中小規模の溶接工場にとって、粉塵を効果的に管理することは困難な場合があります。以下は、中小規模の溶接工場の管理者が空気質管理についてよく尋ねる質問への回答です。ゲッティイメージズ
溶接、プラズマ切断、レーザー切断では、一般にヒュームと呼ばれる煙が発生します。ヒュームは、微細な乾燥した固形物から成る空気中の粉塵粒子で構成されています。この粉塵は、空気の質を低下させ、目や皮膚を刺激し、肺を損傷する可能性があり、表面に付着すると危険になります。
加工時の煙には、酸化鉛、酸化鉄、ニッケル、マンガン、銅、クロム、カドミウム、酸化亜鉛などが含まれる場合があります。また、溶接工程によっては、二酸化窒素、一酸化炭素、オゾンなどの有毒ガスも発生します。
職場の粉塵や煙を適切に管理することは、従業員、設備、環境の安全にとって重要です。粉塵を捕集する最良の方法は、空気から粉塵を取り除き、屋外に排出し、きれいな空気を屋内に戻す収集システムを使用することです。
しかし、小規模から中規模の店舗では、コストやその他の優先事項により、粉塵を効果的に管理することが困難な場合があります。これらの施設の中には、店舗に集塵システムは必要ないと考え、独自に粉塵や煙を制御しようとするところもあります。
あなたが事業を始めたばかりであっても、長年事業を営んでいるとしても、中小規模の溶接工場の管理者が空気品質管理に関してよく尋ねる質問への回答に興味があるかもしれません。
まず、健康リスクと軽減計画を積極的に策定します。たとえば、産業衛生評価は、粉塵内の有害要素を特定し、暴露レベルを判断するのに役立ちます。この評価には、アプリケーションによって生成される粉塵粒子に対する労働安全衛生局 (OSHA) の許容暴露限度 (PEL) を満たしていることを確認するための施設の評価が含まれる必要があります。
集塵装置の供給業者に、金属加工施設特有の粉塵や煙の特定に経験のある産業衛生士または環境エンジニアリング会社を推薦できるか尋ねてください。
きれいな空気を施設に再循環させる場合は、OSHA PEL で汚染物質について設定された動作制限値を下回っていることを確認してください。屋外に空気を排出する場合は、環境保護庁 (EPA) の有害大気汚染物質に関する国家排出基準に準拠する必要があることに注意してください。
最後に、集塵システムを設計する際には、集塵とヒュームの除去の 3 つの C (捕捉、搬送、封じ込め) に従って安全な溶接作業場を作成する必要があります。この設計には通常、ヒューム捕捉フードまたは捕捉方法、捕捉ポイントへのダクト、コレクターに戻るダクトの適切なサイズ設定、システムの容量と静電気を処理できるファンの選択が含まれます。
これは、溶接施設の外に設置されたカートリッジ式産業用集塵機の例です。画像: Camfil APC
お客様の業務に合わせて設計された集塵システムは、有害な大気汚染物質を捕捉、排出、封じ込める実証済みの工学制御です。高効率カートリッジ フィルターと二次フィルターを備えた乾式媒体集塵機は、呼吸可能な粉塵粒子の捕捉に適しています。
ソースキャプチャシステムは、小型部品や治具の溶接を伴う用途で人気があります。通常、ソースキャプチャシステムには、ヒューム抽出ガン（吸引チップ）、フレキシブル抽出アーム、スロット付きヒュームフード、またはサイドシールド付きの小型ヒューム抽出フードが含まれます。これらは通常、ワークフローの中断を最小限に抑えながら、用途に合わせてカスタマイズされます。
エンクロージャとキャノピー カバーは、通常、設置面積が 12 フィート x 20 フィート以下の領域で使用されます。カーテンまたは硬い壁をフードの側面に追加して、コンパートメントまたはエンクロージャを作成することができます。ロボット溶接セルの場合、多くの場合、アプリケーションの上および周囲に完全なエンクロージャを使用することができます。これは、シングル アームおよびデュアル アーム溶接ロボットと多軸プラズマ切断ロボットに適用されます。
