Adattato dalla 3a edizione, Enciclopedia della salute e sicurezza sul lavoro.

Esiste un'ampia varietà di tecniche per rifinire le superfici dei prodotti in metallo in modo che resistano alla corrosione, si adattino meglio e abbiano un aspetto migliore (vedi tabella 1). Alcuni prodotti sono trattati con una sequenza di diverse di queste tecniche. Questo articolo descriverà brevemente alcuni di quelli più comunemente usati.

Tabella 1. Riepilogo dei pericoli associati ai diversi metodi di trattamento dei metalli

Prima di poter applicare una qualsiasi di queste tecniche, i prodotti devono essere accuratamente puliti. Vengono utilizzati numerosi metodi di pulizia, singolarmente o in sequenza. Comprendono la molatura meccanica, la spazzolatura e la lucidatura (che producono polvere metallica o ossidica - la polvere di alluminio può essere esplosiva), lo sgrassaggio a vapore, il lavaggio con solventi organici per grassi, il "decapaggio" in soluzioni concentrate acide o alcaline e lo sgrassaggio elettrolitico. L'ultimo prevede l'immersione in bagni contenenti cianuro e alcali concentrati in cui l'idrogeno o l'ossigeno formati elettroliticamente rimuovono il grasso, ottenendo superfici metalliche "vuote" prive di ossidi e grasso. Alla pulizia segue un adeguato risciacquo ed asciugatura del prodotto.

Una corretta progettazione dell'attrezzatura e un LEV efficace ridurranno parte del rischio. I lavoratori esposti al pericolo di spruzzi devono essere dotati di occhiali protettivi o schermi per gli occhi e guanti, grembiuli e indumenti protettivi. Docce e fontanelle per il lavaggio degli occhi dovrebbero essere nelle vicinanze e in buone condizioni, e gli schizzi e le fuoriuscite dovrebbero essere lavati via prontamente. Con le apparecchiature elettrolitiche, i guanti e le scarpe devono essere non conduttivi e devono essere seguite altre precauzioni elettriche standard, come l'installazione di interruttori del circuito di guasto a terra e procedure di lockout/tagout.

Processi di trattamento

Lucidatura elettrolitica

La lucidatura elettrolitica viene utilizzata per produrre una superficie di migliore aspetto e riflettività, per rimuovere il metallo in eccesso per adattarsi accuratamente alle dimensioni richieste e per preparare la superficie per l'ispezione per le imperfezioni. Il processo prevede la dissoluzione anodica preferenziale dei punti alti sulla superficie dopo lo sgrassaggio a vapore e la pulizia alcalina a caldo. Gli acidi sono spesso usati come soluzioni elettrolitiche; di conseguenza, successivamente è necessario un adeguato risciacquo.

Galvanotecnica

La galvanica è un processo chimico o elettrochimico per l'applicazione di uno strato metallico al prodotto, ad esempio nichel per proteggerlo dalla corrosione, cromo duro per migliorare le proprietà della superficie o argento e oro per abbellirlo. Occasionalmente vengono utilizzati materiali non metallici. Il prodotto, cablato come il catodo, e un anodo del metallo da depositare vengono immersi in una soluzione elettrolitica (che può essere acida, alcalina o alcalina con sali e complessi di cianuro) e collegati esternamente ad una sorgente di corrente continua. I cationi caricati positivamente dell'anodo metallico migrano verso il catodo, dove vengono ridotti al metallo e depositati come uno strato sottile (vedi figura 1). Il processo viene continuato fino a quando il nuovo rivestimento raggiunge lo spessore desiderato, quindi il prodotto viene lavato, asciugato e lucidato.

Figura 1. Galvanotecnica: rappresentazione schematica

Anodo: Cu → Cu⁺² + 2e^- ; Catodo: Cu⁺² + 2e^- → Cu

In elettroformatura, un processo strettamente correlato alla galvanica, gli oggetti stampati, ad esempio, in gesso o plastica vengono resi conduttivi mediante l'applicazione di grafite e quindi vengono collegati come catodo in modo che il metallo si depositi su di essi.

In anodizzazione, un processo che è diventato sempre più importante negli ultimi anni, i prodotti di alluminio (si usano anche titanio e altri metalli) sono collegati come l'anodo e immersi in acido solforico diluito. Tuttavia, invece della formazione di ioni positivi di alluminio e della migrazione per la deposizione sul catodo, vengono ossidati dagli atomi di ossigeno che si formano all'anodo e si legano ad esso come uno strato di ossido. Questo strato di ossido viene parzialmente dissolto dalla soluzione di acido solforico, rendendo lo strato superficiale poroso. Successivamente, in questi pori possono essere depositati materiali colorati o sensibili alla luce, come ad esempio nella fabbricazione di targhette.

