Что выделяется при сварке

Вредные вещества при сварочных работах и защита от них

При проведении сварочных работ выделяется большое количество вредных для здоровья веществ. Под воздействием высоких температур высвобождаются газы, которые оказывают токсичное действие на дыхательные пути. Сварщик взаимодействует с ярким ультрафиолетовым излучением, пагубно влияющим на органы зрения. Для безопасной работы необходимо соблюдать технику безопасности и носить специальную защитную одежду и маску.

Основные разновидности вредных веществ, выделяемых при сварке

Сварочные процессы издают повышенный шум, а при работе с некоторыми сплавами в стороны разлетаются искры и брызги расплавленного металла. От этих и многих других вредных для здоровья факторов можно полностью избавиться или значительно уменьшить их влияние с помощью средств индивидуальной защиты.

Все вредные вещества имеют классификацию по ГОСТ 12.1.007-76 и разделены на 4 класса опасности:

1. чрезвычайно опасные;
2. высокоопасные;
3. опасные;
4. умеренно опасные.

Подбор индивидуальных средств защиты должен учитывать класс работ и создавать полноценную защиту для организма человека.

Искры и брызги расплавленного металла

Капли горячего металла способны травмировать незащищенную поверхность кожи или повредить глаза. Около четверти всех травм сварщики получают от взаимодействия с высокотемпературными брызгами и искрами.

Качественная защитная одежда и полнолицевая сварочная маска.

Излучение сварочной дуги

При сварке образуется излучение, состоящее из нескольких видов лучей.

• УФ-А — 320 – 380 нм;
• УФ-В — 290 – 320 нм;
• УФ-С — 180 – 290 нм.

Все три типа лучей оказывают негативное влияние на зрение. При кратковременном воздействии повреждается роговица глаза, а сварщик ощущает «песок» в глазах и болезненно реагирует на яркий свет. Опасность такого вида повреждения заключается в том, что первые симптомы проявляются спустя несколько часов.

Видимое — повреждает сосуды в глазах, вызывая их воспаление и расширение. В некоторых случаях в глазу появляются красные пятна из-за микрокровотечений. При использовании недостаточно качественных средств защиты систематическое воздействие на глазные сосуды может привести к необратимым процессам в сетчатке с последующим ухудшением зрения.

Инфракрасное — излучение непосредственно действует на хрусталик глаза, постепенно его нагревая. Систематическое влияние инфракрасного излучения приводит к образованию катаракты.

Для полноценной защиты глаз от воздействия разного рода лучей от сварки необходимо применять щитки с имеющимися на них ультрафиолетовыми фильтрами.

Сварочный дым

Образуется в процессе сварки. Под действием высоких температур на металл происходит его окисление и испарение. Дым включает в себя флюс, защитный газ, легирующие элементы, которые, испаряясь, вступают во взаимодействие с воздухом. В результате образуются новые вещества, составляющие мелкодисперсную пыль.

Конверсионные потоки, возникающие от сварки, подхватывают пыль и поднимают ее вверх. Помещение постепенно становится запыленным и загазованным. Сварочная пыль очень медленно оседает, поэтому в производственном помещении, в котором на постоянной основе проводятся сварочные работы, воздух не является чистым и безвредным для дыхания.

Сварочная пыль содержит в себе окислы кремния, железа и марганца, а также вредные газы и другие токсичные включения, которые входят в состав сварочного аэрозоля. Эта смесь элементов при вдыхании беспрепятственно проникает в дыхательные пути.

Самые мелкие частицы пыли, размер которых составляет 2-5 мкм, проникают более глубже, а частицы, размером от 10 мкм, оседают в бронхах. Они более опасны для здоровья и при постоянном проникновении в организм провоцируют возникновение воспалительных процессов, а также приводят к так называемым «профессиональным заболеваниям».

Вредные вещества, накапливаясь в организме, приводят к частым головным болям, анемии, проблемам с пищеварительным трактом и разного рода легочных заболеваний. Такие первоначальные симптомы, как тошнота, головокружение, раздражение кожи, кашель, повышение температуры свидетельствуют о несоблюдении техники безопасности при работе со сваркой и о неправильном выборе индивидуальных средств личной защиты.