アプリケーションが前述の推奨事項に適合しない場合は、施設全体ではないにしても、大部分から煙を除去するように環境システムを設計できます。発生源の捕捉、囲い、フードから周囲の収集に移行すると、必要な空気の流れが大幅に増加し、システムの価格も高くなることに留意してください。
多くの中小規模の店舗は、煙を制御するために、ドアや窓を開けたり、独自の排気システムを作成したりするなど、コストを節約する DIY 方法を試みた後でのみ対応する傾向があります。問題は、不快な煙が最終的に大きな問題となり、これらの方法を圧倒し、エネルギーコストを増加させたり、施設内に危険なほど高い負圧を生成したりする傾向があることです。
まず最初に、施設内で最も一般的な問題がどこで発生するかを把握する必要があります。これは、プラズマ テーブルの煙、フリーハンドのアーク ガウジング、または作業台での溶接などです。そこから、最も多くの煙が発生するプロセスに最初に取り組みます。発生する煙の量によっては、ポータブル システムが役立つ場合があります。
作業員の有害ガスへの曝露を減らす最善の方法は、施設に適したカスタム システムの特定と作成を支援できる高品質の集塵機メーカーと協力することです。通常、これには、プライマリ カートリッジ フィルターと高効率のセカンダリ セーフティ フィルターを備えた集塵システムの設置が含まれます。
各アプリケーションに選択するプライマリ フィルタ メディアは、ダスト粒子のサイズ、フロー特性、量、分布に基づいて決定する必要があります。HEPA フィルタなどのセカンダリ安全監視フィルタは、粒子捕捉効率を 0.3 ミクロン以上 (PM1 を高い割合で捕捉) に高め、プライマリ フィルタが故障した場合に有害な煙が空気中に放出されるのを防ぎます。
すでに煙管理システムを導入している場合は、店舗内でシステムが正常に機能していないことを示す状態がないか注意深く監視してください。警告サインには次のようなものがあります。
溶接作業の後、一日中濃くなって空中に漂う煙の雲に注意してください。ただし、大量の煙が蓄積しているからといって、必ずしも排気システムが正常に機能していないわけではなく、現在のシステムの能力を超えている可能性があります。最近生産量を増やした場合は、現在の設定を再評価し、活動の増加に合わせて変更する必要があるかもしれません。
粉塵や煙の適切な管理は、作業員、設備、作業場の環境の安全にとって非常に重要です。
最後に、従業員の話を聞き、観察し、質問することが常に重要です。従業員は、現在のエンジニアリング制御が施設内の粉塵を効果的に管理しているかどうかを知らせ、改善すべき点を提案することができます。
中小企業向けの OSHA 規則は、特にどの規則に従う必要があり、どの規則の適用が免除されるかを把握するとなると複雑になることがあります。小規模な店舗では、従業員が苦情を申し立てるまでは、OSHA 規制の監視を逃れられると考えていることが非常に多くあります。はっきりさせておきましょう。規制を無視しても、従業員の健康リスクがなくなるわけではありません。
OSHAの一般責任規定の第5条(a)(1)項によれば、雇用主は職場の危険性を特定し、それを軽減しなければなりません。つまり、雇用主は施設内で発生したすべての危険性（粉塵）を特定する記録を保持しなければなりません。粉塵が可燃性および爆発性である場合、粉塵管理は全米防火協会の基準に従って実施する必要があり、そうでない場合は検査記録を保持する必要があります。
OSHA は、溶接や金属加工から生じる空気中の微粒子汚染物質の PEL しきい値も設定しています。これらの PEL は、注釈付き PEL 表に記載されている溶接や金属加工の煙に含まれるものを含め、数百種類の粉塵の 8 時間加重平均に基づいています。初期の空気モニタリングで、曝露レベルが対策レベルを超えていることが示された場合、施設の運営者は OSHA に基づく追加要件を実施する必要があります。