Smalti e smalti

Lo smalto vetroso o smalto porcellanato viene utilizzato per fornire un rivestimento altamente resistente al calore, alle macchie e alla corrosione di metalli, solitamente ferro o acciaio, in un'ampia gamma di prodotti fabbricati tra cui vasche da bagno, fornelli a gas ed elettrici, utensili da cucina, serbatoi di stoccaggio e container e apparecchiature elettriche. Inoltre, gli smalti sono utilizzati nella decorazione di ceramica, vetro, gioielli e ornamenti decorativi. L'uso specializzato di polveri di smalto nella produzione di articoli ornamentali come Cloisonné e Limoges è noto da secoli. Gli smalti vengono applicati a ceramiche di ogni tipo.

I materiali utilizzati nella fabbricazione di smalti vetrosi e smalti includono:

• refrattari, come quarzo, feldspato e argilla
• fondenti, come borace (borato di sodio decaidrato), carbonato di sodio (carbonato di sodio anidro), nitrato di sodio, fluorite, criolite, carbonato di bario, carbonato di magnesio, monossido di piombo, tetrossido di piombo e ossido di zinco
• coloranti, come ossidi di antimonio, cadmio, cobalto, ferro, nichel, manganese, selenio, vanadio, uranio e titanio
• opacizzanti, come ossidi di antimonio, titanio, stagno e zirconio e antimoninato di sodio
• elettroliti, come borace, carbonato di sodio, carbonato e solfato di magnesio, nitrito di sodio e alluminato di sodio
• agenti flocculanti, come argilla, gomme, alginato di ammonio, bentonite e silice colloidale.

Il primo passo in tutti i tipi di smaltatura o smaltatura vetrosa è la realizzazione della fritta, la polvere di smalto. Ciò comporta la preparazione delle materie prime, la fusione e la consegna della fritta.

Dopo un'accurata pulizia dei prodotti metallici (es. pallinatura, decapaggio, sgrassaggio), lo smalto può essere applicato con una serie di procedure:

• Nel processo a umido, l'oggetto viene immerso nella barbottina di smalto acquoso, prelevato e lasciato scolare o, in "granita", la barbottina di smalto è più densa e deve essere scossa dall'oggetto.
• Nel processo a secco, l'oggetto rivestito di terra viene riscaldato alla temperatura di smaltatura e quindi la polvere di smalto secca viene spolverata su di esso attraverso i setacci. Lo smalto si sinterizza in posizione e, quando l'oggetto viene riportato nella fornace, si scioglie in una superficie liscia.
• L'applicazione a spruzzo è sempre più utilizzata, di solito in un'operazione meccanizzata. Richiede un armadio con ventilazione di scarico.
• Gli smalti decorativi vengono solitamente applicati a mano, utilizzando pennelli o strumenti simili.
• Gli smalti per articoli in porcellana e ceramica vengono solitamente applicati per immersione oa spruzzo. Sebbene alcune operazioni di immersione vengano meccanizzate, i pezzi vengono solitamente immersi a mano nell'industria domestica della porcellana. L'oggetto viene tenuto in mano, immerso in una grande vasca di smalto, lo smalto viene rimosso con un movimento del polso e l'oggetto viene posto in un essiccatore. Quando si spruzza lo smalto, è necessario prevedere una cappa o un armadio chiuso con un'efficiente ventilazione di scarico.

Gli oggetti preparati vengono poi “cotti” in una fornace o fornace, che di solito è alimentata a gas.

acquaforte

L'incisione chimica produce una finitura satinata o opaca. Più frequentemente, viene utilizzato come pretrattamento prima dell'anodizzazione, laccatura, rivestimento di conversione, lucidatura o brillantatura chimica. Viene applicato più frequentemente all'alluminio e all'acciaio inossidabile, ma viene utilizzato anche per molti altri metalli.

L'alluminio viene solitamente inciso in soluzioni alcaline contenenti varie miscele di idrossido di sodio, idrossido di potassio, fosfato trisodico e carbonato di sodio, insieme ad altri ingredienti per prevenire la formazione di fanghi. Uno dei processi più comuni utilizza l'idrossido di sodio ad una concentrazione da 10 a 40 g/l mantenuto ad una temperatura da 50 a 85°C con un tempo di immersione fino a 10 minuti.

L'attacco alcalino è solitamente preceduto e seguito da un trattamento in varie miscele di acido cloridrico, fluoridrico, nitrico, fosforico, cromico o solforico. Un tipico trattamento acido prevede immersioni da 15 a 60 secondi in una miscela di 3 parti in volume di acido nitrico e 1 parte in volume di acido fluoridrico che viene mantenuta ad una temperatura di 20°C.

zincatura

La zincatura applica un rivestimento di zinco a una varietà di prodotti in acciaio per proteggerli dalla corrosione. Il prodotto deve essere pulito e privo di ossidi affinché il rivestimento aderisca correttamente. Questo di solito comporta una serie di processi di pulizia, risciacquo, asciugatura o ricottura prima che il prodotto entri nel bagno di zincatura. Nella zincatura “a caldo” il prodotto viene fatto passare attraverso un bagno di zinco fuso; La zincatura "a freddo" è essenzialmente galvanica, come descritto sopra.

