3.4.Процессы сварки и выбросы загрязняющих веществ.

В сборочно-сварочных цехах выполняются производственные операции по сборке и сварке плоскостных и объемных секций судов из предварительно заготовленных в корпусообрабатывающих цехах деталей. Сборка плоскостных элементов производится на сборочных плитах (стендах), кантователях, позиционерах; секционная сборка осуществляется на плоских стендах больших габаритов, лекальных постелях различных конструкций и специальных кантователях. Приспособления для сборки размещаются по всей площади цеха.

В сборочно-сварочных цехах в ряде случаев производятся работы по грунтовке и окраске секций, для чего в цехе выделяется специальное помещение, размеры которого зависят от габаритов секций.

Сборка плоскостных и объемных секций судов осуществляется с помощью различных видов электродуговой сварки. Большой объем сварочных работ при изготовлении судовых конструкций из стали выполняется вручную электродами с толстым покрытием. Применяются электроды различного типа: фтористо-кальциевые (марки УОНИ-13/45, УОНИ-13/55), хромо-никелевые (марки ЭА-606/11, ЭА-395/9, ЭА-981/15) и марганцевые (марки 48М/18, ЦМ-7).

Помимо ручной сварки в судостроении находит применение автоматическая и полуавтоматическая сварка под слоем флюса. Широко внедряется полуавтоматическая сварка в среде углекислого газа.

Сборка конструкций и деталей из цветных металлов и сплавов (алюминиево-магниевых, титановых и др.) выполняется с помощью ручной, полуавтоматической и автоматической сварки в среде инертных газов — аргона, гелия, азота.

Все процессы сварки сопровождаются выделением в воздух помещения пыли и газов. Количество и состав сварочной пыли зависят от сварочных материалов — от состава сварочной проволоки и покрытия электродов. Свариваемый металл мало влияет на химический состав аэрозоля. Так, экспериментальным путем установлено, что при сварке стали марки 45Г17ЮЗ электродами, содержащими 4,5 и 16% Мп, среднее содержание окислов марганца в пыли составляло соответственно 6,6 и 17,5%. В то же время при сварке стали, содержащей в одном случае 17%, а в другом 30% марганца, электродами, содержащими 4,5% марганца, в составе пыли было найдено в среднем в первом случае 6,6%, а во втором 6,7% окислов марганца, т. е. практически одинаковое количество.

На состав сварочного аэрозоля влияет способ сварки. Эксперименты показали, что в случае применения сварочной проволоки одного и того же состава при ручной электродуговой сварке (электроды марки ЭА-981/15) и при полуавтоматической сварке в среде углекислого газа (проволока ЭП-521) относительное количество соединений марганца в пыли резко различно — во втором случае оно примерно в три раза выше, чем в первом. Это можно объяснить тем, что при полуавтоматической сварке вследствие высокой температуры сварочной ванны происходит интенсивное выделение паров марганца. Отсутствие защитного слоя шлака на поверхности ванны и наличие образующихся во время диссоциации молекул СО₂ свободных атомов кислорода обусловливает окисление паров марганца в аэрозоле.

Концентрация сварочной пыли на рабочих местах при ручной электродуговой сварке, как правило, значительно превышает предельно допустимую. Она достигает 20—40 мг/м³ при использовании в помещении, общеобменной вентиляции, обеспечивающей общий фон запыленностивоздуха в пределах нормы. В результате проведенных экспериментов установлено, что невозможно радикально снизить концентрации пыли на рабочем месте сварщика в результате применения общеобменной вентиляции.

Пылевыделения при сварке в среде инертных газов вольфрамовыми электродами алюминиево-магниевых и титановых сплавов незначительны, Концентрации пыли на рабочем месте сварщика в случае применения в помещении общеобменной вентиляции обычно близки к предельно допустимой. По химическому составу пыль содержит примерно в равных количествах окислы вольфрама и присадочного металла.

При сварке плавящимся электродом пылевыделения значительно выше вследствие того, что в этом случае конец электрода имеет более высокую температуру, чем плавящийся конец присадочного прутка. По своему составу пыль представляет собой окислы металла электрода. Концентрации пыли на рабочих местах достигают величин, превышающих предельно допустимые в 10—15 раз. Радикальный способ вытяжной вентиляции для этого процесса — применение местного отсоса.

При сварке в среде защитных газов, особенно инертных газов, если отсутствует организованная вентиляция, возможно накапливание газов в воздухе помещения. Это может привести к тому, что в застойных местах не будет хватать кислорода для дыхания человека. Защитные газы (аргон, СО ) тяжелее воздуха, вследствие чего при отсутствии надежного проветривания они могут скапливаться в заниженных местах, создавая опасные для человека зоны. Чтобы обеспечить безопасное пребывание человека, содержание кислорода в воздухе не должно быть ниже 16—17% при его содержании в чистом воздухе порядка 21%.

