预计未来十年内对娴熟焊接的需求将稳步增长。与预期的增长随之而来的是新的建造和制造不断涌现,同时老化的结构和设备也需要维护。扩大焊接操作的机会正在孕育之中,与此同时,关注员工健康和安全举足轻重。

焊工面临的首要危害之一就是接触金属氧化物和气体副产物。无论是仅利用热源(电弧热、气体火焰或激光工艺)的熔焊,还是在焊接和切割工艺中组合利用热源和压力,都面临相同的问题:所有方法都会产生有害气体,这反过来又可能造成焊接烟雾暴露的风险。  

焊烟对健康有哪些危害?

焊烟中的金属颗粒杂质比人类发丝宽度窄 50 至 75 倍,极易吸入体内。美国职业安全与健康管理局 (OSHA) 给出的此问题  Fact Sheet (事实数据表) 显示,吸入金属颗粒和气体可导致许多健康危害。

短期接触金属焊烟可导致恶心、头晕或眼、鼻、喉刺激,此症状称为“金属烟热”。长期接触焊烟可导致癌症、器官或神经损伤。某些气体会置换空气中的氧气,还可引起窒息,尤其是在封闭的工作区域。

受以下因素的影响,每个工厂都面临不同程度的风险:

  • 焊接工艺类型
  • 使用的基底金属、填充金属和焊条金属
  • 空间布局和焊接工作站数量
  • 焊工工作实践
  • 空气流通和通风

我的工厂的焊烟限值是多少?

焊烟暴露没有 单独 的指南。但是,美国职业安全与健康管理局 (OSHA) 执行的特定金属的允许暴露限度 (PEL),反映了特定时间段内的限值。例如,对于铝、铁和低碳钢,允许暴露限度 (PEL) 为 8 小时内每立方米空气平均 5 毫克颗粒 (5 mg/m 3 )。对于毒性更高的金属(包括铬、锰、不锈钢、镍和镉)所允许暴露限度 (PEL) 更为严苛。

许多焊接操作都力求符合美国政府工业卫生学家会议 (ACGIH) 阐明的阈限值 (TLV)。这些 预估值 基于当前的科学研究估计工人在职业生涯中可以承受的暴露水平,其值可能低于允许暴露限度 (PEL)。允许暴露限度 (PEL) 和阈限值 (TLV) 引自美国国家职业安全与健康研究所 (NIOSH)  发布的化学危害 袖珍指南 。但是,请注意,您的操作可能还需满足州和地方的其他要求。

哪些措施可控制焊烟?

了解适用的金属和工艺暴露限值后,您需要考虑降低这些暴露危害的方法。美国职业安全与健康管理局 (OSHA) 推荐采取“分层控制”,即从最高有效到最低有效依次进行排列:

消除与替代  实际消除危害。如可能,请停止使用危害性材料。

替代  替代危害。 改用替代材料,例如,产生更少焊烟的不同填充金属或带涂层的线材消耗品。

工程控制措施 — 将人员和危害相隔离。 封 闭空间和/或安装局部排气通风系统(排烟装置或粉尘/焊烟除尘器)。 

管理和工作实践控制措施 — 改 变人员的工作方式。改变焊工的工作习惯或岗位、限制高浓度区域的停留时间和/或加强培训。

个人防护装备 (PPE) — 使用正确的个人 防护装备 (PPE) 保护工人。使用美国国家职业安全与健康研究所 (NIOSH) 批准的防毒面具,尤其在其他控制措施不充分发挥作用时如此,同时检查防毒面具,确保其适配和状况良好。

分层控制

通风对于控制焊烟暴露有何重要性?

通风设备是将焊烟从焊工呼吸区吸走的关键所在。美国职业安全与健康管理局 (OSHA) 针对自然通风和工程通风给出了以下建议:

  • 如果在开放空间或室外进行焊接操作,请在上风口操作,尽管这不能保证绝对安全。
  • 如果在室内进行焊接操作,请使用局部排气通风措施(也称为焊烟抽排)。
  • 禁止在没有通风设备的密闭空间内进行焊接操作。
  • 在没有机械通风的场所,请利用自然通风并调整作业位置以免接触焊烟。

虽然在某些情况下自然通风或风扇强制通风可能有作用,但焊烟抽排系统通常更为有效。事实上,英国已强制要求焊接操作时进行工程通风,即便低碳钢焊接操作也是如此。英国健康与安全执行局 (HSE) 发 布的  2019 更新要求 所有 焊接操作必须使用局部排气通风措施。欧洲通常会首先采用更严苛的法规,因此,此法规表明,美国和其他地区对焊接操作的要求也可能发生变化。

每种焊接操作都有其独特性。明智的做法是请工业卫生专业人士帮助您确定适用的暴露限度、采样工人周围的呼吸区空气、检查操作过程,并指导您制定风险管理策略。此外,唐纳森还可以帮助您选择过滤设备以协助收集粉尘和焊烟,这是可靠工程解决方案的部分内容。

资料来源

控制焊接过程中的有害烟雾和气体,职业安全与健康管理局情况说明书, 

OSHA 标准 29 CFR 1910.252,焊接、切割和钎焊

焊接、切割和相关工艺中的安全,美国焊接协会

工业通风:推荐设计实践手册,第 30  版,ACGIH*

HSA 警报:对低碳钢焊接烟雾执法预期的变化

空气系统公司创始人兼所有者 Jonathan Hale

Grubb 工业卫生服务有限责任公司副总裁 Gregg Grubb