焊条电弧焊触电原因分析及其防止措施.pdf

现场解决方案 U o lu t i o n s 焊条电弧焊触电原因分析 及其防止措施 海军潜艇学院 青岛2 6 6 0 7 1 段宇陈晓强尹力 在我 国 焊条 电弧焊是一种使用最广泛的作业 方法 但是由于焊接作业属于低电压 指电焊机输 出端 大电流的带电作业 用电安全往往容易被 忽视 甚至有 焊接 电压不打人 的错误认识 故 给工业生产造成了很大的安全隐患 为此 提高焊 接从业人员对触电危险的认识 提高作业时的安全 防护水平是从根本上杜绝触电事故的最好方法 1 触电造成的伤害 根据研究 触 电对人体的伤害主要有以下几种 形式 1 心室颤动研究结果表 明 电流通过心 室时会引发纤维性颤动 发生心室颤动时 心脏颤 动 1 0 0 0 次 min 以上 但幅值很小 而且没有规 则 血液实际上中止循环 心室颤动通常会造成触电人 意识丧失 抽搐 呼吸停顿甚至死亡 2 烧伤 触电时 由于接触 电阻的存在 很 容易造成深度烧伤 通常5 0 0 I O 0 0 V的电压由于 能量比较大 很容易造成体 内烧伤 很多情况人们 并不知道触电者是死于烧伤还是电击 事实上 只 有大约2 0 的触电者是死于电击 由于焊条 电弧焊 时 电压相对比较低 触 电造成的烧伤 比较少 见 3 神 经性 伤 害 触 电会 伤 害人 体神 经 系 统 使人产生头晕 乏力 记忆力衰退 失眠多梦 等神经系统的症状 2 主要影响因素 触 电对人体伤害的严重程度主要由以下几方面 决定 电流的类型 直流还是交流 电流或 电压 强度 电流通过身体的时 间 人体 电阻 电流流经 路径等 1 电流 的类 型交流 电的方 向是可 以改变 7 0 w v j c 午 m e第t o 1 w 期 o r M 蟹 n M 磐 lg 亨 O c 劓 om 争磊 r热 加 工 J 一 的 其对人 体的伤害更 大 其 中低 频交流 电 5 0 6 0 Hz 对人体伤 害最 大 它比高频交流 电更危 险 是直流电的3 5 倍 低频交流 电产生更严重的 舒展性肌肉收缩 使身体很难摆脱 电源 延长 了与 电源 的接触时间 而直流 电更容易使人体产生抽搐 性收缩 使人体离开电源 因此 交流电对人的危 险更大一些 2 电流或 电压的强度通常 不论是 直流 电还是交流电 强度越 高在相同触 电时间内对人的 伤害越大 人体能感知的直 流电是5 lO mA 人体 能感知的6 0 Hz 交流 电是1 lO mA 见表 1 而人 体的摆脱 电流则根据人的体重及肌 肉的粗壮程度而 不同 对于一个7 5 k g 的男人 直流电的摆脱电流约 为7 5 mA 交流电的摆 脱电流约为1 5 mA 表1 人体对通过身体电流的生理反应 直流 电 6 0 Hz 1 0 k H Z 生理反应 m A 交流 电 mA 交流电 mA 5 2 1 1 1 2 感觉到电流存在 9 1 8 1 7 最大无害电流 1 0 6 o 2 9 1 0 5 5 持续肌肉收缩 有刺痛感 心室颤动 呼吸停顿 名 2 o 0 4 0 2 0 0 触电持续将是致命的 持 续 心室 颤 动 呼 吸 傅 5 0 0 1 0 0 5 o o 止 并很可能受到烧伤 3 电流通过 身体的时间 触 电对人造成 的 伤害与电流通过人体的时 间关系密切 人 的心脏每 收缩 扩张一次 中间约有0 1 s 的 间隙 在这0 1 S 的过程 中 心脏对 电流最敏 感 若 电流在这一 瞬 间通过心脏 即使电流很小 也会引起心脏颤动 如果电流通过人体 的时 间 l S 则必然与心脏最 敏 感的间隙重合 因此将会造成很大危险 事实上 6 0 Hz 低压交流 电在人体胸部通过1 s 产生心室颤动的 电流值为6 0 lO O mA 直流 电为3 0 0 5 0 0 mA 如 果 电流是直接通过心脏 的 且接触时 间为1 s 即使 lmA的 电流 不论是直流还是交流 也会产生心 室颤动 4 人体 电阻人体 电阻 由体 内电阻和 皮肤 电阻组成 由于人体体液 血液 组织液等 的电 阻很小 体 内电阻一般只有5 0 0 Q 因此人体 电阻 