Безопасность труда при производстве сварочных работ - Вячеслав Лупачев

Рис. 1.1. Рабочие позы сварщиков

Рабочая поза — положение тела человека и его отдельных частей, необходимое для выполнения трудовых операций. Поддержание требуемой рабочей позы обеспечивается постоянной активностью нервно-мышечной системы. Рациональную организацию рабочего места при выполнении работ сидя определяет ГОСТ 12.2.032, стоя – ГОСТ 12.2.033.

Динамическое перенапряжение связано с выполнением тяжелых вспомогательных работ: доставка на рабочее место заготовок, сварочных материалов, подъем и переноска приспособлений, поворот свариваемых узлов. Такие нагрузки приводят к утомляемости сварщиков и ухудшению качества сварных швов.

Следует отметить, что кроме указанных в таблице опасных и вредных факторов, при электродуговых процессах отмечается ионизация воздуха рабочей зоны с образованием ионов обеих полярностей. Причиной этого являются электрическая и термическая ионизация в результате электродугового процесса, а также воздействие ультрафиолетового излучения дуги на воздух. Повышенная или пониженная концентрация отрицательно или положительно заряженных ионов в воздухе рабочей зоны также может оказывать неблагоприятное действие на самочувствие и здоровье работающих.

При дуговой сварке в защитных газах, при газовой сварке и резке дополнительно появляются опасные факторы (системы, находящиеся под давлением – баллоны с кислородом, ацетиленом, горючими газами, ацетиленовые генераторы и т. п.), которые могут быть причиной взрывов и пожаров.

1.4. Вредные вещества, образующиеся при сварке

Действие вредных веществ. При производстве сварочных работ воздух рабочей зоны может быть загрязнен вредными веществами, которые образуются в результате технологического процесса сварки. Такие вещества находятся в воздухе в виде пыли, аэрозолей и газов и негативно влияют на организм человека. В зависимости от токсичности и концентрации в воздухе они могут быть причиной отравлений или хронических профессиональных заболеваний.

По токсичному действию вредные вещества разделяют на:

♦ поражающие кровь, которые взаимодействуют с гемоглобином крови и тормозят его способность к присоединению кислорода (оксид углерода и др.);

♦ поражающие нервную систему, которые вызывают ее возбуждение, истощение, разрушение нервных тканей (ацетилен, спирты, сероводород и др.);

♦ поражающие органы дыхания, воздействующие на верхние дыхательные пути и легкие (оксиды азота, озон, аммиак, серный газ, пары кислот и многие другие вещества);

♦ обжигающие и поражающие кожу и слизистые оболочки (серная и соляная кислоты, щелочи и др.);

♦ поражающие печень, действие которых сопровождается изменением и воспалением тканей печени (цинк в составе сварочных аэрозолей, спирты, дихлорэтан, четыреххлористый углерод и др.);

♦ аллергены, изменяющие реактивную способность организма (никель в составе сварочных аэрозолей, алкалоиды и прочие вещества);

♦ канцерогены, способствующие образованию злокачественных опухолей (шестивалентный хром в составе сварочных аэрозолей и др.);

♦ мутагены, влияющие на генетический аппарат клеток (соединения ртути, этилен и др.).

Концентрацию вредных веществ в воздухе рабочей зоны регламентирует ГОСТ 12.1.005 ССБТ «Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны». В соответствии с этим стандартом по степени действия на организм вредные вещества разделяют на четыре класса опасности:

1) чрезвычайно опасные – имеют предельно допустимую концентрацию (ПДК) в воздухе меньше 0,1 мг/м3 (смертельная концентрация в воздухе меньше чем 500 мг/м3);

2) высоко опасные – ПДК составляет 0,1–1,0 мг/м3 (смертельная концентрация в воздухе 500-5000 мг/м3);

3) умеренно опасные – ПДК равняется 1,1—10 мг/м3 (смертельная концентрация в воздухе 5000—50 000 мг/м3;

4) мало опасные – ПДК превышает 10 мг/м3 (смертельная концентрация в воздухе больше 50 000 мг/м3.

Если в воздухе присутствуют несколько веществ (я) однонаправленного действия, то они производят суммарный токсичный эффект и качество воздуха должно соответствовать указанным нормативам при условии, что где С1, С2…., Сп – концентрация веществ 1, 2…, n; ПДК1; ПДК2…, ПДКn – предельно допустимая концентрация веществ 1, 2…, я соответственно.

