Опасные и вредные производственные факторы. Опасный производственный фактор - это фактор, воздействие которого на сварщика может привести к травме.
Вредный производственный фактор - это фактор, воздействие которого на сварщика может привести к заболеванию.
Основными опасными и вредными производственными факторами при ручной дуговой сварке покрытыми электродами являются:
· сварочные аэрозоли;
· повышенный уровень оптического излучения в ультрафиолетовом, видимом и инфракрасном (тепловом) диапазонах;
· искры, брызги и выбросы расплавленного металла и шлака;
· повышенная температура шлаковой ванны, материалов, оборудования и воздуха рабочей зона;
· высокое напряжение в электрической цепи;
· физические и нервно-психические перегрузки.
Особо характерным вредным фактором является присутствие в воздухе рабочей зоны сварочных аэрозолей, содержащих токсические вещества. Длительное их воздействие на организм сварщика может привести к возникновению профессиональных заболеваний (пневмокониоз, пылевой бронхит и др.).
Наиболее вредные аэрозоли образуются при сварке высоколегированными электродами, содержащими соединения никеля и хрома. Это необходимо учитывать при выборе средств нейтрализации вредных веществ в системах промышленной вентиляции и индивидуальной защиты органов дыхания сварщиков.
При использовании электродов следует руководствоваться техническими условиями, которые содержат требования по безопасности и защите окружающей среды с перечнем вредных и опасных факторов, а также средств защиты сварщиков и окружающей среды.
При сварке и резке медно-цинковых сплавов и оцинкованных сталей выделяется оксид цинка, действие которого на организм вызывает потерю аппетита, жажду, повышенную утомляемость и сухой кашель, что приводит к приступам лихорадки (озноб, повышение температуры, тошнота, рвота).
При сварке и резке свинца и металла, покрытого свинцовыми красками, происходит выделение оксида свинца, воздействие которого на организм работающего проявляется в виде металлического привкуса во рту, отрыжки, потери аппетита и упадка сил. Через 2,5-3,5 месяца появляются лилово-серая кайма вокруг дёсен и сильные головные боли.
Ручная дуговая сварка сопровождается излучением в ультрафиолетовом, видимом и инфракрасном диапазонах, многократно превышающем физиологически переносимую человеком величину. Интенсивность излучения сварочной дуги и его спектральные характеристики зависят от мощности дуги, способа сварки, вида сварочных материалов.
Электрическая дуга является мощным источником яркого света, ультрафиолетовых, и инфракрасных лучей, воздействие которых на незащищённые глаза в течение 10-20с в радиусе до 1м вызывает сильные боли, слезоточивость и светобоязнь.
Воздействие электрической дуги на кожаные покровы в течение 60-180с вызывает ожог (аналогично продолжительному воздействию солнца), а длительное воздействие на органы зрения приводит к электроофтальмии и катаракте.
Интенсивность инфракрасного (теплового) излучения от свариваемых изделий и сварочной ванны определяется температурой изделий, их габаритами и конструкцией, а также температурой и размерами сварочной ванны. При отсутствии средств индивидуальной защиты воздействие теплового излучения, превышающего допустимый уровень, приводит к нарушению терморегуляции, тепловому удару. Контакт с нагретым металлом может вызвать ожоги.
Напряжённость электромагнитных полей зависит от конструкции и мощности сварочного оборудования, конфигурации свариваемых изделий. Характер их влияния на организм определяется уровнем и длительностью воздействия. Как правило, при ручной дуговой сварке напряжённость магнитного поля незначительна (до 300А/м) и не превышает предельно допустимых уровней.
Источниками шума при дуговой сварке являются сварочная дуга, источники питания, пневмоприводы и др. Уровень шума от сварочной дуги определяется стабильностью её горения. Поэтому при сварке покрытыми электродами и другими сварочными материалами, в составе которых присутствуют элементы - стабилизаторы дуги, уровень шума не превышает допустимого.
Разбрызгивание металла при сварке - также следствие нестабильного горения дуги. При использовании покрытых электродов оно незначительно. Брызги, искры и выбросы расплавленного металла и шлака при отсутствии средств защиты могут быть причиной ожогов кожных покровов, травмирования органов зрения, а также возникновения пожаров.
Опасным для жизни человека считается электрическое напряжение более 42В переменного и 110В постоянного тока при работе в сварочных цехах и 12В - в сырых помещениях, замкнутых металлических объёмах и т.п. Однако эти напряжения являются условными, поскольку опасность поражения электрическим током существенно зависит от индивидуальных особенностей организма и окружающих условий. Наличие даже малых количеств алкоголя в крови резко снижает электрическое сопротивление тела человека. Мокрая или потная кожа обладает гораздо большей электропроводностью, чем сухая.
