Pobierz Zagrożenia związane ze spawaniem metodą MMA i więcej Streszczenia w PDF z Transport tylko na Docsity!
TEMAT NUMERU | PROMOTOR 9/
Zagrożenia związane ze spawaniem
metodą MMA
Spawanie MMA 111 (Manual Metal Arc Welding) jeszcze do niedawna było jednym z najczęściej wykorzystywanych
rodzajów spawania łukowego. Rozwój pozostałych metod (m.in. MAG 135 – Metal Active Gas), charakteryzujących
się świetnymi rezultatami zarówno pod względem wydajności, jak i wysokich własności tworzonych spoin,
spowodował, że obecnie jest ono stosowane głównie podczas montażu, regeneracji lub w niewielkich warsztatach.
- piec/suszarka/termos do suszenia elek- trod,
- skrobak, szczotka druciana do oczysz- czania powierzchni z odprysków,
- wentylacja (odciąg stanowiskowy).
Tarcza spawalnicza Podczas spawania elektrodą otuloną klu- czową rolę wśród stosowanych środków ochrony osobistej stanowi tarcza spawal- nicza chroniąca przed promieniowaniem i odpryskami. W momencie zajarzenia łu- ku elektrycznego i w trakcie realizowania procesu spawacz zasłania się nią. Tarcza
ma założoną szybkę – filtr dostosowany do wzroku (odpowiednio ściemniony).
Proces spawania Aby rozpocząć spawanie, należy zbliżyć (dotknąć) rdzeń elektrody do materiału spawanego, po czym oddalić go na od- powiednią odległość, zgodnie z zastoso- waną grubością elektrody. W starszych i tańszych źródłach prądu zdarza się, że wspomniane zetknięcie może powo- dować „przyklejenie” i zwarcie, które jest trudne do zerwania. Spawacz zaczyna de- nerwować się, czasem szybkimi ruchami
S
pawanie łukowe elektrodą otulo- ną polega na trwałym połączeniu, które odbywa się poprzez stopienie ciepłem pochodzącym z łuku elektryczne- go, elektrody otulonej i spawanych ma- teriałów. Operator trzyma w ręce uchwyt z elektrodą i przesuwa go wzdłuż drogi spawania, czyli w kierunku jeziorka (spoiwo stapia się, a tym samym skraca) i wzdłuż przygotowanego rowka. W metodzie MMA na spoinie powstaje żużel, który pełni kil- ka funkcji, np. osłania ją przed dostępem atmosfery. Przed omówieniem najważniejszych za- grożeń występujących podczas spawania warto zapoznać się ze stanowiskiem pracy, na które składają się:
- stół spawalniczy,
- zasilacz łuku spawalniczego – źródło prądu,
- izolowany uchwyt elektrodowy,
- przewody spawalnicze (wyposażone w odpowiednie złączki i przyłącza),
- młotek do oczyszczania powierzchni z żużla,
- szczotka do oczyszczalnia krawędzi łą- czonych detali oraz rowka spoiny,
- kleszcze do obracania gorących ele- mentów,
- pojemnik na elektrody,
- pojemnik na odpady (ogarki),
MGR INŻ. MARZENA WILK
specjalista ds. BHP, inspektor ds. ppoż., instruktor pierwszej i dodatkowej pomocy w miejscu pracy
MGR INŻ. PAWEŁ WILK
kierownik produkcji LOGITERM Ekologiczne Kotły Grzewcze
Rys. 1. Przykładowe stanowisko do spawania metodą MMA [2]
PROMOTOR 9/2017 | TEMAT NUMERU
zostały znacząco wyeliminowane w now- szych urządzeniach spawalniczych, które wyposażono w dodatkowe funkcje:
- Hot Start – rozpoczynanie spawania tzw. gorącym drutem – zapobiega przyklejeniom podczas zajarzania łuku elektrycznego;
- Anti Stick – wyłącza/zmniejsza napięcie i prąd spawania w momencie zwarcia. Problematyczne może być sczepianie ele- mentów konstrukcji metodą MMA przez
