ISO 21904-1:2020
(Main)Health and safety in welding and allied processes — Equipment for capture and separation of welding fume — Part 1: General requirements
Health and safety in welding and allied processes — Equipment for capture and separation of welding fume — Part 1: General requirements
This document defines the general requirements for ventilation equipment used to capture and separate fumes generated by welding and allied processes, e.g. arc welding and thermal cutting. This document also specifies the test data to be marked on the capture devices. It applies to the design and manufacture of parts of the equipment including hoods for welding, ducting, filter units, air movers, systems that inform of unsafe operation and workplace practices to ensure safe working with regard to exposure. Significant hazards are listed in Clause 4. It does not cover electrical, mechanical and pneumatic hazards. This document is applicable to: — local exhaust ventilation systems (LEV) excluding draught tables; — mobile and stationary equipment; — separation equipment used for welding and allied processes; This document is not applicable to: — general ventilation, air make up or air movement systems; — air conditioning systems; — grinding dust. This document applies to systems designed and manufactured after its publication. NOTE Specific safety requirements for thermal cutting machines are defined in ISO 17916.
Hygiène et sécurité en soudage et techniques connexes — Equipements de captage et de filtration des fumées — Partie 1: Exigences générales
Le présent document définit les exigences générales relatives à l'équipement de ventilation servant pour le captage et la filtration de fumées produites par le soudage et les techniques connexes par exemple, le soudage à l'arc et le procédé de coupage thermique. Le présent document spécifie également les données d'essai qui doivent être marquées sur les dispositifs de captage. Il s'applique à la conception et à la fabrication des pièces de l'équipement, notamment les bouches d'aspiration pour le soudage, les conduits, les unités de filtration, les dispositifs d'entraînement de l'air et les systèmes qui signalent un fonctionnement dangereux, et aux pratiques sur le lieu de travail visant à assurer un travail en toute sécurité en matière d'exposition. Les phénomènes dangereux significatifs sont énumérés dans l'Article 4. Le présent document ne traite pas des phénomènes dangereux électriques, mécaniques et pneumatiques. Le présent document est applicable: — aux systèmes de ventilation par extraction localisée (LEV), à l'exclusion des tables aspirantes; — aux équipements mobiles et fixes; — équipement de filtration utilisé pour le soudage et les techniques connexes; Le présent document ne s'applique pas: — aux systèmes de ventilation générale, d'air d'appoint ou de déplacement d'air; — aux systèmes de conditionnement d'air; — à la poussière de meulage. Le présent document est applicable aux systèmes fabriqués après sa date de publication. NOTE Les spécifications de sécurité spécifiques pour les machines de coupage thermique sont définies dans la norme ISO 17916.
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INTERNATIONAL ISO
STANDARD 21904-1
First edition
2020-02
Health and safety in welding and allied
processes — Equipment for capture
and separation of welding fume —
Part 1:
General requirements
Hygiène et sécurité en soudage et techniques connexes —
Equipements de captage et de filtration des fumées —
Partie 1: Exigences générales
Reference number
ISO 21904-1:2020(E)
©
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be reproduced or utilized otherwise in any form or by any means, electronic or mechanical, including photocopying, or posting
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Published in Switzerland
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ISO 21904-1:2020(E)
Contents Page
Foreword .iv
Introduction .v
1 Scope . 1
2 Normative references . 1
3 Terms and definitions . 2
4 Significant hazards . 4
5 Requirements and verifications . 4
5.1 General . 4
5.2 Extraction devices . 7
5.3 Ducting properties .13
5.4 Filters, related components and handling .15
6 Instructions for use .19
6.1 General .19
6.2 Extraction devices .19
6.2.1 Captor hoods and nozzles .19
6.2.2 On-torch extraction systems .20
7 Marking .20
7.1 General marking .20
7.2 Marking of separation efficiency .21
7.3 Marking of captor hoods and nozzles .21
7.4 Marking of on-torch extraction systems .21
Annex A (informative) Malfunctions and determination of minimum airflow .23
Annex B (normative) Label for welding fume separation equipment .24
Bibliography .25
© ISO 2020 – All rights reserved iii
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ISO 21904-1:2020(E)
Foreword
ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards
bodies (ISO member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out
through ISO technical committees. Each member body interested in a subject for which a technical
committee has been established has the right to be represented on that committee. International
organizations, governmental and non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the work.
ISO collaborates closely with the International Electrotechnical Commission (IEC) on all matters of
electrotechnical standardization.
The procedures used to develop this document and those intended for its further maintenance are
described in the ISO/IEC Directives, Part 1. In particular, the different approval criteria needed for the
different types of ISO documents should be noted. This document was drafted in accordance with the
editorial rules of the ISO/IEC Directives, Part 2 (see www. iso. org/d irectives).
Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this document may be the subject of
patent rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights. Details of
any patent rights identified during the development of the document will be in the Introduction and/or
on the ISO list of patent declarations received (see www. iso. org/p atents).
Any trade name used in this document is information given for the convenience of users and does not
constitute an endorsement.
For an explanation of the voluntary nature of standards, the meaning of ISO specific terms and
expressions related to conformity assessment, as well as information about ISO's adherence to the
World Trade Organization (WTO) principles in the Technical Barriers to Trade (TBT) see www. iso. org/
iso/f oreword. html.
This document was prepared by Technical Committee ISO/TC 44, Welding and allied processes,
Subcommittee SC 9, Health and safety.
Any feedback or questions on this document should be directed to the user’s national standards body. A
complete listing of these bodies can be found at www. iso. org/members . html.
Official interpretations of ISO/TC 44 documents, where they exist, are available from this page:
https://committee. iso. org/sites/ tc 44/ home/interpretation . html.
A list of all parts in the ISO 21904 series can be found on the ISO website.
This first edition cancels and replaces ISO 15012-4.
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ISO 21904-1:2020(E)
Introduction
Welding and allied processes generate fumes and gases which, if inhaled, can be harmful to human
health. Therefore, control of the fumes and gases generated is to be exercised to minimize worker
exposure.