I prodotti fabbricati sono solitamente zincati in un processo batch, mentre il metodo a nastro continuo viene utilizzato per nastri, lamiere o fili di acciaio. Il flusso può essere impiegato per mantenere una pulizia soddisfacente sia del prodotto che del bagno di zinco e per facilitare l'asciugatura. Una fase di preflussaggio può essere seguita da una copertura di fondente di cloruro di ammonio sulla superficie del bagno di zinco, oppure quest'ultimo può essere usato da solo. Nel tubo zincato, il tubo viene immerso in una soluzione calda di cloruro di zinco ammonio dopo la pulizia e prima che il tubo entri nel bagno di zinco fuso. I flussi si decompongono per formare acido cloridrico irritante e gas di ammoniaca, richiedendo LEV.

Le varie tipologie di zincatura a caldo in continuo si differenziano essenzialmente per la modalità di pulizia del manufatto e se la pulizia avviene in linea:

• pulitura mediante ossidazione alla fiamma degli oli superficiali con successiva riduzione in forno e ricottura effettuata in linea
• pulizia elettrolitica eseguita prima della ricottura in linea
• pulizia mediante decapaggio acido e pulizia alcalina, utilizzando un fondente prima del forno di preriscaldamento e ricottura in un forno prima della zincatura
• pulizia mediante decapaggio acido e pulizia alcalina, eliminazione del fondente e preriscaldamento in un gas riducente (ad es. idrogeno) prima della zincatura.

La linea di zincatura in continuo per nastri di acciaio di piccolo spessore omette il decapaggio e l'utilizzo di disossidante; utilizza la pulizia alcalina e mantiene pulita la superficie del nastro riscaldandolo in una camera o in un forno con un'atmosfera riducente di idrogeno finché non passa sotto la superficie del bagno di zinco fuso.

La zincatura continua del filo richiede fasi di ricottura, solitamente con una vasca di piombo fuso davanti alle vasche di pulizia e zincatura; raffreddamento ad aria o ad acqua; decapaggio in acido cloridrico caldo e diluito; risciacquo; applicazione di un flusso; asciugatura; e poi zincatura nel bagno di zinco fuso.

Una scoria, una lega di ferro e zinco, si deposita sul fondo del bagno di zinco fuso e deve essere rimossa periodicamente. Vari tipi di materiali vengono fatti galleggiare sulla superficie del bagno di zinco per prevenire l'ossidazione dello zinco fuso. È necessaria una rasatura frequente nei punti di entrata e di uscita del filo o del nastro da zincare.

Trattamento termico

Il trattamento termico, il riscaldamento e il raffreddamento di un metallo che rimane allo stato solido, è solitamente parte integrante della lavorazione dei prodotti metallici. Comporta quasi sempre un cambiamento nella struttura cristallina del metallo che si traduce in una modifica delle sue proprietà (ad esempio, ricottura per rendere il metallo più malleabile, riscaldamento e raffreddamento lento per ridurre la durezza, riscaldamento e tempra per aumentare la durezza, riscaldamento per ridurre al minimo le sollecitazioni interne).

ricottura

La ricottura è un trattamento termico di “rammollimento” largamente utilizzato per consentire un'ulteriore lavorazione a freddo del metallo, migliorare la lavorabilità, distendere il prodotto prima del suo utilizzo e così via. Implica il riscaldamento del metallo a una temperatura specifica, mantenendolo a quella temperatura per un periodo di tempo specifico e lasciandolo raffreddare a una velocità particolare. Vengono utilizzate numerose tecniche di ricottura:

• Ricottura blu, in cui viene prodotto uno strato di ossido blu sulla superficie delle leghe a base di ferro
• Ricottura brillante, che viene effettuata in atmosfera controllata per ridurre al minimo l'ossidazione superficiale
• Ricottura ravvicinata or ricottura della scatola, un metodo in cui i metalli ferrosi e non ferrosi vengono riscaldati in un contenitore metallico sigillato con o senza materiale di imballaggio e quindi raffreddati lentamente
• Ricottura completa, solitamente effettuata in atmosfera protettiva, finalizzata all'ottenimento della massima morbidezza economicamente fattibile
• malleabile, un tipo speciale di ricottura data alle fusioni di ferro per renderle malleabili trasformando il carbonio combinato nel ferro in carbonio fine (cioè grafite)
• Ricottura parziale, un processo a bassa temperatura per rimuovere le sollecitazioni interne indotte nel metallo dalla lavorazione a freddo
• Sub-critico or ricottura sferoidale, che produce una migliore lavorabilità consentendo al carburo di ferro nella struttura cristallina di acquisire una forma sferoidale.

