焊接作业中的安全与健康保护

　　我们单位是个焊接材料生产企业，为焊接作业提供各种产品，其焊接作业是一项特殊工种，是现代生产、生活不可缺少的金属加工工艺，其材料在更新，工艺在改进，技术在提升，诸如氩弧焊、CO2气体保护焊、等离子弧焊、显微激光焊……等新材料新工艺得以广泛应用，焊接材料数量品种也在不断扩大，应用于军、工、民焊接行业日渐向纵深发展，对焊接作业人员的安全与健康关系非常密切，由此而联想起焊接作业中的安全与健康保护，本文试就焊接作业通常相及的安全与健康保护的相关问题作初步探讨。

　　一、客观认识焊接作业中安全与健康保护问题

　　焊接作业中的安全卫生与生产技术有密切联系，如遇生产方法有改变，或焊接新技术、新工艺的采用，就必须同时从焊接作业中的安全卫生的观点加以研究，探求适当的方法，消除可能引起的工伤事故和职业危害的因素。这些因素可能存在于生产条件中，也可能存在于操作过程中，所以焊接安全卫生问题，只有在仔细地研究焊接工艺、工具及操作方法以后，掌握生产过程的特点，才能够得到解决。某种意义上说，焊接作业安全卫生问题也是生产技术问题。因此工程技术人员对焊接作业安全卫生工作是负有重大责任的，在研究生产的同时，必须研究有关焊接作业的安全卫生问题。无论在设计、施工和投产等一切工作上，都必须保证现行的劳动保护法所规定的安全技术与工业卫生方面的标准和要求得到贯彻执行。事实上，各种高生产率的焊接新工艺，只有在安全卫生防护技术问题得到解决的同时，才可能被更广泛地推广和应用，才能够更好地发挥其高效能,例如氧—乙炔气焊在施焊过程中潜有易燃易爆的危险性,从而研究了“阻火器”，防止管路回火发生燃烧爆炸事故。又如对电弧施焊过程中潜有触电的危险性，亦研究了防止触电的安全保护装置。然而此两种焊接工艺在满足了生产安全的条件下，亦发挥了其使用功能，即达到较为广阔的使用面。随着焊接新技术的发展，新工艺的涌现，目前在焊接作业中的安全卫生方面尚未引起足够重视。例如，对焊工培训教育的内容多数注重在人身安全方面，如怎样预防火灾、爆炸和触电知识等，而对如何预防危害人体健康的有害因素、消除职业危害，谈及极微。再则，对企业作业环境劳动保护监察方面，亦很少提及。究其原因分析，显然有偏重于预防“流血事故”的倾向。认为发生了火灾爆炸，有伤人命、损坏财产之责，而职业病的发生是有一个漫长的时间过程，对人生命的威协是日积月累、潜移默化。因此，思想上麻痹松懈，认识上模糊不清，将焊接作业的卫生问题置于可有可无的地位。焊接作业中火灾、爆炸和触电事故，固然是安全方面的一个问题。但令人忧虑的是有害因素危害人体健康的情况愈来愈严重，如焊工遭受尘、毒、噪声、电磁场辐射和放射性的危害。这些危害都是“不流血的事故”。如轻视这些方面的防护，后患不小。所以在焊接技术工艺（气电焊与等离子弧焊）发展的情况下，劳动保护中的安全与卫生的工作重点要有针对性，不能按照传统焊接工艺的“老框框”对焊工进行安全知识培训教育。对企业生产环境实施劳动保护监察，要根据焊接工艺的特点，分析有害因素的状况，提出相应的防护要求，控制职业危害。

　　二、焊接作业中有害于安全卫生的因素分析

　　1　金属烟尘焊接作业中的金属烟尘包括“烟”和“尘”。焊条和母材金属熔融时所产生的蒸气在空气中迅速冷凝及氧化所形成的“烟”，其固体微粒直径往往小于0.1微米，直径在0.1—10微米的金属微粒称为金属粉尘。金属烟尘的产生首先是由于焊接过程中金属元素的蒸发。焊接电弧的温度在3000度以上（弧柱的温度在6000度以上）。在这样高的温度下，必定有金属元素要蒸发。手工电弧焊的金属烟尘还来源于焊条药皮（如大理石、锰铁、硅铁等化工原料和金属元素）的蒸发、氧化呈气熔胶状态溢出各种有害物质，如三氧化铁、氧化锰、二氧化硅等。金属烟尘的成分及浓度主要取决于焊接工艺、焊接材料及焊接规范。如焊铝时可产生铝粉尘，焊铜时可产生铜和氧化锌粉尘等。金属烟尘是明弧焊的一种主要有害因素，尤其是手工电焊弧。焊接烟尘的成分复杂，但其主要成分是铁、硅、锰以及源于焊材的不同，有铝、氧化锌、铜等。其主要毒物是锰、铁、硅。铝等的毒性虽然不大，但其尘粒极毒（5微米以下），在空中停流的时间较长，容易吸入肺内，因此，在密闭容器、锅炉、船舱和管道里面焊接在烟尘浓度较高的情况下，如果没有相应的通风除尘措施，长期接触能形成焊工尘肺、锰中毒和金属热等职业危害。焊工尘肺的发病一般比较缓慢，多在接触烟尘后10年，有的长达15—20年以上。主要表现为呼吸系统症状，有气短、洛痰、胸闷和胸痛，部分焊工尘肺患者可有无力、食欲减退、体重减轻以及神经衰弱症候群（如头痛、头晕、失眠、嗜睡、多梦、记忆力减退等）。

