Hitsaus, syntyvät ilman epäpuhtaudet ja terveystarkastukset

Tavallisimmat hitsausmenetelmät

Hitsausmenetelmiä on käytössä kymmeniä, joista vain harvat ovat laajassa käytössä. Suurin osa hitsausmenetelmistä käyttää suoraan hyväksi sähköenergiaa. Niistä yleisin menetelmäryhmä on kaarihitsaus. Kaarihitsaus jaetaan 3 eri tyyppiin sen mukaan, miten hitsaussaumaa suojataan hapettumiselta, nämä ovat metallikaarihitsaus, kaasukaarihitsaus ja jauhekaarihitsaus. Metallikaarihitsausta on puikkohitsaus ja sellainen täytelankahitsaus, joka ei käytä suojakaasua. Kaasukaarihitsausta ovat MIG- ja MAG-hitsaus, TIG-hitsaus ja sellainen täytelankahitsaus, joka käyttää suojakaasua. Jauhekaarihitsauksessa hitsattavan kappaleen on oltava vaakatasossa, koska jauheella suojataan hitsiä hapettumiselta.

Valokaaren avulla kehitetään riittävän korkea lämpötila hitsaustapahtumaan. Hitsauslangan (=lisäainelanka) ja hitsauskappaleen välillä on sähköinen virtapiiri, ja valokaari on siinä tapahtuva sähköpurkaus, joka synnyttää hitsaussäteilyä ja hitsaussavuja. Suojakaasu, jauhe tai päällyste suojaa hitsisaumaa hapettumiselta.

Puikkohitsaus on yleisin kaarihitsausmenetelmä. Siinä valokaari palaa työkappaleen ja hitsauspuikon pään välillä. Puikon sydänlanka sulaa ja sula metalli siirtyy hitsisulaan. Kaasusuojana on puikon päällysteestä syntyvät kaasut ja ns. kuona. Kuona jähmettyy lopuksi hitsin päälle ja se poistetaan jälkeenpäin. Puikon päällyste vaikuttaa huomattavasti puikon hitsausominaisuuksiin. Puikkohitsauksessa syntyy paljon huuruja, kaasuja syntyy vain vähän. MIG- ja MAG-hitsaus on kaasukaarihitsausta, jossa tarvittavaa hitsausjännitettä synnytetään lisäainelangan ja hitsattavan kappaleen välillä. Suojakaasu voi olla aktiivista(MAG) tai inerttiä(MIG). Aktiivikaasuja ovat argon+hiilidioksidi, argon+happi ja hiilidioksidi.

TIG-hitsauksessa käytetään suojakaasuna tavallisesti inerttiä argon-kaasua. TIG-menetelmässä lisäainetta tuodaan erikseen hitsisulaan. TIG-hitsaus on melko hidas menetelmä, mutta se on kätevä, ja sopii hyviin pieniin hitsauksiin. TIG-hitsauksessa huuruja syntyy vähän, sen sijaan otsonia voi syntyä melko runsaasti.

Vaadittavat suojaimet

Hitsaus on tulityötä, joka vaatii tekijältään voimassa olevan tulityökortin. Hitsaus vaatii asianomaiset olosuhteet, eli tuulella, sateessa tai liian kylmässä ei tule hitsata ja ympäristö tulee suojata tulityöltä. Henkilökohtaisista suojaimista välttämättömät ovat suojalasit ja hitsausmaski sekä sopiva suojavaatetus. Kiitettävästi on yleistynyt ns. puhallinmaski, joka suojaa oikein käytettynä hitsaajaa huuruilta ja mm. otsonilta.

Ilman epäpuhtaudet

Hitsaussavu on erilaisten kaasujen ja metallihuurujen seos. Sen koostumus vaihtelee hitsausmenetelmästä ja käsiteltävästä materiaalista riippuen.