The most effective method of control is to capture the fumes and gases close to their source before they
enter a worker’s breathing zone or the general workplace environment.
Ventilation equipment used to capture the fumes and gases is to be fit for purpose because inefficient
capture can result in high exposure and can be detrimental to workers’ health. Therefore, it is important
that it adheres to defined manufacturing, materials and design requirements and gives warning of
malfunction.
This document is a type-C standard as stated in ISO 12100.
This document is of relevance, in particular, for the following stakeholder groups representing the
market players with regard to machinery safety:
— machine manufacturers (small, medium and large enterprises);
— health and safety bodies (regulators, accident prevention organisations, market surveillance etc.);
Others can be affected by the level of machinery safety achieved with the means of the document by the
above-mentioned stakeholder groups:
— machine users/employers (small, medium and large enterprises);
— machine users/employees (e.g. trade unions, organizations for people with special needs);
— service providers, e. g. for maintenance (small, medium and large enterprises);
— consumers (in case of machinery intended for use by consumers).
The above-mentioned stakeholder groups have been given the possibility to participate at the drafting
process of this document.
In addition, this document is intended for standardization bodies elaborating type-C standards.
The requirements of this document can be supplemented or modified by a type-C standard.
For machines which are covered by the scope of a type-C standard and which have been designed and
built according to the requirements of that standard, the requirements of that type-C standard take
precedence.
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INTERNATIONAL STANDARD ISO 21904-1:2020(E)
Health and safety in welding and allied processes —
Equipment for capture and separation of welding fume —
Part 1:
General requirements
1 Scope
This document defines the general requirements for ventilation equipment used to capture and
separate fumes generated by welding and allied processes, e.g. arc welding and thermal cutting.
This document also specifies the test data to be marked on the capture devices.
It applies to the design and manufacture of parts of the equipment including hoods for welding, ducting,
filter units, air movers, systems that inform of unsafe operation and workplace practices to ensure safe
working with regard to exposure.
Significant hazards are listed in Clause 4. It does not cover electrical, mechanical and pneumatic
hazards.
This document is applicable to:
— local exhaust ventilation systems (LEV) excluding draught tables;
— mobile and stationary equipment;
— separation equipment used for welding and allied processes;
This document is not applicable to:
— general ventilation, air make up or air movement systems;
— air conditioning systems;
— grinding dust.
This document applies to systems designed and manufactured after its publication.
NOTE Specific safety requirements for thermal cutting machines are defined in ISO 17916.
2 Normative references
The following documents are referred to in the text in such a way that some or all of their content
constitutes requirements of this document. For dated references, only the edition cited applies. For
undated references, the latest edition of the referenced document (including any amendments) applies.
ISO 12100:2010, Safety of machinery — General principles for design — Risk assessment and risk reduction
ISO 13849-1:2015, Safety of machinery — Safety-related parts of control systems — Part 1: General
principles for design
ISO 21904-2:2020, Health and safety in welding and allied processes — Equipment for capture and
separation of welding fume — Part 2: Requirements for testing and marking of separation efficiency
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ISO 21904-1:2020(E)
ISO 21904-4:2020, Health and safety in welding and allied processes — Requirements, testing and marking
of equipment for air filtration — Part 4: Determination of the minimum air volume flow rate of captor
hoods and nozzles
IEC 60204-1:2005, Safety of machinery — Electrical equipment of machines — Part 1: General requirements
IEC 60335-2-69:2012, Household and similar electrical appliances — Safety — Part 2-69: Particular
requirements for wet and dry vacuum cleaners, including power brush, for commercial use
IEC 60695-2-12:2010+A1: 2014, Fire hazard testing — Part 2-12: Glowing/hot-wire based test methods —
Glow-wire flammability index (GWFI) test method for materials
3 Terms and definitions
For the purposes of this document, the terms and definitions given in ISO 12100:2010 and the
following apply.
ISO and IEC maintain terminological databases for use in standardization at the following addresses:
— ISO Online browsing platform: available at https:// www .iso .org/ obp
— IEC Electropedia: available at http:// www .electropedia .org/
3.1
welding fume separation equipment
air filtration equipment, the purpose of which is to separate particles generated by welding and allied
processes from workplace atmosphere
Note 1 to entry: Some separation equipment is designed to also remove gases generated by welding, but the
ISO 21904 series does not address the efficiency of gas separation.
3.2
filter cleaning system
system designed to clean the filter of welding fume separation equipment (3.1) in order to restore the air
flow rate through the filter when it is reduced by an accumulation of welding fume (3.13) particles
3.3
on-line filter cleaning system
filter cleaning system, either automatically or manually initiated, operating while welding fume
separation equipment (3.1) is running
3.4
off-line filter cleaning system
filter cleaning system, either automatically or manually initiated, operating after the air mover of the
filtration equipment is switched off
3.5
separation efficiency by mass
ratio of the mass of particles retained by welding fume separation equipment (3.1) to the mass of particles
entering the equipment during a given period
Note 1 to entry: General information on test methods for determination of separation efficiency is described in
EN 1093-6 and EN 1093-7.
3.6
local exhaust ventilation
LEV
use of extraction to remove contaminated air at or near to its source
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3.7
filter protector
device normally positioned at the intake of the welding fume separation equipment (3.1), used to
minimize the possibility of damaging impacts of sparks or large particles on filter media
Note 1 to entry: Filter media can also be protected against sparks and large particles by the internal design of the
welding fume separation equipment.
Note 2 to entry: Examples of filter protectors are cyclones, spin separators, baffles or sieves. A filter protector
may be designed to also protect against flame damage.
3.8
on-torch extraction device
on-gun extraction device
equipment, integrated or attached, on torch used for capturing welding fume (3.13), when connected to
an extraction source
Note 1 to entry: Due to the state of the art, on-torch extraction devices for TIG welding are not covered by this
definition.
Note 2 to entry: For an overview of the different extraction devices, see Figure 1.
