焊接与切割劳动卫生

第十一章焊接与切割劳动卫生防护,濮阳市技工学校,第一节有害因素的来源及危害,在工业生产过程中，把影响生产安全的因素称为危险因素，把影响人体健康的因素称为有害因素。金属材料在焊接过程中的有害因素可分为：金属烟尘、有毒气体、高频电磁场、射线、电弧辐射和噪声等几类。这些有害因素的产生与焊接方法、被焊材料、保护气体有关，其强烈程度与焊接规范有关。,一、烟尘,（一）金属烟尘的形成1、发尘过程实质上是液态金属和焊药“过热-蒸发-氧化-冷凝”的过程。,被焊材料和焊接材料熔融时产生蒸汽在空气中迅速氧化和冷凝，从而形成金属及其化合物的微粒。直径小于0.1m的微粒称为烟，直径在0.110m之间的微粒称为粉尘。,2、金属烟尘的来源（1）焊接过程中金属元素的蒸发和氧化；（2）焊条药皮的蒸发和氧化；（3）金属表面的涂料（油漆、锌、铝等）及污垢；,(二)金属烟尘的危害,焊接烟尘的成分复杂，不同的焊接工艺烟尘的成分及主要危害也有所不同。黑色金属焊条电弧焊、CO2焊等粉尘是主要的危害。其成分主要是铁、锰、硅。主要毒物是锰。铁、硅毒性不大，但其微粒极细（5m以下），在空气中停留时间较长，容易吸入肺中。在焊接烟尘浓度较大的情况下，如无相应的排尘措施，长期接触能引起焊工尘肺、锰中毒和焊工金属热等职业危害。,1、焊工尘肺,尘肺是指由于长期吸入超过一定浓度的能引起肺组织弥漫性纤维病变的粉尘所致的疾病。焊工尘肺在焊接区周围空气中除存在大量铁或铝粉尘外，还有多种刺激性和促使肺组织产生纤维化的有毒物质（硅、硅酸盐，锰、铬、氟化物及其它金属氧化物，还有臭氧、氮氧化合物等混合烟尘和有毒气体等）。在这些有害因素长期慢性综合作用下形成的一种混合性尘肺。,1、焊工尘肺,人体对粉尘的防御能力（1）10m的尘粒：鼻腔里的粘液分泌使其沉积而导出体外，鼻腔的滤尘效能约为吸入粉尘总量的3050%；（2）210m的尘粒：进入深层呼吸道，沉积粘着在各级支气管壁上，大部分通过粘膜上皮的纤毛运动伴随粘液往外移动，通过咳嗽反射排出体外。（3）3m的尘粒：进入肺泡内的粉尘，一部分随呼吸排出，另一部分被巨噬细胞吞噬而被清除。,1、焊工尘肺,症状表现为呼吸系统的症状，如气短、咳嗽、咯痰、胸闷和胸痛，部分患者可能有无力、食欲减退、体重减轻及神经衰弱症候群表现（头痛、头晕、失眠、多梦等）。发病期一般较缓慢，多在通风不良的情况下接触焊接烟尘后10年，有的长达1520年以上。,2、锰中毒,锰中毒主要是由锰的化合物引起的。焊接过程中，锰蒸汽在空气中很快氧化成灰色的一氧化锰和四氧化三锰烟尘，这些烟尘通过呼吸道及胃肠道进入体内，在血液循环中与蛋白质相结合，以难溶的磷酸盐形式积蓄在脑、肝、肾、骨骼、淋巴结和毛发等处。主要作用于中枢神经系统和神经末稍，引起严重的器质性改变。,2、锰中毒,症状慢性锰中毒初期主要表现为头痛、头晕、失眠、记忆力减退、疲乏、四肢无力等神经衰弱症候群及植物神经功能紊乱，多汗、心悸、性情变孤僻等。特别是舌、眼睑和手指表现出细微的震颤。中毒进一步发展，神经精神症状更加明显，面部呆板、反应迟钝、孤僻淡漠，四肢粗大而有节律的静止性震颤。