Tavallisia hitsaussavussa esiintyviä aineita ovat:

• rautaoksidi; oksideja lisäaineista ja eri teräslaaduista, esim. mangaanista, kromista nikkelistä, kalsiumista, kuparista, kaliumista, bariumista
• fluoridit; oksideja maalatusta tai muulla tavalla pintakäsitellystä rakenteesta, esim. sinkistä, lyijystä, kromista
• suojakaasu epäpuhtautena, argon, hiilidioksidi, helium
• kaasuja, jotka syntyvät valokaaren läheisyydessä, hiilimonoksidi, typen oksidit ja otsoni
• kaasut pintakäsitellyistä perusmateriaaleista

Suurin osa hitsaussavun kiinteistä epäpuhtauksista, hitsaushuuruista, on peräisin perusaineesta ja hitsauksen lisäaineesta. Tiettyjen kaasumaisten epäpuhtauksien, kuten typen oksidin ja otsonin muodostumiseen vaikuttaa eniten käytetty hitsausmenetelmä. Joidenkin happojen, orgaanisten höyryjen, aldehydien ja monomerien muodostuminen riippuu pelkästään hitsattavan levyn pintamateriaalista. Hiilimonoksidin muodostumiseen vaikuttaa sekä hitsausmenetelmä että hitsattavan materiaalin aikaisempi pintakäsittely. Syntyneiden aineiden määrä ja keskinäinen jakauma riippuu maalin koostumuksesta (sideaine) ja maalikerroksen paksuudesta. Kaasujen ja huurujen muodostumisnopeus vaihtelee prosessista toiseen. jauhekaari- ja TIG-hitsaus muodostavat vähiten huurua. Umpilangoilla tehty MIG/MAG-hitsaus tuottaa kuumakaarialueella suurin piirtein saman määrän huuruja kuin puikkohitsauksessa. Eniten huuruja muodostuu täytelankahitsauksessa.

Hitsaajan altistumiseen ilman epäpuhtauksille vaikuttavat hitsattava materiaali ja sen pintakäsittely (hitsataanko ruostumatonta terästä vai "mustaa rautaa" eli seostamatonta terästä), hitsausmenetelmä, ilmanvaihto hitsauspaikalla, henkilökohtaisten suojaimien käyttö ja hitsausasento(hitsaussavu nousee ylöspäin). Tarkemmat tiedot hitsauksessa käytettävien lisäaineitten synnyttämistä huuruista saa niiden käyttöturvallisuustiedotteista, tietoja internet-sivuilta www.esab.fi tai muiden lisäainevalmistajien sivuilta.

Kaasumaiset yhdisteet

Kaasumaisista yhdisteistä hiilimonoksidi eli häkä aiheuttaa päänsärkyä, väsymystä ja pahoinvointia, typen oksidit ja otsoni aiheuttavat hengitystieärsytystä, joka altistuksen jatkuessa voi edetä vakavaksi keuhkotulehdukseksi.

Otsoni on haitallinen kaasu, jossa on sähköinen haju. Otsonia syntyy, kun UV-säteily hajottaa ilman happea. Ilman otsonipitoisuus pienenee nopeasti, kun etäisyys valokaaresta kasvaa, joten otsoni ei ole niinkään hallien yleisilman ongelma. Jos epäily herää hitsaajan altistumisesta liialliselle otsonipitoisuudelle, tulisi se mitata hengitysvyöhykkeeltä eli hitsausnaamarin sisältä. Raitisilmanaamari oikein käytettynä suojaa hitsaajaa otsonilta käytännöllisesti kokonaan.