Dimensions in metres
Key
3 3
1 on-torch extraction (3.8), 50 m /h to 100 m /h, 5 kPa to 18 kPa
3 3
2 high vacuum extraction (3.9), 100 m /h to 150 m /h, 5 kPa to 10 kPa
3 3
3 low vacuum extraction (3.9), 700 m /h to 1500 m /h, 800 Pa to 2 000 Pa
Figure 1 — Overview of extraction devices and common air volume flow rates and pressure
3.9
captor hood
captor nozzle
equipment, movable or static, used for capturing welding fume (3.13), when connected to an
extraction source
Note 1 to entry: For an overview of the different extraction devices, see Figure 1.
3.10
receiving hood
canopy
equipment, movable or static, normally positioned above a hot process, where the contaminated air is
propelled into it by process-induced air movement
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3.11
enclosure
chamber
fully or partially enclosed space where the process takes place, designed to contain and prevent the
escape of hazardous substances into the workshop air
3.12
suction equipment
unit with air mover and with or without a filter
3.13
welding fume
airborne particles typically with diameter smaller than 1 µm generated by welding and allied processes
3.14
minimum air volume flow rate
air volume flow rate required for acceptable capture of welding fume (3.13)
Note 1 to entry: The minimum air volume flow rate depends on the type and the geometric dimensions of the
capture device and the test positions selected to demonstrate the extent of the capture zone (see 7.3).
3.15
suction field
volume around a capture device, in which the air velocity required to capture welding fume (3.13) is
exceeded
4 Significant hazards
Exposure to welding fumes and gases generated by welding and allied processes can be detrimental to
health. Control of exposure can usually be achieved using ventilation equipment but any failure of this
equipment, such as poor design and the use of parts made of unsuitable materials, can result in reduced
extraction efficiency and hence over exposure and ill health.
Common health effects include respiratory disease, but exposure to carcinogenic substances during the
welding can occur and shall be considered.
The requirements of the ventilation equipment are dependent on the level of control necessary.
5 Requirements and verifications
5.1 General
The general requirements and corresponding verifications are given in Table 1.
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Table 1 — General requirements and verifications
Requirement Verification
1.1 Requirements for all Machinery shall comply with the safety requirements and/or protective/
equipment risk reduction measures in Clause 5. In addition, the machine shall be
designed according to the principles of ISO 12100:2010 for relevant but not
significant hazards which are not dealt with by this document.
All parts and materials used in the manufacture of welding fume ventila- Verification shall be performed by examining the
tion equipment shall withstand the conditions (thermal, mechanical, UV ra- manufacturer’s datasheets, the instruction manual,
diation) present in the environment in which they are intended to be used. and by referring to the manufacturer's long-term
experience with respective devices.
Equipment used for capturing of welding fume shall be fitted with indi- Conformity shall be checked by visual and/or audible
cators and control units showing correct operation or malfunction of the inspection.
device, as malfunctions can cause hazardous operation conditions for the
user. Malfunction of equipment shall be indicated by a clear visual or acous-
tic warning signal. Two types of malfunctions are possible and are shown in
Annex A together with their most common causes.
Visual warning signals shall work with a pulse frequency between 2 Hz and
0,2 Hz, emitting yellow or yellow-orange light. Visible warning signals shall
be installed inside or nearby the working area of welders in order to be
recognized when the light is on.
NOTE EN 842 provides additional guidance for visual danger signals. This
document can also be part of national legislation.
If an acoustic warning device is installed, it shall work within an audio-fre-
quency between 500 Hz and 3 000 Hz and have a pulse time between 0,5 s
and 5 s. The A-weighted sound pressure level shall be between 8 dB and
20 dB higher than the 1 m-surface sound pressure level of the welding fume
separation equipment.
Signals/indicators for normal operation
— For LEV: Proper operation of a LEV shall be indicated by a control lamp
emitting green light.
— For dampers on devices for capturing: Capture equipment fitted with
a manual shut off damper, the handle shall be aligned with the damper
position. For automatic dampers, the position shall be indicated clearly
visible to the user as open or closed.
Warning signals for malfunction Conformity shall be checked by simulating a malfunc-
tion in order to test the function of the warning signal.
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6 © ISO 2020 – All rights reserved
Table 1 (continued)
Requirement Verification
— Separation equipment shall be fitted with a device that indicates that
the filter needs service (either cleaning or replacement). When any
malfunction exists, the control lamp shall not emit green light and the
warning signals shall be active.
NOTE There is currently no reliable system for monitoring the filter efficiency.
It is therefore excluded.
1.2 Additional require- Carcinogenic substances require checking of airflow rate in the extraction Conformity shall be checked by simulating a malfunc-
ments for equipment used duct at each individual work place. tion in order to test the function of the warning signal.
for separation of carcino-
NOTE The airflow rate is measured indirectly, usually by measuring the
genic substances
duct pressure except for on-torch extraction devices where a direct meas-
urement of airflow at the nozzle is required.
The required Performance Level, PL , according to ISO 13849-1:2015 is
r
level a.
Warning signal for malfunction: if the airflow rate in the extraction duct is
insufficient, it shall be indicated by a clear visual or acoustic warning signal.
1.3 Flammability Non-metallic parts (especially hoods, hoses and ducting properties) shall be Ve r i f i c a t i o n s h a l l b e p e r f o r m e d b y e x-
made of materials of low flammability. amining compliance with the following:
a) For hoods and hoses: GWIT: 550 according to
IEC 60695-2-12:2010+A1: 2014 (glow-wire test
temperature of 550 °C)
b) For ducting properties: GWIT: 960 according to
IEC 60695-2-12:2010+A1: 2014 (glow-wire test
temperature of 960 °C)
NOTE The use of materials of higher flammability can
result in damage to the hose leading to reduced airflow at
the extraction point and hence poor extraction efficiency.
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5.2 Extraction devices
The requirements and corresponding verifications for extraction devices are given in Table 2.
