Lavorazione dei metalli e lavorazione dei metalli

Lavorazione dei metalli e lavorazione dei metalli

Mercoledì, marzo 16 2011 21: 21

fonderie

La fusione, o colata di metallo, implica il versamento di metallo fuso nella cavità interna di uno stampo resistente al calore che è la forma esterna o negativa del modello dell'oggetto metallico desiderato. Lo stampo può contenere un'anima per determinare le dimensioni di qualsiasi cavità interna nel getto finale. Il lavoro di fonderia comprende:

realizzare un cartamodello dell'articolo desiderato
realizzare lo stampo e le anime e assemblare lo stampo
fusione e raffinazione del metallo
versando il metallo nello stampo
raffreddare la colata di metallo
rimozione dello stampo e dell'anima dalla colata di metallo
rimozione di metallo extra dalla fusione finita.

I principi di base della tecnologia di fonderia sono cambiati poco in migliaia di anni. Tuttavia, i processi sono diventati più meccanizzati e automatici. I modelli in legno sono stati sostituiti da metallo e plastica, sono state sviluppate nuove sostanze per la produzione di anime e stampi e viene utilizzata un'ampia gamma di leghe. Il processo di fonderia più importante è lo stampaggio in sabbia del ferro.

Ferro, acciaio, ottone ed bronzo sono metalli fusi tradizionali. Il più grande settore dell'industria della fonderia produce getti di ghisa grigia e duttile. Le fonderie di ghisa grigia utilizzano ferro o ghisa (nuovi lingotti) per realizzare getti di ghisa standard. Le fonderie di ferro duttile aggiungono magnesio, cerio o altri additivi (spesso chiamati additivi per mestolo) alle siviere di metallo fuso prima della colata per realizzare getti in ghisa sferoidale o malleabile. I diversi additivi hanno scarso impatto sulle esposizioni sul posto di lavoro. L'acciaio e la ghisa malleabile costituiscono l'equilibrio del settore industriale della fonderia ferrosa. I principali clienti delle più grandi fonderie di ferro sono i settori automobilistico, edile e degli attrezzi agricoli. L'occupazione nelle fonderie di ferro è diminuita poiché i blocchi motore diventano più piccoli e possono essere fusi in un unico stampo e poiché l'alluminio viene sostituito dalla ghisa. Le fonderie di metalli non ferrosi, in particolare le fonderie di alluminio e le operazioni di pressofusione, hanno un impiego pesante. Le fonderie di ottone, sia free standing che quelle che producono per l'industria delle attrezzature idrauliche, sono un settore in contrazione che, tuttavia, rimane importante dal punto di vista della salute sul lavoro. Negli ultimi anni nei prodotti di fonderia vengono utilizzati titanio, cromo, nichel e magnesio, e metalli ancora più tossici come berillio, cadmio e torio.

Sebbene si possa presumere che l'industria della fusione dei metalli cominci con la rifusione di materiale solido sotto forma di lingotti o maiali metallici, l'industria siderurgica nelle grandi unità può essere così integrata che la divisione è meno evidente. Ad esempio, l'altoforno mercantile può trasformare tutta la sua produzione in ghisa grezza, ma in un impianto integrato parte del ferro può essere utilizzata per produrre getti, partecipando così al processo di fonderia, e il ferro dell'altoforno può essere portato fuso per essere trasformato in acciaio, dove può accadere la stessa cosa. Esiste infatti una sezione separata del commercio dell'acciaio nota per questo motivo come stampaggio di lingotti. Nella normale fonderia di ferro, anche la rifusione della ghisa è un processo di raffinazione. Nelle fonderie di metalli non ferrosi il processo di fusione può richiedere l'aggiunta di metalli e altre sostanze, e costituisce quindi un processo di lega.

Nel settore della fonderia del ferro predominano gli stampi in sabbia silicea legata con argilla. Le anime tradizionalmente prodotte dalla cottura di sabbie silicee legate con oli vegetali o zuccheri naturali sono state sostanzialmente sostituite. La moderna tecnologia di fondazione ha sviluppato nuove tecniche per produrre stampi e anime.

In generale, i rischi per la salute e la sicurezza delle fonderie possono essere classificati per tipo di getto di metallo, processo di stampaggio, dimensione del getto e grado di meccanizzazione.

Panoramica del processo

Sulla base dei disegni del progettista viene costruito un disegno conforme alla forma esterna della fusione metallica finita. Allo stesso modo, viene realizzata una cassa d'anima che produrrà anime idonee a dettare la configurazione interna dell'articolo finale. La colata in sabbia è il metodo più utilizzato, ma sono disponibili altre tecniche. Tra questi: la colata in conchiglia permanente, con l'utilizzo di stampi in ferro o acciaio; pressofusione, in cui il metallo fuso, spesso una lega leggera, viene forzato in uno stampo metallico sotto pressioni da 70 a 7,000 kgf/cm²; e fusione a cera persa, in cui viene realizzato un modello in cera di ogni fusione da produrre ed è ricoperto di refrattario che formerà lo stampo in cui viene versato il metallo. Il processo "schiuma persa" utilizza modelli di schiuma di polistirene in sabbia per realizzare fusioni di alluminio.

I metalli o le leghe vengono fusi e preparati in un forno che può essere del tipo a cupola, rotativo, a riverbero, a crogiolo, ad arco elettrico, a canale o ad induzione senza anima (vedi tabella 1). Vengono eseguite analisi metallurgiche o chimiche rilevanti. Il metallo fuso viene versato nello stampo assemblato tramite un mestolo o direttamente dalla fornace. Quando il metallo si è raffreddato, lo stampo e il materiale dell'anima vengono rimossi (shakeout, stripping o knockout) e il getto viene pulito e ravvivato (spruzzatura, pallinatura o idrosabbiatura e altre tecniche abrasive). Alcune fusioni possono richiedere saldatura, trattamento termico o verniciatura prima che l'articolo finito soddisfi le specifiche dell'acquirente.

Tabella 1. Tipi di forni da fonderia

Forno	Descrizione
Forno a cupola	Un cubilotto è un forno alto e verticale, aperto nella parte superiore con porte a battente nella parte inferiore. È caricato dall'alto con strati alternati di coke, calcare e metallo; il metallo fuso viene rimosso nella parte inferiore. Rischi speciali includono monossido di carbonio e calore.
Forno ad arco elettrico	Il forno viene caricato con lingotti, rottami, metalli legati e agenti fondenti. Viene prodotto un arco tra tre elettrodi e la carica metallica, fondendo il metallo. Una scoria con flussi copre la superficie del metallo fuso per prevenire l'ossidazione, affinare il metallo e proteggere la volta del forno dal calore eccessivo. Quando sono pronti, gli elettrodi vengono sollevati e il forno inclinato per versare il metallo fuso nella siviera di raccolta. I rischi speciali includono fumi metallici e rumore.
Forno ad induzione	Un forno a induzione fonde il metallo facendo passare un'elevata corrente elettrica attraverso bobine di rame all'esterno del forno, inducendo una corrente elettrica nel bordo esterno della carica metallica che riscalda il metallo a causa dell'elevata resistenza elettrica della carica metallica. La fusione procede dall'esterno della carica verso l'interno. I rischi speciali includono i fumi metallici.
Forno a crogiolo	Il crogiolo o contenitore che contiene la carica metallica viene riscaldato da un bruciatore a gas o olio. Quando è pronto, il crogiolo viene sollevato dal forno e inclinato per essere versato negli stampi. Rischi speciali includono monossido di carbonio, fumi metallici, rumore e calore.
Forno rotante	Un lungo forno cilindrico rotante inclinato che viene caricato dall'alto e cotto dall'estremità inferiore.
Forno a canale	Un tipo di forno a induzione.
Forno a riverbero	Questo forno orizzontale è costituito da un focolare a un'estremità, separato dalla carica metallica da un basso muro divisorio chiamato ponte di fuoco, e da una ciminiera o camino all'altra estremità. Il metallo è tenuto lontano dal contatto con il combustibile solido. Sia il camino che la carica metallica sono coperti da un tetto ad arco. La fiamma nel suo percorso dal camino alla ciminiera si riflette verso il basso o riverbera sul metallo sottostante, fondendolo.

Pericoli come il pericolo derivante dalla presenza di metallo caldo sono comuni alla maggior parte delle fonderie, indipendentemente dal particolare processo di fusione impiegato. I pericoli possono anche essere specifici di un particolare processo di fonderia. Ad esempio, l'uso del magnesio presenta rischi di brillamento non riscontrati in altre industrie di fusione dei metalli. Questo articolo sottolinea le fonderie di ferro, che contengono la maggior parte dei rischi tipici della fonderia.

La fonderia meccanizzata o di produzione utilizza gli stessi metodi di base della fonderia di ferro convenzionale. Quando lo stampaggio viene eseguito, ad esempio, a macchina e le fusioni vengono pulite mediante granigliatura o idrosabbiatura, la macchina di solito è dotata di dispositivi di controllo della polvere incorporati e il rischio di polvere è ridotto. Tuttavia, la sabbia viene spesso spostata da un luogo all'altro su un nastro trasportatore aperto e i punti di trasferimento e la fuoriuscita di sabbia possono essere fonti di notevoli quantità di polvere aerodispersa; in considerazione degli elevati tassi di produzione, il carico di polvere nell'aria può essere persino superiore a quello della fonderia convenzionale. Una revisione dei dati di campionamento dell'aria nella metà degli anni '1970 ha mostrato livelli di polvere più elevati nelle grandi fonderie di produzione americane rispetto alle piccole fonderie campionate durante lo stesso periodo. L'installazione di cappe aspiranti sui punti di trasferimento sui nastri trasportatori, unita a una scrupolosa manutenzione, dovrebbe essere una pratica normale. Il trasporto con sistemi pneumatici è talvolta economicamente possibile e si traduce in un sistema di trasporto praticamente privo di polvere.

Fonderie di ferro

Per semplicità, si può presumere che una fonderia di ferro comprenda le seguenti sei sezioni:

fusione e versamento del metallo
modellistica
modanatura
coremaking
scossa/knockout
pulizia del getto.

In molte fonderie, quasi tutti questi processi possono essere eseguiti simultaneamente o consecutivamente nella stessa area di officina.

In una tipica fonderia di produzione, il ferro passa dalla fusione alla colata, al raffreddamento, alla scossatura, alla pulitura e alla spedizione come fusione finita. La sabbia viene riciclata dalla miscela di sabbia, stampaggio, sformatura e ritorno alla miscelazione di sabbia. La sabbia viene aggiunta al sistema dalla produzione delle anime, che inizia con nuova sabbia.

