Sudorii experimentaƫi sunt mai căutaƫi ca niciodată – și totuși această profesie-cheie este considerată de mulƫi drept neatractivă. Unul dintre motive: fumul de sudare. Însă cât de periculos este în realitate? Și cum poate fi controlat eficient riscul? O privire în culise rezolvă dilema: Cine înƫelege mecanismele și aplică măsurile corecte poate reduce în mod fiabil fumul de sudare – și poate lucra în siguranƫă.
Ce este fumul de sudare și cum se formează?
La sudarea cu arc electric, arcul atinge temperaturi de ordinul miilor de grade. Metalul se evaporă, reacƫionează și se condensează – astfel se formează fumul de sudare. Acesta este alcătuit din componente gazoase precum ozon, monoxid de carbon, dioxid de carbon sau oxizi de azot, alături de componente sub formă de particule precum oxizi de fier, nichel și plumb, mangan sau compuși de crom VI. De reƫinut: Aproximativ 95% din emisii provin din materialul de adaos – adică din sârma introdusă continuu în baia de metal topit.
Pericolul este mai puƫin vizibil, dar efectele sale sunt reale: Mare parte din particule sunt ultrafine – frecvent sub 1 µm, unele chiar sub 0,1 µm. Aceste particule pătrund până în alveolele pulmonare – acolo unde are loc schimbul de gaze în plămâni. (Schiƫa 1) De acolo – în funcƫie de compoziƫie – pot fi transportate în fluxul sanguin. Consecinƫele variază de la afecƫiuni respiratorii cronice (de ex. sideroză în cazul oxizilor de fier) la intoxicaƫii (de ex. cu monoxid de carbon, oxizi de azot, ozon sau oxizi de mangan) până la riscuri cancerigene în cazul compușilor de crom VI sau oxidului de nichel, în special la sudarea oƫelurilor înalt aliate.
Valorile limită ajută, dar nu înlocuiesc responsabilitatea
Desigur, există repere. În Austria se face diferenƫa între valorile MAK (concentraƫia maximă admisă la locul de muncă) și valorile TRK (concentraƫia tehnică de referinƫă). În timp ce valorile MAK sunt considerate sigure pentru sănătate dacă sunt respectate, valorile TRK nu garantează absenƫa riscurilor – ele reprezintă o valoare orientativă, adesea pentru substanƫe a căror siguranƫă nu este pe deplin demonstrată, cum ar fi compușii de crom VI. În acest caz, valoarea orientativă este de 0,02 mg/m3.
O comparaƫie la nivel internaƫional arată diferenƫe semnificative: În Olanda, limitele sunt foarte stricte cu o valoare de 1 mg/m³ praf A (praf alveolar), în Germania această limită este stabilită la 1,25 mg/m³, iar în Austria (la fel și în Franƫa, Belgia, Norvegia sau SUA și Canada) valoarea se situează la 5 mg/m³ în aerul ambiant. Important: Valorile limită, standardele și reglementările reprezintă o situaƫie de moment și pot fi modificate oricând. Companiile trebuie să verifice periodic cerinƫele naƫionale actuale și să adapteze corespunzător evaluarea riscurilor.
Abordarea sistematică: principiul STOP
Reducerea eficientă a fumului de sudare urmează o ierarhie clară – principiul STOP. Măsurile trebuie prioritizate astfel: Substituƫia și soluƫiile tehnice oferă protecƫie colectivă, garantând astfel și siguranƫa persoanelor din apropiere. Măsurile organizatorice reduc în principal expunerea reziduală. Echipamentul individual de protecƫie (EIP) protejează doar persoana și, în consecinƫă, reprezintă ultima etapă a ierarhiei.
S – Substituƫie: procedee cu emisii reduse (ex. TIG/WIG), sârme de sudare și gaze de protecƫie alternative, optimizarea lungimii arcului electric (Schiƫa 2)
T – Tehnică: pistolete de sudare cu absorbƫie, celule automatizate, hote de exhaustare
O – Organizare: componente fără reziduuri, spaƫii de lucru curate și bine organizate, reducerea timpului de expunere, restricƫionarea accesului persoanelor neautorizate, instruire periodică
P – Personal: protecƫie respiratorie, dacă măsurile anterioare nu sunt suficiente
Pârghia decisivă se afle în mâinile celor care sudează zilnic:
Când arcul electric face diferenƫa
Un studiu realizat de FEF Aachen împreună cu Fronius demonstrează modul în care setările de la aparatul de sudare influenƫează emisiile de fum de sudare: nu doar procedeul, ci și setarea parametrilor au o influenƫă covârșitoare asupra ratei de emisie a fumului (FER).
Comparând diverse variante de procedee – arc electric standard, Low Spatter Control (LSC) și arc electric în impulsuri – s-a dovedit că arcul electric în impulsuri este procesul care oferă cel mai stabil transfer de material și cea mai scăzută rată de emisii. Parametrii de proces precum viteza de avans a sârmei, tensiunea și intensitatea curentului au fost menƫinuƫi constanƫi.
Sudarea de test s-a efectuat cu o sârmă G-3Si1 (Ø 1,2 mm) pe oƫel de construcƫii, laminat la cald, nealiat (S235JR) cu gaz de protecƫie M21 (82 % Ar/18 % CO2), în variantă complet mecanizată și în condiƫii reproductibile.
Ce au arătat măsurătorile
Suduri de depunere:
La sudarea cu pistolet de sudare cu absorbƫie, cele mai scăzute valori FER au fost înregistrate la o viteză de avans a sârmei de 5 m/min și o poziƫie neutră a pistoletului. Surpriza a venit din faptul că la 11 m/min, valoarea FER a fost mai redusă decât la 8 m/min. (Grafic 1) Motivul: La 8 m/min au apărut mai frecvent scurtcircuite, care au crescut emisiile. Un aspect constant: Tehnica pistoletului ”tras” a redus ușor emisiile la toate vitezele de avans a sârmei.
