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焊接烟尘对健康的影响及焊烟净化器

时间:2018-07-30 16:57   来源:国迈   访问量:

焊接也称作熔接、镕接,是一种以加热、高温或者高压的方式接合金属或其他热塑性材料如塑料的制造工艺及技术,但术语焊接通常是指焊接金属。现代焊接的能量来源有很多种,包括气体焰、电弧、激光、电子束、摩擦和超声波等。

焊接烟尘

然而,由于使用场景多样化,除了在工厂中使用外,焊接还可以在多种环境下进行,如野外、水下和太空。无论在何处,焊接都可能给操作者带来危险, 一个主要原因是吸入后产生不良副作用的粉尘和烟雾。这些颗粒的主要来源是焊接烟尘。

焊接烟尘可以定义为气体中固体颗粒的悬浮液,更具体地说,气溶胶科学家使用“烟雾”来描述任何从蒸汽中凝结的空气中金属或金属氧化物颗粒。这正是焊接金属时发生的情况。在焊接过程中迅速升温。部分金属在极端温度下蒸发,然后迅速冷却并冷凝成气流中的亚微米颗粒。

气流中另一个显着浓度的焊接烟尘来自于所谓的焊接微型分析仪。这些是小到足以保持空气传播的液滴。

焊接烟尘的危害

焊接烟尘危害与焊接过程中可吸入的物质直接相关。大多数有害物质都是非常细小的,不同类型金属的可吸入颗粒,包括:


石棉二氧化硅

含有烟雾的锰是焊接烟尘时遇到的最大风险之一。吸入金属会对大脑和神经系统造成严重损害。锰烟可导致帕金森病的发作,帕金森病是一种影响运动和平衡的致残疾病。它还会导致“锰中毒”,这与帕金森氏症密切相关,因为它很难正常运动。

氧化铁也可以包含在焊接烟尘中,这对呼吸系统非常刺激。还有镉用于涂覆金属,这可能导致肺部疾病,肺气肿和肾衰竭。其他有害物质包括氧化铅和石棉。

焊接烟气中的烟尘是一种十分复杂的物质,已在烟尘中发现的元素多达20种以上,其中含量最多的是Fe、Ca、Na等,其次是Si、Al、Mn、Ti、Cu等。焊接烟尘中的主要有害物质为Fe2O3、SiO2、MnO、HF等,其中含量最多的为Fe2O3,一般占烟尘总量的35.56%,其次是SiO2,其含量占10~20%,MnO占5~20%左右。焊接烟气中有毒有害气体的成份主要为CO、CO2、O3、NOX、CH4等,其中以CO所占的比例最大。由于有毒有害气体产生量不大,且气体成份复杂,较难定量化,环评仅作定性分析,而对焊接烟尘则作定量化分析。焊接烟尘主要来自焊条的药皮,少量来自焊芯及被焊工件,根据有关资料调查,焊接烟尘的产生量与焊条的种类有关。

焊接烟尘的影响

短期健康影响

1、接触金属烟雾可能导致金属烟雾热。症状发作可能在接触后4-12小时发生,包括寒战,口渴,发烧,肌肉疼痛,胸闷,咳嗽,喘息,疲劳和恶心。

2、焊接烟尘会刺激眼睛,鼻子,胸部和呼吸道。它可引起咳嗽,喘息,支气管炎,肺水肿和肺炎。还已知胃肠道疾病的发生。

3、焊接烟尘的某些成分,如镉,可能在短时间内致命。此外,在焊接过程中会形成一些致命的高浓度气体,如氮氧化物和臭氧。光气是已知形成的另一种致命气体。

长期健康影响

1、焊工尘肺:焊工尘肺不同于矽肺,它是由于长期吸入超过允许溶度的氧化铁为主,并有无定型二氧化硅、硅酸盐、铁、锰以及臭氧、氮氧化物等混合烟尘和有毒气体,并在肺组织中长期作用形成的混合性尘肺。焊工尘肺主要发生于手工电焊的操作。发病较为缓慢,多在接触焊接烟尘十年左右,但是也不能因此而忽略它。主要表现为气短、咳嗽、胸闷和胸痛,同时也在危害着肺部健康;

