🦺 Здоровье — техника безопасности

Загружаем…

Вредные вещества при обработке металла лазером

При термической обработке (в нашем случае — газолазерной резке) воздух насыщается опасными газами и мельчайшей пылью из окислов разрезаемого металла. Резка сопровождается искрами, брызгами и высокочастотным шумом. Рассмотрим вредные вещества.

Мелкодисперсная пыль

При обработке металла лазером генерируется большое количество пыли. Часть частиц имеет размер более 1 мкм, но особый класс — мелкодисперсная пыль (частицы менее 10 мкм). Человек её не видит и не чувствует, однако именно она представляет наибольшую опасность, так как глубоко проникает в дыхательные пути.

Загрязняющие частицы откладываются на стенках сосудов, что приводит к постепенному сужению их просвета и замедлению кровотока. Итог — повышенный риск тромбообразования.
Многие мелкие пылевые частицы канцерогенны, поэтому их регулярное вдыхание может стать причиной рака лёгких.
При постоянном вдыхании возникает накопительный эффект, ведущий к развитию таких опасных заболеваний, как бронхиальная астма, хроническая болезнь лёгких и др.
Пыль может вызвать аллергию. В периоды обострения наблюдаются сильный кашель, частое чихание, слезотечение, отёки и покраснение глаз.

Пыль вредна не только для человека, но и для самого лазера: она ослабляет лазерный луч и снижает точность работы.

Аэрозоли

Аэрозоли — это воздух или газ, содержащий взвешенные твёрдые или жидкие частицы размером менее 1 мкм. Аэрозоли принято делить на пыль, дым и туман. Пыль и дымы — это системы из воздуха или газа с распределёнными в них твёрдыми частицами, а туманы — системы воздуха или газа с частицами жидкости.

В нашем случае опасны конденсационные аэрозоли: они образуются при резке, нагреве и охлаждении металла. В воздухе возникают микроскопические частицы во взвешенном состоянии.

Объёмы выделяющихся веществ зависят от:

скорости резки;
давления режущего газа;
типа и марки металла;
режима резки.

При обработке мягких сталей выделяется значительно меньше веществ, чем при обработке материалов, содержащих CrNi (хром-никель), а также оцинкованных стальных листов. При резке легированных сталей и цветных металлов в воздух рабочей зоны выделяются конденсационные аэрозоли; наиболее токсичными являются аэрозоли оксидов марганца, цинка, ванадия, никеля и многих других металлов и их соединений.

При лазерной резке металла образуются аэрозоли и пыль, причём 97 % частиц имеют диаметр менее 5,7 мкм.

Воздействие веществ, выделяющихся при термической резке металла, на организм человека

Оксиды хрома. При вдыхании вызывают кашель, затруднённое дыхание, одышку, боли в горле, стерторозное (хриплое) дыхание. При контакте с кожей — покраснения, ожоги и боль. При попадании в глаза — покраснения, боль, стойкая потеря зрения и глубокие ожоги. При проглатывании — колики в животе.
Никель и его соединения. В повышенных концентрациях вызывают аллергии (дерматит, ринит и др.), анемию, повышенную возбудимость центральной и вегетативной нервной системы, возможны новообразования вплоть до рака. Прямого раздражающего действия на кожу не оказывают, но у никелировщиков фиксировались случаи никелевой чесотки (никелевая экзема), отёков, пузырьков и т. д.
Оксид алюминия. При контакте с кожей негативное воздействие не выявлено. При кратковременном воздействии в высоких концентрациях пыль раздражает глаза и верхние дыхательные пути. При длительном или многократном воздействии может влиять на центральную нервную систему.
Оксид углерода (угарный газ). При вдыхании — головная боль и головокружение, шум в ушах, одышка, учащённое сердцебиение, мерцание в глазах, покраснение лица, общая слабость, тошнота, рвота, судороги, потеря сознания, кома.
Оксиды азота. Действуют сильнее, чем угарный газ. Нарушают функции лёгких и бронхов, нервной системы, желудочно-кишечного тракта, работы сердца. Вызывают кашель, головную боль, ощущение жжения, тошноту, сонливость, помутнение сознания, посинение кожи, судороги, потерю сознания.
Оксид магния. Пары вызывают покраснения, боль, расстройство пищеварения, раздражение дыхательных путей, головную боль, кашель, повышенное потоотделение, тошноту и лихорадку (симптомы металлической лихорадки могут не проявляться первые 4–12 часов после воздействия).

Термическая резка металлов сопровождается выделением большого количества вредных веществ. Некоторые из них отрицательно влияют на организм человека и при длительном воздействии создают почву для возникновения рака. Для предотвращения заболеваний персонал обязан использовать средства индивидуальной защиты (СИЗ), а в цехе должны быть установлены системы общеобменной и местной вентиляции.

Также не забываем, что на человека влияют такие факторы, как температура воздуха внутри помещения, подвижность воздуха, относительная влажность, вредные выделения и т. д.

Характерные загрязнения воздуха

эмиссионная пыль;
угарный газ;
масляные аэрозоли;
дым;
продукты термического разрушения органики;
аэрозоли металлов;
оксиды металлов;
фтористые соединения;
фенолы;
органические кислоты;
сераорганические соединения;
резкий запах и т. д.

Газы при резке нержавеющей стали

Хотя газы, используемые для лазерной резки нержавеющей стали, нетоксичны, они могут быть потенциально опасны. Связанные с ними риски — это дым и газ.

Количество дыма, образующегося при кислородной резке, было в 100 раз больше, чем при азотной.
Размер частиц при кислородной резке меньше — преимущественно менее 6 мкм, что считается наиболее проблематичным с гигиенической точки зрения.
Химический анализ дыма от обоих процессов показал, что доля хрома (VI) — известного канцерогена — в дыме была ниже при резке азотом.
При снижении концентрации кислорода в окружающей среде ниже 18 % возникает опасность для жизни.
В условиях обогащения кислородом многие материалы становятся горючими.
Эксплуатация азотной резки под высоким давлением в ограниченном пространстве создаёт риск вытеснения кислорода.