Tausta

jo jonkin aikaa, volframi valmistajat ovat lisänneet oksidi puhdasta volframia parantaa kaaren käynnistysominaisuudet ja pitkäikäisyys hitsauselektrodien. Vaikka 2% toriated volframi on ollut yleisimmin käytetty volframi materiaalia monta vuotta, tämä elektrodi tyyppi on yhä tutkitaan, koska huolta ympäristön ja turvallisuuden käyttäjien tämän materiaalin. Huolta aiheuttaa se, että alkuaine torium on radioaktiivista. Tältä pohjalta monet organisaatiot ovat arvioineet vaihtoehtoisia volframityyppejä nähdäkseen, mitä muutoksia suorituskyvyssä he näkisivät siirtymällä ei-radioaktiiviseen volframiin.

Radioaktiivisuusongelma

2-prosenttisessa toriumvolframissa käytetty Torium on radioaktiivinen alkuaine ja voi siksi olla vaarallinen sille altistuneiden terveydelle ja ympäristölle. Se on alfa-päästäjä, mutta kun se on sisällä volframielektrodin sauva, se on suljettu volframi matriisi ja niin on vähän säteilyä ulkoisesti. Suurin riski hitsaajalle tapahtuu materiaalin nauttimisessa. Tämä tapahtuu pääasiassa pölyn hengittämisen aikana aiheuttama hionta vinkkejä hitsaus, mutta myös vähäisemmässä määrin hengitettäessä höyryjä vapautuu hitsauksen aikana.

American Welding Society, A5.12 ”Specification for volframi and volframi-Alloy Electrodes for Arc Welding and Cutting” toteaa seuraavaa tästä asiasta: ”Torium on radioaktiivista ja voi aiheuttaa vaaraa ulkoiselle ja sisäiselle altistumiselle. Jos vaihtoehdot ovat teknisesti toteutettavissa, niitä on käytettävä.”He vahvistavat, että ensisijainen huolenaihe tämän materiaalin käytössä on se, että se imee itseensä pölyä, joka syntyy elektrodeissa olevien pisteiden hionnassa. He jatkavat:

…elektrodikärkien hionnan aikana syntyy radioaktiivista pölyä, johon liittyy sisäisen altistumisen vaara. Tämän vuoksi on tarpeen käyttää paikallista poistoilmanvaihtoa pölyn hallitsemiseksi lähteellä, tarvittaessa hengityssuojaimilla täydennettynä.

Euroopassa on myös tunnustettu 2-prosenttisen toriintuneen volframin vaarat. TWI (Welding Institute), joka on brittiläinen vastaava AWS, kertoo, että ”British Health and Safety Executive (HSE) ovat antaneet tiedotteen, jossa säädetään varastointi ja käyttö thoriated volframielektrodien. Siinä todetaan, että hionnan aikana on järjestettävä paikallinen poistoilmanvaihto ja että hiontalaitteiden pöly ja käytetyt kärjet hävitetään suljetussa astiassa kaatopaikalle.”Edelleen” HSE on suositellut tehtaan tarkastajille, että jos toriated volframielektrodit eivät ole tarpeen laadun hitsin, käyttäjiä olisi kannustettava etsimään vaihtoehtoja.”

Saksan Hitsausyhdistyksen DVS: n erittäin yksityiskohtaisessa tutkimuksessa mitattiin radioaktiivisten alfahiukkasten ja gammaenergian sprektrojen määriä ilmassa volframielektrodien hionnan aikana. Osa tämän tutkimuksen suosituksista kuului:

1. on suositeltavaa työskennellä, jos mahdollista, ilman toriumia sisältäviä hitsauselektrodeja.
2. Jos tämä ei ole mahdollista, on ryhdyttävä varotoimiin työntekijöiden suojelemiseksi hiontapölyn aiheuttamalta kontaminaatiolta tai hengittämiseltä.
3. työskentelyalue on puhdistettava säännöllisesti, jotta vältetään kerrostuneen pölyn aiheuttama kontaminaatio.

toinen tutkimus tehtiin Saksassa Baijerin osavaltion kehitys-ja ympäristöasioiden ministeriön toimesta. Ne totesivat, että laitoksissa, joissa ei ole pölynpoistojärjestelmää toriatoituun volframihiontaan, altistuminen haitallisille hiukkasille on neljä kertaa suurempi kuin uuttamalla. Vaikka pölyn keruu parantaakin huomattavasti, pitoisuudet voivat silti olla liian korkeita. Lisäksi he mainitsivat, että toriated volframielektrodit tallennetaan laatikoihin hyllylle eivät näytä aiheuttavan mitään mahdollisia vaaroja. Tällä hetkellä Euroopan yhteisön komissiolle on esitetty ehdotus, jonka tarkoituksena on tiukentaa huomattavasti piikivielektrodien käyttöä ja hävittämistä koskevia säädöksiä.

