안전한 용접작업

[atom]

안전한 용접작업

용접은 접합하고자 하는 두 개 이상의 물체(주로 금속)의 접합부분에 존재하는 방해물질을 제거하여 결합시키는 과정이라고 할 수 있다.

용접작업에 필요한 구성요소는 다음과 같다.

가. 용접대상이 되는 재료(모재)
나. 열원(가열열원은 가스열 이나 전기에너지가 주로 사용되고, 기타 화학반응열, 기계에너지, 전자파에너지가 사용됨)
다. 용가재(융합에 필요한 용접봉이나 납 등)
라. 용접기와 용접기구(용접용 케이블, 홀더, 토치, 기타공구 등)

용접을 분류하는 방법에는 여러 가지가 있는데 용접시의 금속이 고체상인가, 액체상인가 또는 가압여부에 따라서 융접(fusion welding), 압접(pressure welding) 및 납땜(soldering, brazing)으로 분류한다.

가. 융접(fusion welding)
접합하려는 두 금속재료 즉 모재(base metal)의 접합부를 가열하여 용융 또는 반용융상태로 하여 모재만으로 또는 모재와 용가재(filter metal)을 융합하여 접합하는 방법이다.

나. 압접(brazing and soldering)
이음부를 가열하여 큰 소성변성을 주어 접합하는 방법으로 접합부분을 적당한 온도로 가열하거나 또는 냉간상태 에서 압력을 주어 접합하는 방법이다.

다. 납땜(brazing and soldering)

모재를 용융하지 않고 모재보다도 용융점이 낮은 금속(납의 일종)을 용융시켜 접합하는 방법으로 접합면 사이에 표면장력의 흡인력이 작용하여 접합되며, 땜납의 용융점이 450℃ 이하일 때를 연납(soft solder)이라하고 450℃이상일 때 경납(hard solder)이라 한다.

또한, 용접은 그 방법에 따라서 가스용접, 플럭스 실드아크용접, 가스실드아크용접, 전기저항용접 및 기타 용접작업으로 구분할 수 있다.

가장 큰 유해요인은 용접흄 이며 유해가스, 유해광선, 소음, 고열 등 다양한 유해요인과 복합적인 물질이 용접작업 시 발생한다.

가. 금속흄
흄(hume)은 고체가 녹은후 증발(vaporization)과 응축(condensation)을 통해 형성되는 작은 입자상의 물질을 총칭이며, 용접흄은 금속, 금속산화물과 모재, 전극, 플럭스 등에서 발생한 기타 화합물로 이루어져 있다. 특히 흄을 발생시키는 단일 요인으로 가장 주요한 것은 사용하는 용기재(filler metal)의 종류이다. 흄은 모든 종류의 용접공정에서 발생하며 그 발생량은 매우 다양하다.
특정독성물질의 종류로는 크롬, 니켈, 카드뮴, 아연, 구리 등이며 이들 금속은 발생량이 매우 적더라도 건강장해를 유발할 수 있다.

나. 가스
용접작업 시 일산화탄소, 질산화물, 오존, 다양한 광화학물질, 할로겐화물, 열분해산물 등이 화학반응 등에 의해 발생한다. 용접시 사용되는 연료가스(프로판, 아세틸렌, 수소)는 질식제이다. 이러한 가스의 폭발하한계(lower exposure limits, LELs)는 매우 낮게 설정되어있다(프로판 2.3%, 수소 4.1%, 아세틸렌 2.5%)산소는 가연성이 있으므로 고농도에서 위험하다. 실드(sealed)가스로 사용되는 아르곤, 질소, 헬륨, 이산화탄소는 밀폐공간(confined space)에서 사용될 경우 산소결핍현상을 유발할 수 있으므로 위험하다.

다. 주요발생 유해화학물질
ㅇ 오존(ozone)
용접아크광에서 발하는 자외선 중 175nm～210nm 파장의 조사에 의해 산소분자가 2개의 산소원자로 유리되어 다른 산소분자와 결합하여 3개의 원자를 가진 오존이 생성된다.
오존은 합금소재에 따라 크게 발생량에 영향을 미치며, 특히 알루미늄을 모재금속으로 사용할 때에는 고농도의 오존이 발생된다. 건강장해로서는 폐수축, 부종, 빈혈 등의 급성장해를 일으킨다. 낮은농도에서는 두통, 안구점막의 건조를 유발한다.

ㅇ 질소산화물(NOx)
피복아크용접, 산소아세틸렌용접, 아크가우징, 가스금속용접, 잠호용접, 산소아세틸렌용접에서 발생하여 오존과 마찬가지로 공기중 산소와 자외선의 반응에 의해 생성되며 대부분의 산화물은 이산화질소가 대부분이다. 이산화질소는 저농도에서는 눈, 코, 호흡기에 자극을 주며 고농도에서는 페부종 등 폐장해를 유발한다.

