电弧焊接作业污染的职业病危害及安全防护.doc

电弧焊接作业污染的职业病危害及安全防护
焊接是制造业的重要加工工艺，广泛应用于机械制造、造船、建筑、航空、国防工业等行业，随着我国经济特别是制造业的快速发展,焊工队伍急剧增长，大批农民工纷纷加入焊工行列。据统计，仅上海就有持证焊工14万人，全国焊工数以百万计。焊接作业有害污染的职业病危害巨大，有些甚至无法治愈。为此，本文特分析其防治对策。
　　1电弧焊接作业污染的职业病危害
　　电焊弧光的光谱中，包含了红外线，可见光线、紫外线三个部分。据测定，电弧功率7000kW左右的焊条电弧焊弧光光谱中，约含波长>1300μm的红外线38%，波长780~1300μm的近红外线31%，波长400~780μm的可见光线26%，波长200~400μm的紫外线5%。氩弧焊所产生的紫外线强度是一般焊条电弧焊的十几倍到30倍，等离子弧焊的紫外线强度可比焊条电弧焊大30~50倍。焊接电弧的可见光线的光度，比人眼能正常承受的光线光度可大一万倍。这样强烈的可见光，将对视网膜产生烧灼，造成眩辉性视网膜炎。此时将感觉眼睛疼痛，视觉膜糊，有中心暗点，一段时间后才能恢复。如长期反复作用，将逐渐使视力减退。
　　焊接电弧中红外线对眼睛的损伤是一个慢性过程。眼睛晶状体长期吸收过量的红外线后,将使其弹性变差，调节困难，使视力减退。严重者还将使晶体状混浊，损害视力。焊工一天工作后，如自觉双眼发热，大多是吸收了过量红外线所致。焊接电弧中紫外线照射人眼后，导致角膜和结膜发炎，产生“电光性眼炎”。属急性病症，使两眼刺痛、眼睑红肿痉挛、流泪、怕见亮光，症状可持续1~2天，休息和治疗后，将逐渐好转。
　　过去对电焊烟尘的危害程度，曾经存在争议。到20世纪80年代由于一些单位的电焊工发病率上升，经中国预防医学科学院劳动卫生研究所、铁道部劳动卫生研究所及齐齐哈尔车辆厂等单位合作，通过对发病情况的调查、临床研究及动物试验，特别是通过对因患电焊工尘肺而死亡的电焊工尸检分析，确认长期吸入结422和结507焊条等的电焊烟尘后，影响人体的呼吸机能，能引起肺组织纤维化，损伤电焊工的身体健康和劳动能力。因此1987年11月5日卫生部、劳动人事部、财政部及中华全国总工会在联合发出的《关于修订颁发职业病范围和职业病患者处理办法的规定》中，将“电焊工尘肺”正式定为职业病。
　　电焊工尘肺患者的自觉症状，以咳嗽、咳黑色痰、胸闷、气短为多，肺活量降低，I期电焊尘肺患者的X线胸片出现不规则小阴影或类圆形小阴影。
　　2电弧焊接作业的污染因素
　　在安全技术中，将影响生产安全(如触电、易燃易爆等)的因素称为危险因素，将影响人体健康的因素称为有害因素。焊接车间的污染按不同的形成形式，焊接过程中影响人体健康的有害因素，可分为化学有害因素和物理有害因素两大类。
　　化学有害污染是指焊接过程中形成的焊接烟尘和有害气体。烟尘是由金属及非金属物质在过热条件下产生的蒸气经氧化和冷凝而形成的。因此电焊烟尘的化学成分，取决于焊接材料(焊丝、焊条、焊剂等)和被焊接材料成分及其蒸发的难易。不同成分的焊接材料和被焊接材料，在焊接时将产生不同的焊接烟尘。并且焊接烟尘粒子小，烟尘呈碎片状，烟尘的粘性大，烟尘的温度较高，发尘量较大。有害气体是焊接高温电弧下产生的，主要有臭氧、氮氧化物、一氧化碳、氟化物及氯化物等。
