アルミニウムの溶接ヒュームが適切な予防策を講じないと危険となる理由

溶接工とその雇用者は、アルミニウムなどの非鉄金属の溶接中に発生する溶接ヒュームに関連する危険性と健康上のリスクを理解する必要があります。 ロボベント

アルミニウムの溶接では有害なガスが発生し、脳や神経系を含む体全体に損傷を与える可能性があります。 溶接ヒュームへの曝露はどのくらいの量が多すぎるのでしょうか? そして、溶接工の曝露リスクを店舗はどのようにして軽減できるのでしょうか? 溶接工および溶接/製造会社がアルミニウム溶接の危険性について知っておくべきことは次のとおりです。

溶接などの熱処理により、非常に小さな (サブミクロン) 微粒子が生成され、肺に吸入され、呼吸器系を介して体内に吸収される可能性があります。 すべての溶接ヒュームは吸入すると危険ですが、具体的な健康上のリスクはヒュームの組成によって異なります。 使用される母材と溶加材によって溶接ヒュームの組成が決まります。 非鉄金属を溶接する場合、溶接プロセスの高熱により金属酸化物の混合物が生成されます。 発煙した酸化されていない金属粒子。 シールドガス。 そしてオゾン。

アルミニウムの溶接ヒュームには、銅、亜鉛、マグネシウム、シリコン、マンガン、リチウムなどの合金に使用される他の金属とともに、アルミニウムおよび酸化アルミニウムのヒューム粒子が含まれています。 一部のヒュームは母材金属によって発生しますが、大部分は溶接プロセスで使用される消耗品から発生します。

アルミニウム溶接用途には、タングステン不活性ガス (TIG) または金属不活性ガス (MIG) が一般的に使用されます。 各方法はさまざまな種類の煙を生成し、さまざまな健康リスクを引き起こします。

アルミニウムの MIG 溶接および TIG 溶接では、溶接アークによって生成される紫外線と空気中の酸素との反応により、高レベルのオゾンが生成される傾向があります。 シリコンを含むアルミニウムフィラーを使用したアルミニウム溶接では、最高レベルのオゾンが発生する傾向があります。 アルミニウムの溶接ヒュームには、二酸化炭素、一酸化炭素、二酸化窒素などの他のガスも含まれる場合があります。

ヒュームドアルミニウムおよび酸化アルミニウムへの曝露は、肺疾患から神経系の損傷に至るまで、急性および慢性の両方の症状を引き起こす可能性があります。 アルミニウムの溶接ヒュームへの曝露による急性症状には次のようなものがあります。

長期にわたる曝露は、次のようなさまざまな慢性疾患を引き起こす可能性があります。

アルミニウムの溶接によって生成されるオゾンへの曝露は、短期的および長期的な健康影響を及ぼします。 短期的な影響には、目、鼻、喉、肺の炎症などがあります。 頭痛; そして一時的に肺機能が低下します。 オゾン曝露による長期的な健康への影響には、喘息や慢性肺疾患などがあります。

米国では、労働安全衛生局 (OSHA) が、溶接ヒューム全体および溶接ヒュームに含まれる可能性のある個々の元素の許容暴露限度 (PEL) を設定しています。 これらの PEL は法的な制限を表します。 販売店には、溶接工がヒュームおよび PEL を超えるレベルのヒューム成分にさらされないようにする責任があります。

店舗はまた、国立労働安全衛生研究所および米国政府産業衛生士会議が推奨する暴露限界についても認識しておく必要があります。 これらのガイドラインは、健康への影響に関する科学的証拠に基づいており、OSHA の PEL よりも低いことがよくあります (図 1 を参照)。 法的拘束力はありませんが、雇用主は従業員の安全を強化し、健康リスクを軽減するために、より厳しい制限を目指すことを選択する場合があります。

