[기계안전기술사] 문제풀이 2017년 111-3-5 용접 유해인자와 신체영향

문제
5. 용접 작업 시 발생되는 유해인자를 물리적 인자와 화학적 인자로 나누고 유해 인자별 신체에 나타나는 현상을 설명하시오.

문제풀이
(1) 금속 흄 및 금속분진
(가) 카드뮴
(나) 크롬
(다) 철
(라) 망간
(마) 납
(바) 아연

(2) 유해가스
(가) 가스
(나) 오존(O3)
(다) 질소산화물(NOX)
(라) 일산화탄소(CO)
(마) 포스겐(COCl2)
(바) 포스핀(PH3)

(3) 소음 및 기타요인
(가) 소음
(나) 고열․화상
(다) 감전․화상
(라) 화재, 폭발

1. 물리적 인자
○ 소음
소음은 용접, 아크홈가공, 플라즈마 아크용단, 공기탄소 아크용단 및 그라인딩과 같은 공정에서는 강렬한 수준의 소음이 발생될 수 있다. 이러한 작업을 수행하는 근로자는 물론 인근에 있는 근로자도 항상 청력보호구를 착용하여야 한다. 강렬
한 소음은 결과적으로 영구청력손실을 초래하는 청신경손상 된다. 청력손실은 대부분 단기간에 나타나지 않으나 일단 발생하면 회복될 수 없다.

○ 고열․화상
열은 뜨거운 금속, 용재비산 또는 뜨거운 공구나 용접전극 봉 취급 시 피부화상이 발생되며, 유해광선 중 자외선에 의해 주로 눈에 영향을 준다.

○ 감전․화상
대부분의 용접작업에서 전기아크는 용융에 필요한 열원을 공급한다. 이 전기는 보통 용접기에서 공급되며 용접기는 교류와 직류용이 있다.
- 교류용접기는 변압기에 의해 전력을 공급받는다. 교류용접기에서 용접작업 중 아크간의 전압은 불과 25V이다. 그러나 용접 작업을 하지 않을 때와 변압기에 부하가 없을 때 매우 높은 전압이 발생한다. OSHA(미국 산업안전보건청)는 최대부하전압을 수동용접 및 절단작업 시 80V, 자동용접 및 용단작업 시는 100V로 규정하고 있다. 일반적으로 고 전류와 큰 직경의 전극 봉에는 교류가 이용된다.

2. 화학적요인
1) 입자상
○ 카드뮴
보호피복재, 용접전극피복재 또는 합금으로 사용된다. 폐를 자극하여 예민한 반응을 보이며, 폐수종을 유발할 수 있고 만성 영향으로 폐기종과 신장손상을 초래하기도 한다.

○ 크롬
스테인레스와 고합금 강철에 있어 주요합금 원료로 사용된다. 불용성 6 가크롬에 대한 과도한 장기노출은 피부자극과 폐암 발생의 위험을 높일 수 있다. 크롬 함유 스테인레스강이나 크롬 함유 용접봉을 사용할 경우 용접 흄이 발생된다.

○ 철
용접흄 중의 주요한 오염물질로서 급성 영향으로 코, 목과 폐에 과민 반응을 일으키며, 주된 만성 영향으로는 철폐증이 있다.

○ 망간
대부분의 탄소, 스테인레스 합금과 용접전극 봉에 소량 포함된다. 노출 정도에 따라 큰 차이가 있으며, 용접작업자는 보통 위험한 농도까지 노출되지 않으나, 금속열을 일으킬 수 있다. 장기 노출시 중추신경계에 이상을 초래할 수 있다.

○ 납
주로 납땜, 황동과 청동합금 그리고 강재의 초벌 도료 제거 작업 시 발생된다. 고농도에 노출시 위장장해, 빈혈증, 신경근육장애, 뇌증 등의 급성증상이 나타날 수 있다. 혈중 납농도를 측정하는 것은 납 노출을 평가하는 유일한 지표이다. 납독성과 관계된 만성증상으로는 빈혈증, 피로감, 복통과 생식능력저하 및 신장, 신경손상을 초래할 수 있다.

2)가스상(유해가스)
○ 가스
가스는 모든 용접작업 공정에서 발생된다. 오존, 질소산화물과 일산화탄소는 용접시 발생하는 가스의 주성분이다.
보통의 농도에서 이러한 가스들은 눈에 보이지 않으며, 일산화탄소의 경우는 냄새도 없다.

○ 오존(O3)
대기 중의 산소와 용접시 발생되는 자외선에 의해 오존가스가 생성 된다. 오존은 폐충혈, 폐기종, 폐출혈과 같이 매우 유해한 급성영향을 유발 한다. 1ppm미만의 저 농도로 단기 노출되더라도 두통과 눈의 점막이상을 초래할 수 있으며 또한 만성노출시 폐기능에 심각한 변화를 초래 할 수 있다.

○ 질소산화물(NOX)
오존과 마찬가지로 아크용접 시 자외선에 의해 생성된다. 질소산화물은 보통 이산화질소(NO2)와 일산화질소(NO)로 구성되며, 이산화질소(NO2)가 주종을 이룬다.
이산화질소(NO2)는 10～20ppm의 저 농도 에서도 눈, 코와 호흡기관에 자극을 유발한다. 고농도의 경우 폐수종과 기타 폐에 심각한 영향을 줄 수도 있다. 만성노출 시 폐기능에 중대한 변화를 초래한다.

○ 일산화탄소(CO)
전극 봉피복과 용재의 연소와 분해 시 생성되며, 무색무취의 화학 질식제이다. 급성영향으로는 두통, 현기증과 정신혼란 등을 유발한다. 만성노출의 경우에 있어서도 보통 용접 시 발생되는 농도는 심각 하지 않다.

출처 : H-73-2015 용접작업 보건관리지침

(가) “용접(Welding)"이라 함은 2개 이상의 고체금속을 하나로 접합시키는 금속가공 기술수단을 말하며, “용단”이란 전극봉과 모재금속 간에 아크열 등으로 용융시켜 금속을 자르거나 또는 제거하는 것을 말한다.
(나) “용접 흄(Welding fume)”이라 함은 용접작업 시 발생하는 금속의 증기가 응축되거나, 산화되는 등의 화학반응에 의해 형성된 고체상 미립자를 말한다.
(다) “용접 분진”이라 함은 용접작업장 주변의 공기 중에 부유하고 있는 모든 고체의 미세한 입자상의 물질을 말한다.
(라) “밀폐 공간”이라 함은 산소결핍이나 유해가스로 인한 중독․화재․폭발 등의 위험이 있는 장소
(마) “유해광선”이라 함은 용접작업 시 발생되는 자외선, 가시광선, 적외선 등을 말한다.
(바) “유해가스”라 함은 용접작업 시 발생되는 가스로서 오존, 질소산화물, 일산화탄소, 이산화탄소 등을 말한다.