アルゴンアーク溶接の気孔防止：原因と解決策
アルゴン・アーク溶接で気孔が生じることがあ るのはなぜか。溶接気孔は、多くの場合、不純物、不適切なガス・フロー、または不適切な技術によって発生し、溶接部の強度を弱め、...
溶接の火花の裏に潜む隠れた危険について考えたことがあるだろうか。溶接は、必要不可欠である一方で、電気事故、火災、有毒ガス、身体的負傷など、数多くの危険性をはらんでいる。この記事では、溶接における様々な危険について説明し、溶接作業者を保護するための重要な安全対策を提供します。これらのリスクを理解し、予防策を実施することで、より安全な作業環境を確保し、潜在的な事故を防ぐことができます。溶接作業を保護し、自分自身と同僚を危険から守る方法を学びましょう。
溶接はアーク溶接とも呼ばれ、溶接機器の熱効果を利用して溶接金属の断面を加熱・溶融し、もともと分離していた金属同士を接合して強靭で脱落しない接合部を形成するプロセスである。
溶接工程の違いにより、アーク溶接は自動溶接、半自動溶接、手溶接に分けられる。自動溶接と半自動溶接は、主に大規模な機械設備の製造に使用され、工場や比較的固定された作業スペースに設備が設置されている。
一方、手溶接はより柔軟性があり、屋外工事でも使用できる。作業スペースの違いにより、溶接作業には、電気的、光学的、熱的、裸火による危険など、さまざまな危険が伴う。
a)期間中 溶接工程溶接棒を交換したり、溶接電流を調整したりする必要があるため、溶接士は電極や電極板に直接触れる必要がある。
について 溶接パワー 電源は通常220V/380Vであり、電気安全 装置に欠陥があったり、労働者保護装置が規格 に適合していなかったり、作業者が不正な作業を行なっ たりすると、電気事故が発生する可能性がある。金属製コンテナ、パイプライン、湿気の多い場所で溶接を行う場合、電気事故のリスクはさらに高くなる。
b) 溶接機がアイドル状態の場合、二次巻線電圧は一般に60～90Vである。この電圧は高くはないが、規制された安全電圧である36Vを超えるため、一定の危険性がある。
例えば、溶接機のアイドル電圧が70Vで、高温多湿の環境で作業している人の体内抵抗が約1600Ωの場合、人の体を通過する電流はI=V/R=70/1600=44mAとなる。この電流では、溶接作業者の手が痙攣を起こし、電気事故につながる危険性がある。
c) ほとんどの溶接作業は屋外で行われるため、溶接機、溶接ケーブル、電源ケーブルは、高温、湿度（建設現場）、粉塵にさらされることが多い。
さらに、溶接機は過負荷状態で運転されることが多いため、電力・電線の絶縁老朽化や絶縁性能の低下を招き、漏電事故の危険性が高まる。
溶接作業中、発生するアークや裸火は、可燃性物質のある場所で作業する場合、容易に火災を引き起こす可能性がある。このリスクは、可燃性・爆発性装置のある場所（ピット、溝などを含む）で溶接する場合や、可燃性・爆発性物質を含む容器、塔、タンク、パイプラインで溶接する場合に、さらに大きくなります。
2000年に洛陽で起きた「12.25」大火災事故は、ショッピングモールでの違法な溶接作業と管理不行き届きによって引き起こされ、周辺の可燃物に引火して309人の死者を出した。
2003年5月26日、北京東方化工工場でメタクリル酸メチルの入った列車タンク車の車軸ナットの溶接作業中、タンク車の清掃・交換が不十分で、タンク車内の可燃性ガスの分析を怠ったため爆発が発生。爆発でマンホールの蓋が吹き飛び、溶接工を直撃して死亡した。
溶接工程では、アークや溶融金属スラグが発生する。溶接作業者が専用の防護服、手袋、靴を着用しない場合、特に溶接の火花が飛び散る可能性のある高所で溶接を行う場合、溶接作業者または作業面の下にいる作業員が火傷を負う可能性がある。
溶接中は強い可視光線と目に見えない紫外線が発生し、目に強い刺激と損傷を与える。
