1

Procédés Industriels et sécuritéProcédés Industriels et sécurité

La sécurité enSoudage & Coupage

2

Démarche du cours

• Les procédés• Les risques:

– reliés aux fumées et aux gaz– d’incendie et d ’explosion– d’électrisation– pour la peau et les yeux– reliés à l’exposition au bruit– reliés aux contraintes thermiques

• Les procédures de travail particulières

3

Sigles des procédés

GMAW Gaz Metal Arc Welding Soudage à l’arc sous gazprotecteur (MIG,MAG)

FCAW Flux Core Arc Welding Soudage à l’arc avec fil fourré

SMAW Shielded Metal Arc Welding Soudage à l’arc avec électrodeenrobée (baguette)

GTAW Gaz Tungsten Arc Welding Soudage à l’arc avec électrodede tungstène (TIG)

SAW Submerged Arc Welding Soudage à l’arc submergé

PAC Plasma Arc Cutting Coupage au plasma

OFC Oxy-fuel Cutting Coupage au chalumeau

AAG Air Carbon Arc GougingGougeage à l’arc avecélectrode de carbone et jetd’air (Arcair)

RSW Resistance spot welding Soudage par résistance parpoint#1

4

Procédés à l ’arc électrique

• Réparation d ’équipement• Assemblage• Très utilisé dans le

secteur « métal »

• GMAW/GMAC : sous gaz protecteur, fil plein (MIG ou MAG)

• GTAW/GTAC : atmosphère inerte, électrode de tungstène (TIG)

• PAW/PAC : arc au plasma

#1

5

Procédés oxygaz

• Assemblages divers• Très utilisé pour le coupage

• OFW : soudage avec ou sans baguette

• Brasage : fonte du métal d ’apport seulement

• OFC : coupage• Métallisation : traitement

de surface (revêtement)

#1

6

Procédés par résistance

• Assemblages divers• Très utilisé dans le

secteur « automobile »

• RSW : soudage par point• RSWE : soudage à la

molette

#1

7

Procédés au laser

• Relativement peu répandu en industrie

• Très polyvalent

• LBC : coupage (CO2 ou YAG)

• LBW : soudage

#1

8

Risques à la santé

Provenance des polluants

FuméesOxydes de métaux

Métal de base (Chrome VI)Métal d'apport (Oxyde de Magnésium)

Flux (Manganèse)

GazProduits de dégradation thermique

Gaz de protectionFlux (fondant)

SolvantsPeintures, huiles

Métal en fusion + O2Énergie

Soudage/Coupage

#2

9

Production des fumées

Acier Inox Acier Inox Acier Inox Alu Cuivre Inox Alu Acier Inox Alu

SMAW FCAW GMAW GTAW LBC

Tau

x de

pro

duct

ion

de f

umée

s (g

/min

)

#2

10

Mécanismes de défense

Trachée (m)Bronches (c,t)Bronchioles (c,t)

Alvéoles (p)

Cils

Cils

M : mucusC : cilsT : touxP : phagocytose… fibrose

#2

11

Types d’effets sur la santé

•Asphyxiants (Argon, CO)•Allergisants (Chrome, Zinc)•Fibrosants (Fer, bérylium, Silice)•Irritants (Chrome, zinc, manganèse)•Cancérigènes (Chrome, Nickel)•Toxiques (Plomb, Manganèse)

Bronchiole normale

Bronchioleasthme

Alvéolenormale

Alvéolefibrosée

#2

12

Maladies professionnelles

• Fièvre du fondeur (Cu, Fe, Mg, Zn)

– Sorte de grippe

• Pneumonite et œdème (Be, Cd, Mn, NOx, O3, COCl2)

– Fièvre, toux, douleur thoracique, difficulté à respirer

• Asthme (Co, Ni)

• Bronchite chronique (métaux et gaz)

– Toux et crachats chronique

• Pneumoconiose, fibrose (Fe, Sn, Al, SiO2, Amiante, Cd, Co, Ti, W)

• Cancer (Cr VI, Cd, Ni, As, Be, Zn, amiante)

• SNC (Mn, Al, Pb)

#2

13

Effets sur la santé

• Équation de base :– Exposition + Toxicité = Risque

• Exposition : – Concentration et durée d’exposition

• Toxicité :– Aiguë ou chronique

#2

14

Normes d ’exposition

RQMT

Pb : 0,15 mg/m3

concentration moyennesur 8 heures d'exposition

VEMP

Cd (oxydes) : 0,05 mg/m3

valeur à ne pasdépasser en tout temps

Plafond

Acétaldéhyde : 270 mg/m3

concentration moyennesur 15 minutes d'exposition

VECD

Normes de l'Annexe A du RQMT, S-2.1, r-15

#2

15

Méthodes de prévention• LSST :

