钢丝焊接(Sjad neiling),又称盾形金属弧焊(SMAW),是建筑、制造和修理中广泛使用的一个工艺。 虽然它有效且多用途,但它会产生对环境卫生和人类福祉都构成威胁的烟雾。 了解这些烟雾的构成、其环境归宿以及尽量减少接触的最佳策略对于焊接者、雇主和致力于可持续做法的监管者来说至关重要。

理解棒焊接引信及其构成

在SMAW期间,电弧熔化了可消耗电极和底金属,产生气体和颗粒物质的复杂混合物,烟雾主要包括冷空气中蒸发金属凝固时形成的金属氧化物,具体组成取决于电极涂层和底金属化学.

常见危险化合物

粘接焊接电极的涂层具有可能含有铬、镍、锰、铁、硅和氟化合物的通量,加热时,这些材料释放出含有六价铬、锰粉尘、氧化镍和氧化锌的烟雾,每一种物质都对环境和健康有明显的影响,例如,六价铬是一种已知的人类致癌物,而锰在长期接触后可造成神经损伤。

如何产生福梅斯

焊接弧的高温使金属和通量成分蒸发,当蒸汽从弧区中流出时,它迅速冷却并凝结成细固体颗粒,通常直径小于1微纳,这些颗粒长时间保持空气传播,并可以长距离行驶,将污染范围扩展到直接工作区之外。产生的烟雾量取决于焊接电流、电极类型和技术。

焊接炉的环境影响

焊接烟雾不会在释放后消失。 它们与空气、土壤和水相互作用,导致持久的环境污染。 烟雾中发现的重金属可以在生态系统中积累,影响植物、动物,最终影响人类通过食物链。

空气污染和分解物质

焊接过程中的分层物质会助长环境空气污染. 细颗粒(PM2.5和PM10)在一般人群中可以持续悬浮数日,并与呼吸道和心血管疾病有关. 在焊接活动高的工业区,局部空气质量可以显著下降. 美国国家环境空气质量标准[NAAQS]等法规对颗粒物规定了限制,但焊接作业往往可以免除点源排放限制,将负担放在工作场所的控制上.

土壤和水污染

焊接烟雾产生的金属最终会沉积在表面,沉积在土壤中时,它们会持续多年,改变土壤化学并损害微生物,来自污染地区的表面水径流将金属带入溪流和湖泊,影响水生生物,例如镍和铬对低浓度鱼类有毒,妥善的室内保管和封存磨粉和渣,对于防止这些材料进入排水系统至关重要。

生物累积和生态系统影响

某些金属,如镉和铅在生物体内的生物积累。 当将烟雾焊接到植被上时,食草动物会吸收金属,然后将金属移到食物链上。 食肉鸟和哺乳动物可能会经历生殖衰竭和神经缺陷。 环保局的生态系统保护方案强调控制金属排放以防止长期生态破坏的重要性。

接触泡沫带来的健康风险

焊工和附近的工人面临着吸入焊接烟雾的直接健康危害。 风险从急性刺激到慢性威胁生命的疾病不等。 了解这些风险是有效保护的第一步。

急性效应

短期接触高浓度的焊接烟雾可引起金属烟火,这是一种流感般的疾病,其特点是发热、寒冷和肌肉疼痛。 吸入新鲜氧化锌烟雾是常见的原因。 眼部和喉部刺激、头晕和恶心也可能发生,特别是在通风不良的封闭空间。

慢性效应

长期接触与严重的健康后果有关. 六价铬和镍化合物被国际癌症研究机构列为第1组致癌物(对人类致癌物). 焊接烟雾的职业接触与肺癌风险增加有关. 曼干素过量接触会导致曼干病,而曼干病是帕金森病的类似条件,其症状是颤抖、僵硬和认知下降. OSHA焊接标准为许多此类物质规定了允许接触的限制(PELs),但在许多设施中,遵守标准仍然是一项挑战。