Fondere e versare

L'industria della fusione del ferro fa molto affidamento sul cubilotto per la fusione e la raffinazione dei metalli. La cupola è un alto forno verticale, aperto in alto con sportelli incernierati in basso, rivestito di refrattario e caricato con coke, ferraglia e calcare. L'aria viene soffiata attraverso la carica dalle aperture (tuyers) sul fondo; la combustione del coke riscalda, scioglie e purifica il ferro. I materiali di carica vengono immessi nella parte superiore della cupola dalla gru durante il funzionamento e devono essere immagazzinati a portata di mano, solitamente in recinti o bidoni nel cortile adiacente al macchinario di carica. L'ordine e la supervisione efficiente delle pile di materie prime sono essenziali per ridurre al minimo il rischio di lesioni dovute allo scivolamento di oggetti pesanti. Spesso vengono utilizzate gru con grandi elettromagneti o pesi elevati per ridurre il rottame metallico a dimensioni gestibili per il caricamento nella cupola e per il riempimento delle stesse tramogge di carico. La cabina della gru deve essere ben protetta e gli operatori adeguatamente addestrati.

I dipendenti che maneggiano materie prime devono indossare tute in pelle e stivali protettivi. Un caricamento incauto può riempire eccessivamente la tramoggia e causare fuoriuscite pericolose. Se il processo di ricarica risulta essere troppo rumoroso, il rumore dell'impatto metallo su metallo può essere ridotto installando rivestimenti in gomma antirumore su cassonetti e contenitori di stoccaggio. La piattaforma di ricarica è necessariamente sopra il livello del suolo e può rappresentare un pericolo a meno che non sia in piano e non abbia una superficie antiscivolo e robuste rotaie intorno e eventuali aperture nel pavimento.

Le cupole generano grandi quantità di monossido di carbonio, che può fuoriuscire dalle porte di ricarica ed essere respinto da correnti parassite locali. Il monossido di carbonio è invisibile, inodore e può rapidamente produrre livelli ambientali tossici. I dipendenti che lavorano sulla piattaforma di ricarica o sulle passerelle circostanti devono essere ben addestrati per riconoscere i sintomi dell'avvelenamento da monossido di carbonio. Sono necessari sia il monitoraggio continuo che spot dei livelli di esposizione. Gli apparecchi respiratori autonomi e le attrezzature per la rianimazione devono essere mantenuti pronti e gli operatori devono essere istruiti sul loro uso. Quando vengono eseguiti lavori di emergenza, dovrebbe essere sviluppato e applicato un sistema di monitoraggio dei contaminanti in spazi ristretti. Tutto il lavoro dovrebbe essere supervisionato.

Le cupole sono solitamente posizionate a coppie oa gruppi, in modo che mentre una viene riparata le altre lavorano. Il periodo di utilizzo deve essere basato sull'esperienza con la durabilità dei refrattari e sulle raccomandazioni ingegneristiche. Le procedure devono essere elaborate in anticipo per l'estrazione del ferro e per lo spegnimento quando si sviluppano punti caldi o se il sistema di raffreddamento ad acqua è disattivato. La riparazione della cupola comporta necessariamente la presenza di addetti all'interno del guscio della cupola stessa per riparare o rinnovare i rivestimenti refrattari. Questi incarichi devono essere considerati ingressi in spazi confinati e devono essere prese le opportune precauzioni. Occorre inoltre prendere precauzioni per impedire lo scarico di materiale attraverso le porte di carico in tali momenti. Per proteggere i lavoratori dalla caduta di oggetti, devono indossare elmetti di sicurezza e, se si lavora in quota, imbracature di sicurezza.

I lavoratori che spillano cupole (trasferendo il metallo fuso dal pozzetto della cupola a un forno di mantenimento o mestolo) devono osservare rigorose misure di protezione personale. Occhiali e indumenti protettivi sono essenziali. Le protezioni per gli occhi dovrebbero resistere sia all'impatto ad alta velocità che al metallo fuso. È necessario prestare estrema attenzione per evitare che la scoria fusa residua (i detriti indesiderati rimossi dalla fusione con l'ausilio degli additivi calcarei) e il metallo entrino in contatto con l'acqua, provocando un'esplosione di vapore. I tappatori ei preposti devono garantire che qualsiasi persona non coinvolta nel funzionamento della cupola rimanga al di fuori della zona di pericolo, che è delimitata da un raggio di circa 4 m dal beccuccio della cupola. La delimitazione di una zona di divieto di accesso non autorizzata è un requisito di legge ai sensi del regolamento British Iron and Steel Foundries del 1953.

Quando la corsa della cupola è terminata, il fondo della cupola viene abbassato per rimuovere le scorie indesiderate e altro materiale ancora all'interno del guscio prima che gli addetti possano eseguire la manutenzione ordinaria del refrattario. Far cadere il fondo della cupola è un'operazione abile e pericolosa che richiede una supervisione addestrata. È indispensabile un pavimento refrattario o uno strato di sabbia asciutta su cui far cadere i detriti. Se si verifica un problema, come le porte inferiori della cupola inceppate, è necessario prestare molta attenzione per evitare rischi di ustioni per i lavoratori a causa del metallo caldo e delle scorie.

Il metallo incandescente visibile rappresenta un pericolo per gli occhi dei lavoratori a causa dell'emissione di radiazioni infrarosse e ultraviolette, la cui esposizione prolungata può causare cataratte.

Il mestolo deve essere asciugato prima di essere riempito con metallo fuso, per evitare esplosioni di vapore; deve essere stabilito un periodo soddisfacente di riscaldamento alla fiamma.

I dipendenti delle sezioni di metallo e di colata della fonderia devono essere dotati di elmetti, protezioni per gli occhi colorate e schermi facciali, indumenti alluminizzati come grembiuli, ghette o ghette (coperture della parte inferiore delle gambe e dei piedi) e stivali. L'uso di dispositivi di protezione dovrebbe essere obbligatorio e dovrebbero esserci istruzioni adeguate sul loro uso e manutenzione. Sono necessari elevati standard di pulizia ed esclusione dell'acqua al massimo grado possibile in tutte le aree in cui viene manipolato il metallo fuso.

Laddove grandi siviere sono appese a gru o trasportatori aerei, dovrebbero essere impiegati dispositivi di controllo positivo della siviera per garantire che non si verifichino fuoriuscite di metallo se l'operatore rilascia la presa. I ganci che tengono le siviere di metallo fuso devono essere periodicamente testati per la fatica del metallo per evitare guasti.

Nelle fonderie di produzione, lo stampo assemblato si sposta lungo un trasportatore meccanico fino a una stazione di colata ventilata. Il versamento può avvenire da una siviera controllata manualmente con assistenza meccanica, una siviera a indicizzazione controllata da una cabina o può essere automatica. Tipicamente, la stazione di colata è dotata di una cappa di compensazione con alimentazione diretta dell'aria. Lo stampo colato procede lungo il trasportatore attraverso un tunnel di raffreddamento esausto fino alla sformatura. Nelle fonderie più piccole, gli stampi possono essere versati su un pavimento della fonderia e lasciati bruciare lì. In questa situazione, la siviera dovrebbe essere dotata di una cappa di aspirazione mobile.

La spillatura e il trasporto di ferro fuso e il caricamento di forni elettrici crea esposizione all'ossido di ferro e ad altri fumi di ossido di metallo. Il versamento nello stampo accende e pirolizza i materiali organici, generando grandi quantità di monossido di carbonio, fumo, idrocarburi aromatici polinucleari cancerogeni (IPA) e prodotti di pirolisi dai materiali del nucleo che possono essere cancerogeni e anche sensibilizzanti respiratori. Gli stampi contenenti grandi anime di cold box legate in poliuretano rilasciano un fumo denso e irritante contenente isocianati e ammine. Il principale controllo del rischio per la combustione della muffa è una stazione di colata esaurita localmente e un tunnel di raffreddamento.

Nelle fonderie con torrini per estenuanti operazioni di colata, si possono trovare elevate concentrazioni di fumi metallici nelle zone superiori dove si trovano le cabine delle gru. Se le cabine hanno un operatore, le cabine devono essere chiuse e dotate di aria condizionata filtrata.

Modellistica

La creazione di modelli è un mestiere altamente qualificato che traduce i piani di progettazione bidimensionali in un oggetto tridimensionale. I tradizionali modelli in legno sono realizzati in officine standard contenenti utensili manuali e attrezzature elettriche per il taglio e la piallatura. Qui, dovrebbero essere prese tutte le misure ragionevolmente praticabili per ridurre il rumore nella massima misura possibile e devono essere fornite adeguate protezioni per le orecchie. È importante che i dipendenti siano consapevoli dei vantaggi dell'utilizzo di tale protezione.

Le macchine motorizzate per il taglio e la finitura del legno sono ovvie fonti di pericolo e spesso non è possibile installare adeguate protezioni senza impedire del tutto il funzionamento della macchina. I dipendenti devono essere esperti nelle normali procedure operative e dovrebbero anche essere istruiti sui rischi inerenti al lavoro.

Il taglio del legno può creare esposizione alla polvere. Dovrebbero essere installati sistemi di ventilazione efficienti per eliminare la polvere di legno dall'atmosfera del negozio di modelli. In alcune industrie che utilizzano legni duri, è stato osservato il cancro nasale. Questo non è stato studiato nel settore della fondazione.

La fusione in stampi metallici permanenti, come nella pressofusione, ha rappresentato un importante sviluppo nell'industria della fonderia. In questo caso, la modellistica è in gran parte sostituita da metodi ingegneristici ed è in realtà un'operazione di produzione di stampi. La maggior parte dei pericoli della creazione di modelli e dei rischi derivanti dalla sabbia vengono eliminati, ma vengono sostituiti dal rischio insito nell'uso di una sorta di materiale refrattario per rivestire lo stampo o lo stampo. Nei moderni lavori di fonderia si fa sempre più uso di anime di sabbia, nel qual caso i rischi di polvere della fonderia di sabbia sono ancora presenti.

Stampaggio

Il processo di stampaggio più comune nell'industria della fusione del ferro utilizza il tradizionale stampo a "sabbia verde" composto da sabbia silicea, polvere di carbone, argilla e leganti organici. Altri metodi di produzione degli stampi sono adattati dall'anima: termoindurente, autoindurente a freddo e temprato a gas. Questi metodi e i loro pericoli saranno discussi durante la produzione di anime. Possono essere utilizzati anche stampi permanenti o il processo a schiuma persa, specialmente nell'industria della fonderia di alluminio.

Nelle fonderie di produzione, la miscela di sabbia, lo stampaggio, l'assemblaggio dello stampo, la colata e la sformatura sono integrati e meccanizzati. La sabbia di scuotimento viene riciclata nell'operazione di miscelazione della sabbia, dove vengono aggiunti acqua e altri additivi e la sabbia viene miscelata in molazze per mantenere le proprietà fisiche desiderate.