Статические и динамические физические нагрузки при ручной сварке вызывают перенапряжение нервной и костно-мышечной систем организма. Статические нагрузки зависят от массы сварочного инструмента (электрододержателя, шлангового держателя полуавтомата), гибкости шлангов и проводов, длительности непрерывной работы и рабочей позы (стоя, сидя, полусидя, стоя на коленях, лёжа на спине). Наибольшие физические нагрузки ощущаются при выполнении сварочных работ полусидя и стоя при сварке в потолочном положении или лёжа на спине в труднодоступных местах.
Динамическое перенапряжение связано с выполнением тяжёлых вспомогательных работ: доставка на рабочее место заготовок, сварочных материалов, подъём и переноска приспособлений, поворот свариваемых узлов. Такие нагрузки вызывают утомляемость сварщиков и как следствие ухудшение качества выполнения сварных швов.
Кроме указанных опасных и вредных факторов при ручной дуговой сварке происходит ионизация воздуха рабочей зоны с образованием ионов обеих полярностей. Причиной этого являются электрическая и термическая ионизация в результате электродугового процесса, а также воздействие ультрафиолетового излучения дуги на воздух. Повышенная или пониженная концентрация отрицательно или положительно заряженных ионов в воздухе рабочей зоны также может оказывать неблагоприятное действие на здоровье работающих.
Темы : Техника безопасности при сварке.
Перечень этих факторов приведен в табл. 1 в соответствии с * . подразделяются на химические, физические и психофизиологические . Воздействие вредных производственных факторов на работающих может привести к заболеванию и снижению производительности труда. Это прежде всего такие опасные и вредные производственные факторы:
Поступление в зону дыхания сварочных аэрозолей, содержащих в составе твердой фазы оксиды различных металлов (марганца, хрома, никеля, железа и др.) и токсичные газы (СО, О 3 , HF, NO 2 и др.); сварочный аэрозоль относится к аэрозолям конденсации и представляет собой дисперсную систему, состоящую из твердой фазы и газа или смеси газов.
Чрезмерная запыленность и загазованность воздуха вследствие попадания пыли флюсов, подгорания масла и т.п.;
Повышенная температура поверхностей оборудования, материалов и воздуха в рабочей зоне (РЗ), особенно при сварке с подогревом изделий; рабочая зона - пространство высотой до 2 м над уровнем пола или площадки, где находятся рабочие места.
Излишняя яркость сварочной дуги, УФ- и ИК-радиация;
Воздействие переменных магнитных полей при КС и высокочастотных ЭМП - при сварке ТВЧ;
Действие ионизирующих излучений при ЭЛС, проведении γ - и рентгеноскопии сварных швов, использовании торированных вольфрамовых электродов;
Влияние шума (cм. ) и вибраций имеет место при плазменной и газовой резке, работе пневмопривода (КС), различного оборудования (вакуум-насосов, вентиляторов, сварочных трансформаторов и др.), а также ультразвука и высокочастотного шума - при УЗС.
При ручной и механизированной сварке и резке характерна статическая нагрузка на руки, а при автоматических способах - нервнопсихические перегрузки из-за напряженности труда. Воздействие опасных производственных факторов может привести к травме или внезапному резкому ухудшению здоровья. Это действие электрического тока, искры и брызги расплавленного металла, движущиеся машины, механизмы и Т.д. Использование открытого газового пламени, наличие расплавленного металла и шлака и т.п. увеличивают опасность возникновения пожара, а неправильное транспортирование, хранение и использование баллонов со сжатыми газами, нарушение правил эксплуатации газосварочного оборудования и т.п. - взрывов. Работа в монтажных и полевых условиях, особенно на высоте, без соответствующих предохранительных средств, ограждений может обернуться падением работающих, их травмированием.
Таблица 1. Опасные и вредные производственные факторы , которые характеризуют сварочные и газоплазменные работы .
