焊接作業(yè)安全技術(shù)

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一、焊接及焊接作業(yè)安全技術(shù)的意義
    焊接是指通常適當?shù)奈锢砘瘜W過程,使兩個分離的固態(tài)物體之間產(chǎn)生原子或分子間的結(jié)合而連成一體的方法。金屬焊接主要分為熔化焊、固相焊和釬焊。熔化焊主要包括氣焊、電弧焊和電阻點焊等;固相焊主要有冷壓焊、爆炸焊、電阻對焊和閃光對焊等。此外,金屬熱切割、表面堆焊、噴焊和噴涂等,雖然不屬于分離金屬的連接,但均是與焊接方法相近或密切相關(guān)的金屬加工方法,通常這屬于焊接研究的范疇。
    焊接作業(yè)安全技術(shù),主要指焊接作業(yè)操作過程中所涉及的人身、設(shè)備和生產(chǎn)環(huán)境的安全國家標準(特種作業(yè)人員安全技術(shù)考核管理規(guī)則》( GB306 - 85 )規(guī)定金屬焊接(氣割)作業(yè)人員為特種作業(yè)人員。
    焊工要與各種易燃易爆氣體、壓力容器和電機電器接觸,同時,在焊接與切割過程中,又會產(chǎn)生有毒氣體、有害粉塵、弧光輻射、高頻電磁場噪聲和射線等。所有這些不安全因素,都有可能成為發(fā)生爆炸、火災(zāi)、觸電、燙傷、高空墜落等事故以及爆工塵肺、中毒等職業(yè)病的發(fā)生原因,不僅危害作業(yè)人員的安全與健康,而且還會使企業(yè)財產(chǎn)遭受嚴重損失,影響生產(chǎn)的順利進行。所以,必須強調(diào)焊接作業(yè)中的安全技術(shù),防止不安全因素造成危害。
    二、氣焊與氣割作業(yè)安全技術(shù)
    (一)氣焊與氣割作業(yè)。氣焊是利用可燃氣體(主要是乙炔氣)在純氧中燃燒,使焊絲和母材接頭處熔化,從而形成焊縫的一種焊接方法。氣割是利用可燃氣體(乙炔氣或液化石油氣)在純氧中燃燒,使金屬在高溫下達到燃點,然后借助氧氣流劇烈燃燒,并在氣流作用下吹出熔渣,從而將金屬分離開的一種加工方法。
    (二)氣焊與氣割用氣體。氣焊與氣割用氣體,主要是乙炔、液化石油氣和氧氣三種。
    1. 乙炔。屬于碳氫化合物,化學分子式為 C2H2 ,在常溫下是無色氣體。工業(yè)用乙炔因含雜質(zhì)硫化氫( H2S )、磷化氫( PH3 )、氨( NH3 )等,故具有特殊的臭味。
    乙炔是可燃氣體,它與空氣混合燃燒時所產(chǎn)生的火焰溫度可達 2350 ,乙炔與氧氣混合燃燒溫度可達 3000 ~ 3300 ,因此,足以迅速溶化金屬進行焊接或切割。乙炔又是一種具有爆炸性危險的氣體。乙炔分子不穩(wěn)定,很易分解,隨著乙炔的分解即放出它在生成時所吸收的全部熱量。
    2. 液化石油氣。是石油煉制工業(yè)的副產(chǎn)品。其主要成分是丙烷( C3H8 ),大約占 50 ~ 80 %;其余是丙烯( C3H6 )、丁烷( C4H10 和丁烯( C4H8 )等。液化石油氣在常溫下是以空氣態(tài)存在,即變成液體。因此,便于裝入瓶中儲存和運輸。液化石油氣焊接中有應(yīng)用正逐步推廣,在氣割中已有成熟的技術(shù),氣割質(zhì)量好,也較為經(jīng)濟。
    3. 氧氣。在標準狀態(tài)下,它是無色無味無毒氣體,分子式為 O2 ,密度為 1.43 千克 / 立方米,比空氣稍重(空氣密度是 1.29 千克 / 立方米);在 -183 時,氧變成淡藍色的液體;在 -219 時,就凝成淡藍色雪狀的固體。氧氣本身不能燃燒,是一種活潑的助燃氣體,是強氧化劑,與可燃氣體混合燃燒可以得到高溫火焰。有機物與氧的反應(yīng),會放出大量的熱。增加氧的壓力和溫度,會使反應(yīng)顯著加快。當壓縮的氣態(tài)氧與礦物油、油中細微分散的可燃物質(zhì)接觸時能夠發(fā)生自燃,常成為燃燒或爆炸的原因,而且火勢很猛,蔓延很快,甚至使用消防器材也無濟于事。突然壓縮氧氣所放出的熱量、摩擦熱和金屬固體微粒,隨氧氣在管道里高速流動時與管壁的碰撞熱及靜電火花等,都可能成為燃燒的爆炸的最初因素,因此在使用氧氣時,尤其是在壓縮狀態(tài)下,必須經(jīng)常注意不要使它們和易燃物質(zhì)相接觸。
    (三)氣焊與氣割設(shè)備。兩種設(shè)備是相同的,包括氧氣瓶、乙炔發(fā)生器或其他可燃氣體供氣源、回火防止器和減壓器等。他們使用不同的工具,分別為焊炬和割炬。