Per facilità di montaggio, i modelli (e i relativi stampi) sono realizzati in due parti. Nella costruzione manuale degli stampi, gli stampi sono racchiusi in telai metallici o in legno chiamati boccette. La metà inferiore del motivo è posizionata nella fiaschetta inferiore (il trascinare), e intorno al disegno vengono versate prima sabbia fine e poi sabbia pesante. La sabbia viene compattata nello stampo mediante un processo di spremitura, slinger di sabbia o pressione. Il pallone superiore (il far fronte) è preparato in modo simile. I distanziatori in legno sono posizionati nel piviale per formare i canali di colata e montante, che sono il percorso attraverso il quale il metallo fuso scorre nella cavità dello stampo. I modelli vengono rimossi, l'anima inserita, quindi le due metà dello stampo assemblate e fissate insieme, pronte per la colata. Nelle fonderie di produzione, il piviale e le staffe di trascinamento vengono preparati su un trasportatore meccanico, le anime vengono posizionate nella staffa di trascinamento e lo stampo assemblato con mezzi meccanici.

La polvere di silice è un potenziale problema ovunque venga maneggiata la sabbia. La sabbia di stampaggio è solitamente umida o mescolata con resina liquida, ed è quindi meno probabile che sia una fonte significativa di polvere respirabile. A volte viene aggiunto un agente distaccante come il talco per favorire la pronta rimozione del motivo dallo stampo. Il talco respirabile provoca la talcosi, un tipo di pneumoconiosi. Gli agenti distaccanti sono più diffusi dove viene impiegato lo stampaggio a mano; nei processi più grandi e più automatici si vedono raramente. I prodotti chimici vengono talvolta spruzzati sulla superficie dello stampo, sospesi o sciolti in alcool isopropilico, che viene poi bruciato per lasciare il composto, solitamente un tipo di grafite, che ricopre lo stampo per ottenere una colata con una finitura superficiale più fine. Ciò comporta un rischio di incendio immediato e tutti i dipendenti coinvolti nell'applicazione di questi rivestimenti devono essere dotati di indumenti protettivi ignifughi e protezione per le mani, poiché anche i solventi organici possono causare dermatiti. I rivestimenti devono essere applicati in una cabina ventilata per impedire ai vapori organici di fuoriuscire nell'ambiente di lavoro. È inoltre necessario osservare rigorose precauzioni per garantire che l'alcool isopropilico sia conservato e utilizzato con sicurezza. Dovrebbe essere trasferito in un piccolo recipiente per l'uso immediato e i recipienti di stoccaggio più grandi dovrebbero essere tenuti ben lontani dal processo di combustione.

La realizzazione manuale di stampi può comportare la manipolazione di oggetti grandi e ingombranti. Gli stessi stampi sono pesanti, così come le staffe o le staffe. Spesso vengono sollevati, spostati e impilati a mano. Le lesioni alla schiena sono comuni e sono necessari sistemi di assistenza elettrica in modo che i dipendenti non debbano sollevare oggetti troppo pesanti per essere trasportati in sicurezza.

Sono disponibili design standardizzati per involucri di miscelatori, nastri trasportatori e stazioni di colata e scuotimento con volumi di scarico appropriati e velocità di cattura e trasporto. Il rispetto di tali progetti e la rigorosa manutenzione preventiva dei sistemi di controllo raggiungeranno la conformità con i limiti riconosciuti a livello internazionale per l'esposizione alla polvere.

Coremaking

Le anime inserite nello stampo determinano la configurazione interna di una fusione cava, come la camicia d'acqua di un blocco motore. L'anima deve resistere al processo di colata ma allo stesso tempo non deve essere così forte da resistere alla rimozione dal getto durante la fase di sfondamento.

Prima degli anni '1960, le miscele di carote comprendevano sabbia e leganti, come olio di lino, melassa o destrina (sabbia bituminosa). La sabbia veniva imballata in una cassa d'anima con una cavità a forma di anima e poi essiccata in un forno. I forni a nucleo sviluppano prodotti di pirolisi dannosi e richiedono un sistema di camino adeguato e ben mantenuto. Normalmente, le correnti di convezione all'interno del forno saranno sufficienti a garantire una rimozione soddisfacente dei fumi dal posto di lavoro, sebbene contribuiscano enormemente all'inquinamento dell'aria. il pericolo è minore; in alcuni casi, tuttavia, piccole quantità di acroleina nei fumi possono essere un notevole fastidio. Le anime possono essere trattate con un “rivestimento svasato” per migliorare la finitura superficiale del getto, che richiede le stesse precauzioni previste per gli stampi.

Hot box o shell moulding e coremaking sono processi termoindurenti utilizzati nelle fonderie di ferro. La sabbia nuova può essere miscelata con la resina in fonderia, oppure la sabbia rivestita di resina può essere spedita in sacchi da aggiungere alla macchina per la produzione di anime. La sabbia di resina viene iniettata in un modello di metallo (la scatola centrale). Il modello viene quindi riscaldato, mediante fuochi diretti di gas naturale nel processo hot box o con altri mezzi per le anime dei gusci e lo stampaggio. Le scatole calde utilizzano tipicamente una resina termoindurente di alcol furfurilico (furano), urea o fenolo-formaldeide. Lo stampaggio del guscio utilizza una resina urea o fenolo-formaldeide. Dopo un breve tempo di indurimento, il nucleo si indurisce notevolmente e può essere spinto fuori dalla piastra del modello mediante perni di espulsione. La scatola calda e la produzione di anime in conchiglia generano un'esposizione sostanziale alla formaldeide, che è un probabile cancerogeno, e ad altri contaminanti, a seconda del sistema. Le misure di controllo per la formaldeide comprendono l'alimentazione diretta dell'aria presso la postazione dell'operatore, lo scarico locale presso la cassa d'anima, l'involucro e lo scarico locale presso la stazione di stoccaggio delle anime e resine a bassa emissione di formaldeide. È difficile ottenere un controllo soddisfacente. La sorveglianza medica per le condizioni respiratorie dovrebbe essere fornita ai lavoratori che producono anime. Il contatto delle resine fenolo- o urea-formaldeide con la pelle o con gli occhi deve essere evitato perché le resine sono irritanti o sensibilizzanti e possono causare dermatiti. Abbondanti lavaggi con acqua aiuteranno ad evitare il problema.

I sistemi di indurimento a freddo (senza cottura) attualmente in uso includono: resine urea- e fenolo-formaldeide catalizzate da acido con e senza alcool furfurilico; isocianati alchidici e fenolici; Fascold; silicati autoindurenti; interno; sabbia cementizia e sabbia fluida o colabile. Gli indurenti a freddo non richiedono riscaldamento esterno per l'indurimento. Gli isocianati impiegati nei leganti sono normalmente a base di isocianato di difenile di metilene (MDI) che, se inalato, può agire come irritante o sensibilizzante delle vie respiratorie, causando asma. Guanti e occhiali protettivi sono consigliabili durante la manipolazione o l'utilizzo di questi composti. Gli isocianati stessi devono essere conservati con cura in contenitori sigillati in condizioni asciutte ad una temperatura compresa tra 10 e 30°C. I recipienti di stoccaggio vuoti devono essere riempiti e immersi per 24 ore con una soluzione di carbonato di sodio al 5% per neutralizzare eventuali residui chimici rimasti nel fusto. La maggior parte dei principi generali di pulizia dovrebbe essere rigorosamente applicata ai processi di stampaggio della resina, ma la massima cautela dovrebbe essere esercitata quando si maneggiano i catalizzatori usati come agenti di presa. I catalizzatori per le resine fenoliche e isocianato di olio sono generalmente ammine aromatiche a base di composti piridinici, che sono liquidi con un odore pungente. Possono causare gravi irritazioni cutanee e danni renali ed epatici e possono colpire anche il sistema nervoso centrale. Questi composti vengono forniti come additivi separati (legante in tre parti) o sono già miscelati con i materiali oleosi e il LEV deve essere fornito nelle fasi di miscelazione, stampaggio, colata e knockout. Per alcuni altri processi senza cottura i catalizzatori utilizzati sono acidi fosforici o vari solfonici, anch'essi tossici; gli incidenti durante il trasporto o l'uso devono essere adeguatamente protetti.

La produzione di anime temprate a gas comprende l'anidride carbonica (CO₂)-silicato e i processi Isocure (o "Ashland"). Molte varianti del CO₂-il processo di silicato è stato sviluppato dagli anni '1950. Questo processo è stato generalmente utilizzato per la produzione di stampi e anime di dimensioni medio-grandi. La sabbia del nucleo è una miscela di silicato di sodio e sabbia silicea, solitamente modificata aggiungendo sostanze come la melassa come agenti di degradazione. Dopo che la cassa d'anima è stata riempita, l'anima viene indurita facendo passare l'anidride carbonica attraverso la miscela dell'anima. Questo forma carbonato di sodio e gel di silice, che funge da legante.

Il silicato di sodio è una sostanza alcalina e può essere dannoso se viene a contatto con la pelle o con gli occhi o se viene ingerito. Si consiglia di predisporre una doccia di emergenza in prossimità delle aree in cui vengono maneggiate grandi quantità di silicato di sodio e di indossare sempre i guanti. Una fontana per il lavaggio oculare prontamente disponibile dovrebbe essere situata in qualsiasi area della fonderia in cui viene utilizzato il silicato di sodio. Il CO₂ può essere fornito come solido, liquido o gassoso. Laddove viene fornito in bombole o serbatoi a pressione, è necessario adottare numerose precauzioni di pulizia, come lo stoccaggio delle bombole, la manutenzione delle valvole, la movimentazione e così via. C'è anche il rischio derivante dal gas stesso, poiché può abbassare la concentrazione di ossigeno nell'aria negli spazi chiusi.

Il processo Isocure viene utilizzato per anime e stampi. Si tratta di un sistema a presa di gas in cui una resina, spesso fenolo-formaldeide, viene miscelata con un diisocianato (ad es. MDI) e sabbia. Questo viene iniettato nella cassa d'anima e quindi gassato con un'ammina, solitamente trietilammina o dimetiletilammina, per provocare la reazione di reticolazione e presa. Le ammine, spesso vendute in fusti, sono liquidi altamente volatili con un forte odore di ammoniaca. Esiste un rischio molto reale di incendio o esplosione e occorre prestare estrema attenzione, soprattutto quando il materiale è immagazzinato alla rinfusa. L'effetto caratteristico di queste ammine è quello di causare alone visivo e gonfiore corneale, sebbene colpiscano anche il sistema nervoso centrale, dove possono causare convulsioni, paralisi e, occasionalmente, morte. Nel caso in cui parte dell'ammina venga a contatto con gli occhi o la pelle, le misure di primo soccorso dovrebbero includere il lavaggio con abbondanti quantità di acqua per almeno 15 minuti e l'immediata assistenza medica. Nel processo Isocure, l'ammina viene applicata come vapore in un vettore di azoto, con l'eccesso di ammina strofinato attraverso una torre acida. La perdita dalla cassa d'anima è la causa principale dell'elevata esposizione, sebbene sia significativo anche il degassamento dell'ammina dalle anime prodotte. Prestare sempre la massima attenzione durante la manipolazione di questo materiale e installare un'adeguata attrezzatura di ventilazione per rimuovere i vapori dalle aree di lavoro.

