راهنمای HSE در جوشکاری

راهنمای HSE در جوشکاری

فهرست:

• پیشگفتار
• مقدمه ای بر جوشکاری
• تاریخچه جوشکاری
• انواع روشهای جوشکاری
• روشهای جوشکاری با برق
• جوشکاری با قوس الکتریکی
• جوشکاری با شعله برق در محیط گازهای احیاء کننده
• جوشکاری با شعله برقی بوسیله الکترودهای گرافیتی
• جوشکاری با شعله برقی بوسیله فلاکس هادی جریان
• جوشکاری با شعله برق توأم با فشار
• جوشکاری به روش مقاومت الکتریکی
• جوشکاری به وسیله اشعه لیزر
• مزایای جوشکاری لیزر
• محدودیت ها و معایب جوشکاری لیزر
• جوشکاری با اکسی سوخت
• مدار جوشکاری
• دستگاه های (ماشین های) جوشکاری
• انواع الکترودها
• جنس الکترودها در جوشکاری با قوس الکتریک
• ترکیب شیمیایی روپوش الکترودها
• ایین نامه های حفاظت و بهداشت کار
• دستگاه های جوشکاری
• شناسایی خطرات عملیات جوشکاری در سیستم های مدیریت ایمنی و بهداشت
• استانداردهای مربوط به خطرات

پیشگفتار

جوشکاری از جمله عملیاتی است که پس از ابداع، هر روزه بر میزان کابرد آن در صنایع و کارخانجات مختلف افزوده شده است. امروزه کمتر صنعت فلزی را می توان یافت که انواعی از عملیات جوشکاری در آن مورد استفاده قرار نگیرد. با توجه به بهره گیری از منابع مختلف انرژی و برخی تجهیزات خاص در عملیات جوشکاری که در نیز تولید و انتشار انواع مختلفی از عوامل شیمیایی ناشی از اکیسداسیون فلزات در حال جوش و سیم جوش های مصرفی، جوشکاران همواره در معرض مجموعه ای مخاطرات ایمنی و بهداشتی قرار دارند. هر ساله نیز حوادث متعددی در صنایع به واسطه عملیات جوشکاری به وقوع پیوسته و جراحات و خسارت فراوانی را بر جای می گذارد. حوادث حریق و انفجار ناشی از جوشکاری از جمله حوادثی است که برخی صنایع و کارگاه های جوشکاری کشورمان نیز، آن را تجربه کرده اند. حادثه کارخانجات کیمیا گستران سپهر و کیمیا گستران امروز در شازند اراک در سال ۸۷، که به کشته شدن حدود ۲۶ نفر و زخمی شدن بیش از ۵۰ نفر از کارکنان آنها منجر گردید، نمونه بارزی از لزوم توجه به ایمنی در فعالیت جوشکاری به شمار می رود.

با توجه به خطرات مختلف فعالیت جوشکاری که انواع مختلفی از عوامل زیان آور شیمیایی، فیزیکی، ارگونومیک و خطرات ایمنی را همانند کلکسیونی به صورت بالقوه در خویش جای داده و نیز با توجه تعداد کارکنانی که در سطح صنایع و کارگاه های مختلف در سطح کشور به این فعالیت مشغول می باشند ضروریست ابتدا مخاطرات این عملیات توسط افراد مرتبط به خوبی شناسایی شده و سپس اقدامات کنترلی متناسب با هر یک از آنها تعیین شده و استقرار یابند. بدیهی است استقرار کنترل های ایمنی و بهداشتی به تنهایی کافی نبوده و دستیابی به عملکرد بالای ایمنی و بهداشتی در این فعالیت ها در گرو اثربخشی کنترل های طرحریزی شده می باشد و لذا انجام اقدامات پایشی و اندازه گیری عوامل زیان آور به عنوان اقدامی مکمل جهت حصول اطمینان از اثربخشی کنترل های طرحریزی شده امری الزامی می باشد.