jedną osobę (z użyciem tarczy spawalni- czej). Spawacz w jednej ręce trzyma uchwyt spawalniczy, w drugiej zaś – element, który ma być sczepiony. Nie zawsze jest moż- liwość stosowania przyrządów i tarczy spawalniczej. W takiej sytuacji spawacz przekręca głowę i w momencie zajarzenia zamyka oczy, przez co zostaje naświetlo- ny. Wydaje się oczywiste, że powinno się założyć przyłbicę automatyczną, ale czy tak się dzieje? Z wieloletnich obserwacji w różnych zakładach pracy wynika, że nie (pomijając fakt, że dawniej nie było przyłbic samościemniających). Wykonywanie konstrukcji odpowiedzial- nych wiąże się często z koniecznością sto- sowania elektrod zasadowych. Aby uzyskać wymagane własności spoiny oraz zapew- nić prawidłowy przebieg procesu, należy pozbawić je wilgoci. W tym celu elektrody umieszczane są w piecu elektrycznym (su- szarce do elektrod), w której suszą się np. w temp. 200-300°C, w czasie 2-3 h (zgodnie ze wskazaniami producenta). Ze względu na ryzyko oparzeń podczas ich wyjmo- wania i umieszczania w termosie należy stosować rękawice ochronne. Spawanie łukowe elektrodą otuloną jest często wykorzystywane podczas mon- tażu – nie trzeba rozkładać namiotu (jak ma to miejsce w metodzie MAG, aby wiatr nie zdmuchnął osłony gazowej). Dodat- kowo jest łatwiejsze w transporcie (brak butli gazowej) i daje duże możliwości wnie- sienia urządzenia (dzięki niewielkiej wadze) w dowolne miejsce konstrukcji.
Odpryski Produktem ubocznym spawania są odpry- ski, które zanieczyszczają okolice wokół wykonywanej spoiny (co niesie za sobą konieczność jej oczyszczenia). Stanowią również zagrożenie dla spawacza, ponie- waż mogą trafiać w twarz, oczy lub dostać się pod ubranie. Przyczynami ich powsta- wania są np.: nieodpowiednie parametry spawania, wilgotne, zanieczyszczone bądź
(na boki) próbuje zerwać to połączenie (często bez skutku), przepływający prąd powoduje nagrzewanie (aż do czerwono- ści) i uplastycznienie elektrody. W takim wypadku najlepiej jest wyłączyć zasila- nie urządzenia, można ewentualnie wy- jąć elektrodę z uchwytu spawalniczego, naciskając dźwignię na rękojeści. Trzeba to zrobić umiejętnie – w przeciwnym razie dojdzie do zwarcia – intensywnego iskrze- nia. Te problemy i brak komfortu pracy
Metoda spawania Materiał podstawowy Wiodący czynnik chemiczny
Spawanie ręczne elektrodą otuloną MMA
Stale niestopowe oraz niskostopowe Pył całkowity Stale wysokostopowe chromowo-niklowe (< 20% Cr i < 30% Ni) (^) Pył całkowityChrom VI
Nikiel, stopy niklu (> 30% Ni) Tlenek niklu, pył całkowity Tab. 1. Dominujące czynniki chemiczne w procesie spawania ręcznego elektrodą otuloną [1]
Rys. 2. Klasyfi kacja pyłów i gazów spawalniczych pod względem negatywnego wpływu na organizm człowieka [1]
Rys. 3. Urządzenie dźwigowe, do którego w nieodpowiednim miejscu został przymocowany przewód powrotny. Strzałki pokazują kierunek przepływu prądu; w związku z niewielkim stykiem pomiędzy oczkami łańcucha może dojść do przepalenia i zerwania zawiesia [4]
TEMAT NUMERU | PROMOTOR 9/
i dymów spawalniczych. Na rynku dostępnych jest wiele odmian elektrod o zróżnicowanym składzie otuliny, spełniających wiele funkcji (wyróżnia się np.: zasadowe, rutylowe, kwaśne, fluorkowe, celulozowe itp.). Pył spawalniczy zawiera następujące pierwiastki: żelazo, mangan, ditlenek krzemu, związki chromu, niklu, molibdenu i niobu, a po- nadto związki sodu, potasu, wapnia i magnezu. Substancje te mogą mieć działanie toksyczne, szkodliwe, drażniące, uczulające, rako- twórcze lub mutagenne. Wśród negatywnych skutków ich działania są m.in.: podrażnienie oczu i skóry, nudności, bóle i zawroty głowy, zaburzenia w funkcjonowaniu oraz uszkodzenia układu odde- chowego, choroby układu krążenia, pokarmowego i nerwowego. W rozwoju wszelkich chorób zawodowych spawaczy duże zna- czenie ma podwyższony stopień ogólnego nasycenia organizmu związkami toksycznymi. Prace spawalnicze wymagają stosowania skutecznej ochrony przed działaniem wymienionych substancji.