2、慢性呼吸系统疾病,包括支气管炎,哮喘,肺炎,肺气肿,肺尘埃沉着病,肺活量下降,矽肺病和贫血;

3、与焊接有关的其他问题包括:心脏病,皮肤病,胃炎,胃十二指肠炎,肾脏损害和溃疡;

4、焊工中也发现了生殖问题(延迟避孕和流产增加),特别是那些焊接不锈钢的工人;

5、锰中毒:在焊条的药皮中锰是必要成分,所以在进行手工焊时,产生的电焊接烟尘尘中便含有氧化亚锰的气溶体及锰的粉尘,长期吸入这些物质,便会导致人锰中毒,主要表现为头晕、头痛、失眠、疲乏等等;

6、焊工金属热:主要是由于焊接产生的大量氧化铁、氧化锰微粒和其他氧化物通过呼吸道进入人体的支气管和肺泡,在人体深处沉积。主要表现为发烧、寒战、口内金属味、恶心、食欲不振等等。 

然而,最常见的健康症状之一是焊接烟尘热,也称为焊工金属热。焊工金属热是由于在焊接过程中或之后吸入某些金属引起的,无论是颗粒还是更常见的烟雾。由于镀锌金属,合金和可燃化合物的加热,焊接烟尘的暴露通常通过实际焊接过程形成。

焊接烟尘热的迹象通常有类似流感样症状。报告的常见疾病是发烧,恶心,头痛(轻微和严重),肌肉疼痛,胸痛,并且在某些情况下肺炎(流感样症状通常在24至48小时内消失。完全康复通常需要一至三周)。在最严重的金属烟雾热病例中,患者体内有烧灼感,尿量不足,抽搐行为,高血压,严重呕吐和血性腹泻。如果您或您认识的人遇到这些症状,请立即就医。

焊工金属热

金属颗粒不是焊接产生的唯一有毒物质。通常,贱金属涂有油漆或涂料,这些涂料含有剧毒化学物质,可以蒸发和吸入。其他烟雾和气体可能来自电极中的助焊剂,保护气体以及各种清洁剂和溶剂。这些都必须得到承认和控制。这些气体中的一些是蒸气,因此不能通过微粒过滤器过滤。

2005年10月焊接研究中的 “气体金属和药芯焊丝电弧烟雾的粒度分布”,作者讨论了亚微米粒子的浓度及其对人类操作者的危害。他们指出,小于20微米的焊接颗粒可以保持空气传播。然而,只有小于1微米的那些是真正危险的,并且可以沉积在肺部中,因为那些尺寸更大的人在到达肺部之前被阻挡在人体呼吸道的壁上。它们在粘液中被带走......“他们进一步指出”只有约30%的颗粒(0.1到1微米)最终沉积在肺部。注意到肺部颗粒沉积的固有危害,研究人员测量了颗粒的大小分布,以找出可吸入的部分。他们得出结论,在MIG焊接中,大于75%的所有颗粒尺寸小于0.4微米,并且大于90%的所有颗粒的尺寸小于0.7微米。这不同于50%和70%的药芯焊丝电弧焊。显然,焊接烟尘中的大多数颗粒都是可吸入的。

焊烟净化器

鉴于气流中绝大部分可吸入颗粒的尺寸小于0.4微米,需要一个可以过滤到该水平的过滤通风系统。选择合适的通风系统时,请确保收集有关过滤器性能的足够信息。有几种过滤器可以达到99%的效率,但是不能透露过滤器达到这种效率的粒度。在1微米处的效率为99%与在0.3微米处的99%效率不同,也不能与在0.3微米处甚至90%的效率相比。请记住,较小的颗粒更易吸入,必须过滤掉,以减少健康影响的可能性。

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