مقدمه ای بر جوشکاری:

جوشکاری یکی از روش های تولید می باشد که هدف آن اتصال دایمی مواد مهندسی (فلز، سرامیک، پلیمر، کامپوزیت) به یکدیگر است به گونه ای که خواص اتصال برابر خواص ماده پایه باشد. جوشکاری عملیاتی است که در آن فلزات با استفاده از فشار، گرما، شعله و یا قوس الکتریکی به هم اتصال داده می شوند. در این عملیات، فلز پرکننده و قطعه کار با استفاده از قوس الکتریکی یا اکسی سوخت، گرما داده می شوند تا جوش تشکیل گردد. جوشکاری قوس الکتریکی متداولترین نوع جوشکاری است. در حین اینکه فلز گرم می شود، تبخیر رخ داده و فیوم های فلزی ریز، همراه با دود قابل مشاهده ای تولید می شود. استنشاق راه اصلی مواجهه جوشکار با این فیوم ها به شمار میرود. حدود نود درصد فیوم های جوشکاری ناشی از ذوب الکترود یا سیم جوش است.

در جوشکاری، فلز پرکننده مورد استفاده معمولا مشابه فلز در حال جوشکاری می باشد. بعضی از الکترودها پوشش دار بوده و برخی دارای پوشش فلزی پر شده با فلاکس هستند. این پوشش و فلاکس به تشکیل ترکیب شیمیایی فیوم ها کمک می کنند. ترکیب فیوم، مخلوطی از فلز پایه، فلاکس و سیم جوش مورد استفاده است. گرما به عنوان عامل اصلی جوش از طریق جریان برق، گازهای قابل اشتعال مانند استیلن، گاز CO2 تأمین میگردد. جوشکاری و برشکاری فعالیت های خطرناکی هستند که یک ترکیب منحصر به فرد از مخاطرات ایمنی و بهداشتی را برای بیش از پانصد هزار کارگر در انواع مختلف صنایع ایجاد می کنند.

بر طبق گزارش OSHA، خطر جراحات کشنده در جوشکاران به تنهایی بیش از ۴ مرگ در ۱۰۰۰ کارگر در طی یک عمر کاری می باشد. حفاظت از کارگر هنگام انجام عملیات جوشکاری بستگی به میزان مخاطرات موجود و روش کنترل آنها دارد. کنترل مخاطرات جوشکاری شامل روش هایی برای اجتناب از جراحت چشم، حفاظت از دستگاه تنفس، تهویه محل کار، استفاده از لباس های حفاظتی و تامین تجهیزات ایمن می باشد.

تاریخچه جوشکاری چون احتیاجات بشر، اتصال و جوش برخی مواد را خواستار بوده است، همانند سایر نیازها، بشر اقدام به ابداع روشی برای رفع این نیاز نمود. ردپای اولیه ابداع عملیات جوشکاری را می توان در روم باستان پیدا نمود. در روم باستان، فردی به نام ” پلینی”، از لحیمی به نام آرژانتاریم و ترناریم استفاده می کرده است. آرژانتاریم دارای مقادیر مساوی از فلزات قلع و سراب بود و ترنایم دارای سرب و قلع به نسبت دو به یک بود که هنوز هم مورد استفاده قرار می گیرند. ترکیبات شیمیایی و دستگاههای متداول طلاسازی از قدیم الایام در جواهرات با چسباندن ذرات ریز طلا بر روی سطح آن با استفاده از مخلوط نمک و مس و صمغ آلی که با حرارت، صمغ را کربونیزه نموده، نمک مس را به مس احیاء می کنند و با درست کردن آلیاژ طلا، ذرات ریز طلا را جوش می دهند، مورد استفاده بوده اند. تاریخچه خلاصه ای از جوشکاری به شرح زیر می باشد:

• “برناندوز”روسی، در سال ۱۸۸۶، قوس جوشکاری را مورد استفاده قرار داد.
• “موسیان”، در سال ۱۸۸۱ قوس کربنی را برای ذوب فلزات مورد استفاده قرار داد.
• “اسلاویانوف”، الکترودهای قابل مصرف را در جوشکاری به کار گرفت.
• “ژول” در سال ۱۸۵۶ جوشکاری مقاومتی را مطرح کرد.
• “لوشاتلیه”، در سال ۱۸۹۵ لوله اکسی استیلن را کشف و معرفی کرد.

