棍焊的环境影响

盾形金属弧焊(SMAW),通常称为棍焊,是制造、建造和修理的基础过程。 虽然其多用途和低设备成本使其不可或缺,但这一过程会产生多种废物流,需要认真管理。 炉渣、渣渣、电极根和包装材料都有助于制造棍焊的环境足迹。 了解这些副产品的构成和命运对于发展符合要求的可持续焊接操作至关重要。

焊接炉和空气质量

粘接焊接烟雾是金属氧化物、氟化物和底金属蒸发时形成的气体的复杂混合物,常见成分包括锰、氧化铁、铬、镍,以及不锈钢电极、六价铬——一种已知致癌物。 吸入这些颗粒[ 会导致金属烟火、肺损伤和长期神经系统效应。为保护空气质量,焊接区必须配备局部排气通风系统,在弧源捕获烟雾。便携式烟雾提取器与HEPA滤波器一起对现场工作有效。在无法通过工程控制达到接触限度时,需要补充通风(e.g.,P100滤波器或供应的空气呼吸器)。

渣处理和土壤污染

渣是固化的通量残留物,可以遮蔽焊接池。渣渣虽然通常被归类为无害金属,但如果底金属或电极含有铅、镉或铍,则可以含有微量重金属,如铅、镉或铍。在填埋场处理时,雨水可以将金属渗入地下水。 炉渣处理首先要隔离[:将炉渣与其他废物分开收集,并测试危险特性(例如TCLP分析 ) 无害渣可以作为公路基、粗瓦爆介质或混凝土集物有益地再利用,但只有在核实环境适宜性后才能进行。对于危险渣,必须在允许的处理、储存和处置设施(TSDF)进行强制规定。

电磁渣和消耗性废物

每个电极都留下一块没有粘合的金属的根茎,一般长2–4英寸。 超过数百根焊接,钢筋会迅速积累。尽管它们是可回收的废金属(碳钢、不锈或铝),但在回收利用之前必须清理通量残渣。许多焊接店在焊接站旁边放置专用的钢筋收集箱。 此外,[ 从电极纸箱、防水管和货盘中分离出来,形成可回收的(纸板、塑料)和一般垃圾。 实施一个色码废物隔离系统会减少垃圾填埋量,降低处置成本。

棒焊副产品的组成和毒性

泡沫化学和健康临界值

烟雾成分随电极类型而大不相同. E6010电极产生高铁氧化物和纤维素分解产物; E7018电极产生氟化物和锰. 无污钢电极(E308, E316) 排放六价铬,受OSHA允许接触限值(PEL)5微克/立方米作为铬(VI)的管制. 利用直接读取仪器进行实时烟雾监测[(例如便携式粒子计数器) 有助于焊工和安全管理人员测量接触. 替代低锰或低铬电极可以减少有毒金属含量. 选择前始终审查烟雾成分数据中的电极安全数据表(SDS)。

渣浸漏液和环境测试

为了确定渣土在美国《资源养护和回收法》之下是否具有危险性,采用了毒性特征浸出程序(TCLP),将浸出液中的金属浓度与管制阈值相比较,例如,如果铅浸出液超过5.0毫克/升,镉超过1.0毫克/升,则渣土必须作为危险废物管理。 对渣土批量进行强制性测试[——特别是在不断变化的电极品牌或基质材料时——确保处置决定由数据驱动,许多焊接作业每季度向独立的实验室发送样品,并保存记录以供管制检查。

废物管理的最佳做法

烟气提取和通风系统

使用罩、副排稿或枪上烟雾抽取器,放置在弧内12英寸处;对于封闭空间,建议每小时至少进行10次空气通风。 抽取过滤器和管道的正常检查[防止系统效率低下。

个人防护设备(PPE)

除了焊接头盔和适当的遮蔽镜外,焊接器必须使用半脸或全脸呼吸器,并配有金属烟雾的弹匣(N95或P100). OSHA要求必须使用呼吸保护方案——包括适配测试和医疗检查——每次转向后或土壤被浇入时,应丢弃可处置的呼吸器,用过的呼吸器应装袋并作工业废物处理,而不是与家庭式垃圾混合。

渣滓收集及收益再使用

在每一个工作站安装单独的渣桶。 使用金属灰尘和刷子避免将渣渣扩散到地板上, 并可以追踪到外面。 如果发现渣渣是无害的, 与当地建筑或磨损的供应商合作回收。 有些公司接受清洁渣渣作为填料或玻璃爆破。 如果回收不可行, 在工业填埋场中处置渣渣, 接受无害的特殊废物。 总是记录处理路线并保存提单 。

电极固件和消耗品的处理

电极杆是金属的,很容易回收。 在每个隔间附近保留一个专用的金属废件箱。 在回收之前, 将任何通量涂层从栅栏上或旋转的扭矩上移掉。 一些废品商要求隔板是干燥的,没有松散的通量。 板板包装应被平整和压扁[] ; 防水容器的塑料衬垫通常都是垃圾, 除非当地回收商接受胶片塑料。 废旧的电极盒可重新用作小部件的垃圾桶。

管制和环境遵守

在美国,焊接废物受《清洁空气法》(排放),OSHA 29 CFR 1910(工人接触)和RCRA(废物处置)的制约。 对于六价铬烟雾,[ OSHA标准(29 CFR 1910.1026)要求进行接触监测、管制区和医疗监视[ 。 检验危险废物的废渣必须在允许的TSDF下装运。 国家和地方规章可能施加额外的限制 — — 例如大规模焊接作业可能需要空气许可。 对于六价铬烟雾, EPA的危险废物生成者网站 提供了分类、积累和记录方面的指导。 在国际上,欧盟REACH条例和地方同等法律(例如中国固体废物法)要求同样注意。

杖焊作业中的可持续替代方法

许多制造商现在生产低烟道和环境优化电极,例如,E7018的低锰变种将空气中的锰含量降低40%。以纤维素为基础的电极(E6010)内在产生的渣渣较少,处理简化。]焊接程序还可以调整以减少废物]:使用尽可能短的断层长度,选择正确的增压,避免过度编织,将电极消耗和烟雾生成降到最低。自动化或半自动工艺(例如脉冲MIG)可以取代某些应用的电棒焊,尽管SMAW仍然是室外和实地工作所必需的。对焊接消耗品的生命周期评估——考虑到原材料提取、制造能源和报废处理——帮助店方管理人员选择环境负担较低的产品。美国焊接协会通过其可持续性委员会公布可持续焊接做法指南。

结论

粘接焊接并非天生干净,但有故意的废物管理做法可以大大减少其环境影响。 控制烟雾源、检测和转移垃圾填埋场的渣土、回收电极根以及遵守监管要求,都保护工人和生态系统。 工业采用低脂消耗品和优化焊接参数,可以降低SMAW的生态足迹,而不会牺牲生产力。 从日常家务到年度审计,持续改善废物处理 — — 确保粘接焊接仍然是金属加入的可行和负责任的选择。 进一步信息,请参考NIOSH的焊接健康危险页 和你的当地环境机构废物处理准则。