Plinovi, dimni plinovi i krute čestice pri zavarivanju

PLINOVI, DIMNI PLINOVI I KRUTE ČESTICE PRI ZAVARIVANJU

1. UVOD

Rijetka su zanimanja gdje su radnici tijekom obavljanja svoga rada izloženi tako složenim i raznovrsnim fizikalnim i kemijskim štetnostima kao što je zanimanje zavarivač. Zbog toga je potrebno posvetiti veliku pažnju zaštiti zdravlja djelatnika koji obavljaju poslove zavarivanja, kako bi se prosječni radni staž zavarivača od 20 godina produžio i dosegnuo radni staž drugih zanimanja.

Zavarivač je na svojem radnom mjestu izložen brojnim opasnostima koje imaju izvor u samom postupku zavarivanja ili u neposrednoj okolini. Zbog toga je neophodno da zavarivač poznaje opasnosti i štetnosti u svom radu kojima je izložen tijekom rada i koje mogu narušiti njegovo zdravlje kao i bolesti koje se mogu razviti zbog nepažnje, dugotrajne izloženosti bez odgovarajuće zaštite.

Osiguravanje sigurnih uvjeta rada koji se ostvaruju primjenom modernih tehničkih, zdravstvenih, socijalnih, edukativnih i drugih mjera doprinose sprječavanju i otklanjanju opasnosti na radnom mjestu, te tako utječu na sigurnost i zdravlje radnika na radu.

Pri izvođenju zavarivanja i srodnih postupaka pojavljuju se kompleksne profesionalne štetnosti među kojima su:

• toksični plinovi, dimnim plinovima i prašini
• zračenje električnog luka
• prskanje užarenog metala
• opasnosti od strujnog udara, požara i eksplozije

Količina i sastav dimnih plinova i krutih čestica koji se oslobađaju u atmosferu radnih prostorija ovise o postupku zavarivanja, o vrsti i debljini korištene elektrode, kemijskom sastavu osnovnog materijala kao i o jačini struje i naponu

1.2. PLINOVI PRIZAVARIVANJU

Zavarivanje je postupak spajanja dvaju ili više istovrsnih ili raznovrsnih materijala taljenjem ili pritiskom sa ili bez dodavanja dodatnog materijala na način da se dobije homogen zavareni spoj. Tijekom zavarivanja nastaju toksični plinovi, dimni plinovi metala i krute čestice dima.

S obzirom na raznovrsnost materijala koji se zavaruju, kao i uporabu različitih vrsta elektroda, zaštitnih antikorozivnih sredstava na metalima i pojedinih postupaka vrlo teško je odrediti prisutnost svih plinove koji nastaju. Osnovni izvori koji uzrokuju nastajanje plinova, dimnih plinova i krutih čestica tijekom zavarivanja su:

• obloga dodatnog materijala koja je najčešće bogata celulozom
• površinska prevlaka,
• električni luk
• inertni plin (štiti zavar pri zavarivanju u zaštitnoj atmosferi)

Osim plinova koji se primjenjuju u pojedinim postupcima zavarivanja (C02, He i Ar) za zaštitu zavara, razni plinovi poput ozona nastaju u procesu zavarivanja uslijed djelovanja zračenja na okolišno okruženje. Među nastalim plinovi najznačajniji su plinovi:

• ugljik(ll)oksid ili ugljični monoksid (CO),
• ugljik (IV)oksid ili ugljični dioksid (C02),
• Ozon (03), Dušik (N2),
• Dušikovi oksidi (NOXI),
• Fozgen (COCi2).

Učinci plinova na zdravlje

Plin je jedno od agregatnih stanja materije, nema vlastitog oblika i volumena nego zauzima oblik posude ili prostora u kojem se nalazi. Djelovanje plina ovisi o njegovim fizikalnim i kemijskim svojstvima, koncentraciji, trajanju izloženosti brzini disanja i o odnosu nazalnog i oronazalnog disanja. Topljivost plina u vodi najvažnija je osobina plina koja određuje toksikokinetiku plina. U vodi topljivi plinovi zadržavat će se u gomjim dijelovima, a oni slabije topljivi u vodi u donjim dijelovima dišnog sustava, te svaki na svojem mjestu izazvati akutna i kronična onečišćenja. Neki plinovi su bez mirisa, dok drugi imaju karakterističan miris koji se može osjetitlkada je koncentracija plina ispod kiitične koncentracije.

Prema štetnom djelovanju na čovjekovo zdravlje plinovi se dijele na: plinove zagušljivce (jednostavni (inertni) zagušljivci i kemijski zagušljivci), plinove nadražljivce (nadražljivce gornjih dišnih putova i nadražljivce donjih dišnih putova i opojne plinove (narkotici)

Plinovi zagušljivci

Jednostavni (inertni) zagušljivci ne stvaraju u tijelu nikakve spojeve pa i nemaju pravog „toksičnog,, učinka, osim što svojom prisutnošću u zraku manje ili više smanjuju parcijalni tlak kisika. U skupinu jednostavnih zagušljivaca ubrajaju se ugljikov dioksid C02, metan CH4, etan(C2H6) i dušik(N2).