　　物理有害污染包括：噪声、高频电磁辐射和光辐射。焊接车间的噪声主要是等离子喷涂与切割过程中产生的空气动力噪声。它的大小取决于不同的气体流量、气体性质、场地情况及焊接喷嘴的口径。这类噪声大多数都在100dB以上。高频电磁辐射是伴随着氩弧焊接和等离子焊接的扩大应用产生的。当氩弧焊接和等离子焊采用高频振荡器引弧时，振荡器要产生强烈的高频振荡，击穿钍钨极与喷嘴之间的空气隙，引燃等离子弧。另外，有一部分能量以电磁波的形式向空间辐射，形成了高频电磁场，对局部环境造成污染。高频电磁辐射强度取决于高频设备的输出功率、高频设备的工作频率、高频振荡器的距离、设备以及传输线路有无屏蔽。光辐射是在各种焊接工艺中，特别是各种明弧焊、保护不好的隐弧焊以及处于造渣阶段的电渣焊，都要产生外露电弧，形成光辐射。光辐射的强度取决于焊接工艺参数，焊接方法,距施焊点的距离以及相对位置，防护方法。
　　常见焊接车间污染对操作者的危害：电弧焊接时，焊条的焊芯、药皮和金属母材在电弧高温下熔化、蒸发、氧化、凝集，产生大量金属氧化物及其他物质的烟尘，长期吸入可引起焊工尘肺，吸入烟尘中的金属氧化物还可引起金属烟尘热。氧化锰是电焊烟尘中的重要毒物,长期高浓度吸入可引起慢性锰中毒。焊接时弧区周围还会形成多种有害气体，可产生臭氧、一氧化碳、氮氧化物，臭氧是氩弧焊和等离子弧焊的主要危害因素之一，二氧化碳气体保护焊接产生的一氧化碳浓度最高。焊接电弧是一种很强的光源，能产生中、短波紫外线，可引起电光性眼炎。非熔化极氩弧焊和等离子弧焊需借助高频振荡器激发引弧，在引弧的瞬间(2~3秒)有高频电磁场存在。等离子喷焊可产生90~123分贝的强噪声。非熔化极氩弧焊和等离子弧焊使用钛钨棒电极，能放出α、β、γ三种射线。焊工职业病的发生主要取决于以下因素：焊接烟尘和气体的浓度与性质及其污染程度，焊工接触有害污染的机会和持续时间，焊工个体体质与个人防护状况，焊工所处生产环境的优劣以及各种有害因素的相互作用。只有在焊工作业环境很差或缺乏劳动保护情况下长期作业，才有引发职业病的可能。
　　3电弧焊接作业有害污染职业病的防治对策
　　防治焊接车间污染的途径有污染源的控制、传播途径的治理、个人防护.
　　3.1污染源的控制。焊接过程中产生的各污染种类和数量取决于生产工艺、生产设备及操作者的技术能力。一是选择成熟的工艺和设备。不同的焊接工艺产生的污染物种类和和数量有很大的区别。在条件允许的情况下，应选用成熟的埋弧焊代替明弧焊，可大大降低污染物的污染程度。在生产工艺确定的前提下，应选用机械化、自动化程度高的设备。应采用低尘低毒焊条，以降低烟尘浓度和毒性。在选购新设备时，应注重设备的环保性能，多选用配有净化部件的一体化设备;二是提高操作者技术水平。高水平的焊接工人在焊接过程中能够熟练、灵活地执行操作规章，如不断观察焊条烘干程度、倾斜角度、长短以及焊件所在位置情况，做出相应的技术调整。与非熟练工相比，发尘量减少20%以上，焊接速度快10%，且焊接质量好。
　　3.2传播途径治理。一是焊接烟尘及有害气体的控制，焊接烟尘及有害气体的治理在传播途径上的控制方式包括全面通风和局部排风。全面通风也称稀释通风。它是用清洁空气稀释空气内的有害物浓度，使室内空气中有害物浓度不超过卫生标准规定的最高允许浓度，同时不断地将污染空气排至室外或收集净化。它包括自然通风和机械通风。局部排风是对局部气流进行治理，使局部工作地点不受有害物的污染,保持良好的空气环境;为消除电焊烟尘对人体健康的危害，最为有效的防护措施是加强焊接工作场所的通风除尘工作。包括车间整体通风、狭窄工作区间的通风换气和焊接工位的抽烟排尘等。