長時間の直接暴露は、目の痛み、羞明、流涙、風に対する過敏症を引き起こし、結膜炎や角膜炎（一般に溶接フラッシュ・バーンとして知られている）を引き起こす可能性がある。
溶接アークからは赤外線、紫外線、可視光線が放出され、人体に放射線を及ぼす可能性がある。
赤外線放射には熱放射効果があり、溶接中の高温環境では熱射病を引き起こす可能性がある。
紫外線には光化学作用があり、皮膚に害を与える。可視光線を長時間浴びると視力が低下することがある。
溶接中のアーク温度は4200℃以上に達することがあり、そのため 溶接棒 炉心、フラックス、金属がガス化、蒸発、凝縮を起こし、大量のマンガン・クロム酸化物と有害な煙塵が発生する。
さらに、アーク灯の高温と強い放射は、周囲の空気にオゾンや窒素酸化物などの有毒ガスを発生させる可能性がある。
換気の悪い状態で長時間溶接作業に従事すると、これらの有毒ガスや煙塵を吸入することになり、人体に影響を及ぼす可能性がある。
建設上の要件により、溶接工はしばしば高所で溶接作業を行う必要がある。
墜落防止措置が適切に実施されていない場合、足場が適切に設置されておらず、使用前に点検されていない場合、高所作業中に安全ヘルメットやハーネスなどの個人用保護具が着用されていない場合、高所からの墜落などの事故が発生する可能性がある。
溶接工は、金属製コンテナ、機器、パイプライン、タワー、タンクなど、密閉された場所や半密閉された場所に入り込んで溶接する必要があることが多い。
輸送中に有毒・有害物質や不活性ガスが貯蔵されたり発生したりした場合、不適切な作業管理や不十分な保護措置によって、特に石油精製や化学企業では、労働者の中毒や窒息が容易に起こりうる。
電気事故を防止するため、絶縁、遮蔽、隔離、漏電保護、および活線部品との直接接触を避けるための個人保護措置を講じる必要があります。具体的な方法は以下の通り：
a) 溶接機器と回路の絶縁性能を向上させる。使用する溶接機器と電源ケーブルは適格な製品でなければならず、その電気絶縁性能は電圧レベル、周辺環境、使用条件に適していなければならない。溶接機は定期的にメンテナンスし、日光や雨にさらされないように保護し、電気絶縁性能の劣化を防ぐ。
b) 溶接機の故障、修理、作業場所の変更、継手の交換、ヒューズの交換が必要な場合は、必ず電源を切ってから作業してください。
c) 溶接機の電源を設置する際、人が活線部に接触した場合に自動的に電源が切れるように、残留電流装置を忘れずに設置してください。湿気のある場所や金属製の容器、機器、部品で溶接を行う場合は、定格動作電流が15mA以下、定格動作時間が0.1秒以下の残留電流装置を使用する必要があります。
d) 溶接機のケーシングと二次巻線のリード線には、良好な保護接地またはゼロ接地対策を講じること。電源が三相三線式または単相式の場合は、抵抗値が4Ω以下の保護接地線を設置する。電源が中性点を接地した三相4線式の場合は、保護中性線を設置する。
e) 電気安全に関する知識と自己防衛意識に関する労働者への教育を強化する。溶接作業者は作業中、絶縁靴と専用の絶縁手袋を着用しなければならない。雨中での溶接は禁止されている。特に湿度の高い環境で溶接を行う場合、作業者は乾燥した木の板やゴム製の断熱パッドの上に立たなければならない。
f) 金属構造物、パイプライン、線路、その他の金属接続部を導体として使用することは禁止されている。金属製の容器や特に湿気の多い場所で溶接を行う場合、照明器具の電源は12V以下の安全な電圧を使用しなければならない。
a) 可燃性および爆発性の場所で溶接を行う場合、溶接前に法規に従っ て熱間作業の許可を得なければならない。作業開始前に関係部門の承認が必要であり、「火気厳禁」の原則を厳守すること。