    1. 氧氣瓶。是一種儲存和運輸氧氣用的高壓容器,外表面涂天藍色漆,并標有明顯的黑字 “ 氧氣 ” .氧氣瓶內(nèi)氧氣壓力為 15 兆帕( 150 公斤力 / 平方厘米)。
    2. 乙炔發(fā)生器。是利用電石和水相互作用制取乙炔的設(shè)備。乙炔發(fā)生器分為低壓式和中壓式兩類。低壓式乙炔發(fā)生器制取乙炔壓力為 45 千帕( 0.45 公斤力 / 平方厘米);中壓式乙炔發(fā)生器制取乙炔壓力在 45 ~ 150 千帕( 0.45 ~ 1.5 公斤力 / 平方厘米)之間?,F(xiàn)在多數(shù)使用排水式中壓乙炔發(fā)生器。低壓式浮桶乙炔發(fā)生器由于安全性能差已逐漸淘汰。
    3. 溶解乙炔氣瓶。利用乙炔大量溶解在丙酮溶液中的特點,利用溶解乙炔氣瓶來儲存和運輸乙炔氣。與用乙炔發(fā)生器直接制取乙炔相比,采用溶解乙炔具有下列許多優(yōu)點:
    ( 1 )由于溶解乙炔氣是由專業(yè)化工廠生產(chǎn)的,可節(jié)省電石 30 %左右。
    ( 2 )溶解乙炔氣的純度高,有害雜質(zhì)和水分含量很少,焊接質(zhì)量高。
    ( 3 )乙炔瓶比乙炔發(fā)生器具有較高的安全性,因此允許在熱車間和鍋爐房使用。而在這些場所是不允許使用乙炔發(fā)生器的,其原因是避免從發(fā)生器中漏出氣態(tài)乙炔,造成爆炸著火。
    ( 4 )乙炔瓶可以在低溫度情況下工作,不存在水封回火防止器及膠管中水分結(jié)冰而停止供氣的現(xiàn)象,對北方寒冷地區(qū)更具有優(yōu)越性。
    ( 5 )焊接設(shè)備輕便,操作簡單,工作地點也較清潔衛(wèi)生。因為沒有電石、給水、排水和儲存電石渣的裝置,也省去經(jīng)常性的加料、排渣和看管發(fā)生器等操作事項。
    ( 6 )溶解乙炔氣的壓力高,能保持焊炬和割炬的工作穩(wěn)定。
    4. 回火防止器。是在氣焊、氣割過程中一旦發(fā)生回火時,能自動切斷氣源,有效地堵截回火氣流方向回燒,防止乙炔發(fā)生器(溶解乙炔氣瓶)爆炸的安全裝置。
    5. 減壓器。減壓器是把儲存在氣瓶內(nèi)的高壓氣體減到所需要的工作壓力,并保持穩(wěn)定供氣的裝置。減壓器有氧氣用、乙炔氣用等種類,不能相互混用。
    (四)氣焊與氣割的安全分析。氣焊與氣割所應(yīng)用的乙炔、液化石油氣、氫氣和氧氣等都是易燃易爆氣體;氧氣瓶、乙炔瓶、液化石油氣瓶和乙炔發(fā)生器都屬于壓力容器。在焊接燃料容器和管道時,還會遇到其他許多易燃易爆氣體和壓力容器接觸,同時又使用明火,如果焊接設(shè)備的安全裝置有缺陷,或者違反安全操作規(guī)程,都可能造成爆炸和火災(zāi)。
    在氣焊與氣割火焰的作用下,尤其是氣割時氧氣射流的噴射,使火星、熔滴和溶渣四處飛濺,容易造成人員灼燙;較大的火星,熔滴和熔渣能飛到距操作點5 米以外的地方,若引燃易燃易爆物品,可造成火災(zāi)和爆炸。高處作業(yè)時,還存在高處墜落以及落下的火星引燃地面的可燃物品。
    由于氣焊的高溫火焰會使被焊金屬蒸發(fā)成金屬煙塵;在焊接鍋、鋁、銅等有色金屬及其他合金時,除了產(chǎn)生些有毒金屬蒸氣,焊粉還散發(fā)出氯鹽和氟鹽的燃燒產(chǎn)物;在黃銅的焊接過程中,會大量鋅蒸氣;在焊割操作中,尤其是在密閉容器、管道內(nèi)的氣焊操作,會遇到其它生產(chǎn)性毒物和有害氣體;這些都可能造成焊工中毒。
    (五)氣焊與氣割作業(yè)安全規(guī)定
    1. 在氧氣瓶嘴上安裝減壓器之前,應(yīng)進行短時間吹除,以防瓶嘴堵塞。嚴禁減壓器的氣瓶。
    2. 乙炔發(fā)生器內(nèi)、氧氣瓶嘴部和開氧氣瓶的扳手上均不得沾有油脂。
    3. 乙炔發(fā)生器(乙炔氣瓶)和氧氣瓶均應(yīng)距明火 10 米以上;乙炔發(fā)生器與氧氣瓶之間的距離也應(yīng)在 7 米以上。
    4. 乙炔發(fā)生器與焊炬之間均應(yīng)有可靠的回火防止器。
    5. 乙炔發(fā)生器和氧氣瓶均應(yīng)放置在空氣流通的地方,不得在烈日下曝曬,不得靠近火源與其它熱源。乙炔發(fā)生器不可放在室內(nèi),不得安置在空氣壓縮機、鼓風機和通風機的吸風口附近,也不得安置在高壓線和起重機滑線下。
    6. 開啟電石桶時,不得猛力敲打,以防止發(fā)生火花而引起爆炸。乙炔發(fā)生器啟動后,應(yīng)先排除器內(nèi)空氣,然后才能使用乙炔氣。高處焊接時,應(yīng)特別注意不使火花掉進發(fā)生器內(nèi)。