– Élimination à la source même des dangers pour la santé, la sécurité et l ’intégrité physique des travailleurs

• Diminution du taux de production de fumées et de gaz

• Captation à la source• Dilution des contaminants• Protection individuelle

#2

16

Diminution à la source

• Diminution du taux de production de fumées et de contaminants– Préparation des pièces à souder

• Enlever les substances organiques

• Éviter les substances chlorées

– Modifications au niveau du procédé• Fil fourré pour fil plein

• Enrobage, diamètre, polarité de l’électrode

• Modifier le courant

• Gaz de protection

#2

17

Captation haut volume

#2

18

Captation bas volume

#2

19

Dilution des contaminants

Entrée d’air acceptableexcellente extraction

Excellente entrée d’airexcellente extraction

Excellente entrée d’airexcellente extraction

#2

• À utiliser seulement si la captation à la source est impossible

20

Dilution des contaminants

• Métal: 4 changements d’air• Électrique: 2 changements d’air

Mauvaise dilution Dilution acceptable Excellente dilution

#2

21

Protection individuelle

• Protection respiratoire– Solution de dernier recours– Consulter un hygiéniste industriel pour

réaliser un bon choix– Approbation NIOSH (42 CFR 84)

• Masques filtrants : – Jetables, cartouches

#2

22

• Masques à ventilation assisté:

• Masques à adduction d ’air :– Manque d ’O2

– Toxicité élevée– 10X la norme

Protection individuelle

#2

23

Incendie et explosion

24

#3

24

• Triangle de feu

Incendie et explosion

Sources de chaleur

OxygèneMatières combustibles#3

25

Sources de chaleur

• Flamme du chalumeau et flamme secondaire

• Température des pièces soudées

• Rebuts d ’électrodes au sol• Oxygène sous pression +

graisse ou huile

• Électricité et surcharge

#3

26

Sources de chaleur

• Projections de métal en fusion

10 à 20 pi13 à 26 pi16 à 33 pi

8 pi

16 pi

23 pi

Jusq

u’à

66 p

i

#3

27

Contrôle des sources de chaleur

• Aménagement des lieux– Surveillance

• Méthodes de travail– Nettoyer avec un linge propre– Utiliser un allumoir à frottement– Jeter les rebuts d’électrodes– Marquer les pièces chaudes

• Équipement– État des câbles, ...

#3

28

Matières combustibles

• Matières solides– Murs, plancher, plafond, cloisons,…

• Vapeurs et gaz– Espaces confinés mal ventilés– Réservoirs mal nettoyés, ...

• Poussières combustibles– Particules de meulage– Procédé au Laser– Poussières d ’aluminium

#3

29

Contrôle des matières combustibles

• Distance de 15 mètres (50 ’) ou écrans

• Détection des fuites– Régulateurs, tuyaux, raccords, …

• Éloigner graisse et huile

• Protéger les planchers combustibles

• Extincteur approprié

#3

30

Retour de gaz et de flammes

• Claquement– Entrée temporaire et bruit sec

• Entrée de flamme soutenue– Flamme au niveau du mélangeur

• Retour de flamme explosive– Remontée de la flamme jusqu ’aux

tuyaux et même au détendeur et à la bouteille

#3

31

Retour de flamme et de gaz

• Méthodes de travail– Pression des gaz– Purge des tuyaux– Nettoyage du chalumeau

• Clapets antiretours

#3

32

Clapet antiretour de gaz

• De retenu ou «check valve»• Conçus pour arrêter le gaz

#3

33

Clapet antiretour de gaz et de flamme

• Arrêt d ’explosion ou « flashback arrestor »

• Arrêt thermique qui se fusionne

#3

34

Clapet antiretour de gaz et de flamme

• Poignée du chalumeau

• Au détendeur

#3

35

Tuyaux et raccords (inspection)

• Couleur et nuance (R, RM et T)• Vérification (craquelures,

fissures…)

Écrou rainuréfiletage à gauche

Tuyau rouge(gaz combustible)

Tuyau vert(oxygène)

Tuyau noir(gaz inertes, eau et air comprimé)#3

36

Tuyaux et raccords (inspection)

• Raccords appropriés

• Inspecter les manodétendeurs

#3

37

Précautions acétylène• Matière poreuse dans

la bouteille avec de l’acétone

• Attendre 1 heure (transport à l’horizontale)

• Robinet de la bouteille 3/4 tour à 1tour et 1/2 maximum

• Pression d’utilisation inférieure à 103 kPa (15 psi)

#3

38

Entreposage des bouteilles

• S.I.M.D.U.T.

• Endroit ventilé et accès limité

• Jamais dans une armoire ou près des escaliers, monte-charge, ponts-roulants et voies d ’accès

• Bouteilles vides identifiées et à l’écart

• Température < 55°C

• Protégées du soleil, glace et étincelles

• Debout, attachées et chapeau en place

#3

39

Étiquette S.I.M.D.U.T.

