Влияние окружающей среды на сварку палками

Сварка Щитовой металлической дуги (SMAW), широко известная как сварка палкой, является основополагающим процессом в производстве, строительстве и ремонте. В то время как ее универсальность и низкая стоимость оборудования делают ее необходимой, процесс генерирует несколько потоков отходов, которые требуют тщательного управления. Пары, шлак, электродные заглушки и упаковочные материалы способствуют экологическому следу сварки палкой. Понимание состава и судьбы этих побочных продуктов имеет важное значение для разработки совместимых, устойчивых сварочных операций.

Сварочные пары и качество воздуха

Пары сварки палочек представляют собой сложную смесь оксидов металлов, фторид и газов, образующихся при испарении электродов и основного металла. Общие компоненты включают марганец, оксид железа, хром, никель, а в случае электродов из нержавеющей стали шестивалентный хром — известный канцероген. Вдыхание этих частиц может вызвать лихорадку паров металлов, повреждение легких и долгосрочные неврологические эффекты. Для защиты качества воздуха сварочные участки должны быть оснащены локальными системами выхлопной вентиляции (LEV), которые захватывают пары в источнике дуги. Портативные вытяжные устройства с фильтрами HEPA эффективны для полевых работ. Дополняющая вентиляция, респираторная защита (например, фильтры P100 или подаваемые воздушные респираторы) требуется, когда пределы воздействия не могут быть выполнены только с помощью инженерных средств управления.

Удаление шлака и загрязнение почвы

Шлак является затвердевшим остатком потока, который защищает сварочный бассейн. Хотя часто классифицируется как неопасный, шлак может содержать следовые уровни тяжелых металлов, таких как свинец, кадмий или бериллий, если базовый металл или электрод содержит эти элементы. При утилизации на свалках дождь может выщелачивать металлы в грунтовые воды. Правильная обработка шлака начинается с сегрегации : сбор шлака отдельно от других отходов и испытание на опасные характеристики (например, анализ TCLP). Неопасный шлак может быть выгодно повторно использован в качестве дорожной основы, абразивных струйных сред или агрегата в бетоне - но только после проверки пригодности для окружающей среды. Для опасного шлака, манифестация и удаление в разрешенном объекте обработки, хранения и удаления (TSDF) является обязательным.

Электродные завалы и расходные отходы

Каждый электрод-палка оставляет после себя заглушку непокрытого металла - обычно 2-4 дюйма в длину. Более сотни сварных швов, заглушки быстро накапливаются. Хотя они являются перерабатываемым металлоломом (углеродистая сталь, нержавеющая или алюминий), они должны быть очищены от остатков потока перед переработкой. Многие сварочные цеха размещают специальные контейнеры для сбора заглушек рядом со сварочными станциями. Кроме того, упаковочные отходы из электродных картонных коробок, влагозащищенных трубок и поддонов должны быть разделены на перерабатываемые материалы (картон, пластик) и общий мусор. Внедрение системы сегрегации отходов с цветовым кодом уменьшает объем свалки и может снизить затраты на удаление.

Состав и токсичность побочных продуктов сварки клещей

Пороги химии и здоровья дыма

Композиция дыма резко варьируется в зависимости от типа электрода. Электроды E6010 производят продукты с высоким содержанием оксида железа и разложения целлюлозы; электроды E7018 генерируют фториды и марганец. Электроды из нержавеющей стали (E308, E316) испускают шестивалентный хром, который регулируется допустимым пределом воздействия OSHA 5 мкг / м3 в виде хрома (VI). Реальный мониторинг паров с использованием инструментов прямого считывания (например, переносные счетчики частиц) помогает сварщикам и менеджерам безопасности измерять воздействие. Замена электродов с низким содержанием марганца или низким содержанием хрома может уменьшить содержание токсичных металлов. Всегда просматривайте данные о безопасности электрода (SDS) для данных о составе дыма перед выбором.

Лакостный шлак и экологические испытания

Для определения того, является ли шлак опасным в соответствии с Законом о сохранении и восстановлении ресурсов (RCRA) в Соединенных Штатах, используется процедура токсичности, характерной для выщелачивания (TCLP). Концентрации металлов в лишате сравниваются с нормативными порогами. Например, если концентрация лишата превышает 5,0 мг / л для свинца или 1,0 мг / л для кадмия, шлак должен управляться как опасные отходы. Периодическое тестирование партий шлака - особенно при изменении брендов электродов или базовых материалов - гарантирует, что решения о вывозе основаны на данных. Многие операции по сварке отправляют ежеквартальные образцы в независимую лабораторию и ведут записи для регулирующего контроля.

Лучшие практики управления отходами

Системы экстракции и вентиляции дыма

Для ограниченных помещений рекомендуется принудительное вентиляцию воздуха при минимум 10 изменениях воздуха в час. Регулярный осмотр фильтров и воздуховодов для извлечения предотвращает неэффективность системы. Заменить фильтры HEPA на спецификации производителя и утилизировать отработанные фильтры в качестве потенциально опасных отходов, если они содержат захваченный шестивалентный хром или другие токсичные вещества.