Hitsaushuurujen terveysriskit

Hitsaushuuruja syntyy eniten puikkohitsauksessa. Huurujen syntyyn vaikuttaa hitsausmenetelmän lisäksi hitsausvirran ja -jännitteen oikea suhde, johon hitsaaja itse voi vaikuttaa. Huurut etenevät pienestä hiukkaskoostaan johtuen keuhkorakkuloihin asti aiheuttaen hengitystieärsytystä. Elimistön oma puolustusjärjestelmä poistaa suuren osan metallihuuruista, osa imeytyy verenkiertoon ja osa jää keuhkoihin aiheuttaen pölykeuhkosairauden eli pneumokonioosin. Tämä on keuhkoröntgenkuvassa näkyvä muutos, sinänsä hyvänlaatuinen, koska se ei vaikuta keuhkojen toimintaan. Muita hitsaushuurujen aiheuttamia hengitystiesairauksia ovat parissa päivässä paraneva metallikuume, esim. sinkityn teräksen hitsaamisesta johtuen, akuutti kemiallinen keuhkotulehdus, tapaturmaiseksi luokiteltava tilanne kadmiumoksidin hitsauksesta; yleinen hitsauskaasuista ja -huuruista johtuva keuhkoputkien ärsytystila yskineen ja limanerityksineen. Keuhkosyövän riski on hitsaajilla lisääntynyt 20-40% verrattuna esim. toimistotyöntekijöihin ( vrt. tupakoitsijan riski keuhkosyöpään 1500%). Astmaan sairastumisen riski hitsaajilla on kaksinkertainen toimistotyöntekijöihin verrattuna. Hitsauksen pysyviä terveysriskejä arvioitaessa on otettava huomioon työntekijän erityinen sairastumisherkkyys, esim. atopia ja ennen kaikkea tupakointi, joka nostaa hitsaajan keuhkosyöpäriskiä entisestään ja yhdessä hitsaussavujen hengitysteitä ärsyttävien ominaisuuksien kanssa heikentää keuhkofunktioita merkittävästi.

Vähemmän tieteellistä näyttöä on hitsauksen mahdollisesta vaikutuksesta lisääntymisterveyteen ja mangaanin mahdollisesta yhteydestä Parkinsonin taudin riskitekijänä. Suomessa on tutkittu kohonneen alumiinialtistumisen keskushermostovaikutuksia alumiinin MIG-hitsaajilla . Tutkimuksen mukaan muisti- ja keskittymisongelmat, lievä depressiivisyys ja väsyneisyys lisääntyivät alumiinialtistuksen kasvaessa.

Hitsaus limakalvoärsyttäjänä ja –herkistäjänä

Monet hitsauksessa vapautuvat aineet aiheuttavat limakalvoärsytystä. Osa aiheuttaa herkistymistä eli ovat allergisen nuhan ja astman riskitekijöitä. Voimakkaita herkistäjiä ovat maalien ja pinnoitteiden lämpöhajoamistuotteina vapautuvat mm. isosyanaatit, ftaalihappoanhydridit ja aldehydit. Näiden terveysvaaran riskiarviointia vaikeuttaa se, että niille kaikille ei ole asetettu työhygieenisiä raja-arvoja ja lisäksi useiden eri aineiden samanaikaisen esiintymisen yhteisriskiarviointi on vaikeaa.

UV-säteily on osa optista säteilyä, muita ovat näkyvä valo ja infrapuna- eli lämpösäteily. Hitsaaja altistuu UV-säteilylle, jonka synnyttää valokaaressa syntyvä sähköpurkaus. Ilman suojalaseja UV-säteily aiheuttaa silmään säteilyvamman "sähköä silmässä"(opthalmica electrica), joka paranee paikallislääkityksellä päivässä parissa. Tilannetta on pidetty kauan täysin vaarattomana pysyvien vammojen suhteen, mutta asiasta ei nykyään olla enää täysin yksimielisiä.

Hitsaajan terveystarkastus

Alkutarkastus. Hitsaustyöhön ovat sopimattomia henkilöt, jotka ovat yliherkkiä hitsaustyössä esiintyville aineille, esim. kromaatille. Kroonista keuhkosairautta potevat eivät ole soveliaita hitsaustyöhön. Alkutarkastuksen yhteydessä on tarkoituksenmukaista ottaa spirometria ja thorax-röntgen, jollei sitä ole otettu viimeisen vuoden aikana. Myös nso-rtg on suositeltava ottaa alkutilanteessa, jollei sopivan tuoretta kuvaa ole käytettävissä. Tällöin ennen altistumista mahdollisesti todetut vaarattomat kystat tms. eivät aiheuta seurannassa sekaannusta. Atopia-taipumus ei ole este hitsaustyölle, mutta työntekijälle on syytä painottaa henkilökohtaisten suojaimien asianmukaista käyttöä kasvaneen herkistymisriskin minimoimiseksi. Hitsaustyö on melutyötä ja se edellyttää hyvää näkökykyä, joten kuulo- ja näkötarkastus kuuluvat alkutarkastukseen. Hitsaustyö on myös fyysisesti kuormittavaa, joka tulee ottaa huomioon sopivuutta arvioidessa.