| Виды работы | Опасные и вредные производственные факторы | ||||||||||||||||
| химич- еские | физические | психо- физи- олог- ичес- кие |
|||||||||||||||
| движу- щиеся маши- ны, механ- измы, загот- овки |
повыш- енная запыле- нность, загазов- анность воздуха РЗ |
повышенная температура | повышенный уровень |
воз- дей- ствие эл. тока |
искры, брызги расп- лавл- ен ного мета- лла |
физи- чес- кие перег рузки |
нерв- нопс- ихиче- ские пере- грузки |
||||||||||
| сваро- чные и другие аэро- золи, газы |
поверх- ностей, оборуд- ования, матер- иалов |
воз- ду- ха РЗ |
шу- ма |
уль- тра- зву- ка |
ЭМП |
маг- нит- ных по- лей |
иони- зиру- ющих излуч- ений |
УФ |
види- мого све- та |
ИК | |||||||
| : | |||||||||||||||||
| без подо- грева изделия |
+ | - | + | + | - | - | - | - | - | - | + | + | - | + | + | - | + |
| с подог- ревом или мног- опрохо- дная |
+ | - | + | + | - | - | - | - | - | - | + | + | + | + | + | + | + |
| ДСФ: | |||||||||||||||||
| механ- изиров- анная |
+ | + | + | + | - | - | - | - | - | - | - | - | - | + | - | + | + |
| автомат- ическая |
+ | + | + | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | + | - | - | + |
| автомат- ическая с подо- гревом или много- прохо- дная |
+ | + | + | + | + | - | - | - | - | - | - | - | + | + | - | - | + |
| ДСЗГ: | |||||||||||||||||
| без подо- грева изделия |
+ | - | + | + | + | - | - | - | - | - | + | + | + | + | + | + | + |
| с подо- гревом |
+ | - | + | + | + | - | - | - | - | - | + | + | + | + | + | + | + |
| механ- изиро- ванная |
+ | + | + | + | + | - | - | - | - | - | + | + | + | + | + | + | + |
| механи- зирова- нная с подо- гревом |
+ | + | + | + | + | - | - | - | - | - | + | + | + | + | + | + | + |
| автомати- ческая |
+ | + | + | - | + | + | + | + | + | + | - | + | |||||
| ЭШС | + | + | + | + | + | - | - | - | - | - | + | + | + | + | + | - | + |
| КС | |||||||||||||||||
| |
+ | + | + | + | - | + | - | - | + | - | - | - | - | + | + | + | - |
| шовная | + | + | + | + | - | + | - | - | + | - | - | - | - | + | + | + | - |
| рель- ефная |
+ | + | + | + | - | + | - | - | + | - | - | - | - | + | + | - | - |
| оплав- лением |
+ | + | + | + | - | + | - | - | + | - | - | + | + | + | + | - | - |
| ЭЛС | - | - | - | - | - | - | - | - | - | + | + | + | - | + | - | - | + |
| СТ | - | + | - | + | - | - | - | - | - | - | - | - | - | + | + | - | + |
| ДФС | - | + | - | - | - | - | - | + | - | - | - | - | - | + | - | - | + |
| УЗС | - | - | - | - | - | + | + | - | - | - | - | - | - | + | - | - | + |
| Сварка ТВЧ | - | - | - | + | - | - | - | + | - | - | - | - | - | + | - | - | + |
| Газовая сварка | + | - | + | + | + | - | - | - | - | - | + | + | + | + | + | + | + |
| Газовая резка | + | - | + | + | + | + | + | - | - | - | + | + | + | + | + | + | + |
| Плаз- менная сварка |
+ | - | + | + | + | + | + | - | - | - | + | + | + | + | + | + | + |
| Лазер- ная сварка и резка |
- | - | - | + | - | + | - | - | - | - | + | + | + | + | - | - | + |
| + | - | + | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | + | - | - | - | |
Примечания :
1. «+ » - наличие фактора; «- » - отсутствие опасного (вредного) фактора.
2. Здесь и далее приняты следующие сокращеня: РЗ - рабочая зона; ДСФ - дуговая ; ДСЗГ - дуговая ; УЗС - ультразвуковая сварка; ЭШС - ; ЭЛС - электронно-лучевая сварка; КС - ; СТ - ; ДФС - диффузионная сварка; ТВЧ - токи высокой частоты; ЭМП - электромагнитные поля; УФ, ИК - ультрафиолетовое, инфракрасное излучение.
Требования безопасности труда .
Работы по сварке и резке должны выполняться в соответствии с требованиями * , 12.1.004-91 * , 12.3.036-84 * , 12.3.039-85 * , 12.3.002-75 * , 12.1.010-76 * и Межотраслевыми правилами по охране труда при электро- и газосварочных работах ПОТР М-020-2001.
Уровни опасных и вредных производственных факторов в рабочей зоны не должны превышать установленных значений: содержание вредных веществ (ВВ) - предельно допустимых концентраций (ПДК) по ГОСТ 12.1.005-88 (ПДК ряда веществ для воздуха РЗ и населенных мест приведены в табл. 2); уровни шума - по ГОСТ 12.1.003-83 * и санитарным нормам (СН 2.2.4/2.1.8.562-96) (табл. 3); уровни ультразвука - по ГОСТ 12.1.001-89; уровни локальной и общей вибрации - по ГОСТ 12.1.012-90; температура поверхности оборудования и теплового излучения на рабочих местах - по СИ 245-71 и ГОСТ 12.1.005-88 * ; напряженность магнитных полей (МП) частотой 50 Гц по санитарным нормам СИ 2.2.4.723-98 (табл. 4); напряженность ЭМП радиочастот- по ГОСТ 12.1.006-84 * ; напряженность электрических полей токов промышенной частоты по ГОСТ 12.1.002-84; уровни ионизирующих излучений - по нормам радиационной безопасности НРБ-99.
