TIG焊职业危害及防护研究

（中核建中核燃料元件有限公司，四川 宜宾 644000）

TIG焊职业危害及防护研究

李晓宜

（中核建中核燃料元件有限公司，四川 宜宾 644000）

本文分析TIG焊所涉及的职业危害因素的形成及危害，研究职业危害因素的治理及防护。

TIG焊；危害因素；治理；防护

1 TIG焊职业危害因素分析

TIG（Tungsten Inert Gas）焊是核燃料元件零部件生产中的特种焊接工艺，它是以钨极作电极,氩气作为保护气体的一种惰性气体保护焊。TIG焊采用惰性气体—氩气保护熔池，利用高频振荡器产生高频电来引弧和稳弧，电弧温度高达3000℃以上。其特有的职业危害因素有高频电磁场、弧光伤害、氮氧化物等有害气体，根据危害因素的性质可分为物理危害因素和化学危害因素两大类。

2 TIG焊的物理危害因素分析

TIG焊接过程中的物理危害因素主要有高频电磁场、光辐射等物理因素。

2.1 TIG焊接中高频电磁场危害

焊工长期接触高频电磁场能引起植物神经功能紊乱和神经衰弱，表现为全身不适、头昏头痛、疲乏、食欲不振、失眠及血压偏低等症状。

2.2 TIG焊接中弧光辐射危害

TIG焊弧光对人体的危害主要是紫外线的危害。人的皮肤和眼睛对紫外线的过度照射较为敏感，皮肤在强紫外线作用下，可引起皮炎、弥漫性红斑，有时可出现小水泡，渗出液和浮肿，有烧灼感，发痒。紫外线过度照射引起眼睛的急性角膜炎称电光性眼炎。波长较短的紫外线，能损害结膜和角膜，有时甚至侵及虹膜和网膜。

3 TIG焊的化学危害因素分析

在焊接的高温和电弧的紫外线作用下，焊接的周围空间会产生多种化学危害气体，主要有臭氧、氮氧化物、一氧化碳等。危害气体成分及量的多少与焊接方法、焊接材料和焊接规范有关。各种危害气体被吸入人体内，都影响操作者的健康，主要症状是精神衰弱，如失眠、头痛、食欲不振、体重下降等。高浓度的氮氧化合物能引起急性中毒，其中轻者发生急性支气管炎；重度中毒时，引起咳嗽剧烈、呼吸困难、虚脱、全身软弱无力等症状。一氧化碳可能使人体组织缺氧，严重的会窒息，甚至死亡。

4 TIG焊职业危害因素的治理

TIG焊职业危害的发生是焊接过程中各种危害因素综合作用的结果。在焊工作业环境很差或缺乏劳动保护情况下长期作业，有可能引起职业危害。焊工职业危害的发生主要取决于以下因素。焊接烟尘和气体的浓度与性质及其危害程度；焊工接触危害因素的机会和持续时间；焊工个体体质与个人防护状况；焊工所处生产环境的优劣以及各种危害因素的相互作用。

从综合治理，预防为主的角度出发，治理TIG焊危害因素的主要途径有：危害因素源头控制、危害因素传播途径的治理及个人防护。

4.1 TIG焊危害因素源头控制

生产工艺、生产设备及操作者的技术能力是焊接过程产生各危害因素的种类和数量的决定因素，应该从这几个方面对危害因素源头进行必要的控制。

（1）生产工艺的优化选择。焊接工艺的优化有助于减小操作者的劳动强度及焊接危害因素伤害，可大大降低危害因素的危害程度。优先用自动焊工艺代替手工焊接工艺；优先用少焊接层次代替多焊接层次。减少焊接工作量缩短工作时间，提高效率的同时减少危害因素的释放量；优先用低劳动伤害的焊接方法代替高劳动伤害的焊接方法。

（2）设备的改进。在生产工艺确定的前提下，应选用自动化程度高的设备，以降低烟尘浓度和危害性。在选购新设备时应注重设备的环保性能，多选用配有净化部件的一体化设备。

（3）操作者技术能力的提高。技术能力高的焊接工人在焊接过程中能够熟练、灵活地执行操作规章，更好的保护自己。操作者技术能力水平高低与单位产品劳动时间、产品返修率等成反比。操作者技术能力的提高，会减少不必要的焊接作业时间，从而减小危害因素的产生。

4.2 TIG焊危害因素的传播途径治理及防护

4.2.1 TIG焊物理危害因素传播途径控制

（1）TIG焊高频电磁辐射危害传播途径控制：屏蔽焊接电缆和控制线。采用细铜质金属编织软线及薄的金属罩套在电缆胶管并将焊把外面同时接地，对高频磁场有屏蔽作用；降低振荡频率。由于高频电磁场的频率越高对人体的影响就越大，所以在不影响引弧顺利的前提下适当降低振荡频率，改变电容器及电感参数，将振荡频率降至30kHz，使其对人体的影响尽可能减少；缩短高频电磁场存在时间。尽量不用高频振荡装置，或仅用来引弧，电弧引燃后，立即切断高频电源；工件良好接地。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。

