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电弧喷涂的有害因素与防护

发布: 2010-9-04 09:35 | 作者: liangshi | 查看: 58次

一、 有害因素的来源及危害

电弧喷涂的有害因素主要有:金属烟尘、有毒气体、高频电磁场、电弧辐射和噪声等几类。

1.1 金属烟尘的来源和危害

电弧喷涂的过程中,作为消耗电极的金属在熔融时所产生的蒸气在空气中迅速冷却氧化形成微粒,微粒直径<0.1μm的称为烟;微粒直径为0.1--10μm的称为粉尘。在空气中飘浮的粉尘和烟等微粒统称为气溶胶。

1.1.1. 金属烟尘的来源

1) 金属元素加热蒸发形成金属烟尘:

喷涂电弧的温度较高,一般在3000—6000K。这个温度都超过金属元素的沸点,所以喷涂时必然有金属蒸发。

表:几种金属元素的沸点(℃)

元素

Fe

Mn

Si

Cr

Ni

Zn

Al

Au

沸点

3235

1900

2600

2200

3150

906

2467

2595

分析喷涂层的化学成分,也可证明喷涂时金属有蒸发。    

2)金属氧化物形成烟尘:

在高温作用下,金属有氧化反应,这些氧化物,可能留在涂层内造成缺陷,还会扩散到大气中。金属烟尘的成分和浓度,主要取决于材料、喷涂所选工艺参数和设备本身的弧特性。如喷铝时可产生铝及氧化铝粉尘、喷铜时可产生铜和氧化锌粉尘等。黑色金属喷涂时发尘量及主要毒物发尘量与喷涂电流的大小有关。

1.1.2. 金属烟尘的危害

金属烟尘是电弧喷涂作业的一种主要有害因素。由于烟尘尘粒极细(5μm以下),在空中停留时间较长,容易吸入肺中。因此在相对密闭的容器罐体、锅炉内或面积狭小、门窗关闭的室内作业时,根据现场测定,其烟尘浓度往往高于国家卫生标准几倍甚至几十倍。在烟尘浓度较高的情况下,长期从事喷涂作业的工人会形成尘肺、金属热等职业病。

 

1.2 有毒气体的来源和危害

在高温和紫外线作用下,在弧区周围产生多种有毒气体,主要有臭氧、氮氧化物、一氧化碳等气体。特别是目前使用广泛的锌、铝及锌铝合金的喷涂作业,有害气体的浓度较大。

臭氧:空气中的氧在弧光短波紫外线的激发下生成臭氧,短波紫外线对氧分子的破坏能力最强。臭氧呈淡蓝色,是有刺激性气味、有毒气体。其浓度较高时,有腥臭味(喷锌、锌铝合金等金属时现象极其明显!);浓度特高时,有腥臭并略带酸味。

臭氧对人体的危害主要是对呼吸道及肺有强烈的刺激作用。臭氧浓度超过一定限度时,可使相关人员引起咳嗽、胸闷、食欲不振、疲劳无力、头晕、全身无力等,严重时引起支气管炎。短时间吸入低浓度臭氧,主要引起口腔、咽喉干燥,胸骨下紧束感、胸闷、咳嗽、咳粘痰等症状,胸痛可持续几天及嗜睡或失眠、头痛、思想不集中、分析能力减退,味觉异常、食欲减退、疲劳无力等,并有肺功能改变。短时间吸入高浓度臭氧,可立即产生粘膜刺激症状,经过几小时潜伏期后可逐渐发生肺水肿的表现,病情发展类似氮氧化物中毒。

长期吸入低浓度的臭氧可引起支气管炎、细支气管炎、肺气肿和肺硬化。

喷涂中臭氧的浓度与喷涂材料、喷涂电压和电流、环境通风条件以及喷涂持续时间等因素有关。我国卫生标准规定,臭氧最高容许浓度为0.3mg/m3。在没有良好的通风条件下,工作地点的臭氧浓度往往高于卫生标准几倍至十几倍。但只要采取通风措施,臭氧浓度就可大大降低。

氮氧化物:氮氧化物是由电弧的高温作用,引起空气中氮、氧分子分解,重新结合而成的。常见的为二氧化氮,其次是一氧化氮和四氧化氮。常以测定二氧化氮的浓度来表示氮氧化物的存在。

氮氧化物对人体的危害主要是对肺有刺激作用。高浓度的二氧化氮吸入到肺泡后,因湿度大,反应加快,形成硝酸、亚硝酸,对肺组织产生强烈的刺激和腐蚀作用,可引起肺水肿,浓度为120mg/m3的二氧化氮,可引起咽喉受刺激,浓度不超过700mg/m3,人接触可忍受几小时。

我国卫生标准规定,氮氧化物的最高容许浓度为5mg/m3。在通风不良的情况下,氮氧化物的浓度往往超过标准几倍至几十倍。

生产过程中,一般都是臭氧和氮氧化合物同时存在,这样它们的毒性倍增。两种气体同时存在比单一种气体存在时,其毒性对人体的危害作用增加15-20倍。

一氧化碳:它产生于各种明弧中,是主要有害气体之一。

一氧化碳的来源是二氧化碳气体在电弧的高温作用下分解而成,另外,二氧化碳及其分解后的氧对熔化金属中的元素起氧化作用,也产生一氧化碳和氧化物。

一氧化碳是一种窒息性气体,它的毒性作用是使人体输送和利用氧的功能发生障碍,造成缺氧。根据测定,从事喷涂作业时,血液中的碳氧血红蛋白比正常人高,但采取通风措施后即显著下降,我国卫生标准规定,一氧化碳的最高允许浓度为30mg/m3

1.2高频电磁场

在引弧瞬间(2~3S)有高频磁场存在,研究证明,所产生的高频电磁场极其微弱,对人体有一定影响,但危害不大。

 

1.3 噪声

在喷涂等过程中,由于工作气体以一定的速度流从喷枪口高速喷出,都会发生周期性的压力起伏、振动和摩擦,于是产生噪声。特殊设计的喷枪气流的喷射速度可能达到超音速的420m/s,噪声强度高,喷涂作业的噪声可达120dB,频谱也较宽,这些噪声都超过了容许强度,对人体有危害。

 

二、有害因素的防护措施

21通风技术措施

通风技术是消除尘毒危害、改善劳动条件的有效措施。它的作用是把新鲜空气送到作业地点,并及时排出有害物质和被污染的空气,使作业环境符合劳动卫生的要求。

一般采用的通风措施为动力排风。

通风技术措施的设计要求:

1) 在车间内施工时,必须保证及时排出喷涂过程中产生的有害烟尘、毒气,达到劳动卫生的要求。

2) 有害气体、烟尘等抽排到室外大气中之前,应经过净化处理,防止污染大气。

3) 采用通风措施,必须保证冬季室温在规定范围内。

4) 要根据现场和工艺条件设计,不得影响正常施工。

5) 应便于安装和拆卸,便于清理。

 

2.2、个人防护措施

加强个人防护措施,对防止焊接过程中产生的有毒气体和烟尘的危害有重要意义。

个人防护措施是指对眼、口鼻、耳、身体各部位作防护,常用防护用品有眼镜、口罩、护耳器、头盔、手套、鞋、工作服。

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