　　2　有毒气体在焊接电弧的高温和强烈紫外线作用下，在弧区周围形成多种有毒气体，其中主要有臭氧、氮氧化物、一氧化碳和氟化氢等。

　　1）臭氧臭氧是一种淡蓝色气体，具有刺激性气味。浓度较高时，一般呈猩臭味；高浓度时，呈猩臭味并略带酸味。臭氧是具有属于刺激性的有毒气体。臭氧对人体的危害主要是对呼吸道及肺有强烈刺激作用。臭氧浓度超过一定限度时，往往引起咳嗽、胸闷、食欲不振、疲劳无力、头晕、全身疼痛等。我国卫生标准规定臭氧最高允许浓度为0.3mg/M3。在没有良好通风措施条件下，焊接工作地点的臭氧浓毒往往高于卫生标准几倍、十几倍，甚至更高，所以臭氧是明弧焊（尤其是氩弧焊、等离子弧焊）的一种主要有毒气体。

　　2）氮氧化物氮氧化物是用于焊接电弧的高温作用下，引起空气中氮、氧分子离解，重新结合而形成的。氮氧化物也是属于具有刺激性的有毒气体，对人体的危害主要是对肺有刺激作用，急性中毒时，由于高浓度的氮氧化物作用与呼吸道深部，所以中毒初期仅有轻微的眼和喉的刺激症状，往往不被注意经过4—6小时的潜伏期或甚至12—24小时后，急性中毒症状逐渐出现，此时也可能突然发生。中毒较轻者，肺部仅发生急性支气管炎。重度中毒时，咳嗽加剧，可发生肺气肿、呼吸困难、虚脱，全身软弱无力等。我国卫生标准规定氮氧化物（换算为NO2）的最高允许浓度为4mg/m3。明弧焊（尤其是氩弧焊、等离子弧焊）的氮氧化物浓度，在通风不良的条件下，往往超过卫生标准十几倍，甚至几十倍。在焊接实际操作中，氮氧化物单一存在的可能性很小，一般都是臭氧和氮氧化物同时存在，因此，它们的毒性发生倍增。一般情况下，两种有害气体同时存在，比单一有害气体存在时，对人体的危害作用提高15—20倍。

　　3）一氧化碳各种明弧焊都产生一氧化碳有害气体，但是，其中以二氧化碳气体保护焊产生的CO浓度最高，是二氧化碳气体保护焊主要的有害气体之一。一氧化碳的来源是由于CO2气体在电弧高温作用下发生分解而形成。CO是一种窒息性气体对人体毒性作用是使氧在体内的运输或组织利用氧的功能发生障碍，造成缺氧，表现出缺氧的一系列症状和体症。轻度中毒时表现为头痛、全身无力、有时呕吐、足步发软、脉博增快、头昏等。CO中度能窒息而死（但在电焊操作时不会发生）。我国卫生标准规定CO的最高允许浓度为30mg/m3.

　　4）氟化氢氟化氢主要产生于手工电弧焊。在低氢型焊条的药皮里通常含有莹石（CaF2）石英（Si—O2），在电弧高温作用下，形成氟化氢气体。氟及其化合物均有刺激作用，其中以氟化氢作用更为明显。氟化氢能迅速由呼吸道粘膜吸收，亦可经皮肤吸收而对全身产生毒性作用。吸入较高浓度的氟化氢气体或蒸汽，可立即产生眼、鼻和呼吸道粘膜的刺激症状。引起鼻腔和咽喉粘膜充血、干燥、鼻腔溃疡。严重时可发生支气管炎、肺炎等。我国卫生标准规定氟化氢的最高允许浓度为1mg/m3。

