Schweißbelüftung verstehen: Arten, Funktionen & praktische Beispiele

Überblick über Schweißbelüftung

Für Prozesse wie Schweißen, Hartlöten, Weichlöten und Brennschneiden ist der primäre Zweck der Belüftung, Luftverunreinigungen aus der Atemzone des Arbeiters zu entfernen. In jedem Fall können unterschiedliche Belüftungsstrategien erforderlich sein, um Luftverunreinigungen aus der Atemzone des Schweißers zu entfernen.

Belüftung wird für drei allgemeine Zwecke verwendet:

• Entfernen von Luftverunreinigungen aus der Atemzone und dem Arbeitsbereich des Arbeiters,
• Verhindern der Ansammlung brennbarer oder entzündbarer Gase oder Dämpfe; und
• Verhindern von sauerstoffreichen oder sauerstoffarmen Atmosphären.

Überwachungsinstrumente sollten verwendet werden, um schädliche Atmosphären zu detektieren. Wo es unmöglich ist, angemessene Belüftung bereitzustellen, müssen luftführende Atemschutzgeräte oder Schlauchmasken verwendet werden, die für diesen Zweck zugelassen sind.

In diesen Situationen müssen Ausguckposten außerhalb des begrenzten Raums eingesetzt werden, um die Sicherheit der darin Arbeitenden zu gewährleisten. Anforderungen in diesem Abschnitt beschreiben Standards für Lichtbogen- und Gasschweißen und -schneiden.

Ein zertifizierter Industriehygieniker sollte konsultiert werden, um den richtigen Ansatz für Ihre spezifische Situation zu verstehen.

Sicherheit beim Schweißen, Schneiden und verwandten Prozessen sowie der ANSI (American National Standards Institute) Standard Z49.1 Sicherheit beim Schweißen und Schneiden.

Wann immer Belüftung als Mittel zum Arbeitsschutz eingesetzt wird, sollte das Belüftungssystem gemäß akzeptablen Verfahren verwendet und gewartet werden.

Wenn Belüftung allein den Schweißer nicht ausreichend schützen kann, kann auch persönliche Schutzausrüstung (Atemschutzgeräte) verwendet werden. Wählen Sie den geeigneten Atemschutz gemäß den vorhandenen Gefahren, geltenden Gesetzen und/oder dem CSA-Standard Z94.4 Atemschutz.

Faktoren bei der Auswahl der Belüftung

Die Belüftungsauswahl hängt ab von:

• Arbeitsraumvolumen
• Arbeitsraumkonfiguration
• Anzahl der Schweißer
• Schweißverfahren und Stromstärke
• Verwendete Verbrauchsmaterialien (Baustahl, Hartauftrag, rostfreier Stahl, etc.)
• Zulässige Grenzwerte (TLV, PEL, etc.)
• Bearbeitetes Material (einschließlich Farbe oder Beschichtung)
• Natürlicher Luftstrom

Verschiedene Arten der Belüftung

Belüftungsstrategien fallen in drei allgemeine Kategorien:

• Natürliche Verdünnungsbelüftung (am wenigsten effektiv)
• Mechanische Verdünnungsbelüftung
• Lokale Absaugung (Local Exhaust Ventilation – LEV) (am effektivsten)

1. Natürliche Belüftung

Natürliche Belüftung ist die Luftbewegung durch den Arbeitsraum, verursacht durch natürliche Kräfte. Draußen ist dies meist der Wind. Drinnen kann dies der Luftstrom durch offene Fenster und Türen sein.

Nach OSHA-Vorschriften wird beim Schweißen und Schneiden von Baustählen natürliche Belüftung üblicherweise als ausreichend angesehen, um Exposition zu vermeiden, vorausgesetzt, dass:

• Der Raum oder Schweißbereich mindestens 283 m³ (10.000 ft³, ca. 6,7 m × 6,7 m × 6,7 m) pro Schweißer enthält.
• Die Deckenhöhe nicht weniger als 4,9 m (16 ft) beträgt.
• Querbelüftung nicht durch Trennwände, Geräte oder andere bauliche Barrieren blockiert wird. Hinweis: Wenn Schweißen in einem vollständig abgeschirmten Raum durchgeführt werden muss, müssen die Schirme so angeordnet sein, dass keine ernsthafte Einschränkung der Belüftung besteht. Schirme sollten so montiert werden, dass sie ca. 60 cm (2 ft) über dem Boden sind (es sei denn, die Arbeit wird auf niedrigem Niveau durchgeführt und der Schirm muss bis zum Boden reichen, um nahe Arbeiter vor Schweißblendung zu schützen).
• Nicht in beengten Räumen geschweißt wird.