焊接车间经采取通风排尘措施后，车间内每立方米空气内，焊接烟尘的含量不得>6mg。这是检查车间内通风排尘是否合格的惟一标准。目前不少焊接车间都达不到这一要求，应该努力达标;二是噪声控制。焊接车间的噪声主要为反射声。因此，应在条件允许的情况下，在车间内的墙壁上布置吸声材料。根据监测表明,在空间布置吸声材料可降低噪声30dB左右;三是高频电磁辐射控制。施焊工作应当保证工件接地良好。同时加强通风降温，控制作业场所的温度和湿度;四是光辐射的控制。焊工应设置防护屏，防护屏多为灰色或黑色;并应在车间墙体表面采用吸收材料装饰。这样可起到减少弧光的反射，保护操作者眼睛健康的作用。
　　3.3个人防护。个人防护是指在焊接过程中为防止自身危险而采取的防护措施。对电焊弧光危害的防护，第一是必须采用品质合格的焊接滤光片(黑玻璃);第二是要增强个人的防护意识。国家标准《焊接眼面防护具(GB/T3609-1994)》，对焊接滤光片的“紫外线透射比”、“可见光透视比”、“红外线透视比”，都有非常具体和明确的规定，对滤光片的屈光度偏差和平行度也有明确规定，必须全部性能都符合GB/T3609-1994规定的焊接滤光片，才可使用。另外，必须注意市售的一些劣质焊接滤光片(黑玻璃)只能防护可见光与紫外线，而防护红外线的作用差，将损伤视力，因此企业决不能图便宜去采购劣质焊接滤光片。焊工要增强个人防护意识，在使用焊接滤光片时要检查其产品合格证及对紫外线和红外线滤光性能的检验证书，拒绝使用无证的焊接滤光片。目前，个人防护用品根据各种危害因素的特点设计，针对性强、种类多，如面罩、头盔、防护眼镜、安全帽、耳罩、口罩等。在一些特定的场所，如水下、高空中、罐中或船舱中进行焊接工作时,由于受到场所的限制，整体防护难以实现，这时，个人防护成为主要的防护措施。
　　以上所论述的防护对策，从某种意义讲，是对现有焊接作业状况的被动防护措施，目前当然是必要的。但从长远来说，应大力推进焊接自动化和采用各种新技术，实现绿色焊接，消除焊接职业危害。推进焊接的机械化和自动化，取代焊条电弧焊，包括扩大埋弧焊使用范围，推进气保护焊的自动化焊接装置，推进机械手和机器人的自动焊等。大力发展各种无污染或污染较少的焊接新技术和新材料，如推广应用搅拌摩擦焊和激光焊接。当然激光焊接没有了电弧焊的污染因素，但会带来新的防护问题，应同步研究。
　　4焊接职业病防护工作必须走上法制化的道路
　　我国从2002年5月1日开始施行《中华人民共和国职业病防治法》，从2002年11月1日开始施行《中华人民共和国安全生产法》。现已形成以此两法为主体的职业安全卫生法规体系。《安全生产法》规定了生产经营单位必须遵守有关安全生产的法律、法规，加强安全生产管理和责任制度，完善安全生产条件，确保安全生产。规定从业人员享有对危险因素和应急措施的知情权，享有工伤保险和获得伤亡赔偿的权利。
　　《职业病防治法》适用于中华人民共和国领域内的职业病防治活动。规定本法所称职业病，是指企业、事业单位和个体经济组织(统称用人单位)的劳动者在职业活动中，因接触粉尘、放射性物质和其他有毒、有害物质等因素而引起的疾病。规定职业病目录由国务院卫生行政部门会同国务院劳动保障行政部门规定、调整并公布。2002年由卫生部和劳动保障部公布的我国法定职业病目录中，正式列入了电焊工尘肺、电光性眼炎等焊接职业病，还列入了对焊接职业可能产生危害的锰及其化合物中毒、一氧化碳中毒、职业性放射性疾病、电光性皮炎及金属烟热等职业病。因此，应明确“焊接职业”是存在产生职业病的职业，为此焊接用人单位必须贯彻执行《中华人民共和国职业病防治法》。
