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浅谈焊接与气割作业的特点及安全措施

作者:刘凯  
评论: 更新日期:2024年08月06日

【摘 要】 焊接与气割作为一项明火作业,具有高温、易燃、易爆、飞溅的特点。如果在操作过程中忽视安全防护或是违反安全操作规程,易引发火灾、爆炸、触电等事故,轻则造成财产损失,重则导致人员伤亡。

【关键词】 焊接与气割、触电、火灾与爆炸、氩弧焊、气瓶、氧气、乙炔

0. 引 言

焊接与气割作为一项明火作业,具有高温、易燃、易爆、飞溅的特点。如果在操作过程中忽视安全防护或是违反安全操作规程,易引发火灾、爆炸、触电等事故,轻则造成财产损失,重则导致人员伤亡。

所以,焊接与气割作为施工现场常见的金属加工方法,其安全管理至关重要。

1.焊接与气割作业的基本要求

1.1操作人员应取得特种作业操作资格证书,操作人员及监护人应进行必要的安全教育培训。

1.2设备必须经过进场验收,使用前应检查合格。

1.3必须履行动火作业审批手续。

1.4操作人员应使用相应的防护用品。

1.5施工现场必须标明允许进行焊接、气割的区域,因特殊原因需要在非指定区域内进行作业时,必须经核查、批准。

2.焊接作业的相关特点及安全措施

2.1电焊机发生的事故类型中,触电事故是最为常见的。

电焊机在空载运行时,焊钳与焊件之间的电压一般在55-90V之间。虽然电压不高,操作人员在绝缘防护良好的情况下,触及焊钳口等二次回路带电体时,因电阻较大(人体电阻2000Ω以上),通过人体电流并不太大,一般在10-15mA,会使手臂酸麻,但是当在潮湿、积水、出汗、绝缘不良等不利条件下,因电阻降低,通过人体的电流可达到45mA左右,这时人体会发生痉挛、昏迷、不得摆脱,甚至心室纤维性颤动。数十至数百毫安的小电流通过人体短时间使人致命的最危险的原因是引起心室纤维性颤动。发生心室纤维性颤动时,心脏每分钟颤动 1000次以上,但幅值很小,而且没有规则,血液实际上中止循环,如抢救不及时,数秒钟至数分钟将由诊断性死亡转为生物性死亡。

1998年,三门市造船厂一焊工触及二次回路导体,因气温过高大量出汗造成电阻降低,触电后无法摆脱,触电身亡,事后检测二次回路空载电压仅为55V。该事件直接造成50V是否可以作为安全电压和电焊机二次回路保护措施的广泛讨论。

所以电焊机必须可靠接地,电焊线及焊钳的绝缘层应保持良好,避免破损导致触电。

另外,电焊机的工作原理是通过正负两极在瞬间短路时产生的高温电弧来融化电焊条上的焊料和被焊材料来达到使它们结合的目的。如果正负两级之间通过人体形成回路就会产生触电的风险。

如某工地一焊工坐在金属构架上休息,电焊机二次回路一端连着构件,他拿着焊钳用烧红的焊条点烟,电流从焊钳经他的嘴巴、心脏、臀部到构件直至接地形成回路,受到电击从构架上坠落,抢救无效死亡。

所以,在钢管架、钢结构件以及潮湿和积水的作业环境下作业时,一定要仔细分析回路,千万不能将自己接入焊接回路中。

预防触电的关键词:

2.1.1绝缘、屏护、间隔;

2.1.2三绝缘(绝缘垫、绝缘鞋、绝缘手套);

2.1.3五保护(二次侧空载降压保护、空载自动断电保护、漏电保护、保护接零、保护接地)。

2.2火灾与爆炸也是焊接作业中常见的事故类型。热传导、焊渣飞溅、电焊火花、电焊机电源线绝缘层老化破损、焊接设备短路等都可能引起火灾与爆炸事故。

所以必须在焊接周围清理可燃物,确保工作区域没有易燃物质,并按时检修焊接设备,以防止火灾的发生。

2.3施工现场对于一些特殊材料的焊接,比如合金钢、不锈钢,经常会使用到氩弧焊。氩弧焊在使用时会产生臭氧,虽然臭氧在平流层起到了保护人类与环境的重要作用,但与人体接触会对健康产生有害影响。臭氧对眼睛和呼吸道有刺激作用,对肺功能也有影响。所以操作人员必须穿戴好防护用品,如防毒面罩,以防臭氧、烟尘吸入体内。在处理钍钨棒等放射性材料时,应戴手套和口罩,磨削下来的粉尘应及时清除。氩弧焊使用时还会产生高频磁场,人体长期暴露在高频磁场下也对健康有害,所以操作时应避免频繁起弧。

