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 ایمنی و بهداشتی یک فرد جوشکار را تهدید می کند؟

اصولاً خطرات در یکی از شش گروه زیر طبقه بندی می شوند.

الف – بیولوژیکی: به دلیل اینکه خطرات بیولوژیکی به محیط کار مربوط می شود معمولاً جوشکاران را تهدید نمی کند؟

ب – شیمیایی

هنگام جوشکاری فیوم هایی تولید می شود که مخلوطی از ترکیبات اکسیدهای فلزی – سیلیکات ها و فلوروئیدها می باشد. فیوم هنگامی تولید می شود که یک فلز تا بالای نقطه جوش خود گرم شود و سپس بخارات آن به شکل ذرات خیلی ریز جامد تبدیل گردد.

فیوم های جوشکاری معمولاً حاوی اکسیدهای مواد جوشکاری شده و الکترودهای مورد استفاده می باشد. اگر فلز پوشش یا رنگ داشته باشد این مواد در اثر گرما تجزیه شده و به بخشی از فیوم تبدیل می گردد. هنگامی که در نزدیکی این فیوم ها کار انجام می شود بایستی ملاحظات خاصی در نظر گرفته شود. جوشکاران اغلب با مواد زیر و در اطراف آنها کار می کنند.

• مایعات قابل اشتعال و قابل احتراق
• گازهای متراکم (تحت فشار)

ج – ارگونومی
بسیاری از آسیب ها و جراحات جوشکاران در نتیجه کشیدگی، دررفتگی، و یا تغییر شکل عضلات آنها می باشد. جوشکاران اغلب مجبورند که:

• وسایل و مواد سنگین را بردارند یا حرکت دهند.
• به مدت طولانی در موقعیت نامناسب کار کنند.
• ابزار سنگین جوشکاری را به مدت طولانی در دست نگهدارند.
• حرکت های تکراری انجام دهند.

د – فیزیکی

جوشکاران در معرض آسیب های زیر می باشند:

• سرو صدا زیاد
• سرما یا گرمای شدید

قوس و شعله جوشکاری باعث ایجاد و انتشار نورهای شدید مرئی و اشعه های ماوراء بنفش و مادون قرمز می شود. اشعه های گاما یا ایکس نیز توسط دستگاههای تست و بازرسی و یا ماشین های جوشکاری می تواند ایجاد شود.

ه – ایمنی

جوشکاران اغلب مجبورند که:

• در ارتفاعات کار کنند.
• در فضاهای محصور کار کنند.
• در اثر کار ممکن است دچار شوک الکتریکی یا برق گرفتگی شوند.

دیگر خطرات موجود عبارتند از:

• پرتاب ذرات که ممکن است وارد چشم یا پوست آنها شود.
• بریدگی و زخم حاصل از لبه های تیز فلزات
• سوختگی در اثر تماس با سطوح داغ، شعله و جرقه
• آتش سوزی در اثر جرقه، شعله یا فلزات داغ (این حالت ها زمانی رخ می دهد که در هوای محیط، اکسیژن زیاد می شود و بنابراین آتش سوزی راحت تر اتفاق می افتد) همچنین آتش سوزی ممکن است در اثر نقص عملکرد وسایل باشد. دقت داشته باشید که لباس هایی که آغشته به روغن یا گریس باشند راحت تر می سوزند. آستین یا شلواری که تا خورده و بالا زده شده باشد می تواند جرقه ها را جذب کند و خطر آتش سوزی را افزایش دهد.

و – روانی

تقاضا برای کار و احتمال بیکاری نیز باعث بروز استرس می شود. به علاوه برخی جوشکاران ممکن است مجبور باشند که در شیفت های بیشتر و یا ساعات طولانی تری در یک روز کار کنند که این امر بر روی سلامتی آنها اثر منفی دارد.

آیا جوشکاری در درازمدت اثرات سوئی بر روی سلامتی جوشکار دارد؟

• عفونت ناحیه تنفسی در جوشکاران بیشتر از سایرین دیده شده است. به نظر می رسد که تحریکات شیمیایی حاصل از تماس با فیوم ها عامل بروز عفونت در این ناحیه باشد.
• امراض و بیماریهای ریوی که در اثر تنفس ذرات معدنی یا فلزی ایجاد می گردند.
• برخی سرطان ها (مثل کبد, بینی, سینوس ها, معده و شش) سازمان بین المللی تحقیقات سرطان (IARC) فیوم های جوشکاری را جزء عوامل سرطان زا قرارداده است.
• احتمال از دست دادن شنوایی
• تماس با اشعه ماوراء بنفش موجب بروز بیماریهای مزمن و آسیب چشم ها و پوست می گردد.
• آسیب سیستم عصبی در اثر تماس با فیوم های سرب – منگنز و آلومینیوم.
• بیماریهای تنفسی ناشی از غلظت بالای دی اکسید کربن و میزان کم اکسیژن (خصوصاً در مناطق دارای تهویه ضعیف)
• مسمومیت مزمن هنگامی که مواد خاصی در فیوم باشد مثل روی یا کادمیوم، بی فنیل های پلی کلرینه (ناشی از تجزیه روغن های ضد خوردگی) یا مواد حاصل از تجزیه رنگ ها.

چه اقدامات پیشگیرانه ای را می توان انجام داد؟

• نصب سیستم تهویه موثر هر جا که امکان پذیر باشد.
• استفاده دائم از وسایل حفاظت فردی، جوشکاران بایستی از عینکی که آنها را در مقابل اشعه ماوراء بنفش مصون می دارد استفاده کنند. همچنین باید گوشی داشته باشند. اگر تهویه موضعی مؤثر یا نصب آن عملی نباشد، بایستی از وسایل مقتضی استفاده نمود. پیش بند و دستکش های چرمی نسوز نیز به حفاظت دست ها و لباس ها کمک می کند.
• اطمینان از اینکه مواد قابل احتراق و اشتعال دور از محل کار انبار شده اند.
• داربست ها و نردبانها را باید قبل از استفاده بازدید و بازرسی نمود. کارگران باید نحوه جلوگیری از سقوط وسایل و استفاده صحیح آنها را فرا گیرند.
• آموزش روشهای بالا رفتن ایمن
• اگر لازم است کاری در موقعیت نامناسب از نظر ارگونومیکی انجام شود (بطور مثال دست فرد بالای سطح شانه ها قرار گیرد) باید زمان استراحت کافی به کارگر داده شود.

روش های کاری ایمنی که در حین عملیات جوشکاری باید مدنظر قرار گیرند شامل چه مواردی است؟

جوشکاران لازم است موارد زیر را بدانند:

• اطلاعات عمومی در مورد جوشکاری
• روش های صحیح انتخاب، استفاده و نگهداری وسایل حفاظت فردی
• روش های ورود به فضاهای محصور
• روش های حفاظت از سقوط
• چگونگی کار کردن ایمن و استفاده مناسب از مایعات قابل اشتعال و احتراق
• چگونگی استفاده ایمن از گازهای متراکم و تحت فشار
• چگونگی استفاده از تجهیزات انتقال نیرو
• استفاده ایمن و مناسب از نردبانها، سکوها و داربست ها
• روش های حمل دستی مواد

همه کارگران بایستی کارهای زیر را انجام دهند :

• پیروی از WHMIS و MSDS
• گزارش خطرات
• روش های حفظ نظم و ترتیب محل کار

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