Prilikom naglog udisanja čistog zagušljivca mogu izazvati teskoće u disanju, pa i smrt, jer smanjuju koncentraciju kisika u zraku, a posljedica je gušenje uslijed nedostatka kisika. Unesrećeni pada kao pokošen i može umrijeti za nekoliko minuta. Ako se koncentracija kisika u zraku polagano smanjuje zbog prisustva zagušljivca, unesrećeni prolazi kroz nekoliko stadija od jedva primjetljivih promjena do prestanka disanja i rada srca. U prvom stadiju kada se koncentracija kisika smanji od normalnih 21%, neophodnih za život, dolazi do ubrzanog disanja i povećane frekvencije pulsa. U. drugom stadiju (koncentracija kisika 14-10%) pojavljuje se emocionalna nestabilnost i opći umor čak i pri minimalnom naprezanju. Pri koncentraciji kisika 10 do 6% u zraku dolazi do mučnine i povraćanja. Unesrećeni gubi sposobnost izvršenja bilo kakve jače mišićne kretnje i postaje potpuno nepokretan. Nakon toga slijedi konfuzno stanje i gubitak svijesti. Kod još nižih koncentracija kisika <6%, disanje se sastoji samo od nepravilnog hvatanja zraka i zastoja srca (četvrti stupanj)

Ugljični dioksid (C02) je plin koji nastajej od svakoa izgaranja. a pri zavarivanju kod jzgaranja obloga elektroda, izgaranja ugljika u metalima, te kod izgaranja onečišćenja na površini metala. Ugljični dioksid je plin bez boje i mirisa, slabo kiselkastog okusa. Teži je od zraka, te se skuplja u donjim dijelovima prostora. Ako se udiše zrak koji sadržavafj 3%ugljikkova dioksida javlja se glavobolja i otežano djsanje, a izloženost koncentfaciji višoj od 10% ugljikova dioksida kroz samo jednu minutu dolazi do gubitka svijesti, pada i umire u dubokoj nesvjestici. Pri elektrolučnom zavarivanju u zaštiti aktivnih plinova (MAG postupak) zavarivačka kupka je u zaštiti C02

Također mnogi plinovi su lakozapaljivi i eksplozivni (CO, acetilen, butan i dr.) pa postoji opasnost od iznenadnog zapaljenja plina u uređajima, šro može rezultirati opeklinama ili zapaljenjem odjeće radnika.

Butan i propan (C4Hio-C3H8) smjesa plinova pod nazivom butan ili plin u bocama, upotrebljava se kao gorivo. Nema mirisa, pa mu se dodaje određeni miris kako bi se mogao osjetiti njegov „izlazak” iz boce ili cijevovoda. Zapaljiv je i eksplozivan plin. Teži je od zraka, pa se skuplja u nižim dijelovima prostorije. Ovi zagušljivci fiziološki su neutralni plinovi, jer se ne spajaju ni s jednom supstancijom u organizmu. No, oni svojom prisutnošću istiskuju kisik iz pluća, što dovodi do gušenja iii asfiksije.

Kemijski zagušljivci

U skupinu kemijskih zagušljivaca ubrajaju se plinovi koji svojom kemijskom reakcijom u organizmu blokiraju vezivanje kisika iz zraka u krvi ili onemogućavaju iskorištavanje kisika iz krvi u stanicama organizma te dovode do unutarnjeg gušenja. Kemijski zagušljivci su ugljikov monoksid (CO), cijanovodik (HCN) i sumporovodik (H2S).

Ugljični monoksid (CO) je plin bez boje, mirisa i okusa, a nastaje nepotpunim sagorijevanjem. Kod zavarivanja štetne koncentracije CO nastaju uglavnom pri radu u skučenim prostorima, npr. cijevima, manjim kotlovirna i slično. Isto tako, nastaje kod eleklrolučnog zavarivanja u zaštitnom plinu kada je zaštitni plin C02.

Ugljični monoksid je plin bez boje, mirisa i okusa te se njegova prisutnost u zraku ne može osjetiti. Nakon unosa preko pluća u organizam u eritrocitima se veže za hemoglobin tvoreći karbohemoglobin (COHb). Afinitet hemoglobina prema CO je 240 puta veći od afiniteta prema prema kisiku i na taj način CO sprečava osnovnu funkciju hemoglobina da prenosi kisik. Otrovanja s CO mogu biti kronična i akutna. Kronično otrovanje može nastati tijekom duže izloženosti niskim koncentracijama CO. Simptomi su glavobolja, vrtoglavica, opća slabost brzo zamaranje, nesanica. Znakovi akutnog otrovanja su glavobolja, vrtoglavica, ubrzano i isprekidano disanje, zujanje u ušima, mučnina i titranje pred očima. Ako sre odmah ne pruži prva pomoć i otrovana osoba ne izvede na čisti zrak, nastupa koma i smrt. Kod koncentracije od 1% vol (10 000 ppm) smrt nastupa već za nekoliko minuta, a da se simptomi uopće ne pojave ili su vrlo oskudni.

Maksimalno dopuštena koncetracija ugljik monoksida u radnim prostorima je 0.005%. Pri zavarivanju čelika MAG (CO2) postupkom, u dimu se nalazi oko 0,025%, u okolini zavarivača s prirodnom ventilacijom 0,007% CO. Dok je unutar rnaske zadovoljavača koncentracija od 0,001% CO. Pri zavarivanju aluminija u struju argona (MIG) nema prisustva ugljik monoksida.