3. 气割作业的相关特点及安全措施

气割作业是一种利用气体火焰的热能将工件切割处预热到一定温度后,喷出高速切割气流,燃烧并放出热量从而实现切割的方法。气割作业涉及高温、明火、易燃易爆气体等危险因素,一旦操作不当或忽视安全规程,极易引发火灾、爆炸或灼伤等严重事故。建筑施工中经常使用的切割气体是氧气和乙炔。

3.1气瓶钢印标记和颜色

气瓶钢印标记包含了气瓶和气体的所有基本信息。包含充装介质、瓶体重量、容积、气体检验标记、瓶体设计壁厚、制造单位代码、气瓶编号、制造日期、水压试验压力、公称工作压力等信息。

《气瓶颜色标志》(GB/T7144)中规定,各种介质气瓶的颜色标记是识别气瓶内所充装气体的标志。

3.2气瓶管理的基本要求

应当建立气瓶出入库安全管理制度,设置危险品库房,气瓶出入库前应检查:安全附件、警示标签、气体质量证明或气体检验合格证是否齐全。空、实瓶应分开放置,并遵循先入库先发出的原则。

3.3氧气瓶

氧气瓶使用时应当注意避免与各种油脂接触。如果油脂沾染在瓶口附近,当开启氧气瓶阀时,高速流动的氧气流会与瓶口附近的易燃油脂摩擦产生热量,而氧气的强氧化性会加速油脂氧化反应的进行,最终导致油脂燃烧甚至爆炸。如果氧气瓶的某部分不小心沾上了油脂,应立即用适当的清洁剂擦净。

3.4乙炔气瓶

乙炔是一种易燃易爆的气体,因此在使用过程中应远离火源和热源。

当乙炔受热时,乙炔分子首先开始发生聚合反应,放出热量:

3C2H2=C6H6+630J/mol

当温度继续升高时,未聚合的乙炔就会发生爆炸性分解,继续放出热量:

C2H2=2C+H2+226.04J/mol

如果乙炔分解是在密闭容器(如乙炔气瓶)内发生,则由于温度的升高,使压力急剧增大 10~ 13倍而引起爆炸。

因为乙炔的不稳定以及易燃易爆的特性。乙炔瓶的瓶体内,装有浸满丙酮的多孔性填料,这种填料的作用就是为了使乙炔能够稳定而安全地储存在瓶内。丙酮对乙炔有一定的溶解度,能够帮助乙炔在瓶内保持液态或气液混合态,从而增加储存量并减少乙炔的逸出。

但是在使用时应该注意不得卧放。因为卧放时,丙酮易随乙炔流出而导致回火现象的发生,即火焰沿着管道或气瓶反向传播,可能引发乙炔瓶的爆炸事故。而且丙酮本身遇到明火、高热也极易燃烧爆炸,危害性不低于乙炔。所以,应当配置专用减压器和回火防止器(图七),它们能够有效地控制气体的压力和流量,防止回火现象的发生。

此外,乙炔易与铜、银等金属反应生成爆炸性的乙炔盐,这些乙炔盐只需轻微的撞击便能发生爆炸。如某化工厂一个乙炔发生器出气接头损坏后,焊工用紫铜做成接头使用。一次因出气孔被堵塞,工人用铁丝去捅,捅时发生爆炸,该工人当场被炸死。经调查确认事故原因是由于铁丝与接头出气孔内壁的乙炔铜相互摩擦,引起乙炔铜分解爆炸。所以,任何与乙炔相接触的部件不得用铜、银以及铜、银含量超过65%的合金制成,操作人员不得佩戴铜、银饰品。

3.5气割作业其他安全要求

焊炬点火应先开乙炔调节手轮,点燃后再立即开启氧气。停用时,先关乙炔再关氧气,防止回火。

4. 结束语

综上所述,开展焊接与气割作业安全管理,通过加强安全教育培训、落实安全技术交底、强化设备进场检查及验收、督促佩戴个人防护用品、规范施工工艺流程等措施可以有效避免或减少事故的发生和保护生命财产安全。

参考文献:

[1]中华人民共和国国家质量技术监督局·焊接与切割安全:GB9448-1999.[S]

[2]中华人民共和国国家市场监督管理总局,中国国家标准化管理委员会·乙炔气瓶:GB/T11638-2020.[S]

[3]中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局,中国国家标准化管理委员会·气瓶颜色标志:GB/T7144-2016.[S]

[4]中国安全生产科学研究院·安全生产技术基础[M]·北京:应急管理出版社,2024.

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