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8 © ISO 2020 – All rights reserved
Table 2 — Requirements and verifications for extraction devices
Requirement Verification
1 Extraction devices to be used close to the welding fume source (distance up to 0,4 m)
1.1 On-torch extraction — The extraction device integrated to the torch shall be able to induce a sufficient Verification shall be performed by measuring
devices velocity, see Table below. These induced velocities shall be obtained with a limited the air flow rate and depression according to
depression at the connector. ISO 21904-4:2020.
Needed depression at connector,
Designed current Induced velocity, v
i
∆p
c
A m/s
kPa
≤200 ≥0,25
≤18
>200 ≥0,35
NOTE 1 Torch designed for maximum operating current (60 % duty cycle for air-
cooled torches and 100 % for liquid-cooled torches with shielding gas Ar-CO ).
2
— The manufacturer of the torch shall use the results of the test according to
ISO 21904-4:2020 to specify the air flow rate and the depression at the connector
to achieve the required induced velocity.
— In order to guarantee the efficiency on field, the design of the torch should not allow
operation if parts ensuring the capture are not assembled, e.g. the nozzle (this
provision means to prevent the dismantling of parts which the welder does not
deem necessary).
NOTE 2 Reaching 100 % efficiency is not possible because that would extract the shield-
ing gas and each single spark spattering away, has its own wisp of smoke. It can be nec-
essary to use additional equipment like ventilation or personal protection to reduce the
hazardous substances.
1.2 Captor hoods and The extension of the suction field shall be determined in a measurement plane accord- Verification shall be performed by measuring
nozzles extraction ing ISO 21904-4:2020. the suction field according to ISO 21904-4:2020.
devices
The suction field shall have an extension of at least 1,5 times the diameter of the at- Insufficient performance of the hood can be
tached duct in one direction and at least one duct diameter in the orthogonal direction. compensated by increasing the volume flow
rate. The size of the suction field shall be ver-
ified by performing a new measurement with
the new flow rate.
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Table 2 (continued)
Requirement Verification
The necessary flow rate shall be assured by the manufacturer.
The manufacturer of a hood or nozzle shall use the results of the tests according to
ISO 21904-4:2020 to specify and mark the device with the minimum air volume flow
rate required to achieve an air velocity of 0,3 m/s in the measurement plane, the dis-
tance of the measurement plane from the entry plane and the position of the measure-
ment points selected to demonstrate the extent of the capture zone of the device. The
measurement points shall be identified by their (x, y)-co-ordinates projected from the
entry plane.
NOTE A hood or nozzle is expected to achieve effective capture of welding fume if it
is operated with an air volume flow rate greater than or equal to the determined min-
imum air volume flow rate, and if it is positioned at a distance less than or equal to the
distance between the measurement plane and the entry plane of the device.
1.2.1 Extraction devic- It shall be possible (see Fig ure 2) to move a f lexible arm in any di- Verification that the arm is easily movable shall
es with flexible arms rection using a force not exceeding 60 N at the handhold of the hood: be achieved by measurement of forces and that
it retains its position by visual inspection.
a) with the arm at 70 % of its maximum range;
b) at a point c, 1 300 mm ± 100 mm above ground level;
c) in the directions shown in Figure 2, over a range that is 10 % of the maximum
range. The movement in the Z-direction may follow an arc with radius, r.
NOTE 1 If flexible arms do not fulfil the requirements, the risk of incorrect use or non-use
increases because of ergonomic reasons.
NOTE 2 The handhold is the point on the hood intended to be touched for movement.
The arm shall retain their position over the entire operating range after the force has
been removed.
1.2.2 Extraction de- No specific requirements
vices with fixed arms
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10 © ISO 2020 – All rights reserved
Table 2 (continued)
Requirement Verification
Key
a
70 % of the maximum range.
b
Starting point of movement.
c
Point of force measurement.
Figure 2 — Example for a moving force test setup
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Table 2 (continued)
Requirement Verification
2 Extraction devices to be used in the vicinity of the welding fume source (distance up to 1,5 m)
Key
3 3
1 common airflow and pressure, 2 000 m /h to 4 000 m /h, 100 Pa to 500 Pa
Figure 3 — Receiving hood with curtains
2.1 Receiving hoods Figure 3 shows a receiving hood with curtains. An air volume flow rate sufficient to Verification that no welding fume escapes shall
remove all the welding fumes received shall be employed. be performed qualitatively by visual inspection
using a welding fume source (see also Annex A).
NOTE 1 The air volume flow rate required depends on the thermal flow generated by
the welding process, the vertical distance between welding fume source and hood, and NOTE 2 A possible method for visual inspec-
the dimensions of the receiving hood. tion is using a dust lamp (Tyndall effect) under
worst-case welding conditions.
2.2 Enclosures During welding fume generation and for a pre-determined clearance period after- Verification that no welding fume escapes shall
(chambers) wards, there shall be an inflow of air through all openings sufficient to prevent any be performed qualitatively by visual inspec-
escape of welding fumes to the external environment. For an example of an enclosure tion with the welding process operating. The
see Figure 4. re
...