Plinovi nadražljivci

Nadražljivci su plinovi koji pogađaju respiratorne sluznice gornjih i donjih dišnih putova, već prema tome jesu li u vodi brzo topljivi ili nisu. U skupinu nadražljivaca gomjih dišnih putova koji se u vodi lako i brzo otapaju spadaju amonijak, sumporov dioksid, klor i njegovi spojevi i fluor.

U skupinu nadražljivaca donjih dišnih putova spadaju dušikovi oksidi, poznati pod nazivom nitrozni plinovi (dušikov oksid, NO, dušikov oksidul, N20, dusikov dioksid, N02 i-dr); fosgen (COCi2) i ozon (03). U skupini u vodi teško topivih riadražljivaca najčešće se kao kao uzročnici trovanja navode dušikovi oksidi i fozgen. Razlika u brzini topljivosti dovodi do razlike u njihovu djelovanju.

Lako topljivi nadražljivci otapaju se odmah u kontaktu sa sluznicom oka i gomjih dišnih putova i njihovo djelovanje se osjeti već pri niskim koncentracija te na taj način upozoravaju na svoju prisutnost i opasnost. Osim toga, daljnji rad u takvoj atmosferi je nemoguć, te je radnik napušta prije nego je udahnuo opasnu koncentraciju.

Teško topljivi nadražljivci uzrokuju mnogo blaže, gotovo neprimjetne simptome koji ne upozoravaju radnika na opasnost i on nastavlja s radom sve dok se plin nakupi i otopi u dovoljnoj količini. Simptomi se javljaju s odgodom i do 10 sati. Ako se udahne veća koncentracija tih plinova, tada oni djeluju na pluća te mogu uzrokovati teška otrovanja.

Dušikovi oksidi (nitrozni plinovi) su nadražljivci donjih dišnih putova, nedovoljno izraženog mirisa. Nemaju izrazito nadražujuće djelovanje, pa se može udahnuti obilna količina, a da se to ne osjeti. Tada dijeluje na pluća, izaziva teška trovanja, pa i smrt u vrlo kratkom vremenu. Kod nitroznih plinova važno je napomenuti da se znaci trovanja mogu javiti i 24 sata nakon udisanja.

Stvaranje dušikovih oksida za vrijeme zavarivanja i rezanja metala je posljedica intenzivnog ultraljubičastog zračenja. Sam zavarivački (elektični) luk ne daje okside dušika već se oni stvaraju na udaljenosti od nekoliko metara. Mjesto sa najvišom konceracijom nije i neposrednoj blizini električnog luka, već 3-4 m u radnom okolišu. Posebice se mnogo razvijaju kod plinskog rezanja jer plamen plina sadrži dosta kisika koji na povišenoj temperaturi reagira s dušikom iz zraka stvarajući okside. Koncentracija dušikovih oksida je to veća ako su limovi premazani bojama koje sadrže dušikove spojeve.

Fozgen (COC12) je bezbojan plin. Pri niskim koncentracijama ima miris na svježe sijeno, a kod visokih na trulo voće ili pljesnivo voće. Kao i kod nitroznih plinova mogu se udahniti i visoke razine ovog plina, bez da se osjeti, jer nije izraziti nadražljivac. Fosgen je vrlo jak otrov Kod akutnog trovanja brzo dolazi do ostećenja pluća, povraćanja, teškog disanja i smrti.

Fozgen se pri zavarivanju susreće kao produkt raspadanja trikloretilena i tetraklorugljika koji se koriste kao odmaščivaći.

Ozon O3 nastaje iz atmosferskog kisika pod utjecajem ultraljubicastih zraka iz elektricnog luka. Ima prodorno karakterističan miris. Ozon je jače oksidacijsko sredstvo od kisika. Toksično djelovanje ozona osniva se na oksidaciji poluzasicenih masnih kiselina. Kod viših koncentracija (0.3 do 0.8 ppm) pojavljuje se iritacija očiju, nosa i grla, pritisak u prsima, kašalj i dispneja. Kod koncentracija viših od 2 ppm pojavljuju se simptomi akutnog nekardiogenog plućnog endema.

Kod zavarivanja TIG i MIG postupkom, ukoliko se ne provodi učinkovito ekstrahiranie plinova i para, koncentracija ozona može prjieči maksimalno dopuštenu koncentraciiu od 0.1 ppm. Radnici zavarivači obavezni su nositi zavarivačke maske. Rezultati mjerenja su pokazali prisutnost ozona u mask tj. blizu dišnih organa na granici dopuštenog, dok izvan maske ozon višestruko prelazi dopuštenu vrijednost.

Narkotici

Narkotici su plinovi koji djeluju na centralni živčani sustav i uzrokuju stanje slično pijanstvu, a u višim koncentracijama nesvijest i smrt. Relativno mali broj plinova ima takvo djelovanje. Predstavnici su: acetilen i etilen.

Acetilen, (C2H2) je plin bez boje, slabog eteričnog mirisa, vrlo zapaljiv i eksplozivan. Lako eksplodira u smjesi sa zrakom ili pod tlakom. Pod tlakom od dvije atmosfere sam eksplodira. .