晚期表现为走路时步伐细小、前冲后倒或左右摇摆，书写下笔迟疑，震颤不清，转弯、跨越、上坡、下蹲等都较困难。,2、锰中毒,发病期锰中毒一般呈慢性过程，大都在接触35年以后，甚至可达20年才逐渐发病。,3、焊工金属热,焊接金属烟尘中的氧化铁、氧化锰微粒和氟化物等物质均可引起焊工金属热反应。主要是直径在0.050.5微米的金属氧化物，由于分散度高、悬浮性大、容易通过上呼吸道进入末稍细支气管和肺泡并穿透肺泡壁进入体内引起的。尤其是钾和氟同时存在时可增强烟尘微粒深入组织和透过毛细血管的能力。碱性焊条一般比较容易产生金属热。,3、焊工金属热,症状工作后寒战，继之发烧、倦怠、口内金属味、喉痒，呼吸困难、胸痛、食欲不振、恶心，翌晨发汗后症状减轻但仍觉疲乏无力。通常发生在密闭罐内、船舱等使用碱性焊条者,二、有毒气体,在焊接电弧的高温和强烈紫外线作用下，在弧区周围形成多种有害气体，主要有臭氧、氮氧化物、一氧化碳、氟化氢等。,1、臭氧,空气中的氧在短波紫外线的激发下，大量破坏而形成臭氧（O3）O2短波紫外线2O2O2+2O2O3臭氧为淡蓝色气体，有刺激性气味。其浓度与焊接材料、规范保护气体有关。一般焊条电弧焊时臭氧浓度较低。,1、臭氧,臭氧的毒性（用大白鼠进行试验）,1、臭氧,臭氧的危害对人体的危害主要是呼吸道及肺有强烈的刺激作用。超过一定浓度，易引起咳嗽、胸闷、食欲不振、疲劳无力、全身疼痛等，严重时，特别是在通风不良的密闭容器中，可引起支气管炎。臭氧浓度与焊接材料、焊接归范、保护气体有关，一般情况下手工电弧焊时浓度较低。,2、氮氧化物,由于焊接高温作用，引起空气中氮、氧分子离解，重新结合而形成氮氧化物。氮氧化物种类很多，有氧化亚氮、一氧化氮、二氧化氮、三氧化二氮等，这些气体除二氧化氮外均不稳定，遇光、湿或热变成二氧化氮及一氧化氮，一氧化氮在常温下又迅速氧化成二氧化氮。因此，明弧焊时常以测定二氧化氮的浓度来表示氮氧化物的存在情况。,2、氮氧化物,氮氧化物的毒性属于具有刺激性的有毒气体，其毒性比臭氧小。,2、氮氧化物,氮氧化物的危害主要是对肺的刺激作用。高浓度的氮氧化物吸入肺泡后，80被肺泡阻留，逐渐与水作用形成硝酸和亚硝酸,对肺组织产生强烈的刺激及腐蚀作用，引起中毒。3NO2+H2O2HNO3+NON2O4+H2OHNO3+HNO2慢性中毒主要症状是精神衰弱，如失眠、头痛等。急性中毒是由高浓度的氮氧化物引起的，中毒轻者仅发生支气管炎，重度中毒时可发生肺水肿、呼吸困难、全身软弱无力等。,3、一氧化碳,CO来源一是CO2气体在高温下分解而形成的，二是电气焊时CO2与熔化的金属元素发生反应生成CO。CO是一种窒息性气体。进入体内后由肺泡吸收进入血液，与血红蛋白结合成氮氧血红蛋白，阻碍了血液带氧能力，使人体组织缺氧。焊接中一般不会发生较重的CO中毒。,4、氟化氢,氟化氢主要发生于手工电弧焊。碱性低氢型焊条药皮中都含有萤石（CaF2）,在电弧高温作用下形成氟化氢气体。2CaF2+H22CaF+2HFCaF2+H2OCaO+2HF氟化氢极易溶于水形成氢氟酸，腐蚀性很强，毒性剧烈。