　　《职业病防治法》对有产生职业病危害的用人单位规定：“应当在醒目位置设置公告栏,公布有关职业病防治的规章制度、操作规程”,“工作场所职业病危害因素检测结果”。按此规定，应依法在电弧焊接的工作场所，设置公告栏，说明长期吸入电焊烟尘可能产生焊工尘肺职业病，公告采取的通风除尘措施和规章制度，公告在工作场所检测的电焊烟尘浓度。但据调查，目前不少焊接用人单位没有依法做到上述规定。
　　《职业病防治法》还规定：“用人单位与劳动者订立劳动合同同时，应当将工作过程中可能产生的职业病危害及其后果、职业病防治措施和待遇等如实告知劳动者，并在劳动合同中写明，不得隐瞒或者欺骗”。目前不少单位在与电焊工签订的劳动合同中，也没有依法执行这个规定。《职业病防治法》针对工作场所卫生要求、防护措施与防护用品、职业卫生培训、职业健康检查、职业病报告与救治等各方面都作了详细规定。应该强调，焊接过程中存在影响人体健康的有害因素是客观事实，不能回避和隐瞒，也不必紧张和害怕，只要严格贯彻执行《安全生产法》和《职业病防治法》，切实采取各项防护措施，就可以保障焊接从业人员的身体健康和安全生产。有关部门和有关单位都应该“有法必依，执法必严”，推动焊接职业防护工作走上法制化的道路。
　　5结束语
焊工在工作时接触粉尘、有毒气体、高温、电弧光等多种职业病危害因素，若防护措施不到位，长期从事焊接作业，极易引发职业玻加之焊工流动性较大，一旦得病后往往牵涉多个企业，导致维权难。焊接车间的污染种类多,应从污染源、传播途径、个人防护等方面进行综合治理。焊工作为特种作业人员，应当接受安监部门组织的培训经考核合格方可从事焊接作业。工矿企业应根据各自的生产特点，实际情况等制定出相应的防治措施，保证焊接工人卫生安全，预防和减少焊工职业病的产生。

焊接主要工种及在生产中产生的有害因素及职业病
焊接主要工种及在生产中产生的有害因素
　　（一）手工电弧焊
　　利用电弧热，使焊条和基本金属熔化，形成焊接接头，使两金属焊体连接在一起。产生的有害因素主要是电焊尘、锰尘、臭氧、氮氧化合物、一氧化碳、紫外线。
　　（二）埋弧焊
　　分自动埋弧焊和半自动埋弧焊两种，它是一种电弧在颗粒状焊剂层下燃烧的焊接方法。产生的有害因素主要是氮氧化合物、一氧化碳。
　　（三）气体保护焊
　　二氧化碳气体通过喷嘴沿焊丝周围喷射出来，在电弧周围造成局部气体保护层，使熔滴或熔池与空气隔离开来，从而保证焊接过程稳定持续进行。产生的有害因素主要是电焊尘、锰尘、臭氧、氮氧化合物、一氧化碳、紫外线。
　　（四）氩弧焊
　　氩气从焊枪或焊炬的喷嘴喷出，在焊接区形成连续封闭的氩气层，对电极和焊接熔池起着保护作用。产生的有害电焊尘、臭氧、氮氧化物、一氧化碳、二氧化碳、紫外线、噪声。
　　（五）电渣焊
　　利用电流通过液态溶液所产生的电阻热作为热源，使电极焊丝或电极和焊体熔化而形成焊缝的一种熔焊方式。产生的有害因素主要是氮氧化合物、一氧化碳、紫外线。
　　（六）碳弧气刨
　　利用碳棒作电极，短弧操作，当电弧柱接触到焊件时，很快就会把焊件金属加热到熔化状态，在液体金属凝固前，用压缩空气流很快把液体金属吹走，在焊件表面留下沟槽，从而达到加工工件的目的。产生的有害因素主要是电焊尘、锰尘、紫外线。
　　（七）气割
