TIG焊職業危害及防護研究

（中核建中核燃料元件有限公司，四川 宜賓 644000）

TIG焊職業危害及防護研究

李曉宜

（中核建中核燃料元件有限公司，四川 宜賓 644000）

本文分析TIG焊所涉及的職業危害因素的形成及危害，研究職業危害因素的治理及防護。

TIG焊；危害因素；治理；防護

1 TIG焊職業危害因素分析

TIG（Tungsten Inert Gas）焊是核燃料元件零部件生產中的特種焊接工藝，它是以鎢極作電極,氬氣作為保護氣體的一種惰性氣體保護焊。TIG焊采用惰性氣體—氬氣保護熔池，利用高頻振蕩器產生高頻電來引弧和穩弧，電弧溫度高達3000℃以上。其特有的職業危害因素有高頻電磁場、弧光傷害、氮氧化物等有害氣體，根據危害因素的性質可分為物理危害因素和化學危害因素兩大類。

2 TIG焊的物理危害因素分析

TIG焊接過程中的物理危害因素主要有高頻電磁場、光輻射等物理因素。

2.1 TIG焊接中高頻電磁場危害

焊工長期接觸高頻電磁場能引起植物神經功能紊亂和神經衰弱，表現為全身不適、頭昏頭痛、疲乏、食欲不振、失眠及血壓偏低等癥狀。

2.2 TIG焊接中弧光輻射危害

TIG焊弧光對人體的危害主要是紫外線的危害。人的皮膚和眼睛對紫外線的過度照射較為敏感，皮膚在強紫外線作用下，可引起皮炎、彌漫性紅斑，有時可出現小水泡，滲出液和浮腫，有燒灼感，發癢。紫外線過度照射引起眼睛的急性角膜炎稱電光性眼炎。波長較短的紫外線，能損害結膜和角膜，有時甚至侵及虹膜和網膜。

3 TIG焊的化學危害因素分析

在焊接的高溫和電弧的紫外線作用下，焊接的周圍空間會產生多種化學危害氣體，主要有臭氧、氮氧化物、一氧化碳等。危害氣體成分及量的多少與焊接方法、焊接材料和焊接規范有關。各種危害氣體被吸入人體內，都影響操作者的健康，主要癥狀是精神衰弱，如失眠、頭痛、食欲不振、體重下降等。高濃度的氮氧化合物能引起急性中毒，其中輕者發生急性支氣管炎；重度中毒時，引起咳嗽劇烈、呼吸困難、虛脫、全身軟弱無力等癥狀。一氧化碳可能使人體組織缺氧，嚴重的會窒息，甚至死亡。

4 TIG焊職業危害因素的治理

TIG焊職業危害的發生是焊接過程中各種危害因素綜合作用的結果。在焊工作業環境很差或缺乏勞動保護情況下長期作業，有可能引起職業危害。焊工職業危害的發生主要取決于以下因素。焊接煙塵和氣體的濃度與性質及其危害程度；焊工接觸危害因素的機會和持續時間；焊工個體體質與個人防護狀況；焊工所處生產環境的優劣以及各種危害因素的相互作用。

從綜合治理，預防為主的角度出發，治理TIG焊危害因素的主要途徑有：危害因素源頭控制、危害因素傳播途徑的治理及個人防護。

4.1 TIG焊危害因素源頭控制

生產工藝、生產設備及操作者的技術能力是焊接過程產生各危害因素的種類和數量的決定因素，應該從這幾個方面對危害因素源頭進行必要的控制。

（1）生產工藝的優化選擇。焊接工藝的優化有助于減小操作者的勞動強度及焊接危害因素傷害，可大大降低危害因素的危害程度。優先用自動焊工藝代替手工焊接工藝；優先用少焊接層次代替多焊接層次。減少焊接工作量縮短工作時間，提高效率的同時減少危害因素的釋放量；優先用低勞動傷害的焊接方法代替高勞動傷害的焊接方法。

（2）設備的改進。在生產工藝確定的前提下，應選用自動化程度高的設備，以降低煙塵濃度和危害性。在選購新設備時應注重設備的環保性能，多選用配有凈化部件的一體化設備。

（3）操作者技術能力的提高。技術能力高的焊接工人在焊接過程中能夠熟練、靈活地執行操作規章，更好的保護自己。操作者技術能力水平高低與單位產品勞動時間、產品返修率等成反比。操作者技術能力的提高，會減少不必要的焊接作業時間，從而減小危害因素的產生。

4.2 TIG焊危害因素的傳播途徑治理及防護

4.2.1 TIG焊物理危害因素傳播途徑控制

（1）TIG焊高頻電磁輻射危害傳播途徑控制：屏蔽焊接電纜和控制線。采用細銅質金屬編織軟線及薄的金屬罩套在電纜膠管并將焊把外面同時接地，對高頻磁場有屏蔽作用；降低振蕩頻率。由于高頻電磁場的頻率越高對人體的影響就越大，所以在不影響引弧順利的前提下適當降低振蕩頻率，改變電容器及電感參數，將振蕩頻率降至30kHz，使其對人體的影響盡可能減少；縮短高頻電磁場存在時間。盡量不用高頻振蕩裝置，或僅用來引弧，電弧引燃后，立即切斷高頻電源；工件良好接地。施焊工件的地線做到良好接地，能大大降低高頻電流。接地點距工件越近，情況越能得到改善。

