馬新朝
中國核電工程有限公司,北京 100840
核電工程中廣泛應(yīng)用的焊接方法有焊條電弧焊,手工氬弧焊GTAW、GMAW,埋弧焊、CO2氣體保護焊,螺柱焊,管道熱絲TIG焊,MAG焊等方法,焊接質(zhì)量穩(wěn)定可靠。焊接職業(yè)衛(wèi)生健康管理水平的高低、能否實現(xiàn)綠色施工,充分發(fā)揮以人為本的安全管理理念,減少焊接職業(yè)衛(wèi)生病患,是保證焊工及操作工健康的關(guān)鍵。
焊工職業(yè)病的發(fā)生主要取決于以下因素[1]:焊接煙氣的濃度、性質(zhì)及其污染程度,焊工接觸有害污染的機會和時間,焊工的個人體質(zhì)和個人防護狀況,焊工生產(chǎn)環(huán)境的質(zhì)量和各種有害因素的相互作用。焊工只有在惡劣的工作環(huán)境中工作或長期缺乏勞動保護時,才有可能引發(fā)職業(yè)病。焊工職業(yè)病包括焊工塵肺、錳中毒、氟中毒、金屬煙熱和電光眼炎[2]。焊接煙霧和有害氣體的醫(yī)學(xué)和臨床表現(xiàn)為咳嗽、咳痰、胸悶、氣短甚至咯血;高頻電磁輻射對人體的主要影響是神經(jīng)衰弱綜合征,如頭暈、疲勞、心悸、體重減輕、脫發(fā)等3];在焊接過程中,光輻射會導(dǎo)致電光性眼炎,包括輕微情況下的眼睛不適和異物感,以及嚴(yán)重情況下的燒灼感和劇烈疼痛。
案例一:2001年某核電工程管道班在2KX K754房間一個地坑安裝核級管道,鉚工配合焊工完成管道安裝并實施焊接監(jiān)護。該管道采取背部充氬保護手工氬弧焊,焊前充純度≥99.99%的純氬氣,充氣4~5 min后,焊工下地坑側(cè)身仰臥準(zhǔn)備焊管,該焊工請監(jiān)護鉚工調(diào)節(jié)焊機電流。當(dāng)監(jiān)護人調(diào)好焊機電流返回到作業(yè)點,告訴焊工已調(diào)好電流的信息時,發(fā)現(xiàn)焊工已昏迷,經(jīng)搶救終因吸入氬氣過量窒息而亡。
案例二:2003年某核壓力容器制造廠共有焊工16人實施容器筒體焊接、鋼結(jié)構(gòu)件焊接及相應(yīng)的管道焊接。經(jīng)體檢發(fā)現(xiàn),其中3人存在“尿錳、發(fā)錳、血錳”及肌張力不足,同時患有電光性眼炎、青光眼、白內(nèi)障,另有2人發(fā)生舌顫、眼顫,某鉚工體檢手顫,吃餃子時如筷勺不共用則不能準(zhǔn)確夾到餃子。這些現(xiàn)象均是由于不注重焊接職業(yè)病及防護所致,對身體造成了很大傷害,被診斷為焊接職業(yè)病。
另外,對于部分結(jié)構(gòu)件或臨時非工程構(gòu)件如鋼筋的焊接,往往發(fā)現(xiàn)部分焊工甚至不用焊工面罩就實施焊接,這均會造成相應(yīng)人群患電光性眼炎的可能。
焊接是一種熱加工工藝,通過加熱加壓、高溫高壓的方式使金屬或其他熱塑材料熔化熔合,實現(xiàn)原子狀連接。焊接作業(yè)中的危害主要分為化學(xué)危害(焊接煙塵,有害氣體)和物理危害(噪聲、高頻電磁輻射和光輻射)。電焊煙塵的化學(xué)成分取決于焊接材料和被焊材料(焊件及填充金屬材料、輔助工藝材料,助熔劑、焊劑、焊條藥皮、造氣劑等)的成分和蒸發(fā)難度。不同成分的材料在焊接過程中會產(chǎn)生不同的焊接煙霧,焊接煙霧顆粒較小,煙霧破碎。煙氣溫度高時,粉塵量大。焊接高溫電弧產(chǎn)生的有害氣體主要包括臭氧、氮氧化物、一氧化碳、氟化物和氯化物。高頻電磁輻射(氬弧焊和等離子焊)的強度取決于高頻設(shè)備的輸出功率、高頻設(shè)備的工作頻率、高頻振蕩器的距離以及設(shè)備和傳輸線是否被屏蔽。光輻射強度取決于焊接工藝參數(shù)、焊接方法、與焊接點的距離和相對位置、保護方法等。
