Les fumées de soudage présentent de graves risques pour la santé des soudeurs du monde entier. Leur inhalation aiguë peut entraîner des maladies respiratoires, des inflammations systémiques et des cancers. Une manipulation appropriée des gaz de soudage est essentielle pour minimiser les risques potentiels pour la santé des soudeurs et du personnel de bureau. Cet article souligne l'importance d'envisager l'utilisation d'extracteurs de fumées de soudage portables pour éviter l'inhalation de fumées de soudage par les soudeurs et les opérateurs .
Composition des fumées de soudage dangereuses
La composition des fumées de soudage varie selon l'opération de soudage. Elles proviennent de l'évaporation des molécules métalliques des électrodes, du fil d'apport et du matériau d'apport. Souvent, le soudage est réalisé sur des matériaux dont les revêtements de surface et la peinture contribuent également à la génération de fumées toxiques lorsqu'ils sont exposés à des températures élevées. Le soudage à l'arc électrique, par exemple, produit de l'ozone (O3), des gaz nitreux (NOx) et du monoxyde de carbone (CO). Le soudage des alliages d'aluminium laisse des résidus gazeux contenant des particules de magnésium, de molybdène et de silice. Des traces de cuivre, d'argent et de nickel peuvent être détectées lors du soudage de composants électriques. Des particules de chrome, de fer et de manganèse se concentrent dans l'air lors du soudage de matériaux résistants à la corrosion. Le soudage des alliages d'acier inoxydable produit des substances cancérigènes provenant de l'exposition des opérateurs au chrome oxydé. Autrement dit, le soudage produit plus de 30 types de gaz nocifs différents.
Comment réaliser une évaluation de l'exposition
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La mécanique des fluides des fumées de soudage
Des études expérimentales et informatiques ont montré que les vitesses du mélange air-fumée de soudage générées à la pointe de l'électrode variaient de 1 à 5 m/s. Cette plage de vitesses dépend de plusieurs facteurs, tels que la puissance de l'équipement de soudage, la vitesse de dépôt du matériau et les propriétés chimiques du matériau d'apport. La vitesse moyenne de l'air frais dans les installations de fabrication à ventilation ouverte est d'environ 0,2 m/s, tandis que la vitesse de l'air de recirculation dans les installations fermées est d'environ 0,5 m/s. Cela signifie que, dans un rayon de 90 cm, l'extraction des fumées varie de 1 500 à 12 000 pi³/min, selon l'intensité de l'opération de soudage. Pour compliquer encore les choses, lorsque les fumées de soudage ne sont pas surveillées, des particules nocives peuvent s'écouler vers les voies de recirculation des installations fermées et être distribuées dans les bureaux par les conduits de CVC.
Forces convectives et diffusives
Les fumées de soudage se comportent comme des gaz polyphasiques, la phase primaire étant l'air ambiant et la phase secondaire correspondant aux fumées de soudage. L'air est généralement à température ambiante et les fumées de soudage sont à des centaines de degrés Kelvin au-dessus de la température ambiante. Les fumées de soudage sont des particules contenant des ions métalliques et d'autres molécules dérivées telles que les fluorures et les nitrates, dont le diamètre est compris entre 50 nanomètres ( 50 × 10-9 m ) et 20 micromètres ( 20 × 10-6 m) .
- La convection naturelle existe dans les écoulements créés par les extracteurs de fumées de soudage en raison de la turbulence hétérogène du mélange. La convection se produit sous l'effet de la gravité et de l'effet transitoire des gradients de densité au sein de l'écoulement polyphasique. Lorsque les fumées de soudage rencontrent l'air ambiant, la différence de température est supérieure à 500 kelvins. Cette différence de température permet à l'air ambiant de se mélanger aux fumées de soudage.
- La diffusion se produit en raison des gradients de concentration de particules dans le mélange, permettant aux fumées de se déplacer avec l'air en fonction de la vitesse et de la direction de l'air.
Relever les défis des fumées de soudage
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Pourquoi un extracteur de fumées de soudage est-il une bonne solution ?
Un extracteur de fumées de soudage est un dispositif électromécanique qui capte les fumées toxiques et les restitue à l'air pur. Ce procédé consiste à créer un « puits », ou zone de basse pression locale, dans un champ de pression par ailleurs uniforme. Une fois ce champ perturbé, un écoulement turbulent contenant les fumées de soudage se forme et force le mélange à se déplacer vers la zone de basse pression. Les fumées de soudage étant dirigées vers la machine par un canal d'aspiration, les particules sont contraintes de traverser une membrane poreuse conçue pour filtrer et capturer les molécules microscopiques. Un système de contrôle interne détecte la qualité de l'air dans la chambre de filtration et permet à l'air pur de sortir du système et de se mélanger à l'air ambiant.
Quel extracteur de fumées de soudage dois-je utiliser ?
L'inhalation à l'état stable d'air toxique provenant des fumées de soudage par les travailleurs effectuant des travaux physiques peut atteindre 4 à 10 litres par minute. La revue de toxicologie et de santé industrielle a rapporté qu'une exposition prolongée à l'O₃ de 0,16 ppm suffit à provoquer des lésions tissulaires irréversibles du système respiratoire. Autrement dit, 20 minutes de soudage à intensité moyenne peuvent avoir des conséquences respiratoires néfastes pour les soudeurs. Pour les applications à intensité légère et moyenne, l'utilisation d'un extracteur de fumées de soudage est la méthode privilégiée pour protéger les soudeurs des gaz nocifs.
Diversitech propose une vaste gamme d'extracteurs de fumées de soudage portables, conçus pour répondre aux différents besoins des différents projets de soudage. Notre modèle le plus compact, l' extracteur de fumées portable FRED Mini Vac II , peut aspirer jusqu'à 210 pi³/min. Sa conception à double moteur permet aux soudeurs de n'utiliser que la quantité d'air nécessaire et d'augmenter le débit d'air si nécessaire. Pour les applications de soudage les plus exigeantes, nous proposons l' extracteur de fumées portable FRED Sr. II à double bras , capable de filtrer jusqu'à 2 500 pi³/min d'air de soudage. Grâce à ses deux bras de captation, cet appareil permet d'extraire les fumées d'un ou deux postes de soudage simultanément pour une efficacité maximale.
Que vous ayez besoin d'un extracteur aussi robuste, d'un appareil aussi léger que le FRED Mini Vac, ou de quelque chose entre les deux, Diversitech propose les modèles leaders du marché avec des capacités de filtration avancées et une facilité d'utilisation pour les meilleures conditions de sécurité possibles pour les soudeurs.