Сварочные работы всегда сопровождаются повышенным шумом. При постоянном воздействии на слуховой аппарат он приводит к понижению слуха, снижению концентрации и частым возникновением головных болей.

Защита слухового аппарата относится к обязательной. Современные индивидуальные средства защиты позволяют не только уменьшать шум, снижая его до безопасной частоты для слухового аппарата, но и не препятствующие проникновению других звуков. Сварщик, делая свою работу, постоянно находится во взаимодействии с окружающими людьми, он не отрезан полностью от внешнего мира. Данная опция повышает личную безопасность человека при возникновении аварийной или чрезвычайной ситуации.

Также вред организму оказывает физический фактор. Сварщик постоянно находится в неподвижной позе при кропотливой работе, требующей внимательности, сосредоточенности и точности движений. Монотонность работы влияет на опорно-двигательный аппарат и требует периодических перерывов.

Немаловажную роль в обеспечение безопасности при проведении сварочных работ, является правильно оборудованное техническое помещение. Специальные вытяжки и другое оборудование, обеспечивающее фильтрацию и полноценную циркуляцию воздуха, значительно снижают агрессивное воздействие опасных и вредных для здоровья человека элементов.

Для профессиональной защиты человека при сварочных работах, когда выделяются опасные для организма элементы, предусмотрены средства защиты с отдельным блоком, через который происходит принудительная подача воздуха.

Риски для здоровья при сварке MIG

Сварка в инертном газе (MIG), по сравнению с процессом MAG, хотя и снижает выбросы загрязняющих веществ, однако является причиной выделений опасных веществ с высоким риском для здоровья. И, прежде всего, взаимодействие человека с газом делает неизбежным обеспечение эффективной безопасности на производстве.

Сварка MIG считается очень продуктивным и быстрым видом сварки и используется, главным образом, при обработке цветных металлов — например, при производстве различных установок, аппаратов или самолетов. В отличие от сварки MAG, в MIG-сварке используются не активные газы, а инертные. В первую очередь аргон, а в некоторых случаях и более дорогой гелий, помогают защитить сварной шов от окисления внешним воздействием кислорода из воздуха.

Но в этом как раз и скрывается опасность для здоровья сварщиков. Сварка MIG — это вид дуговой сварки. Для обеспечения высокой производительности дуга имеет решающее значение. Она обеспечивает высокие температуры и оплавляет сварочную проволоку, намотанную на катушку. Проволока, в свою очередь, служит токоведущим электродом, но также и дополнительным материалом. И 95 % опасных веществ во время сварки обычно возникают из присадочных материалов.

Хотя MIG-сварка, по сравнению со сваркой MAG, вызывает меньшее количество сварочных дымов, ее опасность проявляется в деталях. При сварке алюминиевых материалов выделяются прежде всего фракции оксида алюминия. Он является очень опасным и может привести к оседанию пыли в дыхательных путях, особенно в легких. Сварщик может заболеть необратимым алюминозом — патологическими изменениями в легких, которые развиваются при вдыхании пыли алюминия.

Интенсивность воздействия имеет решающее значение. Подобным образом может возникнуть раздражение дыхательных путей.

При MIG-сварке алюминиевых сплавов должны учитываться также риски от озона. Происхождение газа, в основном, связано со сварочной дугой в сочетании с небольшим количеством сварочных дымов. Поскольку при сварке выделяется меньше сварочных дымов, возникает меньше препятствий для распространения ультрафиолетовых лучей. При этом они отражаются от блестящих поверхностей материалов из алюминия и нержавеющей стали. Так в рабочей зоне возникает озон. Большее количество возникающей пыли и дымов способствовало бы быстрому распаду этого неустойчивого газа на кислород. Вдыхание озона вызывает раздражение слизистой оболочки, интоксикацию раздражающим газом или отек легких. Кстати, при MIG-сварке производится в десять раз больше озона, чем при сварке TIG.

Никелевые сплавы в качестве присадочного материала очень опасны при сварке MIG!