#3

40

Entreposage des bouteilles

Bâtiment Qté max # Bttles

Gaz non liq. : 60 m3 17 petites (Ø 6”)6 grosses (Ø 12”)

Gaz liq.: 25 kg

Propane : extérieur

selon le format

aucune

Non protégépar gicleurs

Oxygène : 150 kg 11 bouteilles (Ø 9”)

Protégé par gicleurs

Gaz non liq. : 170 m3 48 petites (Ø 6”)17 grosses (Ø 12”)

• Quantité entreposée à l’intérieur par zone

#3

41

Entreposage des bouteilles

• Distance de 6 m (20 pi) ou écran de 1,5 m (5 pi)– Oxygène et gaz combustibles– Matières inflammables et bouteilles

de gaz

Oxygène Gazinflammables

1/2

heur

e

#3

42

Manutention des bouteilles

• Robinet fermé• Chapeau en place• Chariot, diable ou nacelle

#3

43

Manutention des bouteilles

• Faire rouler la bouteille en position verticale

• Dégel (eau chaude non bouillante)– Limite de 74 oC (165

oF)

• Bien fixer à la verticale

#3

44

Les risques d’électrisation

#4

45

Notions de base

• Tension ou voltage (V)• Résistance (R)• Courant (I)

• Loi d ’OhmV = R x I

#4

46

Facteurs de risques

• Milieu humide

• Surface conductrice

• Mise à la terre inadéquate

• Mauvais entretien des équipements

• Mauvaises méthodes de travail

• Méconnaissance du risque

#4

47

Causes d ’électrisation

Les contactsdirects

Les contactsindirects#4

48

Effets ressentis

• Selon l’intensité du courant

300 Brûlures

200

10080 Fibrillation cardiaque

50 Difficultés respiratoires

25 Choc électrique sévère

10 Contraction musculaire

3 Secousse électrique, douleur1 Seuil de perception

(mA)

#4

49

Facteurs d’influence

• Intensité du courant• Nature du contact• Durée de passage du courant• Trajet du courant dans le corps

#4 R = 500 Ω R = 750 Ω R = 1000 Ω

50

Méthodes de prévention

• Éviter les contacts avec les composantes sous tension

• Boucle d’égouttement pour les pistolets refroidis à l’eau

#4

51

Méthodes de prévention

• Mettre hors tension avant de retirer les électrodes

• Ne pas enrouler les câbles

#4

52

Méthodes de prévention• Vêtements et gants isolants et

secs

• Boîtier isolant pour porte-électrode

• Utiliser un tapis isolant

#4

53

Méthodes de prévention

• Fixer adéquatement le câble de retour

#4

54

Méthodes de prévention

• Situation dangereuse

#4

55

Précautions

• Ne jamais laisser passer le courant de retour par:

– Bouteilles de gaz

– Canalisations de gaz ou liquides inflammables

– Grues, équipements de levage, chaînes et câbles

– Joints filetés, brides ou assemblages boulonnés

#4

56

Méthodes de prévention

• Câbles d ’alimentation

– Disposition et protection

– État de la gaine isolante

– Aucune traction sur ceux-ci

– Calibre adéquat selon le courant de soudage et la longueur de câble

#4

57

Méthodes de prévention

• Méthodes de branchement

• Mise à la terre

– Poste de soudage

– Pièce à souder

– Procédé Laser

• Connecteurs adéquats– Connecteurs isolés (CAMLOCK, JOY,…)

#4

58

Exposition aux rayonnements

• 2 types de rayonnement :– Non-ionisant : IR, Visible, UV (A,B,C)– Ionisant : Rx, Gamma

#5

59

Exposition aux rayonnements

• Le fameux coup d ’arc (flash)– Lésion de la cornée (ou de la conjonctive)

due aux UV et à la lumière bleue visible– Symptômes : 6-12 heures après expos.– Lésion dure entre 24 et 48 heures

• Les brûlures et effets thermiques– L ’œil est souvent atteint : cataractes– Cancer ?

#5

60

Protection contre le rayonnement• Conforme à la norme CSA Z94.3

« Protecteurs oculaires et faciaux pour l ’industrie »

• Masque serre-tête et lunettes de protection

• Choix de la teinte en fonction:– du procédé– de l’ampérage (Arc)– de l’épaisseur (oxygaz)

(ACNOR W 117.2)

#5

61

Protection contre le rayonnement• Masque électronique :

• Crème solaire:– Permet de protéger la peau des parties du corps non couverte par les vêtements

#5

62

Protection contre le rayonnement

• Écrans :– Matériaux incombustibles ou

résistants au feu– Non réfléchissant– Permet la circulation de l’air

#5

63

Protection contre le rayonnement

• Procédé au laser :– Protection oculaire obligatoire– Conforme à ANSI Z136.1 « Safe use of laser » et EN 60825-1 « Sécurité des appareils à laser »

