中小規模の製造工場向けの空気品質管理

粉塵を効果的に管理することは、中小規模の店舗にとっては課題となる場合があります。 ここでは、中小規模の溶接工場の管理者から空気品質管理に関してよく寄せられる質問に対する回答を示します。 ゲッティイメージズ

溶接、プラズマ切断、およびレーザー切断では、乾燥した固形物の小さな破片からなる浮遊粉塵粒子で構成される煙 (煙とも呼ばれます) が発生します。 この粉塵は空気の質を低下させ、目や皮膚を刺激し、肺を損傷し、表面に付着すると危険となる可能性があります。

処理ガスには、酸化鉛、酸化鉄、ニッケル、マンガン、銅、クロム、カドミウム、酸化亜鉛が含まれる場合があります。 一部の溶接プロセスでは、二酸化窒素、一酸化炭素、オゾンなどの有毒ガスが発生する可能性があります。

作業員、機器、環境の安全のために、職場の粉塵や煙を適切に管理することが重要です。 粉塵を捕捉する最良の方法は、空気から粉塵を除去し、屋外に排出し、きれいな空気を屋内に戻す収集システムを使用することです。

ただし、コストやその他の優先事項により、粉塵を効果的に管理することは中小規模の店舗にとっては課題となる場合があります。 これらの施設の中には、店舗には集塵システムが必要ないという前提の下、粉塵や排気ガスを制御するための日曜大工のアプローチを試みる施設もあります。

始めたばかりの方も、長年操業している方も、中小規模の溶接工場の管理者が空気品質管理に関してよく尋ねる質問への回答に興味があるかもしれません。

まず、健康リスクと軽減計画を積極的に立てましょう。 たとえば、産業衛生評価は、粉塵中の有害な要素を特定し、暴露レベルを決定するのに役立ちます。 この評価には、アプリケーションが生成する粉塵粒子に対する労働安全衛生局 (OSHA) の許容暴露限界 (PEL) を確実に満たしていることを確認するための施設の評価を含める必要があります。

金属加工施設特有の粉塵やヒュームの特定に経験のある産業衛生士または環境エンジニアリング会社を推薦できるかどうか、集塵装置のサプライヤーに問い合わせてください。

次に、次の 2 つのリソースに基づいて、粉塵管理プログラムの大気質目標を作成します。

きれいな空気を施設に再循環させる場合は、OSHA PEL が汚染物質に対して設定した実行可能限度値を下回っていることを確認してください。 屋外で空気を排出する場合は、環境保護庁 (EPA) の有害大気汚染物質に関する国家排出基準の対象となることに注意してください。

最後に、集塵システムを設計するときは、粉塵とヒュームの除去の 3 つの C (捕捉、搬送、封じ込め) に従って安全な溶接作業場を作成する必要があります。 この設計には通常、何らかのタイプのフードまたはヒューム捕捉方法、捕捉ポイントを接続するダクト、集塵機に戻るダクトの適切なサイズ設定、およびシステムの体積と静電気を処理できるファンの選択が含まれます。

溶接設備の屋外に設置されたカートリッジ式工業用集塵機の例です。 画像: Camfil APC

お客様の運用に合わせて特別に設計された集塵システムは、有害な空気中の汚染物質を捕捉、搬送、封じ込めることができる、受け入れられ実証済みのエンジニアリング制御です。 高効率カートリッジフィルターと二次フィルターを備えた乾式媒体集塵機は、吸入性粉塵微粒子の捕集に適しています。

ソースキャプチャ システムは、小型部品や治具の溶接を伴うアプリケーションで人気があります。 通常、これらにはヒューム排気ガン (先端抽出)、柔軟なヒューム アーム、スロット付きヒューム フードまたはサイド シールド付き小型排気フードが含まれます。 これらは通常、ワークフローの中断を最小限に抑えてアプリケーション固有になるようにカスタマイズされます。

