W procesach spawalniczych oraz cięcia laserowego powstaje wiele substancji, które mogą negatywnie wpływać na zdrowie pracowników oraz na jakość środowiska pracy. Wśród tych substancji szczególne miejsce zajmują pyły, które powstają w wyniku wysokotemperaturowych reakcji chemicznych i fizycznych zachodzących podczas obróbki metali. Skład tych pyłów może się różnić w zależności od rodzaju materiałów, które są przetwarzane, oraz od zastosowanej technologii. W artykule omówimy, jakie substancje składają się na pyły powstające podczas spawania i cięcia laserowego, oraz jakie mogą mieć one konsekwencje zdrowotne.

1. Pyły powstające podczas spawania

Spawanie to proces łączenia materiałów metalowych za pomocą wysokiej temperatury, często z dodatkiem stopów spawalniczych. W wyniku spawania dochodzi do wysokotemperaturowego topnienia i parowania metalu, co generuje pyły i dymy spawalnicze. Skład tych pyłów zależy od rodzaju spawanego materiału, a także od rodzaju spawania (np. spawanie laserowe, MIG/MAG, TIG).

a. Pyły metaliczne

W wyniku spawania metali żelaznych, takich jak stal węglowa czy nierdzewna, powstają pyły, które zawierają głównie cząstki metali. Do najczęstszych metali obecnych w pyłach spawalniczych należą:

• Żelazo – Pyły żelazowe pochodzące ze spawania stali.
• Chrom – Występuje głównie w pyłach powstających przy spawaniu stali nierdzewnej.
• Nikiel – Spotykany w pyłach powstających przy spawaniu stopów zawierających nikiel.
• Mangan – Obecny w pyłach powstających podczas spawania stali niskostopowych.

b. Tlenki metali

W wyniku reakcji chemicznych zachodzących podczas spawania metali, w tym ich parowania i utleniania, powstają również tlenki metali. Do najczęstszych tlenków obecnych w pyłach spawalniczych należą:

• Tlenek chromu (Cr2O3) – Powstaje w wyniku spawania stali nierdzewnej.
• Tlenek żelaza (Fe2O3, Fe3O4) – Obecny w spawalniczych dymach i pyłach wytwarzanych ze stali węglowej.
• Tlenek manganu (MnO, Mn2O3) – Wytwarzany w procesach spawania stali manganowych.

c. Związki chemiczne

Dodatkowo w pyłach spawalniczych mogą znajdować się szkodliwe związki chemiczne, takie jak:

• Fluorki – Cząstki fluorków, które mogą pochodzić z topników używanych w spawaniu.
• Tlenki siarki – Powstają, gdy w procesie spawania używa się materiałów, które zawierają siarkę.

2. Pyły powstające w procesie cięcia laserowego

Cięcie laserowe to proces polegający na użyciu wiązki światła lasera do cięcia materiałów, w tym metali, plastiku i innych. Podobnie jak w spawaniu, cięcie laserowe może powodować powstawanie pyłów, które różnią się składem w zależności od ciętego materiału. Wiązka lasera powoduje podgrzewanie materiału do wysokiej temperatury, prowadząc do jego odparowania, topnienia i powstawania cząsteczek pyłów.

a. Pyły metaliczne

W przypadku cięcia metali, zwłaszcza stali, powstają pyły metaliczne. Do najczęstszych składników pyłów cięcia laserowego należą:

• Cząstki żelaza – Obecne w pyłach wytwarzanych przy cięciu stali węglowej.
• Cząstki tytanu – Powstają podczas cięcia stopów tytanu.
• Cząstki aluminium – Występują w pyłach powstających przy cięciu stopów aluminium.

b. Tlenki metali

Podobnie jak w procesie spawania, również podczas cięcia laserowego powstają tlenki metali. Przykłady to:

• Tlenek żelaza – Powstaje w procesie cięcia stali węglowej.
• Tlenek tytanu – Powstaje podczas cięcia stopów tytanu.
• Tlenek aluminium – Generowany podczas cięcia stopów aluminium.

c. Związki chemiczne powstałe w wyniku reakcji z gazami osłonowymi

W procesie cięcia laserowego często stosuje się gazy osłonowe, takie jak azot, tlen, argon, czy dwutlenek węgla, w celu poprawy jakości cięcia oraz zapobiegania utlenianiu. W wyniku reakcji gazów osłonowych z materiałem mogą powstawać różne związki chemiczne, w tym:

• Tlenki azotu (NOx) – Powstają w wyniku używania tlenu jako gazu osłonowego w procesie cięcia.
• Tlenki węgla (CO, CO2) – Związki te mogą powstawać w procesach cięcia przy użyciu tlenu i węgla, zwłaszcza przy cięciu stali węglowej.

3. Zagrożenia zdrowotne związane z pyłami

Pyły powstające podczas spawania i cięcia laserowego mogą stanowić poważne zagrożenie dla zdrowia pracowników. Wdychanie drobnych cząsteczek metalicznych oraz tlenków metali może prowadzić do różnych problemów zdrowotnych, takich jak:

• Choroby płuc – Długotrwałe wdychanie pyłów może prowadzić do schorzeń takich jak pylica płuc, astma, przewlekła obturacyjna choroba płuc (POChP).
• Zatrucia metalami – Niektóre metale, takie jak nikiel, chrom czy mangan, są toksyczne i mogą prowadzić do zatrucia, a w przypadku przewlekłego narażenia – do uszkodzenia nerek, wątroby, a także układu nerwowego.
• Nowotwory – Długotrwałe narażenie na pyły spawalnicze, zwłaszcza te zawierające chrom czy nikiel, zwiększa ryzyko rozwoju nowotworów płuc i innych narządów.

Podsumowanie

Pyły powstające podczas spawania i cięcia laserowego mają zróżnicowany skład, który zależy od materiałów używanych w procesach obróbczych. Zawierają one zarówno metaliczne cząsteczki, tlenki metali, jak i szkodliwe związki chemiczne, które mogą stanowić poważne zagrożenie dla zdrowia. Dlatego też istotne jest stosowanie odpowiednich środków ochrony, takich jak systemy wentylacyjne, maski ochronne oraz przestrzeganie norm bezpieczeństwa, aby zminimalizować ryzyko związane z ekspozycją na te niebezpieczne substancje.

Najprostszy sposób na wyeliminowanie ryzyka niesionego przez powyżej opisywane substancje, to instalacja urządzeń filtrowentylacyjnych Welldone.