Персональное защитное оборудование (PPE)

Помимо сварочного шлема с надлежащим цветным объективом, сварщики должны использовать полулицо или полнолицые респираторы с картриджами, рассчитанными на металлические пары (N95 или P100). Программа защиты органов дыхания, включая тестирование на пригодность и медицинский клиренс, требуется OSHA для обязательного использования респираторов. Одноразовые респираторы должны быть выброшены после каждой смены или при загрязнении, а использованные респираторы должны быть помечены и утилизированы в качестве промышленных отходов [FLT: 1]], не смешиваться с мусором домашнего типа.

Сбор шлаков и их полезное повторное использование

Установите отдельные шлаковые контейнеры на каждой рабочей станции. Используйте металлические пыльцы и щетки, чтобы избежать распространения шлака на полы, где его можно отслеживать снаружи. Если шлак обнаружен неопасным, партнер с местным строительным или абразивным поставщиком для его переработки. Некоторые компании принимают чистый шлак для использования в качестве заполнителя или грациозной взрывной обработки. Если утилизация невозможна, утилизируйте шлак на промышленной свалке, которая принимает неопасные специальные отходы. Всегда документируйте маршрут удаления и обслуживайте коносаменты.

Утилизация электродных закусок и расходных материалов

Электродные заглушки металлические и легко перерабатываются. Держите специальный металлический мусорный бак рядом с каждой кабиной. Перед переработкой удалите любое покрытие потока, нажав на заглушку или используя вращающийся тумблер. Некоторые дилеры заглушек требуют, чтобы заглушки были сухими и свободными от свободного потока. Картонная упаковка должна быть сплющена и облысена ; пластиковые вкладыши из влагостойких контейнеров обычно являются мусором, если местный переработчик не принимает пленочные пластмассы. Используемые верхние части электродных коробок могут быть перепрофилированы в небольшие контейнеры для деталей.

Регуляторное и экологическое соблюдение

В Соединенных Штатах сварочные отходы подпадают под действие Закона о чистом воздухе (выбросы паров), OSHA 29 CFR 1910 (воздействие на рабочих) и RCRA (утилизация отходов). Для шестивалентного хромового пара (29 CFR 1910.1026) стандарт OSHA требует мониторинга воздействия, регулируемых областей и медицинского наблюдения. шлак отходов, который проверяет опасные отходы, должен быть отправлен в соответствии с манифестом опасных отходов в разрешенный TSDF. Государственные и местные правила могут налагать дополнительные ограничения - например, разрешения на использование воздуха могут потребоваться для крупномасштабных операций по сварке. Веб-сайт генератора опасных отходов [FLT: 2] EPA обеспечивает руководство по классификации, накоплению и учету. На международном уровне регулирование REACH Европейского союза и местные эквивалентные законы (например, Закон о твердых отходах Китая) требуют аналогичной тщательности.

Устойчивые альтернативы в сварке палками

Многие производители в настоящее время производят низкопаровые и экологически оптимизированные электроды. Например, низкомарганцевые варианты E7018 снижают уровень марганца в воздухе до 40%. Электроды на основе целлюлозы (E6010) по своей сути производят меньше шлака, упрощая утилизацию. Сварочные процедуры также могут быть настроены на сокращение отходов : используя максимально короткую длину выдержки, выбирая правильное усилие и избегая чрезмерного ткачества, все минимизируют потребление электродов и генерацию дыма. Автоматизированные или полуавтоматические процессы (например, импульсный MIG) могут заменить сварку с помощью палки для определенных применений, хотя SMAW остается необходимым для наружных и полевых работ. Оценка жизненного цикла расходных материалов - с учетом извлечения сырья, производства энергии и утилизации в конце срока службы - помогает менеджерам магазинов выбирать продукты с более низкой экологической нагрузкой. Американское общество сварки публикует руководство по устойчивым методам сварки через свой Комитет

Заключение

Сварка с помощью палочек не является по своей сути чистой, но с преднамеренной практикой управления отходами ее воздействие на окружающую среду может быть существенно уменьшено. Контроль паров на источнике, тестирование и отвод шлака от свалок, утилизация электродных заглушек и соблюдение нормативных требований защищают как работников, так и экосистему. Принимая расходные материалы с низким содержанием паров и оптимизируя параметры сварки, промышленность может снизить экологический след SMAW, не жертвуя производительностью. Постоянное улучшение обработки отходов - от ежедневного домашнего хозяйства до ежегодных аудитов - гарантирует, что сварка с помощью палок остается жизнеспособным и ответственным выбором для соединения металла. Для получения дополнительной информации, проконсультируйтесь со страницей опасности для здоровья сварки NIOSH и руководящими принципами по отходам вашего местного экологического агентства.