b) 溶接作業の前に、作業場所の下方および周辺に可燃性物質や爆発性物質があるかどうかを確認し、可燃性塗料や防食性物質がある場合は適切に取り扱う。稼働中の生産設備や石油タンクエリアの近くで溶接作業を行う場合は、防火壁を設置しなければならない。高所で溶接を行う場合は、石綿板や鉄板で隔離し、火花が飛ばないようにする。
c) 可燃性物質や爆発性物質の製造や輸送に使用される容器、装置、パイプラインに溶接を行う場合、接続される装置やパイプラインが閉鎖されているか、盲板で塞がれているかを確認し、規定に従ってブローイング、洗浄、交換、分析のためのサンプリングを実施する必要がある。溶接は、分析結果が適格であることを確認してから行うことができる。
a) 溶接作業者は、溶接中に適切な保護衣、絶縁手袋、絶縁靴を着用しなければならない。溶接に大電流を使用する場合は、溶接トングに保護カバーをつける。
b) 新たに溶接された箇所は、足や身体への直接接触や火傷を防ぐため、適時にアスベスト板などで覆う。
c)高レベル溶接中に交換される溶接棒の頭部は、下の作業者が火傷しないように、集中的に積み上げるべきである。
d) 溶接スラグを清掃するときは、保護眼鏡を着用すること。高所で頭上溶接または水平溶接を行う場合は、過度の火花のため の隔離措置を講じる必要がある。
溶接電流の強さに応じて、特殊保護レンズ付きの適切な顔面シールドや色付き保護眼鏡を使用する必要がある。
溶接補助に携わる他の要員や溶接現場の近くにいる者も、保護措置を講じ、適切な保護眼鏡を着用すべきである。
溶接作業者およびその周辺の作業者は、適切な個人保護具を着用すること。溶接マスクや着色ゴーグルを着用せずにアーク光を直接観察することは禁止されている。
皮膚の露出は最小限にすべきで、夏場は、短パンや半袖シャツで溶接作業を行うべきではない。可能であれば、露出した皮膚にUV保護クリームを塗るべきである。
a) 溶接工程を合理的に設計し、金属容器内部の溶接量を減らすために、片面溶接と両面成形工程を使用するようにする。
b) 狭い場所や密閉された場所での溶接作業では、作業場内の有害なガスや粉塵の濃度を下げるために、強制換気措置を取らなければならない。
c) 可能な限り、溶接作業者が有害なガスや粉塵に曝される 機会を減らすため、手溶接の代わりに自動溶接または半自動 溶接を使用すべきである。
d) 低発塵・低毒性の溶接電極を使用し、作業区域内の有害な煙や粉塵の含有量を低減する。
e) 溶接作業中、溶接工や周辺にいる作業員は、煙や粉塵の吸入を最小限に抑えるため、防塵・防毒マスクを着用すること。
溶接工は定期的に健康診断を受けなければならない。高血圧、心臓病、てんかんなどの既往歴のある人は、高所溶接を行うことは禁止されている。高所で作業する場合、溶接工は安全ベルトを適切に締め、安全ヘルメットを着用しなければならない。
溶接の前に、作業場所とその周辺を点検し、足場の安定性と完全性、および足場やその他の安全保護設備が安全要件に適合していることを確認する必要があります。
必要であれば、作業区域の下方および周囲に安全ネットを設置すべきである。上下動を伴う作業には隔離措置を講じること。
a) 有毒物質や危険物質を含む容器、装置、パイプライン、塔、タンクなどの密閉された場所や半密閉された場所で溶接を行う前に、接続されているすべてのプロセス機器を切り離さなければならない。
洗浄、パージ、交換を実施し、規定に従って設備への立ち入り作業許可を取得すること。サンプリングと分析を実施し、検査に合格して初めて作業を開始できる。
b) 通常は4時間ごとにサンプリングと分析を行い、状況が変化した場合は速やかにサンプリングと分析を行う。また、緊急時のために、十分な量の呼吸器（酸素）を現場で使用できるようにすべきである。
c) 作業中は、指定された担当者による安全監視を実施し、溶接工は定期的にローテーションを行うべきである。
