В процессе своей трудовой деятельности электросварщик подвергается воздействию целого комплекса опасных и вредных производственных факторов физической и химической природы: излучение, сварочный аэрозоль, искры и брызги металла и шлака и другие.
Именно эти факторы вызывают профессиональные заболевания и травматические повреждения. К основным, чаще всего развивающимся профзаболеваниям сварщиков относятся: Интоксикация марганцем (нейротоксикоз), Пневмокониоз, Профессиональная экзема, Пылевой бронхит, Бронхиальная астма. В группу риска возникновения этих заболеваний попадает каждый сварщик со стажем работы более 10 лет, даже если сварщик работает в пределах допустимой концентрации.
ПРОФЕССИОНАЛЬНЫЕ ЗАБОЛЕВАНИЯ СВАРЩИКОВ И ИХ ПРОФИЛАКТИКА
Спектр излучения сварочной дуги включает в себя участок инфракрасных волн, видимый участок и ультрафиолетовый участок. При этом доля инфракрасных лучей составляет от 30 – 70% всей энергии излучения дуги. Именно инфракрасные лучи способны вызвать профессиональную катаракту. Наибольшее значение имеет ультрафиолетовая часть спектра увеличивающая риск возникновения онкологических заболеваний. Даже кратковременное воздействие ультрафиолетовых лучей на незащищенный глаз способно вызвать ожог роговой оболочки – электроофтальмию, а воздействуя на открытые участки кожи, вызывает ожоги. Ожоги от сварочной дуги могут быть гораздо сильнее и опаснее, чем от солнца. Чем выше сила тока при сварке, тем сильнее излучение сварочной дуги. Опасность возрастает при сварке ржавой, загрязненной, замасленной или окрашенной поверхности, а также при использовании загрязненного флюса.
Сварочный аэрозоль представляет собой совокупность мельчайших частиц, образовавшихся в результате конденсации паров расплавленного металла, шлака и покрытия электродов. К наиболее вредным выделениям относятся окислы марганца, вызывающие органические заболевания нервной системы, легких, печени и крови; соединения кремния, вызывающие в результате вдыхания их силикоз; соединения хрома, способные накапливаться в организме, вызывая головные боли, заболевания пищеварительных органов, малокровие; окись титана, вызывающая заболевания легких. Кроме того, на организм неблагоприятно воздействуют соединения алюминия, вольфрама, железа, ванадия, цинка, меди, никеля и других элементов. Вредные газообразные вещества, попадая в организм через дыхательные пути и пищеварительный тракт, вызывают иногда тяжелые поражения всего организма. К наиболее вредным газам, выделяющимся при сварке и резке, относятся окислы азота, вызывающие заболевания легких и органов кровообращения; окись углерода накапливаясь в помещении приводит к раздражению дыхательных путей, вызывает потерю сознания, одышку, судороги и поражение нервной системы; озон образуется при сварке в инертных газах, быстро вызывает раздражение глаз, сухость во рту и боли в груди; фтористый водород действует на дыхательные пути и даже в небольших концентрациях вызывая раздражение слизистых оболочек. При сварке в среде защитных газов торированными вольфрамовыми электродами в воздух выделяются окислы тория и продукты его распада, которые представляют радиационную опасность.
Другие элементы сварочного аэрозоля, а также так называемые сварочные газы, обладая сильным раздражающим действием, способны вызвать хронический бронхит. Установлено, что многие компоненты сварочного аэрозоля при длительном воздействии увеличивают риск возникновения сердечно-сосудистых и онкологических заболеваний, и уменьшают продолжительность жизни. Шум в сочетании с ультразвуковыми колебаниями вызывает стойкое понижение слуха у работающих. Чтобы избежать описанного неблагоприятного воздействия производственных факторов, характерных для электросварки, необходимо не допускать облучения сварочной дугой глаз и открытых участков кожи, защищать их от попадания искр и брызг металла и шлака и, наконец, препятствовать попаданию в органы дыхания сварочного аэрозоля.