ㅇ 일산화탄소(CO)
일산화탄소는 가스금속용접에서 이산화탄소가 환원되어 발생하여, 아크작업 주변에는 고농도 탄산가스가 검출되며 멀리 떨어지면서 감소한다. 밀폐공간에서는 고농도가 될 수 있으며 건강장해로는 두통, 어지러움, 정신혼란 등의 급성증상을 일으킨다.

ㅇ 분해산물
탈지용액은 용접아크의 자외선과 반응하여 포스겐, 포스핀, 염화수소, 염화아세트산 등의 유해한 가스를 생성한다. 그 외 다른 유기물이 함유되었을 경우 아크롤레인(acrolein), 포름알데히드, 일산화질소, 아세트알데히드 등이 생성된다. 이러한 물질에 노출될 때에는 눈과 호흡기의 자극, 어지러움, 두통 등이 있다.

라. 화상
화상은 용접작업 중 열과 방사선에 의해 일어날 수 있다.
열-가열된 금속과 슬래그, 가열된 도구 또는 용접봉에 의한 피부화상을 입을 수 있다.

마. 전기
대부분의 용접작업에서 전기아크는 용융에 필요한 열원을 공급한다. 몇몇요인들이 용접작업자에게 전기쇼크위험의 영향을 미칠 수 있다. 장비의 불완전한 접지, 닿거나 손상된 전선과 전극봉집게, 안전장갑의 미흡 또는 습윤상태(발한상태)등은 용접작업자에게 위험성을 가중시킨다.

바. 화재/폭발
용접작업은 비가연성 환경에서 이루어져야 한다. 가연성물질들은 되도록 작업장소에서 멀리하여야 한다

가. 급성노출
1) 전광성 안염
각막이 280～315nm 범위의 자외선에 노출되어 생기는 결과이며, 영향은 아크와의 거리, 빛의세기에 따라 영향이 달라지며, 보호구를 착용하지 않은 채 용접아크에 수초간 노출되면 근로자는 ‘동통’ ‘타는느낌’ ‘눈에 모래가 들어간’느낌을 느낀다. 이학적 소견상 결막충혈을 보이며 슬릿램프 검사상 각막이 점상으로 움푹 들어간 소견이 보인다. 이러한 상황은 수시간이 지나면 저절로 회복이 된다. 이물질이나 안구의 열손상이 있는지 검사해 보는 것이 필수적이다.

2) 금속열
금속열은 지연성(8～12시간후)으로 생기는 열, 오한, 기침, 근육통, 금속맛을 특징으로 하며 저절로 회복된다. 아연도금된 금속을 용접한 과거력이 진단에 도움을 준다.

3) 상부호흡기 자극
상부 호흡기의 자극은 분진, 오존, 산화알루미늄, 산화질소, 산화카드뮴, 불소 등의 다양한 용접 부산물에 의한 결과이다. 비특이성 자극이나 알레르기(크롬,니켈)에 의한 천식이 유발될 수 있다.

4) 근골격계질환
용접작업동안 상지의 지속적인 등척성 부하로 인한 손상은 어깨와 목의 증상으로 나타난다. 쭈그리고 앉아서 하는 작업이 많은데 이 경우에 무릎등에 지속적인 압박과 부담을 주어 관절통이난 심한 경우 무릎의 연골뼈가 물러지는 연골경화증, 관절염좌 등이 나타나기도 한다. 무증상적 근육손상의 경우에는 현장내 크레아틴 인산화효소가 약간 상승한다.

나. 만성노출

1) 용접폐증
비섬유성 산화철 분진이 폐에 축적됨으로써 생기는 증상이다. 방사선 소견은 매우 심한 비만성 망상결정성 음영이 보이지만, 이와는 달리 폐기능은 약간 저하된다. 동시에 결정형 규석이나 석면에 노출된 용접근로자의 경우에는 용접공폐와 폐섬유화증을 구분하는 것이 어렵다. 그러나 용접근로자가 석면에 노출된적이 없으면 늑막의 비후나 석회화는 나타나지 않는다.