Cel mai mare impact însă l-a avut corecƫia lungimii arcului electric. Chiar și o creștere moderată a tensiunii medii – aprox. +0,4 V – a redus semnificativ FER pentru toate vitezele de avans a sârmei. (Grafic 2) Explicaƫia fizică: O lungime optimă a arcului electric minimizează scurtcircuitele. Mai puƫine scurtcircuite înseamnă transfer de material mai stabil – și în consecinƫă mai puƫini vapori metalici și mai puƫin fum.
Suduri în colƫ:
În acest caz, emisiile au fost în general mai reduse, dar au prezentat același comportament (Graficul 3):
- 5 m/min avans sârmă: aprox. 0,55 mg/s
- 8 m/min avans sârmă: aprox. 0,7 mg/s
- 11 m/min avans sârmă: aprox. 1,7 mg/s
Și în acest caz, tehinica pistoletului ”tras”, în combinaƫie cu un pistolet de sudare cu absorbƫie, s-a dovedit avantajoasă, în special la viteze mari de avans a sârmei. Un test detaliat la 11 m/min a evidenƫiat un minim al FER la o corecƫie de -1,5 V. Atunci când arcul electric a fost alungit sau scurtat, emisiile au crescut din nou – fie din cauza unei puteri mai mari a procesului, fie prin apariƫia mai frecventă a scurtcircuitelor.
Esenƫa pentru atelier
Procedeul este baza: Procesul de sudare în impulsuri oferă, în multe aplicaƫii, un transfer de material deosebit de stabil.
Ajustarea fină a lungimii arcului electric: Arcul electric trebuie menƫinut cât mai scurt posibil, astfel încât procedeul să funcƫioneze cu o frecvenƫă redusă, dar stabilă a scurtcircuitelor.
Optimizarea avansului sârmei: În condiƫii de testare, viteza de avans a sârmei de 5 m/min a generat cele mai scăzute emisii. Regulă generală: În condiƫii de menƫinere constantă a procedeului de sudare, o putere mai redusă a arcului este avantajoasă.
Captarea fumului înainte ca acesta să se răspândească
Pe lângă procedeu și parametri, captarea corectă a fumului este esenƫială. Pistoletele de sudare cu absorbƫie, precum Fronius MTW 500i Exento captează fumul exact acolo unde se formează: direct în baia de metal topit. În combinaƫie cu sistemul mobil de absorbƫie Fronius Exento HighVac, se pot atinge rate foarte înalte de captare de până la 99%, deoarece fumul este evacuat direct din zona de formare. Important: Debitul volumetric al absorbƫiei pistoletului trebuie menƫinut într-un interval optim; valorile prea mici reduc eficienƫa captării, în timp ce valorile prea mari pot duce la perturbarea gazului de protecƫie, stropi sau neregularităƫi ale sudurii. Se recomandă verificarea periodică folosind un aparat adecvat de măsurare a debitului volumetric.
Acolo unde utilizarea unui pistolet cu absorbƫie nu este posibilă – de exemplu la sudarea cu electrod învelit – sistemul de absorbƫie mobil Exento LowVac reprezintă o alternativă eficientă. Acesta utilizează o hotă de exhaustare optimizată aerodinamic, rotativă, care acoperă o zonă largă de captare. În plus, are o suprafaƫă mare de filtrare și este ideală pentru posturi de lucru schimbate frecvent.
Toate sistemele Exento respectă cerinƫele standardului DIN EN ISO 21904-1 privind captarea și separarea fumului de sudare. Acest standard definește cerinƫele generale pentru sistemele de captare locală – inclusiv construcƫia hotelor de exhaustare, traseele conductelor, unităƫile de filtrare, cantităƫile de aer, sistemele de avertizare și instrucƫiunile de lucru privind măsurile de siguranƫă. Obiectivul lor este să se asigure că fumul de sudură este captat cât mai complet și cât mai aproape de locul de origine și că este separat în mod fiabil.
Echipament individual de protecƫie: Măști pentru sudare cu unitate de filtrare cu ventilator
Acolo unde sistemele tehnice își ating limitele sau este necesară protecƫia suplimentară a sudorilor, echipamentul individual de protecƫie devine esenƫial. Măștile pentru sudare cu unitate de filtrare cu ventilator (PAPR – Powered Air Purifying Respirators) protejează eficient împotriva particulelor ultrafine de fum de sudare, furnizând permanent aer filtrat și curat.
Combinaƫia între suprapresiunea din mască și filtrul eficient împotriva particulelor fine reduce considerabil expunerea la substanƫe nocive – în special în timpul lucrului în spaƫii înguste sau la procese fără absorbƫie directă la punctul de formare. În acest scop, Fronius oferă măști moderne de sudare Fronius Vizor-Air, echipate cu unitate de filtrare cu ventilator. Fluxul de aer constant, reducerea încărcării termice și câmpul vizual neobstrucƫionat susƫin lucrul precis chiar și în ture lungi.
Concluzie: Fumul de sudare nu este invincibil
Fumul de sudare poate fi controlat. Prin combinaƫia corectă între procedeul optim, ajustarea fină a parametrilor, absorbƫia de precizie și echipamentul individual de protecƫie, locul de muncă devine nu doar mai sigur, ci mai productiv și mai atractiv. Sau, pe scurt: Rata de emisie a fumului nu este o lege a naturii. Este un parametru controlabil iar specialiștii în sudură dispun de mijloacele necesare pentru a-l ajusta.