Sformatura, estrazione del getto e sfondamento dell'anima

Dopo che il metallo fuso si è raffreddato, la colata grezza deve essere rimossa dallo stampo. Si tratta di un processo rumoroso, che in genere espone gli operatori ben oltre i 90 dBA in una giornata lavorativa di 8 ore. Dovrebbero essere fornite protezioni acustiche se non è possibile ridurre l'emissione di rumore. La maggior parte dello stampo viene separata dalla colata solitamente da un forte impatto. Spesso la staffa, lo stampo e la colata vengono fatti cadere su una griglia vibrante per rimuovere la sabbia (shakeout). La sabbia poi cade attraverso la griglia in una tramoggia o su un trasportatore dove può essere sottoposta a separatori magnetici e riciclata per la macinazione, il trattamento e il riutilizzo, o semplicemente scaricata. A volte l'idrosabbiatura può essere utilizzata al posto di una griglia, creando meno polvere. Il nucleo viene rimosso qui, anche a volte utilizzando corsi d'acqua ad alta pressione.

Il getto viene quindi rimosso e trasferito alla fase successiva dell'operazione di knockout. Spesso piccoli pezzi fusi possono essere rimossi dalla muffola mediante un processo di "punch-out" prima della sformatura, che produce meno polvere. La sabbia dà origine a pericolosi livelli di polvere di silice perché è stata a contatto con il metallo fuso ed è quindi molto secca. Il metallo e la sabbia rimangono molto caldi. È necessaria la protezione degli occhi. Le superfici di calpestio e di lavoro devono essere mantenute prive di rottami, che rappresentano un pericolo di inciampo, e di polvere, che può essere risospesa per costituire un pericolo di inalazione.

Sono stati effettuati relativamente pochi studi per determinare l'eventuale effetto che i nuovi leganti per anime hanno sulla salute dell'operatore di sterratura in particolare. I furani, l'alcool furfurilico e l'acido fosforico, le resine urea e fenolo-formaldeide, il silicato di sodio e l'anidride carbonica, i no-bakes, l'olio di lino modificato e l'MDI, subiscono tutti un certo tipo di decomposizione termica se esposti alle temperature dei metalli fusi.

Non sono ancora stati condotti studi sull'effetto della particella di silice rivestita di resina sullo sviluppo della pneumoconiosi. Non è noto se questi rivestimenti avranno un effetto inibente o accelerante sulle lesioni del tessuto polmonare. Si teme che i prodotti di reazione dell'acido fosforico possano liberare fosfina. Esperimenti su animali e alcuni studi selezionati hanno dimostrato che l'effetto della polvere di silice sul tessuto polmonare è notevolmente accelerato quando la silice è stata trattata con un acido minerale. Le resine urea e fenolo-formaldeide possono rilasciare fenoli liberi, aldeidi e monossido di carbonio. Gli zuccheri aggiunti per aumentare la collassabilità producono quantità significative di monossido di carbonio. La cottura senza cottura rilascerà isocianati (ad es. MDI) e monossido di carbonio.

Sgrassatura (pulizia)

La pulizia del getto, o sbavatura, viene eseguita dopo la sformatura e l'espulsione dell'anima. I vari processi coinvolti sono variamente designati in luoghi diversi, ma possono essere ampiamente classificati come segue:

Medicazione riguarda lo stripping, la irruvidimento o il mucking-off, la rimozione di sabbia di stampaggio aderente, sabbia di base, guide, colonne montanti, bave e altri materiali facilmente smaltibili con utensili manuali o utensili pneumatici portatili.
Sbavare copre la rimozione di sabbia di stampaggio bruciata, bordi ruvidi, metallo in eccesso, come vesciche, monconi di cancelli, croste o altre imperfezioni indesiderate e la pulizia manuale della fusione utilizzando scalpelli manuali, utensili pneumatici e spazzole metalliche. Le tecniche di saldatura, come il taglio alla fiamma ossiacetilenica, l'arco elettrico, l'arco-aria, il lavaggio con polvere e la torcia al plasma, possono essere impiegate per la bruciatura delle testate, per la riparazione dei getti e per il taglio e il lavaggio.

La rimozione della materozza è la prima operazione di ravvivatura. Fino alla metà del metallo colato nello stampo non fa parte della fusione finale. Lo stampo deve includere serbatoi, cavità, alimentatori e materozza in modo da poter essere riempito di metallo per completare l'oggetto fuso. La materozza di solito può essere rimossa durante la fase di knockout, ma a volte questa deve essere eseguita come fase separata dell'operazione di sbavatura o ravvivatura. La rimozione della materozza viene eseguita a mano, solitamente battendo il getto con un martello. Per ridurre il rumore, i martelli in metallo possono essere sostituiti da quelli rivestiti in gomma ei convogliatori rivestiti con la stessa gomma antirumore. I frammenti di metallo caldo vengono espulsi e rappresentano un pericolo per gli occhi. È necessario utilizzare una protezione per gli occhi. Le materozze staccate dovrebbero normalmente essere restituite alla regione di carico dell'impianto di fusione e non dovrebbe essere permesso che si accumulino nella sezione di diradamento della fonderia. Dopo la spruzzatura (ma a volte anche prima) la maggior parte dei getti viene granigliata o burattata per rimuovere i materiali dello stampo e forse per migliorare la finitura superficiale. I barili rotanti generano livelli di rumore elevati. Potrebbero essere necessarie custodie, che possono anche richiedere LEV.

I metodi di ravvivatura nelle fonderie di acciaio, ferro e non ferrosi sono molto simili, ma esistono particolari difficoltà nella ravvivatura e sbavatura dei getti di acciaio a causa della maggiore quantità di sabbia fusa bruciata rispetto ai getti di ferro e non ferrosi. La sabbia fusa su getti di acciaio di grandi dimensioni può contenere cristobalite, che è più tossica del quarzo trovato nella sabbia vergine.

La granigliatura airless o la burattatura dei getti prima della scheggiatura e della molatura è necessaria per evitare la sovraesposizione alla polvere di silice. Il getto deve essere privo di polvere visibile, anche se un pericolo di silice può ancora essere generato dalla molatura se la silice viene bruciata nella superficie metallica apparentemente pulita del getto. La graniglia è azionata in modo centrifugo in corrispondenza del getto e non è richiesto alcun operatore all'interno dell'unità. La cabina di granigliatura deve essere esaurita in modo che non fuoriesca polvere visibile. Solo in caso di guasto o deterioramento della cabina di granigliatura e/o del ventilatore e del collettore si ha un problema di polvere.

Acqua o acqua e sabbia o granigliatura a pressione possono essere utilizzate per rimuovere la sabbia aderente sottoponendo il getto ad un getto ad alta pressione di acqua o graniglia di ferro o acciaio. La sabbiatura è stata vietata in diversi paesi (ad es. Regno Unito) a causa del rischio di silicosi poiché le particelle di sabbia diventano sempre più fini e la frazione respirabile quindi aumenta continuamente. L'acqua o il colpo viene scaricato attraverso una pistola e può chiaramente rappresentare un rischio per il personale se non maneggiato correttamente. La sabbiatura deve sempre essere eseguita in uno spazio chiuso e isolato. Tutti i locali di sabbiatura devono essere ispezionati a intervalli regolari per garantire che il sistema di estrazione della polvere funzioni e che non vi siano perdite attraverso le quali la graniglia o l'acqua potrebbero fuoriuscire nella fonderia. I caschi dei blaster devono essere approvati e mantenuti con cura. Si consiglia di affiggere un avviso sulla porta dello stand, avvisando i dipendenti che è in corso l'esplosione e che è vietato l'ingresso a persone non autorizzate. In determinate circostanze, i bulloni di ritardo collegati al motore di azionamento dell'esplosione possono essere montati sulle porte, rendendo impossibile l'apertura delle porte fino a quando l'esplosione non è cessata.

Una varietà di strumenti di molatura viene utilizzata per levigare la fusione grezza. Le mole abrasive possono essere montate su macchine a pavimento o su piedistallo o su smerigliatrici portatili oa telaio oscillante. Le smerigliatrici a piedistallo vengono utilizzate per getti più piccoli che possono essere facilmente maneggiati; le mole portatili, le mole a disco piano, a tazza ea cono sono utilizzate per una serie di scopi, tra cui la levigatura delle superfici interne dei getti; le smerigliatrici a telaio oscillante vengono utilizzate principalmente su fusioni di grandi dimensioni che richiedono una notevole asportazione di metallo.

Altre fonderie

Fondazione in acciaio

La produzione nella fonderia di acciaio (distinta da un'acciaieria di base) è simile a quella della fonderia di ferro; tuttavia, le temperature del metallo sono molto più elevate. Ciò significa che la protezione degli occhi con lenti colorate è essenziale e che la silice nella muffa viene convertita dal calore in tridimite o crystobalite, due forme di silice cristallina particolarmente pericolose per i polmoni. La sabbia spesso si brucia sul getto e deve essere asportata con mezzi meccanici, che danno luogo a pericolose polveri; di conseguenza, sono essenziali efficaci sistemi di aspirazione della polvere e protezione delle vie respiratorie.

Fondazione in lega leggera

La fonderia di leghe leggere utilizza prevalentemente leghe di alluminio e magnesio. Questi spesso contengono piccole quantità di metalli che possono emettere fumi tossici in determinate circostanze. I fumi dovrebbero essere analizzati per determinare i loro costituenti dove la lega potrebbe contenere tali componenti.

Nelle fonderie di alluminio e magnesio, la fusione viene comunemente effettuata in forni a crogiolo. Si consigliano prese d'aria intorno alla parte superiore della pentola per rimuovere i fumi. Nei forni a gasolio, una combustione incompleta dovuta a bruciatori difettosi può provocare il rilascio nell'aria di prodotti come il monossido di carbonio. I fumi del forno possono contenere idrocarburi complessi, alcuni dei quali possono essere cancerogeni. Durante la pulizia del forno e della canna fumaria c'è il rischio di esposizione al pentossido di vanadio concentrato nella fuliggine del forno dai depositi di olio.