1.3. DIMNI PLINOVII PRAŠINE PRI ZAVARIVANJU

Tijekom zavarivanja radnik je izložen osim toksičnim plinovima dimovima i krutim česticama, prašini. Dimovi su čvrste čestice koje nastaju kondenzacijom iz plinovitog/parovitog stanja u termičkim procesima koje može pratiti proces oksidacije. U atmosferi dimovi se ponašaju kao plinovi. Nakon hlađenja nastaju čestice aerodinamskog promjera 0.01-0.5 um.

U krute čestice osim dimova spadaju i prašine. Prašine su veličine <1-100 um aerodinamičkog promjera. Prašine tih veličina ne lebde nego se talože, ali najsitnije čestice mogu imati znatan domet od svog izvora.

Djelovanje prašine na respiracijski sustav, osim o njihovim fizikalno kemijskim svojstvima, ovisi o veličini čestica, koncentraciji ukupne i respirabilne frakcije te o duljini izloženost.

Emisija dimova i krutih čestica u radni okoliš, posljedica je visokotemperaturnih fizikalno-kemijskih reakcija pri samom postupku zavarivanja i predstavlja glavnu opasnost za izložene. Sastav dimnih plinova uglavnom ovisi o sastavu materijala koji se zavaruje i o elektrodama koje se koriste dugim pararnetrima kao što su:

• postupak zavarivanja
• sastav žice ili elektrode
• sastav i dehljina obloge ili punjenja
• parametrima zavarivanja: struja, napon električnog luka, brzina zavarivanja
• operaćija^avarivanje ili navarivanje
• koncentracija i sastav zaštitnih plinova
• sama površina materijala koja se zavaruje ili navaruje

Koncentracija i sastav dimnih plinova koji se oslobađaju u radni okoliš ovisi prvenstveno o postupku zavarivanja. lako je poznato više od 70 različitih postupaka zavarivanja, više od 80% ih se najčešće izvodi primjenom tri postupka: TIG, (Zavarivanje s netaljivom elektrodom u zaštitnoj plinskoj atmosferi) MIG/MAG (Zavarivanje taljivom elektrodom u zaštitnoj atmosferi) i REL (Ručno elektrolučno zavarivanje obloženim elektrodama) postupcima.

Kod TIG zavarivanja nastaje najmanje dimnih plinova a među njima se najviše stvara ozona. Kod ovog postupka koristi se netaljiva volframova elektroda, a električni luk se uspostavlja izmedu vrha volframove elektrode i materijala koji se zavaruje. Kontinuirani protok inertnog plina, argona, struji oko elektrode te štiti električni luk i rastaljeni metal prije no što se oslobodi u okolinu. Metal koji se dodaje u obliku žice za zavarivanje povećava koncentraciju dimnih plinova, a stvaraju se pri topljenju žice u električnom luku.

Kod postupaka MIG/MAG zavarivanja koncentracija dimnih plinova ovisi o vrsti dodanog materijala, a koncentracija dimnih plinova je veća nego kod TIG zavarivanja. Ovdje je elektroda topiva žica koja se dovodi kontinuirano određenom brzinom kroz pištolj za zavarivanje. Električni luk se uspostavlja između vrha žice i materijala koji se zavaruje. U struji inertnog (argon ili helij)/aktivnog ( ugljik dioksid ili smjesa C02 i drugih plinova) plina štiti se elektroda, elektiični luk i zavar. U principu MIG i MAG postupci zavarivanja stvaraju manje ozona nego TIG jer dim smanjuje količinu UV zračenja. Pri zavarivanju čelika MAG postupkom pored dušikovih oksida i ozona nastaje i relativno visoka koncentracija CO koji je vrlo toksičan kao i manganovi oksidi.

Ručno elektrolučno zavarivanje obloženim elektrodama REL kao najčešće korišten postupak zavarivanja stvara najveću koncentraciju dimnih plinova najsloženijeg sastava ali s najmanjom količinom ozona. Električni luk se uspostavlja između potrošne elektrode i materijala koji se zavaruje. Elektrode su najčešće obložene s kompleksnom smjesom tvari koje variraju od slučaja do slučaja. Sadržaj dimova je jako složen, 85-90 % dima nastaje iz dodanog materijala, te iz elektrode i njene obloge.

Kod plinskog zavarivanja i rezanja metala ultraljubičasto zračenje je znatno slabije, a atmosfera oko plinskog zavarivača bogatija je dušikovim oksidima i ugljik monoksidom nego kod REL zavarivanja, a mogu biti prisutni i toksični spojevi arsena i fosfora.

Sastav dimnih plinova koji nastaju pri različitim postupcima zavarivanja uglavnom ovisi o sastavu-metala koji se zavaruje i o elektrodama koje se koriste. Osnovu čine FeO s primjesama Mn, Cr, Ni, V. Štetni plinovi nastali zavarivanjem su smjesa dušikovih i ugljikovih oksida, ozona i u nekim slučajevima fozgena i klorovodika. Toksični štetni sastojci dimnih plinova i prašina pri zavarivanju mogu se podjeliti u tri grupe:

1. izrazito otrovne tvari – oksidi i soli metala: Cr, Ni, Mo, Co, V, Cd, Pb, Be, te plinovi 03, hidrazin N2H4
2. otrovne tvari – oksidi metala Cu, As, Mn, Zn, F, Cl, Ba, formaldehid HCOH, NaOH, KOH, CaO, fozgen
3. štetnih tvari – ovdje spadaju sve ostale tvari koje nastaju pri zavarivanju.