Таблица 2. Предельно допустимые концентрации (ПДК) наиболее часто встречающихся вредных веществ (ВВ) в воздухе рабочей зоны (РЗ) сварочных цехов и атмосферном воздухе населенных пунктов .
| ВВ | ПДК, мг/м 3 | Класс опасности | Агрегатное состояние | |
| в воздухе РЗ | в атмосферном воздухе | |||
| Азота оксиды (в пересчете на NO 2) | 5 | 0,4/0,06 | 2 | П |
| Алюминий и его сплавы, оксид алюминия (в том числе, с примесью диоксида кремния) в виде аэрозоля конденсации | 2 | - | 4 | А |
| Бериллий и его соединения | 0,001 | 1 |
||
| Ванадий и его соединения: - дым пятиоксида ванадия |
0,1 | |||
| - пыли трехоксида и пятиоксида ванадия | 0,5 | 2 | ||
| Вольфрам | 6 | 3 | ||
| Железа оксид с примесью оксидов марганца (до 3 %), легированные стали и их смеси с алмазом до 5 % | 4 | |||
| Железа оксид с примесью оксидов фтористых или 3...6 % марганцовых соединений | 4 | |||
| Кадмия оксид | 0,1/0,03 * | 1 | ||
| Кобальт металлический, оксид кобальта | 0,5 | 0,001 | 2 | |
| Марганец (до 20 % в сварочном аэрозоле) | 0,2 | 0,01 | ||
| Медь металлическая | 1/0,5 * | - | ||
| Молибден (растворимые соединения в виде аэрозоля конденсации) | 2 | 3 | ||
| Молибден, нерастворимые соединения | 6 | |||
| Никель, оксид никеля | 0,05 | 1 | ||
| Озон | 0,1 | П | ||
| Свинец и его неорганические соединения | 0,01/0,005 * | 0,001 | А | |
| Титан и его оксиды | 10 | - | 4 | |
| Торий | 0,05 | 1 | ||
| Углерода оксид | 20 | 5/3 | 4 | П |
| Феррохром металлический | 2 | - | 3 | А |
| Фтористый водород | 0,5/0,1 * | 0,02 | 2 | П |
| Фтористо-водородной кислоты соли (хорошо растворимые в воде) | 2 | 0,03 | А | |
| Хромовый ангидрид, хроматы, бихроматы | 0,01 | - | 1 | |
| Цинка оксид | 0,5 | 0,05 | 2 | |
* Среднесменные величины ПДК.
Реальные условия труда при сварке и с применением родственных технологий сопровождаются комплексом опасных и вредных производственных факторов в числе которых:
* повышенная температура поверхностей оборудования, материалов;
* повышенная температура воздуха рабочей зоны;
* опасный уровень напряжения в электрической цепи, замыкание которой может произойти через тело человека;
* повышенная яркость света;
* повышенный уровень ультрафиолетовой радиации;
* искры, брызги и выбросы расплавленного металла;
* передвигающиеся изделия, заготовки, материалы;
* взрывоопасность;
* системы под давлением;
Наиболее характерным вредным фактором практически для всех способов дуговой сварки является образование и поступление в воздух рабочей зоны сварочных аэрозолей, содержащих токсические вещества.
В процессе работ, связанных с электросваркой, образуется высокодисперсный аэрозоль, включающий пыль железа и других металлов, а также газы, обладающие токсичными и раздражающими свойствами, и диоксид кремния. Состав и количество образующейся высокодисперсной пыли зависит от вида сварки, состава используемых сварочных материалов и свариваемых металлов, режима сварочного процесса и др. Кроме пыли железа, а при ряде работ и свободного диоксида кремния, сварочный аэрозоль может содержать токсичные вещества - оксиды марганца, оксиды хрома, соединения никеля, меди, цинка, ванадия и других металлов, а также оксиды азота, оксид углерода, озон, фторид водорода и др. Если в сварочном аэрозоле содержится большое количество пыли оксидов железа и диоксида кремния, то пневмокониоз электросварщиков расценивается как сидеросиликоз. При высоком содержании в аэрозоле свободного диоксида кремния могут развиваться классические формы силикоза.