Indurimento dell'età

L'indurimento è un trattamento termico spesso utilizzato sulle leghe alluminio-rame in cui l'indurimento naturale che avviene nella lega viene accelerato mediante riscaldamento a circa 180°C per circa 1 ora.

omogeneizzazione

L'omogeneizzazione, solitamente applicata a lingotti o compatti di metallo in polvere, è progettata per rimuovere o ridurre notevolmente la segregazione. Si ottiene riscaldando a una temperatura di circa 20°C al di sotto del punto di fusione del metallo per circa 2 ore o più e quindi raffreddando.

Normalizzazione

Un processo simile alla ricottura completa, assicura l'uniformità delle proprietà meccaniche da ottenere e produce anche una maggiore tenacità e resistenza ai carichi meccanici.

Brevetti

La brevettazione è un tipo speciale di processo di ricottura che viene solitamente applicato a materiali di piccola sezione che devono essere trafilati (ad esempio, filo di acciaio al carbonio allo 0.6%). Il metallo viene riscaldato in un normale forno al di sopra dell'intervallo di trasformazione e quindi passa direttamente dal forno, ad esempio, in un bagno di piombo mantenuto ad una temperatura di circa 170°C.

Tempra-tempra e rinvenimento

Un aumento della durezza può essere prodotto in una lega a base di ferro riscaldando al di sopra dell'intervallo di trasformazione e raffreddando rapidamente a temperatura ambiente mediante tempra in olio, acqua o aria. L'articolo è spesso troppo sollecitato per essere messo in servizio e, per aumentarne la tenacità, viene rinvenuto riscaldandolo ad una temperatura inferiore all'intervallo di trasformazione e lasciandolo raffreddare alla velocità desiderata.

Il martempering e l'austempering sono processi simili tranne per il fatto che l'articolo viene temprato, ad esempio, in un bagno di sale o piombo mantenuto a una temperatura di 400°C.

Indurimento superficiale e cementazione

Questo è un altro processo di trattamento termico applicato più frequentemente alle leghe a base di ferro, che consente alla superficie dell'oggetto di rimanere dura mentre il suo nucleo rimane relativamente duttile. Ha una serie di varianti:

• Indurimento alla fiamma comporta l'indurimento delle superfici dell'oggetto (ad es. denti di ingranaggi, cuscinetti, guide di scorrimento) mediante riscaldamento con un cannello a gas ad alta temperatura e quindi tempra in olio, acqua o altro mezzo idoneo.
• Tempra ad induzione elettrica è simile all'indurimento alla fiamma tranne per il fatto che il riscaldamento è prodotto da correnti parassite indotte negli strati superficiali.
• carburazione aumenta il contenuto di carbonio della superficie di una lega a base di ferro riscaldando l'oggetto in un mezzo carbonioso solido, liquido o gassoso (ad es. carbone solido e carbonato di bario, cianuro di sodio liquido e carbonato di sodio, monossido di carbonio gassoso, metano e così via ) ad una temperatura di circa 900°C.
• nitrurazione aumenta il contenuto di azoto della superficie di un oggetto speciale in ghisa o acciaio a bassa lega riscaldandolo in un mezzo azotato, solitamente ammoniaca gassosa, a circa 500-600°C.
• Cianizzazione è un metodo di cementazione in cui la superficie di un oggetto in acciaio a basso tenore di carbonio viene arricchita contemporaneamente sia di carbonio che di azoto. Di solito comporta il riscaldamento dell'oggetto per 1 ora in un bagno di cianuro di sodio fuso al 30% a 870°C, e quindi la tempra in olio o acqua.
• Carbo-nitrurazione è un processo gassoso per l'assorbimento simultaneo di carbonio e azoto nello strato superficiale dell'acciaio riscaldandolo a 800-875°C in un'atmosfera di un gas di carburazione (vedi sopra) e un gas di nitrurazione (ad esempio, dal 2 al 5% di anidro ammoniaca).

metallizzazione

La metallizzazione, o spruzzatura di metallo, è una tecnica per applicare un rivestimento metallico protettivo su una superficie irruvidita meccanicamente spruzzandola con gocce di metallo fuso. Viene anche utilizzato per ricostruire superfici usurate o corrose e per recuperare componenti mal lavorati. Il processo è ampiamente noto come Schooping, dal nome del Dr. Schoop che lo ha inventato.