Kalifornian osavaltiossa volframivalmistajat sisältävät nyt 2%: n torielektrodien pakkauksia, jotka sisältävät varoituksen, kuten Osram Sylvanian käyttämän, joka on ”varoitus: Tämä tuote sisältää tai tuottaa kemikaalia, jonka tiedetään Kalifornian osavaltiossa aiheuttavan syöpää. (California Health and Safety Code 25249.5 et seq.) ”

yksi suurimmista yhdysvaltalaisista volframivalmistajista, Teledyne volframi Products, luettelee MSDS-Arkkeissaan seuraavat varoitukset/varoitukset:

”Torium on luonnossa esiintyvä matalaaktiivinen alkuaine. Torium on ensisijaisesti alfasäteilijä. Hajoamisketjun tyttäret säteilevät alfa -, beeta-ja gammasäteilyä. Radioaktiivisia alkuaineita säätelee Nuclear Regulatory Commission. NRC julkaisee radioaktiivisia aineita koskevia säädöksiä.”

” ylialtistuksen vaikutukset: …Pölyn jatkuva hengittäminen voi aiheuttaa ihmisille keuhkovaurioita.”

” karsinogeeninen arviointi: NTP-1 (Thoria). Huom.: NTP-1: aineet tai aineryhmät, joiden tiedetään olevan karsinogeenisia. ”Tunnetut karsinogeenit” määritellään NTP: n (National Toxicology Program) raportissa aineiksi, joiden karninogeenisuudesta on riittävästi näyttöä ihmisillä tehdyissä tutkimuksissa osoittaakseen syy-yhteyden aineen ja ihmisen syövän välillä.”

”toksikologiset tiedot: …Runsas altistuminen pölylle tai suurten liukoisten yhdisteiden nauttiminen aiheuttaa koe-eläimillä muutoksia kehon painossa, käyttäytymisessä, verisoluissa, koliiniesteraasiaktiivisuudessa ja siittiöissä.”

Ei-radioaktiiviset Volframimateriaalit

yllä olevassa jaksossa käsitellyn ongelman vuoksi on kehitetty kaksi merkittävää vaihtoehtoista, ei-radioaktiivista volframimateriaalia. Ensimmäinen, käyttöön 1980-luvulla, on yleisimmin saatavilla 2% ceriated volframia. Tätä materiaalia käytetään yleisesti alemman ampeerin TASAVIRTAHITSAUSSOVELLUKSISSA. Itse asiassa sillä on erittäin suuri markkinaosuus orbitaalihitsausprosessin myynnistä.

viime aikoina on syntynyt 1½% lantanoitua volframia, mikä voisi olla volframielektrodien tuleva standardi. Kolme suurinta valmistajaa valitsi 1½ painoprosentin (2 prosentin sijaan) optimaaliseksi pitoisuudeksi tieteellisten tutkimusten perusteella, jotka osoittivat, että tämä pitoisuus vastaa parhaiten 2 prosentin toriatoidun volframin johtavuusominaisuuksia. Siksi hitsaajat voivat yleensä helposti korvata radioaktiivisen 2% thoriated materiaalia tällä volframi ja ei tarvitse tehdä mitään hitsausohjelman muutoksia. Lisäksi koska lantaanioksidimateriaali on vähemmän tiheää kuin toriumoksidi, 1½ painoprosentin lantaanivolframipuikko sisältää itse asiassa 15% enemmän oksideja tilavuusprosentteina kuin 2 painoprosentin toriumvolframipuikko. Tämä auttaa kaaren käynnistys ja vakaus, sekä pitkäikäisyys, koska ylimääräinen määrä oksideja pitää kärki jäähdytin.

lopuksi 1½-prosenttinen lantaanivolframi soveltuu sekä vaihto-että TASAVIRTAHITSAUSSOVELLUKSIIN. Siksi tilat, jotka varastossa sekä 2% toriated volframia DC hitsaus ja toinen volframi tyyppi (yleensä puhdas tai zirkoniated volframi) AC hitsaus, voisi varastossa vain yksi volframi tyyppi.