Wentylacja i filtrowentylacja stanowisk W związku z silnym zanieczyszczeniem powietrza spowodowanym spawaniem powinno się zaopatrzyć stanowisko w odciągi lub po- mieszczenie w wentylację. Można tu wspomnieć o kilku rodzajach, których stosowanie wiąże się ze specyfiką pracy, są to np. odciągi stołów spawalniczych, wyciągi zasysające z okapu znajdującego się nad stanowiskiem, mobilne urządzenia wyciągowe, systemy wen- tylacji ogólnej czy filtrowentylacji. Jeśli nie ma innej możliwości, to przynajmniej powinno się zastosować maskę przeciwpyłową.
Wymuszona pozycja, obciążenie statyczne Wymuszona pozycja oraz obciążenie statyczne nieodłącznie to- warzyszą wykonywaniu czynności spawalniczych. Wiele zależy od skomplikowania wyrobów/konstrukcji, wielkości detali, rodzaju materiałów, dokumentacji technologicznej itp. Stanowi to pro- blem, który nie zawsze jest do wyeliminowania. Nienaturalna, wymuszona, niewygodna pozycja ciała podczas wykonywania czynności obciąża układ mięśniowo-szkieletowy. Wykonywanie natomiast długich spoin wiąże się z dłuższym napinaniem tych samych grup mięśni – czyli obciążeniem statycznym. Spawacz może odczuwać bóle kręgosłupa (np. odcinka lędź- wiowego czy krzyżowego), mięśni czy okolic kręgów szyjnych. Częste obciążanie tych samych partii ciała może przełożyć się również na powstanie schorzeń, które będą wymagały leczenia, nie mówiąc o uciążliwości w przypadku odczuwania bólu oraz dyskomfortu. Uszkodzenia/schorzenia kręgosłupa są przyczyną także innych dolegliwości, np. częstych bólów głowy. Wielkość i intensywność tych zagrożeń jest jednak uzależniona od indywidualnych predyspozycji każdego z pracowników. Ważne są tutaj: styl życia, dieta, uprawianie sportu itp., ponieważ wszystko to przekłada się na kondycję, elastyczność i siłę mięśni czy gib- kość. Dla jednej osoby konkretna praca będzie bardzo męcząca, uciążliwa, natomiast ktoś inny nie będzie odczuwał żadnych nie- przyjemnych dolegliwości podczas pracy oraz po jej wykonaniu.
Wysoka temperatura, oparzenia W trakcie łączenia materiałów za pomocą spawania wyko- rzystywane jest ciepło łuku elektrycznego, które ma za za-
PROMOTOR 9/2017 | TEMAT NUMERU
danie stapiać materiał oraz elektrodę, a co za tym idzie – pojawia się wysoka temperatura i ryzyko oparzeń. Zagroże- nie stanowią: gorący materiał/stal, po- wstający żużel oraz rozgrzana elektroda. Ponadto trzymanie uchwytu z założoną elektrodą zbyt blisko jarzenia się łuku w przypadku zastosowania nieodpo- wiedniej ochrony dłoni.