<용접작업의 유해인자에 따른 건강장해>

유 해 인 자		건 강 장 해
금속	산화철 망간 산화카드뮴 산화아연 크롬 니켈 불소	진폐증 신경독성, 폐렴 급성폐손상 금속열 폐암, 알레르기 폐암, 알레르기 피부자극, 골에축적
유해가스	오존 산화질소 일산화탄소	호흡기 자극, 천식 급성 폐손상 전신독성
물리적인자	방사선 자외선 적외선 전류 소음	전광성안염, 피부발적 화상, 백내장 전기쇼크, 감전사 난청
인간공학적 요인		근육긴장, 요통 등

가. 화상
1) 아크 용접
용접작업 중 스패터가 튀거나 용접후 슬러그 햄머로 슬러그를 떼어내는 작업중 뜨거운 슬러그 파편이 날아 피부에 접촉되면 화상을 입을 수 있고 역시 용접부 및 그 부근의 모재에 직접 접촉되는 경우 화상을 입는다. 또한 스패터가 튀어 의복 등에 불이 붙어 화상을 입는 경우도 있다.

2) 가스용접
용접작업 중 화구에 불을 붙이는 순간 화염이 뻗치면서 화상을 입을 수 있고 착화 취관의 조정을 잘못하여 손이 흔들려서 또는 취관으로부터 새어나온 아세틸렌에 작업중 착화해서 화상을 입기도 한다.

3) 화상의 방지
화상을 방지하기 위해서는 용접작업자 자신 및 주변 작업자의 피부를 노출시키지 않도록 하여야 하고, 차선책으로 작업조건에 맞는 보호구를 사용하는 것이 바람직하다.
가) 적당한 차광도를 가진 보호 안경을 착용하면 스패터 및 슬러그 조각이 눈으로 튀어들어 오는 것을 막을 수 있다.
나) 가죽장갑을 착용하면 손부위의 화상방지가 가능하고 장갑 틈사이로 스패터 등이 날아드는 것을 막기 위해 팔덮개를 병용하면 더욱 유효하다.
다) 앞치마를 착용하면 작업자의 가슴부터 무릎까지 보호하는 역할을 하며 가죽제가 바람직하다.
라) 발 덮개도 가죽으로 하는 것이 좋으며 이것을 하지 않았을 때에는 작업화의 상부에 뜨거운 스패터 등이 들어갈 위험성이 있다.

4) 용접작업에서의 화재
용접작업 시 스패터가 수m의 거리까지 비산하는데 스패터에 의해 인화되어 발생하는 화재가 적지 않다. 인화성 물질인 석유, 벤젠, 또는 락카, 신나 용기에 스패터가 날아들면 순간적인 착화와 연소가 일어난다. 용접작업장의 경우 화재방지를 행하는 방법으로 위에서 설명한 인화성 물질 등은 작업장소에서 가능한 한 멀리하여 보관하고 정기적으로 정리정돈을 실시하도록 하는 것이 필요하다. 그밖에 스패터의 비산 방지대책으로 아연도 철판이나 방염시트 등으로 방화벽을 설치하여 사용하면 유용하다.

5) 유류 등의 배관, 용기 등의 용접
인화성 유류, 가연성 분진, 위험물이 있을 가능성이 있는 용기류, 탱크 등을 용접할 때는 용접에 의해 화재나 폭발이 일어날 수 있으므로 용접작업 전에 스팀 등으로 세척하거나 중화제로 제거하고 닦아내는 등 폭발방지에 만전의 조치를 강구하여야 한다. 자동차의 탱크, 드럼, 열교환기 등을 용접할 때는 각별히 조심할 필요가 있으며, 석유화학공장 등에서 배관작업 또는 수리 시 용접작업을 할 경우 주의에 만전을 기하여야 한다.

 

가. 작업환경관리
1) 용접흄의 제거를 위한 환기대책
흄의 발생량은 용접방법에 따라 차이가 있으며 용접조건에(전류, 전압, 숙련도, 소재의 종류) 따라서 양, 성분에 많은 변수가 작용되므로 다음에 열거된 요령에 의거 환기설비를 설치하도록 하여야 한다.

가) 국소배기장치
- 후드(hood)는 작업방법, 분진의 발산상황 등을 고려하여 분진을 흡인하기에 적당한 형식과 크기로 선택하고, 후드는 분진발생 장소마다 설치한다. 외부식 후드의 경우에는 당해 분진 발생장소로부터 가까운 이치에 설치한다.

- 닥트(duct)는 가능한 한 길이가 짧고 굴곡의 수가 적으며 적당한 부위에 청소구를 설치하여 청소하기 쉬운 구조로 한다.

- 국소배기장치의 배풍기는 공기정화장치 뒤쪽에 설치하며, 오염된 공기가 공기정화장치를 거쳐 깨끗한 공기가 배풍기를 지나가도록 한다.

- 배기구는 옥외에 설치하여야 하며, 이동식 국소배기장치의 경우 여과제진방식 또는 전기제진방식에 의한 공기정화장치를 부설한 경우에는 옥외에 설치하지 않을 수 있다.

