Promieniowanie powstające podczas spawania

Promieniowanie spawalnicze

Proces spawania ma stosunkowo krótką historię, gdyż rozpoczyna się ona dopiero z początkiem XIX wieku. Rozwój technologii związanych z budową konstrukcji stalowych doprowadził do szybkiego rozwoju technik spawalniczych. Obecnie mimo nowoczesnego sprzętu i zaawansowanych technologii cięcia i spawania metalu, nadal pozostał problem zagrożeń dla organizmu, z których najważniejszymi są promieniowanie optyczne oraz dymy spawalnicze. Zagrożenia te są szczególnie niebezpieczne podczas wykonywania prac monterskich na niezrobotyzowanych stanowiskach spawalniczych, a zatem tam, gdzie za wykonanie danej czynności odpowiada człowiek.

Łuki spawalnicze oraz promieniowanie palników gazowych stanowią źródło zagrożeń promieniowaniem optycznym. Promieniowanie ich składa się z:

  • intensywnego promieniowania widzialnego,
  • promieniowania nadfioletowego,
  • linii lub pasm promieniowania charakterystycznego dla pierwiastków wchodzących w skład spawanych lub ciętych materiałów (z zakresu od około 300 nm do 700 nm).
  • promieniowania termicznego rozgrzanych do wysokiej temperatury gazów spawalniczych.

Szczególnie szkodliwym źródłem  promieniowania optycznego są łuki spawalnicze. Promieniowanie ich składa się z intensywnego promieniowania termicznego rozgrzanych do wysokiej temperatury gazów spawalniczych, elementów spawanych lub ciętych, materiału elektrody i topnika, na które nakładają się  linie i pasma promieniowania charakterystycznego tych materiałów. Temperatura płomienia palnika gazowego nie przekracza na ogół 2000 K. Promieniowanie to składa się więc głównie z podczerwieni i światła, a jedynie palniki wodorowe i acetylenowe, charakteryzujące się wyższą temperaturą spalania, mogą emitować bliski nadfiolet. Natomiast temperatura  łuku elektrycznego i plazmowego przekracza 4000 K, a gdy spawanie odbywa się w osłonie gazów obojętnych - może sięgać nawet 30000 K. Urządzenia te emitują więc intensywne światło niebieskie i promieniowanie nadfioletowe (UV), w tym  nadfiolet krótkofalowy.  Natężenie napromienienia w zakresie UV w odległości od 0,7 m do 1 m od łuku elektrycznego lub plazmowego wynosi od kilku  do kilkunastu W/m2, w zależności od rodzaju elektrody i warunków spawania [1].  Spośród wszystkich źródeł nadfioletu łuki elektryczne stanowią największe zagrożenie dla zdrowia, a szczególnie dla oczu spawacza. Podczas procesów spawalniczych wydzielane są również szkodliwe dla oczu dymy spawalnicze powstające w wyniku kondensacji głównie cząsteczek tlenków metali oraz dwutlenku krzemu. Dymy te powstają na skutek utleniania się w wysokiej temperaturze materiału drutu spawalniczego oraz otuliny, a następnie przedostaniu się tych związków do chłodniejszej strefy. Spawacze narażeni są również na odpryski stopionych metali i żużlu oraz szereg innych czynników wynikających ze specyfiki prowadzonego procesu spawalniczego. Przykładowy rozkład spektralny natężenia promieniowania emitowanego przez łuk spawalniczy przedstawiono na rysunku 1.

 

 

[W celu niedopuszczenia do powstania zaćmy, napromieniowanie NC oczu promieniowaniem pasma (315-400) nm nie może przekroczyć wartość 10000 J/m2 w ciągu zmiany roboczej (8 h)]


Rys. 1 Rozkład spektralny natężenia promieniowania emitowanego przez łuk spawalniczy

 

Promieniowanie emitowane podczas spawania elektrycznego oraz spawania płomieniem gazowym może być przyczyną wielu poważnych schorzeń, takich jak:

  • powstawanie zaćmy, na skutek przegrzania oka;
  • stany zapalne rogówki i spojówki;
  • zmiany na siatkówce i dnie oka spawacza.

Dodatkowo powstające podczas spawania odpryski stopionych metali oraz żużla mogą prowadzić do poważnych urazów gałki ocznej. Wnikniecie do gałki ocznej ciała obcego, np. w postaci odłamka żelaza lub miedzi, oprócz spowodowanych uszkodzeń mechanicznych, może po latach wywołać żelazicę lub miedzicę.

 

Do ochrony przed promieniowaniem spawalniczym stosowane są:

Literatura

1. Wolska A., S. Marzec S., Owczarek G., Zasady higienicznej oceny promieniowania optycznego, CIOP Warszawa 2001

 
Zobacz także

Środki ochrony skóry
- wymagania, dobór, stosowanie PORADNIK (pdf)

więcej