溶接ではヒュームが発生し、ばく露の危険をもたらします。作業スペースを適切に換気することで、ばく露レベルを大幅に低減することができます。ファンを使用したり、窓を開けたり、屋外で溶接したからといって、溶接作業員を適切に保護できるわけではありません。米国産業衛生専門家会議（ACGIH）によると、汚染物質が施設全体に拡散する前に、発生源付近でヒュームを捕捉するには、自然換気よりもヒューム排気装置（集塵機またはヒュームコレクターとも呼ばれる）の方が優れていると言われています。

まったく同じ溶接設備というものは存在しませんが、以下の質問に回答することで、最も適切なヒュームコレクターを選択することができます。

粉塵やヒュームの危険性は何ですか？

まず、原材料とプロセスを分析することにより、稼働中に発生し得る燃焼リスクを理解する必要があります。この分析のガイダンスは、全米防火協会（NFPA）の規格652および484に記載されています。多くの地方自治体がこれらの基準を義務化しており、OSHAの検査官も実施していることは周知の事実です。NFPA規格652では、粉塵の危険性分析を完了し、可燃性の粉塵軽減計画を実施するための期限を2020年9月7日に設定しています。危険性を特定したら、各施設に適切なヒューム排気戦略を策定できます。

溶接ヒュームの発生量はどのくらいですか？

次に、作業の稼働サイクルを把握し、ヒューム回収装置が処理すべき粒子量を特定する必要があります。年中無休で稼働していますか、それとも勤務中の8時間連続稼働ですか？その場合、おそらく大量の溶接ヒューム粒子が発生していると考えられるため、連続稼働が可能で、セルフクリーニング機構を備え、ダウンタイムを最小限に抑えるための長寿命フィルターを搭載したヒュームコレクターをおすすめします。ロボット溶接でも、同じ要件で大量の溶接ヒュームが発生しています。

一方、通常は手動溶接を行い、溶接ステーションを断続的にのみ使用する場合、小型のポータブルヒュームコレクターが適切です。この装置は必要に応じてオンとオフを切り替えることもできます。

どの溶接ヒューム除去方法が最も効果的ですか？

溶接ヒュームの発生場所、そして装置の配置に関する貴社施設の制限事項等を特定します。理想は発生源付近でヒュームを除去することです。発生源ヒューム排気とは、各溶接ステーションに独自の集塵フード、抽出アーム、またはワークベンチを設置して、作業で発生するヒュームを捕集することを言います。

ただし、設置条件により発生源での集塵ができない場合があります。天井クレーンがある、床面積が限られている、またはダクト作業スペースがない場合、外気の抽出方法が制限される可能性があります。この方法では、溶接現場で捕集装置を使用しません。その代わり、エリア全体からヒュームを吸引する環境型コレクター（アンビエントコレクター）を使用します。

別途考慮すべき点として、レイアウト変更を頻繁に行うかどうかです。アンビエントコレクターはレイアウト変更時に再構成が不要な場合もありますが、発生源で集塵するコレクターは溶接装置とともに移動する必要があります。

装置はどこに配置しますか？

発生源集塵を選択した場合は、溶接ステーションとの関連で装置のレイアウトを決定する必要があります。ワークステーションが分散している施設では、1台の集塵機が1つの溶接作業または溶接ステーションに接続されている局所配置がおすすめです。各溶接ポイントには独自の排気装置が備えられているため、各ワークステーションに直接隣接または近接して配置できる小型装置がお勧めです。

施設によっては、集中配置が最適な場合もあります。集中配置では、集塵機1台で複数のワークステーションをカバーし、ダクトのネットワークを介して各ステーションと排気装置を接続します。通常、こうしたレイアウトでは、集中集塵機は溶接個所からある程度離れた場所に配置されます。溶接部付近の床面積が限られている場合に適したオプションと言えるでしょう。

最適なフィルトレーション装置はどのタイプですか？

溶接プロセス、施設内の制限、排気目的を特定したら、次に排気装置を選択します。排気装置は、汚染空気を吸い込み、粒子をフィルトレーションして取り除き、フィルトレーションされた空気を屋外または場合によっては屋内に排出します。排気装置に沈殿した粒子は、廃棄物容器に回収されます。

排気装置には、カートリッジまたはフィルターパックの2種類のフィルター様式があります。フィルターは、ヒューム粒子を捕集する部品です。いずれのフィルターもしっかりと機能するため、どちらを選択するかは、装置の設置場所と、局所または集中集塵機のどちらを選択するかにより決まります。

カートリッジシステムには、さまざまなデザインとサイズがあります。プリーツフィルターは簡単に交換でき、コンパクトな設置面積で最大の粒子捕集容量を実現します。このカテゴリーに該当するのは、ドナルドソン製品のDownflo®集塵機です。

フィルターパックシステムは、たとえばロボット溶接セルの隣りにある局所排気装置として機能したり、メーカーによって溶接装置と連動するように組み込まれています。Donaldson Torit® PowerCore® TGはこのカテゴリーに該当します。

ドナルドソンのヒュームコレクターには、通常セルフクリーニング機能が搭載されており、運転中に圧縮空気がフィルターをパルスクリーニングして、フィルターの寿命を延ばします。この機能には圧縮空気源が必要となります。

ドナルドソンのUltra-Web®ファインファイバーフィルターなど、サブミクロン溶接ヒューム用に設計されたフィルターの使用が適切です。メディア表面に粉塵を捕捉し、パルスクリーニングシステムにより簡単にダストを払い落とすため、フィルター寿命を延ばすことができます。

その他のベストプラクティス

貴社の用途に最も適したヒュームコレクターの選定に、さらに2つの推奨事項があります。

• システム設計に溶接作業者の意見も取り入れましょう。抽出アームなどの捕捉装置は、操作しやすく、作業員が部品を移動させる際に調整できる十分な長さが必要になります。現場作業員の意見を事前にヒアリングすることで、現場の需要に合ったシステムを開発することができます。
• ヒューム排気の専門家がサポートします多くの要素が関係するため、作業内容を分析し、理想的な解決策を設計する上で支援できる知識豊富な専門家と協力することが有益です。ドナルドソンの担当者がプロセスをご案内します。

アメリカ溶接協会（American Welding Society）、安全と健康のファクトシート36：『Ventilation for Welding and Cutting』

『Actions and Reactions: Combustion Dangers in Metals Manufacturing』ドナルドソン、製品市場マネージャー、Karen Wear、The Fabricator