ПДК вредных веществ, наиболее часто встречающихся в воздухе рабочей зоны сварочных цехов, представлены в табл. 1.4.

До недавнего времени ПДК химических веществ оценивали как максимально разовые. Превышение их даже на протяжении короткого времени запрещалось. В последнее время для веществ (медь, свинец, ртуть, фториды и др.), которые имеют кумулятивные свойства (способность накапливаться в организме), для контроля введена вторая величина – среднедопустимая ПДК. Например, для фторида натрия среднедопустимая ПДК составляет 0,2 мг/м3, что значительно ниже, чем его максимально разовая ПДК, которая составляет 1 мг/м3.

Пыль. Пыль может присутствовать в воздухе рабочей зоны в виде аэрозоля — мелких твердых или жидких частиц, которые движутся под действием воздушных потоков. При определенных условиях аэрозоли оседают, и воздух очищается. Твердые частицы, которые осели из воздуха на поверхность, называют аэрогелью.

Таблица 1.4. Предельно допустимые концентрации наиболее часто встречающихся вредных веществ в воздухе рабочей зоны сварочных цехов

Примечание. 1. ПДК для атмосферного воздуха, указанные в числителе, являются максимально разовыми, а в знаменателе – среднесуточными.

2. П – пары и (или) газы; А – аэрозоли.

* – Среднесменные величины ПДК.

Пыль обычно содержит различные соли, обладающие гигроскопичностью и способностью поглощать атмосферную влагу.

Пыль с размерами частиц от 0,01 до 10 мкм благодаря аэродинамическим силам, созданным воздушным потоком, продолжительное время может находиться в виде аэрозоля в воздухе во взвешенном состоянии.

Дисперсный состав характеризует пылевые частицы по размеру и в значительной мере обусловливает свойства пыли. Экспериментальные исследования оседания аэрозолей в дыхательной системе человека показали, что частицы аэрозолей больше 10 мкм полностью оседают в пустотах носа, а при дыхании через рот не проникают дальше верхних бронхов. В носу и в бронхиолах также задерживается большинство частиц с размерами больше 5 мкм и незначительное количество частиц меньше 5 мкм и только очень небольшое их количество проникает в альвеолы легких.

Максимальную проникающую способность имеют частички диаметром 0,8–1,6 мкм, которые оседают в тонких бронхиолах и альвеолах легких. С уменьшением размеров частиц процент их осаждения в альвеолах снижается. Так, около 80 % частиц диаметром 0,2–0,3 мкм выдыхаются из легких назад в воздух.

Частицы аэрозолей меньше 0,2 мкм также оседают в бронхах и легких, причем их оседание увеличивается при уменьшении размеров, вследствие броуновского движения.

Для организма человека наиболее опасная пыль (аэрозоль), состоящая из частичек размером 0,015 мкм, так как они плохо задерживаются слизистой оболочкой верхних дыхательных путей и проникают далеко в легочную ткань.

Форма частиц пыли также имеет значение. Частицы зазубренной колючей формы представляют большую опасность, чем сферические, так как повреждают кожу, легочные ткани и слизистую оболочку, давая возможность просачиваться в организм инфекционным микроорганизмам, которые сопровождают пыль или находятся в воздухе. Это приводит к атрофичным, гипертрофическим, гнойным, язвенным и другим изменениям слизистой оболочки, бронхов, легких, кожи, которые ведут к катару верхних дыхательных путей, язвенному заболеванию носовой перепонки, бронхитам, пневмонии, конъюнктивиту, дерматитам и к другим заболеваниям. Продолжительное вдыхание пыли, которая попадает в легкие, вызывает пневмокониоз (силикоз, сидероз).

Пылевые частицы способны воспринимать электрический заряд как непосредственно из газовой среды (прямая адсорбция ионов из воздуха), так и в результате трения частиц пыли между собой или непосредственного контакта с какой-нибудь заряженной поверхностью.

Сварочные аэрозоли получают электрический заряд еще в зоне дуги. Установлено, что из общего количества пылевых частиц, которые заносятся с воздухом в дыхательные пути, задерживаются слизистой оболочкой преимущественно заряженные частицы.

Наиболее распространенными и вредными химическими веществами, определяющими токсичность аэрозолей, которые образуются при сварке легированных сталей, являются соединения марганца, хрома, фтора и др.