La spatofluorura è comunemente usata come fondente nella fusione dell'alluminio e quantità significative di polvere di fluoruro possono essere rilasciate nell'ambiente. In alcuni casi il cloruro di bario è stato utilizzato come fondente per le leghe di magnesio; si tratta di una sostanza fortemente tossica e, di conseguenza, è necessaria una notevole cura nel suo utilizzo. Le leghe leggere possono occasionalmente essere degassate facendo passare anidride solforosa o cloro (o composti proprietari che si decompongono per produrre cloro) attraverso il metallo fuso; per questa operazione sono necessari ventilazione di scarico e dispositivi di protezione respiratoria. Per ridurre la velocità di raffreddamento del metallo caldo nello stampo, sul montante dello stampo viene posta una miscela di sostanze (solitamente alluminio e ossido di ferro) che reagiscono in modo fortemente esotermico. Questa miscela di "termite" emana fumi densi che si sono rivelati innocui nella pratica. Quando i fumi sono di colore bruno si può dare allarme per sospetta presenza di ossidi di azoto; tuttavia, questo sospetto è infondato. L'alluminio finemente suddiviso prodotto durante la ravvivatura di getti in alluminio e magnesio costituisce un grave rischio di incendio e per la raccolta della polvere devono essere utilizzati metodi a umido.

La colata di magnesio comporta un notevole rischio potenziale di incendio ed esplosione. Il magnesio fuso si accenderà a meno che non venga mantenuta una barriera protettiva tra esso e l'atmosfera; lo zolfo fuso è ampiamente impiegato per questo scopo. I lavoratori della fonderia che applicano manualmente la polvere di zolfo al crogiolo possono sviluppare dermatiti e devono essere forniti di guanti in tessuto ignifugo. Lo zolfo a contatto con il metallo brucia costantemente, quindi si sprigionano notevoli quantità di anidride solforosa. La ventilazione di scarico dovrebbe essere installata. I lavoratori devono essere informati del pericolo che una pentola o un mestolo di magnesio fuso prenda fuoco, il che potrebbe dare origine a una densa nuvola di ossido di magnesio finemente suddiviso. Gli indumenti protettivi di materiali ignifughi dovrebbero essere indossati da tutti i lavoratori della fonderia di magnesio. Gli indumenti ricoperti di polvere di magnesio non devono essere conservati in armadietti senza controllo dell'umidità, poiché potrebbe verificarsi una combustione spontanea. La polvere di magnesio deve essere rimossa dagli indumenti. Il gesso francese è ampiamente utilizzato nella preparazione degli stampi nelle fonderie di magnesio; la polvere deve essere controllata per prevenire la talcosi. Oli penetranti e polveri spolveranti vengono impiegati nell'ispezione di getti in lega leggera per il rilevamento di cricche.

I coloranti sono stati introdotti per migliorare l'efficacia di queste tecniche. È stato riscontrato che alcuni coloranti rossi vengono assorbiti ed escreti nel sudore, provocando così lo sporco degli indumenti personali; sebbene questa condizione sia fastidiosa, non sono stati osservati effetti sulla salute.

Fonderie ottone e bronzo

I fumi e le polveri metalliche tossiche delle leghe tipiche rappresentano un rischio particolare per le fonderie di ottone e bronzo. Le esposizioni al piombo superiori ai limiti di sicurezza nelle operazioni di fusione, colata e finitura sono comuni, specialmente dove le leghe hanno un'elevata composizione di piombo. Il rischio di piombo nella pulizia dei forni e nello smaltimento delle scorie è particolarmente grave. La sovraesposizione al piombo è frequente nella fusione e colata e può verificarsi anche nella macinazione. I fumi di zinco e rame (i costituenti del bronzo) sono le cause più comuni di febbre da fumi metallici, sebbene la condizione sia stata osservata anche in lavoratori di fonderia che utilizzano magnesio, alluminio, antimonio e così via. Alcune leghe ad alta resistenza contengono cadmio, che può causare polmonite chimica da esposizione acuta e danni ai reni e cancro ai polmoni da esposizione cronica.

Processo in stampo permanente

La fusione in stampi metallici permanenti, come nella pressofusione, è stato uno sviluppo importante nella fonderia. In questo caso, la modellistica è in gran parte sostituita da metodi ingegneristici ed è davvero un'operazione a tuffo. La maggior parte dei pericoli nella creazione di modelli vengono quindi eliminati e anche i rischi derivanti dalla sabbia vengono eliminati, ma vengono sostituiti da un grado di rischio insito nell'uso di una sorta di materiale refrattario per rivestire lo stampo o stampo. Nei moderni lavori di fonderia si fa sempre più uso di anime di sabbia, nel qual caso i rischi di polvere della fonderia di sabbia sono ancora presenti.

pressofusione

L'alluminio è un metallo comune nella pressofusione. La ferramenta automobilistica come le finiture cromate è tipicamente pressofusione di zinco, seguita da placcatura in rame, nichel e cromatura. Il rischio di febbre da fumi metallici da fumi di zinco deve essere costantemente controllato, così come la nebbia di acido cromico.

Le macchine per pressofusione presentano tutti i rischi comuni alle presse idrauliche. Inoltre, il lavoratore può essere esposto alla nebbia degli oli usati come lubrificanti per stampi e deve essere protetto dall'inalazione di queste nebbie e dal pericolo di indumenti saturi di olio. I fluidi idraulici resistenti al fuoco utilizzati nelle presse possono contenere composti organofosforici tossici, pertanto è necessario prestare particolare attenzione durante i lavori di manutenzione degli impianti idraulici.

Fondazione di precisione

Le fonderie di precisione si affidano al processo di microfusione o fusione a cera persa, in cui i modelli vengono realizzati stampando a iniezione la cera in uno stampo; questi modelli sono rivestiti con una fine polvere refrattaria che funge da materiale di rivestimento dello stampo, e la cera viene quindi sciolta prima della fusione o mediante l'introduzione del metallo di fusione stesso.

La rimozione della cera presenta un preciso pericolo di incendio e la decomposizione della cera produce acroleina e altri prodotti di decomposizione pericolosi. I forni di cottura della cera devono essere adeguatamente ventilati. Il tricloroetilene è stato utilizzato per rimuovere le ultime tracce di cera; questo solvente può raccogliersi in sacche nello stampo o essere assorbito dal materiale refrattario e vaporizzare o decomporsi durante la colata. L'inclusione di materiali refrattari per microfusione di amianto dovrebbe essere eliminata a causa dei rischi dell'amianto.

Problemi di salute e modelli di malattia

Le fonderie si distinguono tra i processi industriali a causa di un tasso di mortalità più elevato derivante da fuoriuscite ed esplosioni di metallo fuso, manutenzione della cupola inclusa la caduta del fondo e rischi di monossido di carbonio durante il rivestimento. Le fonderie riportano una maggiore incidenza di corpi estranei, contusioni e ustioni e una percentuale inferiore di lesioni muscoloscheletriche rispetto ad altre strutture. Hanno anche i più alti livelli di esposizione al rumore.

Uno studio su diverse dozzine di feriti mortali nelle fonderie ha rivelato le seguenti cause: schiacciamento tra i carri del trasportatore dello stampo e le strutture dell'edificio durante la manutenzione e la risoluzione dei problemi, schiacciamento durante la pulizia delle molazze attivate a distanza, ustioni di metallo fuso dopo il guasto della gru, rottura dello stampo, trasferimento traboccante siviera, eruzione di vapore in siviera non essiccata, cadute da gru e piattaforme di lavoro, folgorazione da apparecchiature di saldatura, schiacciamento da veicoli per la movimentazione di materiali, ustioni da caduta del fondo della cupola, atmosfera ad alto contenuto di ossigeno durante la riparazione della cupola e sovraesposizione di monossido di carbonio durante la riparazione della cupola.

Ruote abrasive

Lo scoppio o la rottura delle mole abrasive può causare lesioni mortali o molto gravi: gli spazi tra la mola e l'appoggio delle mole a colonna possono impigliarsi e schiacciare la mano o l'avambraccio. Gli occhi non protetti sono a rischio in tutte le fasi. Scivolamenti e cadute, soprattutto durante il trasporto di carichi pesanti, possono essere causati da pavimenti mal tenuti o ostruiti. Lesioni ai piedi possono essere causate dalla caduta di oggetti o carichi caduti. Distorsioni e stiramenti possono derivare da sforzi eccessivi nel sollevamento e nel trasporto. Gli apparecchi di sollevamento sottoposti a cattiva manutenzione possono guastarsi e causare la caduta di materiali sui lavoratori. Le scosse elettriche possono derivare da apparecchiature elettriche mal tenute o prive di messa a terra (senza messa a terra), in particolare strumenti portatili.

Tutte le parti pericolose del macchinario, in particolare le mole abrasive, devono avere un'adeguata protezione, con blocco automatico se la protezione viene rimossa durante la lavorazione. Nelle smerigliatrici a colonna vanno eliminati i pericolosi spazi vuoti tra la mola e l'appoggio, prestando particolare attenzione a tutte le precauzioni nella cura e manutenzione delle mole abrasive e nella regolazione della loro velocità (particolare attenzione è richiesta con le mole portatili). Devono essere applicate una rigorosa manutenzione di tutte le apparecchiature elettriche e adeguate disposizioni di messa a terra. I lavoratori dovrebbero essere istruiti sulle corrette tecniche di sollevamento e trasporto e dovrebbero sapere come fissare i carichi ai ganci della gru e ad altri dispositivi di sollevamento. Dovrebbero essere forniti anche DPI adeguati, come schermi per occhi e viso e protezioni per piedi e gambe. Dovrebbero essere presi provvedimenti per un pronto soccorso immediato, anche per ferite lievi, e per un'assistenza medica competente quando necessario.

Polvere

Le malattie da polvere sono importanti tra i lavoratori della fonderia. Le esposizioni alla silice sono spesso vicine o superano i limiti di esposizione prescritti, anche in operazioni di pulizia ben controllate nelle moderne fonderie di produzione e dove le fusioni sono prive di polvere visibile. Esposizioni molte volte al di sopra del limite si verificano quando le fusioni sono polverose o gli armadi perdono. Le sovraesposizioni sono probabili laddove la polvere visibile sfugge allo sfiato durante lo scuotimento, la preparazione della sabbia o la riparazione refrattaria.

La silicosi è il pericolo predominante per la salute nell'officina di sbavatura dell'acciaio; una pneumoconiosi mista è più prevalente nella perdita di ferro (Landrigan et al. 1986). In fonderia, la prevalenza aumenta con la durata dell'esposizione e livelli di polvere più elevati. Ci sono alcune prove che le condizioni nelle fonderie di acciaio hanno maggiori probabilità di causare silicosi rispetto a quelle nelle fonderie di ferro a causa dei livelli più elevati di silice libera presente. I tentativi di stabilire un livello di esposizione al quale la silicosi non si verificherà sono stati inconcludenti; la soglia è probabilmente inferiore a 100 microgrammi/m³ e forse fino alla metà di tale importo.