Kad se dimovima i prašini dodaju i plinovi koji se primjenjuju u pojedinim postupcima zavarivanja dobije se potpuna slika o kemijskom sastavu plinova i dimnih plinova i krutih čestica koji nastaju pri zavarivanju.

Učinci dimnih plinova i krutih čestica na zdravlje čovjeka

Dimni plinovi i prašine ulaze u organizam čovjeka zajedno sa zrakom putem respiratomog sustava. Količina dima koja uđe u organizam čovjeka, ovisi o koncentraciji u zraku i veličini čestica. Što su čestice veće, to je količina koja uđe u organizam, manja. Veće čestice prašine ne prodiru do pluća jer se zadržavvaju u nosu i nosnoj šupljini, odakle se kašljanjem i kihanjem izbacuju.

Vrlo sitne čestice ulaze u pluća, ali se tamo vrlo mali broj zadržava, a većina ih izlazi s izdahnutim zrakom. Najopasnije su čestice srednje veličine do 5 um koje pri udisanju dolaze do pluća te se tamo i zadržavaju. Djelovanje tih čestica, koje se zadržavaju u plućima, ovise o kemijskom sastavu tvari od kojih je dimni plin ili prašina nastali. Prema načinu djelovanja i učinku na zdravlje čovjeka, dimni plinovi i prašine su dijele u dvije osnovne skupine kao što je već prikazano u tablici 3.

Iritrajući, toksični i alergijski dimni plinovi i prašine

U ovu skupinu s obzirom na učinke koje uzrokuju ulaskom u organizam ubrajaju se dimni plinovi metalnih oksida, spojevi metala i krute česrtice, prašine koje preko respiracijskog sustava dospjevaju u pluća te prelaze u krv, gdje se otapaju, i dalje prenose do pojedinih organa u organizmu gdje mogu uzrokovati poremećaj normalne funkcije i bolest. Normalno u samom procesu zavarivanju razvijaju se oksidi samo onih elemenata koji je osnovni, dodani i potrošni materijal.

Najčešći metali koji se koriste pri zavarivanju kao osnovni i potrošni materijal i u uvjetima procesa zavarivanja stvaraju dimne plinove i prašine metalnih oksida su:

Aluminij dospijeva u dimne plinove kod zavarivanja aluminija ili pri primjeni elektroda koje sadrže aluminij kao aluminijev oksid. Štetni učinci aluminija na zdravlje radnika očituju se na plućima, koži i u poremaćajima središnjeg živčanog sustava. Mogu se pojaviti kronični bronhitis i aluminoza nakon dugotrajne izloženosti prašini aluminija a vjerojatno i dimu oksida.

Bakar dospijeva u dimne plinove kod zavarivanja i rezanja bakra ili pobakrenih dijelova. Pri udisanju uzrokuje nadražljivost sluznica gomjih dišnih putova. Može kao i cink uzrokovati tzv. metalnu ill Ijevačku groznicu sa simptomima povišene temperature tresavicu, bolu kostima i zglobovima.

Berilij se upotrebljava za legiranje raznih metala. Njegovi spojevi su i u malim kolicinama vrio otrovni. Pri udisanju, para može uzrokovati bezazlenu metalnu groznicu, a kod dulje izloženosti i kronične bolesti pluća.

Cink u visokim koncentracijama uobliku cinkova oksida dospijeva u dimne plinove pri zavarivanju, rezanju mjedi ili pocinčanih limova. Udisanje dimova cinka ima za posljedicu nadražljivost sluznica gornjih dišnih putova i tzv. metalnu ili Ijevačku groznicu sa simptomima kao kod gripe.

Kadmij kao žutosmedi kadmijev oksid u dimnim plinovima pojavljuje se pri zavarivanju ili rezanju komada s prevlakom kadmija kao i pri tvrdom lemljenju s materijalom koji sadrži kadmij. Kronično otrovanje kadmijem nastaje inhalacijom relativno niskih koncentracija kadmija kroz dugo razdoblje. Akutno otravanje nastaje ponajprije inhalacijom visokih koncentracija kadmija obično >1.0 mg Cd/m3. Simptomi su slični u Ijevačkoj groznici. U težim slučajevima nastaje akutni plućni edem često s fatalnim završetkom.

Kositar se u dimnim plinovima pojavljuje kao kositreni oksid koji, isto kao oksid cinka, pri udisanju može uzrokovati metalnu groznicu.

Krom dospijeva u dimneplinove pri rezanju i zavarivanju nehrdajućih čelika i kromiranih materijala. Šesterovalentni spojevi mogu izazvati alergijske, toksične i karcinogene učinke, dok su travalentni bez zdravstvenih učinaka. Spojevi kroma u prvom redu oštećuju kožu i sluznice. Na koži mogu nastati promjene u obliku ekcema. Kromni dimovi i prašine mogu ošteti i sluznice dubljih dijelova dišnih oorgana i dovesti do pojave bronhalne astme.

