Kontrola dymów i gazów powstających podczas spawania łukowego jest istotnym zagadnieniem z punktu widzenia zdrowia i bezpieczeństwa na stanowisku pracy. Istnieje wiele rozwiązań usprawniających kontrolę oparów i zapewniających użytkownikom pracę, przy zachowaniu dopuszczalnych wartości wydzielanych związków. Zanim użytkownik dokona wyboru najlepszej metody i najlepszego rozwiązania, należy wcześniej ocenić poszczególne stanowiska pracy.
Systemy odciągowe wysokiego podciśnienia z dużą szybkością usuwają nieduże ilości powietrza. Muszą być umieszczone bardzo blisko łuku spawalniczego. Aby były efektywne, mogą wymagać przemieszczania podczas procesu spawania
Pierwszym krokiem jest identyfikacja zagrożenia oparami spawalniczymi i związane z nimi ryzyko. Wymaga to przeglądu informacji znajdujących się w Kartach Charakterystyk Niebezpiecznych Substancji, zawierających informacje o materiałach i procesach występujących na danym stanowisku pracy. Następnie należy oszacować ryzyko zatrucia oparami spawalniczymi i pobrać próbki powietrza, aby zbadać stopień narażenia pracownika. Następnym krokiem jest porównanie wyników z istniejącymi normami zawartymi np. w OSHA (w Europie EU-OSHA Europejska Agencja Bezpieczeństwa i Zdrowia w Pracy) lub normami zawartymi w ACGIH (American Conference of Governmental Industrial Hygienists) w celu zidentyfikowania i ustalenia priorytetów w miejscach, w których wymagana jest poprawa warunków pracy. Ostatnim krokiem jest dokonanie wyboru najlepszego rozwiązania dla danej aplikacji. Nie ma jednego dobrego rozwiązania dla wszystkich aplikacji, a zatem, w niektórych przypadkach niezbędne będzie zastosowanie kilku metod.
Nadzór techniczny
Zmiany w procesie produkcyjnym i systemie wentylacji mogą być wykorzystane do kontroli wydzielanych dymów i gazów. Procesy spawalnicze, plany operacyjne i gazy ochronne, a także elektrody spawalnicze mogą być modyfikowane w celu zmniejszenia ilości wydzielanych oparów. Opary powstające z danej ilości stopiwa różnią się w zależności od procesu spawania. Zmiana w tym procesie może zmniejszyć ilość wydzielanych oparów, ale w większości przypadków istnieje dalsza potrzeba zastosowania wentylacji w celu kontroli narażeń.
Zmiana jednego procesu spawania łukowego na inny może zredukować ilość wydzielanych oparów. Na przykład spawanie elektrodą wolframową w osłonie gazu obojętnego lub spawanie łukiem krytym wytwarza niski poziom oparów. Jednak metody te mają znaczne ograniczenia w zastosowaniu. Spawanie łukowe elektrodą metalową w osłonie gazu (GMAW – Gas Metal Arc Welding) jest także metodą o względnie niskim poziomie emisji oparów i o mniejszych ograniczeniach. Sprzęt spawalniczy wytwarzający zmodyfikowane przebiegi prądu spawania, wykorzystywany m.in. w spawaniu pulsacyjnym GMAW, metodzie Waveform Control Technology lub w metodzie Surface Tension Transfer, mogą także zredukować stopień powstawania oparów.
Zmiana na inny gaz ochronny w procesach spawania łukowego – GMAW lub spawanie elektrodą rdzeniową z wykorzystaniem gazu ochronnego – może na ogół zredukować ilość wydzielanych oparów.
Stopień powstawania oparów może być zredukowany przez zmianę mieszaniny gazów z zawartością CO2 na argon, Ar/CO2, Ar/O2 lub inne mieszaniny gazów, takie jak 95-5 Ar/O2. Taka zmiana ma wpływ na charakterystykę spawania, a także – jeśli do danej aplikacji można zaadaptować taką zmianę – redukcję ilości wydzielanych oparów.
Procedury spawania mogą mieć także wpływ na stopień powstawania oparów spawalniczych. Im niższa moc wyjściowa, tym z reguły niższy stopień emisji oparów spawalniczych. Zmiana używanej elektrody może również zredukować ilość lub zmienić charakter powstających oparów. Aby zastosować odpowiednią metodę spawania dla danej aplikacji, może być potrzebne przeprowadzenie testów.
Inne metody kontroli oparów spawalniczych
Każda z wyżej wymienionych metod może być częścią rozwiązania dla określonej aplikacji, ale jednocześnie każda z nich ma swoje ograniczenia, które należy wziąć pod uwagę. Może to być np. niewielkie wtopienie lub trudność spawania w określonej pozycji. Inne procedury mogą zmniejszać te ograniczenia.
Wydzielenie stanowiska pracy jest jedną z metod zredukowania narażenia pracownika na opary przez odseparowanie, zamknięcie lub zautomatyzowanie źródła oparów. Należy się zastanowić, czy będzie praktyczne zastosowanie spawania automatycznego z użyciem ciężkiego osprzętu spawalniczego, który można zabudować.
Najwygodniejszą metodą jest wentylacja, ponieważ nie wymaga zmian procedury spawania i pozwala na zastosowanie wielu metod kontroli oparów. Do metod wentylacji zalicza się między innymi wentylację naturalną, ogólną wentylację mechaniczną oraz wywiewy miejscowe.
Wentylacja naturalna polega na wykorzystaniu wiatru lub ruchu powietrza w miejscu pracy, lecz trudniej jest ją kontrolować. Może być jednak dobrym rozwiązaniem w przypadku spawania na powietrzu lub w dużych pomieszczeniach z wysokimi sufitami i wentylacją poprzeczną.