　　3、物理损害

　　1）高频电磁场非溶化及氩弧焊和等离子弧焊为了迅速引然电弧，需由高频振荡器来激发引弧，所以在引弧的瞬间（2—3秒）有高频电磁场存在。焊接高频振荡器的峰值电压可达3500伏，高频电压在数十微秒内即衰减完毕，在相隔0.01秒以后，开始同样的反向高频振荡过程，由此电焊用高频电是属于脉冲形式的高频电。这种脉冲高频电，通过焊钳电缆软线对人体空间的电容耦合即有电流流过人体。经实验证明，接通开关尚未起弧前，流过人体高频电流大于7毫安（峰值），起弧大于3毫安。由于振荡器高频电流的作用，在振荡器和电源传输线路附近的空间，必形成高频电磁场。焊接振器所产生的高频电磁场，对人体有一定影响，但危害不大。人体在高频电磁场的作用下，能吸收一定量的辐射能量，产生生物学效应，主要是热的作用，长期接触场强大的高频电磁场的工人，会引起头昏、头痛、疲乏无力、记忆力减退、心悸、胸闷和消瘦等神经衰弱和植物神精功能紊乱。血压早期有波动，严重者血压下将或上升（以血压偏低为多见），白血球总数减少或增多,窦性心律不整,轻度贫血等。非溶化及氩弧焊和等离子弧焊一般只在引弧时起动高频振荡器，引弧后自动切断，每次引弧时间只有2—3秒钟，每个工作日接触高频的累积时间大约10分钟左右（参考卫生标准的允许辅射强度是指八小时接触）。接触时间又是断续的，因此，在这样的工作条件下，高频电磁场对人体影响较小，一般不足以造成危害。考虑到焊接操作地点的有害因素不是单一的，是比较复杂的，所以仍有采取有效可靠的防护措施。

　　2）放射性物质某些元素不需要外界的任何作用，它的原子核就能自行放出不可见的、摸不到的，具有一定穿透能力的射线。这种性质就叫做放射性。氩弧焊和等离子弧焊使用的钍钨棒电极中的钍,是天然放射性物质，能放射为a、B、r三种射线。其中a射线占90%，B射线占9%，r射线占1%。在焊接操作时，基本的和主要的危害形式是钍及其衰变产物呈气溶胶和气体的形式进入人体内。钍的气溶胶具有很高的生物学活性，它们很难从体内排除，而形成内照射。外照射危害较小，因为虽然a粒子能量高，但其穿透力较强，只要离开射源10—20厘米的空气间隙、或者用纸、或用布以及其它材料制成的屏蔽，皆可将a粒子完全吸收、B粒子可用铝板或一层塑料布来隔离即可。人体内水分占肌体体重的70—75%，水分能吸收绝大部分射线辐射能，只有一小部分辐射能直接作用于肌体蛋白质当人体所受到的辐射剂量不超过允许浓度时，射线不会对人体产生危害。正如，人体每天都在经常地接受一些微量的射线（宇宙线）的照射；有的人带着夜光表；有的进行X光透视、照相等，从来末造成危害。但是人体长期受到超允许剂量的外照射，或者放射性物质经常少量进入并蓄积在体内，则可能引起病变，造成中枢神精系统、造血器管和消化系统的疾病。严重者发生放射病。我国放射防护规定对非辐射工作人员的年有效剂量不超过1毫西弗（0.1雷姆）。据调查资料表明，氩弧焊和等离子弧焊的现场测定结果，虽然一般低于最高允许浓度。但是，在钍钨棒磨尖、修理，特别是贮存钍钨棒的地点，放射性浓度则大大高于焊接地点，可达到或接近最高允许浓度。由于放射性气溶胶，钍粉尘等进入人体内所引起的内照射，是一个长期作用的问题。尤其是有些生产现场的放射剂量接近或已达允许标准（如钍钨棒的磨尖、贮存等地点），所以对钍的有害影响应当引起重视。目前钍钨棒已开始被放射性低的铈钨棒所代替。

　　3）噪声在等离子喷焊、喷涂和切割等工艺过程中，由于工作气体与保护气体以一定的迅度流动，经压缩的等离子焰流从喷枪口高速喷出，工作气体与保护性气体的不同流速的流层之间；气流与静止的固体介面之间；气流与空气之间等等都在互相作用。这种作用可以产生周期性的压力起伏和振动及摩檫，就产生了噪声。噪声作用于中枢神经。可是神经感觉紧张、恶心、烦燥、疲倦。噪声作用于血管系统、可致血管紧张性增加，血压增高，心跳及脉搏改变。噪声对人体的危害程度与下列因素有关：(1)与噪声的频率及强度有关，噪声频率越高，强度越大，危害越大；(2)与噪声源的性质有关，稳态噪声与非稳态噪声中，稳态噪声对人体作用较弱；(3)与暴露时间有关，在噪声环境中暴露时间越长，影响越大；(4)与工种、环境和身体健康状况有关。等离子切割和喷涂因其工艺要求有一定冲击力，等离子流的喷射迅度高达10000米/分，噪声强度较高，大多均在100分贝以上，尤以喷涂作用为高，可达123分贝，频谱很宽，频率范围在31.5—3200赫芝，而较强噪声频率均在1000颅芝以上。使用不同的工作气体时，所产生的噪声差别很大，对双原子气体来说，其噪声特点是高频噪声的强度较高，而且高低频噪声悬殊过大。而单原子气体是频率噪声的强度较强，而高压低频噪声的强度较接近。据此情况，所以在等离子弧焊工作中，应重视对噪声的防护。三、焊接作业中安全卫生的防护对策焊接作业安全卫生管理是把作业场所中有害物质控制和维持在对于健康安全的水平，使劳动者对有害物质的总暴露得以降低。