吸入高浓度的氟化氢气体可立即引起眼、鼻、呼吸道粘膜的刺激症状，严重时发生支气管炎、肺炎等。,三、弧光辐射,焊接弧光辐射主要包括紫外线、红外线、可见光线。弧光辐射作用到人体上，被体内组织吸收，引起热作用、光化学作用或电离作用，造成人体组织急性或慢性损伤弧光辐射强度CO2焊是手工电弧焊的23倍，氩弧焊是手工电弧焊的510倍，等离子弧焊割比氩弧焊更强烈。,（一）紫外线,紫外线对人体的伤害是由于光化学作用，主要是造成皮肤和眼睛的损害。可引起皮炎、皮肤上出现红斑，对眼睛短时照射会引起急性角膜结膜炎，即电光性眼炎。对纤维的破坏能力很强，白色织物由于反射性强，耐紫外线辐射能力较强。,（二）红外线,红外线对人体的危害主要是引起组织的热作用。收到红外线辐射时，眼部立即感到强烈的灼伤和灼痛，发生闪光幻觉，长期接触还可能造成红外线白内障，视力减退、严重时导致失明。,（三）可见光线,电弧的可见光线比人眼正常承受的光度大一万倍。受到照射时眼睛疼痛，看不清东西，在短时间内失去劳动能力。,四、噪声,等离子弧焊接和切割工艺过程中，由于工作气体和保护气体以一定的流速流动，经压缩的等离子焰流从喷枪口高速（10000米/分钟）喷射出来，由于气流间压力的起伏、震动和摩擦，就产生了噪声。,等离子切割和喷涂时要求有一定的冲击力，噪声强度较高，多数在100分贝以上。超过了国家规定的卫生标准。噪声卫生标准,噪声主要影响听觉器官，强烈的噪声可引起听觉障碍、噪声性外伤、噪声性耳聋等。噪声对中枢神经系统和血管系统也有不良作用，引起血压升高、心跳过速，出现厌倦、烦躁等症状。,五、放射性物质,氩弧焊、等离子弧焊使用的钍钨棒电极中的钍为天然放射性物质，能放出（占90）、（占9）、（占1）三种射线。主要危害是含有钍及其衰变产物的烟尘被吸入体内造成内照射。而依靠贯穿辐射所引起的外照射作用很小，一般不预考虑。,长期受到超容许剂量的照射，或放射性物质经常少量进入并积蓄在体内，会造成中枢神经系统、造血器官、消化系统疾病，严重的可能发生放射病。,六、高频电磁场,在非熔化极氩弧焊和等离子弧焊时，常用高频振荡器来激发引弧，在引弧的瞬间会产生高频电磁场。人体在高频电磁场的作用下，能吸收一定的辐射能量，产生生物学效应，主要是热作用。长期接触能引起植物神经紊乱和神经衰弱。高处作业不准使用高频振荡器进行焊接。,第二节焊接与切割作业的劳动卫生及防护措施,生产过程中需要把人体同生产中的危险因素和有毒因素隔离开来，以保证安全生产。安全生产包括两个方面的内容：1、预防工伤事故的发生，即预防触电、火灾、爆炸、金属飞溅和机械伤害等；2、预防职业病的危害，即防尘、防毒、防射线和噪声等。,一、通风防护措施,通风是消除焊接粉尘和有毒气体、改善劳动条件的有力措施。按通风范围，通风措施可分为全面通风和局部通风。一般多采用局部通风。,全面通风有三种不同的排烟方法，如图：,局部通风分为送风和排气两种。局部送风即是使用电风扇直接吹散焊接烟尘和有毒气体的通风方法。局部排气是一种使用效果好、方便灵活、设备费用较少的有效措施。A.