• Rx et Gamma :– Conforme à ANSI N43.3 et CSA W.117.2-94

#5

64

Brûlures, piqûres et projections

• Brûlures : – Étincelles et gouttelettes– Pièces fraîchement soudées

• Piqûres :– Métal d ’apport pointu (TIG)– Faisceau du pistolet

• Projections de particules :– Éclats et projections à haute vitesse– Meulage

#5

65

Brûlures, piqûres et projections• Protection contre les brûlures et projections :

– Série de règles minimales– Lunettes de sécurité– Bottes approuvées par CSA

• Qu ’on peut retirer aisément

• Protection métatarsienne

– Vêtements

#5

66

Risques reliés au bruit

AAC 96 à 116 dBA

PAC 95 à 110 dBA

Façonnage et martelage 95 à 115 dBA

SMAW 62 à 82 dBA

140 Tir d’un pistolet

130 Tonnerre proche

120 Décollage d’avion

90 Camion lourd

65 Conversation normale

0 dBA Seuil d’audition

• Norme d’exposition– 90 dBA (8 heures)– 100 dBA (4 heures)

#6

67

Méthodes de prévention• Agir à trois niveaux :

– Source du bruit• Choix de procédés• Installations moins bruyantes

– Entre la source et l’individu• Murs, barrières, écrans, cloisons, enceintes, disposition des

départements, etc...

– Protection personnelle• Bouchons intra-auriculaires• Coquilles

#6

68

Contraintes thermiques

• Mécanismes d ’adaptation :– Sudation (2 litres/heure !)– Système cardiovasculaire– Convection– Conduction transfert énergétique

– Radiation

#7

69

Contraintes thermiques

• Effets sur la santé :– Boutons de chaleur– Œdème de chaleur (enflure)– Fatigue mentale et épuisement– Crampes– Syncope– Coup de chaleur (>40 ºC, interne)

#7

70

Contraintes thermiques

• Facteurs de risque :– Activité physique

• Type de travail, taux de production

• Condition physique, acclimatation, génétique, sexe

– Type de vêtements• Perméabilité, poids, souplesse, gants, masque

– Environnement de travail• Température ambiante, ventilation, humidité,

chaleur radiante

#7

71

Contraintes thermiques• Réglementation :

– RQMT : Indice WBGT + Charge de travail– Norme applicable sur travail de 60 ou 120

minutes

Travailléger

Travailmoyen

Travaillourd

Travailcontinu 30,0 0C 26,7 0C 25,0 0C

75 %Travail 30,6 0C 28,0 0C 25,9 0C

50 %Travail 31,4 0C 29,4 0C 27,9 0C

25 %Travail 32,2 0C 31,1 0C 30,0 0C#7

72

Méthodes de prévention

• Contrôle d ’ingénierie :– Diminuer rayonnement par isolation– Écrans réfléchissants– Ventilation, climatisation, contrôle de

l’humidité, vitesse de l ’air– Diminuer efforts physiques

• Mesures administratives :– Régime d ’alternance Travail-Repos

#7

73

Méthodes de prévention• Protection individuelle :

– Vestes refroidies à l ’eau ou à l ’air

• Acclimatation :– Exposition graduelle du travailleur

• Habillement :– Couleurs pâles, vêtements amples, coton

• Hydratation :– Ingestion régulière de liquides

#7

74

Espace confiné

• Définition :– Pas conçu pour des personnes– Entrée et sortie restreinte– Endroit dangereux (emplacement,

atmosphère, contenu, etc.)

• Exemple:– Réservoir– Fosses– etc.

#8

75

Espace confiné• Objectifs d’une procédure:

– Prévoir un moyen d ’accès– Qualité d’air– Protection individuelle adéquate– Plan de surveillance et mesure

d’urgence

#8

76

Contenant de produit dangereux

• Connaître la nature de la substance– Fiche signalétique

• Nettoyage du contenant– De préférence à l’extérieur d’un bâtiment– Si à l’intérieur, prévoir la ventilation– Porter les équipements de protection

individuelle adéquats– Choix de la technique de nettoyage en

fonction des propriétés des substances et des risques

#8

77

Travail à chaud

• Objectifs d’une procédure:– Diminuer les risques d ’accidents et

d ’incendie• Meulage

• Soudage

• Dégel de tuyaux, etc.

– Déceler les dangers– Gestion des contracteurs– Mesures d’urgence

#8

78

Travail à chaud

• Application:– Vérification de la présence de produits

ou de matières inflammables ou combustibles (50 pi)

– Recouvrement des ouvertures (35 pi)– Vérification après les travaux

(ex :30 min)– Adaptation à la situation des éléments

de sécurité

#8