前述のように、煙は目や皮膚を刺激する可能性があります。しかし、より毒性のある影響についても知っておく必要があります。
直径 10 ミクロン以下 (≤ PM10) の粒子状物質 (PM) は呼吸器に到達しますが、2.5 ミクロン以下の粒子 (≤ PM2.5) は肺の奥深くまで浸透します。直径 1.0 ミクロン以下 (≤ PM1) の呼吸可能な粒子は、肺のバリアを貫通して血液系に入り込む可能性があるため、より大きな損傷を引き起こします。
PM に定期的にさらされると、肺がんを含む呼吸器疾患のリスクが高まります。溶接や金属加工から生じる粒子の多くはこの危険範囲に該当し、危険の性質と重大性は処理する材料の種類によって異なります。ステンレス鋼、軟鋼、アルミニウム、亜鉛メッキ、またはその他の材料のいずれを使用する場合でも、材料安全データシートは健康リスクを特定するための良い出発点となります。
マンガンは溶接ワイヤの主金属であり、頭痛、疲労、無気力、衰弱を引き起こす可能性があります。マンガンの煙に長時間さらされると、神経系の問題を引き起こす可能性があります。
クロム含有金属の溶接中に生成される発がん性物質である六価クロム（六価クロム）にさらされると、短期的な上気道疾患や目や皮膚の炎症を引き起こす可能性があります。
亜鉛メッキ鋼の熱間加工から生じる酸化亜鉛は、金属ヒューム熱を引き起こす可能性があります。金属ヒューム熱は、週末や休日の後など、勤務時間後に重度のインフルエンザのような症状を伴う短期的な病気です。
すでに煙管理システムを導入している場合は、一日を通して煙の雲が濃くなるなど、システムが正常に機能していないことを示す状況がないか、店舗を注意深く監視してください。
ベリリウムへの曝露の兆候や症状には、息切れ、咳、疲労、体重減少、発熱、寝汗などがあります。
溶接および熱切断作業では、適切に設計され、適切に維持されている集塵システムにより、従業員の呼吸器系の問題を防ぎ、施設を現在の空気品質要件に準拠させることができます。
はい。煙を含んだ空気は熱交換器や冷却コイルを覆い、HVAC システムの頻繁なメンテナンスが必要になります。溶接煙は標準の HVAC フィルターを通過し、暖房システムの故障や空調の凝縮コイルの詰まりを引き起こす可能性があります。HVAC システムの継続的な保守には費用がかかる可能性がありますが、システムの機能不全は作業員にとって危険な状況を引き起こす可能性があります。
シンプルですが重要な安全ルールは、ダスト フィルターがひどくなる前に交換することです。次のいずれかに気付いた場合は、フィルターを交換してください。
一部の長寿命カートリッジ フィルターは、交換間隔が 2 年以上になるものもあります。ただし、粉塵負荷が大きいアプリケーションでは、より頻繁なフィルター交換が必要になることがよくあります。
カートリッジ コレクターに適した交換用フィルターを選択すると、システムのコストとパフォーマンスに大きな影響を与える可能性があります。カートリッジ コレクターの交換用フィルターを購入する際は注意してください。すべてのフィルターが同じというわけではありません。
多くの場合、購入者は最良の価値で満足してしまいます。しかし、定価はカートリッジ フィルターを購入する際の最良のガイドにはなりません。
全体的に、適切な集塵システムであなたと従業員を保護することは、中小企業の繁栄に大きく貢献します。
WELDER（旧称 Practical Welding Today）は、私たちが毎日使用し、作業する製品を製造する実際の人々を紹介しています。この雑誌は、20 年以上にわたって北米の溶接コミュニティに貢献してきました。
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