Известны случаи возникновения манганокониоза (пневмокониоз от воздействия пыли марганца) у электросварщиков, применяющих качественные марганецсодержащие электроды. При использовании электродов с фтористо-кальциевым покрытием у электросварщиков нередко возникают острые респираторные заболевания и пневмонии, что в определенной мере можно связать с токсическим действием образующегося при сварке фторида водорода. У газорезчиков, имеющих контакт с газами раздражающего и токсического действия, также отмечается наклонность к повторным пневмониям и частым острым респираторным заболеваниям. Возможно развитие острых поражений верхних дыхательных путей и легких вплоть до токсического отека легких (фторид водорода, оксиды азота и др.), а также литейной лихорадки от воздействия аэрозоля конденсации цинка, меди, никеля и других металлов. Т.о., сварочный высокодисперсный аэрозоль сложного состава может оказывать не только фиброгенное, но и токсическое, раздражающее, сенсибилизирующее действие. В связи с этим у электросварщиков и газорезчиков, помимо пневмокониозов, могут развиваться хронический бронхит и бронхиальная астма (от воздействия хрома, никеля и других соединений). Воздействие производственной пыли у сварщиков нередко сочетается с воздействием неблагоприятных факторов микро- и макроклимата, с вынужденной неудобной рабочей позой, что ускоряет развитие патологического процесса и обусловливает полиморфизм клинической картины. Большую роль играет также работа в закрытых емкостях (цистерны, баки и т.п.), где в условиях замкнутого пространства и при отсутствии вентиляции сварщик вынужден дышать воздухом с большой концентрацией сварочных аэрозолей. Респиратором сварщики не пользуются в силу неудобства (одновременное использование щитка и респиратора практически невозможно), а специальными шланговыми противогазами с подачей воздуха предприятия не обеспечены. Пневмокониоз, обусловленный воздействием пыли, выделяющейся при сварочных работах и газорезке, характеризуется в большинстве случаев доброкачественным течением. Обычно кониотический процесс возникает через 15 - 20 лет после начала работы. В единичных случаях при проведении сварочных работ в замкнутых емкостях возможно более раннее развитие пневмокониоза (через 5 - 6 лет). Клинические проявления пневмокониоза электросварщиков, как и многих пневмокониозов, весьма скудны. Обычно больные жалуются на кашель сухой или с небольшим количеством мокроты, умеренную одышку при физическом напряжении, иногда - боли в грудной клетке. При этом физикальные данные обследования длительное время остаются в норме, показатели функции внешнего дыхания длительно не изменены.
Позже обнаруживаются признаки эмфиземы легких, показатели ФВД слегка снижаются преимущественно по рестриктивному типу. Рентгенологически в начальной стадии пневмокониоза выявляются диффузное усиление и деформация сосудисто-бронхиального рисунка. Длительное воздействие на организм сварщика вредных аэрозолей может привести к возникновению таких профессиональных заболеваний, как пневмокониоз, пылевой бронхит, интоксикация металлами и газами и др. Дуговая сварка, за исключением сварки под флюсом, сопровождается оптическим излучением в ультрафиолетовом, видимом и инфракрасном диапазонах, многократно превышающем физиологически переносимую глазом человека величину. Интенсивность оптического излучения сварочной дуги и его спектральные характеристики зависят от мощности дуги, способа сварки, вида сварочных материалов, защитных и плазмообразующих газов.
При отсутствии средств индивидуальной защиты возможны поражения органов зрения (электроофтальмия, конъюнктивит, катаракта) и кожных покровов (ожоги и т. п.).
Интенсивность инфракрасного (теплового) излучения от свариваемых изделий и сварочной ванны определяется температурой изделий, их габаритами и конструкцией, а также температурой и размерами сварочной ванны. При отсутствии средств индивидуальной защиты воздействие теплового излучения с интенсивностью, превышающей допустимый уровень, может привести к нарушениям терморегуляции, тепловому удару. Контакт с нагретым металлом вызывает ожоги.
Напряженность электромагнитных полей зависит от конструкции и мощности сварочного оборудования, конфигурации свариваемых изделий. Характер их влияния на организм определяется уровнем и длительностью воздействия. Как правило, при ручной дуговой сварке напряженность магнитного поля незначительна (до 300 А/м), при полуавтоматической и автоматической сварке изделий больших толщин достигает более значительных величин, однако не превышает предельно допустимых уровней.
Шум на рабочих местах при дуговой сварке является фактором умеренной интенсивности. Источники шума - сварочная дуга и источники питания. Уровень шума от сварочной дуги определяется стабильностью ее горения. Поэтому при сварке покрытыми электродами и другими сварочными материалами, в составе которых присутствуют элементы - стабилизаторы дуги, уровень шума не превышает допустимого уровня звукового давления. При сварке в углекислом газе, особенно проволокой сплошного сечения, которая не отличается высокой стабильностью горения дуги, уровни звукового давления в зависимости от режима сварки могут быть больше допустимых значений.
Разбрызгивание металла при сварке в углекислом газе проволокой сплошного сечения достигает 15%, при использовании покрытых электродов и порошковых проволок существенно меньше, при сварке под флюсом отсутствует совсем. Брызги, искры и выбросы расплавленного металла и шлака при отсутствии средств защиты могут стать причиной ожогов кожных покровов, травмирования органов зрения, а также повышают опасность возникновения пожаров.