Utilizza la pistola Schooping, una pistola a spruzzo manuale a forma di pistola attraverso la quale il metallo sotto forma di filo viene immesso in una fiamma di gas combustibile/ossigeno che lo scioglie e, utilizzando aria compressa, lo spruzza sull'oggetto. La fonte di calore è una miscela di ossigeno e acetilene, propano o gas naturale compresso. Il filo a spirale viene solitamente raddrizzato prima di essere inserito nella pistola. Può essere utilizzato qualsiasi metallo che può essere trasformato in un filo; la pistola può anche accettare il metallo in polvere.

La metallizzazione sottovuoto è un processo in cui l'oggetto viene posto in un barattolo sottovuoto in cui viene spruzzato il metallo di rivestimento.

fosfatazione

La fosfatazione viene utilizzata principalmente su acciaio dolce e zincato e alluminio per aumentare l'adesione e la resistenza alla corrosione di vernici, cere e finiture ad olio. Viene anche utilizzato per formare uno strato che funge da pellicola di separazione nell'imbutitura profonda della lamiera e ne migliora la resistenza all'usura. Consiste essenzialmente nel far reagire la superficie metallica con una soluzione di uno o più fosfati di ferro, zinco, manganese, sodio o ammonio. Le soluzioni di fosfato di sodio e ammonio vengono utilizzate per la pulizia e la fosfatazione combinate. La necessità di fosfatare oggetti multimetallici e il desiderio di aumentare la velocità della linea nelle operazioni automatizzate hanno portato a ridurre i tempi di reazione mediante l'aggiunta di acceleranti come fluoruri, clorati, molibdati e composti di nichel alle soluzioni di fosfatazione. Per ridurre la dimensione dei cristalli e, di conseguenza, per aumentare la flessibilità dei rivestimenti di fosfato di zinco, al risciacquo di pretrattamento vengono aggiunti agenti di raffinazione dei cristalli come fosfato di zinco terziario o fosfato di titanio.

La sequenza di fosfatazione include tipicamente i seguenti passaggi:

• pulizia caustica calda
• spazzolatura e risciacquo
• ulteriore pulizia caustica calda
• risciacquo con acqua condizionante
• spruzzatura o immersione in soluzioni calde di fosfati acidi
• risciacquo con acqua fredda
• risciacquo caldo con acido cromico
• un altro risciacquo con acqua fredda
• essiccazione.

adescamento

I primer per vernici organiche vengono applicati alle superfici metalliche per favorire l'adesione delle vernici applicate successivamente e per ritardare la corrosione all'interfaccia vernice-metallo. I primer solitamente contengono resine, pigmenti e solventi e possono essere applicati alle superfici metalliche preparate mediante pennello, spruzzo, immersione, rivestimento a rullo o elettroforesi.

I solventi possono essere qualsiasi combinazione di idrocarburi alifatici e aromatici, chetoni, esteri, alcoli ed eteri. Le resine più comunemente utilizzate sono il polivinilbutinolo, le resine fenoliche, gli alchidici dell'olio essiccante, gli oli epossidati, gli epossiesteri, i silicati di etile e le gomme clorurate. Nei primer complessi vengono utilizzati agenti reticolanti come tetraetilene pentamina, pentaetilene esammina, isocianati e urea formaldeide. I pigmenti inorganici utilizzati nelle formulazioni di primer includono composti di piombo, bario, cromo, zinco e calcio.

Rivestimento in plastica

I rivestimenti plastici vengono applicati ai metalli in forma liquida, come polveri che vengono successivamente polimerizzate o sinterizzate mediante riscaldamento, o sotto forma di fogli fabbricati che vengono laminati alla superficie metallica con un adesivo. Le materie plastiche più comunemente utilizzate includono polietilene, poliammidi (nylon) e PVC. Questi ultimi possono comprendere plastificanti a base di esteri monomerici e polimerici e stabilizzanti quali carbonato di piombo, sali di acidi grassi di bario e cadmio, dibutilstagno dilaurato, alchilstagno mercaptidi e fosfato di zinco. Sebbene generalmente di bassa tossicità e non irritanti, alcuni dei plastificanti sono sensibilizzanti per la pelle.

Pericoli e loro prevenzione

Come si potrebbe dedurre dalla complessità dei processi descritti sopra, vi è una grande varietà di rischi per la sicurezza e la salute associati al trattamento superficiale dei metalli. Molti si incontrano regolarmente nelle operazioni di produzione; altri sono presentati dall'unicità delle tecniche e dei materiali impiegati. Alcuni sono potenzialmente in pericolo di vita. In generale, tuttavia, possono essere prevenuti o controllati.