При MIG-сварке никеля или сплавов на основе никеля наибольшая вероятность возникновения опасности возникает из-за присадочных материалов. Если они в большей мере состоят из никеля, сварочный дым содержит оксид никеля в количестве до 87 %. Оксид никеля является канцерогеном.

Кроме того, если сплавы на основе никеля содержат медь, можно предположить, что возникает большее количество сварочных дымов. При этом, оксид меди, который классифицируется как токсичный и может вызвать металлическую лихорадку, является основным компонентом.

Для снижения негативных последствий для здоровья человека необходимо обеспечить рабочее место сварщика необходимым фильтровентиляционным оборудованием и средствами защиты при сварке. В частности, сварщикам должен быть обеспечен немедленный захват вредного дыма с места его возникновения. Большую помощь отечественным производствам в этом вопросе оказывает мобильный фильтровентиляционный агрегат STRONGMASTER немецкой компании TEKA. Он используется для продолжительной очистки воздуха от дыма и пыли, образующихся при сварке нелегированных сталей, благородных металлов, оцинкованного материала и алюминия, даже при их высоких концентрациях.

Передвижной картриджный агрегат испытан со всеми вытяжными устройствами ТЕКА и заверен IFA на фильтрацию дыма класса W3 (Свидетельство об испытаниях IFA 201021078/1140). Эффективность очистки составляет ≥ 99 %.

Установка оснащена регенерируемым фильтр-картриджем, что делает его особо экономичным в отношении прямых и косвенных затрат на его содержание. Так, для примера, одноразовый фильтр при сварке MIG наполнится уже к концу первого дня использования. Фильтр-картридж компании TEKA, в зависимости от интенсивности использования, служит от двух до трех лет – а это прямая экономия на расходных материалах. При очистке фильтр-картридж не вынимается из корпуса, что предохраняет от возврата уловленной пыли обратно в рабочее помещение. Конструкция установки разработана в соответствии с требованиями пожарной безопасности, предъявляемых агрегатам осуществляющим фильтрацию сварочного дыма класса „W3“ (высоколегированные стали). При правильном применении установка может эксплуатироваться в помещении по рециркуляционной схеме, так как им выполняются все требования к исключительным ситуациям согласно новому европейскому закону о вредных веществах (GefstoffV).

Прочная стальная конструкция со сплошным порошковым покрытием обеспечивает бесперебойный режим работы, даже в самых тяжелых условиях.

Отражательная пластина служит пресепаратором грубых частиц. Затем воздух проводится через фильтр-картридж, здесь на его поверхности задерживаются остаточные частицы пыли и дыма. Фильтр очищается изнутри, со стороны чистого воздуха, и через дверку техотсека, с помощью ручного пневматического пульверизатора. Пыль собирается в пылесборнике, откуда затем удаляется.

Очищенный воздух возвращается обратно в рабочее помещение через выходную решётку не в сторону, а вверх. Таким образом, уже на расстоянии 1 метра от установки не ощущается сквозных потоков воздуха. Агрегат оснащён особо мощным вентилятором, создающим высокое разряжение, что даёт высокую производительность даже при насыщенности фильтров.

В зависимости от требований заказчика и производства, возможно укомплектовать фильтровентиляционный агрегат вытяжным рукавом 2, 3 или 4 метра (гибким или жестким), либо вытяжным шлангом длиной до 12 метров с вытяжным колпаком на магнитной ножке для удобного позиционирования. Кроме того, можно доукомплектовать установку комплектом подсветки – для лучшего освещения зоны сварки, кнопкой включения через колпак – в этом случае сварщик 100% будет включать агрегат только для сварки, ведь ему не нужно будет никуда для этого ходить, что значительно сэкономит электроэнергию.

Компания «ДельтаСвар» является официальным дистрибьютором ТЕКА в России. Наши специалисты проконсультируют Вас по всем вопросам относительно фильтро-вентиляционного оборудования, организации рабочего места сварщика и средств индивидуальной защиты.