Опасным для жизни человека считается напряжение более 42В переменного и 110В постоянного тока для помещений сварочных цехов и 12В для особо опасных условий (сырые помещения, замкнутые металлические объемы и т. п.). Однако эти значения напряжения являются довольно условными, поскольку опасность поражения электрическим током существенно зависит от продолжительности воздействия, а также от индивидуальных особенностей организма сварщика и окружающих условий. Наличие даже малых количеств алкоголя в крови резко снижает электрическое сопротивление тела человека. Мокрая или потная кожа имеет во много раз большую электропроводность, повышая тем самым опасность поражения током.
Статические и динамические физические нагрузки у сварщиков при ручной и полуавтоматической сварке вызывают перенапряжение нервной и костно-мышечной систем организма. Статические нагрузки зависят от массы сварочного инструмента (электрододержателя, шлангового держателя полуавтомата), гибкости шлангов и проводов, длительности непрерывной работы и поддержания рабочей позы (стоя, сидя, полусидя, стоя на коленях, лежа на спине).
Наибольшие физические нагрузки ощущаются при выполнении сварочных работ полусидя и стоя при сварке в потолочном положении или лежа на спине в труднодоступных местах.
Динамическое перенапряжение связано с выполнением тяжелых вспомогательных работ: доставка на рабочее место заготовок, сварочных материалов, подъем и переноска приспособлений, поворот свариваемых узлов. Такие нагрузки приводят к утомляемости сварщиков и ухудшению качества сварных швов.
Следует отметить, что при электродуговых процессах отмечается ионизация воздуха рабочей зоны с образованием ионов обеих полярностей. Причиной этого являются электрическая и термическая ионизация в результате электродугового процесса, а также воздействие ультрафиолетового излучения дуги на воздух. Повышенная или пониженная концентрация отрицательно или положительно заряженных ионов в воздухе рабочей зоны также может оказывать неблагоприятное действие на самочувствие и здоровье работающих.
При дуговой сварке в защитных газах дополнительно появляются опасные факторы (системы, находящиеся под давлением, - баллоны с защитным газом), которые могут стать причиной взрывов.
Сваркой называют технологический процесс получения неразъемных соединений из металлов, сплавов и других однородных или разнородных материалов в результате образования атомно-молекулярных связей между частицами соединяемых заготовок. С помощью сварки можно соединить между собой детали из различных металлов и сплавов, керамических материалов, пластмасс
Применяют большое число разновидностей сварки. В зависимости от агрегатного состояния металла в месте соединения во время сварки их подразделяют на сварку давлением, осуществляющую с приложением давления в холодном или в подогретом состоянии, сварку плавлением, при которой соединение получают расплавлением соединенных поверхностей.
Сварку производят на машинах, состоящих из источника тока (понижающего трансформатора), прерывателя тока и механизмов зажатия и т.д. По виду получаемого соединения контактную сварку подразделяют на стыковую, точечную и шовную.
Сварка плавлением. При сварке плавлением силы межатомного взаимодействия возникают между материалами двух свариваемых заготовок, находящихся в месте соединения в жидком состоянии до получения неразъемного соединения. Кромки свариваемых заготовок расплавляют с помощью мощного источника теплоты; расплавленный металл образует общую сварочную ванну, смачивающую полуоплавленную поверхность соединяемых элементов. В процессе расплавления устраняются все неровности поверхностей, органические пленки, адсорбированные газы, оксиды и другие загрязнения, мешающие сближению атомов. После удаления источника нагревания жидкий металл остывает, начинается кристаллизация и образование сварного шва, соединяющего заготовку в единое целое. В зависимости от типа выбранного источника теплоты сварку плавлением можно подразделять на электролитную плавлением, электронно-лучевую плавлением, ацетило-кислородную и т.д.
Электрическая дуговая сварка является одним из самых распространенных способов сварки плавлением. К свариваемым заготовкам и к электроду подводится постоянный или переменный ток от специального источника тока и возбуждается электрическая сварочная дута - стабильный электрический разряд в ионизированных парах или газах. Дуговую сварку можно выполнить плавящимся и неплавящимся электродами В качестве плавящего электрода применяют металлический стержень идентичного по составу металлам свариваемых заготовок. При ручной дуговой сварке сварщик возбуждает дугу, поддерживает ее горение, опускает электрод по мере его плавления и перемещает электрод вдоль сваривариваемых заготовок. В качестве электродов применяют прутки из сварочной проволоки, покрытые специальным составом. Существует автоматическая, полуавтоматическая сварка штучными электродами.
Пайка это технологический процесс соединения металлических заготовок без расплавления посредством введения между ними расплавленного промежуточного металла-припоя. По особенностям пронес технологии пайку можно разделить на капиллярную, диффузионную, контактно-реактивную, реактивно-флюсовую сварку.