管制限制和监测

OSHA将铬(六价)等烟雾成分焊接的PELs设定为5微克/立方米(行动水平2.5微克/立方米),锰设定为5毫克/立方米(上限),美国政府工业卫生学家会议建议采用较低的阈值(TLV),利用个人取样泵和重力分析进行定期空气监测对于核实接触低于法定限度和指导选择控制至关重要。

尽量减少接触和环境影响的方法

减少焊接烟雾排放和保护工人需要采取分层的办法:工程控制、行政控制、个人防护设备以及更换低层烟雾工艺。

工程控制

最有效的方法是利用当地排气通风(LEV)在源头捕捉烟雾。 烟雾臂、抽取炉上和下排台等系统在焊接器的呼吸区散开前将受污染的空气拉走。 高效的颗粒空气过滤器或静电喷发器在将空气排入外层或重新排入外层之前将颗粒物夹住。对于室外或大空地,仍应使用机械通风确保稀释和防止积聚。 国家防火协会(NFPA)为焊接空间的安全通风设计提供了准则。

行政管制

工作实践可以显著减少烟雾的暴露,将烟尘的焊接机上风,尽可能使焊接电弧向下,并使用低流环境,减少烟雾的产生,工作轮换和限制每天总的焊接时间有助于减少累积的暴露,标志和指定焊接区使非必要的人员远离烟雾源,定期进行适当的技术和设备维护培训也有助于减少烟雾。

个人防护设备(PPE)

当通风不能降低允许的接触限度时,需要呼吸器. 带有颗粒滤波器(N95或以上)的半面呼吸器可以保护大部分焊接烟雾成分. 对于六价铬或锰,可能需要一个有动力的空气净化呼吸器(PAPRE)或供应的空气呼吸器. 适当的适配测试和维护至关重要. 其他PPE,如带透镜滤波器的焊接头盔可以保护眼睛和面部,但除非与呼吸器结合,否则不会提供呼吸保护.

替换和过程修改

取代低孔电极可以产生显著的区别. 低氢电极(如E7018)在类似条件下产生的烟雾比纤维化类型(如E6010)要少. 在一些应用中,从棒焊接到通量计分弧焊(FCAW)或气体金属弧焊接(GMAW)可以减少烟雾排放,但是,每个过程都有自己的环境考虑. 美国焊接协会(AWS) 出版不同焊接过程的烟雾排放指南,协助选择.

工作场所的食品管理最佳做法

实施全面的烟雾管理方案需要组织各级作出承诺,以下是需要解决的关键领域。

空中监测和燃料提取

进行基线和定期空气监测,以说明暴露的特点。既要使用从焊工领部提取的区域取样,也要使用个人样品。结果应该与适用的PEL和TLV相比较。如果发现超过标准,应立即加倍进行工程控制。 确保定期检查和维护烟雾提取设备 — — 堵塞的过滤器降低了捕获效率。 过滤器和HEPA过滤器应该被更换于每个制造商的时间表。

培训和提高认识

员工必须了解控制措施背后的风险和原因。 培训主题应包括正确使用通风、正确呼吸器的合适性、识别急性症状和管家程序。 赋予员工报告烟雾问题的权力,而不必担心报复。 安全会议和工具箱会谈可以强化最佳做法,分享最近的空气监测结果。

焊接废物的处理

在许多司法管辖区,灰尘、渣土、废电极和废滤波器含有重金属,必须作为危险废物处理,将这些材料与一般垃圾分开,并通过特许的废物管理公司加以处置,在排放前应对烟雾抽取系统产生的冲洗水进行处理,遵守地方和联邦环境条例防止罚款,保护附近的生态系统。

结论

棒焊接烟雾对环境和健康的影响是真实和重大的,但可以通过控制、设备和意识的正确结合来有效加以管理。 通过投资现代通风、选择低烟泡电极以及培养安全文化,操作者可以保护工人和环境。 烟雾提取技术和工艺替代的持续进步将进一步减少焊接的生态足迹。 归根结底,负责任的烟雾管理不仅仅是一项监管义务 — — 它是可持续工业实践的核心组成部分。