Nella maggior parte dei paesi, l'incidenza di nuovi casi di silicosi sta diminuendo, in parte a causa dei cambiamenti tecnologici, dell'allontanamento dalla sabbia silicea nelle fonderie e dal passaggio dai mattoni di silice ai rivestimenti di fornaci basici nella fusione dell'acciaio. Uno dei motivi principali è il fatto che l'automazione ha portato all'impiego di un minor numero di lavoratori nella produzione di acciaio e nelle fonderie. Tuttavia, l'esposizione alla polvere di silice respirabile rimane ostinatamente elevata in molte fonderie e nei paesi in cui i processi sono ad alta intensità di manodopera, la silicosi rimane un grave problema.

La silico-tubercolosi è stata a lungo segnalata nei lavoratori delle fonderie. Laddove la prevalenza della silicosi è diminuita, si è verificata una parallela diminuzione dei casi segnalati di tubercolosi, sebbene tale malattia non sia stata completamente eradicata. Nei paesi in cui i livelli di polvere sono rimasti elevati, i processi polverosi sono ad alta intensità di manodopera e la prevalenza della tubercolosi nella popolazione generale è elevata, la tubercolosi rimane un'importante causa di morte tra i lavoratori delle fonderie.

Molti lavoratori affetti da pneumoconiosi hanno anche bronchiti croniche, spesso associate ad enfisema; è stato a lungo pensato da molti ricercatori che, almeno in alcuni casi, le esposizioni professionali possano aver avuto un ruolo. È stato riportato che anche il cancro del polmone, la polmonite lobare, la broncopolmonite e la trombosi coronarica sono associate alla pneumoconiosi nei lavoratori di fonderia.

Una recente revisione degli studi sulla mortalità dei lavoratori delle fonderie, compresa l'industria automobilistica americana, ha mostrato un aumento dei decessi per cancro ai polmoni in 14 studi su 15. Poiché si riscontrano alti tassi di cancro ai polmoni tra i lavoratori delle camere di pulizia in cui il rischio principale è la silice, è probabile che si riscontrino anche esposizioni miste.

Gli studi sugli agenti cancerogeni nell'ambiente di fonderia si sono concentrati sugli idrocarburi aromatici policiclici formatisi nella decomposizione termica degli additivi e dei leganti della sabbia. È stato suggerito che anche metalli come cromo e nichel e polveri come silice e amianto possano essere responsabili di parte dell'eccesso di mortalità. Le differenze nella chimica di stampaggio e di produzione delle anime, nel tipo di sabbia e nella composizione delle leghe di ferro e acciaio possono essere responsabili di diversi livelli di rischio nelle diverse fonderie (IARC 1984).

Un aumento della mortalità per malattie respiratorie non maligne è stato riscontrato in 8 studi su 11. Sono stati registrati anche decessi per silicosi. Gli studi clinici hanno rilevato alterazioni radiografiche caratteristiche della pneumoconiosi, deficit della funzionalità polmonare caratteristici dell'ostruzione e aumento dei sintomi respiratori tra i lavoratori delle moderne fonderie di produzione "pulite". Questi sono il risultato di esposizioni successive agli anni '960 e suggeriscono fortemente che i rischi per la salute prevalenti nelle vecchie fonderie non sono stati ancora eliminati.

La prevenzione dei disturbi polmonari è essenzialmente una questione di controllo delle polveri e dei fumi; la soluzione generalmente applicabile è fornire una buona ventilazione generale unita a un LEV efficiente. I sistemi a basso volume e ad alta velocità sono più adatti per alcune operazioni, in particolare mole portatili e utensili pneumatici.

Gli scalpelli manuali o pneumatici usati per rimuovere la sabbia bruciata producono molta polvere finemente suddivisa. Anche la spazzolatura del materiale in eccesso con spazzole metalliche rotanti o spazzole a mano produce molta polvere; LEV è obbligatorio.

Le misure di controllo della polvere sono facilmente adattabili alle smerigliatrici a pavimento ea telaio oscillante. La rettifica portatile su piccoli getti può essere effettuata su banchi aspiranti ventilati, oppure può essere applicata la ventilazione agli utensili stessi. La spazzolatura può essere effettuata anche su banco ventilato. Il controllo della polvere su getti di grandi dimensioni rappresenta un problema, ma sono stati compiuti notevoli progressi con i sistemi di ventilazione a basso volume e ad alta velocità. L'istruzione e la formazione al loro utilizzo sono necessarie per superare le obiezioni dei lavoratori che trovano questi sistemi ingombranti e lamentano che la loro visuale sull'area di lavoro è compromessa.

La ravvivatura e la sbavatura di getti molto grandi dove la ventilazione locale è impraticabile dovrebbe essere eseguita in un'area separata e isolata e in un momento in cui sono presenti pochi altri lavoratori. Ad ogni lavoratore devono essere forniti DPI adeguati, regolarmente puliti e riparati, insieme alle istruzioni per il loro corretto utilizzo.

Dagli anni '1950, nelle fonderie è stata introdotta una varietà di sistemi di resine sintetiche per legare la sabbia nelle anime e negli stampi. Questi generalmente comprendono un materiale di base e un catalizzatore o indurente che avvia la polimerizzazione. Molte di queste sostanze chimiche reattive sono sensibilizzanti (ad es. isocianati, alcool furfurilico, ammine e formaldeide) e ora sono state implicate in casi di asma professionale tra i lavoratori delle fonderie. In uno studio, 12 lavoratori di fonderia su 78 esposti alle resine Pepset (scatola fredda) presentavano sintomi asmatici e, di questi, sei presentavano un marcato calo della velocità del flusso d'aria in un test di provocazione utilizzando diisocianato di metile (Johnson et al. 1985 ).

Saldatura

La saldatura nelle officine di sbavatura espone i lavoratori a fumi metallici con il conseguente pericolo di tossicità e febbre da metalli, a seconda della composizione dei metalli coinvolti. La saldatura su ghisa richiede un'asta di nichel e crea esposizione ai fumi di nichel. La torcia al plasma produce una notevole quantità di fumi metallici, ozono, ossido di azoto e radiazioni ultraviolette, e genera alti livelli di rumore.

Può essere fornito un banco ventilato per la saldatura di piccoli getti. È difficile controllare le esposizioni durante le operazioni di saldatura o combustione su getti di grandi dimensioni. Un approccio di successo prevede la creazione di una stazione centrale per queste operazioni e la fornitura di LEV attraverso un condotto flessibile posizionato nel punto di saldatura. Ciò richiede la formazione del lavoratore per spostare il condotto da un luogo all'altro. Una buona ventilazione generale e, quando necessario, l'uso di DPI contribuiranno a ridurre l'esposizione complessiva a polvere e fumi.

Rumore e vibrazioni

I livelli più elevati di rumorosità in fonderia si riscontrano solitamente nelle operazioni di sfondamento e pulitura; sono più elevati nelle fonderie meccanizzate che in quelle manuali. Il sistema di ventilazione stesso può generare esposizioni vicine a 90 dBA.

I livelli di rumorosità nella sbavatura dei getti di acciaio possono essere compresi tra 115 e 120 dBA, mentre quelli effettivamente riscontrabili nella sbavatura della ghisa sono compresi tra 105 e 115 dBA. La British Steel Casting Research Association ha stabilito che le fonti di rumore durante la sbavatura includono:

lo scarico dello sbavatore
l'impatto del martello o della ruota sul getto
risonanza del getto e vibrazioni contro il suo supporto
trasmissione delle vibrazioni dal supporto di getto alle strutture circostanti
riflessione del rumore diretto da parte della cappa che controlla il flusso d'aria attraverso il sistema di ventilazione.

Le strategie di controllo del rumore variano in base alle dimensioni della fusione, al tipo di metallo, all'area di lavoro disponibile, all'uso di strumenti portatili e ad altri fattori correlati. Sono disponibili alcune misure di base per ridurre l'esposizione al rumore di individui e collaboratori, tra cui l'isolamento nel tempo e nello spazio, involucri completi, partizioni fonoassorbenti parziali, esecuzione di lavori su superfici fonoassorbenti, deflettori, pannelli e cappe in materiale fonoassorbente. assorbenti o altri materiali acustici. Devono essere osservate le linee guida per i limiti di esposizione giornaliera sicura e, come ultima risorsa, possono essere utilizzati dispositivi di protezione individuale.

Un banco di sbavatura sviluppato dalla British Steel Casting Research Association riduce il rumore durante la scheggiatura di circa 4-5 dBA. Questa panca incorpora un sistema di scarico per rimuovere la polvere. Questo miglioramento è incoraggiante e fa sperare che, con ulteriori sviluppi, diventino possibili riduzioni del rumore ancora maggiori.

Sindrome da vibrazione mano-braccio

Gli strumenti portatili che vibrano possono causare il fenomeno di Raynaud (sindrome da vibrazione mano-braccio—HAVS). Questo è più diffuso nei tagliatori di acciaio che in quelli di ferro e più frequente tra coloro che utilizzano strumenti rotanti. La velocità vibratoria critica per l'inizio di questo fenomeno è compresa tra 2,000 e 3,000 giri al minuto e nell'intervallo da 40 a 125 Hz.

Si ritiene ora che l'HAVS comporti effetti su una serie di altri tessuti dell'avambraccio oltre ai nervi periferici e ai vasi sanguigni. È associato alla sindrome del tunnel carpale e ai cambiamenti degenerativi delle articolazioni. Uno studio recente su cippatrici e smerigliatrici di acciaierie ha mostrato che avevano il doppio delle probabilità di sviluppare la contrattura di Dupuytren rispetto a un gruppo di confronto (Thomas e Clarke 1992).

Le vibrazioni trasmesse alle mani del lavoratore possono essere notevolmente ridotte mediante: selezione di strumenti progettati per ridurre i range di frequenza e ampiezza dannosi; direzione della porta di scarico lontano dalla mano; uso di più strati di guanti o di un guanto isolante; e accorciamento del tempo di esposizione a causa di cambiamenti nelle operazioni di lavoro, negli strumenti e nei periodi di riposo.

Problemi agli occhi

Alcune delle polveri e dei prodotti chimici incontrati nelle fonderie (ad es. isocianati, formaldeide e ammine terziarie, come la dimetiletilammina, la trietilammina e così via) sono irritanti e sono responsabili di sintomi visivi tra i lavoratori esposti. Questi includono prurito, lacrimazione, visione annebbiata o offuscata o la cosiddetta "visione grigio-blu". Sulla base del verificarsi di questi effetti, si raccomanda di ridurre le esposizioni medie ponderate nel tempo al di sotto di 3 ppm.