- 용접작업에 설치된 국소배기장치를 가동하는 경우에는 다음사항을 준수한다.
· 국소배기장치는 설치목적에 알맞도록 가동한다.
· 당해 국소배기장치의 가도여부를 수시 확인하고 가동일지 등을 작성·비치한다.
· 설치된 제진장치에 대하여는 제진장치와 관련된 국소배기장치가 가동되고 있는 동안 충분히 가동한다.
- 국소배기장치를 설치한 후 처음 사용하거나 분해하여 개조 또는 수리를 한 후 처음 사용할 경우에는 다음사항을 점검하여 이상 발견 시에는 즉시 청소 보수하는 등 필요한 조치를 하여 항상 성능이 유지되도록 한다.
· 분진퇴적상태 및 배기능력 점검
· 닥트 및 배풍기의 분진퇴적상태의 점검
· 닥트의 접속부의 이완유무 점검
· 흡기 및 배기능력의 점검
· 기타 국소배기장치의 성능을 유지하기 위하여 필요한 사항의 점검

- 국소배기장치에 대해서는 노동부령이 정하는 자격을 갖춘 자로 하여금 자체검사를 실시하되 자체검사의 방법, 항목 및 주기, 검사결과 조치 및 그 기록의 보존에 관하여는 산업안전보건법이 정하는 바에 의한다.

나) 전체환기장치
작업특성상 국소배기장치의 설치가 곤란하여 전체환기장치를 설치하여야 할 경우에는 다음사항을 고려하여 설치한다.

- 필요환기량(작업장 환기횟수 : 15～20회/시간)을 충족시킬 것
- 유입공기가 오염장소를 통과하되 작업자 쪽으로 오지 않도록 위치를 선정할 것
- 급기는 청정공기를 공급할 것
- 기류가 한편으로만 흐르지 않도록 급기할 것
- 오염원 주위에 다른 공정이 있으면 공기배출량을 공급량보다 크게 하고, 주위공정이 없을 시에는 청정공기 급기량을 배출량보다 크게 할 것
- 배출된 공기가 재유입되지 않도록 배출구 위치를 선정할 것
- 난방 및 냉방, 창문 등의 영향을 충분히 고려해서 설치할 것.

2) 작업형태별 작업환경 관리대책

가. 옥내용접작업
· 고정된 장소에서의 용접작업지점에는 국소배기장치를 설치하여 작업하도록 한다.
· 국소배기시설의 후드는 작업지점이 포위될 수 있도록 부스식으로 설치한다.
· 외부식후드를 설치할 경우 작업지점 측면에 후드를 접근시켜 작업자가 용점흄에 노출되지 않도록 한다.
· 국소배기시설로써 배출되지 않은 용접흄을 희석하기 위해 전체환기 시설을 설치한다.
· 고정되지않고 이동하는 용접작업지점에는 이동집진기 또는 이동식 환기팬을 설치 가동한다.
· 주위에서 작업하는 근로자의 시력보호를 위해 차광펜스를 설치한다.
· 국소배기시설이 정상적으로 가동하는 상태에서 작업한다.
· 흄은 방진마스크나 송기마스크를 착용한다.
※ 흄용 방진마스크란 방진마스크 검정시 시험용 에어로졸이 식염입자(NaCl)또는 DOP(Dioctyl phthalate)로서 99%이상 분진포집효율이 있는 것을 말함.
·차광안경을 착용한다.
·소음이 85dB(A)이상시에는 귀마개 등 보호구를 착용한다.

나. 옥외용접작업
·옥외에서 작업하는 경우 바람을 등지고 작업한다
·주위에서 작업하는 근로자의 시력보호를 위해 차광펜스를 설치한다
·흄용 방진마스크를 착용한다
·차광안경을 착용한다.
·소음이 85dB(A)이상시에는 귀마개 등 보호구를 착용한다.

다. 밀폐공간에서의 용접작업
·급기 및 배기용 팬을 가동하면서 작업한다.
·작업전 산소농도를 측정하여 18% 이상시에만 작업한다.
※ 작업중에 산소농도가 떨어질 수 있으므로 수시로 점검해야 한다.
·흄용방진마스크 또는 송기마스크를 착용하고 작업한다
·소음이 85dB(A) 이상시에는 귀마개 등 보호구를 착용한다.
·탱크맨홀 및 피트 등 통풍이 불충분한 곳에서 작업시에는 긴급사태에 대비할 수 있는 조치(외부와의 연락장치, 비상용사다리, 로우프 등을 준비)를 취한 후 작업한다.

[출처] 안전한 용접작업|작성자 삐박