Määräaikaistarkastuksessa huomioidaan hengitystieoireet. Jos oireet viittaavat astmaan, tehdään spirometria ja käynnistetään PEF-työpaikkaseuranta. Jos uusi astma kehittyy hitsaustyössä ollessa, on todennäköisesti edessä alanvaihto. Jos aikaisempi astma alkaa oireilla hitsaustyössä, voi työssä jatkaminen olla mahdollista työhygienisiä toimenpiteitä parannettaessa. Spirometria otetaan vähintään 3 vuoden välein. (Terveystarkastuksista henk.koht. tiedonanto H.Taskinen/Sininen kirja)

Kromi

Kromille hitsaaja altistuu seostettu terästä hitsatessa ja polttoleikatessa. Kromi voi esiintyä sekä metallisena kromina että 3- ja 6-arvoisena. Hitsausmenetelmä vaikuttaa olennaisesti hitsaushuurujen määrään ja samalla kromille altistumisen määrään. Ruostumattoman teräksen hitsaajan kohdalla on muistettava ilmoittaa hänet tarvittaessa ASA-rekisteriin. ASA-rekisteriin ilmoitetaan työntekijät,, jotka ovat altistuneet vähintään 20 työpäivänä vuodessa suuren osan työpäivästä. Altistuneiksi on ilmoitettava aina myös ne työntekijät, joka onnettomuuden, tuotantohäiriön tai muun vastaavan syyn vuoksi ovat altistuneet epätavallisen paljon syöpäsairauden vaaraa aiheuttavalle tekijälle. Kromille altistumista voi selvittää työhygieenisten mittausten avulla. Sekä 3-kromille että 6-kromille on asetettu HTP-arvo , jotka löytyvät internetsivuilta esim. www.ketsu.net/htp/HTP2005.pdf. Hitsaajan altistumista voi myös arvioida biomonitoroinnin avulla (U-Cr), puikkohitsaajille on erikseen ilmoitettu altistumattomien raja ja toimenpideraja. Biomonitorointitietoja löytyy mm.internetsivulta www.ttl.fi/Internet/Suomi/TTL+toimii/Osastot/Tyohygienian+ja+toksikologian+osasto/Palvelut/otto-ohjeet.htm «http://www.ttl.fi/Internet/Suomi/TTL+toimii/Osastot/Tyohygienian+ja+toksikologian+osasto/Palvelut/otto-ohjeet.htm»1. Etukäteen tulisi varmistua, minkälainen hitsausprosessi on käytössä. Virtsan krominäytettä on harvoin syytä ottaa, jos käytetään MIG-hitsausta. Kromi voi aiheuttaa allergista kosketusihottumaa, allergista nuhaa ja allergista astmaa. Harvinaisia nykyään ovat nenän septumissa näkyvät ns. kromihaavat. 6-arvoinen kromi on keuhko- ja poskiontelosyövän riskitekijä. 3-arvoinen kromi voi aiheuttaa ihon herkistymistä. Metallinen kromi on stabiilia ja metallipölynä aiheuttaa vain ärsytysoireita. 6-arvoiselle kromille altistuvan hitsaajan määräaikaistarkastus on syytä tehdä altistusmäärän mukaan 1–3 vuoden välein huomioiden hitsausmenetelmä. Huomiota kiinnitetään iho- ja hengitystieoireisiin, myös nenän limakalvot tarkastetaan. Tupakoinnin lopettamista tulee kannustaa. Altistusmäärää arvioitaessa otetaan normaalin hitsausviikon lopulla iltapäivän virtsan kromipitoisuus (U-Cr) Harkittaessa keuhkoröntgentutkimusta on syytä muistaa, että keuhkosyövän latenssi kromialtistumiseen on n. 10 vuotta.