Читайте также:

Выставка «Металлообработка. Сварка — Урал»
Выставка «Металлообработка. Сварка — Урал» — 23-я Специализированная выставка технологий и оборудования для машиностроения, металлообрабатывающей промышленности и сварочного оборудования. Приглашаем посетить стенды № F31 и С71 компании «ДельтаСвар» в павильоне 1 с 14 по 17 марта 2023 года в МВЦ Екатеринбург-ЭКСПО, г. Екатеринбург! .

Выставка Weldex-2022
Приглашаем Вас посетить стенд нашей компании на выставке Weldex-2022, которая пройдет 11-14 октября 2022 года в МВЦ «Крокус Экспо»! .

Обзор машин термической резки ProArc и их преимущества
Машины термической резки c ЧПУ производства ProArc (Тайвань) – это высокотехнологичное автоматизированное оборудование для обработки листов разных размеров. Станки позволяют решать как простые, так и сложные производственные задачи. .

Разбираемся в новинках от компании EWM AG
Что позволяет идентифицировать любую производственную компанию как успешную? Конечно, её результаты и продукция на мировом рынке! EWM AG по праву можно считать одним из лидеров в области производства сварочного оборудования. .

Исследование

Процессы сварки используются во всех сферах хозяйственной деятельности человека. Наибольшее распространение в настоящее время получили виды сварки с применением энергии электричества и газов.

Отличительной особенностью условий труда сварщиков по сравнению с другими профессиями является наличие ряда характерных опасных и вредных производственных факторов, являющихся неотъемлемым следствием сварочного процесса. Среди них наибольшую угрозу для здоровья сварщика представляет сварочный аэрозоль, от которого до настоящего времени сварщик защищён очень слабо. Об этом свидетельствуют результаты медицинских обследовании, доказывающие, что среди профессиональных заболеваний сварщиков России и других государств СНГ примерно 80% составляют бронхо-лёгочные, вызванные воздействием сварочного аэрозоля. Это – пневмокониоз, который явился у сварщиков, проработавших в сварочных цехах боле 15 лет, и хронических бронхит, возникающий уже через 5 лет работы в профессии сварщика. Кроме того имеются данные, свидетельствующие о том, что воздействие сварочного аэрозоля на органы дыхания может вызвать риск развития онкологических заболеваний.

Сварочный аэрозоль

Сварочный аэрозоль, представляющий опасность для здоровья работающих, образуется в результате испарения расплавленного металла и шлака, окисления и конденсации образовавшегося пара в твёрдые частицы при выносе его из зоны дуги в окружающую атмосферу, а также в результате образования газов из защитной атмосферы и воздуха при воздействии на них сварочной дуги.

Основной источник паров, из которых образуются токсичные соединения сварочного аэрозоля, находится на торце электрода. Образующийся химический состав токсичных соединений сварочного аэрозоля обусловлен испарением капель расплавленного металла, отрывающихся от торца электрода.

Состав пара зависит от вида испарения металла, определяемого характером переноса электродного металла через дуговой промежуток. Различают фракционный вид испарения, при котором образуется аэрозоль, состав которого определяется парциальными давлениями паров его компонентов и богат фракцией более летучих компонентов, а также нефракционный – когда состав аэрозоля не зависит от упругости паров компонентов и подобен составу применяемого электрода.

Количество выделений и химический состав аэрозоля в целом зависят от составов сварочного материала, защитной атмосферы и от режима сварки. Однако влияние этих параметров на состав сварочного аэрозоля изучено недостаточно.

Имеющиеся данные свидетельствуют об отсутствии надёжной системы прогнозирования составов токсичных соединений сварочного аэрозоля в зависимости от составов сварочных материалов и не установлены зависимости её химического состава от режима сварки. Существующая математическая модель, основанная на измерительном испарении элементов расплава, довольно приблизительно описывает токсичные соединения сварочного аэрозоля, поскольку не учитывает отличительные особенности испарения при дуговом процессе, т.е. фракционное и нефракционное испарение.

Процессы образования сварочного аэрозоля при дуговой сварке изучены недостаточно, а вытекающие из этого рекомендации по снижению выделения сварочного аэрозоля далеко не совершенны.

Характеристика химического состава СА

Таблица 1.1.

