Rozwojowi techniki spawalniczej towarzyszy dążenie do poprawy warunków pracy i ochrony zdrowia człowieka przy pracach spawalniczych. Wyniki badań wpływu poszczególnych metod łączenia materiałów na organizm człowieka prowadzone w naukowych ośrodkach medycznych znalazły odzwierciedlenia w wielu przepisach obligatoryjnych dotyczących bezpieczeństwa i higieny pracy na stanowiskach spawalniczych.
Ochrona zdrowia pracowników przy procesach spawania jest obecnie bezwzględną koniecznością dla każdego pracodawcy. Procesy spawania związane są z występowaniem wielu czynników stanowiących potencjalne zagrożenie dla zdrowia spawaczy i zagrażających otoczeniu. Do najbardziej szkodliwych i uciążliwych czynników należy zaliczyć wydzielające się w procesie pyły i substancje chemiczne (gazy).
Rozwojowi techniki spawalniczej towarzyszy dążenie do poprawy warunków pracy i ochrony zdrowia człowieka przy pracach spawalniczych. Wyniki badań wpływu poszczególnych metod łączenia materiałów na organizm człowieka prowadzone w naukowych ośrodkach medycznych znalazły odzwierciedlenia w wielu przepisach obligatoryjnych dotyczących bezpieczeństwa i higieny pracy na stanowiskach spawalniczych.
Ochrona zdrowia pracowników przy procesach spawania jest obecnie bezwzględną koniecznością dla każdego pracodawcy. Procesy spawania związane są z występowaniem wielu czynników stanowiących potencjalne zagrożenie dla zdrowia spawaczy i zagrażających otoczeniu. Do najbardziej szkodliwych i uciążliwych czynników należy zaliczyć wydzielające się w procesie pyły i substancje chemiczne (gazy).
Zawód spawacza zajmuje więc jedno z czołowych miejsc pod względem szkodliwości i uciążliwości. Wymienione zagrożenia natury chemicznej i trudne warunki pracy sprzyjają powstawaniu szeregu schorzeń i chorób zawodowych.
Charakterystyka zanieczyszczeń pyłowych i gazowych wydzielających się przy procesach spawania metali.
Powstający w procesach spawalniczych dym spawalniczy (aerozol) jest mieszaniną drobno dyspersyjnych cząstek stałych (pyłu spawalniczego) oraz substancji chemicznych (gazów). Pył spawalniczy powstający w wyniku działania plazmy łuku na materiał podstawowy i dodatkowy, składa się z tlenków, krzemianów, fluorokrzemianów, fluorków oraz węglanów metali i niemetali. W łuku zachodzi proces topienia materiałów, ich częściowego odparowania i utleniania par metalu.
Przy spawaniu drutami litymi stali węglowych i niskostopowych podstawowymi składnikami pyłu jest żelazo, mangan i krzemionka, natomiast przy spawaniu stali wysokostopowych wydzielane pyły zawierają również związki chromu, niklu, molibdenu i niobu.
Przy spawaniu stali elektrodami otulonymi i drutami proszkowymi dodatkowo wydzielane są związki sodu, potasu, wapnia i magnezu.
Źródłem tych pierwiastków jest otulina elektrod, w skład której wchodzą różne surowce mineralne ( np. krzemiany, węglany, fluorki proste i złożone, tlenki metali, szkło sodowe lub potasowe) oraz składniki organiczne. Przy spawaniu i napawaniu drutami proszkowymi reakcje chemiczne zachodzące w procesie są takie same jak przy spawaniu elektrodami otulonymi.
Skład chemiczny i stężenie gazów wydzielających się przy procesach spawania zależy od metody spawania. Głównymi źródłami emisji gazów przy spawaniu są proces rozkładu otuliny elektrod, topników i past lutowniczych, reakcje termiczne zachodzące w atmosferze otaczającej łuk, reakcje fotochemiczne ( emisja promieniowania UV) oraz gaz ochronny stosowany do osłony łuku.
Zanieczyszczenia gazowe tworzone są głównie przez tlenki azotu (NOx), tlenek węgla (CO), ozon (O3), fluorowodór (HF) i chlor (Cl2). Tlenki azotu w procesach spawania metali powstają w wyniku działania wysokiej temperatury łuku na tlen i azot zawarty w powietrzu atmosferycznym. Najtrwalszymi związkami są tlenek i ditlenek azotu. Inne tlenki azotu np. N2O3, N2O4, N2O5 są mniej trwałe i ulegają utlenieniu do NO2. W toksycznym działaniu mieszaniny NOx wiodącą rolę odgrywa NO2.