Altri problemi

Le esposizioni alla formaldeide pari o superiori al limite di esposizione degli Stati Uniti si trovano in operazioni di produzione di anime ben controllate. Si possono trovare esposizioni molte volte superiori al limite dove il controllo dei pericoli è scarso.

L'amianto è stato ampiamente utilizzato nell'industria della fonderia e, fino a poco tempo fa, veniva spesso utilizzato negli indumenti protettivi per i lavoratori esposti al calore. I suoi effetti sono stati riscontrati in indagini radiografiche su lavoratori di fonderia, sia tra gli addetti alla produzione che tra gli addetti alla manutenzione che sono stati esposti all'amianto; un'indagine trasversale ha rilevato il caratteristico coinvolgimento pleurico in 20 lavoratori siderurgici su 900 (Kronenberg et al. 1991).

Esami periodici

A tutti i lavoratori della fonderia dovrebbero essere forniti esami medici preliminari e periodici, tra cui un'indagine sui sintomi, radiografie del torace, test di funzionalità polmonare e audiogrammi, con un adeguato follow-up se vengono rilevati risultati discutibili o anomali. Gli effetti combinati del fumo di tabacco sul rischio di problemi respiratori tra i lavoratori delle fonderie impongono l'inclusione di consigli sulla cessazione del fumo in un programma di educazione sanitaria e promozione.

Conclusione

Le fonderie sono state per secoli un'operazione industriale essenziale. Nonostante i continui progressi tecnologici, presentano ai lavoratori una panoplia di rischi per la sicurezza e la salute. Poiché i rischi continuano a esistere anche negli impianti più moderni con programmi di prevenzione e controllo esemplari, la protezione della salute e del benessere dei lavoratori rimane una sfida continua per la direzione, i lavoratori e i loro rappresentanti. Ciò rimane difficile sia nei periodi di recessione del settore (quando le preoccupazioni per la salute e la sicurezza dei lavoratori tendono a lasciare il posto alle difficoltà economiche) sia nei periodi di boom (quando la domanda di aumento della produzione può portare a scorciatoie potenzialmente pericolose nei processi). L'istruzione e la formazione nel controllo dei rischi, quindi, rimangono una necessità costante.

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Mercoledì, marzo 16 2011 21: 26

Forgiatura e stampaggio

Panoramica del processo

La formatura di parti metalliche mediante l'applicazione di elevate forze di compressione e trazione è comune in tutta la produzione industriale. Nelle operazioni di stampaggio, il metallo, il più delle volte sotto forma di fogli, nastri o bobine, viene formato in forme specifiche a temperatura ambiente mediante tranciatura, pressatura e stiramento tra stampi, solitamente in una serie di una o più fasi di impatto discrete. L'acciaio laminato a freddo è il materiale di partenza in molte operazioni di stampaggio che creano parti in lamiera nel settore automobilistico, degli elettrodomestici e in altri settori. Circa il 15% dei lavoratori dell'industria automobilistica lavora in operazioni o impianti di stampaggio.

Nella forgiatura, la forza di compressione viene applicata a blocchi preformati (grezzi) di metallo, solitamente riscaldati ad alte temperature, anche in una o più fasi di stampaggio discrete. La forma del pezzo finale è determinata dalla forma delle cavità nella matrice o nelle matrici metalliche utilizzate. Con stampi per impronte aperti, come nella forgiatura con martello a caduta, il pezzo grezzo viene compresso tra uno stampo attaccato all'incudine inferiore e il pistone verticale. Con stampi per impronte chiusi, come nella forgiatura a pressione, il pezzo grezzo viene compresso tra lo stampo inferiore e uno stampo superiore attaccato al pistone.

Le fucine a maglio a caduta utilizzano un cilindro a vapore o ad aria per sollevare il martello, che viene quindi lasciato cadere per gravità o azionato da vapore o aria. Il numero e la forza dei colpi di martello sono controllati manualmente dall'operatore. L'operatore tiene spesso l'estremità fredda del calcio mentre aziona il martello a caduta. La forgiatura con martello a caduta una volta comprendeva circa i due terzi di tutta la forgiatura eseguita negli Stati Uniti, ma oggi è meno comune.

Le presse fucine utilizzano un pistone meccanico o idraulico per modellare il pezzo con un unico colpo lento e controllato (vedi figura 1). La forgiatura a pressione è solitamente controllata automaticamente. Può essere eseguita a caldo oa temperature normali (forgiatura a freddo, estrusione). Una variazione della normale forgiatura è la laminazione, in cui vengono utilizzate continue applicazioni di forza e l'operatore gira il pezzo.

Figura 1. Forgiatura alla pressa

I lubrificanti per stampi vengono spruzzati o applicati in altro modo sulle facce dello stampo e sulle superfici grezze prima e tra i colpi di martello o pressa.

Parti di macchine ad alta resistenza come alberi, corone dentate, bulloni e componenti delle sospensioni dei veicoli sono prodotti comuni di forgiatura dell'acciaio. I componenti aeronautici ad alta resistenza come i longheroni delle ali, i dischi delle turbine e il carrello di atterraggio sono forgiati in alluminio, titanio o leghe di nichel e acciaio. Circa il 3% dei lavoratori del settore automobilistico lavora in operazioni o impianti di forgiatura.

Condizioni di lavoro

Molti pericoli comuni nell'industria pesante sono presenti nelle operazioni di stampaggio e forgiatura. Questi includono lesioni da sforzo ripetitivo (RSI) dovute a manipolazione e lavorazione ripetute di parti e al funzionamento di controlli della macchina come i pulsanti del palmo. Le parti pesanti mettono i lavoratori a rischio di problemi alla schiena e alle spalle, nonché di disturbi muscoloscheletrici degli arti superiori. Gli operatori di stampa negli impianti di stampaggio automobilistici hanno tassi di RSI paragonabili a quelli dei lavoratori degli impianti di assemblaggio in lavori ad alto rischio. Vibrazioni e rumori ad alto impulso sono presenti nella maggior parte delle operazioni di stampaggio e in alcune operazioni di forgiatura (ad es. vapore o martello pneumatico), causando perdita dell'udito e possibili malattie cardiovascolari; questi sono tra gli ambienti industriali più rumorosi (oltre 100 dBA). Come in altre forme di sistemi guidati dall'automazione, i carichi energetici dei lavoratori possono essere elevati, a seconda delle parti movimentate e dei cicli di lavoro della macchina.

Lesioni catastrofiche risultanti da movimenti imprevisti della macchina sono comuni nello stampaggio e nella forgiatura. Questi possono essere dovuti a: (1) guasto meccanico dei sistemi di controllo della macchina, come i meccanismi della frizione in situazioni in cui normalmente si prevede che i lavoratori si trovino all'interno del campo operativo della macchina (una progettazione del processo inaccettabile); (2) carenze nella progettazione o nelle prestazioni della macchina che invitano interventi non programmati del lavoratore come lo spostamento di parti inceppate o disallineate; o (3) procedure di manutenzione improprie e ad alto rischio eseguite senza un adeguato blocco dell'intera rete della macchina interessata, inclusa l'automazione del trasferimento delle parti e le funzioni di altre macchine collegate. La maggior parte delle reti di macchine automatizzate non è configurata per un blocco rapido, efficiente ed efficace o per la risoluzione sicura dei problemi.

Le nebbie degli oli lubrificanti delle macchine generate durante il normale funzionamento sono un altro pericolo generico per la salute nelle operazioni di stampaggio e forgiatura alimentate ad aria compressa, mettendo potenzialmente a rischio i lavoratori di malattie respiratorie, dermatologiche e digestive.

Problemi di salute e sicurezza

stampigliatura

Le operazioni di stampaggio presentano un elevato rischio di gravi lacerazioni a causa della manipolazione richiesta di parti con spigoli vivi. Possibilmente peggiore è la gestione degli scarti risultanti dai perimetri tagliati e dalle sezioni fustellate delle parti. I rottami vengono generalmente raccolti da scivoli e nastri trasportatori alimentati a gravità. Eliminare gli inceppamenti occasionali è un'attività ad alto rischio.

I rischi chimici specifici dello stampaggio derivano in genere da due fonti principali: composti di imbutitura (ad es. lubrificanti per stampi) nelle effettive operazioni di stampaggio ed emissioni di saldatura dall'assemblaggio delle parti stampate. I composti di imbutitura (DC) sono richiesti per la maggior parte dello stampaggio. Il materiale viene spruzzato o arrotolato sulla lamiera e ulteriori nebbie vengono generate dall'evento di stampaggio stesso. Come altri fluidi per la lavorazione dei metalli, i composti per trafilatura possono essere oli semplici o emulsioni di olio (oli solubili). I componenti includono frazioni di olio di petrolio, agenti lubrificanti speciali (ad es. derivati di acidi grassi animali e vegetali, oli e cere clorurati), alcanolammine, solfonati di petrolio, borati, addensanti derivati dalla cellulosa, inibitori di corrosione e biocidi. Le concentrazioni nell'aria di nebbia nelle operazioni di stampaggio possono raggiungere quelle delle tipiche operazioni di lavorazione, sebbene questi livelli tendano ad essere in media inferiori (da 0.05 a 2.0 mg/m³). Tuttavia, sono spesso presenti nebbia visibile e pellicola d'olio accumulata sulle superfici degli edifici e il contatto con la pelle può essere maggiore a causa della manipolazione estensiva delle parti. Le esposizioni che con maggiore probabilità presentano rischi sono gli oli clorurati (possibili tumori, malattie del fegato, disturbi della pelle), la colofonia o i derivati degli acidi grassi del tallolio (sensibilizzanti), le frazioni del petrolio (tumori digestivi) e, possibilmente, la formaldeide (dai biocidi) e le nitrosammine (dai alcanolammine e nitrito di sodio, sia come ingredienti DC che nei rivestimenti superficiali dell'acciaio in entrata). Un aumento del cancro digestivo è stato osservato in due impianti di stampaggio automobilistici. Le fioriture microbiologiche nei sistemi che applicano i DC facendolo rotolare sulla lamiera da un serbatoio aperto possono comportare rischi per i lavoratori per problemi respiratori e dermatologici analoghi a quelli nelle operazioni di lavorazione.

