Hold sveiserøyken i sjakk - Slik reduseres faren til et minimum

Sveisespesialisten Fronius tar et blikk bak kulissene viser følgende: Hvis man forstår sammenhengene og iverksetter riktige tiltak, kan man minimere sveiserøyk på en pålitelig måte, og arbeide trygt.

Hva er sveiserøyk, og hvordan oppstår den?

Ved lysbuesveising antar lysbuen flere tusen grader. Metall fordamper, reagerer og kondenserer – det oppstår sveiserøyk. Den består av gasskomponenter som ozon, karbonmonoksid, karbondioksid eller nitrogenoksider, samt partikkelformige komponenter som jern-, nikkel- og blyoksider, mangan eller krom VI-forbindelser. Verdt å merke seg: Om lag 95 prosent av utslippene kommer fra tilsatsmaterialet, det vil si tråden som kontinuerlig føres inn i smeltebadet.

Faren er mindre synlig enn merkbar: De fleste partiklene er svært små, ofte mindre enn 1 µm, noen til og med mindre enn 0,1 µm. Slike partikler når inn til alveolene, luftsekkene der gassutvekslingen i lungene foregår. Derfra kan de, avhengig av sammensetningen, gå over i blodbanen. Følgene spenner fra kroniske luftveisproblemer (f.eks. siderose ved jernoksider) og giftvirkninger (f.eks. fra karbonmonoksid, nitrogenoksider, ozon eller manganoksider) til kreftfremkallende risiko ved krom VI-forbindelser eller nikkeloksid, særlig ved sveising av høylegert stål.

Grenseverdier hjelper litt

Selvsagt finnes det retningslinjer. I Østerrike skiller man mellom MAK-verdier (maksimal konsentrasjon på arbeidsplassen) og TRK-verdier (teknisk veiledende konsentrasjon). Mens MAK-verdiene anses som ufarlige for helsen hvis de overholdes, er TRK-verdiene ikke uten risiko, de er en teknisk veiledende verdi, ofte for stoffer der man ikke vet sikkert om de er ufarlige, for eksempel krom VI-forbindelser. Her er den veiledende verdien 0,02 mg/m3.

Et blikk over landegrensene viser forskjellene: Nederland har spesielt strenge krav, med 1 mg/m³ A-støv (alveolinntrengbart støv), Tyskland ligger på 1,25 mg/m³, Østerrike (som Frankrike, Belgia, Norge eller USA og Canada) på 5 mg/m³ omgivelsesluft. Viktig: Grenseverdier, standarder og forskrifter er øyeblikksbilder og kan endres når som helst. Hver bedrift bør jevnlig undersøke de gjeldende nasjonale kravene og tilpasse risikovurderingen deretter.

Den systematiske fremgangsmåten: STOP-prinsippet

Effektiv reduksjon av sveiserøyk følger et klart hierarki – STOP-prinsippet. Tiltak må prioriteres i denne rekkefølgen: Substitusjon og tekniske løsninger fungerer som kollektiv beskyttelse og beskytter dermed også mennesker i omgivelsene. Organisatoriske tiltak reduserer i hovedsak resteksponering. Personlig verneutstyr beskytter kun den enkelte og utgjør derfor alltid det siste nivået i hierarkiet.

S – Substitusjon: prosesser med lavere utslipp (f.eks. TIG), alternative sveisetråder og beskyttelsesgasser, optimalisert lysbuelengde.

T – Tekniske tiltak: Sveisepistoler med sugeinnretning, automatiserte sveiseceller, avsughetter.

O – Organisatoriske tiltak: Restefrie komponenter, rene og velstrukturerte arbeidsplasser, redusere eksponeringstiden, holde uvedkommende borte, regelmessig opplæring.

P – Personlige tiltak: Åndedrettsvern, hvis alle tidligere tiltak ikke er tilstrekkelige

Sveiseren har effektive tilpasningsmuligheter.

Når lysbuen utgjør forskjellen

En studie utført av Gesellschaft für Forschungs- und Fügetechnik (FEF) i Aachen, i samarbeid med Fronius, viser i hvilken grad innstillingene på sveiseapparatet påvirker utslippene av sveiserøyk: Det er ikke bare prosessen, men også parameterinnstillingene som har en betydelig innflytelse på røykutslippsraten (FER).

I en sammenligning av ulike prosessvarianter; standard lysbue, lysbue med lav sprutkontroll (LSC) og pulserende lysbue, viste det seg at den pulserende lysbuen var den prosessen som ga den mest stabile materialovergangen og den laveste utslippsraten. Prosessparameter, som trådhastighet, spenning og strømstyrke, ble ikke endret.

Sveisingen ble utført med en G-3Si1-tråd (Ø 1,2 mm) på varmvalset, ulegert konstruksjonsstål (S235JR) med beskyttelsesgass M21 (82 % Ar/18 % CO2), helmekanisert og under reproduserbare forhold.

