Pourquoi les fumées de soudure d'aluminium peuvent être dangereuses sans précautions appropriées

Les soudeurs et leurs employeurs doivent comprendre les dangers et les risques pour la santé associés aux fumées de soudage générées lors du soudage de métaux non ferreux tels que l'aluminium. RoboVent

Le soudage de l'aluminium crée des fumées dangereuses qui peuvent endommager tout le corps, y compris le cerveau et le système nerveux. Quelle est l'exposition excessive aux fumées de soudure ? Et comment les ateliers peuvent-ils réduire les risques d'exposition pour les soudeurs ? Voici ce que les soudeurs et les entreprises de soudage/fabrication doivent savoir sur les dangers du soudage de l'aluminium.

Les processus thermiques comme le soudage produisent de très petites particules (submicroniques) qui peuvent être inhalées dans les poumons et absorbées dans le corps par le système respiratoire. Bien que toutes les fumées de soudage soient dangereuses lorsqu'elles sont inhalées, les risques spécifiques pour la santé dépendent de la composition des fumées. Les matériaux de base et les métaux d'apport utilisés déterminent la composition des fumées de soudage. Lors du soudage de métaux non ferreux, la chaleur élevée du processus de soudage produit un mélange d'oxydes métalliques; particules métalliques fumées non oxydées; gaz de protection; et l'ozone.

Les fumées de soudage à l'aluminium contiennent des particules fumées d'aluminium et d'oxyde d'aluminium ainsi que d'autres métaux utilisés dans l'alliage, notamment le cuivre, le zinc, le magnésium, le silicium, le manganèse et le lithium. Bien qu'une partie de la fumée soit produite par le métal de base, une partie importante provient des consommables utilisés dans le processus de soudage.

Le gaz inerte au tungstène (TIG) ou le gaz inerte métallique (MIG) sont couramment utilisés pour les applications de soudage de l'aluminium. Chaque méthode produira différents types de fumées et posera différents risques pour la santé :

Le soudage MIG et TIG de l'aluminium a également tendance à produire des niveaux élevés d'ozone, résultant d'une réaction entre le rayonnement ultraviolet produit par l'arc de soudage et l'oxygène de l'air. Le soudage de l'aluminium à l'aide d'une charge d'aluminium avec du silicium a tendance à produire les niveaux d'ozone les plus élevés. Les fumées de soudage d'aluminium peuvent également contenir d'autres gaz, notamment du dioxyde de carbone, du monoxyde de carbone et du dioxyde d'azote.

L'exposition à l'aluminium fumé et aux oxydes d'aluminium peut provoquer des affections aiguës et chroniques allant des maladies pulmonaires aux lésions du système nerveux. Les symptômes aigus de l'exposition aux fumées de soudure à l'aluminium comprennent :

Une exposition à long terme peut entraîner un certain nombre de maladies chroniques :

L'exposition à l'ozone produit par le soudage de l'aluminium a des effets sur la santé à court et à long terme. Les effets à court terme comprennent une irritation des yeux, du nez, de la gorge et des poumons; maux de tête; et une fonction pulmonaire temporairement réduite. Les effets à long terme sur la santé de l'exposition à l'ozone comprennent l'asthme et les maladies pulmonaires chroniques.

Aux États-Unis, l'Occupational Safety and Health Administration (OSHA) fixe des limites d'exposition admissibles (PEL) pour les fumées de soudure dans leur ensemble et pour les éléments individuels qui peuvent être trouvés dans les fumées de soudure. Ces PEL représentent une limite légale ; Les ateliers sont responsables de s'assurer que les soudeurs ne sont pas exposés aux fumées et aux composants des fumées à des niveaux supérieurs aux PEL.

Les ateliers doivent également connaître les limites d'exposition recommandées par l'Institut national pour la sécurité et la santé au travail et l'American Conference of Governmental Industrial Hygienists. Ces directives, basées sur des preuves scientifiques d'impacts sur la santé, sont souvent inférieures au PEL de l'OSHA (voir la figure 1). Bien qu'elles ne soient pas juridiquement contraignantes, les employeurs peuvent choisir de viser des limites plus strictes pour améliorer la sécurité des employés et réduire les risques pour la santé.

FIGURE 1. Les PEL et les limites d'exposition recommandées pour certains contaminants en suspension dans l'air sont présentées sous forme de moyennes pondérées dans le temps sur huit heures.