При всех способах дуговой, электрошлаковой, контактной и газовой сварки, плазменных технологиях это легче всего сделать с помощью средств индивидуальной защиты – сварочных щитков с блоком фильтрации и подачи воздуха в совокупности с правильно подобранной специальной защитной одеждой, устойчивой к излучению дуги, огнестойкой и прочной, а также с перчатками или рукавицами, обладающими необходимыми защитными свойствами, что позволяет гарантировать полную защиту электросварщика от описанных выше опасных и вредных производственных факторов. Практика показывает, что вентиляция в совокупности с комплексом мероприятий технологического и организационного характера позволяет снизить концентрации вредных веществ до предельно допустимых и способствует значительному оздоровлению условий труда работающих в сварочных цехах. Грамотный подбор и применение комплексных средств индивидуальной защиты позволит свести к минимуму риск профессиональных заболеваний и сохранить здоровье сварщика.
К основным способам профилактики профзаболеваний электросварщиков относятся:
cовершенствование технологических процессов;
регулярное использование индивидуальных средств защиты;
наличие, исправность и регулярное использование коллективных средств защиты;
качественное проведение предварительных и периодических медицинских осмотров;
оздоровление в профилакториях и пансионатах;
защита временем (исключение чрезмерно длительного стаже работы со сварочными аэрозолями и пылью и исключение сверхурочных работ);
рекомендуемый максимальный стаж для электросварщиков – 12,5 лет;
наличие и регулярное использование дополнительных к обеденному оплачиваемых перерывов для посещения ингалятория;
регулярное использование дополнительного питания;
отказ от курения.
ВРЕДНОЕ ВОЗДЕЙСТВИЕ НА РАБОТНИКА УЛЬТРАФИОЛЕТОВОГО ИЗЛУЧЕНИЯ
К ультрафиолетовой части спектра относятся волны длиной от 100 до 400 нм. В производственных условиях встречается при электросварке, действии ртутно-кварцевых ламп, плавке металла в электропечах, используется в кино- и фотопромышленности, при светокопировальных и плазменных процессах. Ультрафиолетовое излучение применяется для предупреждения D-витаминной недостаточности у рабочих на подземных выработках, а также в физиотерапевтических кабинетах. При этом воздействию излучения подвергаются и медработники, обслуживающие кабинеты. Основными искусственными источниками ультрафиолетового излучения являются ртутные лампы высокого и среднего давления, ксеноновые дуговые лампы, а также лампы, содержащие смеси различных газов, в состав которых входят ксенон или пары ртути. Биологическая активность ультрафиолетовые лучей зависит от длины их волн.
Различают 3 участка спектра с длиной волны:
0,4 – 0,31 мкм – оказывающие слабое биологическое действие;
0,31 – 0,28 мкм – оказывающие сильное действие на кожный покров;
0,28 – 0,20 мкм – активно действующие на тканевые белки и липоиды, способные вызывать гемолиз.
Биологические объекты способны поглощать энергию падающего на них излучения. При этом световой фотон, взаимодействуя с молекулой, выбивает электрон из ее орбиты. В результате образуется положительно заряженная молекула, или малый ион, действующий как свободный радикал, нарушающий структуру белков и повреждающий клеточные мембраны. Так как энергия фотона обратно пропорциональна длине волны, коротковолновое ультрафиолетовое излучение обладает большей повреждающей способностью по отношению к биологическим объектам. Повреждение живых объектов ультрафиолетовым излучением всегда фотохимическое, оно не сопровождается заметным повышением температуры и может возникнуть после длительного латентного периода. Для повреждения достаточно малых доз излучения, действующих в течение длительного времени.
Интенсивное воздействие ультрафиолетового излучения может вызвать профессиональные дерматиты с диффузной эритемой и экссудацией, поражение слизистой и роговой оболочек глаза (электроофтальмию).
Патогенез. Ультрафиолетовые лучи, попадая в передние отделы глаза, вызывают там воспалительные явления. Под действием ультрафиолетового излучения в первую очередь страдает передний эпителий роговицы. Под действием больших доз излучения развивается воспалительная реакция с вовлечением в процесс радужки и окружающих тканей. Нарушается баланс внутриглазной жидкости, причиной которого является повышение проницаемости поврежденного эндотелия. Возникает острый фотокератит. Изменения роговицы вследствие длительного воздействия малых доз ультрафиолетового излучения сходны с возрастными изменениями. И в том и в другом случае уменьшается толщина роговицы, снижается плотность эндотелиальных клеток.
