용접 흄 이해: 위험성 및 효과적인 저감 전략

용접은 모재 금속과 필러 금속을 녹여 강한 이음부를 형성하는 방식으로 소재를 접합합니다. 용접 공정은 유해 금속 흄과 가스 부산물을 포함한 눈에 보이는 연기를 생성합니다.

이 팩트 시트는 용접 작업, 적용 표준, 용접 흄 내 수많은 유해 물질로부터 용접사와 동료를 보호하기 위한 제안을 다룹니다.

용접 흄이란?

용접 흄은 금속 산화물, 실리케이트, 플루오라이드의 복잡한 혼합물입니다. 금속이 비점 이상으로 가열되면 증기가 응축되어 매우 미세한 입자(고체 미립자)가 됩니다. 용접 흄은 일반적으로 전극과 용접 중인 소재에서 온 입자를 포함합니다.

용접 흄은 공기 중 기체와 미세 입자의 다양한 혼합물입니다. 혼합물 조성은 용접 방법과 용접 제품에 따라 다릅니다. 방출될 수 있는 기체 예시는 다음과 같습니다:

• 차폐용: 아르곤, 헬륨, 질소, 이산화탄소.
• 공정 발생: 일산화질소, 이산화질소, 일산화탄소, 오존, 포스겐, 플루오린화수소, 이산화탄소.

또한 알루미늄, 안티모니, 비소, 베릴륨, 카드뮴, 크롬, 코발트, 구리, 철, 납, 망간, 니켈, 몰리브덴, 은, 주석, 티타늄, 바나듐, 아연 등 금속 산화물, 플루오라이드, 금속 미세 입자가 다량 포함될 수 있습니다.

작업자 용접 흄 노출에 영향을 미치는 요인:

• 용접 공정 유형
• 모재와 필러 금속
• 용접봉 조성
• 위치(옥외, 밀폐 공간)
• 용접사 작업 관행
• 공기 흐름
• 환기 제어 사용 여부

위험도를 결정하는 세 가지 요인

부가적 환기와 보호 조치를 취하지 않을 경우 위험 수준은 세 가지 요인에 달려 있습니다:

• 흄의 독성
• 흄의 농도
• 흄 흡입 지속 시간.

1. 용접 흄의 독성

흄 독성은 다양합니다. 앞서 말했듯 용접 공정 유형, 사용 용접 재료, 용접되는 소재 종류에 따라 달라집니다. 예를 들어 연강 용접, 스테인리스강 용접, 코팅 금속 용접, 특정 용접 제품/공정에서의 흄 발생에 대해 더 자세히 다룰 예정입니다.

2. 용접 흄의 농도

흄과 유해 물질 농도는 용접점에서 올라오는 흄 플룸(plume)에서 가장 높습니다. 환기로 이 흄을 빨리 제거할수록 좋습니다.

3. 용접 흄 흡입 지속 시간

용접사가 그런 흄을 흡입하는 시간은 실제 용접 시간에 달려 있습니다. 어떤 제조업체는 하루 1~2시간 용접하고, 어떤 이는 종일 용접합니다. 아크 타임(arcing time)이라 불리는 단순 계산으로, 용접 시간이 길수록 더 많은 흄이 발생하고 공기 중 기체와 미세 입자 혼합물 흡입 위험이 커집니다.

용접 흄이 심각한 질병 유발 가능

그런 용접 흄을 흡입하는 것이 잠재적으로 위험하다는 건 분명합니다. 확신하지 못한다면 암, 천식, 파킨슨병 유사 증상 등 각종 신체 이상과 심각한 질병을 유발할 수 있다고 밝힌 수많은 과학적 연구와 보고서를 읽어보세요.

용접 흄 흡입 건강 영향

• 용접 흄과 가스 급성 노출 시 눈, 코, 목 자극, 어지러움, 메스꺼움 발생. 이런 증상 겪는 작업자는 즉시 현장 벗어나 신선한 공기 마시고 의료 조치 받아야 함.
• 용접 흄 장기 노출 시 폐 손상과 폐암, 후두암, 비뇨기암 등 각종 암 유발 가능.
• 특정 흄 건강 영향으로 금속 흄 열, 위궤양, 신장 손상, 신경계 손상 포함. 망간 흄 장기 노출 시 파킨슨병 유사 증상 유발.
• 헬륨, 아르곤, 이산화탄소 같은 가스는 공기 중 산소 치환해 질식 유발 가능. 특히 밀폐/한정 공간 용접 시. 일산화탄소 가스 형성 시 심각한 질식 위험.

용접 흄 발생원과 건강 영향

용접 가스 발생원과 건강 영향

용접 결과 유기 증기 발생원과 건강 영향

용접 흄 노출 저감

• 용접사는 작업 중인 소재 위험성을 이해해야 합니다. OSHA 위험물 정보 표준은 고용주가 작업장 유해 물질에 대한 정보와 교육을 근로자에게 제공하도록 요구합니다.
• 용접 표면은 잠재적 독성 노출을 일으킬 수 있는 코팅(용제 잔여물, 페인트 등)을 제거해 세척해야 합니다.
• 작업자는 용접 흄과 가스 흡입을 피하도록 위치를 잡아야 합니다. 예: 옥외/개방 환경 용접 시 상풍쪽에 위치.
• 일반 환기(자연/강제 신선 공기 흐름)는 작업 구역 흄과 가스 농도 낮출 수 있습니다. 옥외/개방 작업장이라 해도 적절한 환기 보장 안 됨. 환기/배기 시스템 없는 작업장에서는 자연 기류와 적절한 위치 선정을 활용해 흄과 가스를 자신과 타 작업자로부터 멀리 유지해야 합니다.
• 국소 배기 환기 시스템으로 용접사 호흡 구역에서 흄과 가스 제거 가능. 흄 후드, 흄 추출 건, 진공 노즐을 플룸 소스 가까이에 둬 최대량의 흄과 가스 제거. 이동식/플렉시블 배기 시스템으로 흄과 가스를 용접사로부터 멀리 끌어당김. 배기 포트를 다른 작업자로부터 멀리 두세요.
• 더 낮은 흄 발생형이나 덜 독성인 용접 유형/소모품으로 대체 고려.
• 환기 없이 밀폐 공간 용접 금지. 해당 OSHA 규정 참조.
• 작업 관행과 환기로 노출을 안전 수준으로 낮출 수 없으면 호흡보호구 필요할 수 있음.