主要集 中在皮肤上 人的皮肤表面有一层厚0 0 5 0 2 mm的 角质层 因此在干燥 的情况下 皮肤的接 触 电阻为2 0 0 0 0 3 0 0 0 0 Q c m 而且皮肤越厚越 干燥 其电阻也越大 长满厚茧的手掌和脚掌 电阻 可以达到2 3 M f c m 当人触电时 如果皮肤电 阻比较大时 大部分的能量消耗在皮肤上 易造成 接触部位严重烧伤 但体内损伤相对较轻 而皮肤 电阻较小时 皮肤烧伤较轻 但 内部损伤可能会比 较严重 因此 不能根据皮肤的烧伤情况来判别触 电损伤的严重程度 人体的电阻不仅个体差异大 而且还与接触电 压有关系 接触 电压越高 人体的 电阻越小 国际 电工组织统计数据显示 人体电阻随着接触 电压的 上升而 明显下降 见表2 干燥皮肤 大面 积接 触 5 0 Hz 交流 电下 某一人体 电阻值在总人 I 1 中 的分布百分数 例 1 0 0 V电压人 口中5 0 的人其身 体 电阻 1 8 7 5 Q 表2 人体电阻与接触电压的关系 电压 5 5 0 9 5 v 人体电阻 n 人体电 Q 人体电 Q 2 5 1 7 5 o 3 2 5 0 61 o o 1 0 0 1 2 0 o 1 8 7 5 3 2 o 0 2 2 O lo o O l3 5 0 2l2 5 lO 0 0 7 0 0 1 0 5 0 1 5 0 0 人体触电时受到的损伤程度与人体 电阻及通过 的电流密度有关 例如 当电流从人的手臂通过时 主要从 电阻比较低的肌 肉 血管和神经中流过 但 经过关节时 由于有高 电阻的骨骼和肌腱减小了电 流通过的截面积 导致 电流密度增加 最终导致关 节部位受到的损伤最严重 5 电流流 经的路 径 电流流经人体的路径 决定 了人体哪部分受到 电击伤害 从而也决定了人 受到 电击的严重程度 一般来说 手是电流最容易 流入的部位 其次是头 而脚通常是 电流流 出的部 位 电流从双臂或从手 臂和脚之间流入流 出都有可 能经过心脏 造成心室颤动 其造成的伤害比从双 现场解决方案 一 I o u t o l 脚之间流人流出造成的伤害要严重 这其中 从左 手到脚是最危险的电流途径 而左脚到右脚的危险 性较小 见表3 人头部触电则可能伤害到中枢 神经系统 表3 电流途径与通过心脏电流的关系 左手至 右手 至 右手至 左脚至 电流途径 双脚 双脚 左手 右脚 通 过 心 脏 电 流所 6 7 3 7 3 3 O 4 占百分 比 3 焊条电弧焊作业时防止触电的措施 目前 我国使用的焊条 电弧焊 电源输入端一般 是3 8 0 V 2 2 0 V 5 0 Hz 的交流 电 输 出端 的空载电 压一般是 1 0 0 V 的交流或直流 电 而工作电压一般 4 0 V 见表4 表4 几种常用焊接电源的基本参数 额定焊接 电流调节 空载 电压 工作 电压 电焊机型号 电流 A 范 围 A v v BX 1 2 5 0 1 2 5 0 5 0 2 5 0 7 8 3 0 AX7 5 0 0 1 5 0 o 1 2 0 6 o0 4 0 9 0 2 5 4 0 AX9 5 0 0 5 0 0 1 0 0 6 0O 7 0 9 0 2 4 4 4 ZX5 6 3 0 A 6 3 0 1 2 0 6 3 0 7 9 2 4 4 4 ZX 一4 0 0 40 0 8 0 40 0 8 0 2 3 3 6 ZXG 2 5 0 2 5 0 3 0 3 0 0 7 0 3 0 从表 中可以看出 作业中所使用的弧焊 电源具 有低电压 大电流的特点 其电流强度均超过 了人 体所能承受的水平 如果在焊接作业过程中不慎发 生触 电事故 本 文 中所指 触 电事 故均指输 出端 触 电 其危害性不能忽视 因此为防止触电事故的 发生 焊条电弧焊作业前应注意以下几方面 1 直流弧焊 电源 的安全性 要更高弧焊变 压器经过变压后 其输出电流仍然是交流电 其频 率也是5 0 Hz 对人体的危害也最 大 因此作业人 员在使用弧焊变压器时应更增加一分小心 2 注意设备绝缘 保证 电路通畅根据欧 姆定 U R 假设人体的电阻不变 则电流随 电 