前言
焊接(welding)是利用熔合方式在两块金属间建立连结的作业,其特点是焊接部份的强度、性质与工件相近。在焊接过程中,须有填充焊料及熔融焊料所用的热源。此热能主要来自气体火焰、电弧或电阻,利用电弧为目前使用较广的焊接技术。依电弧焊接技术的种类,焊料可来自电极本身或另外填充的焊线或焊条。美国焊接学会(American Welding Society, AWS)将焊接分为八十几种。多种技术已被发展为喷射涂料、切割及分离,而非单以连接目的。由于焊接技术种类繁多,同时加上焊接目的、工件、焊料及作业环境通风情况的差异,使作业工人面临的职业卫生问题变成极为复杂。
焊接识别要点
无论是何种焊接工艺,其产生的职业病危害因素的识别主要围绕使用的材料、使用的热源、作业环境3个方面。
使用的材料
(1)被焊接或切割的金属。我们用过MSDS分析被焊接金属成份,例如金属烟的识别,普通碳钢识别锰,而不锈钢需要六价铬、镍等。
(2)使用的焊条、焊丝。一般来说焊条、焊丝的成份与被焊金属类似,例如不锈钢焊条就含有镍、铬。
(3)使用的助焊剂,例如松香、IPA等。
(4)保护气,例如二氧化碳、氩气等。
(5)被焊接或切割金属上的涂料或者清洗残留的溶剂,例如使用三氯乙烯清洗金属件,焊接过程受到高温与紫外线影响产生光气、氯化氢、氯气等有毒气体。
(6)被焊接或切割金属上覆盖的保温材料,例如含石棉保温层的管道焊接过程会造成工人的石棉暴露。
使用的热源
(1)电弧 一般的电弧焊使用高压电弧产生热源,电弧的存在会产生紫外线以及电离空气中的氧气和氮气,从而产生臭氧、氮氧化物。
(2)电阻 电流流过较大的电阻会产热从而使金属或者焊料熔化,一般电阻焊产生极少量的烟尘,不产生紫外辐射,臭氧、氮氧化物。
(3)氧燃料 一般用于氧燃料焊接或切割,由于没有电弧不必识别紫外线以及臭氧、氮氧化物,根据被焊物料成份识别电焊烟尘以及相应的金属烟。
(4)等离子 一般用于等离子弧焊接或切割,等离子弧焊接或者切割涉及高压电弧,故需要识别紫外线以及臭氧、氮氧化物。
(5)激光束 一般用于激光束焊接、切割,由于不涉及高压电弧,故不需要识别紫外线、臭氧、氮氧化物,对应识别激光辐射以及电焊烟尘、金属烟等。
(6)电子束 用于电子束焊接,由于使用电子束,会产生X射线,X射线可以电离空气中的氧气和氮气,对应识别X射线、臭氧、氮氧化物、电焊烟尘以及金属烟等。
作业环境
作业环境一般分为开放式作业场所、密闭空间、半封闭空间、潮湿作业场所、电焊密闭作业场所。例如电弧焊场所通风良好,那么臭氧、氮氧化物、一氧化碳可以不作为主要职业病危害因素,可以不识别。但是当在密闭空间中进行焊接作业(例如储罐、锅炉、船舱等),那么臭氧、氮氧化物、一氧化碳等浓度可能很高甚至能导致死亡。
常见焊接作业危害识别
相关工艺流程描述以及识别过程不累赘了,本文只列举常态下的主要危害识别,引用自全球最权威的几本书籍。
1、手工电弧焊(SMAW)
电焊烟尘(主要成份三氧化二铁、四氧化三铁)、金属烟(例如锰、镍、铜、铬等,根据材料MSDS)、臭氧、氮氧化物、一氧化碳、紫外辐射、噪声等。
2、钨极氩弧焊(GTAW或TIG)
电焊烟尘(主要成份三氧化二铁、四氧化三铁)、金属烟(例如锰、镍、铬等,根据材料MSDS)、臭氧、氮氧化物、一氧化碳、紫外辐射、噪声等。
3、熔化极惰性气体保护焊(MIG)
电焊烟尘(主要成份三氧化二铁、四氧化三铁)、金属烟(例如锰、镍、铬等,根据材料MSDS)、臭氧、氮氧化物、一氧化碳、紫外辐射、噪声等。
4、药芯焊丝电弧焊(FCAW)
电焊烟尘(主要成份三氧化二铁、四氧化三铁)、金属烟(例如锰、镍、铬等,根据材料MSDS)、臭氧、氮氧化物、一氧化碳、紫外辐射、噪声等。FCAW产生的电焊烟尘、金属烟的量一般比SMAW、GMAW多。
5、埋弧焊(SAW或SubArc)
电焊烟尘(主要成份三氧化二铁、四氧化三铁)、金属烟(例如锰、镍、铬等,根据材料MSDS)、臭氧、氮氧化物、一氧化碳、紫外辐射、噪声等。一般电焊烟尘、金属烟等浓度较低,一般不会超标。
6、气电立焊(EGW)
电焊烟尘(主要成份三氧化二铁、四氧化三铁)、金属烟(例如锰、镍、铬等,根据材料MSDS)、臭氧、氮氧化物、一氧化碳、紫外辐射、噪声等。
7、电渣焊(ESW)
电焊烟尘(主要成份三氧化二铁、四氧化三铁)、金属烟(例如锰、镍、铬等,根据材料MSDS)、臭氧、氮氧化物、一氧化碳、紫外辐射、噪声等。一般电焊烟尘、金属烟、紫外辐射的暴露比较低。
8、螺柱焊接(SW)
紫外辐射、臭氧、氮氧化物。其中臭氧、氮氧化物暴露浓度极低。
9、等离子弧焊接(PAW)
电焊烟尘(主要成份三氧化二铁、四氧化三铁)、金属烟(例如锰、镍、铬等,根据材料MSDS)、臭氧、氮氧化物、一氧化碳、紫外辐射、噪声等。
10、氧燃料焊接(OFW)
电焊烟尘(主要成份三氧化二铁、四氧化三铁)、金属烟(例如锰、镍、铬等,根据材料MSDS)。
11、激光束焊接(LBW)
电焊烟尘(主要成份三氧化二铁、四氧化三铁)、金属烟(例如锰、镍、铬等,根据材料MSDS)、激光辐射、噪声等。
12、电阻焊(RW)
可识别电焊烟尘、金属烟(暴露极低),但是可以不作为主要职业病危害因素,不需要检测。
13、高频焊(HFW)
可识别电焊烟尘、金属烟(暴露极低),但是可以不作为主要职业病危害因素,不需要检测,主要职业病危害因素是高频电磁场。
14、电子束焊接(EBW)
可识别电焊烟尘、金属烟(暴露极低),但是可以不作为主要职业病危害因素。主要职业病危害因素为X射线、臭氧、氮氧化物。
15、摩擦焊接(FW)
主要职业病危害因素为噪声。
16、爆炸焊接(EW)
电焊烟尘、金属烟、氮氧化物、噪声等。
17、超声波焊接(USW)
噪声、高频电磁场。
18、切割
激光、等离子、氧燃料切割等危害识别类似焊接,所以我们平时碰到燃料切割危害因素可以识别烟尘(限值参考电焊烟尘)、金属烟、噪声等。
参考资料
(1)AIHA牛书《焊接健康与安全-OEHS专业人士指引》
(2)台湾资料《不锈钢焊接烟尘成份研究》
(3)相关电焊危害识别、控制课件
(4)相关电焊危害识别、控制视频
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来源 | 职防技术专委会、职业卫生之家