Dette avdekket måleserien

Påleggssveis

Sveising med en sveisepistol med sugeinnretning viste spesielt lave FER-verdier ved en trådhastighet på 5 m/min og nøytral sveisepistolplassering. Overraskende nok var FER lavere ved 11 m/min enn ved 8 m/min. Årsak: Ved 8 m/min forårsaket testen flere kortslutninger, noe som økte utslippene. Et konsekvent utfall: Langsom sveisepistolføring reduserte utslippene noe ved alle trådhastigheter.

Størst effekt hadde imidlertid korrigering av lysbuelengden. Selv en moderat økning i gjennomsnittsspenningen, med rundt +0,4 V, reduserte FER betydelig ved alle trådhastigheter. Den fysiske bakgrunnen: En optimalt innstilt lysbuelengde minimerer kortslutninger. Færre kortslutninger betyr en jevnere materialovergang, og dermed mindre metalldamp og mindre røyk.

Kilesveis

Her var utslippene totalt sett lavere, men viste samme utvikling.

• 5 m/min trådhastighet: ca. 0,55 mg/s

• 8 m/min trådhastighet: ca. 0,7 mg/s

• 11 m/min trådhastighet: ca. 1,7 mg/s

Også her viste det seg at den slepende sveisepistolføringen var en fordel ved sveising med en sveisepistol med sugeinnretning, spesielt ved høye trådhastigheter. En detaljert test ved 11 m/min resulterte i et FER-minimum med en korrigering på -1,5 volt. Hvis lysbuen ble forlenget eller forkortet, økte utslippet igjen, enten på grunn av høyere prosessytelse eller hyppigere kortslutning.

Det viktigste for verkstedet

Prosessen danner grunnlaget: Pulsprosessen gir en spesielt fordelaktig materialovergang i mange bruksområder.

Finjustering av lysbuelengden: Lysbuen bør holdes så kort som mulig, slik at prosessen opererer med en lav, men stabil kortslutningsfrekvens.

Optimaliser trådmatingen: Trådhastigheten på 5 m/min var overbevisende i testen med de laveste utslippsverdiene. I prinsippet gjelder følgende: Hvis sveiseprosessen forblir den samme, er det en fordel med lavere lysbueeffekt.

Fang opp røyken før den sprer seg

I tillegg til prosedyrer og parameter er korrekt fjerning helt sentralt. Sveisepistoler med sugeinnretning som Fronius MTW 500i Exento fanger opp røyken der den oppstår; direkte i smeltebadet. I kombinasjon med et kraftig, mobilt Fronius Exento HighVac-avsug kan man fange opp opptil 99 prosent av røyken siden den suges ut direkte der den oppstår. Viktig: Volumstrømmen til sveisepistolavsuget må holdes innenfor et optimalt område; for lave verdier reduserer ytelsen, mens for høye verdier kan føre til brudd i beskyttelsesgassen, sprut eller ujevnheter i sveisesømmen. Regelmessig kontroll med en egnet volumstrømsmåler anbefales.

Der hvor det ikke er mulig å bruke en sveisepistol med sugeinnretning, eksempelvis ved manuell elektrisk sveising, er det mobile avsuget Exento-LowVac et effektivt alternativ. Det fungerer med en strømningsoptimalisert, roterbar avsughette som dekker et stort område. Den har også en stor filterflate og er ideell ved hyppig bytte mellom arbeidsplasser.

Alle Exento-systemer oppfyller kravene i DIN EN ISO 21904-1 for fangst og separasjon av sveiserøyk. Denne standarden spesifiserer de generelle kravene til lokalt utstyr for fangst av røyk, inkludert utforming av avtrekkshetter, kanaler, filterenheter, luftmengder, varslingssystemer og sikkerhetsrelaterte arbeidsplassinstruksjoner. Målet er å sikre at sveiserøyken fanges opp så fullstendig som mulig og så nær opprinnelsesstedet som mulig, og at den skilles ut på en pålitelig måte.

Personlig verneutstyr

Der hvor den tekniske utvinningen støter mot grensene eller sveiserne trenger ekstra beskyttelse, spiller personlig verneutstyr en avgjørende rolle. Vifteassistert åndedrettsvern (PAPR) gir pålitelig beskyttelse mot de fineste sveiserøykpartiklene ved permanent å filtrere ren pusteluft inn i hjelmen.

Kombinasjonen av overtrykk i hjelmen og svært effektive partikkelfiltre reduserer forurensningsnivået betydelig, spesielt ved arbeid i trange rom, vanskelig tilgjengelige områder eller i prosesser uten direkte punktavsug. Fronius tilbyr moderne Fronius Vizor Air-sveisehjelmer med viftefilterenhet. Jevn luftstrøm, redusert varmebelastning og et uhindret synsfelt bidrar til nøyaktig arbeid selv under lange skift.

Sveiserøyk er ingen skjebnedom

Sveiserøyk kan kontrolleres. Med den rette kombinasjonen av moderne prosesskontroll, finjustering av ulike parametere, punktavsug og personlig verneutstyr blir arbeidsplassen ikke bare tryggere, den blir også mer produktiv og attraktiv. Eller kort sagt; utslippsraten for røyk er ikke noen naturlov. Det er en justerbar variabel, og sveiserne har mange av disse innstillingsmulighetene i sine egne hender.

For mer informasjon se: www.fronius.com