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浅谈结构钢焊条烟尘的危害与防护

时间:2018-01-11 09:30   来源:国迈   访问量:

目前,焊接施工中结构钢焊条应用的最广泛,施焊时可明显地观察到从电弧周围产生的烟尘。焊条在高温下被熔化达到沸点,部分产生高温蒸汽,这种高温蒸汽一脱离电弧高温区,既被迅速氧化与冷凝成细小的固态分散性粒子,在空气中悬浮。将固态凝集性粒子分散于空气中的体系,命名为“固态凝性气溶胶”称做“烟” ;将固态分散性粒子分散于空气中的体系,命名为“固态分散性气溶胶”称做“尘” 。因此将电焊产生的气溶胶,总称为“电焊烟尘” 。

1、电焊烟尘的性质

电焊烟尘对人体的有害性,决定于它的物理性质和化学性质。包括烟尘的成分、形态、颗粒大小等。

1.1 结构钢焊条烟尘成分主要取决于药皮成分

结构钢焊条占电焊条总产量的90%,广泛应用于各种机械结构、容器、管道的焊接。通常焊芯采用“H08”低碳钢,因此焊接烟尘主要来自焊条药皮。药皮是由多种矿石粉和铁合金粉组成的,在焊接过程中起保护、冶金、改善焊条工艺性能作用。

1.2 低氢型焊条烟尘于非低氢型焊条烟尘成份的差异

低氢型药皮中加入10-30%的氟化物,增强药皮的冶金反应、去氢、调整表面张力等性能。氟化物的增加使导电率上升,因此熔渣的导电率很大,电弧可以通过悬垂于焊条端部熔渣而发生。低氢型焊条熔渣中的钾、钠几乎全部蒸发,施焊时产生大量烟尘。而非低氢型焊条药皮中氧化铁约占50%左右,施焊时烟尘较小。结构钢焊条的发尘量见表1

焊接方法施焊时每分钟的发尘量 (mg/min)每公斤焊接材料的发尘量 (g/kg)
低氢型焊条350-45011-16
钛钙性焊条200-2806-8

表1  结构钢焊条的发尘量

1.3 烟尘的形态及对人体健康的影响

用电子显微镜观察电焊烟尘的形态,非低氢型焊条烟尘呈絮状粒子,容易被鼻粘膜和气管阻住;而低氢型焊条烟尘,一般呈碎痂状粒子,易进入肺泡。这也是低氢型焊条烟尘对人体健康危害较大的原因之一。

1.4 烟尘的颗粒及其对人体健康的影响

悬浮于空气中的粒状物质,由于粒度不同将对人体产生不同影响。直径大于5μm的颗粒,一部分被鼻毛、鼻粘膜阻挡,部分进入气管后化成痰咯出。

直径小于1μm的颗粒,可侵入肺的深部,并沉积下来、如果被溶解,就可直接侵入血液造成氟中毒,有的作为单独的实体停留在肺组织内,可形成尘肺,损失肺组织的呼吸功能。

2、电焊烟尘的危害

2.1 焊工尘肺

焊工尘肺是长期吸入高浓度超卫生标准的烟尘所致的疾病。发病比较缓慢,多数在20年工龄以上的焊工。

2.2 中毒

烟尘中含可溶性氟化物较多时,将刺激上呼吸道,如吸入的可溶性氟化物进入血液可造成氟中毒。烟尘中含锰的氧化物较多时,人体长期吸入引起锰在体内蓄积量增加,可造成锰中毒。

2.3 焊工金属热  

焊接烟尘中的细小化合物,通过上呼吸道进入末梢细支气管和肺泡,再进入体内,引起焊工金属热反应。

2.4 施焊时

如金属结构涂有底漆,会产生锌烟尘或铅烟尘(油漆性质决定)均对人体有危害。

3、焊接烟尘的防护

焊接时,焊接烟尘危害的防护是使施焊作业环境内的烟尘浓度及各种有害物质的浓度不超过允许浓度。

3.1 从焊接工艺等方面考虑

焊接结构设计、焊接材料和设备的选用、焊接工艺的制定、安全卫生管理等环节都要考虑焊接劳动卫生问题。金属烟尘的浓度、毒性与焊接工艺、焊接材料有关。因此在制定焊接工艺时,应从实际条件出发,尽量选用对环境污染小或机械化、自动焊程度高的工艺。尽量采用低尘低毒的焊条,以降低烟尘的浓度和毒性。

安全卫生部门加强对焊接车间有害物质浓度检测,以及建立对焊工的定期身体检查制度。

3.2 重视焊接现场的通风防尘   

焊接通风是防止焊接烟尘和有害气体对人体危害的最重要措施,也是降低焊接热污染的主要措施。凡在车间内、压力容器及舱室内进行焊接作业时,均应采取通风措施,以保证作业人员的身体健康。通风方法分类见表2

3.2.1 全面通风

全面通风包括全面自然通风和全面机械通风两种。全面自然通风通过车间侧窗及天窗进行通风换气。

3.2.2 全面机械通风

全面机械通风则通过管道、净化装置及风机等组成的通风系统进行通风换气。应当尽可能利用自然通风,在利用自然通风达不到卫生标准时,才安装机械通风。

分类方法通风方法方法特点
按通风换气范围分局部通风直接从焊接工作点辅集烟尘,净化后排 放,效果好
全面通风对整个车间进行通风换气,不受焊接工艺影响
按推动空气流动力分机械通风以风机作为动力,换气量稳定,风压较大
自然通风不需动力,受环境变化影响较大,换气量不稳定

表2   通风方法分类

3.3 局部通风

局部通风主要通过局部排风的方式进行。此方法排风时,焊接烟尘和有害气体刚一发生,就被近距离的排风器迅速吸走,因此所需风量小,且不污染环境,不影响焊工的操作,通风效果好。

3.4 加强个人防护

加强个人防护,对于防止烟尘及有毒气体具有重要意义。例如,在不宜通风的密封容器焊接时佩带通风焊帽、分子筛口罩等劳保用品,可阻止烟尘吸入体内,达到理想的防护效果。

4、结语

焊接时,吸入微量的焊接烟尘是难免的,也并不可怕。经过人体的排泄和体内解毒,大部分有毒物会消失。焊接现场要加强通风,烟尘、有害气体就会及时排出,使用正确劳动保护用品、尽量选用低尘低毒的焊接材料,制定合理的焊接工艺都是有效地防护措施,焊接烟尘是可以防护的。

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