Mangan se pojavljuje u dimu pri zavarivanju jer je prisutan u oblozi i materijalu elektrode, a često i u osnovnom materijalu. Koncentracija dimnih manganovih oksida najveća je kod elektroda s kiselim oblogom. Udisanje sitnih čestica manganova dioksida može uzrokovati oštećenja živčanog sustava.

Nikal u dimnim plinovima dolazi kod rezanja i zavarivanja nehrdajucih celika, te od elektroda. Dimovi nikla nisu otrovni, ali mogu kod udisanja izazvati tzv. metalsku groznicu te preosjetljivost.

Olovo, pare olova nastaju kod zavarivanja, rezanja i lemljenja olova ili materijala s olovnom prevlakom to materijala obojenih olovnim bojama. Otrovanje olovom može nastupiti već nakon nekoliko sati rada, pri povećanoj koncentraciji, udisanjem para iii prašine, ali najčešće djeluje tek nakon dugotrajnije izloženosti. Do otrovanja može doći i putem probavnih organa, unošenjem olova u organizam prljavim rukama, npr. pri jelu ili pušenju. Prvi znaci otrovanja su osjećaj slatkoće u ustima, a nakon nekoliko tjedana ili mjeseci javljaju se probavne smetnje i bolovi u trbuhu.

Vanadij dospijeva u dimne plinove pri zavarivanju čelika koji sadrše mnogo vanadija. Vanadijev oksid ima veoma jako nadražujuće djelovanje, posebno na sluznicu dišnih putova, a može uzrokovati i upalu pluća to promjene slišne astmi.

Željezo i željezni oksidi koji nastaju pri zavarivanju i rezanju željeza talože se pri udisanju u plućima uzrokujući promjenu nazvanu sideroza, koja nije štetna, ne izaziva oboljevanje niti smanjuje radnu sposobnost. Željezni oksidi mogu, inače, pri duljem udisanju, uzrokovati lakše nadražaje dišnih putova.

Flour i spojevi fluora, fluoridi, pojavljuju se u dimovima pri izgaranju bazičnih elektroda. Flouridi su vrlo otrovni te pri udisanju malih koncentracija uzrokuju nadražaje dišnih putova. Dolaze u plinovitom obliku: fluorovodik (HF), tetrafluorometan (CF4), tetrafluoroetan (C2F6) i kao aerosoli natrijev fluorid, aluminijev fluorid (ALF3), tetrafluorosilikat (SiF4). Među njima svakako je najvažniji plin fluorovodik.

Pneumokonioze

Sastav i količina prašine koja se stvara pri zavarivanju ovisi o vrsti i debljini elektrode, odnosno debljina punjene žice pri elektrolučnom zavarivanju u zaštitnom plinu. Pri zavarivanju debelo-obloženim elektrodama izdvaja se velika količina prašine u kojoj najviše ima oksida željeza, Visoko disperzna prašina FeO lako prolazi kroz tkaninu i dišne organe. Udisanje i deponiranje u plućima prašine sa željeznim oksidom u izloženih uzrokuje bolest siderozu.

Radnici su pri postupcima zavarivanja izloženi i prašini silicijeva dioksida. Prašina se taloži na plućima uzrokujući stvaranje tvrdog plućnog tkiva. Nastala bolest se naziva silikoza. To je kronična bolest, koja se razvija nakon dugotrajne izloženosti česticama slobodnog silicijeva dioksida (10-20 godina).

Udisanjem i akumulacijom u plućima prašine a vjerojatno i dima oksida aluminija razvija se aluminoza.

Sideroza, silikoza i aluminoza zajedničkirri se imenom zovu pneumokonioze

Prašine s mutagenim i karcinogenim djelovanjem

U ovu grupu spadaju čestice šesterovalentnog kroma, nikla i berilija. Najčešće dospjevaju u dimove prilikom spajanja visokolegiranih čelika, gdje je koncentracija prva kroma i nikla izrazito visoka. Ovisno o koncentraciji i načinu izloženosti, učinci mogu biti akutni i kronični s djelovanjem na kožu, nosnu sluznicu i dišni sustav, a kod ingestije i na druge unutamje organe. Akutna izloženost visokim koncentracijama prašine s kromatima uzrokuje u vrlo kratkom vremenu iritaciju sluznice oka, nosa, grla i dišnog sustava. Kod radnika koji su dugotrajno izloženi spojevima šesterovalentnog kroma zabilježen je porast karcinoma pluća. lako nema sigume granične vrijednosti koncentracije kroma, koja bi štitila od nastajanja karcinoma pluća, dosadašnje spoznaje upućuju da je incidencija raka manja ako su koncentracije kroma u atmosferi < 50 mg Cr^/m3

Štetni učinci nikla na zdravlje čovjeka očituju se kao alergije, akutne i kronične bolesti dišnog sustava te karcinoma pluca i nosnih sinusa. Dozvoljena koncentracija nikla u serumu iznisi 2.6 do 3.1tg Ni/L.