エンクロージャとキャノピー フードは、設置面積が 12 フィート×20 フィート以下の場合によく使用されます。 カーテンまたは硬い壁をフードの側面に追加して、ブースまたは囲いを作成することができます。 ロボット溶接セルの場合、多くの場合、アプリケーション全体を囲む完全なエンクロージャを使用できます。 これは、シングルアームおよびデュアルアームの溶接ロボットや多軸プラズマ切断ロボットに適しています。

アプリケーションが前に概説した提案と互換性がない場合は、施設全体ではないにしても、大部分から煙を除去するアンビエント システムを設計できます。 ソースキャプチャ、エンクロージャ、フードから周囲収集に進むにつれて、必要なエアフローが大幅に増加し、システムの価格も上昇することに留意してください。

多くの中小規模の店舗は、ドアや窓を開けたり、独自の排気システムを作成したりするなど、お金を節約できる DIY 方法で排気ガスを制御しようとした後でのみ反応する傾向があります。 問題は、迷惑な煙が最終的にはさらに大きな問題となり、多くの場合、エネルギーコストを増加させたり、施設内に危険なほど高い負圧を発生させたりしながら、これらの方法を圧倒することです。

最初に行う必要があるのは、施設内で最も頻繁に問題が発生する場所を把握することです。 これには、プラズマテーブルのヒューム、フリーハンドのアークガウジング、またはベンチでの溶接などが考えられます。 そこから、最も多くの煙を発生させるプロセスに最初に対処します。 発生するヒュームの量によっては、ポータブル システムを使用すると対処できる場合があります。

作業員の有害なガスへの曝露を減らす最善の方法は、施設向けのカスタム システムの特定と作成を支援できる高品質の集塵機メーカーと協力することです。 通常、これには、一次カートリッジ型フィルターと高効率の二次安全フィルターを備えた集塵システムの設置が含まれます。

各用途に選択する主要なフィルター媒体は、粉塵粒子のサイズ、流れ特性、量、分布に基づいて選択する必要があります。 HEPA フィルターなどの二次安全監視フィルターは、粒子捕捉効率を 0.3 ミクロン以上に高め (PM1 の高い割合を捕捉)、一次フィルターが故障した場合に有害な煙が空気中に放出されるのを防ぎます。

すでに排気管理システムを導入している場合は、適切に機能していないことを示す状況がないか店舗を注意深く監視してください。 いくつかの警告サインは次のとおりです。

一日中濃くなり、溶接作業が終了した後に空中に漂うヒューム雲に注意してください。 ただし、大量のヒュームの蓄積は必ずしも抽出システムが機能していないことを意味するわけではなく、現在のシステムの規模を超えていることを意味している可能性があります。 最近生産量を増やした場合は、現在の設定を再評価し、アクティビティの増加に対応するように変更を加える必要がある場合があります。

粉塵や煙を適切に管理することは、作業員、設備、店舗環境の安全にとって非常に重要です。

最後に、従業員の声に耳を傾け、観察し、質問することが常に重要です。 現在のエンジニアリング制御が施設の粉塵を効果的に管理しているかどうかを知らせ、改善すべき領域を提案することもできます。

中小企業向けの OSHA 規則は、特にどの規則に従う必要があり、どの規則に従うことが免除されるかを知ることに関しては、複雑になる場合があります。 多くの場合、小規模店舗は、従業員が苦情を申し立てるまでは、OSHA 規制の目をかいくぐっても大丈夫だと考えています。 明確にしておきますが、規制を無視しても従業員の健康リスクが排除されるわけではありません。

OSHA の一般義務条項、セクション 5(a)(1) に基づき、雇用主は職場の危険を特定し、軽減しなければなりません。 これは、雇用主が施設内で発生するすべての危険（粉塵）を特定する記録を保持する必要があることを意味します。 粉塵が可燃性または爆発性の場合は、全米防火協会の基準に従って粉塵を適切に管理する必要があり、そうでない場合は試験記録を保管する必要があります。