Promieniowanie Działanie łuku elektrycznego powo- duje wytwarzanie czterech rodzajów promieniowania, na które narażony jest pracownik. W praktyce chwilowe lub długotrwałe spoglądanie na jarzący się łuk elektryczny i związane z tym promieniowanie ultra- fi oletowe może skończyć się zapaleniem spojówki, rogówki, a nawet krótkotrwałą utratą wzroku. W przypadku spawania z tarczą ręczną (gdzie nie ma pokrętła z re- gulacją stopnia zaciemnienia) istotny jest odpowiedni dobór szkiełka z dostosowa- nym do wzroku spawacza fi ltrem. Pojawia się tutaj także kwestia regularnej wymiany szybek ochronnych – praca zanieczysz- czoną, obklejoną wtopionymi odpryskami powierzchnią powoduje rozszczepienie poszczególnych promieni świetlnych i mocniejsze negatywne oddziaływanie na oczy.
Promieniowanie elektromagnetyczne Urządzenia zasilane prądem elektrycznym wytwarzają wokół siebie pola elektroma- gnetyczne, które mają negatywny wpływ na organizm człowieka. O szkodliwości de- cydują m.in.: warunki pracy, długość ekspo- zycji oraz częstotliwość pól. Mogą wpływać na człowieka bezpośrednio bądź poprzez brak kompatybilności ze sobą (czyli brak zdolności systemów i urządzeń do prawi- dłowej pracy w danym środowisku od- działywania pól elektromagnetycznych) środków technicznych znajdujących się w środowisku pracy, powodując zakłóce- nia w ich prawidłowym funkcjonowaniu. Wyróżnia się trzy strefy oddziaływania pól elektromagnetycznych:
- I strefa niebezpieczna – bardzo silne od- działywanie pól elektromagnetycznych, zakaz wstępu dla pracowników i osób postronnych.
- II strefa ekspozycji zawodowej (zagro- żenia i pośrednia) – do strefy mogą być dopuszczeni wyłącznie pracownicy ob- sługujący urządzenia emitujące promie- niowanie, po odbyciu odpowiednich szkoleń oraz badań lekarskich stwier- dzających brak jakichkolwiek przeciw- wskazań do wykonywania pracy w na- rażeniu na pola elektromagnetyczne. Przebywanie w strefie zagrożonej
jest ograniczone czasowo – można tam pracować nie więcej niż 8 godz. na dobę (wszystko zależy od natężenia pola na danym stanowisku), natomiast w strefie pośredniej już nie ma żadnych limitów godzinowych.
- III strefa bezpiecznej emisji pól elektro- magnetycznych – ze względu na słabsze oddziaływanie pola elektromagnetycz- nego oraz brak negatywnych skutków na organizm człowieka przy dłuższej ekspozycji nie ma ograniczeń dotyczą- cych pracowników oraz dopuszczalnego czasu przebywania w tym obszarze. Prace spawalnicze wykorzystujące łuk elektryczny niosą ryzyko szkodliwego od- działywania na pracowników, bowiem za- równo osprzęt, jak i przewody znajdują się w niedalekiej odległości spawacza. Aby temu przeciwdziałać, coraz częściej wyko- rzystywane są prądy przemienne oraz stałe pulsacyjne, które umożliwiają ograniczenie emisji promieniowania elektromagnetycz- nego poprzez tworzenie pól impulsowych.
Prąd elektryczny Praca urządzeniami zasilanymi prądem elektrycznym niesie ryzyko porażenia. Wiele zależy od sprawności urządzeń, systematycznej kontroli, konserwacji, na- praw czy koniecznego przeglądu instalacji elektrycznej.
Fot. 3. Wykonanie spoiny w rowku spawalniczym naciętym na blasze; widoczne schładzanie i moment usunięcia żużla za pomocą młotka, poniżej rozkruszona szlaka
Fot. 4. Tarcza spawalnicza nie nadająca się do dalszej eksploatacji; widoczne przetarcia i zniszczenie powierzchni ochronnej, a także bardzo mocno zanieczyszczona szybka
PROMOTOR 9/2017 | TEMAT NUMERU
Przykłady ZPW Odkładanie uchwytu z elektrodą Uchwyt z założoną elektrodą należy odkła- dać w taki sposób, aby nie stwarzał zagro- żenia dla spawacza lub osób postronnych. Wskazane jest odkładanie go na boku, a nie w pozycji, w której elektroda mająca np. 300 mm długości skierowana jest w górę.