1.4. OCJENJIVANJE OPASNOSTI OD ONEČIŠĆENJA ZRAKA PLINOVIMA, DIMNIM PLINOVIMA I KRUTIM ČESTICAMA

Osnovni način ocjenjivanja opasnosti od onečišćenja zraka plinovima, dimnim plinovima i krutih čestica jest određivanje njihovih koncentracija na radnom mjestu i prostoru. Rezultati analize uspoređuju se s maksimalno dopustivom koncentracijom (MDK) za dotično onečišćenje zraka. Maksimalno dopustiva koncentracija (MDK) je najveća koncentracija neke tvari kojoj radnik smije biti izložen tijekom cijele radne smijene, 5-6 dana tjedno, tijekom čitavog radnog života, bez negativnih zdravstvenjh učinaka. Ako se analizom zraka ustanovi da je izmjerena koncentracjja onečišćenja veća od njezine MDK ne smije se dopustiti rad radnika u takvim uvjetima. Vrijednosti MDK nalaze se u Pravilnik o maksimalno dopustivim koncentracijama štetnih tvari u atmosferi radnih prostorija i prostora (MDK) i o biološkim graničnim vrijednostima (BGV) Republike Hrvatske. Narodne novine 92/1993.
Kratkotrajno dopustive koncentracije (KDK) najviša je koncentracija štetne tvari kojoj radnik smije biti izložen tijekom kraćega vremena bez opasnosti od oštećenja zdravlja. Izloženost KDK smije trajati najviše 15 minuta i ne smije se ponoviti više od 4 puta tijekom radne smjene. Između dviju izloženosti mora proći najmanje 60 minuta. Vrijednosti KDK izražavaju se u istim jedinicama kao MDK.

Izražavaju se ppmili mg/m3 zraka za plinove i pare, u mg/m3 zraka za otrovne topljive prašine, dimove i magle.

Mjerenja se vrše u svim smjenama, ukoliko postoji smjenski rad, da bi se dobio uvid u promjenjivost koncentracija prisutnih štetnosti u zraku. Ovisno o svrsi analize zraka tri su lokacije na kojima se direktno određuje koncentracija onečišćenja ili se uzima uzorak:

• u neposrednoj blizini radnika, radi ocjene stupnja njegove ekspozicije. Takva mjerenja obavljaju se u visini nosa radnika, ako radnik mijenja svoj položaj tijekom rada na svim tim lokacijama. Te su lokacije najvažnije za ocjenu opasnosti po zdravlje radnika, jer daju osnovu za izračunavanje kompletne količine onečišćenja koju je radnik tijekom smjene udahnuo.
• u blizini izvora onečišćenja da bi se dobili podaci o emisiji onečišćenja koja prodiru u radnu okolinu. Rezultati tih mjerenja važni su za izbor tehničkih metoda asanacija nepovoljnih radnih uvjeta
• u općoj atmosferi radne okoline da bi se dobila prostoma raspodjela koncentracije onečišćenja.

Instrumenti i metode koji se koriste za ispitivanje koncentracije plinova u radnim prostorima su:

• infracrveni spektrometar, koristi se za mjerenje koncentracije CO
• nukleama magnetna rezonancija (NMR),
• atomska apsorpciona spektrometrija (AAS), -indikatorske cjevčice,
• kemijska luminisencija, koristi se za mjerenje koncentracije NOx,

Idealno rješenje za radni okoliš bilo bi potpuno uklanjanje štetnih tvari što je sa sadašnjim stupnjem razvoja tehnologije nemoguće. Zadovoljavajućom zaštitom smatra se držanje štetnih tvari u koncentracijama nižim od MDK.

Tablical. Maksimalno dopustive koncentracije štetnih tvari u zraku radnih prostorija i prostora (izvod)

1.5 MJERE ZAŠTITE OD DJELOVANJA PLINOVA I DIMNIH PLINOVA PRI ZAVARIVANJU

Zbog štetnog djelovanja pojedinih plinova i dimova na organizam zavarivača moraju se kod zavarivanja i sličnih postupaka provoditi mjere zaštite, kako koncentracije naročito na mjestu rada zavarivača, nikada ne bi premasila propisima dopuštene koncentracije.

Mjere opreza koje su potrebne da bi se izbjegla izloženost ili smanjila izloženost radnika plinovima i dimnim plinovima ispod MDK su:

• uređaji u kojima se radi s plinovima, moraju biti nepropusni, a posude dobro zatvorene jer plinovi mogu izlaziti i kroz najmanje pukotine i brzo ispuniti sav prostor. Propusnost uredaja se uvijek kontrolira sapnicom ili specijalnim instrumentima. Također treba paziti da sve cijevne armature za plin i ventili na bocama dobro brtve.
• u radnim prostorijama treba osigurati dobru ventilaciju kako bi koncentracija plinova bila ispod dozvoljene. Paziti da je za vrijeme rada uključen ventilacioni sustav.
• pri radu u prostorijama, u kojima je koncentracija plina iznad dozvoljene, treba nositi plinske maske s odgovarajućim filterom odnosno cijevne maske ill izolacione aparate.
• najefikasniji način uklanjanja plinova i dimova iz radnih prostorija je ventilacija. Ventilacija može biti opća, kada obuhvaca cijelu prostoriju i zamjenjuje nečisti zrak s čistim, i može biti lokalna koja obuhvaca samo izvor onečišćenja (npr. mjesto zavarivanja)
• ako se radi u prostoriji u kojoj je velika koncentracija prašine, a koja se nije uklonila ventilacijom, treba koristiti osobnu zaštitu. Za zaštitu organa za disanje potrebljavaju se respiratori s filterima, koji spriječavaju ulazak čestica sa zrakom u organe za disanje.
• potrebno je mjeriti koncentraciju kisika u atmosferi radnog prostora. Također, u malim prostorima potrebno je osigurati dovod svježeg zraka kako bi se dobile nove količine kisika i kako bi se odstranili plinovi ugljidioksid i dušikovi oksidi.