Помимо выделений аэрозоля процессы сварки сопровождаются образованием газов: окислов азота, окиси углерода, иногда фтористых соединений и озона. Обычно выделения газов невелики по сравнению с пылевыделениями. Но в некоторых случаях газовыделения необходимо принимать во внимание. Так, при сварке в среде углекислого газа выделение окиси углерода нужно учитывать для выбора защитных средств.

Минимальные выделения пыли наблюдаются при сварке под слоем флюса. Выделением пыли сопровождаются в основном вспомогательные операции по засыпке флюса в бункер и сбору остатков непроработавшего флюса со шва. Радикальным решением для борьбы с пылью при этих операциях оказывается механизация засыпки флюса в бункер и применение флюсоотсосов с пневматическим или вентиляторным побуждением для уборки флюса с проваренного шва. Основной вредностью в самом процессе сварки под флюсом являются газообразные фтористые соединения (HF, SiF4), количество которых зависит от марки применяемого флюса. Наибольшее количество фтористых соединений образуется при сварке под флюсами марок ОСЦ-45, АН-10 и АН-348А, наименьшее при использовании флюсов марок ФЦ и 48-ОФ-6. В первом случае концентрация фтористых соединений на рабочих местах при полуавтоматической сварке превышает допустимую до пяти раз; при автоматической сварке она находится на уровне допустимой или незначительно превышает ее. Запыленность воздуха на рабочем месте сварщика при автоматической сварке составляет 4—8 мг/м³, при полуавтоматической сварке она примерно в два раза выше.

Сварка в среде инертных газов сопровождается выделением озона, концентрация которого в зоне дыхания сварщика при работе в цехе большого объема обычно близка к предельно допустимой, но в закрытых пространствах малого объема может превышать норму в 10 раз и более. Вдали от рабочих мест озон, как правило, не обнаруживается; будучи нестойким газом, при понижении температуры он разлагается с образованием двухатомного кислорода.

При отсутствии экспериментальных данных расчетные величины сварочных аэрозолей могут быть приближенно определены на основе эмпирических зависимостей, разработанных ГПИ Сантехпроект и приведенных в таблице 1.21.

Таблица 1.21 – Основные производственные загрязнители при электросварке

Виды сварки	Наименование загрязнителя	Единица измерения	Количество загрязнителя
Ручная электроду- говая сварка и нап- лавка	Аэрозоли окислов марганца в пе- ресчете на МпО при использова- нии порошковой проволоки	% от содержания марган- ца в проволоке	0,3
	То же в случае применения ме- таллических электродов	% от содержания марган- ца в электродах	3,0
	Фтористые соединения в пересче- те на HF	% от. содержания фторис- тых соединений в электродах	3,4
	Аэрозоли окислов хрома в пере- счете на СгО3 при использовании электродов для сварки	% от содержания хрома в электродах	0,4
	То же в случае применения элек- тродов для наплавки *	То же	1,0
	То же при использовании порош- ков для наплавки	% от содержания хрома в порошках	2,5
	Аэрозоли окислов железа	г/кг расходуемых электро- дов	14,0
Сварка в среде угле- кислого газа.	Аэрозоли окислов железа	г/кг расходуемой проволо- ки	8,0
	Окись углерода	То же	14,0
	Аэрозоли окислов марганца и хрома	—	См. выше для ручной сварки
* Применение местной вытяжной вентиляции обязательно.

Сварка в среде инертных газов плавя- щимся электродом	Аэрозоли окислов: - алюминия при сварке алюми- ния и его сплавов	г/кг расходуемого электрода .	1,4-2,1 Mg - содер- жание магния в про- волоке, %
	- титана при сварке титана и его сплавов	г/кг расходуемого электро да	4,7
	- меди при сварке меди и ее сплавов	г/кг расходуемого электрода	7,8
Сварка в среде инертных газов непла- вящимся электродом (вольфрамовым, уголь- ным) с присадочной проволокой	Аэрозоли окислов:
	- алюминия, при сварке алю- миния и его сплавов	г/кг расходуемой проволоки	4,6
	- титана, при сварке титана и его сплавов	г/кг расходуемой проволоки	3,6
	- меди, при сварке меди и ее сплавов	г/кг расходуемой проволоки	16,5
Сварка в среде инертных газов без присадоч. проволоки.	Аэрозоли окислов свариваемых металлов	г/кг на один сварочный пост	2,8