Ogólna wentylacja mechaniczna, taka jak wentylatory w ścianach lub suficie, zapewnia ogólne odprowadzenie oparów, jednakże pod kątem kontroli narażeń jest mniej efektywna niż wywiewy miejscowe. Jeśli wentylacja naturalna lub ogólna jest niewystarczająca, aby kontrolować poziom narażenia na opary, wtedy należy zastanowić się nad miejscowym odprowadzaniem oparów z miejsca spawania. Lokalne odprowadzanie oparów jest bardzo efektywną alternatywą dla większości zagrożeń występujących podczas spawania, gdzie potrzebna jest lepsza kontrola. Niektóre elektrody zawierające pewne ilości substancji z niskim stopniem narażenia – nierdzewne z chromem i do napawania utwardzającego z chromem lub z manganem – mogą np. wymagać dodatkowej wentylacji i/lub wywiewu. Należy zapoznać się z oznaczeniem produktu i Kartą Charakterystyki Niebezpiecznej Substancji w celu zidentyfikowania takich produktów.
Systemy odciągowe niskiego podciśnienia usuwają duże ilości powietrza, ale z mniejszą szybkością niż ich odpowiedniki wysokiego podciśnienia. Pracują ciszej i nie muszą być umieszczone tak blisko łuku jak systemy wysokiego podciśnienia, aby działały efektywnie
Systemy niskiego i wysokiego podciśnienia stanowią dwa główne rodzaje wentylacji miejscowej. Systemy niskiego podciśnienia wyciągają opary powoli, ale za to większą objętość i są skuteczne od ok. 15 do 40 cm od miejsca spawania. Systemy te są dostępne w wersjach stacjonarnych lub przenośnych. Mają elastyczne ramię i zużywają mniej energii oraz mniej hałasują niż ich odpowiedniki z wysokim podciśnieniem.
Systemy wysokiego podciśnienia pracują z dużą prędkością, ale wyciągają mniejsze ilości powietrza. Zazwyczaj są one umieszczone pomiędzy 5 do 10 cm od źródła powstawania oparów. Ich efektywność zależy od ustawienia spawacza, ponieważ należy utrzymać małą odległość pomiędzy łukiem a dyszą. Systemy te są także dostępne w wersjach stacjonarnych i przenośnych oraz są wyposażone w ssawki lub pistolety powietrzne. Systemy wysokociśnieniowe są elastyczne i przystosowane do pracy z dużymi elementami oraz do zamkniętych przestrzeni.
Praktyczna kontrola bezpieczeństwa pracy
Doświadczenie operatora ma zasadnicze znaczenie dla efektywnego wykorzystania kontroli technicznej w celu zachowania bezpieczeństwa w miejscu pracy. Aby być pewnym, że bezpieczne warunki pracy pozostają zachowane, w miejscu pracy powinien znajdować się system kontrolujący zagrożenie oparami spawalniczymi, jak również system minimalizujący narażenie pracownika na inne niebezpieczeństwa.
Podstawowe zasady zachowania bezpieczeństwa w miejscu pracy to:
-
spawacze powinni podczas pracy trzymać głowę poza oparami,
-
spawacze powinni stosować odpowiednią wentylację lub system odciągu gazów znad łuku spawalniczego lub stosować obie te metody oraz pozostawiać dymy i gazy poza strefą oddychania oraz miejsca pracy,
-
spawacze powinni być szkoleni tak, aby potrafili w sposób właściwy używać sprzętu wentylacyjnego,
-
spawacze powinni czytać i stosować się do ostrzeżeń na etykietach produktów, Kartach Charakterystyk Niebezpiecznych Substancji i przepisów bezpieczeństwa.
Te oparte na zdrowym rozsądku środki ostrożności są znane wykwalifikowanym spawaczom, choć utrwalanie ich na okresowych szkoleniach jest sprawą zasadniczą. Wielu producentów sprzętu spawalniczego może pomagać pracownikom, organizując szkolenia lub zapewniając materiały szkoleniowe.
Sprzęt ochrony osobistej
Sprzęt ochrony osobistej jak maski oddechowe jest najtrudniejszą do efektywnego wdrożenia metodą kontroli. OSHA wymaga, aby wykorzystywać wszystkie możliwe i dostępne metody kontroli technicznej oraz praktyki zawodowej, zanim zastosuje się maski oddechowe. W sytuacjach gdy należy skorzystać z maski oddechowej, OSHA wymaga od pracowników stworzenia programu ochrony dróg oddechowych (29CFR 1910.134).
Gdy podejmujemy się wdrożenia jakiegoś programu do kontroli zagrożeń oparami spawalniczymi, musimy wiedzieć, że nie ma jednej metody pasującej do każdej aplikacji. Końcowe rozwiązanie będzie prawdopodobnie kombinacją kilku metod dostosowanych do wymagań aplikacji i preferencji użytkownika. W rezultacie powinno ono podnieść jakość spawania oraz wydajność, a stanowisko pracy musi spełniać obowiązujące ograniczenia zagrożeń i zapewnić czystość otoczenia, jak również samego stanowiska pracy.
UR
Christopher J. Cole, The Lincoln Electric Company
Christopher J. Cole, mgr, CIH (Certified Industrial Higienist), CSP (Certified Safety Proffesional) jest koordynatorem ds. zdrowia i bezpieczeństwa spawania na Wydziale Automatyki w The Lincoln Electric Company
Artykuł pod redakcją Marka Olszewika