Под действием ультрафиолетового излучения снижается чувствительность роговицы, но после прекращения облучения чувствительность быстро восстанавливается. Предполагается, что при этом угнетается деятельность нервного сплетения роговицы без изменения его структуры. Процесс выздоровления тормозится миграцией лейкоцитов в роговичную ткань. Сильная боль при фотокератите вызвана не только потерей эпителиальных клеток, но и повреждением аксонов субэпителиального нервного сплетения.
Для появления симптомов фотокератита достаточно весьма небольших доз ультрафиолетового излучения.
После нескольких облучений глаз становится еще более чувствительным к повреждающему действию ультрафиолетового излучения. При многократных облучениях степень повреждения роговицы зависит от длительности промежутка времени от одного облучения до другого. Роговичная ткань способна в некоторой степени восстанавливаться. Для этого необходимо, чтобы от одного облучения до другого прошло не менее 8 ч.
Клиническая картина. Симптомы болезни обычно появляются через 6—12 ч после облучения. Больных беспокоят покраснение век и кожи вокруг глаз, ощущение инородного тела в глазу, светобоязнь, слезотечение и сильная боль в пострадавшем глазу. Острая стадия заболевания продолжается 24 ч, но полностью дискомфортные ощущения исчезают только через 48 ч. Объективно обнаруживаются резкий блефароспазм, гиперемия конъюнктивы век и глазного яблока.
В редких случаях наблюдается отек конъюнктивы. При обычном осмотре изменений в роговице, как правило, не отмечается. В свете щелевидной лампы роговица кажется как бы истыканной, реже виден приподнятый эпителий. Как правило, эти изменения носят обратимый характер. Необратимые нарушения возникают только при воздействии достаточно больших доз ультрафиолетового излучения.
Лечение. Для снятия болезненных ощущений необходимо закапывание в глаза раствора дикаина или новокаина. Полезны холодные примочки. Больной должен оставаться под врачебным наблюдением в течение 1 – 3 ч. Через несколько часов все явления обычно проходят. Иногда более длительно остается светобоязнь. В этих случаях рекомендуется ношение солнцезащитных очков в течение нескольких дней. Трудоспособность нарушается обычно лишь на 1 день.
Профилактика. Люди, работающие с искусственными источниками ультрафиолетовых лучей, должны пользоваться защитными очками, линзы которых поглощают ультрафиолетовое излучение. Необходимо также использовать ручной защитный щит, имеющий одно или два защитных окошка. Важное значение имеет экранирование рабочего места.
ОПАСНЫЕ ФАКТОРЫ ПРИ СВАРКЕ И ВЫБОР СИЗ
В процессе своей трудовой деятельности электросварщик подвергается воздействию целого комплекса опасных и вредных производственных факторов физической и химической природы: Излучение электрической, сварочный аэрозоль, искры и брызги расплавленного металла и шлака. Именно эти факторы вызывают профессиональные заболевания и травматические повреждения. Другие 
вредности: газы, шум, электромагнитные поля, образование аэроионов имеют меньшее значение и обычно не служат причиной профессиональных заболеваний.
Спектр излучения сварочной дуги включает в себя участок инфракрасных волн (3430 – 760 нм), видимый участок (760 – 400 нм) и ультрафиолетовый участок (400 – 180 нм). При этом доля инфракрасных лучей составляет от 30 до 70% всей энергии излучения дуги. Именно инфракрасные лучи способны вызвать профессиональную катаракту. Видимый свет электрической дуги нестерпимо ярок. Смотреть на него сколько-нибудь долго невозможно, поэтому ни у кого из сварщиков не вызывает сомнения необходимость использования светофильтров. Наибольшее значение с точки зрения охраны труда имеет ультрафиолетовая часть спектра. Даже кратковременное воздействие ультрафиолетовых лучей на незащищенный глаз способно вызвать ожог роговой оболочки – электрофтальмию.
Неопытные сварщики чаще других страдают электрофтальмией из-за трудности своевременно устанавливать в нужное положение щиток со светофильтром в момент возбуждения сварочной дуги. Ультрафиолетовое же излучение, воздействуя на открытые участки кожи, вызывает ожоги, подобные тем, которыми страдают люди, злоупотребившие солнечными лучами при загорании. Ожоги от сварочной дуги могут быть, однако, гораздо сильнее и опаснее, чем от солнца. Чем выше сила тока при сварке, тем сильнее излучение сварочной дуги.