　　1、烟尘及有害气体防护

　　(1)改革生产工艺，使焊接操作实行机械化、自动化，不仅降低了劳动强度，并可减少焊工接触生产性毒物的机会，这是消除职业危害的根本措施，同时也有助于提高劳动生产率。采用无毒或低毒性的焊接材料，亦是预防职业危害的一种比较合理的措施。我国已研制出一些新型号或新药皮配方的碱性低轻型焊条。其具有低锰、低氟、低尘的特点。

　　(2)通风技术措施是消除焊接尘毒危害和改善作业环境的有力措施。利用通风设施把新鲜空气送到作业地点，并及时地将有害物质和被污染的空气排出，使作业点的环境质量符合卫生学的要求。

　　(3)为保证劳动者在生产中的安全、健康，防护外界有害物质侵入人体，而使各种保护器具，即为个体保护。虽然个体保护是一种辅助性措施,但是,在生产劳动的特定条件下,利用保护体具将人体呼吸道加以保护,也是一项必不可少的保护手段,而且可以立即奏效。

　　2、高频电磁场保护

　　(1)施焊工件的地线做到良好接地，能大大降低高频电流，接地点距工件越近，情况越能得到改善。这是因为焊把对地的脉冲高频电位得到降低的缘故。

　　(2)在不影响使用的情况下，降低振荡器频率。脉冲高频电的频率越高，通过空气间和绝缘体的能力越强对人体影响越大。因此降低频率能够使情况有所改善。

　　(3)屏蔽把线及软线。因脉冲高频电是通过空间和手把的电容耦合到人体上的，加装接地屏蔽能使高频电场局限在屏蔽内，从而大大减少对人体的影响。

　　(4)减少高频电的作用时间。若使用振荡器旨在引弧，则可于引弧后立即切断振荡器线路。其方法是用延时继电器，于起弧后几分钟内使全振荡器停止工作。

　　3、放射性物质防护

　　(1)采用综合性防护措施，如对施焊区实行密闭，机械化操作在生产现场用薄金属板制成密闭罩将焊枪和焊件置于罩内，罩的一侧设有观察防护镜，使焊接过程中所产生的有害气体、金属氧化物、粉尘等，被最大限度的控制在一定的空间，然后通过排放系统排出。

　　(2)焊接地点应设有单室，钍钨棒贮存地点要固定在地下封闭式箱内,大量存放时应藏于铁箱内,并按装排气管,将有害的射气排出室外.

　　(3)应配备专用砂轮用于钍钨棒磨尖,砂轮机应有除尘器。砂轮机地面上的磨屑要经常作湿式扫除，并集中深埋处理。地面、墙壁最宜铺设瓷砖或水磨石、以利清扫污物。

　　(4)手工焊接操作时，必须戴送风防护头盔或采用其它有效措施。采用密闭罩施焊时，在操作中不应打开罩体。磨尖钍钨棒时应戴防尖口罩。

　　(5)合理的操作规范可以避免钍钨极的过量烧损。(6)接触钍钨棒后，应以流水和肥皂洗手，并经常清洗工作服及手套等。

　　4、噪声防护

　　(1)等离子弧焊接工艺产生的噪声强度与工作气体的种类、流量等有关。因此，应保证工艺正常进行、符合质量要求的前提下，选择一种低噪声的工作参数。(2)研制和采用适合于焊枪喷出口部位的小型消声器。(3)操作者佩戴隔音耳罩或隔音耳塞等个体防护器具。主要保护听觉器官，这也是一项有效的防护措施。(4)在房屋结构、设备等部分采用吸声或隔声材料，从噪声传播途径方面进行控制。

　　四、尾言

　　在现代社会快速发展的形势下，工业生产作业环境越来越受到多种有害物质的污染。如果人们在污染的环境中连续作业，日积月累，各种有害物质必将对人体产生不良的生理反应。它的直接后果，轻则引起人们精神不快，感官受刺激，工作效率降低、重则造成职业病，甚至危及生命。若发生一个职业病患者，不仅是患者带来患病痛苦，对社会造成不良影响。再者国家和企业要对患者进行抚养和治疗造成了经济损失。有鉴于此，全面重视焊接作业的劳动保护，做好职业危害控制工作，实为当务所需。