Zapalniczka Spawacz wykonywał naprawy kadłuba statku i znajdował się na podwieszonym rusztowaniu. Chciał zapalić papiero- sa od gorącej elektrody. Papierosa miał w ustach, zbliżył uchwyt wraz z elektrodą do papierosa – nie trafił, dotknął twarzy, oparzył się, wystraszył, spadł i zawisł na li- nach.
Kiełbasa na ciepło W zakładzie produkcyjnym pracownicy wpadli na pomysł, aby kawałki kiełbasy
podgrzewać w piecu elektrycznym, tzw. suszarce do elektrod. Włączono podgrze- wanie i umieszczono kiełbasy wśród znaj- dujących się tam elektrod zasadowych, co z pewnością nie jest zbyt zdrowe. W trakcie suszenia z elektrod usuwana jest wilgoć, ale mogą ujawniać się i parować różne chemiczne związki.
Przypalona dłoń Wspomniano wcześniej, żeby nie od- kładać uchwytu spawalniczego w taki sposób, aby elektroda skierowana by- ła prostopadle do podłoża. Spawacz na posadzce spawał konstrukcję bramy przesuwnej. Nie stosował nakolanników, po wykonaniu ostatniej spoiny elektroda osiągała długość około 50 mm i zbliżała się do końca. Odłożył uchwyt na podłoże. Wstał i poszedł po kolejny element kon- strukcji, który należało sczepić w pobliżu ostatniego miejsca spawania. Klęknął,
trafiając kolanem na odprysk o średnicy ok. 2 mm, poczuł ból, zachwiał się, puścił kawałek profilu zamkniętego i chcąc się podeprzeć, nakłuł dłoń, kładąc ją na elek- trodzie.
Walka z elektrodą Podczas próby zajarzenia odskoczył ka- wałek otuliny od stalowego rdzenia elek- trody i doszło do zwarcia go z materiałem podstawowym. Spawacz był zdenerwo- wany; rozpoczął „walkę” z elektrodą, która nagrzała się do czerwoności. Machał (szar- pał) uchwytem w jedną i drugą stronę, po czym nastąpiło oderwanie jej, a przez to wbił ją sobie w bark.
Naświetlenie oczu i twarzy Pracownik bez uprawnień wykonywał przęsła płotu składającego się ze stalowych elementów. W pierwszej kolejności należa- ło posczepiać wszystkie detale, a ponieważ w jednej ręce trzymał element, który miał połączyć z innym, w drugiej zaś znajdował się uchwyt spawalniczy, za każdym razem, gdy chciał rozpocząć sczepianie, odwracał głowę w drugą stronę. Nie udało mu się uniknąć napromieniowania, wieczorem twarz go szczypała, a z oczu płynął potok łez.
Podsumowanie Spawanie metodą MMA (111) jest powiąza- ne z wieloma zagrożeniami, które niejedno- krotnie są lekceważone, mimo że mogą nie- korzystnie wpływać na zdrowie spawacza. Wydaje się, że pewne zachowania pracow- ników/spawaczy mogą świadczyć o braku właściwego przeszkolenia, nie wspomina- jąc już o odrobinie wyobraźni…
Piśmiennictwo
- Pilarczyk J.: Poradnik inżyniera. Spawalnictwo. Tom 1, Wydawnictwa Naukowo-Techniczne, Warszawa 2005.
- Pilarczyk J.: Poradnik inżyniera. Spawalnictwo. Tom 2, Wydawnictwa Naukowo-Techniczne, Warszawa 2005.
- Stefaniszyn K.: Pola elektromagnetyczne w spa- walnictwie a wymagania bezpieczeństwa pracy. Seminarium „Bezpieczeństwo i higiena pracy w spawalnictwie”, Katowice, październik 2005.
- Kensik R.: Eksploatacja urządzeń spawalniczych. Wydawnictwo Politechniki Częstochowskiej, Częstochowa 1995.
- www.magazynprzemyslowy.pl.
Fot. 5. Nieprawidłowo położony uchwyt spawalniczy
Fot. 6. Widok na panel sterowania i wnętrze pieca; widoczne są elektrody otulone, wraz z którymi pieczone były kiełbasy