* “الیه و تامسون”. آمریکائی در سال ۷-۱۸۷۶ از جوشکاری مقاومتی استفاده کرد. در جریان جنگ های جهانی اول و دوم جوشکاری پیشرفت زیادی کرد. احتیاجات بشر به اتصالات مدرن سبک، محکم و مقاوم در سالهای اخیر و مخصوصاً بیست سال اخیر، سبب توسعه سریع این فن گردید و سرمایه گذاری های عظیم چه از طرف دولت ها و چه صنایع نظامی و تخصصی در این صنعت گردید و مخصوصاً رقابتهای بشر در علوم هسته ای، یکی دیگر از علل پیشرفت فوق سریع این فن در چند ده سال اخیر شد و آن را به عنوان یک علم از زیر شاخه های علم مهندسی مواد مطرح نمود. جوشکاری در حقیقت ایجاد کارخانه ذوب آهن و فلزات در مساحتی بسیار کوچک است، زیرا همان درجه حرارت کارخانه ذوب آهن، در محل جوشکاری در یک نقطه ایجاد می گردد. مسلم است که چنین کار عظیمی احتیاج به ابتکار، تخصص، مواد، متخصص و وسائل مدرن دارد تا بتوان از این ذوب آهن چند سانتیمتری استفاده صحیح نمود.

فیلم ایمنی در جوشکاری به زبان فارسی

خطرات ايمنی و بهداشتی یک فرد جوشكار را تهديد مي كند؟

اصولاً خطرات در يكي از شش گروه زير طبقه بندي مي شوند.

الف – بيولوژيكي: به دليل اينكه خطرات بيولوژيكي به محيط كار مربوط مي شود معمولاً جوشكاران را تهديد نمي كند؟

ب – شيميايي

هنگام جوشكاري فيوم هايي توليد مي شود كه مخلوطي از تركيبات اكسيدهاي فلزی – سيليكات ها و فلوروئيدها مي باشد. فيوم هنگامي توليد مي شود كه يک فلز تا بالاي نقطه جوش خود گرم شود و سپس بخارات آن به شكل ذرات خيلي ريز جامد تبديل گردد.

فيوم هاي جوشكاري معمولاً حاوي اكسيدهاي مواد جوشكاري شده و الكترودهاي مورد استفاده مي باشد. اگر فلز پوشش يا رنگ داشته باشد اين مواد در اثر گرما تجزيه شده و به بخشي از فيوم تبديل مي گردد. هنگامي كه در نزديكي اين فيوم ها كار انجام مي شود بايستي ملاحظات خاصي در نظر گرفته شود. جوشكاران اغلب با مواد زير و در اطراف آنها كار مي كنند.

• مايعات قابل اشتعال و قابل احتراق
• گازهاي متراكم (تحت فشار)

ج – ارگونومی
بسياری از آسيب ها و جراحات جوشكاران در نتيجه كشيدگي، دررفتگي، و يا تغيير شكل عضلات آنها می باشد. جوشكاران اغلب مجبورند كه:

• وسايل و مواد سنگين را بردارند يا حركت دهند.
• به مدت طولاني در موقعيت نامناسب كار كنند.
• ابزار سنگين جوشكاري را به مدت طولاني در دست نگهدارند.
• حركت هاي تكراري انجام دهند.

د – فيزيكي

جوشكاران در معرض آسيب هاي زير مي باشند:

• سرو صدا زياد
• سرما يا گرماي شديد

قوس و شعله جوشكاري باعث ايجاد و انتشار نورهاي شديد مرئي و اشعه هاي ماوراء بنفش و مادون قرمز مي شود. اشعه هاي گاما يا ايكس نيز توسط دستگاههاي تست و بازرسي و يا ماشين هاي جوشكاري مي تواند ايجاد شود.

ه – ايمني

جوشكاران اغلب مجبورند كه:

• در ارتفاعات كار كنند.
• در فضاهاي محصور كار كنند.
• در اثر كار ممكن است دچار شوک الكتريكي يا برق گرفتگی شوند.

ديگر خطرات موجود عبارتند از:

• پرتاب ذرات كه ممكن است وارد چشم يا پوست آنها شود.
• بريدگی و زخم حاصل از لبه هاي تيز فلزات
• سوختگی در اثر تماس با سطوح داغ، شعله و جرقه
• آتش سوزي در اثر جرقه، شعله يا فلزات داغ (اين حالت ها زمانی رخ می دهد كه در هوای محيط، اكسيژن زياد مي شود و بنابراين آتش سوزی راحت تر اتفاق مي افتد) همچنين آتش سوزی ممكن است در اثر نقص عملكرد وسايل باشد. دقت داشته باشيد كه لباس هایی كه آغشته به روغن يا گريس باشند راحت تر مي سوزند. آستين يا شلواری كه تا خورده و بالا زده شده باشد مي تواند جرقه ها را جذب كند و خطر آتش سوزي را افزايش دهد.