焊條電弧焊,TIG焊(GTAW焊)等弧焊均會產(chǎn)生高溫電弧熔融金屬,焊條(焊芯:鋼、碳、錳、硅、鉻、鎳、硫、磷等;藥皮:氧化鐵、錳、鈦或大理石、熒石)及金屬構(gòu)件在加熱、加壓過程中會產(chǎn)生焊煙塵(氧化物顆粒)、焊煙氣(錳、鉻、鎳氧化物、氟化氫)、電弧光(紫外輻射)、一氧化碳、氮氧化物、臭氧、高溫;焊件、焊條;高溫、紫外輻射;放射線(釷鎢電極)等物質(zhì)。
電焊煙塵對健康的影響:電焊煙塵成分較復(fù)雜,與焊條、焊件的成分有關(guān),一般含錳、氮氧化物、CO、CO2、臭氧、氟化物等。此外,電焊過程中還存在電焊弧光(紫外線)的危害。
油漆的原料通常為樹脂類、油脂類,溶劑為汽油、苯系物、乙醇、乙酸乙酯、酮類,SMAW焊接過程中會發(fā)生相應(yīng)的磷酸鹽等不良因素,會對人體產(chǎn)生呼吸困難、苯中毒等危害,而苯中毒會造成血液中血紅蛋白造血障礙,危害更大。因此,在焊接油漆構(gòu)件時必須做好油漆的打磨,嚴(yán)格遵守焊接工藝紀(jì)律。
氬弧焊弧光輻射的強度大,強烈的紫外線照射會引起紅斑、小水泡等皮膚疾病,存在高頻電磁輻射和放射性危害,有毒氣體臭氧和氮氧化物會造成呼吸系統(tǒng)疾病,存在觸電危險[4]。
未有效辨識作業(yè)環(huán)境會造成危害,如在密閉空間/受限空間作業(yè),在高溫/低溫環(huán)境作業(yè);未辨識出臨時用電、接近高溫?zé)嵩吹雀唢L(fēng)險作業(yè)對人體的危害等因素。
表1 焊接職業(yè)危害因素Table 1 Factors endangering welding occupation
案例一中充氬焊工窒息死亡事故的直接原因是:焊工在無監(jiān)護人的情況下進入2KX K754房間焊接區(qū)域,施工區(qū)域未設(shè)置并開啟吸氣措施,由于氬氣密度大于氧氣,地坑狹小,下部嚴(yán)重缺氧而造成氬氣窒息。工廠未按照受限空間的安全管理要求進行管理,致使焊工未遵守安全管理規(guī)定造成安全事故。
焊接前未清理所焊構(gòu)件的油漆等異物,違反焊接工藝超電流或加大電流焊接,不嚴(yán)格執(zhí)行焊接工藝規(guī)程要求等。
未有效開展技術(shù)安全交底工作,對地坑等開口空間的內(nèi)部焊接重視不足、安全敏感性不足,對惰性氣體換氣的安全防護措施不到位,監(jiān)護環(huán)節(jié)脫節(jié)造成了死亡事故;同時,對于焊接的職業(yè)衛(wèi)生健康防護管理和重視程度不夠,存在風(fēng)險辨識不到位。
通過對窒息、錳中毒、眼疾等職業(yè)傷害的產(chǎn)生原因分析,圍繞作業(yè)環(huán)境、季節(jié)因素、作業(yè)過程、人因等環(huán)節(jié),逐一采取措施進行治理,在保證焊接質(zhì)量的同時保證人員不受職業(yè)病折磨。
通過職業(yè)衛(wèi)生知識和技能培訓(xùn),增強焊工及焊接操作工的個人意識培訓(xùn),提升個人的防護意識,積極預(yù)防并加強個人營養(yǎng)管理,形成良好的工作習(xí)慣,規(guī)范作業(yè),從制度及組織上做好職業(yè)防護。