図 1. 選択した大気汚染物質の PEL と推奨暴露限界値は、8 時間の時間加重平均として表示されます。

溶接ヒュームが健康に及ぼす影響に加えて、企業は潜在的な燃焼リスクも考慮する必要があるかもしれません。 材料は溶接プロセスによってすでに酸化されているため、溶接ヒュームは可燃性ではないと一般に考えられています。 しかし、科学的研究により、多くの場合、溶接ヒュームには酸化された物質と酸化されていない物質の両方が混合して含まれていることがわかっています。 酸化されていないアルミニウムの粉塵は、適切な条件下では非常に爆発性があります。 このため、通常は溶接ヒュームを検査して、Kst 値と Pmax 値 (爆発指数として知られる) を含む爆発の可能性を判断することをお勧めします。 溶接ヒュームが可燃性であると判断された場合は、集塵システムの設計時に適切な予防措置を講じる必要があります。

非鉄材料の溶接による吸入性金属および金属酸化物への曝露に関連するリスクのため、管理戦略を適切に立てることが重要です。 危険な溶接ヒュームの管理戦略を設計するときは、管理の階層を念頭に置くことが重要です (図 2 を参照)。 この原則に基づき、店舗は最下位の戦略 (管理制御の導入など) に依存する前に、階層の最上位からの戦略 (危険の除去など) を試みる必要があります。 たとえば、集塵や換気などの工学的制御を使用して PPE を満たすことができる場合、企業は溶接ヒュームへの曝露を減らすために従業員に個人用保護具 (PPE) に依存することを単純に要求することはできません。

溶接ヒューム軽減戦略を確立するための最初のステップは、現在の暴露レベルを決定することです。 テストは、システムが導入された後に検証するためにも使用する必要があります。 大気質テストには、次のいずれかまたは両方が含まれる場合があります。

アルミニウムと溶接フィラー棒の使用を排除することは、通常、選択肢ではありません。 つまり、通常、集塵や換気などのエンジニアリング制御が、有害なアルミニウム溶接の放出に対する防御の第一線となります。

可能であれば、専門家は溶接ヒューム抽出用のソース捕捉システムを好みます。 これらのシステムは、煙霧を発生源近くで捕捉して呼吸ゾーンに入れないようにし、施設内に煙が伝播するのを防ぎます。

ほとんどの場合、発生源捕捉システムは工業用集塵機にダクトで接続され、空気中の汚染物質をろ過して廃棄し、ろ過されたきれいな空気を施設に戻します。 発生源の捕捉が不可能な場合（たとえば、部品のサイズや天井クレーンの使用などの理由）、溶接ヒュームは全体換気または周囲集塵システムによって制御できます。 環境システムは、人々が作業している場所から煙を引き離し、清潔で新鮮な空気を作業ゾーンに戻して汚染物質を安全なレベルまで希釈するように設計する必要があります。 発生源捕捉と周囲捕捉の両方の場合、施設が環境不適合になる可能性がある汚染空気を単純に屋外に排出するよりも、集塵機を使用した空気ろ過が推奨されます。

エンジニアリング制御だけでは PEL に対応できない場合は、高曝露領域で働く従業員に電動空気清浄マスクなどの PPE が必要になる場合があります。 工学的管理を第一の救済策として使用する必要があることに注意してください。 PPE は、他の方法で PEL を満たすことができない場合にのみ使用する必要があります。

溶接ヒュームが可燃性であると判断された場合は、集塵装置またはダクト内での危険な爆発のリスクを軽減するために、集塵システムに適切な火災および爆燃安全システムを装備する必要があります。 システムは、OSHA 規制および火災および爆発の安全性に関する全米防火協会の基準に準拠している必要があります。

アルミニウム溶接を行う工場にとって、溶接工を有害な排出物から保護することは最優先事項でなければなりません。 溶接ヒュームの安全性の原則はすべての材料でほぼ同じですが、作業している材料の特定のリスクを理解することは役に立ちます。 リスクと暴露限界を理解すると、危険な溶接の放出から全員を守るシステムを設計できます。

図 2. 工場は、管理階層を使用して、有害な溶接ヒュームの管理戦略を設計し、実装する必要があります。