Данные согласно Международному стандарту ISO 4063-78
(О – низкий, Х – высокий уровень выделения компонентов СА)

Наличие компонентов СА в воздухе рабочей зоны

ручная дуговая электродом покрытым:

дуговая порошковой проволокой

дуговая под флюсом проволочным электродом

дуговая плавящимся электродом в инертных газах

дуговая плавящимся электродом в активных газах

дуговая плавящимся электродом в активных газах

дуговая порошковой проволокой в инертных газах

дуговая вольфрамовым электродом в инертных газах с присадочной проволокой или без неё

Характеристика классов СА и методы их нейтрализации

Таблица 1.2.

Номер класса СА

Название класса СА

Методы нейтрализации СА

Ручная дуговая покрытыми электродами (кроме электродов с основным покрытием).

Механическая или электростатическая фильтрация воздуха от ТССА

Ручная дуговая покрытыми электродами с основным покрытием: порошковой проволокой; под флюсом.

Механическая или электростатическая фильтрация от ТССА; сорбционно-фильтрующая нейтрализация HF и SiF₄

Дуговая плавящимся электродом в активных газах (CO₂); газовая сварка.

Механическая или электростатическая фильтрация от ТССА; низкотемпературное каталитическое окисление CO до CO₂ или сорбционно-фильтрующая нейтрализация HF и CO

Дуговая плавящимся электродом в активных газах; дуговая вольфрамовым электродом в инертных газах; плазменная

Механическая или электростатическая фильтрация от ТССА; низкотемпературное каталитическое разложение O₃

Дуговая порошковой проволокой в активном газе (CO₂)

Механическая или электростатическая фильтрация от ТССА; сорбционно-фильтрующая нейтрализация HF и SiF₄; низкотемпературное каталитическое окисление CO до CO₂ или сорбционно-фильтрующая нейтрализация HF и CO

Дуговая порошковой проволокой в инертных газах

Механическая или электростатическая фильтрация от ТССА; сорбционно-фильтрующая нейтрализация HF и SiF₄; низкотемпературное каталитическое разложение O₃

Выбор средств защиты

Применяемое до настоящего времени отечественное вентиляционное оборудование имеет малую эффективность удаления загрязнённого аэрозолем воздуха из производственных цехов, а применяемые в нём фильтрующие материалы не очищают воздух от вредных компонентов газообразных соединений сварочного аэрозоля.

Анализ исследований, посвящённых СИЗОД для сварщиков от сварочного аэрозоля, позволяет выделить два основных направления в решении этой проблемы: применение фильтрующих респираторов; использование масок сварщика с системой очистки и подачи воздуха в зону дыхания. Первое из них – более простое, однако из-за не совсем удовлетворительных характеристик респираторов в физиологическом отношении (сопротивление дыханию) длительность их применения ограничена. Респираторы целесообразно использовать лишь в тех случаях, когда невозможно применять другие, более удобные средства защиты сварщика от сварочного аэрозоля. Второе направление лишено этих недостатков. Применение защитной маски с системой подачи очищенного воздуха позволяет наиболее эффективно защищать органы дыхания от сварочного аэрозоля.

Правильный выбор методов и средств защиты сварщиков от сварочного аэрозоля может быть осуществлён на основе знания их типичных составов. Очистка воздуха от токсичных соединений сварочного аэрозоля осуществляется относительно легко: для этого применяют механическую фильтрацию загрязнённого воздуха через тканевые, бумажные, зернистые или электростатические фильтры. Для очистки воздуха от газообразных соединений сварочного аэрозоля необходимо применять химические фильтры, причём предназначенные либо для избирательного улавливания определённых газов, либо комбинированные для нейтрализации всех компонентов газообразных соединений сварочного аэрозоля.

Выбор типа средств индивидуальной защиты органов дыхания сварщиков от вредного воздействия сварочного аэрозоля определяется конструктивными особенностями свариваемого изделия, оснащением места сварки и его расположением. Если особенности рабочего места и свариваемой конструкции не позволяют использовать устройства местного отсоса, передвижные и переносные фильтровентиляционные установки, вентиляторы или сварочное оборудование со встроенным отсосом, то для исключения влияния вредных веществ сварочного аэрозоля на организм сварщика используют средства индивидуальной защиты органов дыхания. Особую актуальность применение средств индивидуальной защиты органов дыхания приобретает при сварке в труднодоступных местах и в замкнутых пространствах.