Nikkeli

Ruostumattoman ja haponkestävän teräksen hitsauksessa ja polttoleikkauksessa altistutaan nikkelille. Hitsausmenetelmistä MIG-hitsaus on eniten nikkelille altistava. Liukoiset nikkeliyhdisteet altistavat allergiselle kosketusihottumalle, allergiselle nuhalle ja astmalle. Lisäksi ne lisäävät poskiontelo-ja keuhkosyövän riskiä. Myös metallinen nikkeli voi herkistää ihoa. Nikkelille hengitysteitse altistuvien terveystarkastustarve on 1–3 vuotta altistusmäärästä ja hitsausmenetelmästä riippuen. Alkutarkastuksen yhteydessä tulee selvittää työntekijän mahdollinen kosketusallergia nikkelille, koska tällöin hän herkistyy herkemmin nikkelille myös hengitysteitse. Kroonista hengityselinsairautta sairastavaa on seurattava tiiviimmin työterveyshuollossa. Spirometria kuuluu määräaikaistarkastukseen, tarvittaessa myös keuhkojen röntgentutkimus. Latenssi keuhkosyövän ja nikkelille altistumisen välillä on n. 10 vuotta. Nikkelin ilmapitoisuudelle on asetettu HTP-raja, ja työntekijän alistumista voi seurata biomonitoriteitse määrittämällä virtsan nikkelipitoisuus U-Ni. Tässäkin on tärkeää, että tiedetään käytössä oleva hitsausmenetelmä.

Lyijy

Lyijylle hitsaaja altistuu lyijymaalattuja metallipintoja hitsatessa. Lyijymaaleja ei enää käytetä, joten käytännössä tällaiset hitsauskohteet ovat vanhoja. Terveyshaittoina ovat ääreis- ja keskushermostohäiriöt sekä munuaisvauriot. Lyijylle altistuvien terveystarkastuksen yhteydessä on syytä selvittää työntekijäryhmästä veren lyijypitoisuus ja käytännössä näyte voidaan ottaa eniten altistuvalta. Valtioneuvoksen päätöksen mukaan lyijylle on asetettu toimenpideraja, (B-Pb 2,4 mikromol.), jonka ylittävän täytyy lopettaa lyijytyö toistaiseksi. Vasta-aiheita lyijylle altistuville työntekijöille ovat neurologiset ja psyykkiset häiriöt sekä munuais- ja maksasairaudet. Alkutarkastuksen yhteydessä on syytä ottaa veren lyijypitoisuus, samoin kuin määräaikaistarkastuksen yhteydessä, jolloin huomiota kiinnitetään ennen kaikkea hermoston ja psyyken tilaan.

Uuden lainsäädännön mukaan terveystarkastus työstä pois siirtyvälle on aiheellista tehdä, jos työntekijä on altistunut syöpävaarallisille aineille ja edellisestä määräaikaistarkastuksesta on kulunut vuosi. Lisäksi hänet ohjataan hakeutumaan jatkossakin terveystarkastukseen esim. terveyskeskukseen ja hänelle annetaan altistekohtaiset ohjeet tarkastuksen suorittamiseksi vietäväksi hänen jatkohoidostaan vastaavalle lääkärille.