Progettazione del posto di lavoro

Il posto di lavoro dovrebbe essere progettato per consentire la consegna delle materie prime e delle forniture e la rimozione dei prodotti finiti senza interferire con la lavorazione in corso. Poiché molte delle sostanze chimiche sono infiammabili o soggette a reazioni se miscelate, è essenziale un'adeguata separazione durante lo stoccaggio e durante il trasporto. Molte delle operazioni di finitura dei metalli coinvolgono liquidi e quando si verificano perdite, fuoriuscite o schizzi di acidi o alcali devono essere lavati via prontamente. Di conseguenza, devono essere previsti pavimenti adeguatamente drenati e antiscivolo. Le pulizie devono essere diligenti per mantenere le aree di lavoro e gli altri spazi puliti e liberi da accumuli di materiali. I sistemi per lo smaltimento dei rifiuti solidi e liquidi e degli effluenti dei forni e della ventilazione di scarico devono essere progettati tenendo conto delle preoccupazioni ambientali.

Le postazioni di lavoro e gli incarichi di lavoro dovrebbero utilizzare principi ergonomici per ridurre al minimo stiramenti, distorsioni, affaticamento eccessivo e RSI. Le protezioni della macchina devono essere dotate di blocco automatico in modo che la macchina sia diseccitata se la protezione viene rimossa. I paraspruzzi sono essenziali. A causa del pericolo di schizzi di soluzioni calde acide e alcaline, le fontanelle per il lavaggio degli occhi e le docce per tutto il corpo devono essere installate a portata di mano. Devono essere affissi cartelli per avvertire altro personale addetto alla produzione e alla manutenzione di pericoli quali bagni chimici e superfici calde.

Valutazione chimica

Tutte le sostanze chimiche dovrebbero essere valutate per la potenziale tossicità e i pericoli fisici e, ove possibile, dovrebbero essere sostituiti materiali meno pericolosi. Tuttavia, poiché il materiale meno tossico può essere più infiammabile, è necessario considerare anche il pericolo di incendio ed esplosione. Inoltre, deve essere considerata la compatibilità chimica dei materiali. Ad esempio, la miscelazione accidentale di sali di nitrato e cianuro potrebbe causare un'esplosione a causa delle forti proprietà ossidanti dei nitrati.

ventilazione

La maggior parte dei processi di rivestimento metallico richiede un LEV posizionato strategicamente per allontanare i vapori o altri contaminanti dal lavoratore. Alcuni sistemi spingono aria fresca attraverso il serbatoio per "spingere" i contaminanti presenti nell'aria verso il lato di scarico del sistema. Le prese d'aria fresca devono essere posizionate lontano dalle aperture di scarico in modo che i gas potenzialmente tossici non vengano ricircolati.

Equipaggiamento per la protezione personale

I processi dovrebbero essere progettati per prevenire esposizioni potenzialmente tossiche, ma poiché non sempre possono essere evitate del tutto, i dipendenti dovranno essere dotati di DPI adeguati (ad esempio, occhiali con o senza visiera, guanti, grembiuli o tute e scarpe). Poiché molte delle esposizioni comportano soluzioni calde corrosive o caustiche, gli elementi protettivi devono essere isolati e resistenti agli agenti chimici. In caso di possibile esposizione all'elettricità, i DPI devono essere non conduttivi. I DPI devono essere disponibili in quantità adeguata per consentire la pulizia e l'asciugatura degli oggetti contaminati e bagnati prima del loro riutilizzo. Guanti isolanti e altri indumenti protettivi dovrebbero essere disponibili dove c'è il rischio di ustioni termiche da metallo caldo, fornaci e così via.

Un'aggiunta importante è la disponibilità di impianti di lavaggio e armadietti e spogliatoi puliti, in modo che gli indumenti dei lavoratori rimangano incontaminati e che i lavoratori non trasportino materiali tossici nelle loro case.

Formazione e supervisione del personale

L'istruzione e la formazione dei dipendenti sono essenziali sia quando sono nuovi al lavoro sia quando sono state apportate modifiche all'attrezzatura o al processo. Per ciascuno dei prodotti chimici devono essere fornite schede di sicurezza che spieghino i rischi chimici e fisici, in lingue ea livelli educativi che ne assicurino la comprensione da parte dei lavoratori. I test di competenza e la riqualificazione periodica assicureranno che i lavoratori abbiano conservato le informazioni necessarie. Si consiglia una stretta supervisione per assicurarsi che vengano seguite le procedure corrette.

Pericoli selezionati

Alcuni rischi sono unici per l'industria del rivestimento metallico e meritano una considerazione speciale.

Soluzioni alcaline e acide

Le soluzioni alcaline e acide riscaldate utilizzate nella pulizia e nel trattamento dei metalli sono particolarmente corrosive e caustiche. Sono irritanti per la pelle e le mucose e sono particolarmente pericolosi se spruzzati negli occhi. Fondamentali le fontanelle lavaocchi e le docce di emergenza. Indumenti e occhiali protettivi adeguati proteggeranno dagli inevitabili schizzi; quando uno spruzzo raggiunge la pelle, la zona deve essere immediatamente e abbondantemente risciacquata con acqua fresca e pulita per almeno 15 minuti; può essere necessaria l'assistenza medica, in particolare quando è coinvolto l'occhio.