3.1.1 應(yīng)用新工藝和新材料優(yōu)化施工
將手工焊接改為自動焊接,減少焊工直接操作所受高溫?zé)彷椛浼昂附訜焿m的影響,應(yīng)用埋弧焊、熱絲TIG自動焊、MAG焊等新工藝新流程;改進焊接材料,選擇無毒或低毒的的焊絲或焊條,減少材料金屬煙塵對身體的損傷;改造手工焊操作難度高、工作量大的施工位置,如將4G改為1G焊接,現(xiàn)場焊接調(diào)整為車間預(yù)制、模塊化現(xiàn)場焊接,減少焊接強度;減少厚度6 mm鋼襯里壁板對接焊縫背部清根(碳弧氣刨等工序)等工序,用單面焊雙面成形實施焊接。
對CO2氣體保護焊,手工TIG焊、熱絲TIG焊等焊接方法,必須采取焊接區(qū)域的低部區(qū)域送排風(fēng),減少這類氣體沉積在地面或作業(yè)場所底部,避免形成地窯/窖,造成人員窒息傷亡。
3.1.2 改造老舊設(shè)施
改進現(xiàn)場工作環(huán)境,如在容器預(yù)制車間主體廠房側(cè)墻及前后大門梁上部容易施工的墻體結(jié)構(gòu),在核準(zhǔn)安全和穩(wěn)定的基礎(chǔ)上擴大窗戶、增加軸流風(fēng)機加強排風(fēng);焊接區(qū)域安裝排風(fēng)罩及空氣凈化裝置進行換氣;實施敞口區(qū)域焊接,保證焊煙能及時排出;焊接區(qū)域增設(shè)相應(yīng)的抽風(fēng)、送風(fēng)設(shè)施,保證區(qū)域新風(fēng)質(zhì)量。
3.1.3 環(huán)境控制
在施工現(xiàn)場醒目部位張貼職業(yè)健康環(huán)保的風(fēng)險公示牌,并設(shè)置環(huán)境監(jiān)測設(shè)備,用相對溫濕度儀、有毒有害氣體測量儀進行監(jiān)測,對不符合標(biāo)準(zhǔn)的場所,采取技術(shù)措施進行控制,以確保環(huán)境符合職業(yè)健康要求。
必須將管溝內(nèi)、地坑、廊道等狹長型構(gòu)筑物,管道、容器、穹頂、小型房間按受限空間的安全管理規(guī)定進行管理,實施工作許可制。做到通風(fēng)、檢測、焊接,再通風(fēng)、再檢測、焊接,間隙控制,必須做到施工環(huán)境符合安全條件后才能實施焊接。
實施焊接點必須有專人巡視監(jiān)護和監(jiān)火,做到動火焊接監(jiān)護有效,避免發(fā)生火險及意外。
氣溫高、日照時間長,易引發(fā)作業(yè)人員頭暈、中暑癥狀,作業(yè)人員易疲乏、易違章作業(yè)[5];導(dǎo)致作業(yè)人員個人防護用品穿戴不規(guī)范;容易引發(fā)作業(yè)人員其他并發(fā)性疾病,如心臟病、高血壓。職工休息區(qū)須配備清涼飲用水、防暑降溫用品;采取輪班更替作業(yè)、減少焊接作業(yè)的勞動強度,必要時配備奶蛋營養(yǎng)用品,增強焊接作業(yè)人員的免疫力和抵抗力。
區(qū)分工作與生活區(qū)相隔離,焊接煙塵必須采取防塵措施并佩帶防毒口罩,禁止在工作場所吸煙、進食等與工作無關(guān)事宜。
焊工操作時須屏蔽和增大與輻射源的距離,消除焊接弧光的影響,使用移動屏障圍住操作區(qū),以免其他工種工人受到紫外線、弧光照射[6];非電焊工禁止進入操作區(qū)域裸眼觀看焊接電弧,焊工及其輔助工必須佩戴專門的面罩、防護眼鏡,以及適宜的防護服和手套。