Raskaus ja hitsaus

Raskaana oleva ei sovellu hitsaamaan ruostumatonta terästä etenkään puikkohitsausmenetelmällä syöpävaarallisille aineille altistumisen vuoksi. Mahdollisesti hänen on mahdollista hitsata ruostumatonta terästä MIG-tai TIG-hitsausmenetelmällä, jos kromi-6 ilmapitoisuus voidaan minimoida. Jollei työnantajalla ole esittää muuta työtä, voi altistumista arvioida ottamalla ilman epäpuhtausmittauksia hitsausmaskin sisältä. Lisäksi on syytä ottaa biomonitorointinäytteenä U-Cr ja U-Ni normaalin hitsauspäivän jälkeen. Jotta raskaana oleva voi jatkaa kyseistä työtä, on näytteiden arvojen oltava altistumattomien viiterajojen alapuolella. Jos altistumista karsinogeenille ei voida estää työmenetelmällä (esim. henkilösuojain) tai työhygienisin järjestelyin, raskaana olevaa ei tule siinä työssä käyttää. Jos työnantajalla ei ole osoittaa raskaana olevalle hänen terveydelleen ja sikiön hyvinvoinnille riskittömämpää työtä, on raskaana olevalle oikeus jäädä erityisäitiysvapaalle. Hitsauksessa käytettävän lisäainelangan käyttöturvallisuustiedotteesta saa selville raskaudelle haitalliset aineet: R40 ja R45 (syöpäsairauden vaara mahdollinen tai osoitettu;) R49 (aiheuttaa syöpäsairauden vaaraa hengitettäessä) , R46 (saattaa aiheuttaa perimävaurioita), R61-R63 (vaarallista sikiölle), R68 pysyvien vaurioiden vaara.(henk.koht.tiedonanto/H.Taskinen. Uudessa sinisessä kirjassa osio raskaus ja hitsaus)

Ammattitaudit

Työterveyslaitos on tilastoinut vuonna 1964 perustettuun Työperäisten sairauksien rekisteriin vakuutuslaitoksille ilmoitetut uudet ammattitaudit (E-todistusten perusteella) korvauspäätöksestä riippumatta ja myös lääkärin työsuojelupiiriin ilmoittamat uudet ammattitaudit ja työstä johtuneet muut sairaalloiset tilat (ammattitauti-ilmoitusten perusteella). Kaikki ammattitaudit eivät kuitenkaan ole tulleet rekisteröidyksi. Rekisteritietojen mukaan hengitystieallergioihin liittyen hitsaajien ammattitauteina tai ammattitautiepäilyinä vuosina 2000–2002 on ilmoitettu 15 astmaa ja 6 allergista nuhaa. Vakuutusjärjestelmän ylläpitämästä tilastosta poiketen tapaukset kirjataan ilmoittamisvuoden mukaan eikä vakuutusteknisen ilmenemisajan mukaan. Tästä aiheutuvat erot ovat suuria erityisesti asbestisairauksien kohdalla. Asbestisairauksista Työperäisten sairauksien rekisteriin on kirjattu vuosina 2000–2002 13 syöpää, 5 asbestoosia ja 20 keuhkopussin kiinnikkeitä ja paksuuntumia. (Anja Saalo, henkilökohtainen tiedonanto). Hitsaajan työssä tulee huomioida myös mm. tapaturmariski, melu ja ergonomia. Myös hitsaajan apulaisilla ja muilla hitsausalueella työskentelevillä tulee olla asianmukaiset työolot turhien työperäisten sairauksien välttämiseksi.

Sähköiset osoitteet

http://www.ttl.fi/Internet/Suomi/Aihesivut/Rakennusterveys/Turvapakki/Hitsaus.htm «http://www.ttl.fi/Internet/Suomi/Aihesivut/Rakennusterveys/Turvapakki/Hitsaus.htm»2

http://www.ketsu.net/htp/HTP2005.pdf «http://www.ketsu.net/htp/HTP2005.pdf»3

http://www.ttl.fi/Internet/Suomi/TTL+toimii/Osastot/Tyohygienian+ja+toksikologian+osasto/Palvelut/otto-ohjeet.htm «http://www.ttl.fi/Internet/Suomi/TTL+toimii/Osastot/Tyohygienian+ja+toksikologian+osasto/Palvelut/otto-ohjeet.htm»1

http://www.ttl.fi/Internet/Suomi/Aihesivut/Kemikaaliturvallisuus/ «http://www.ttl.fi/Internet/Suomi/Aihesivut/Kemikaaliturvallisuus/»4