По принципу действия средства индивидуальной защиты органов дыхания разделяются на две группы: фильтрующие (респираторы и противогазы), при использовании которых вдыхаемый человеком воздух очищается от вредных примесей с помощью сорбентов или фильтров, и изолирующие (шланговые и автономные дыхательные аппараты), способствующие изолированию органов дыхания человека от вредного воздействия окружающей среды (чистый воздух для дыхания в этом случае поступает из источника дыхательной смеси).

В зависимости от назначения фильтрующие средства индивидуальной защиты органов дыхания в соответствии с ГОСТ 12.4.034-85 различают противогазовые (ФГ), служащие для защиты от паров и газообразных веществ, противопылевые (ФП), предназначенные для защиты от различных аэрозолей (пыль, дым, туман), а также газопылезащитные (ФГП), применяемые в условиях одновременного содержания в воздухе газов, паров и аэрозолей различных веществ. Средства индивидуальной защиты органов дыхания должны удовлетворять также требованиям ГОСТ 12.4.174-87 – по следующим характеристикам:

Как и на что влияет сварка

Любая сварка является вредной работой, тем более, если не соблюдать элементарную технику безопасности. От сварки могут пострадать не только глаза сварщика, но и другие органы. Это может произойти не сразу, а со временем, когда в организме накопиться большое количество вредных веществ.

Чтобы этого не случилось, каждый сварщик должен соблюдать правила безопасности. Поэтому перед тем, как учиться варить или покупать сварочный аппарат «для себя», необходимо ознакомиться с данным материалом. Из статьи вы узнаете, на что именно влияет сварка и как можно защититься во время этого вредного процесса.

Как и на что влияет сварка — об этом должен знать каждый сварщик

В сварочном дыме содержится большое количество вредных веществ, оксидов металла, которые сварщик вдыхает при выполнении работ. Их количество во многом зависит от различных факторов, например, марки электродов и свариваемого металла, а также от того, насколько правильно организован сварочный пост.

Если на нем есть вытяжная вентиляция, то количество вдыхаемых вредных веществ намного меньше, чем могло бы быть.

Не стоит, наверное, перечислять, какие именно вредные компоненты содержит сварочный дым. В основном это различные типы металлов, в том числе и тяжёлые, свинец тому подтверждение. Также в сварочном дыме есть: цинк, кадмий, железо, бериллий, кобальт и многие другие вещества.

В составе низкоуглеродистой стали, которая широко применяется в строительстве, в большом количестве содержится не только железа, но и марганца. При сварке марганец выделяется вместе с дымом, вдыхание которого ни к чему хорошему не приведёт.

Вообще, различные типы металлов имеют свой состав и очень трудно предугадать, как они могут повлиять на здоровье сварщика. Вот почему так важно, чтобы сварочный пост был оборудован вытяжной вентиляцией, а сам сварщик понимал весь негативный вред от сварки и использовал индивидуальные средства для защиты дыхательных путей.

Средства индивидуальной защиты сварщика

Кроме защиты дыхательных путей, не менее важно для сварщика использовать и защиту от ультрафиолета. УФ лучи, которые возникают в момент горения сварочной дуги, способны не только навредить зрению, но и открытой коже.

Поэтому важно защищаться комплексно, используя не очки, а сварочную маску со специальной одеждой сварщика, которая закрывала бы шею, руки и грудь. Есть такое понятие, как «сварочный загар» и, это не шутка. Если не защищаться от ультрафиолета при сварке, то можно загореть не хуже чем в солярии, нанеся при этом большой вред коже.

Каждый сварщик должен понимать, какой вред наносит сварка здоровью. Осознанный подход к сварке, поможет сохранить здоровье и остроту зрения. Особенно это касается начинающих сварщиков, так сказать «горячих голов», которые порой не придают этому никакого значения и, варят, в чем попало.