NORME ISO
INTERNATIONALE 21904-1
Première édition
2020-02
Hygiène et sécurité en soudage et
techniques connexes — Equipements
de captage et de filtration des
fumées —
Partie 1:
Exigences générales
Health and safety in welding and allied processes — Equipment for
capture and separation of welding fume —
Part 1: General requirements
Numéro de référence
ISO 21904-1:2020(F)
©
ISO 2020
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ISO 21904-1:2020(F)
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Publié en Suisse
ii © ISO 2020 – Tous droits réservés
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ISO 21904-1:2020(F)
Sommaire Page
Avant-propos .iv
Introduction .v
1 Domaine d'application . 1
2 Références normatives . 1
3 Termes et définitions . 2
4 Phénomènes dangereux significatifs . 4
5 Exigences et vérifications . 5
5.1 Généralités . 5
5.2 Dispositifs d’extraction . 9
5.3 Propriétés du conduit .15
5.4 Filtres, composants associés et traitement .17
6 Instructions d’utilisation .21
6.1 Généralités .21
6.2 Dispositifs d’extraction .22
6.2.1 Bouches de captage et buses .22
6.2.2 Système d'extraction par torche aspirante .22
7 Marquage .23
7.1 Marquage général .23
7.2 Marquage de l'efficacité de séparation.23
7.3 Marquage des bouches de captage et buses .23
7.4 Marquage des systèmes d'extraction par torche aspirante .24
Annexe A (informative) Mauvais fonctionnements et détermination du débit d’air minimal .25
Annexe B (normative) Étiquette pour équipement de filtration de fumées de soudage .26
Bibliographie .27
© ISO 2020 – Tous droits réservés iii
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ISO 21904-1:2020(F)
Avant-propos
L'ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d'organismes
nationaux de normalisation (comités membres de l'ISO). L'élaboration des Normes internationales est
en général confiée aux comités techniques de l'ISO. Chaque comité membre intéressé par une étude
a le droit de faire partie du comité technique créé à cet effet. Les organisations internationales,
gouvernementales et non gouvernementales, en liaison avec l'ISO participent également aux travaux.
L'ISO collabore étroitement avec la Commission électrotechnique internationale (IEC) en ce qui
concerne la normalisation électrotechnique.
Les procédures utilisées pour élaborer le présent document et celles destinées à sa mise à jour sont
décrites dans les Directives ISO/IEC, Partie 1. Il convient, en particulier, de prendre note des différents
critères d'approbation requis pour les différents types de documents ISO. Le présent document a été
rédigé conformément aux règles de rédaction données dans les Directives ISO/IEC, Partie 2 (voir www
.iso .org/ directives).
L'attention est attirée sur le fait que certains des éléments du présent document peuvent faire l'objet de
droits de propriété intellectuelle ou de droits analogues. L'ISO ne saurait être tenue pour responsable
de ne pas avoir identifié de tels droits de propriété et averti de leur existence. Les détails concernant
les références aux droits de propriété intellectuelle ou autres droits analogues identifiés lors de
l'élaboration du document sont indiqués dans l'Introduction et/ou dans la liste des déclarations de
brevets reçues par l'ISO (voir www .iso .org/ brevets).
Les appellations commerciales éventuellement mentionnées dans le présent document sont données
pour information, par souci de commodité, à l’intention des utilisateurs et ne sauraient constituer un
engagement.
Pour une explication de la nature volontaire des normes, la signification des termes et expressions
spécifiques de l'ISO liés à l'évaluation de la conformité, ou pour toute information au sujet de l'adhésion
de l'ISO aux principes de l’Organisation mondiale du commerce (OMC) concernant les obstacles
techniques au commerce (OTC), voir www .iso .org/ avant -propos.
Le présent document a été élaboré par le comité technique ISO/TC 44 Soudage et techniques connexes,
sous-comité SC 9, Santé et sécurité.
Il convient que l’utilisateur adresse tout retour d’information ou toute question concernant le présent
document à l’organisme national de normalisation de son pays. Une liste exhaustive desdits organismes
se trouve à l’adresse www .iso .org/ members .html.
Les interprétations officielles des documents de l'ISO/TC 44, lorsqu'elles existent, sont disponibles
depuis la page: https:// committee .iso .org/ sites/ tc44/ home/ interpretation .html.
Une liste de toutes les parties de la série ISO 21904 se trouve sur le site web de l’ISO.
Cette première édition annule et remplace l’ISO 15012-4.
iv © ISO 2020 – Tous droits réservés
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ISO 21904-1:2020(F)
Introduction
Le soudage et les techniques connexes génèrent des fumées et des gaz qui, en cas d’inhalation, peuvent
être dangereux pour la santé. Par conséquent, un contrôle des fumées et des gaz produits doit être
effectué pour réduire au minimum l’exposition des travailleurs.
La méthode de contrôle la plus efficace consiste à capter les fumées et les gaz à proximité de leur source,
avant qu’ils n’entrent dans la zone de respiration des travailleurs ou dans l’environnement général de
travail.
L’équipement de ventilation servant à capter les fumées et les gaz doit être spécialement adapté car
un captage inefficace peut conduire à une forte exposition et peut être préjudiciable à la santé des
travailleurs. Il est donc important qu’il réponde à des exigences définies en matière de fabrication, de
matériaux et de conception, et qu’il signale son mauvais fonctionnement.
Le présent document est une norme de type C, comme indiqué dans l’ISO 12100.
Le présent document concerne, en particulier, les groupes de parties prenantes suivants représentant
les acteurs du marché dans le domaine de la sécurité des machines:
— fabricants de machines (petites, moyennes et grandes entreprises);
— organismes de santé et de sécurité (autorités réglementaires, organismes de prévention des risques
professionnels, surveillance du marché, etc.);
D’autres partenaires peuvent être concernés par le niveau de sécurité des machines atteint à l’aide du
document par les groupes de parties prenantes mentionnées ci-dessus:
— utilisateurs de machines/employeurs (petites, moyennes et grandes entreprises);
— utilisateurs de machines/salariés (par exemple syndicats de salariés, organisations représentant
des personnes ayant des besoins particuliers);
— prestataires de services, par exemple sociétés de maintenance (petites, moyennes et grandes
entreprises);
— consommateurs (dans le cas de machines destinées à être utilisées par des consommateurs).
Les groupes de parties prenantes mentionnés ci-dessus ont eu la possibilité de participer à l'élaboration
du présent document.
En outre, le présent document est destiné aux organismes de normalisation élaborant les normes
de type C.
Les spécifications du présent document peuvent être complétées ou modifiées par une norme de type C.
Pour les machines qui sont couvertes par le domaine d’application d’une norme de type C et qui ont été
conçues et fabriquées conformément aux spécifications de cette norme, les spécifications de la norme
de type C prévalent.