Сварочный аэрозоль представляет собой совокупность мельчайших частиц, образовавшихся в результате конденсации паров расплавленного металла, шлака и покрытия электродов. Состав сварочного аэрозоля зависит от состава сварочных и свариваемых материалов. В силу своих мельчайших размеров (иногда меньше 1 микрометра) сварочный аэрозоль беспрепятственно проникает в глубинные отделы легких (легочные альвеолы) и частично остается в их стенках, вызывая профессиональное заболевание, называемое «пневмокониоз сварщика», частично всасывается в кровь. Если сварочный аэрозоль содержит значительное количество марганца, а так бывает при сварке легированных и нержавеющих сталей качественными электродами, то, распространяясь с кровью по организму, этот чрезвычайно токсичный элемент вызывает тяжелое заболевание: марганцевую интоксикацию. При этом страдает, главным образом, центральная нервная система. Изменения в организме при марганцевой интоксикации необратимы.
Другие элементы сварочного аэрозоля, а также так называемые сварочные газы, обладая сильным раздражающим действием, способны вызвать хронический бронхит.
В последние годы установлено, что многие компоненты сварочного аэрозоля, не вызывая специфических профессиональных болезней, при длительном воздействии увеличивают риск возникновения сердечно-сосудистых и онкологических заболеваний, а также уменьшают продолжительность жизни.
Чтобы избежать описанного неблагоприятного воздействия производственных факторов, характерных для электросварки, необходимо не допускать облучения сварочной дугой глаз и открытых участков кожи, защищать их от попадания искр и брызг металла и шлака и, наконец, препятствовать попаданию в органы дыхания сварочного аэрозоля. При всех способах дуговой, электрошлаковой, контактной и газовой сварки, плазменных технологиях это легче всего сделать с помощью комплексного средства индивидуальной защиты – сварочных щитков Speedglas 9000 с блоками Adflo (Hornell Int. AB) или Муссон.
Комплексное средство принципиально состоит из двух основных частей. Для защиты лица и глаз применяется сварочный щиток с автоматически затемняющимся светофильтром на жидких кристаллах (АСФ), а для защиты органов вдыхания – блок фильтрации и подачи воздуха. Важно отметить, что именно комплексный характер изделия в совокупности с правильно подобранной специальной защитной одеждой, устойчивой к излучению дуги, огнестойкой и прочной, а также с перчатками или рукавицами, обладающими необходимыми защитными свойствами, позволяет гарантировать полную защиту электросварщика от описанных выше опасных и вредных производственных факторов.
Основным элементом комплексного средства защиты является автоматический светофильтр (АСФ). В выключенном состоянии светофильтр имеет степень затемнения 5 – 6 дин, при включении светофильтр осветляется до 3 дин, что позволяет, не поднимая щитка, визуально контролировать подготовительные и сборочные операции, выполняемые сварщиком. Когда деталь подготовлена, сварщик подносит электрод к месту будущего сварного шва и возбуждает дугу. Именно этот момент наиболее опасен для возникновения электроофтальмии. Применение щитка с автоматическим светофильтром исключает поражение глаз, поскольку наблюдение ведется через светофильтр еще до начала сварки. Как только возникла дуга, светофильтр мгновенно затемняется до необходимого уровня 9 – 13 дин. На это уходит ничтожное время – десятые доли миллисекунды. Заканчивается сварка – светофильтр осветляется, и сварщик, не поднимая щитка, снова может выполнять подготовительные операции.
В зависимости от назначения используются светофильтры различных моделей – от упрощенной до универсальных.
9000Xi – универсальный сварочный щиток с автоматически затемняющимся светофильтром, работающим в двух режимах. Первый режим обеспечивает 5 степеней затемнения, которые применяются при MIG, MAG и сварке электродом, плазменной сварке и резке. Второй режим обеспечивает 3 степени затемнения при низкоамперной сварке вольфрамовым электродом (TIG). Новый улучшенный светофильтр обеспечивает работу даже при силе тока в 1 А. Speedglas 9000 Xi может использоваться при любом освещении, включая прямой солнечный свет. На щитке расположена солнечная батарея, которая продлевает срок службы батареек до 3000 часов.