En plus des effets sur la santé des fumées de soudage, les entreprises peuvent également devoir tenir compte des risques de combustion possibles. Il est communément admis que les fumées de soudage ne sont pas combustibles car le matériau est déjà oxydé par le processus de soudage. Cependant, des études scientifiques ont montré que, dans de nombreux cas, les fumées de soudure contiennent un mélange de matériaux oxydés et non oxydés. La poussière d'aluminium non oxydée est hautement explosive dans les bonnes conditions. Pour cette raison, il est généralement conseillé de faire tester les fumées de soudage pour déterminer leur potentiel explosif, y compris les valeurs Kst et Pmax (appelées indices d'explosion). S'il est déterminé que les fumées de soudage sont combustibles, des précautions appropriées doivent être prises lors de la conception du système de dépoussiérage.

Il est important d'avoir une stratégie de contrôle en place en raison des risques associés à l'exposition aux métaux respirables et aux oxydes métalliques provenant du soudage de matériaux non ferreux. Lors de la conception d'une stratégie de contrôle des fumées de soudage dangereuses, il est important de garder à l'esprit la hiérarchie des contrôles (voir la figure 2). Selon ce principe, les ateliers doivent essayer des stratégies du haut de la hiérarchie (telles que l'élimination des dangers) avant de s'appuyer sur des stratégies du bas (telles que la mise en œuvre de contrôles administratifs). Par exemple, les entreprises ne peuvent pas simplement exiger des employés qu'ils s'appuient sur un équipement de protection individuelle (EPI) pour réduire l'exposition aux fumées de soudure s'il est possible de respecter le PEL en utilisant des contrôles techniques, tels que le dépoussiérage et la ventilation.

La première étape dans l'établissement d'une stratégie d'atténuation des fumées de soudage devrait consister à déterminer les niveaux d'exposition actuels. Les tests doivent également être utilisés pour valider les systèmes une fois qu'ils sont en place. Les tests de qualité de l'air peuvent impliquer l'un des éléments suivants ou les deux :

L'élimination de l'utilisation d'aluminium et de baguettes d'apport de soudage n'est généralement pas une option. Cela signifie que les contrôles techniques tels que le dépoussiérage et la ventilation sont généralement la première ligne de défense contre les émissions dangereuses de soudage de l'aluminium.

Lorsque cela est possible, les experts préfèrent un système de capture à la source pour l'extraction des fumées de soudure. Ces systèmes captent les fumées à proximité de la source pour les maintenir hors de la zone respiratoire et les empêcher de se propager dans l'installation :

Dans la plupart des cas, le système de capture à la source sera conduit vers un dépoussiéreur industriel, qui filtre les contaminants de l'air pour l'élimination et renvoie l'air propre et filtré à l'installation. Si le captage à la source n'est pas possible (par exemple, en raison de la taille des pièces ou de l'utilisation de ponts roulants), les fumées de soudage peuvent être contrôlées par une ventilation générale ou un système de dépoussiérage ambiant. Un système ambiant doit être conçu pour éloigner les fumées de l'endroit où les gens travaillent et renvoyer de l'air propre et frais dans la zone de travail pour diluer les contaminants à des niveaux sécuritaires. Pour le captage à la source et le captage ambiant, la filtration de l'air à l'aide d'un dépoussiéreur est préférable à la simple évacuation de l'air contaminé vers l'extérieur, ce qui peut mettre l'installation en non-conformité environnementale.

Si les PEL ne peuvent pas être satisfaits uniquement avec des contrôles techniques, des EPI tels que des respirateurs à adduction d'air filtré peuvent être nécessaires pour les employés travaillant dans des zones à forte exposition. Notez que les contrôles techniques doivent être utilisés comme remède principal ; L'EPI ne doit être utilisé que lorsque les PEL ne peuvent pas être atteints par d'autres moyens.

S'il est déterminé que les fumées de soudage sont combustibles, le système de dépoussiérage doit être équipé de systèmes de sécurité incendie et déflagration appropriés pour réduire le risque d'explosion dangereuse à l'intérieur du collecteur ou des conduits. Le système doit être conforme aux réglementations de l'OSHA et aux normes de la National Fire Protection Association en matière de sécurité contre les incendies et les explosions.

La protection des soudeurs contre les émissions dangereuses doit être une priorité pour les ateliers réalisant le soudage de l'aluminium. Bien que les principes de sécurité des fumées de soudure restent largement les mêmes pour tous les matériaux, il est utile de comprendre les risques spécifiques des matériaux avec lesquels vous travaillez. Lorsque vous comprenez les risques et les limites d'exposition, vous pouvez concevoir un système qui protégera tout le monde des émissions de soudage dangereuses.

FIGURE 2. Les ateliers doivent concevoir et mettre en œuvre une stratégie de contrôle des fumées de soudage dangereuses à l'aide de la hiérarchie des contrôles.