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NORME INTERNATIONALE ISO 21904-1:2020(F)
Hygiène et sécurité en soudage et techniques connexes —
Equipements de captage et de filtration des fumées —
Partie 1:
Exigences générales
1 Domaine d'application
Le présent document définit les exigences générales relatives à l’équipement de ventilation servant pour
le captage et la filtration de fumées produites par le soudage et les techniques connexes par exemple, le
soudage à l'arc et le procédé de coupage thermique.
Le présent document spécifie également les données d'essai qui doivent être marquées sur les dispositifs
de captage.
Il s’applique à la conception et à la fabrication des pièces de l’équipement, notamment les bouches
d’aspiration pour le soudage, les conduits, les unités de filtration, les dispositifs d’entraînement de l’air
et les systèmes qui signalent un fonctionnement dangereux, et aux pratiques sur le lieu de travail visant
à assurer un travail en toute sécurité en matière d’exposition.
Les phénomènes dangereux significatifs sont énumérés dans l’Article 4. Le présent document ne traite
pas des phénomènes dangereux électriques, mécaniques et pneumatiques.
Le présent document est applicable:
— aux systèmes de ventilation par extraction localisée (LEV), à l’exclusion des tables aspirantes;
— aux équipements mobiles et fixes;
— équipement de filtration utilisé pour le soudage et les techniques connexes;
Le présent document ne s'applique pas:
— aux systèmes de ventilation générale, d’air d’appoint ou de déplacement d’air;
— aux systèmes de conditionnement d’air;
— à la poussière de meulage.
Le présent document est applicable aux systèmes fabriqués après sa date de publication.
NOTE Les spécifications de sécurité spécifiques pour les machines de coupage thermique sont définies dans
la norme ISO 17916.
2 Références normatives
Les documents suivants sont cités dans le texte de sorte qu’ils constituent, pour tout ou partie de leur
contenu, des exigences du présent document. Pour les références datées, seule l’édition citée s’applique.
Pour les références non datées, la dernière édition du document de référence s'applique (y compris les
éventuels amendements).
ISO 12100:2010, Sécurité des machines — Principes généraux de conception — Appréciation du risque et
réduction du risque
© ISO 2020 – Tous droits réservés 1
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ISO 21904-1:2020(F)
ISO 13849-1:2015, Sécurité des machines — Parties des systèmes de commande relatives à la sécurité —
Partie 1: Principes généraux de conception
ISO 21904-2:2020, Hygiène et sécurité en soudage et techniques connexes — Équipements de captage et de
filtration des fumées de soudage — Partie 2: Exigences relatives aux essais et marquage de l’efficacité de
séparation
ISO 21904-4:2020, Hygiène et sécurité en soudage et techniques connexes — Équipements de captage et de
filtration des fumées de soudage — Partie 4: Détermination du débit volumique minimal d’air des dispositifs
de captage
IEC 60204-1:2005, Sécurité des machines — Équipement électrique des machines — Partie 1: Règles
générales
IEC 60335-2-69:2012, Appareils électrodomestiques et analogues — Sécurité — Partie 2-69: Règles
particulières pour les aspirateurs fonctionnant en présence d’eau ou à sec, y compris les brosses motorisées,
à usage industriel et commercial
I EC 6 0695 -2-12:2010 +A 1: 2014, Essais relatifs aux risques du feu — Partie 2-12: Essais au fil incandescent/
chauffant — Méthode d’essai d’indice d’inflammabilité au fil incandescent (GWFI) pour matériaux
3 Termes et définitions
Pour les besoins du présent document, les termes et définitions de l'ISO 12100:2010 ainsi que les
suivants s'appliquent.
L’ISO et l’IEC tiennent à jour des bases de données terminologiques destinées à être utilisées en
normalisation, consultables aux adresses suivantes:
— ISO Online browsing platform: disponible à l’adresse https:// www .iso .org/ obp
— IEC Electropedia: disponible à l’adresse http:// www .electropedia .org/
3.1
équipement de filtration de fumées de soudage
équipement de filtration d’air dont le but est de séparer les particules générées par le soudage et les
techniques connexes, de l'atmosphère du poste de travail
Note 1 à l'article: Certains équipements de filtration sont également conçus pour éliminer les gaz générés par le
soudage, mais la série des ISO 21904 ne traite pas de l'efficacité de filtration des gaz.
3.2
système de nettoyage de filtre
système conçu pour le nettoyage du filtre de l’équipement de filtration de fumées de soudage (3.1) afin de
rétablir le débit d’air à travers le filtre lorsqu’il est réduit par une accumulation de particules de fumées
de soudage (3.13)
3.3
système de nettoyage de filtre en ligne
système de nettoyage de filtre à déclenchement automatique ou manuel, fonctionnant en même temps
que l’équipement de filtration de fumées de soudage (3.1)
3.4
système de nettoyage de filtre hors ligne
système de nettoyage de filtre à déclenchement automatique ou manuel, fonctionnant après l’arrêt du
dispositif d’entraînement de l’air de l’équipement de filtration
2 © ISO 2020 – Tous droits réservés
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ISO 21904-1:2020(F)
3.5
efficacité massique de la séparation
rapport de la masse de particules retenues par l’équipement de filtration de fumées de soudage (3.1) à la
masse de particules entrant dans l’équipement au cours d’une période donnée
Note 1 à l'article: L’EN 1093-6 et l’EN 1093-7 donnent des informations générales sur les méthodes d’essai
utilisées pour la détermination de l’efficacité de la séparation.
3.6
système de ventilation par extraction localisée
LEV
recours à l’extraction pour supprimer l’air contaminé à la source ou près de la source
3.7
protecteur de filtre
dispositif, normalement positionné à l’entrée de l’équipement de filtration de fumées de soudage (3.1),
servant à réduire au minimum les possibilités d’endommagement des matériaux filtrants par l’impact
d’étincelles ou de grosses particules
Note 1 à l'article: Les matériaux filtrants peuvent également être protégés contre les étincelles et les grosses
particules par la conception interne de l’équipement de filtration de fumées de soudage.
