторами.

Кадмий

Общие: сварка/резка в помещениях или замкнутых пространствах с кадмийсодержащими или кадмийпокрытыми базовыми металлами — LEV или шланговые респираторы. На улице — респираторная защита (дымовые респираторы), одобренная US Bureau of Mines, NIOSH или др. гос. агентствами. Замкнутое пространство: сварка (пайка) с кадмийсодержащими наполнителями — вентиляция по LEV и вентиляция в замкнутых пространствах, если работа в замкнутом пространстве.

Ртуть

Сварка/резка в помещениях или замкнутом пространстве с металлами, покрытыми ртутьсодержащими материалами (включая краску) — LEV или шланговые респираторы. На улице — респираторная защита, одобренная NIOSH, US Bureau of Mines или др. гос. агентствами.