Głównym źródłem tlenku węgla przy procesach spawalniczych jest spawanie w osłonie gazowej, której składnikiem jest dwutlenek węgla. W wyniku dysocjacji termicznej CO2 do środowiska pracy wydzielany jest tlenek węgla. Powstaje on również przy spawaniu elektrodami otulonymi w wyniku rozpadu termicznego węglanów wchodzących w skład otuliny.
Wskutek reakcji fotochemicznych tworzy się przy procesach spawalniczych gaz toksyczny, jakim jest ozon. Najwięcej ozonu powstaje w warstwie powietrza otaczającej łuk, grubość warstwy wynosi od kilku milimetrów do 10 cm.
Wpływ pyłu spawalniczego i gazów wydzielających się przy procesach spawalniczych na organizm człowieka
Efektem długotrwałego narażenia spawaczy na zanieczyszczenia pyłowe i gazowe dymów spawalniczych są różnego rodzaju schorzenia układu oddechowego. Pyły do organizmu przedostają się głównie przez drogi oddechowe. Tą drogą do ustroju mogą dostać się tylko cząsteczki bardzo małe, które stanowią największe zagrożenie dla człowieka. Drobne cząsteczki pyłu, posiadając dużą powierzchnię właściwą, mogą absorbować na niej znaczne ilości substancji chemicznych gazowych, które po wprowadzeniu do organizmu, uwolnieniu i wchłonięciu mogą wywołać dodatkowe działanie toksyczne.
Wspólną cechą wszystkich pyłów przemysłowych jest działanie drażniące na błony śluzowe spojówek i górnych dróg oddechowych. Długotrwałe działanie drażniące powoduje trwałe zmiany w błonach śluzowych górnych dróg oddechowych.
Podsumowanie Dymy spawalnicze z uwagi na ich ilość i skład chemiczny stanowią duże zagrożenie dla zdrowia pracowników oraz wpływają niekorzystnie na stan środowiska pracy i środowiska naturalnego.
Na podstawie prac badawczych prowadzonych w Instytucie Spawalnictwa opracowano następujące zalecenia do profilaktyki zagrożeń zdrowia pracowników przy procesach spawania metali:
- projektując technologię spawania należy uwzględnić wpływ poszczególnych parametrów i warunków prowadzenia procesu na emisję substancji chemicznych i pyłu do środowiska pracy,
- dobierając materiały spawalnicze należy zapoznać się z wielkością emisji pyłu i gazów oraz ze składem chemicznym pyłu, które charakteryzują dane materiały spawalnicze,
- projektowanie technologii spawalniczych oraz stosowanie spawania w przemyśle powinno łączyć się z optymalizacją technologiczną procesu w aspekcie ograniczania emisji zanieczyszczeń,
- wszystkie prace spawalnicze należy prowadzić z wykorzystaniem skutecznych systemów wentylacji miejscowej i wentylacji ogólnej. Wentylację miejscową należy dobierać uwzględniając warunki prowadzenia procesu spawania i procesów pokrewnych,
- w pomieszczeniach o zwiększonym zagrożeniu dużymi stężeniami zanieczyszczeń ( takich jak: przestrzenie ograniczone, zamknięte) należy szczególnie dbać o zastosowanie skutecznej wentylacji.
- systematycznie informować pracowników o zagrożeniach zdrowia związanych z procesami spawalniczymi, o środkach i sposobach ochrony, o wynikach badań na stanowiskach pracy oraz o wynikach badań naukowych związanych z ochroną zdrowia w spawalnictwie,
- objąć szczególną profilaktyczną opieką zdrowotną pracowników pracujących z materiałami i metodami spawalniczymi szczególnie niebezpiecznymi oraz pracującymi w trudnych warunkach np.:
- spawanie stali niskostopowej w przestrzeniach zamkniętych,
- spawanie stali wysokostopowych, spawanie aluminium,
- spawanie drutami proszkowymi samoosłonowymi,
- spawanie materiałów zawierających substancje rakotwórcze.
Opracowała Krystyna Kowalska
(starszy technik chemik w LHP )
Bibliografia:
- Poradnik inżyniera tom I – Spawalnictwo. Zagadnienia ogólnospawalnicze, materiały i urządzenia spawalnicze. WNT – Warszawa 1983.
- Poradnik inżyniera tom II – Spawalnictwo. Technologia spajania i cięcia metali, dokumentacja i kontrola prac spawalniczych, przepisy i normy. WNT – Warszawa 1983.
- BHP w służbie zdrowia część II – opracowanie zbiorowe, wydał Międzyzwiązkowy Dom Kultury Służby Zdrowia we Wrocławiu, 1990 r.
- Materiały ze szkolenia z zakresu filtrowentylacji i spawalnictwa. Katowice 30.11.-01.12.1999r.