（2）光輻射危害因素傳播途徑治理及防護。依據光輻射污染對人體傷害的部位的不同，分別從光輻射對眼睛的傷害和光輻射對人體皮膚的傷害兩個方面進行治理和預防：①預防弧光對眼睛的傷害：主要通過控制光輻射危害因素的傳播途徑，減少弧光的反射。可在焊接工作現場墻體表面采用吸收材料裝飾，并在焊接工位設置灰色或黑色防護屏。焊工在焊接時必須佩帶鑲有特制濾光片的面罩。②預防電弧光對人體皮膚的傷害：焊接工作在焊接時必須穿好表面平整、反射系數大的工作服。焊接電弧的紫外線對纖維的破壞能力很強，其中以棉織品損傷最嚴重，而白色織物由于反射性能強，耐紫外線輻射能力較強，所以TIG焊的工作服宜采用淺色或白色用耐酸呢、柞絹等織品制作。工作時戴好手套、鞋蓋，工作褲穿上后要保證在蹲下時的足夠長度，避免腳腕處裸露而被弧光灼傷。

4.2.2 TIG焊化學危害因素傳播途徑控制及個人防護

化學危害因素主要為焊接時產生的化學危害氣體，其主要傳播途徑是空氣，通過呼吸道危害操作者的健康。其治理原則就是控制空氣質量，加強個體防護。化學危害因素的個人防護主要通過佩戴合格的防塵口罩或防毒面具。

治理TIG焊化學危害因素的根本途徑是解決通排風問題，通過通排風改善焊接場所空氣質量。下面以某廠房管座生產線焊接場地為例，介紹TIG焊化學危害因素治理的方案設計。

廠房TIG焊接大廳：現有TIG焊機5臺，需設計一套地面排風裝置，主要用于排放比空氣重的有害氣體臭氧（O3）、二氧化氮（NO2)。一套屋頂排風裝置，主要用于排放比空氣輕的有害氣體一氧化碳（CO）。地面排風和屋頂排風均屬于全面排風，其通風量要滿足焊工作業場所每工作位57m3/min的基本通排風要求。

因為廠房有整體送風裝置，可以不考慮送風問題。通過對TIG焊危害因素的論證和分析，對照焊工行業標準，焊工作業場所必須滿足每工作位57m3/min的基本通排風要求，排風量Q計算公式：

式中：Q——排風量，

n——焊工工位。根據公式（1），結合各工作間的工位分布的具體情況，計算焊接場地的全面排風量并制定方案。

根據公式（1）計算屋頂和地面軸流風機的通風量：Q=57×n=57×5×60 =17100m3/h。根據廠房特點，屋頂排風和地面排風均選擇T35系列低噪聲軸流風機，依據焊接工作間的排風量，通過表1：T35低噪聲軸流通風機型號規格表，選擇軸流風機型號為T35-11-NO8，通風量可達到17566-35682m3/h，滿足需求。

表1 T35低噪聲軸流通風機型號規格表

4.2.3 優化排風控制裝置的自動化應用

為了使全面通風的屋頂排風和地面排風系統更加經濟實用，操作時簡單快捷，實現排風全自動化控制，設計增加一套自動排風裝置。根據工作焊機的數量不同，工作時間長短不同，產生的危害氣體的濃度不同，利用傳感器測量技術，使排風裝置實現自動化控制。焊接崗位產生的有害氣體不同濃度時軸流風機的轉速、排風量能自動匹配，做到排風量根據有害氣體濃度自動調節，以提高排風系統工作效率。

圖1 廠房自動排風裝置控制原理框圖

廠房TIG焊接大廳焊接工作區域的自動排風裝置原理框圖見圖1，各個模塊的功能如下。（1）通過傳感器將工作現場的害氣體CO、NO2、O3濃度值轉變成4～20mA的電流信號發送到A/D模數轉換器單元。（2）A/D模數轉換器單元將現場CO、NO2、O3濃度傳感器發來的4～20mA的電流信號轉換成二進制數字信號發送至PLC單元。（3）PLC單元根據現場發送過來的有害氣體濃度值，按照事先預設的PLC邏輯控制程序和算法，通過通訊接口單元給變頻驅動單元發送控制指令來控制風機的運轉速度。

HMI（Human Machine Interaction）人機對話單元是系統與用戶之間進行信息交互的媒介，其在此處的主要作用是：（1）用來顯示現場有害氣體CO、NO2、 O3濃度值。（2）選擇風機運行控制方式，例如：手動、自動轉換等。可以手動操作增減風量。（3）監控風機運行狀態，如：轉速、負載、報警信息等。

[1]GBZ2.1-2007，中華人民共和國國家職業衛生標準.工作場所有害因素職業接觸限值 化學有害因素.

[2]焊接學會第Ⅷ委員會.焊接衛生與安全.北京:機械工業出版社,1987.

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