（2）光辐射危害因素传播途径治理及防护。依据光辐射污染对人体伤害的部位的不同，分别从光辐射对眼睛的伤害和光辐射对人体皮肤的伤害两个方面进行治理和预防：①预防弧光对眼睛的伤害：主要通过控制光辐射危害因素的传播途径，减少弧光的反射。可在焊接工作现场墙体表面采用吸收材料装饰，并在焊接工位设置灰色或黑色防护屏。焊工在焊接时必须佩带镶有特制滤光片的面罩。②预防电弧光对人体皮肤的伤害：焊接工作在焊接时必须穿好表面平整、反射系数大的工作服。焊接电弧的紫外线对纤维的破坏能力很强，其中以棉织品损伤最严重，而白色织物由于反射性能强，耐紫外线辐射能力较强，所以TIG焊的工作服宜采用浅色或白色用耐酸呢、柞绢等织品制作。工作时戴好手套、鞋盖，工作裤穿上后要保证在蹲下时的足够长度，避免脚腕处裸露而被弧光灼伤。

4.2.2 TIG焊化学危害因素传播途径控制及个人防护

化学危害因素主要为焊接时产生的化学危害气体，其主要传播途径是空气，通过呼吸道危害操作者的健康。其治理原则就是控制空气质量，加强个体防护。化学危害因素的个人防护主要通过佩戴合格的防尘口罩或防毒面具。

治理TIG焊化学危害因素的根本途径是解决通排风问题，通过通排风改善焊接场所空气质量。下面以某厂房管座生产线焊接场地为例，介绍TIG焊化学危害因素治理的方案设计。

厂房TIG焊接大厅：现有TIG焊机5台，需设计一套地面排风装置，主要用于排放比空气重的有害气体臭氧（O3）、二氧化氮（NO2)。一套屋顶排风装置，主要用于排放比空气轻的有害气体一氧化碳（CO）。地面排风和屋顶排风均属于全面排风，其通风量要满足焊工作业场所每工作位57m3/min的基本通排风要求。

因为厂房有整体送风装置，可以不考虑送风问题。通过对TIG焊危害因素的论证和分析，对照焊工行业标准，焊工作业场所必须满足每工作位57m3/min的基本通排风要求，排风量Q计算公式：

式中：Q——排风量，

n——焊工工位。根据公式（1），结合各工作间的工位分布的具体情况，计算焊接场地的全面排风量并制定方案。

根据公式（1）计算屋顶和地面轴流风机的通风量：Q=57×n=57×5×60 =17100m3/h。根据厂房特点，屋顶排风和地面排风均选择T35系列低噪声轴流风机，依据焊接工作间的排风量，通过表1：T35低噪声轴流通风机型号规格表，选择轴流风机型号为T35-11-NO8，通风量可达到17566-35682m3/h，满足需求。

表1 T35低噪声轴流通风机型号规格表

4.2.3 优化排风控制装置的自动化应用

为了使全面通风的屋顶排风和地面排风系统更加经济实用，操作时简单快捷，实现排风全自动化控制，设计增加一套自动排风装置。根据工作焊机的数量不同，工作时间长短不同，产生的危害气体的浓度不同，利用传感器测量技术，使排风装置实现自动化控制。焊接岗位产生的有害气体不同浓度时轴流风机的转速、排风量能自动匹配，做到排风量根据有害气体浓度自动调节，以提高排风系统工作效率。

图1 厂房自动排风装置控制原理框图

厂房TIG焊接大厅焊接工作区域的自动排风装置原理框图见图1，各个模块的功能如下。（1）通过传感器将工作现场的害气体CO、NO2、O3浓度值转变成4～20mA的电流信号发送到A/D模数转换器单元。（2）A/D模数转换器单元将现场CO、NO2、O3浓度传感器发来的4～20mA的电流信号转换成二进制数字信号发送至PLC单元。（3）PLC单元根据现场发送过来的有害气体浓度值，按照事先预设的PLC逻辑控制程序和算法，通过通讯接口单元给变频驱动单元发送控制指令来控制风机的运转速度。

HMI（Human Machine Interaction）人机对话单元是系统与用户之间进行信息交互的媒介，其在此处的主要作用是：（1）用来显示现场有害气体CO、NO2、 O3浓度值。（2）选择风机运行控制方式，例如：手动、自动转换等。可以手动操作增减风量。（3）监控风机运行状态，如：转速、负载、报警信息等。

[1]GBZ2.1-2007，中华人民共和国国家职业卫生标准.工作场所有害因素职业接触限值 化学有害因素.

[2]焊接学会第Ⅷ委员会.焊接卫生与安全.北京:机械工业出版社,1987.

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