Speedglas 9000X – универсальный сварочный щиток с автоматически затемняющимся светофильтром, с регулируемым от 9 до 13 DIN номером затемнения и увеличенным полем зрения на 45%. Используется с различным сварочным оборудованием при токах до 500 А. Имеет два способа регулировки чувствительности светофильтра: автоматический (рекомендуется для наружных работ) и ручной (для низкоамперной сварки). Щиток дополнительно оснащен солнечной батареей.
Speedglas 9000V – сварочный щиток с автоматически затемняющимся светофильтром, с регулируемым от 9 до 13 DIN номером затемнения. Используется с различным сварочным оборудованием и при различных сварочных работах. Имеет два способа регулировки чувствительности светофильтра: автоматический (рекомендуется для наружных работ) и ручной (для низкоамперной сварки). Универсальный щиток широкого промышленного назначения.
Speedglas 9000XF – модель с фиксированным номером светофильтра 10, 11 или 12 DIN, но с увеличенным размером светофильтра 55х107 мм. Предусмотрена как автоматическая, так и ручная регулировка чувствительности светофильтра.
Speedglas 9000F – сварочный щиток с автоматически затемняющимся светофильтром. Выпускаются три модели с фиксированными номерами затемнения – 10, 11, или 12 DIN. Модель общепромышленного назначения. Оптимальная модель для использования на конкретном сварочном посту, при известном оборудовании и постоянных сварочных токах.
Speedglas Utility – сварочный щиток с автоматически затемняющимся светофильтром. Выпускаются две модели с фиксированными номерами затемнения 10 или 11 DIN. Упрощенная модель, предназначенная для эпизодических сварочных работ в быту, мастерских, гаражах и т.д.
Модели 9000XF, 9000V, 9000X и 9000Xi, помимо автоматического режима срабатывания от пульсации сварочной дуги, имеют и ручную регулировку порога срабатывания от изменения светового потока для случая стабильной дуги. В ручном режиме предусмотрена также дополнительная защита от яркого послесвечения сварочного шва. Светофильтр высветляется с запаздыванием – «ждет» пока сварочный шов остынет и утратит яркость свечения.
Наличие предвключенного интерференционного светофильтра постоянной оптической плотности обеспечивает надежную защиту глаз сварщика от ультрафиолетового и инфракрасного излучения даже при выключенном или вышедшем из строя автоматическом светофильтре.
Указанные четыре модели универсальны. Они пригодны не только для различных технологий электродуговой и плазменной сварки и резки при любых токах, но, в частном случае, могут использоваться для газовой сварки или резки автогенной горелкой и для шлифовально-зачистных работ.
Модульная система установки светофильтра в щиток позволила привнести и другие усовершенствования, а также «маленькие хитрости». Так, с наружной стороны светофильтр защищен выпуклой поликарбанатной пластиной, на которую не налипают брызги металла. Оригинальная форма защитной пластины, на которую не налипают брызги металла. Оригинальная форма защитной пластины также выбрана не случайно. Помимо отличных оптических свойств она исключает применение нефирменных, суррогатных стекол, низкое качество которых может привести к повреждению светофильтра, и снизить эффективность его работы. С внутренней стороны светофильтр также защищен поликарбонатной пластиной. В случае необходимости в кассету светофильтра могут вставляться дополнительные простые светофильтры 1 или 2 DIN, если при очень больших токах (500 – 600 А) потребуется более плотное затемнение. А если у сварщика плохо со зрением? Носить очки под сварочным щитком неудобно. Поэтому здесь же могут устанавливаться и корректирующие линзы на +1,0; +1,5; +2,0; +2,5 диоптрий.