　　利用气体火焰将被切割部分的金属预热到燃烧点，再向该点喷射高压氧气流，使金属剧烈氧化形成氧化物，以达到切割金属的目的。产生的有害因素主要是臭氧、氮氧化合物、一氧化碳、乙炔、紫外线。
　　（八）气焊
　　利用气焊火焰来熔化焊件和焊丝进行焊接，同时火焰的气流又是融化金属的保护介质。产生的有害因素主要是电焊尘、氮氧化合物、一氧化碳、乙炔。
　　（九）等离子弧焊
　　在气体保护状态下，利用压缩电弧（等离子弧）进行焊接。产生的有害因素主要是射频辐射。
　　常见职业病与多发病
　　1、电焊工尘肺。
　　2、电光性眼炎。
　　3、慢性锰中毒。
　　4、电焊工氟骨症。
5、氩弧焊可发生氮氧化物中毒。
电工焊接作业危害因素及防护措施
由于电焊作业是利用电能源，同时电焊电弧在燃烧过程中产生高温和弧光，焊条药皮在高温下产生有害气体和烟尘，所有这些，都造成电焊操作过程中产生不安全因素。在焊接作业中产生的有毒物质(毒气、粉尘)、弧光电热、火灾爆炸、触电构成电焊五大危害因素。
1、有毒物质(毒气、粉尘)
电弧焊时，金属和焊条、药皮在电弧高温作用下发生蒸发、冷凝和气化，产生大量有害烟尘;这些烟尘是污染焊接环境的主要因素之一。烟尘的主要成分有铁、铝、锰、铜、氢化锌、硅等，其中主要毒性物是锰。焊工长期吸入这些金属粉尘，将引起尘肺、锰中毒等职业病。同时，电弧周围的空气在弧光强烈辐射作用下，还会产生臭氧、氮氧化物等有毒气体。
尽可能采用自动焊、半自动焊代替手工焊，减少焊接人员接触有害气体及烟尘的机会;采用低尘、低毒焊条，减少作业空间中有害烟尘含量;焊接时，焊工及周围其他人员应配戴防毒口罩，减少烟尘吸入体内。
2、弧光电热
焊接时，电弧产生强烈的可见光和大量不可见的紫外线、红外线，容易灼伤眼睛和皮肤。强烈的弧光对眼睛，皮肤等会产生急、慢性损伤。电光性眼炎就是电弧焊式常见的一种职业病。眼部受到弧光中的紫外线过度照射会引起角膜结膜炎，轻者眼部有异物感和轻度不适，重者眼部有烧灼感和剧烈的疼痛，并伴有畏光、流泪、脸痉挛等症状。
产生电弧灼伤的情况常见的有两种，一是焊接时电弧灼伤手或身体;二是在焊机带负荷情况下操作焊机开关，电弧灼伤手或脸。焊接时也容易发生热体烫伤的现象。热体烫伤主要是熔化的金属飞溅、焊条头或炽热的焊件与身体接触造成的。
根据焊接电流的大小，应适时选用合适的电焊面罩，配合焊工作业的其他人员在焊接时应配戴有色防护眼镜或者电焊护目镜。电焊面罩有手持式和头戴式两种，面罩和头盔的壳体应选用难燃或不燃的无刺激皮肤的绝缘材料制成。罩体应遮住脸面和耳部，结构牢靠，无漏光。
3、火灾爆炸
一是高温电弧会使金属熔化、飞溅，如果周围有易燃易爆物，焊接热源会引起周围易燃物质燃烧或爆炸事故的发生;二是二次回路通过易燃物质，由于自身发热或接触不良产生火花引起燃烧;三是对燃料容器、管道施焊时防爆措施不当引起爆炸。
4、触电
手工电弧焊的操作人员接触电的机会较多。更换焊条时，焊工的手要直接接触电极;如遇电器故障、防护用品缺陷、违反操作规程等，就可能发生触电事故。尤其在周围都是金属物体以及潮湿的环境中施焊，触电的机会更多，危险性更大。
在容器、管道内或金属构件中焊接时，四周都是导体，焊机的空载电压又大于安全电压，如果电器装置、防护用品有缺陷，或者违反安全操作规程等，都有可能发生触电事故。
5、其他伤害
高温电弧使金属熔化、飞溅，很容易使人受到灼烫伤害;焊接中为去除药渣而敲击焊缝时，未全部冷却的药渣很容易击伤眼睛;在清除焊缝熔渣时，由于碎渣飞溅会刺伤或烫伤眼睛，焊接工件放置不稳会造成砸伤，登高焊接时不加强防护会发生高处坠落等。