Способы пайки классифицируют в зависимости от используемых источников нагрева. Наиболее распространенными являются пайка в печах, паяльниками, индукционная сопротивлением, погружением, радиационная, горелками, электронагревательными металла
Безопасность труда при сварке, наплавке, речке, напылении и пайке металлов.
Опасные и вредные производственный факторы.
При выполнении сварки, наплавки, резки, напылении и пайки металлов па работающих могут воздействовать вредные и опасные производственные факторы. I
вредным производственным факторам относятся: повышенная запыленность и загазованность воздуха рабочей зоны, ультрафиолетовое, видимое и инфракрасное излучение сварочной дуги, а также инфракрасное излучение сварочной ванны и свариваемых изделий; электромагнитные поля, ионизирующие излучения; шум, ультразвук; статическая нагрузка на руку.
При сварке, наплавке, речке и напылении в зону дыхания работающих могут поступать сварочные аэрозоли, содержащие в составе твердой фачы окислы различны металлов (марганца, хрома, никеля, меди, титана, алюминия, железа, вольфрама и др.).их окислы и другие соединения, а также токсичные газы (окись углерода, озон, фтористый водород, окислы азота и др.), при пайке - аэрозоль флюсов и припоев, содержащий свинец, кадмий, цинк, олово, углеводороды, окись углерода и др. Количество и состав сварочных аэрозолей, их токсичность зависят от химического состава сварочных материалов и свариваемых металлов, вида технологического процесса. Воздействие на организм выделяющихся вредных веществ может явиться причиной острых и хронических профессиональных - заболеваний и отравлении.
При отсутствии защиты возможны поражения органов зрения (электроофтальмия, катаракта и т. п.) и ожоги кожных покровов Отрицательное воздействие на здоровье может оказать инфракрасное излучение предварительно подогретых изделий, нагревательных устройств (нарушение терморегуляции, тепловые удары).
При контактной сварке работающие могут подвергаться воздействию переменных магнитных полей, а при высокочастотной сварке - электромагнитных полем. При работе электронно-лучевых установок, проведении гамма- и рентгеновского просвечивания сварных швов, использовании торированных вольфрамовых электродов возможно воздействие на работающих ионизирующих излучений.
Источниками повышенного шума являются плазмотроны, пневмоприводы, генераторы, вакуумные насосы и т. д.. а ультразвука - ультразвуковые генераторы, рабочие органы установок и т. д.
При ручных и полуавтоматических методах сварки, резки, наплавки и пайки имеет мест статическая нагрузка на руки, в результате чего могут возникнуть заболевания нервно-мышечного аппарата плечевого пояса.
К опасным производственным факторам относятся воздействие электрического тока, искры и брызги, выбросы расплавленного металла и шлака; возможность взрыва баллонов и систем, находящихся под давлением; движущиеся механизмы и изделия.
Неправильная эксплуатация электрооборудования может привести к поражению электрическим током. Применение открытого газового пламени, струй плазмы, наличие искр, брызг расплавленного металла и шлака при сварке и резке не только создают возможность ожогов, но и повышают опасность возникновения пожара. Опасность создают использование при сварке и резке горючих газов и кислорода, а также эксплуатация сосудов, работающих под давлением не равным атмосферному.
При выполнении сварочных работ на высоте и отсутствии соответствующих предохранительных средств и ограждений возможно падение работающих. Движущиеся машины, механизмы изделия при отсутствии защитных устройств могут привести к травмированию работающих.
Опасные и вредные производственные факторы. Опасный производственный фактор - это фактор, воздействие которого на сварщика может привести к травме.
Вредный производственный фактор - это фактор, воздействие которого на сварщика может привести к заболеванию.
Основными опасными и вредными производственными факторами при ручной дуговой сварке покрытыми электродами являются:
· сварочные аэрозоли;
· повышенный уровень оптического излучения в ультрафиолетовом, видимом и инфракрасном (тепловом) диапазонах;
· искры, брызги и выбросы расплавленного металла и шлака;
· повышенная температура шлаковой ванны, материалов, оборудования и воздуха рабочей зона;
· высокое напряжение в электрической цепи;
· физические и нервно-психические перегрузки.
Особо характерным вредным фактором является присутствие в воздухе рабочей зоны сварочных аэрозолей, содержащих токсические вещества. Длительное их воздействие на организм сварщика может привести к возникновению профессиональных заболеваний (пневмокониоз, пылевой бронхит и др.).
Наиболее вредные аэрозоли образуются при сварке высоколегированными электродами, содержащими соединения никеля и хрома. Это необходимо учитывать при выборе средств нейтрализации вредных веществ в системах промышленной вентиляции и индивидуальной защиты органов дыхания сварщиков.