Note 2 à l'article: Exemples de protecteurs de filtre: cyclones, séparateurs rotatifs, déflecteurs ou tamis. Un
protecteur de filtre peut également être conçu pour protéger contre les flammes.
3.8
torche aspirante
torche aspirante de soudage
équipement, intégré ou fixé, sur torche servant à capter les fumées de soudage (3.13), lorsqu'il est
raccordé à une source d'extraction
Note 1 à l'article: En raison de l'état actuel de la technique, les torches aspirante pour le soudage TIG ne sont pas
couvertes par cette définition.
Note 2 à l'article: pour une vue d'ensemble des différents dispositifs d'extraction, voir Figure 1.
Dimensions en mètres
Légende
3 3
1 torche aspirante (3.8), 50 m /h à 100 m /h, 5 kPa à 18 kPa
3 3
2 aspiration haute dépression (3.9), 100 m /h à 150 m /h, 5 kPa à 10 kPa
3 3
3 aspiration basse dépression (3.9), 700 m /h à 1500 m /h, 800 Pa à 2 000 Pa
Figure 1 — Vue d'ensemble des dispositifs d'extraction et des débits volumiques d’air et
pressions courants
© ISO 2020 – Tous droits réservés 3
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ISO 21904-1:2020(F)
3.9
bouche de captage
buse de captage
équipement, mobile ou fixe, sur torche servant à capter les fumées de soudage (3.13), lorsqu'il est
raccordé à une source d'extraction
Note 1 à l'article: pour une vue d'ensemble des différents dispositifs d'extraction, voir Figure 1.
3.10
bouche réceptrice
hotte
équipement, mobile ou fixe, normalement placé au-dessus d’un procédé chaud, dans lequel l’air
contaminé est propulsé par un mouvement d’air induit par le procédé
3.11
enceinte
chambre
espace entièrement ou partiellement fermé dans lequel a lieu le procédé, conçu pour contenir les
substances dangereuses et pour empêcher qu’elles s’échappent dans l’air de l’atelier
3.12
équipement d’aspiration
unité dotée d'un dispositif d'entraînement de l'air et comportant ou non un filtre
3.13
fumée de soudage
particules en suspension dans l'air, d’un diamètre généralement inférieur à 1 µm, générées par soudage
ou des techniques connexes
3.14
débit volumique d'air minimal
débit volumique d'air requis pour garantir un captage acceptable des fumées de soudage (3.13)
Note 1 à l'article: Le débit volumique d'air minimal dépend du type de dispositif de captage utilisé, des dimensions
géométriques de ce dernier et des positions d'essai choisies pour déterminer l'étendue de la zone de captage
(voir 7.3).
3.15
champ d'aspiration
volume autour d'un dispositif de captage, dans lequel la vitesse de l'air nécessaire pour capter les
fumées de soudage est dépassée
4 Phénomènes dangereux significatifs
L’exposition aux fumées de soudage et aux gaz produits par le soudage et les techniques connexes
peut être préjudiciable à la santé. Le contrôle de l’exposition peut généralement être réalisé à l’aide
d’un équipement de ventilation, mais toute défaillance de ce dernier, par exemple due à une mauvaise
conception et à l’utilisation de pièces constituées de matériaux inappropriés, peut conduire à une
efficacité d’extraction réduite et donc à une surexposition et à des problèmes de santé.
Les effets courants sur la santé comprennent les maladies respiratoires, mais une exposition à des
substances cancérogènes pendant le soudage peut se produire et elle doit être prise en considération.
Les exigences concernant l’équipement de ventilation dépendent du niveau de contrôle nécessaire.
4 © ISO 2020 – Tous droits réservés
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ISO 21904-1:2020(F)
5 Exigences et vérifications
5.1 Généralités
Les exigences générales et les vérifications correspondantes sont indiquées dans le Tableau 1.
© ISO 2020 – Tous droits réservés 5
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Tableau 1 — Exigences générales et vérifications
Exigence Vérification
1.1 Les machines doivent être conformes aux spécifications de sécurité et/ou aux
mesures de prévention/réduction du risque décrites dans l’Article 5. De plus,
Exigences pour tous les
les machines doivent être conçues selon les principes de l’ISO 12100:2010 pour
équipements
les phénomènes dangereux pertinents mais non significatifs qui ne sont pas
traités dans le présent document.
Toutes les pièces et tous les matériaux utilisés dans la fabrication de l’équipement La vérification doit être effectuée en examinant les fiches
de ventilation des fumées de soudage doivent résister aux conditions (thermiques, de données du fabricant et le manuel d’instructions, et
mécaniques, rayonnement UV) présentes dans l’environnement dans lequel en se référant à l’expérience à long terme du fabricant
il est prévu de les utiliser. avec les dispositifs respectifs.
L’équipement utilisé pour le captage des fumées de soudage doit être muni La conformité doit être vérifiée par inspection visuelle
d’indicateurs et d’unités de commande indiquant le bon ou le mauvais et/ou des niveaux sonores.
fonctionnement du dispositif, car les mauvais fonctionnements peuvent générer
des conditions de fonctionnement dangereuses pour l’utilisateur. Le mauvais
fonctionnement de l’équipement doit être indiqué par un signal d’avertissement
visuel ou sonore clair. Deux types de mauvais fonctionnement sont possibles.
Ils sont indiqués dans l’Annexe A avec leurs causes les plus courantes.
Les signaux d’avertissement visuels doivent avoir une fréquence d’impulsion
comprise entre 2 Hz et 0,2 Hz, avec émission d’une lumière jaune ou jaune-
orange. Des signaux d’avertissement visibles doivent être placés dans ou à
proximité de la zone de travail des soudeurs afin d’être reconnus lorsque le
voyant est allumé.
NOTE L’EN 842 fournit des lignes directrices supplémentaires sur les signaux
de danger visuels. Ce document pourrait également faire partie d’une législation
nationale.