tapaustutkimuksia

sen arvioimiseksi, onko mahdollista siirtyä 1½-prosenttiseen LANTAANIVOLFRAMIIN TASAVIRTAHITSAUSSOVELLUKSISSA, on tehty useita tutkimuksia. Seuraavassa on tiivistelmiä muutamista niistä:

tutkimus #1

vuoden 1998 American Welding Societyn näyttelyssä Detroitissa, Michiganissa, eräs suuri volframivalmistaja esitti riippumattoman tutkimuksen, joka tehtiin 1½% lantanoidusta volframista. Yhteenvetona, 2% toriated, 2% ceriated ja kaksi valmistajan 1½% lanthanated volframia verrattiin tarkkailemalla kärki eroosio jälkeen 300 DC kaari iskee sekä 70 ampeeria ja 150 ampeeria. Sekä alemmissa että korkeammissa ampeeritesteissä 1½% lantanoitu volframi osoitti vähiten kärkieroosiota ja johdonmukaisinta kaarikäyttäytymistä.

tutkimus #2

ilmavoimat teki tutkimuksen 1½% lantaanivolframista vs. 2% toriaattisesta volframista arvioidakseen kaaren lähtöominaisuuksia, virtakapasiteettia ja tunkeutumista. He käyttivät halkaisijaltaan 5/32″ elektrodeja hitsaamaan 6061-T6 alumiinia ja 304 ruostumatonta terästä Miller 350 Synchrowave GTAW-koneella. Sekä korkean taajuuden että kosketuskäynnistyksen avulla lantanoidut elektrodit suoriutuivat paremmin tai yhtä hyvin kuin toriatoidut elektrodit. Myös kärjen geometria oli vakaampi suurella virralla lantanoiduilla elektrodeilla. Kaaren stabiilisuudessa, tunkeutumisessa tai hitsihelmen muodossa ei havaittu merkittävää eroa. Lopuksi ne totesivat, että olemassa olevia hitsausmenetelmiä tai-toimijoita ei ollut tarpeen sertifioida uudelleen lantaanielektrodeja käytettäessä.

tutkimus #3

riippumattomia tutkimuksia tehtiin Institut de Souduressa Pariisissa, Institut fuer Schweisstechnische Fertigungsverfahrenissa TH-Aachenissa ja Schweisstechnische Zentralanstaltissa Wienissä. He havaitsivat, että kaikissa tapauksissa lantanoitujen elektrodien käyttöikä oli pidempi kuin toriatoitujen elektrodien. Lisäksi elektrodien kulutusaste oli suurempi torielektrodeilla kuin lantaaneilla. Kaaren aloituskäyttäytymisen suhteen ei voitu todeta eroja.

Elderfieldin Pro-Fusion & Hall

Pro-Fusion on erikoistunut hitsausprosessissa usein unohdetun volframielektrodimuuttujan optimointiin. Tarjoamme korkealaatuisia 1½% Lanthanated volframia eri halkaisijat. Lisäksi tarjoamme Sharpshooter volframielektrodin hiomakone valmisteluun elektrodin kärki geometria johdonmukaisesti ja pre-Ground hitsauselektrodit, jotka tarjoavat taattu elektrodin tarkkuus, koska ne tuotetaan mukaan äärimmäiset toleranssit.

johtopäätös

yleisesti käytetty 2-prosenttinen torioitunut volframityyppi on mahdollinen terveysriski. Ei-radioaktiivinen 1½% lantanoitu volframi on vaihtoehto tälle materiaalille, joka mahdollistaa helpon siirtymisen ja tuottaa usein paremman suorituskyvyn. Siksi Pro-Fusion antaa seuraavat suositukset:

• tutkii toriutuneelle volframille vaihtoehtoisia materiaaleja. Harkitse korkealaatuisen 1½% lantanoidun volframin käyttöä vaihtoehtona.
• harkitse pre-Ground-elektrodien käyttöä. Tämä takaa elektrodin laadun, kärjen geometrian mitat ja pinnan viimeistelyn optimaalisten hitsaustulosten saavuttamiseksi. Lisäksi se poistaa huolet radioaktiivisen toriattisen hiontapölyn käytöstä laitoksessasi.

Visit i-Tungsten.com ostaa Sharpshooter Volframielektrodit.