При использовании электродов следует руководствоваться техническими условиями, которые содержат требования по безопасности и защите окружающей среды с перечнем вредных и опасных факторов, а также средств защиты сварщиков и окружающей среды.
При сварке и резке медно-цинковых сплавов и оцинкованных сталей выделяется оксид цинка, действие которого на организм вызывает потерю аппетита, жажду, повышенную утомляемость и сухой кашель, что приводит к приступам лихорадки (озноб, повышение температуры, тошнота, рвота).
При сварке и резке свинца и металла, покрытого свинцовыми красками, происходит выделение оксида свинца, воздействие которого на организм работающего проявляется в виде металлического привкуса во рту, отрыжки, потери аппетита и упадка сил. Через 2,5-3,5 месяца появляются лилово-серая кайма вокруг дёсен и сильные головные боли.
Ручная дуговая сварка сопровождается излучением в ультрафиолетовом, видимом и инфракрасном диапазонах, многократно превышающем физиологически переносимую человеком величину. Интенсивность излучения сварочной дуги и его спектральные характеристики зависят от мощности дуги, способа сварки, вида сварочных материалов.
Электрическая дуга является мощным источником яркого света, ультрафиолетовых, и инфракрасных лучей, воздействие которых на незащищённые глаза в течение 10-20с в радиусе до 1м вызывает сильные боли, слезоточивость и светобоязнь.
Воздействие электрической дуги на кожаные покровы в течение 60-180с вызывает ожог (аналогично продолжительному воздействию солнца), а длительное воздействие на органы зрения приводит к электроофтальмии и катаракте.
Интенсивность инфракрасного (теплового) излучения от свариваемых изделий и сварочной ванны определяется температурой изделий, их габаритами и конструкцией, а также температурой и размерами сварочной ванны. При отсутствии средств индивидуальной защиты воздействие теплового излучения, превышающего допустимый уровень, приводит к нарушению терморегуляции, тепловому удару. Контакт с нагретым металлом может вызвать ожоги.
Напряжённость электромагнитных полей зависит от конструкции и мощности сварочного оборудования, конфигурации свариваемых изделий. Характер их влияния на организм определяется уровнем и длительностью воздействия. Как правило, при ручной дуговой сварке напряжённость магнитного поля незначительна (до 300А/м) и не превышает предельно допустимых уровней.
Источниками шума при дуговой сварке являются сварочная дуга, источники питания, пневмоприводы и др. Уровень шума от сварочной дуги определяется стабильностью её горения. Поэтому при сварке покрытыми электродами и другими сварочными материалами, в составе которых присутствуют элементы - стабилизаторы дуги, уровень шума не превышает допустимого.
Разбрызгивание металла при сварке - также следствие нестабильного горения дуги. При использовании покрытых электродов оно незначительно. Брызги, искры и выбросы расплавленного металла и шлака при отсутствии средств защиты могут быть причиной ожогов кожных покровов, травмирования органов зрения, а также возникновения пожаров.
Опасным для жизни человека считается электрическое напряжение более 42В переменного и 110В постоянного тока при работе в сварочных цехах и 12В - в сырых помещениях, замкнутых металлических объёмах и т.п. Однако эти напряжения являются условными, поскольку опасность поражения электрическим током существенно зависит от индивидуальных особенностей организма и окружающих условий. Наличие даже малых количеств алкоголя в крови резко снижает электрическое сопротивление тела человека. Мокрая или потная кожа обладает гораздо большей электропроводностью, чем сухая.
Статические и динамические физические нагрузки при ручной сварке вызывают перенапряжение нервной и костно-мышечной систем организма. Статические нагрузки зависят от массы сварочного инструмента (электрододержателя, шлангового держателя полуавтомата), гибкости шлангов и проводов, длительности непрерывной работы и рабочей позы (стоя, сидя, полусидя, стоя на коленях, лёжа на спине). Наибольшие физические нагрузки ощущаются при выполнении сварочных работ полусидя и стоя при сварке в потолочном положении или лёжа на спине в труднодоступных местах.
Динамическое перенапряжение связано с выполнением тяжёлых вспомогательных работ: доставка на рабочее место заготовок, сварочных материалов, подъём и переноска приспособлений, поворот свариваемых узлов. Такие нагрузки вызывают утомляемость сварщиков и как следствие ухудшение качества выполнения сварных швов.
Кроме указанных опасных и вредных факторов при ручной дуговой сварке происходит ионизация воздуха рабочей зоны с образованием ионов обеих полярностей. Причиной этого являются электрическая и термическая ионизация в результате электродугового процесса, а также воздействие ультрафиолетового излучения дуги на воздух. Повышенная или пониженная концентрация отрицательно или положительно заряженных ионов в воздухе рабочей зоны также может оказывать неблагоприятное действие на здоровье работающих.