Räume, die diese Anforderungen nicht erfüllen, sollten mit mechanischen Belüftungsgeräten ausgestattet sein, die mindestens 944 m³/h (2.000 cfm) Luft pro Schweißer abführen, ausgenommen dort, wo lokale Absaughauben oder -kabinen oder Druckluftatemschutz verwendet werden.

2. Mechanische Belüftung

Mechanische Belüftung ist die Luftbewegung durch den Arbeitsraum, verursacht durch ein elektrisches Gerät, wie einen tragbaren Ventilator oder einen fest montierten Ventilator an Decke oder Wand.

Die minimale Durchflussrate soll 944 m³/h (2.000 cfm) pro Schweißer betragen, ausgenommen dort, wo lokale Absaughauben und -kabinen oder Druckluftatemschutz bereitgestellt und verwendet werden. Laut OSHA 29 CFR 1910.252(c) erfordern folgende Räume mechanische Belüftung:

• In einem Raum von weniger als 283 m³ (10.000 ft³) pro Schweißer.
• In einem Raum mit einer Deckenhöhe von weniger als 4,9 m (16 ft).
• In beengten Räumen oder wo der Schweißraum Trennwände, Balkone oder andere bauliche Barrieren enthält, die die Querbelüftung erheblich behindern.

3. Lokale Absaugung (Local Exhaust Ventilation – LEV)

Quellabsaugung oder lokale Absaugung (LEV) ist ein mechanisches Gerät, das Schweißrauche an oder in der Nähe des Lichtbogens erfassen und Verunreinigungen aus der Luft filtern. LEV ist das effektivste Mittel, um Verunreinigungen aus der Atemzone des Schweißers zu entfernen. LEV-Geräte müssen in der Lage sein, eine Geschwindigkeit von 0,5 m/s (100 ft/min) in Richtung des Lufteinlasses aufrechtzuerhalten.

Beispiele für lokale Absaugung:

• Absaug-Arbeitstisch (Downdraft Bench). Ein Absaug-Arbeitstisch hat eine offene Gitterarbeitsfläche. Luft wird nach unten durch das Gitter gezogen und führt Verunreinigungen in die Abluftkanäle. Die Luftgeschwindigkeit muss groß genug sein, um zu verhindern, dass sich Verunreinigungen ansammeln und in die Atemzone aufsteigen. Wenn Werkstücke zu groß sind, können sie den Belüftungsluftstrom blockieren oder Taschen mit hoher Luftgeschwindigkeit verursachen (was Schutzgase beeinträchtigen könnte).
• Bewegliche Haube (Moveable Hood). Flexible Schläuche ermöglichen es, die Absaughaube dorthin zu bewegen, wo sie benötigt wird. Eine Luftgeschwindigkeit von mindestens 0,5 m/s (100 ft/min) über dem Schweißlichtbogen bereitstellen. Die Haube so nah wie praktisch am Arbeitsplatz platzieren. Der optimale Standort für die Haube ist ca. ein Düsendurchmesser vom Lichtbogen entfernt.
• Rauchabsaug-Schweißbrenner (Fume Extraction Welding Guns). Die Verunreinigungen werden sehr nah an der Entstehungsquelle entfernt und durch einen Schlauch in das Absaugsystem gezogen. Sie können auf flachen und vertikalen Oberflächen oder in Ecken und um Flansche sehr effektiv sein.

Belüftung für Fluorverbindungen

In beengten Räumen sollen Schweißen oder Schneiden mit Flüssen, Überzügen oder anderen Materialien, die Fluorverbindungen enthalten, gemäß Abschnitt 2-4 h, Belüftung in beengten Räumen, durchgeführt werden.

Eine Fluorverbindung ist eine, die Fluor als Element in chemischer Verbindung enthält, nicht als freies Gas.

Maximal zulässige Konzentration.

Die Notwendigkeit für lokale Absaugung oder Druckluftatemschutz für Schweißen oder Schneiden in anderen als beengten Räumen hängt von den individuellen Umständen ab.

Jedoch hat die Erfahrung gezeigt, dass ein solcher Schutz für ortsfeste Produktionsschweißarbeiten und für alle Produktionsschweißarbeiten an rostfreiem Stahl wünschenswert ist.