То, что панель управления светофильтром находится внутри щитка – еще одно преимущество. Выведение регуляторов на внешнюю сторону щитка, как это сделано у некоторых изготовителей, чревато их поломкой или случайным непреднамеренным переключением в ходе работы. Следует особо отметить уникальную конструкцию самого щитка, не имеющего аналогов в мире. Помимо малого веса и хорошей балансировки на оголовье, регулируемом в широких пределах, щиток обладает зауженным профилем, что делает его применение особенно удобным при работе в стесненных местах. Съемная фронтальная рамка серебристого цвета (кроме модели Utility) отражает лучистое тепло и предотвращает перегрев щитка. Материал щитка и рамки из полиамида гибок и ударопрочен, не прожигается искрами и брызгами расплавленного металла, даже при сварке горизонтальных швов. Сварочные щитки Speedglas 9000 единственные в мире имеют боковые смотровые окошки из обычного светофильтра, защищающие сварщика от бликов соседних сварочных постов и расширяющие обзор более, чем на 180 градусов. Тем самым улучшается ориентировка сварщика в пространстве и снижается риск травмирования окружающими препятствиями и движущимися объектами. При использовании сварочных щитков с автоматическим затемнением может возникнуть еще одна проблема: так как сварщик долгое время может работать, не поднимая маски, под ней начинает скапливаться содержащийся в выдыхаемом воздухе углекислый газ. В сварочном щитке Speedglas 9000 предусмотрена уникальная система отвода углекислоты из-под щитка через специальные каналы без использования какого-либо побудителя – только за счет геометрии самих каналов (кроме модели Utility).
Сварочные щитки Speedglas 9000 могут использоваться в комплекте с защитной каской, а при необходимости и с наушниками. За счет оригинальной шарнирной системы щиток может откидываться и фиксироваться в поднятом положении снаружи каски в ее теменной области. Новейшая разработка фирмы Hornell Int. AB – система Speedglas FlexFView – представляет собой комбинацию сварочного щитка с прозрачным щитком для зачистных и шлифовальных работ. Таким образом, в одном пакете предлагается универсальное средство защиты для проведения сварочных и вспомогательных работ, обеспечивающее надежную защиту и высокий комфорт.
Защита органов дыхания от сварочного аэрозоля осуществляется следующим образом. Щиток снабжен матерчатыми шторками из огнестойкого материала, которые охватывают шею и нижнюю часть лица сварщика, изолируя органы дыхания. Сверху к щитку крепится воздуховод, по которому подается очищенный блоком фильтрации воздух. Этот воздух, во-первых, служит для дыхания сварщика, во-вторых, омывает его лицо, создавая ощущение свежести и предохраняя от перегрева вследствие воздействия инфракрасных лучей, в-третьих, создает некоторое избыточное давление, препятствующее проникновению под щиток вредных веществ. Блок фильтрации сварщик размещает на боку или спине. Это способствует тому, что воздух для дыхания забирается из места более удаленного от источника образования вредных веществ, где их концентрация не так велика.
Входящий в комплексное средство автономный блок фильтрации Adflo – турбоблок комбинированной противоаэрозольной и противогазовой защиты, отличающийся повышенной сорбционной емкостью по аэрозолям и газам. В зависимости от характера загрязнения воздуха он может производить как очистку только от аэрозоля, так и от аэрозольно-газовой смеси. Установка дополнительного противогазового фильтра занимает считанные секунды. В собранном виде блок Adflo компактен, не имеет острых углов и граней, удобно размещается на поясе. Уникальность системы Adflo заключается также в электронном блоке управления потоком воздуха, который автоматически поддерживает необходимый расход (160 или 200 л/мин) и своевременно дает сигнал тревоги в случае забивания фильтра или разряда аккумулятора.
Для работы в замкнутых объемах предлагается система Fresh-air С, подающая под щиток сварщика чистый сжатый воздух от баллона, магистрали или компрессора. Cварочный щиток Speedglas Fresh-air отличаются уникальной системой воздухораспределения. Воздух подводится одновременно по нескольким каналам, что исключает узконаправленный обдув лица, характерный для продукции больщинства других производителей и чреватый повышенным риском респираторных заболеваний. Большим преимуществом системы Speedglas для российских потребителей является ее совместимость с отечественным автономным блоком фильтрации воздуха Муссон. Турбоблок Муссон не уступает по своим техническим характеристикам аналогичным западным противоаэрозольным СИЗОД, надежно защищает сварщика от сварочных аэрозолей и механических частиц. Грамотный подбор и применение комплексных средств индивидуальной защиты позволит свести к минимуму риск профессиональных заболеваний и сохранить здоровье сварщика.
Источники: журнал «Промышленное Оборудование», № 2, 2004 г.; электронные ресурсы – kisar.ru, medichelp.ru, rospotrebnadzor.ru.