Зварювальні аерозолі, процеси їх утворення

Пил або рідини можуть бути присутні в повітрі робочої зони у вигляді аерозолю, тобто у вигляді твердих часток або краплин, які рухаються в повітрі під дією повітряних потоків. При певних умовах аерозолі осідають і повітря очищується. Тверді частки, що випали з повітря на поверхню, називають аерогель. Пил з розмірами частинок від тисячних мкм до 10 мкм завдяки аеродинамічним силам, створеним повітряним потоком, тривалий час може знаходитися у вигляді аерозолю в повітрі у зваженому стані. Аерозолі являють собою дисперсну систему, в якій дисперсною фазою є дрібні частинки твердої речовини, а дисперсійним середовищем газ або суміш газів.

Дисперсний склад характеризує пилові частки за розміром і значною мірою обумовлює властивості пилу. Експериментальні дослідження осідання аерозолів в дихальній системі людини привели до таких важливих результатів. Частинки аерозолів більші 10 мкм повністю осідають в порожнині носа, а при диханні через рот не проникають далі верхніх бронхів. В носі та в бронхіолах внаслідок седиментації також затримується більшість частинок з розмірами більшими 5 мкм та незначна кількість частинок дрібніших 5 мкм і тільки дуже невелика їх частка проникає в альвеоли легень. Максимальну проникаючу здатність мають частинки діаметром 0,8...1,6 мкм, які осідають в тонких бронхіолах та альвеолах легень. Зі зменшенням розмірів частинок відсоток їх осадження в альвеолах знижується. Так, близько 80 % частинок діаметром 0,2...0,3 мкм видихаються з легенів назад в повітря. Частинки аерозолю менші 0,2 мкм також осідають в бронхах та легенях, причому їх осідання збільшується при зменшенні розмірів частинок внаслідок броунівського руху. Для організму людини найбільш небезпечний пил (аерозоль), що складається з частинок розміром 0,015 мкм, тому що погано затримується слизовими оболонками верхніх дихальних шляхів і потрапляє далеко в легеневу тканину.

В залежності від розміру частинок аерозолю вини можуть осідати в трахеї, бронхах та бронхіолах, а потім видалятися з цих органів за допомогою волосків. Якщо осілий пил погано розчиняється в слизистій оболонці та тканинах органів дихання, то він не викликає пневмоконіозу. Якщо ж осілі частинки пилу розчинні, то їх загальна токсична дія на організм може виявлятися в залежності від хімічного складу цього пилу.

Також має значення форма частинок пилу. Частинки зазубреної колючої форми небезпечніші за сферичні, бо подразнюють шкіру, легеневі тканини та слизові оболонки, даючи змогу просмоктуватися в організм інфекційним мікроорганізмам, що супроводжують пил або знаходяться в повітрі. Це призводить до атрофічних, гіпертрофічних, гнійних, виразкових та інших змін слизових оболонок, бронхів, легень, шкіри, що веде до катару верхніх дихальних шляхів, виразкового захворювання носової перетинки, бронхіту, пневмонії, кон’юнктивіту, дерматиту та іншим захворюванням. Довгострокове вдихання пилу, що попадає в легені, викликає пневмоконіоз. Найбільш небезпечна його форма – силікоз – розвивається при систематичному вдиханні пилу, що містить вільний діоксид кремнію SiO₂. Металевий пил та інший може викликати іншу форму пневмоконіозу – сидероз, а також хронічний бронхіт.

Деякі види пилу (свинцевий, миш’яковий, марганцевий і т.п.) обумовлюють отруєння і ведуть до функціональних змін ряду органів і систем. Отрути, що надходять до організму через дихальні шляхи, створюють підвищену небезпеку, тому що потрапляють безпосередньо у кров.

Пилові частинки здатні сприймати електричний заряд як безпосередньо із газового середовища (пряма адсорбція іонів з повітря), так і в результаті тертя часток пилу між собою або безпосереднього контакту з якою-небудь зарядженою поверхнею. Встановлено, що із загальної кількості пилових часток, які заносяться із повітрям в дихальні шляхи, затримуються слизовими оболонками переважно заряджені частки.

ГДК основних щкідливих речовин (у вигляді аерозолів та газів), що утворюються при зварюванні, наведені в табл. 1.2.

Таблиця 1.2

№ п/п	Найменування шкідливостей	ГДК, мг/м^3
	Аерозолі Марганець у зварювальних аерозолях при його концентрації: до 20 % від 20 до 30 % Оксид хрому (по Сr^3+) Хромати, біхромати (в перерахунку на СrО3) Нікель, оксиди нікелю (по Nі) Залізо, оксид заліза (по Fe) Діоксид кремнію аморфний в суміші з оксидом марганцю у вигляді аерозолю конденсації при вмісті кожного з них не більше 10 % Мідь Титан, діоксид титану (по Ті) Оксид цинку Солі фтористоводневої кислоти (по F): а) фториди натрію, калію... б) фториди алюмінію, магнію, кальцію, стронцію, міді, хрому... Гази Оксиди азоту (NO2, NO) Озон Оксид вуглецю Фтористий водень (в перерахунку на F)	0,2 0,1 0,01 0,05     1* 1/0,5** 10,0 0,5   1/0,2** 2,5/0,5**     2,0 0,1 2,0 0,5/0,1**

Примітка: *ГДК для загальної маси аерозолю; ** в чисельнику максимальна, а в знаменнику – середньозмінна ГДК

Основним способом усунення шкідливого впливу ЗА на організм є застосування вентиляції. Однак безперечний інтерес становить і інший не менш важливий спосіб оздоровлення повітряного середовища - технологічний, що полягає в удосконаленні зварювальних технологій та матеріалів, а також у виборі відповідних режимів зварювання. Для розробки таких способів зниження рівня виділення ЗА необхідно більш глибоко вивчити процеси їх утворення при дуговому зварюванні.

Дата добавления: 2014-01-13