Wenn Luftproben an der Schweißstelle zeigen, dass die freigesetzten Fluoride unter der maximal zulässigen Konzentration liegen, ist ein solcher Schutz nicht notwendig.

Zink

Zink-Belüftung in beengten Räumen: In beengten Räumen sollen Schweißen oder Schneiden mit zinkhaltigen Zusatzwerkstoffen oder mit zinkhaltig beschichteten Metallen gemäß den Vorschriften zur Belüftung in beengten Räumen durchgeführt werden.

In Innenräumen sollen Schweißen oder Schneiden mit zinkhaltigen Metallen oder zinkhaltig beschichteten Zusatzwerkstoffen gemäß den Vorschriften zur lokalen Absaugung durchgeführt werden.

Blei

In beengten Räumen soll Schweißen mit bleihaltigen Metallen (fälschlicherweise als Blei-Brennen bezeichnet) gemäß den Richtlinien zur Belüftung in beengten Räumen durchgeführt werden.

In Innenräumen soll Schweißen mit bleihaltigen Metallen gemäß den Richtlinien zur lokalen Absaugung durchgeführt werden.

Lokale Belüftung in beengten Räumen oder Innenräumen: Schweißen oder Schneiden mit Metallen, die Blei enthalten oder mit bleihaltigen Materialien beschichtet sind, einschließlich Farbe, soll unter Verwendung lokaler Absaugung oder Druckluftatemschutz durchgeführt werden.

Im Freien sollen solche Arbeiten mit von der US Bureau of Mines, dem National Institute of Occupational Safety and Health oder anderen staatlich anerkannten Prüfstellen zugelassenen Atemschutzgeräten durchgeführt werden.

In allen Fällen sollen Arbeiter in unmittelbarer Nähe des Schneid- oder Schweißvorgangs nach Bedarf durch lokale Absaugung oder Druckluftatemschutz geschützt werden.

Beryllium

Schweißen oder Schneiden in Innenräumen, im Freien oder in beengten Räumen mit berylliumhaltigen Materialien oder Zusatzwerkstoffen soll unter Verwendung lokaler Absaugung und Druckluftatemschutz durchgeführt werden.

Dies muss ohne Ausnahme durchgeführt werden, es sei denn, Atmosphärentests unter den ungünstigsten Bedingungen haben ergeben, dass die Exposition der Arbeiter innerhalb der akzeptablen Konzentrationen der aktuellen Threshold Limit Values (TLV) der American Conference of Governmental Industrial Hygienists oder der durch Public Law 91-596, Occupational Safety and Health Act of 1970, festgelegten Expositionsgrenzwerte liegt.

In allen Fällen sollen Arbeiter in unmittelbarer Nähe der Schweiß- oder Schneidvorgänge nach Bedarf durch lokale Absaugung oder Druckluftatemschutz geschützt werden.

Cadmium

Allgemein: Schweißen oder Schneiden in Innenräumen oder beengten Räumen mit cadmiumhaltigen oder cadmiumbeschichteten Grundmetallen soll unter Verwendung lokaler Absaugung oder Druckluftatemschutz durchgeführt werden.

Im Freien sollen solche Arbeiten mit Atemschutzgeräten wie Rauchschutzmasken durchgeführt werden, die von der US Bureau of Mines, dem National Institute of Occupational Safety and Health oder anderen staatlich anerkannten Prüfstellen für solche Zwecke zugelassen sind.

Beengter Raum: Schweißen (Hartlöten) mit cadmiumhaltigen Zusatzwerkstoffen soll unter Verwendung der Belüftung gemäß dem obigen Absatz zur lokalen Absaugung und Belüftung in beengten Räumen durchgeführt werden, wenn die Arbeit in einem beengten Raum erfolgen soll.

Quecksilber

Schweißen oder Schneiden in Innenräumen oder in einem beengten Raum mit Metallen, die mit quecksilberhaltigen Materialien beschichtet sind, einschließlich Farbe, soll unter Verwendung lokaler Absaug-Schweißbelüftung oder Druckluftatemschutz durchgeführt werden.

Im Freien sollen solche Arbeiten mit von dem National Institute of Occupational Safety and Health, der US Bureau of Mines oder anderen staatlich anerkannten Prüfstellen zugelassenen Atemschutzgeräten durchgeführt werden.