و – روانی

تقاضا برای كار و احتمال بيكاری نيز باعث بروز استرس مي شود. به علاوه برخي جوشكاران ممكن است مجبور باشند كه در شيفت هاي بيشتر و يا ساعات طولانی تری در یک روز كار كنند كه اين امر بر روي سلامتی آنها اثر منفی دارد.

آيا جوشكاری در درازمدت اثرات سوئی بر روی سلامتی جوشکار دارد؟

• عفونت ناحيه تنفسی در جوشكاران بيشتر از سايرين ديده شده است. به نظر مي رسد كه تحريكات شيميايي حاصل از تماس با فيوم ها عامل بروز عفونت در اين ناحيه باشد.
• امراض و بيماريهای ريوی كه در اثر تنفس ذرات معدني يا فلزي ايجاد مي گردند.
• برخي سرطان ها (مثل كبد, بينی, سينوس ها, معده و شش) سازمان بين المللی تحقيقات سرطان (IARC) فيوم هاي جوشكاري را جزء عوامل سرطان زا قرارداده است.
• احتمال از دست دادن شنوایی
• تماس با اشعه ماوراء بنفش موجب بروز بيماريهاي مزمن و آسيب چشم ها و پوست مي گردد.
• آسيب سيستم عصبي در اثر تماس با فيوم هاي سرب – منگنز و آلومينيوم.
• بيماريهاي تنفسي ناشي از غلظت بالاي دي اكسيد كربن و ميزان كم اكسيژن (خصوصاً در مناطق داراي تهويه ضعيف)
• مسموميت مزمن هنگامي كه مواد خاصي در فيوم باشد مثل روي يا كادميوم، بی فنيل های پلي كلرينه (ناشي از تجزيه روغن هاي ضد خوردگی) يا مواد حاصل از تجزيه رنگ ها.

چه اقدامات پیشگیرانه ای را می توان انجام داد؟

• نصب سيستم تهويه موثر هر جا كه امكان پذير باشد.
• استفاده دائم از وسايل حفاظت فردي، جوشكاران بايستي از عينكي كه آنها را در مقابل اشعه ماوراء بنفش مصون مي دارد استفاده كنند. همچنين بايد گوشي داشته باشند. اگر تهويه موضعي مؤثر يا نصب آن عملي نباشد، بايستي از وسايل مقتضي استفاده نمود. پيش بند و دستكش هاي چرمي نسوز نيز به حفاظت دست ها و لباس ها كمک مي كند.
• اطمينان از اينكه مواد قابل احتراق و اشتعال دور از محل كار انبار شده اند.
• داربست ها و نردبانها را بايد قبل از استفاده بازديد و بازرسي نمود. كارگران بايد نحوه جلوگيري از سقوط وسايل و استفاده صحيح آنها را فرا گيرند.
• آموزش روشهاي بالا رفتن ايمن
• اگر لازم است كاري در موقعيت نامناسب از نظر ارگونوميكي انجام شود (بطور مثال دست فرد بالاي سطح شانه ها قرار گيرد) بايد زمان استراحت كافي به كارگر داده شود.

روش های کاری ایمنی كه در حین عملیات جوشکاری بايد مدنظر قرار گيرند شامل چه مواردی است؟

جوشكاران لازم است موارد زير را بدانند:

• اطلاعات عمومي در مورد جوشكاري
• روش هاي صحيح انتخاب، استفاده و نگهداري وسايل حفاظت فردي
• روش هاي ورود به فضاهاي محصور
• روش هاي حفاظت از سقوط
• چگونگي كار كردن ايمن و استفاده مناسب از مايعات قابل اشتعال و احتراق
• چگونگي استفاده ايمن از گازهاي متراكم و تحت فشار
• چگونگي استفاده از تجهيزات انتقال نيرو
• استفاده ايمن و مناسب از نردبانها، سكوها و داربست ها
• روش هاي حمل دستي مواد

همه كارگران بايستي كارهاي زير را انجام دهند :

• پيروي از WHMIS و MSDS
• گزارش خطرات
• روش هاي حفظ نظم و ترتيب محل كار

حتما بخوانید:

⇐  ارزیابی ریسک به روش JSA در جوشکاری

⇐ چک لیست ایمنی در پرتونگاری و جوشکاری

⇐ کلیات ایمنی در جوشکاری

⇐ دستور العمل ایمنی در جوشکاری