压的增加而增加 如果人体在空载 电压下触 电 不论直流还是交 流 其流经人 体的 电流 均大于人体 最大无 害电 流 而 在焊接过 程触 电 若是交流 电也大于人 体 最大无害 电流 即使是直流 电 作业人 员也容易摔 倒 造成更严重的二次伤害 同时 焊 接 电流往往 是几 十安培甚 至几百 安 培 其 电流若流 经人体 几乎会造成 致命后果 因 此 作业人 员应 特别注 意设备绝 缘 保证 电路通 参 磊 7 1 现场解决方案 U o lu t i o n s 畅 在这方面 人们往往比较重视焊接电源周 围和 线缆的绝缘 而忽视 以下两方面的问题 首先 电焊钳的烧损严 重 绝缘状态差 为空 载状态下 的触电留下 了隐患 假如作业人员不按作 业规 程带长袖 皮手套 很 容易不小 心造成触 电事 故 其次 地线与构件接触不良 一些焊接作业地 线与构件接触很差 并且离焊接点比较远 导致其 电路 电阻增大 一旦发生触 电事故 根据欧姆 定 律 分配到人体 的电流也相应增大 易造成严重事 故 因此 作业人 员应保证地线牢固可靠地连接在 焊接 点附近 的位 置上 减小 地线与构 件的接触 电 阻 3 避免在潮湿环境或皮肤受伤情况下进行 焊接 作业在夏天 封 闭空 间或 雨天进行焊 接作业 时 作业人员皮肤很容易变潮湿 导致人体 电阻大 幅下降 由表5 可以看出 皮肤在潮湿环境下人体电 阻比干燥情况低2 5 倍 一旦发生触电事故 流经 人体的电流则会相应增加2 5 倍 因此十分危险 表5 不同条件下的人体电阻 接触电压 皮肤干燥 皮肤潮 皮肤湿 皮肤在水中 v n o Q lO 7 0 o o 3 5 0 0 1 2 0 0 6 0 0 2 5 5 0 0 0 2 5 0 0 1 0 0 0 5 0 0 5 0 4 0 O 0 2 0 0 0 8 7 5 4 4 0 1 0 0 3 0 0 0 1 5 0 0 7 7 0 3 7 5 2 5 0 1 5 0 0 1 0 0 0 6 5 0 3 2 5 相当于在干燥场所的皮肤 相当于在潮湿场所的皮肤 通电途径为单手到双脚 通电途径为单手到双脚 相当于在有水蒸汽等特别潮湿场所的皮肤 通电途径为双 手到双脚 相当于在游泳池中的情况 同时 如果身体有伤 口 割破或划破 尤其 是手和手臂部位 皮肤表面的角质层将被破坏 此 时人体的电阻将 由体 内电阻决定 大约5 0 0 Q 一 旦触电将是致命的 4 结语 根据以上分析 在焊 条电弧焊时作业人 员应根 据具体情 况从两个 方面进行 防范 以保证 作业安 全 首先 从设备方面应尽量使用交流 电源 避免 因绝缘问题导致的漏 电 其次 应尽可能提高 自身 与电路之间的接触电阻 避免使 自己处于一种低 电 阻状态 MW 2 0 1 1 1 2 0 3 7 2 2 0 w w 年 m e箩t ol 4 w 期 o r lc 焊 ln l煞 g S O c 割 o m 争磊 工 热 加 工 一 上接第4 4 页 一 段 手工弯成u形与件1 3 1 1 3 3 接触处焊接 通 过与外方人员的沟通 外方同意改为此结构 2 不锈钢板下料准备 采用 等离子 切割 机水下切 割 切 割后 进行 校 正 保证钢板的平面度 校正后周边打磨光滑 然 后转到油压机处弯 曲成形 弯曲成形时严格按照卡 样板进行 保证9 0 及半径尺寸 3 装焊工艺及准备 1 由于是不锈 钢材质 故待其余碳钢部 件 装焊好并进行热处理后再进行装配 2 装 配前 对装 配 区域 进行 打 磨 然后 划 线 装 配 定位焊 定位焊长度4 0 mm以上 且均 匀无缺陷 装好后交检 交检 合格后进入焊接 3 焊前清理焊道及边缘5 0 mm 宽度范围内的 氧化物 毛 刺 油污 及脏物等 杂质 呈现 金属光 泽 4 密封焊接采用氩弧焊 焊丝H S 3 0 9 L M0 1 2 m m 背透充氩保护 焊接电流为7 0 1 6 0 A 在 保证熔合 良好的情 况下尽量采用小电流施焊 以减 少焊接变形 施焊过程 中调整工件角度 最好使焊 接位置处于平焊位 控制层间温度小于2 0 0 C 小规 范不摆动焊接 收弧处