Si deve prestare attenzione quando si utilizzano idrocarburi clorurati poiché il fosgene può derivare da una reazione dell'idrocarburo clorurato, degli acidi e dei metalli. L'acido nitrico e fluoridrico sono particolarmente pericolosi quando i loro gas vengono inalati, perché possono essere necessarie 4 ore o più prima che gli effetti sui polmoni diventino evidenti. Bronchite, polmonite e persino edema polmonare potenzialmente fatale possono comparire tardivamente in un lavoratore che apparentemente non ha avuto alcun effetto iniziale dall'esposizione. Per i lavoratori che sono stati esposti sono consigliabili tempestive cure mediche profilattiche e, spesso, il ricovero ospedaliero. Il contatto della pelle con l'acido fluoridrico può causare gravi ustioni senza dolore per diverse ore. L'assistenza medica tempestiva è essenziale.

Polvere

Le polveri metalliche e ossidiche sono un problema particolare nelle operazioni di levigatura e lucidatura e vengono rimosse in modo più efficace da LEV non appena vengono create. Le condutture dovrebbero essere progettate per essere lisce e la velocità dell'aria dovrebbe essere sufficiente per impedire alle particelle di depositarsi fuori dal flusso d'aria. La polvere di alluminio e magnesio può essere esplosiva e deve essere raccolta in una trappola umida. Il piombo è diventato meno un problema con il declino del suo utilizzo nelle ceramiche e negli smalti per porcellana, ma rimane il rischio professionale onnipresente e deve essere sempre evitato. Il berillio ei suoi composti hanno suscitato interesse di recente a causa della possibilità di cancerogenicità e della malattia cronica da berillio.

Alcune operazioni presentano un rischio di silicosi e pneumoconiosi: la calcinazione, la frantumazione e l'essiccazione di selce, quarzo o pietra; la setacciatura, la miscelazione e la pesatura di queste sostanze allo stato secco; e il caricamento dei forni con tali materiali. Rappresentano inoltre un pericolo quando vengono utilizzati in un processo a umido e vengono spruzzati sul posto di lavoro e sugli indumenti dei lavoratori, per tornare a polverizzarsi quando si asciugano. LEV e rigorosa pulizia e igiene personale sono importanti misure preventive.

Solventi organici

I solventi e altri prodotti chimici organici utilizzati nello sgrassaggio e in alcuni processi sono pericolosi se inalati. Nella fase acuta, i loro effetti narcotici possono portare alla paralisi respiratoria e alla morte. Nell'esposizione cronica sono più frequenti la tossicità del sistema nervoso centrale e danni al fegato e ai reni. La protezione è fornita da LEV con una zona di sicurezza di almeno 80-100 cm tra la sorgente e l'area di respirazione del lavoratore. Deve essere inoltre installata la ventilazione del banco per rimuovere i vapori residui dai pezzi finiti. Lo sgrassamento della pelle da solventi organici può essere un precursore della dermatite. Molti solventi sono anche infiammabili.

Cianuro

I bagni contenenti cianuri sono spesso usati nello sgrassaggio elettrolitico, nella galvanica e nella cianurazione. La reazione con l'acido formerà l'acido cianidrico volatile, potenzialmente letale (acido prussico). La concentrazione letale nell'aria è compresa tra 300 e 500 ppm. Le esposizioni fatali possono anche derivare dall'assorbimento cutaneo o dall'ingestione di cianuri. La pulizia ottimale è essenziale per i lavoratori che utilizzano il cianuro. Il cibo non deve essere consumato prima del lavaggio e non deve mai trovarsi nell'area di lavoro. Le mani e gli indumenti devono essere accuratamente puliti dopo una potenziale esposizione al cianuro.

Le misure di primo soccorso per l'avvelenamento da cianuro comprendono il trasporto all'aria aperta, la rimozione degli indumenti contaminati, il lavaggio abbondante delle zone esposte con acqua, l'ossigenoterapia e l'inalazione di nitrito di amile. LEV e la protezione della pelle sono essenziali.

Cromo e nichel

I composti di cromo e nichel utilizzati nei bagni galvanici nella galvanica possono essere pericolosi. I composti del cromo possono causare ustioni, ulcerazioni ed eczemi della pelle e delle mucose e una caratteristica perforazione del setto nasale. Può verificarsi asma bronchiale. I sali di nichel possono causare ostinate lesioni cutanee allergiche o tossico-irritanti. Esistono prove che sia i composti di cromo che di nichel possono essere cancerogeni. LEV e la protezione della pelle sono essenziali.