OSHA はまた、溶接や金属加工によって生成される浮遊粒子汚染物質に対して PEL 閾値を設定しています。 これらの PEL は、注釈付きの PEL 表にリストされている溶接や金属加工のヒュームに含まれる粉塵を含む、数百の粉塵の 8 時間の時間加重平均に基づいています。 最初の空気モニタリングで対策レベルを超える暴露が判明した場合、施設オペレーターは OSHA に従って追加要件を実装する必要があります。

前述したように、煙は目や皮膚を刺激する可能性があります。 ただし、さらに注意すべき有害な影響もあります。

直径 10 ミクロン以下 (≤ PM10) の粒子状物質 (PM) は気道に到達する可能性がありますが、2.5 ミクロン以下 (≤ PM2.5) の粒子は肺の奥深くに滞留する可能性があります。 直径 1.0 ミクロン以下 (PM1 以下) の吸入可能な粒子は、肺関門を通過して血液系に侵入する可能性があるため、より大きな損傷を引き起こす可能性があります。

PM に定期的にさらされると、肺がんなどの呼吸器疾患を発症するリスクが高まります。 溶接や金属加工によって生成される粒子の多くはこの危険範囲内にあり、危険の性質と重大度は加工される材料の種類によって異なります。 ステンレス鋼、軟鋼、アルミニウム、亜鉛メッキ、その他の材料を扱う場合でも、材料安全データシートは健康リスクを特定するための良い出発点となります。

溶接ワイヤの主な金属であるマンガンは、頭痛、疲労、だるさ、衰弱を引き起こす可能性があります。 マンガンヒュームに長時間さらされると、神経学的問題を引き起こす可能性があります。

クロムを含む金属の溶接中に生成される発がん性物質である六価クロム（六価クロム）にさらされると、短期的な上気道疾患や目や皮膚の炎症を引き起こす可能性があります。

亜鉛めっき鋼板の熱間作業によって生成される酸化亜鉛は、金属ヒューム熱を引き起こす可能性があります。金属ヒューム熱は、週末や休暇中など仕事の休憩後に重度のインフルエンザのような症状が現れる短期的な病気です。

すでにヒューム管理システムを導入している場合は、一日中濃くなるヒューム雲など、システムが適切に機能していないことを示す状況がないか店舗を注意深く監視してください。

ベリリウム曝露の兆候や症状には、息切れ、咳、疲労、体重減少、発熱、寝汗などがあります。

一般に、目、鼻、喉の炎症、めまい、吐き気に注意してください。

溶接および熱切断作業では、適切に設計および維持された集塵システムが従業員の呼吸器疾患を防ぎ、施設を現在の空気品質要件に準拠した状態に保つように機能します。

はい。 煙を含んだ空気が熱交換器や冷却コイルを覆う可能性があり、HVAC システムの頻繁な修理が必要になることがあります。 溶接ヒュームは標準の HVAC フィルターを通過し、暖房システムの誤動作や空調の凝縮コイルの詰まりを引き起こす可能性があります。 HVAC システムの継続的なサービスは高価になる可能性がありますが、システムの機能が低下すると、作業者にとって危険な状態が生じる可能性があります。

シンプルですが重要な安全規則は、ダスト フィルターにほこりが溜まりすぎる前にダスト フィルターを交換することです。 以下のいずれかに気付いた場合は、フィルターを交換してください。

長寿命カートリッジ フィルターの中には、次の交換までに 2 年以上使用できるものもあります。 ただし、粉塵の負荷が大きい用途では、通常、より頻繁にフィルターを交換する必要があります。

カートリッジ集塵機に適切な交換用フィルターを選択することは、システムのコストとパフォーマンスに大きな影響を与える可能性があります。 カートリッジ集塵機の交換用フィルターを購入する場合は注意してください。すべてのフィルターが同じではありません。

多くの場合、購入者は最高の価値に囚われます。 ただし、カートリッジ フィルターを購入する際、ステッカーの価格は最良のガイドではありません。

全体として、適切な集塵システムで自分自身と従業員を保護することは、中小企業の繁栄と成長に大いに役立ちます。