Si un dispositif d’avertissement sonore est installé, il doit fonctionner à une
fréquence audio comprise entre 500 Hz et 3 000 Hz et avoir un temps d’impulsion
compris entre 0,5 s et 5 s. Le niveau de pression acoustique pondéré A doit
être supérieur de 8 dB à 20 dB au niveau de pression acoustique à 1 m de la
surface de l’équipement de filtration de fumées de soudage.
Signaux/indicateurs de fonctionnement normal
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Tableau 1 (suite)
Exigence Vérification
— Pour les LEV: Le bon fonctionnement d’un LEV doit être indiqué par
une lampe témoin émettant une lumière verte.
— Pour les registres sur les dispositifs de captage: Un équipement de
captage muni d’un registre à arrêt manuel, la poignée doit être alignée
avec la position du volet. Pour les registres automatiques, la position
ouverte ou fermée doit être indiquée de manière à être clairement
visible par l’utilisateur.
Signaux d’avertissement en cas de mauvais fonctionnement La conformité doit être vérifiée en simulant un mauvais
fonctionnement afin de contrôler le fonctionnement du
signal d’avertissement.
— Pour les registres sur les dispositifs de captage: Un équipement de
captage muni d’un registre à arrêt manuel, la poignée doit être alignée
avec la position du volet. Pour les registres automatiques, la position
ouverte ou fermée doit être indiquée de manière à être clairement
visible par l’utilisateur.
Signaux d’avertissement en cas de mauvais fonctionnement. La conformité doit être vérifiée en simulant un mauvais
fonctionnement afin de contrôler le fonctionnement du
signal d’avertissement.
— L’équipement de filtration doit être muni d’un dispositif qui indique
qu’une intervention est nécessaire au niveau du filtre (nettoyage
manuel ou automatique ou remplacement). En cas de mauvais
fonctionnement, la lampe témoin ne doit pas émettre de lumière verte
et les signaux d’avertissement doivent être actifs.
NOTE Il n'existe actuellement aucun système fiable de surveillance de
l'efficacité du filtre. Ils sont donc exclus.
1.2 Les substances cancérogènes nécessitent la surveillance du débit d'air dans La conformité doit être vérifiée en simulant un mauvais
le conduit d'extraction à chaque poste de travail. fonctionnement afin de contrôler le fonctionnement du
Exigences supplémentaires
signal d’avertissement.
pour les équipements utilisés NOTE Le débit d’air est mesuré de manière indirecte, généralement en mesurant
pour la filtration de substances la pression du conduit, à l’exception des torches aspirante pour lesquelles un
cancérogènes mesurage direct du débit d’air de la buse est requis.
Le niveau de performance requis, PL , selon l’ISO 13849-1:2015 est le niveau a.
r
Signal d’avertissement en cas de mauvais fonctionnement: si le débit d’air
dans le conduit d’extraction est insuffisant, cela doit être indiqué par un signal
d’avertissement visuel ou sonore clair.
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8 © ISO 2020 – Tous droits réservés
Tableau 1 (suite)
Exigence Vérification
1.3 Les pièces non métalliques (en particulier les bouches, les flexibles et propriétés La vérification doit être effectuée en examinant la
du conduit) doivent être constituées de matériaux difficilement inflammables. conformité avec les éléments suivants:
Inflammabilité
a) Pour les bouches d’aspiration et les
flexibles: l’essai d’inflammabilité pour
produit fini, GWIT: 550 conformément à
l’IEC 60695-2-12:2010+A1: 2014 (température
d’essai du fil incandescent de 550 °C)
b) Pour les propriétés du conduit: l’essai
d’inflammabilité pour produit fini, GWIT: 960
conformément à l’IEC 60695-2-12:2010+A1: 2014
(température d’essai du fil incandescent de 960 °C)
NOTE L’utilisation de matériaux très inflammables peut
conduire à l’endommagement du flexible et à un débit
d’air réduit au niveau du point d’extraction et donc à une
mauvaise efficacité d’extraction.
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5.2 Dispositifs d’extraction
Les exigences et les vérifications correspondantes pour les dispositifs d’extraction sont indiquées dans
le Tableau 2.
© ISO 2020 – Tous droits réservés 9
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Tableau 2 — Exigences et vérifications pour les dispositifs d'extraction
Exigence Vérification
1 Dispositifs d’extraction à utiliser près de la source de fumées de soudage (distance jusqu’à 0,4 m)
1.1 — Le dispositif d'extraction intégré à la torche doit pouvoir induire une vitesse suffisante, voir La vérification doit être effectuée en mesurant
tableau ci-dessous. Ces vitesses induites doivent être obtenues avec une dépression limitée le débit d'air et la dépression conformément à
Torches
au niveau du connecteur. l’ISO 21904-4:2020.
aspirantes
Courant nominal Vitesse Dépression nécessaire au niveau du
A induite connecteur ∆p
c
m/s kPa
≤ 200 ≥ 0,25
≤ 18
> 200 ≥ 0,35
NOTE 1 Torche conçue pour un courant de fonctionnement maximal (facteur de marche de 60 %
pour les torches refroidies par air et de 100 % pour les torches refroidies par liquide avec gaz de
protection Ar-CO ).
2
— Le fabricant de la torche doit utiliser les résultats de l’essai conformément à
l’ISO 21904-4:2020 pour spécifier le débit d'air et la dépression au niveau du connecteur
pour obtenir la vitesse induite requise.
— Afin de garantir l'efficacité sur le terrain, il convient que la conception de la torche ne
permette pas le fonctionnement, si les pièces assurant le captage ne sont pas assemblées, par
exemple la buse (cette disposition vise à empêcher le démontage de pièces que le soudeur ne
juge pas nécessaires).
NOTE 2 Il n'est pas possible d'obtenir une efficacité de 100 % car cela aspirerait le gaz de
protection et que chaque étincelle projetée a sa propre volute de fumée. Il peut être nécessaire
d'utiliser des équipements supplémentaires comme de la ventilation ou des équipements de
protection individuelle pour réduire la concentration des substances dangereuses.
1.
...
Questions, Comments and Discussion
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