焊接過程中產(chǎn)生的有害氣體和煙塵,須采用局部排風(fēng)加以排除。8h OELs:輻照度 0.24 μW/cm2;照射量3.5 mJ/cm2。用環(huán)境監(jiān)測儀動態(tài)測量控制保證,典型照片如圖1所示。
圖1 現(xiàn)場凈化排風(fēng)裝置Fig.1 Field purification exhaust device
3.4.1 供給飲料和營養(yǎng)
高溫作業(yè)工人須補充與出汗量相近的水分和鹽分,最好辦法是供給含鹽飲料:一般每人每天供水3~5 L,鹽20 g左右。在8 h工作日內(nèi)汗量少于4 L時,每天從食物中攝取15~18 g鹽即可;若出汗量超過此數(shù)時,除從食物攝取鹽外,尚需從飲料適量補充鹽分如鹽汽水。飲料的含鹽量以0.15%~0.2%為宜;飲水方式為少量多次,飲料溫度不宜超過15℃。在高溫環(huán)境勞動時,能量消耗增加,應(yīng)達到12 600~13 860 kJ,膳食總熱量比普通工人稍高,可由營養(yǎng)師調(diào)配,蛋白質(zhì)增加到總熱量的14%~15%為宜;此外還可補充維生素和鈣等。
3.4.2 個體防護
勞保配備可防止輻射熱、耐熱、熱導(dǎo)率小而透氣性能好的白帆布或鋁箔制的工作服,工作服宜寬大又不妨礙操作、可收口。根據(jù)不同作業(yè)的需要,供給工作帽、防護眼鏡、隔熱面罩、阻燃手套、鞋蓋、護腿等個人防護用品[7]。
對從事焊接、接觸高溫能量介質(zhì)的焊接作業(yè)工人須進行就業(yè)前和入暑前體格檢查和篩查:凡有心血管系統(tǒng)器質(zhì)性疾病、血管舒縮調(diào)節(jié)機能不全,持久性高血壓、潰瘍病、活動性肺結(jié)核、肺氣腫、肝病、腎疾病、明顯的內(nèi)分泌疾?。ㄈ缂谞钕俟δ芸哼M)、中樞神經(jīng)系統(tǒng)器質(zhì)性疾病、過敏性皮膚疤痕患者、重病后恢復(fù)期及體弱者,均不宜從事焊接,從源頭控制好焊工資格。每年要進行健康體檢,對照體檢報告核對關(guān)鍵檢驗指標(biāo),及時發(fā)現(xiàn)超標(biāo)項進行康復(fù)療養(yǎng)。
在施工現(xiàn)場醒目部位張貼職業(yè)健康環(huán)保的風(fēng)險公示牌,并設(shè)置環(huán)境監(jiān)測設(shè)備,警示職工做好個人防護及醫(yī)療預(yù)防,提高安全環(huán)保風(fēng)險意識。焊接作業(yè)前要分析辨識焊接過程的安全風(fēng)險并消除事故隱患,要做好安全先決條件檢查和確認(rèn),合理調(diào)整勞動強度,防止疲勞作業(yè)。
為保證焊接施工質(zhì)量及職工健康,必須做到焊接區(qū)域通風(fēng)良好,不能形成穿堂風(fēng),控制焊接環(huán)境的風(fēng)速小于9 m/s的標(biāo)準(zhǔn)要求;從事氬弧焊等惰性氣體焊接時必須保持相應(yīng)的休息頻次,通過底部送排風(fēng)來解決這類氣體沉積在地面或作業(yè)場所底部的問題。在管道、容器以及人孔、地坑或其他可界定為密閉空間作業(yè),必須辦理作業(yè)許可證,并采取加強機械送風(fēng)措施,定時測試氧氣含量,并派專人監(jiān)護,可靠的安全措施有效落實后方可實施焊接,以保證人員安全。