용접작업에서 발생 가능한 가스상 물질

[atom]

용접작업에서 발생 가능한 가스상 물질

용접작업에서 발생가능한 가스상 물질은 일산화탄소, 질산화물, 오존, 다양한 광화학물질, 할로겐화 탄수화물의 열분해산물 등이 있습니다. 가스의 주요 발생원은 ① 보호가스, ② 피복제나 플럭스의 분해산물, ③ 아크와 공기 구성성분(오염물질 포함)의 반응, ④ 자외선의 방출로 인해 생성된 가스입니다. 보호가스를 사용하는 경우 주된 가스 발생원은 보호가스 자체 또는 그 분해산물이 되는데 예를 들어 CO₂를 사용하는 경우 CO₂, CO가 발생됩니다.

이것은 꼭 알아두세요

염소가 함유된 유기용제를 사용하는 곳에서 용접을 하면 매우 위험합니다. 화재의 위험성뿐만 아니라 치명적인 유독성 가스인 포스겐이 생성됩니다.

 

표 7. 용접작업에서 발생하는 가스상 물질 Ⅰ

원소	관련 용접과 건강장해
불소	불소는 플럭스와 피복재에서 발견된다. 노출되면 눈, 코, 목의 자극증상이 나타나고 고농도로 장기간 노출되면 폐부종과 뼈에 손상을 줄 수 있고 또한, 피부발진이 나타나기도 한다. 불화수소(HF) 형태로 노출되며 측정을 할 때는 불소로서 한다. 다른 가스상 물질은 용가재 성분이 아니다 불소는 용가재 성분이다.
오존	용접아크광에서 발생하는 175-210 ㎚의 자외선에 의해 산소분자가 두 개의 산소원자로 유리되어 다른 산소분자와 결합하여 3개의 원자를 가진 오존으로 된다. 가스금속아크 및 가스텅스텐용접에서, 특히 알루미늄을 모재금속으로 사용할 때 고농도의 오존이 발생한다. 그러나 오존은 220-290 ㎚의 자외선 조사에 의해 다시 두 분자의 산소로 환원될수 있으나 용접 흄과 공존할 때에는 흄에 의해서 산소로 환원되는 것이 방해받기도 한다. 오존은 폐수축, 부종, 빈혈 등의 급성장해를 일으킨다. 1 ppm 낮은 농도에서는 두통, 안구 점막의 건조를 유발한다. 만성장해로는 폐기능의 유의한 변화를 수반합니다.
질소산화물	오존과 마찬가지로 공기중 산소와 자외선의 반응에 의하여 일산화질소가 생성되고 이가 다시 이산화 질소로 된다. 이산화질소가 대부분이고, 일산화질소도 일부 있다. 이산화질소는 낮은 농도 (10-20 ppm)에서 눈, 코, 호흡기에 자극을 준다. 고농도에서는 폐부종 등의 폐장해를 유발한다. 만성장해로 폐기능의 유의한 변화가 있다. 이산화질소는 피복아크용접, 산소아세틸렌용접, 아크가우징, 가스금속아크용접, 잠호용접, 산소아세틸렌과 산소프로판 절단작업에서 발생한다. 용접작업으로 발생되는 양은 대부분 1.0 ppm이하의 저농도이지만 가스절단, 플라스마용단, 가스버너를 구부리는 작업 등을 하는 경우는 고농도로 되므로 주의해야 한다.
일산화탄소	일산화탄소는 가스금속아크용접에서 이산화탄소가 환원되어 발생함으로 CO2용접이나 보호가스중 이산화탄소의 함량이 증가하면 많이 발생한다. De Kretser 등은 가스금속아크용접에서 이산화탄소의 농도가 1400 ppm일 때 일산화탄소의 농도는 300 ppm였다고 보고하였고 Ulfvarson은 스웨덴의 용접작업장에서의 일산화탄소 농도는 가스금속아크용접을 제외한 작업에서는 낮은 수준이라고 보고하였다. 이 연구에서는 조사작업장의 10 %가 일산화탄소 농도가 50 ppm을 초과하였고, 최고 150 ppm이었다. Press와 아크작업주변에는 고농도의 CO2가 검출되며 멀리 떨어지면서 감소한다. 그러나 환기가 나쁜 탱크내부작업이나 제한된 공간에서는 고농도가 되므로 주의하여야 한다. 일산화탄소는 질식제이며, 두통, 어지러움, 정신 혼란 등의 급성증상을 일으킨다. ACGIH에서는 일산화탄소의 TWA-TLV를 25 ppm으로 규정하고 있다.

염화탄화수소물질을 함유한 탈지용액은 용접아크의 자외선과 반응하여 포스겐, 포스핀, 염화수소, 염화아세트산 등의 유해한 가스를 생성합니다. 그 외 다른 유기물이 함유되었을 경우 아크롤레인(acrolein), 포름알데히드, 일산화질소, 아세트알데히드 등이 생성될수 있습니다. 예를 들어 트리클로로에틸렌은 dichloroacetyl chloride, 포스겐, 염산, 염소로 분해되고, 테트라클로로에틸렌은 trichloroacetyl chloride, 포스겐, 염산, 염소로 분해됩니다. 메틸 클로로포름(1,1,1-트리클로로에탄)은 상대적으로 분해가 적게 일어난다고 알려져 있습니다.

 

표 7. 용접작업에서 발생하는 가스상 물질 Ⅱ

원소	관련 용접과 건강장해
포스겐	트리클로로에틸렌 등 염소계 유기용제로 세정된 철강재의 용접에서는 화학반응으로 dichloroacetyl chloride 및 포스겐이 생성된다. Ferry, Dahlberg 등은 0.1 ppm이상의 농도를 측정하였으며 트리클로로에틸렌이 20 ppm인 장소에서 가스금속용접을 할 때 아크에서부터 30 ㎝되는 측정점에서는 dichloroacetyl chloride가 10.4 ppm, 포스겐이 3 ppm이었다고 보고하였다. 만성중독보다는 급성중독으로 호흡부전과 순환부전증을 유발한다. 호흡기나 피부로 흡수가 되며 초기 증상은 목이 타며 가슴이 답답하다. 호흡곤란, 청색증, 극심한 폐부종이 발생하여 심한 경우 사망을 초래한다.
포스핀	인산염 녹방지 피막처리를 한 철강재의 용접으로 포스핀이 발생한다. 특히 도장부에서 전처리공정으로 인산염 피막처리를 했는지를 주의하여야 한다. 유해성은 포스겐과 비슷하다.