Forni e forni

Sono necessarie precauzioni speciali quando si lavora con i forni impiegati, ad esempio, nel trattamento termico dei metalli in cui i componenti vengono manipolati ad alte temperature ei materiali utilizzati nel processo possono essere tossici o esplosivi o entrambi. I mezzi gassosi (atmosfere) nel forno possono reagire con la carica metallica (atmosfere ossidanti o riducenti) oppure possono essere neutri e protettivi. La maggior parte di questi ultimi contiene fino al 50% di idrogeno e il 20% di monossido di carbonio, che, oltre ad essere combustibili, formano miscele altamente esplosive con l'aria a temperature elevate. La temperatura di accensione varia da 450 a 750 °C, ma una scintilla locale può provocare l'accensione anche a temperature inferiori. Il pericolo di esplosione è maggiore durante l'accensione o lo spegnimento del forno. Poiché un forno di raffreddamento tende ad aspirare aria (un pericolo particolare quando il combustibile o l'alimentazione elettrica vengono interrotti), dovrebbe essere disponibile una fornitura di gas inerte (ad es. azoto o anidride carbonica) per lo spurgo quando il forno è spento, nonché quando un'atmosfera protettiva viene introdotta in un forno caldo.

Il monossido di carbonio è forse il più grande pericolo di fornaci e forni. Poiché è incolore e inodore, spesso raggiunge livelli tossici prima che il lavoratore se ne accorga. Il mal di testa è uno dei primi sintomi di tossicità e, pertanto, un lavoratore che sviluppa mal di testa sul posto di lavoro dovrebbe essere immediatamente portato all'aria aperta. Le zone pericolose includono sacche incassate in cui può accumularsi il monossido di carbonio; va ricordato che la muratura è porosa e può trattenere il gas durante il normale spurgo ed emetterlo a spurgo ultimato.

I forni di piombo possono essere pericolosi poiché il piombo tende a vaporizzare abbastanza rapidamente a temperature superiori a 870°C. Di conseguenza, è necessario un efficace sistema di estrazione dei fumi. Anche una rottura o un guasto del vaso può essere pericoloso; dovrebbe essere previsto un pozzo o una fossa sufficientemente grande per catturare il metallo fuso se ciò si verifica.

Incendio ed esplosione

Molti dei composti utilizzati nel rivestimento metallico sono infiammabili e, in determinate circostanze, esplosivi. I forni e i forni di essiccazione sono per la maggior parte alimentati a gas e devono essere installate precauzioni speciali come dispositivi antifiamma ai bruciatori, valvole di intercettazione bassa pressione nelle linee di alimentazione e pannelli antideflagranti nella struttura delle stufe . Nelle operazioni elettrolitiche, l'idrogeno formatosi nel processo può raccogliersi sulla superficie del bagno e, se non esaurito, può raggiungere concentrazioni esplosive. I forni devono essere adeguatamente ventilati e i bruciatori protetti dall'intasamento dovuto a gocciolamento di materiale.

Anche l'estinzione dell'olio è un pericolo di incendio, soprattutto se la carica metallica non è completamente immersa. Gli oli da tempra devono avere un punto di infiammabilità elevato e la loro temperatura non deve superare i 27°C.

Le bombole di ossigeno compresso e gas combustibile utilizzate nella metallizzazione sono a rischio di incendio ed esplosione se non conservate e utilizzate correttamente. Vedere l'articolo "Saldatura e taglio termico" in questo capitolo per le precauzioni dettagliate.

Come richiesto dalle ordinanze locali, le attrezzature antincendio, inclusi gli allarmi, devono essere fornite e mantenute funzionanti, e i lavoratori devono esercitarsi a utilizzarle correttamente.

calore

L'uso di fornaci, fiamme libere, forni, soluzioni riscaldate e metalli fusi presenta inevitabilmente il rischio di un'eccessiva esposizione al calore, che è aggravata in climi caldi e umidi e, in particolare, da indumenti e dispositivi di protezione occlusivi. Il condizionamento completo dell'aria di un impianto potrebbe non essere economicamente fattibile, ma è utile fornire aria fresca nei sistemi di ventilazione locali. Le pause di riposo in un ambiente fresco e un'adeguata assunzione di liquidi (i liquidi prelevati sul posto di lavoro devono essere privi di contaminanti tossici) contribuiranno a evitare la tossicità da calore. I lavoratori e i supervisori dovrebbero essere addestrati a riconoscere i sintomi dello stress da calore.

Conclusione

Il trattamento superficiale dei metalli comporta una molteplicità di processi che comportano un'ampia gamma di esposizioni potenzialmente tossiche, la maggior parte delle quali può essere prevenuta o controllata mediante l'applicazione diligente di misure preventive ben riconosciute.

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