Когда думаешь о ручной сварке, часто возникают образы сверкающих дуг, летящих искр и поднимающегося дыма. Впечатляющие сцены формируют образ сварки — часто воспринимаемой как опасной и суровой. Но этот образ слишком узок: на самом деле видимые риски, такие как излучение дуги, горячие металлические брызги или сварочный дым, можно очень хорошо контролировать с помощью современной защитной экипировки и ясных стандартов безопасности. Профессиональные сварщики оснащены по высоким требованиям — с шлемами, перчатками и защитной одеждой, которые надёжно защищают от внешних воздействий. Однако то, что часто недооценивают, — скрытая опасность: электрический ток.
Уже короткий момент неосторожности может привести к тяжёлым последствиям: неожиданный зов — рефлексивное поворот и незащищённая рука тянется к стержневому электроду. След: тело становится частью цепи. Изолирующая рабочая обувь или коврик сварочный из нитриловой резины в таких случаях прерывают ток и надёжно защищают.
Электрический ток всегда выбирает кратчайший путь между местами входа и выхода. Если этот путь, скажем, проходит через обе руки, ток проходит не только через руки и туловище, но и через жизненно важные органы, такие как сердце — с потенциально смертельными последствиями (рисунок 1).
Осторожно с напряжением холостого хода
Хотя у бытовых электрических устройств защищены участки под напряжением от прикосновения, при дуговой сварке существует повышенный риск: напряжение холостого хода может превратиться в опасное касательное напряжение — особенно тогда, когда одновременно касается работу изделие (масса) и электрод или незаизолированные части держателя электрода. В таком случае говорят о прохождении тока через человеческое тело.
Для напряжения холостого хода применяются — в зависимости от условий эксплуатации — установленны пределы. Электрическая опасность для человека начинается уже при напряжениях выше 25 В переменного тока (эффективное значение) или 60 В постоянного тока, если одновременно возможен достаточно высокий ток.
Даже небольшие токи опасны для жизни
Когда электрический ток протекает через человеческое тело, он раздражает мышцы, нервы и сердечно- сосудистую систему. Возможные последствия варьируются от судорог и остановки дыхания до так называемых "следов тока" — маленьких точечных ожогов на входном и выходном местах прохождения тока. Уже при токе 30 мА существует острая угроза жизни. Порог отпускания лежит у переменного тока между 10 и 15 мА, у постоянного тока примерно около 50 мА. Если этот порог превышен, судороги могут быть настолько сильны, что пострадавшие не смогут освободить токоведущие части без посторонней помощи — особенно высокий риск для сварщиков в повседневной работе.
Переменный ток считается значительно опаснее постоянного тока, поскольку он может повлиять на сердечный ритм и вызвать фибрилляцию желудочков. Часто недооценивается, что
уже небольшие токи от 1 до 10 мА достаточны для вызова непроизвольных рефлекторных движений, которые часто приводят к повторным несчастным случаям. Например, такие неконтролируемые реакции могут привести к падению со ступени или к другим травмам.
Помимо силы тока важную роль в риске травм играет длительность воздействия на человеческое тело. Чем дольше длится ток, тем серьёзнее последствия для здоровья. По этой причине сварщики обязаны носить надлежащую защитную экипировку. В Европе сварочные перчатки должны соответствовать норме EN 12477, а рабочая обувь — классу защиты S3 согласно EN ISO 20345.
Как определить опасность?
Сила тока (I) зависит от приложенного напряжения (U) и сопротивления (R) и следует закону Ома (U = R x I). Чтобы определить силу тока, можно принять сопротивление тела (без защиты) от руки к руке или от руки к ногу равным 1 000 Ом. Если сварочное устройство согласно табличке имеет холостое напряжение 50 В, то согласно закону Ома (I = U / R) через тело может протекать опасный ток 50 мА.
Осторожно при сварке несколькими сварочными аппаратами
Если сварщики работают одновременно несколькими сварочными аппаратами над заготовкой или над проводящими деталями, возникшее касательное напряжение — особенно напряжение холостого хода — может достигать недопустимо больших значений. Это опасное состояние часто неочевидно.
Особенно критично, когда сварка ведётся с разной полярностью: при сварке постоянным током (DC) суммируются напряжения холостого хода участвующих сварочных аппаратов, что может привести к опасно высоким значениям напряжения.
«Особенно на строительных площадках это не редкость», — говорит Франц Бихлер, сварочный тренер Fronius International. «Ранее мы часто сваривали метровые детали вдвоём или втроём — на сложных компонентах даже с разной полярностью, чтобы получить оптимальные результаты. Если в таких ситуациях заземление неверно, суммарное напряжение может протекать через тело сварочной специалистки — с опасными для жизни последствиями, такими как удары током, нарушения сердечного ритма или тяжёлые ожоги.
При сварке переменным током (AC) как полярность цепей, так и сетевое подключение устройств влияют на возникающее напряжение холостого хода. При неблагоприятных условиях касательное напряжение может возрасти до суммы всех напряжений холостого хода используемых устройств. Поэтому обязательно перед началом работ измерить напряжение между сварочными горелками или держателями электродов. Измерение выполняется мультиметром, обе измерительные щупы прикладывают напрямую к сварочным горелкам (держателям электродов) — (рисунок 2).
Работодатель обязан обеспечивать защиту и информирование
Эффективные меры защиты могут предотвратить несчастные случаи на работе. Ответственность за их реализацию лежит, в принципе, на работодателе. Международные нормы и правила — например ISO (International Organization for Standardization), ASME (American Society
of Mechanical Engineers), AWS (American Welding Society) и DIN (Deutsches Institut für Normung) — образуют основу для безопасных условий труда.