Najučinkovitije se na smanjenje koncentracije štetnih plinova, para i krutih čestica koje nastaju pri zavarivanju može se utjecati ventilacijom. Prema namjeni ventilacija se dijeli se na: opću i lokalnu ventilaciju

Opća ventilacija se primjenjuje kada se u radnom prostoru istovremeno vrši zavarivanje na vise zavarivačkih mjesta, pa su svi radnici unutar tog radnog prostora podvrgnuti relativno visokoj koncentraciji štetnih plinova i para koje nastaju prilikom zavarivanja. Protok zraka treba biti pravilan, bez tzv. džepova u kojima se koncentriraju štetni sastojci nastali prilikom zavarivanja. Prosječni protok od 60 m3/h po jednom zavarivačkom mjestu smatra se potrebnim. Važno je predvidjeti smjer strujanja kako bi se izbjegao kontakt zavarivačkih para i plinova sa zonom udisanja zavarivača. Kod kratkotrajnog zavarivanja, kao sto je npr. reparaturno zavarivanje pripajanje nije potrebno koristi opću ventilacijeu Znatna poboljšanja moguće je ostvariti i promjenom pozicije zavarivača u odnosu na izvor plinova i para, tj, električni luk. Budući da je dio plinova, i para kod zavarivanja lakši od zraka, oni direktno ulaze u zonu udisanja zavarivača. Promjenom položaja zavarivača smanjuje se ulazak plinova i para u zonu udisanja radnika.

Lokalna ventilacija koristi se za uklanjanje štetnih plinova i para lokalno, s mjesta gdje se vrši zavarivanje. Time se poboljšava kakvoće atmosfere u radnom prostoru, a najviše u zoni disanja zavarivača. Usisni dio ventilacijskog sustava treba biti smješten u blizinu mjesta zavarivanja i lemljenja. Minimalna brzina strujanja zraka u zoni zavarivanja mora biti 0.5 m/sec. Kod zavarivanja punjenom žicom gdje nema dodatne potrebe za zaštitnim plinom, koriste se pištolji na kojima je pričvršćen usis za plinove. Ako je ovakav sustav korektno izveden i upotrijebljen nema potrebe za drugirn metodama ventilacije, no dolazi do povecanja tezine pistolja i smanjenja mogucnosti pristupa mjestu zavarivanja.

Osobna zaštitna sredstva

Osobna zaštitna sredstva obuhvaćaju sve predmete, uređaje, odjeću i obuću, koje radnici nose na sebi ili ih uptrebljavaju pri radu, a služe za zastitu tijela od štetnih utjecaja radnog okoliš. Štetni utjecaji koji ugrožavaju život ili zdravlje radnika pri spajanju i razdvajanju materijala su: prašina, dim, plinovi, rastaljeni, usijani ili vrući predmeti, električna struja, štetna zračenja itd.

Kod korištenja maski za disanje bitno je.dobro nalijeganje maske, kako bi se spriječilo propustđnje nefiltriranog zraka. Filter treba odvajati cestica pare, a pri tome ne smije biti otežano disanje zavarivača. Takve maske ne uklanjaju plinove koje nastaju prilikom zavarivanja, s mogućom iznimkom ozona. Maske za zavarivanje s dovodom zraka uklanjaju mnoge opasnosti koje nastaju prilikom zavarivanja (UV zrake, jaka svjetlost, plinovi i pare, itd.). Sustav za dovod zraka mora osigurati dotok čistog zraka u zonu udisanja zavarivača. Hladniji zrak smanjuje osjećaj nelagode kod zavarivanja.

Maske za zavarivanje s filtrom sadrže filter kroz koji se upuhuje zrak uz pomoć ventilatora u zonu udisanja zavarivača. Oprema za disanje koja se sastoji od boce pod tlakom, respiratora i manometara, što omogućuje zavarivanje u zagušljivim ili zatrovanim atmosferama, gdje nije moguć dovod svježeg zraka.

Postoje i automatizirani sustavi za nanošenje sredstava za zaštitu i čišćenje sapnice pod nazivom Nozzle Cleaning System. Takav sustav se najčešće koristi u kombinaciji s robotiziranim MIG/MAG uređajima gdje se nakon programiranog vremenskog intervala izvodi čišćenje sapnice. Robot dovodi pištolj u sustav, a sapnica se steže pomoću pneumatskih klješta. Nakon toga rotirajući alat čisti nataložene kapljice nastale prilikom prskanja. Na kraju se kapljice ispušu i pištolj tj. sapnica se zaštite sredstvom protiv ljepljenja.

Tablica 2. Zaštitna sredstva pri zavarivanju