Использование торированных вольфрамовых электродов

Использование торированных вольфрамовых электродов

Вольфрамовые электроды используются при дуговой сварке с использованием инертного газа вольфрама (TIG) или при плазменной сварке. В обоих процессах электрод, дуга и сварочная ванна защищены от атмосферного загрязнения инертным газом. 

Вольфрамовые электроды используется потому, что они могут выдерживать очень высокие температуры с минимальным плавлением или эрозией. Электроды изготавливаются методом порошковой металлургии и формуются по размеру после сплавливания.

Сварочные электроды TIG обычно содержат небольшие количества других оксидов металлов, которые могут иметь следующие преимущества:

  • облегчить зажигание дуги
  • повысить стабильность дуги
  • улучшить токовую нагрузку стержня.
  • снизить риск загрязнения сварных швов
  • увеличить срок службы электрода

Используемые оксиды - это в основном оксиды циркония, тория, лантана, иттрия или церия. Добавки обычно составляют порядка 1% -4%. Все эти оксиды значительно улучшают зажигание дуги, особенно при сварке постоянным током (DC). Оксид тория (торий) использовался в течение многих лет и был признан эффективным с точки зрения длительного срока службы и термической эффективности. Оксид циркония (диоксид циркония) обычно используется для сварки TIG на переменном токе (AC), обычно для сварки алюминия.

Опасности

Торий (Th) слабо радиоактивен с длительным периодом полураспада и испускает в основном альфа (α) частицы, но иногда испускается некоторое количество бета (β) и гамма (γ) излучения. Альфа-частицы не могут проникнуть через кожу или даже бумагу. Однако они вредны, если попадают внутрь пищеварительного тракта или в легкие, где действуют как канцероген.


Оксид тория, таким образом, является радиоактивным материалом с низким уровнем активности, который может вызывать как небольшую внешнюю радиационную опасность, так и внутреннюю опасность при проглатывании или вдыхании. Оценка внешней опасности для сварщика, держащего электрод в течение целого года, составляет очень небольшую часть максимально допустимой дозы облучения, и делается вывод о том, что внешняя радиационная опасность, вероятно, будет незначительной.

При образовании дуги выброса радиоактивного материала практически не происходит. Однако для достижения максимальной стабильности дуги, кончик электрода перед использованием шлифуется до конической формы. Эта форма сохраняется во время использования путем регулярной переточки. В процессе измельчения могут образовываться частицы вольфрама с торием на поверхности. Именно эти частицы пыли создают основную опасность, поскольку их можно вдохнуть, а торий может выделять альфа-частицы с поверхности.

При рассмотрении измерений отбора проб воздуха, проведенных во время измельчения, был сделан вывод, что во время измельчения концентрации в воздухе могут приближаться или даже превышать концентрации, при которых необходимо будет рассмотреть возможность обозначения зоны как контролируемой зоны, как это определено в Правилах по ионизирующей радиации 1999 года.

Однако риск рака у сварщиков TIG из-за воздействия тория очень низок, поскольку время воздействия на людей неизменно невелико. По оценкам Датского института сварки, из 1200 сварщиков TIG, работающих полный рабочий день, заболеваемость раком составляет 0–3 балла в течение тридцати лет работы. Хотя эта цифра считается приемлемой, Датский институт сварки рекомендовал постепенно отказаться от торированного вольфрама в Дании, поскольку доступны нерадиоактивные альтернативы.

Безопасность условий труда

Место хранения

Рекомендуется хранить торированные электроды в стальных ящиках, четко обозначенных радиационным трилистником. Хранение в закрытых ящиках не представляет серьезной опасности при обращении и хранении. Сварщики могут безопасно обращаться с небольшими количествами (поставка на 1 день) электродов без каких-либо специальных мер предосторожности.

Подготовка / шлифование

Измельчение создает наибольшую опасность, так как открытая площадь вольфрама / тория значительно увеличивается, и в атмосферу выбрасываются мелкие частицы потенциально радиоактивной пыли.

Рекомендуется использовать специальный точильный камень с местным пылеудалением и носить простую фильтрующую маску, если количество используемых электродов не очень мало (менее 20 в год). Если на шлифовальном круге нет защитного экрана, следует надевать защитные очки. Вытяжка воздуха из точильного камня должна быть организована таким образом, чтобы частицы помещались в объемный одноразовый мешок.


Чтобы свести к минимуму выброс в атмосферу, необходимо использовать безопасный метод сбора и обращения с пылью из сборника (например, ее можно поместить в запечатанный бумажный / пластиковый пакет).

Площадь вокруг шлифовальных кругов следует ежедневно очищать пылесосом от частиц пыли. Если высокоэффективный пылесос недоступен, тогда материал следует увлажнить, чтобы минимизировать количество пыли.

Рабочих следует заставлять мыть руки перед использованием туалета и перед перерывами в работе, и по этой причине помещения для мытья рук должны находиться близко к рабочим зонам.

Сварка

Небольшое испарение вольфрама происходит во время сварки, но это очень небольшое количество, и соответствующий уровень радиоактивности чрезвычайно низок. Никаких особых мер предосторожности не требуется.

Однако, как и при шлифовании торированных вольфрамовых электродов, ношение средств защиты рта, носа и глаз во время сварки еще больше снизит риск загрязнения.

Альтернативы торированному вольфраму

Оксиды лантана, церия, иттрия и циркония могут использоваться с вольфрамом. Хотя все они незначительно радиоактивны, риск даже ниже, чем с торием, поэтому никаких особых мер предосторожности не требуется. Общее мнение пользователей состоит в том, что церированный или лантановый вольфрам являются приемлемой альтернативой торированному вольфраму, особенно при постоянном токе, в то время как циркониевый вольфрам предпочтителен для сварки переменным током. Между различными альтернативами существуют очень незначительные различия в напряжениях дуги, необходимых для равных токов. Следует рассмотреть вопрос об обосновании использования торированных вольфрамовых электродов по сравнению с другими подходящими альтернативами.

Источник: PZ.ua