固定式排烟罩：有上抽、下抽、侧抽三种。B.移动式排烟罩：适用于密闭船舱或化工容器、管道内施焊，或在大作业厂房非定点施焊时。C.随机式排烟罩：固定在自动焊机头上或其附近，排风效果显著。分为近弧和隐弧排烟罩两种。,二、个人防护,个人防护措施包括眼、耳、口、鼻、身各方面的防护用品，其中工作服、手套、鞋、眼睛、口罩、头盔和护耳器属于一般防护用品。在密闭容器等通风不易解决的特殊作业场合焊接作业时，采用送风盔式面罩及防护口罩。,（一）预防烟尘和有毒气体在容器内进行气体保护焊或焊接有色金属时，应加强通风，同时应戴好通风帽。通风应采用经过处理的压缩空气，切不可用氧气，防止发生燃烧事故。,（二）预防弧光辐射穿好工作服，戴好工作帽、手套、脚盖和面罩。氩弧焊等辐射强烈的场所应穿耐酸或丝绸工作服，并戴好通风焊帽；在高温条件下应穿石棉工作服及作业鞋；工作地点周围应放置屏蔽板，防止弧光伤人。,（三）对高频电磁场及射线的防护,（四）噪声的防护长期处于噪声环境下工作的人员应戴上护耳器，以减少噪声对人体的危害程度。,三、电焊弧光的防护,使用符合劳动保护要求的面罩，电焊护目镜片应根据电流强度来选择。,设置不透光的防护屏，屏底距地面应留有不大于300mm的间隙；合理布置劳动和作业布局，以免作业区过于拥挤注意眼睛的适当休息。,四、电焊灼伤的防护,穿好工作服，戴好手套，不许卷起袖口、穿短袖及敞开衣服进行焊接作业；更换焊条时严禁乱仍焊条头；合闸时应将焊钳挂起或放在绝缘板上，拉闸时必须停止工作；焊接预热焊件时，预热好的部分应用石棉盖住，只留出焊接部分进行操作仰焊时应加强防护。,五、高温热辐射的防护,焊接电弧是高温强辐射热源。焊接电弧可产生3000以上的高温。手弧焊20的热量散发在周围空间。电弧产生的强光和红外线造成强烈的热辐射。加强通风降温措施是防暑降温的重要技术措施。,六、有害气体的防护,选用高质量的焊条，焊前清除焊件上的油污，尽量采用自动焊工艺。利用有效的通风措施，排除有害气体。加强个人防护，戴口罩、定期进行体检。,七、机械性外伤的防护,焊件防止平稳圆形工件的环缝焊接时，不许用起重机吊转工件施焊，不许站在转动的工件上操作，防止跌落摔伤焊接转胎的机械传动部分应设防护罩清铲焊缝时，应戴护目镜,八、采用和开发安全卫生性能好的焊接技术,在焊接结构的设计、焊接材料、设备、工艺的选用等环节都要考虑改善劳动条件，优先采用安全卫生性能好的焊接技术。,第三节补焊化工设备的防中毒措施,一、中毒事故原因1、需焊补的化工生产设备没有经过置换通风或采取隔绝措施；2、采用置换作业法时，置换后的容器为缺氧环境；3、经过脱脂或涂漆的化工设备在焊接电弧高温下蒸发、分解出有毒、有害气体；4、作业空间狭小，通风不良；5、带压不置换焊补动火时，动火点喷出或泄漏出有毒有害气体。,二、预防中毒的措施1、审核批准作业前要确定工作方案、安全措施，办理动火审批、入罐作业审批手续；2、安全隔绝容器内作业时，应将作业场所与危险因素隔离开；3、置换通风4、安全分析设备容器经置换后，应在作业前30分钟内取样分析，空气含氧量应为1922，作业过程中视具体情况进行