気密性が高く、酸素欠乏を起こしやすい設備については、酸素欠乏による窒息防止のため、強制換気（直接酸素供給は禁止）による酸素補給を行う。
特殊な作業である溶接には、粉塵、有毒ガス、高温、アーク光、高周波電磁場など、重大な労働災害が伴う。社会の急速な進歩に伴い、溶接はほぼすべての産業分野にますます不可欠なものとなっている。
溶接工の急増は、溶接に伴う労働災害の増加につながった。
溶接作業における危険の多様性と大きさを考慮すると、溶接工の労働リスクを軽減するために、一連の効果的な保護対策を実施しなければならない。
改善 溶接技術プロセス、素材：
作業を機械化・自動化するために溶接技術を向上させれば、溶接による人体への危険を根本的に取り除くことができる。
溶接に適した容器を設計し、片面溶接や両面成形などの新しい技術を採用するなど、溶接工程を改善することで、溶接工が換気の悪い容器内で作業することを防ぎ、作業条件を大幅に改善することができる。
溶接棒の材質を改善することによって、無毒性または低毒性の溶接棒を選択することも、溶接の危険性を減らす有効な方法である。
職場の換気条件を改善する：
換気には自然換気と機械換気があり、後者は空気交換、除塵、無害化のためにファンに頼る。自然換気が不十分な閉鎖空間では、機械的換気対策が必要となる。
個人防護措置を強化する：
個人的な保護措置により、溶接中に発生する有毒ガスや粉塵による害を防ぐことができる。作業者は、適切な保護眼鏡、顔面シールド、マスク、手袋を使用し、白色の保護衣と絶縁靴を着用しなければならない。
素手は許されない。換気の悪い密閉容器内で作業する場合は、換気の良い保護ヘルメットを着用しなければならない。
労働者保護の広報、教育、現場監視の強化：
労働者は、自己防衛意識を高め、職業性疾病の発生を減らすために、必要な労働安全衛生知識教育を受けるべきである。
さらに、溶接現場での粉塵や有害物質の危険性の監視を強化し、溶接工の定期的な身体検査を実施して問題を迅速に発見・解決することが極めて重要である。
溶接作業における個人防護措置は、主に頭部、顔面、目、耳、呼吸器、手、身体の防護に関係する。
これらの対策には主に、防塵、防毒、騒音低減、高温放射線の遮蔽、放射能防護、機械的傷害の防止、一般的な清潔さが含まれる。
標準的な保護具（作業着、手袋、眼鏡、マスクなど）の着用に加え、密閉容器内での溶接時や換気が困難な状況など、特定の作業環境では、煙や粉塵の害を防ぐために空気呼吸器を着用することがある。
毒性の強い環境での緊急溶接修理では、急性職業中毒を防ぐために隔離型酸素呼吸器を着用することができる。
アーク光による損傷から溶接作業者の目を守るため、溶接中は特殊な保護レンズ付きフェース・シールドを使用する必要がある。レンズは溶接電流の強さに基づいて選択する必要があるが、溶接者の視力および作業環境の明るさも考慮する必要がある。
電気アークによる皮膚の損傷を防ぐため、溶接工は淡色または白色のキャンバス地の作業着を着用する必要がある。袖はしっかりと固定し、襟のボタンは留め、皮膚を露出させないこと。
溶接補助者や溶接現場の近くにいるその他の人 については、アーク燈の損傷を避けるため、互いに協力 し合う必要がある。補助者は、適切な暗さのフィルター付き眼鏡を着用すること。
複数人での作業や交差作業場所では、アーク光が溶接作業者や他の作業者の目を傷つけないよう、保護スクリーンを設置するなどの保護措置を講じる必要がある。
さらに、トリウム・タングステン棒を取り扱った後は、流水と石鹸で手を洗い、作業着や手袋を定期的に清潔にするよう注意すべきである。ノイズキャンセリングイヤーマフや耳栓を着用することで、騒音の危険から身を守ることができる。これらはすべて、効果的な個人防護措置である。
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