Сварщики должны в любом случае быть информированы о потенциальных опасностях. Расстояние между сварочными концами следует выбирать так, чтобы исключить одновременный контакт двумя горелками или держателями электродов. Если это невозможно, рабочие зоны следует разделять изоляционными перегородками. Дополнительно необходимо посредством надлежащих измерений обеспечить, чтобы суммарное напряжение не превышало допустимый максимум напряжения холостого хода.
Что следует учитывать при сварке?
Перед началом работ сварщики должны удостовериться, что используемое сварочное оборудование находится в исправном состоянии. Неиспользуемые или находящиеся без присмотра устройства следует выключать и отключать от электросети. Эксплуатация должна осуществляться всегда в соответствии с указанием на табличке защиты IP21 и с учетом соответствующей инструкции по эксплуатации.
Оборудование с защитой IP21 допускается использовать только в сухих помещениях. Для использования на открытом воздухе требуется как минимум защита IP23. Заземляющие кабели следует как можно ближе подключать к зоне сварки — либо непосредственно к заготовке, либо к ее опоре.
При нарушениях электропитание должно немедленно прерываться, либо выключив устройства, либо вытащив сетевой штекер. Повреждения сварочных аппаратов, электрических кабелей или шлангов необходимо незамедлительно сообщать сварочному надзору. Неработающие устройства нельзя использовать дальше или открывать без разрешения — особенно не снимая защитной крышки.
Опасности из-за переносимых сварочных токов
Неправильное обращение со сварочным оборудованием может привести к серьёзным опасностям. Особенно критичны неправильно подключенные заземляющие кабели или неаккуратно оставленные держатели электродов. Такие ошибки могут привести к перегоранию защитных проводников, сварочных аппаратов или другого электрического оборудования. Так как защита часто не видна невооружённым глазом, это создаёт существенный риск для всех, кто работает с повреждённой техникой.
Наиболее частыми причинами разрыва защитных проводников и связанных с ними аварий являются неосторожность и слабое внимание. Типичные примеры — неизолированные держатели электродов, которые кладутся на сварочный аппарат, или электроинструменты, остающиеся на сварочном столе во время сварочных работ (рисунки 3 и 4).
Однако тот, кто соблюдает меры защиты, предусмотренные действующими нормами, может эффективно защищаться от переносимых сварочных токов. Возврат тока (масса) должен происходить непосредственно на заготовке или на ее опоре — либо через зажимы, либо с помощью магнитных фиксаторов. Другие детали, такие как металлические стержни, цепи или стропы крана, ни в коем случае не должны использоваться как обратный провод.
Если по исключению заготовки должны свариваться, подвешенные на кранхаке, требуется тщательная защита — например сухими текстильными шнурами или aislイン aislir- (Isolierwirbel). При использовании во время сварочных работ подвешенных рабочих кабин требуется их с изоляцией. Если сварка
выполняется параллельно с электроприбором, допускаются только защищённые устройства.
Работы под повышенной электрической опасностью
На рабочих местах с ограниченной подвижностью существует повышенный риск электрической опасности. Это особенно верно, когда сварщики вынуждены работать в принудительных позах — например на коленях — и контактируют с электрически проводящими частями. Также области, полностью или частично окружённые проводящими материалами, несут опасность. Уже случайные или неизбежные прикосновения могут привести к ударам током.
Для упрощённой оценки, существует ли повышенная опасность при дуговой сварке, применяется общая мера: если свободное пространство для движения между противоположными проводящими элементами менее чем два метра — по длине, ширине, высоте или диаметру — следует считать повышенную электрическую опасность.
Особая осторожность необходима на мокрых, влажных или горячих рабочих местах. В таких условиях электрическое сопротивление кожи, защитной одежды и используемых инструментов может быть значительно снижено из-за влаги или пота. Под «мокрыми» понимаются рабочие места, где одежда влажная и проводящая — что существенно увеличивает риск электрического несчастного случая.
Защитные меры при повышенной электрической опасности
При работах под повышенной электрической опасностью допускаются использоваться только сварочные аппараты, одобренные для этого и помеченные символом [S]. Дополнительно необходимы особые меры защиты: сварщики должны быть защищены изолирующими подложками или промежуточными слоями от электрически проводящих частей, а также от влажных полов и стен.
Если такая защита невозможна из-за дополнительных опасностей — например риска падения — или тесных условий, работать следует только в сухой, неповреждённой рабочей одежде. В ситуациях, когда постоянная сухость одежды недостижима, например в жарких условиях, для дуговой ручной сварки допускается использовать исключительно оборудование постоянного тока.
Напряжение холостого хода используемых устройств должно быть — в зависимости от сварочных задач и характеристик оборудования — как можно ниже и не должно превышать 75 В. Сварочные аппараты не должны размещаться в непосредственной зоне опасности. Для дистанционного управления этими устройствами следует использовать защитное низковольтное питание.
Также необходимо обеспечить, чтобы сварщики не работали одни — необходим надзор за сваркой. Сварка под повышенной электрической опасностью доступна только квалифицированным специалистам.
Сводка и выводы
Безопасность имеет при сварке высочайший приоритет. Неправильное обращение со сварочным оборудованием может привести к тяжким последствиям — особенно из-за высоких напряжений холостого хода, переносимых сварочных токов или работ под повышенной электрической опасностью. Такие риски можно значительно снизить за счёт последовательного соблюдения надлежащих защитных мер.
Особое внимание следует уделять мокрым, влажным или горячим рабочим местам, так как там защитное действие одежды и снаряжения может быть ослаблено. При возникновении сбоев необходимо немедленно принимать надлежащие меры, чтобы избежать травм людей и материального