La saldatura delle parti stampate viene spesso eseguita negli impianti di stampaggio, solitamente senza lavaggio intermedio. Questo produce emissioni che includono fumi metallici e prodotti di pirolisi e combustione da trafilatura e altri residui superficiali. Le tipiche operazioni di saldatura (principalmente a resistenza) negli impianti di stampaggio generano concentrazioni totali di particelle nell'aria comprese tra 0.05 e 4.0 mg/m³. Il contenuto di metalli (come fumi e ossidi) di solito costituisce meno della metà di quel particolato, indicando che fino a 2.0 mg/m³ è un residuo chimico scarsamente caratterizzato. Il risultato è una foschia visibile in molte aree di saldatura degli impianti di stampaggio. La presenza di derivati clorurati e altri ingredienti organici solleva serie preoccupazioni sulla composizione dei fumi di saldatura in questi ambienti e richiede fortemente il controllo della ventilazione. L'applicazione di altri materiali prima della saldatura (come primer, vernici e adesivi epossidici), alcuni dei quali vengono poi saldati, aggiunge ulteriore preoccupazione. Le attività di riparazione della produzione di saldatura, solitamente eseguite manualmente, spesso comportano esposizioni più elevate a questi stessi contaminanti dell'aria. Sono stati osservati tassi eccessivi di cancro ai polmoni tra i saldatori in un impianto di stampaggio automobilistico.

Forgiatura

Come lo stampaggio, le operazioni di forgiatura possono comportare elevati rischi di lacerazione quando i lavoratori maneggiano parti forgiate o tagliano bave o bordi indesiderati dalle parti. La forgiatura ad alto impatto può anche espellere frammenti, scaglie o strumenti, causando lesioni. In alcune attività di forgiatura, il lavoratore afferra il pezzo da lavorare con le pinze durante le fasi di pressatura o di impatto, aumentando il rischio di lesioni muscoloscheletriche. Nella forgiatura, a differenza dello stampaggio, i forni per il riscaldamento delle parti (per la forgiatura e la ricottura) nonché i contenitori dei forgiati a caldo si trovano solitamente nelle vicinanze. Questi creano il potenziale per condizioni di stress da calore elevato. Ulteriori fattori di stress da calore sono il carico metabolico del lavoratore durante la movimentazione manuale dei materiali e, in alcuni casi, il calore prodotto dai prodotti della combustione dei lubrificanti per stampi a base di olio.

La lubrificazione dello stampo è richiesta nella maggior parte della forgiatura e ha la caratteristica aggiuntiva che il lubrificante entra in contatto con parti ad alta temperatura. Ciò provoca pirolisi e aerosol immediati non solo negli stampi ma anche successivamente dalle parti fumanti nei contenitori di raffreddamento. Gli ingredienti del lubrificante per stampi di forgiatura possono includere impasti di grafite, addensanti polimerici, emulsionanti solfonati, frazioni di petrolio, nitrato di sodio, nitrito di sodio, carbonato di sodio, silicato di sodio, oli siliconici e biocidi. Questi vengono applicati come spray o, in alcune applicazioni, mediante tampone. I forni utilizzati per il riscaldamento del metallo da forgiare sono solitamente alimentati a petrolio o gas, oppure sono forni a induzione. Le emissioni possono derivare da forni alimentati a combustibile con tiraggio inadeguato e da forni a induzione non ventilati quando lo stock di metallo in ingresso presenta contaminanti superficiali, come olio o inibitori di corrosione, o se, prima della forgiatura, era lubrificato per tranciatura o segatura (come in il caso del grezzo in barra). Negli Stati Uniti, le concentrazioni totali di particolato nell'aria nelle operazioni di forgiatura variano tipicamente da 0.1 a 5.0 mg/m³ e variano ampiamente durante le operazioni di forgiatura a causa delle correnti di convezione termica. È stato osservato un elevato tasso di cancro ai polmoni tra i lavoratori di forgiatura e trattamento termico di due stabilimenti di produzione di cuscinetti a sfera.

Pratiche di salute e sicurezza

Pochi studi hanno valutato gli effetti sulla salute effettivi nei lavoratori esposti a stampaggio o forgiatura. Non è stata effettuata una caratterizzazione completa del potenziale di tossicità della maggior parte delle operazioni di routine, inclusa l'identificazione e la misurazione degli agenti tossici prioritari. La valutazione degli effetti sulla salute a lungo termine della tecnologia di lubrificazione degli stampi sviluppata negli anni '1960 e '1970 è diventata fattibile solo di recente. Di conseguenza, la regolamentazione di queste esposizioni si basa su standard generici di polvere o particolato totale come 5.0 mg/m³ negli Stati Uniti. Sebbene probabilmente adeguato in alcune circostanze, questo standard non è dimostrabilmente adeguato per molte applicazioni di stampaggio e forgiatura.

Una certa riduzione delle concentrazioni di nebbie di lubrificante per stampi è possibile con un'attenta gestione della procedura di applicazione sia nello stampaggio che nella forgiatura. L'applicazione a rullo nello stampaggio è preferibile quando possibile e l'utilizzo di una pressione minima dell'aria negli spray è vantaggioso. Dovrebbe essere esaminata la possibile eliminazione di ingredienti pericolosi prioritari. Gli involucri con collettori di nebbia e pressione negativa possono essere molto efficaci ma possono essere incompatibili con la movimentazione delle parti. Il filtraggio dell'aria rilasciata dai sistemi di aria ad alta pressione nelle presse ridurrebbe la nebbia d'olio della pressa (e il rumore). Il contatto con la pelle nelle operazioni di stampaggio può essere ridotto con l'automazione e un buon abbigliamento protettivo personale, fornendo protezione sia contro la lacerazione che contro la saturazione del liquido. Per la saldatura degli impianti di stampaggio, il lavaggio delle parti prima della saldatura è altamente auspicabile e le coperture parziali con LEV ridurrebbero sostanzialmente i livelli di fumo.

I controlli per ridurre lo stress termico nello stampaggio e nella forgiatura a caldo includono la riduzione al minimo della quantità di movimentazione manuale del materiale nelle aree ad alto calore, la schermatura dei forni per ridurre la radiazione di calore, la riduzione al minimo dell'altezza delle porte e delle fessure del forno e l'utilizzo di ventole di raffreddamento. La posizione delle ventole di raffreddamento dovrebbe essere parte integrante della progettazione del movimento dell'aria per controllare l'esposizione alla nebbia e lo stress da calore; in caso contrario, il raffreddamento può essere ottenuto solo a scapito di esposizioni più elevate.

La meccanizzazione della movimentazione dei materiali, il passaggio dal martello alla forgiatura a pressione quando possibile e l'adeguamento della velocità di lavoro a livelli ergonomicamente pratici possono ridurre il numero di lesioni muscoloscheletriche.

I livelli di rumore possono essere ridotti attraverso una combinazione di passaggio dal martello alla pressa quando possibile, involucri ben progettati e silenziamento dei soffianti del forno, delle frizioni pneumatiche, dei cavi dell'aria e della movimentazione delle parti. Dovrebbe essere istituito un programma di conservazione dell'udito.

I DPI necessari includono protezione per la testa, protezione per i piedi, occhiali, protezioni per l'udito (intorno a rumori eccessivi), grembiuli e gambali resistenti al calore e all'olio (con uso intenso di lubrificanti per stampi a base di olio) e protezione per gli occhi e il viso a infrarossi (intorno forni).

Rischi ambientali per la salute

I rischi ambientali derivanti dagli impianti di stampaggio, relativamente minori rispetto a quelli di alcuni altri tipi di impianti, includono lo smaltimento di residui di trafilatura e soluzioni di lavaggio e lo scarico dei fumi di saldatura senza un'adeguata pulizia. Alcuni impianti di forgiatura storicamente hanno causato un grave degrado della qualità dell'aria locale con fumi di forgiatura e polvere di scaglie. Tuttavia, con un'adeguata capacità di depurazione dell'aria, ciò non è necessario. Lo smaltimento degli scarti di stampaggio e delle scaglie di forgiatura contenenti lubrificanti per stampi è un altro potenziale problema.

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Mercoledì, marzo 16 2011 21: 30

Saldatura e taglio termico

Questo articolo è una revisione della terza edizione dell'articolo "Saldatura e taglio termico" dell'Encyclopaedia of Occupational Health and Safety di GS Lyndon.

Panoramica del processo

Saldatura è un termine generico che si riferisce all'unione di pezzi di metallo sulle facce dei giunti resi plastici o liquidi dal calore o dalla pressione, o entrambi. Le tre comuni fonti dirette di calore sono:

fiamma prodotta dalla combustione di gas combustibile con aria o ossigeno
arco elettrico, colpito tra un elettrodo e un pezzo o tra due elettrodi
resistenza elettrica offerta al passaggio di corrente tra due o più pezzi.

Altre fonti di calore per la saldatura sono discusse di seguito (vedi tabella 1).

Tabella 1. Input di materiali di processo e output di inquinamento per la fusione e la raffinazione del piombo

Processo	Ingresso materiale	Emissioni nell'aria	Rifiuti di processo	Altri rifiuti
Sinterizzazione del piombo	Minerale di piombo, ferro, silice, fondente calcareo, coke, soda, cenere, pirite, zinco, sostanza caustica, polvere di baghouse	Anidride solforosa, particolato contenente cadmio e piombo
Fusione di piombo	Piombo sinterizzato, coca cola	Anidride solforosa, particolato contenente cadmio e piombo	Acque reflue di lavaggio degli impianti, acque di granulazione delle scorie	Scorie contenenti impurità come zinco, ferro, silice e calce, solidi di sequestro superficiale
Bava di piombo	Lingotti di piombo, carbonato di sodio, zolfo, polvere di filtri, coke			Scorie contenenti impurità come rame, solidi di sequestro superficiale
Raffinazione del piombo	Lingotti di bava di piombo

In saldatura e taglio a gas, l'ossigeno o l'aria e un gas combustibile vengono alimentati a un cannello (torcia) in cui vengono miscelati prima della combustione all'ugello. La cerbottana è solitamente tenuta in mano (vedi figura 1). Il calore fonde le facce metalliche delle parti da unire, facendole scorrere insieme. Spesso viene aggiunto un metallo d'apporto o una lega. La lega ha spesso un punto di fusione più basso rispetto alle parti da unire. In questo caso i due pezzi generalmente non vengono portati alla temperatura di fusione (brasatura, brasatura). I flussi chimici possono essere utilizzati per prevenire l'ossidazione e facilitare la giunzione.

Figura 1. Saldatura a gas con un cannello e un'asta di metallo filtrante. Il saldatore è protetto da un grembiule di pelle, guanti e occhiali

Nella saldatura ad arco, l'arco viene innescato tra un elettrodo e i pezzi in lavorazione. L'elettrodo può essere collegato a un'alimentazione elettrica a corrente alternata (CA) oa corrente continua (CC). La temperatura di questa operazione è di circa 4,000°C quando i pezzi si fondono insieme. Di solito è necessario aggiungere metallo fuso alla giunzione fondendo l'elettrodo stesso (processi con elettrodi consumabili) o fondendo un'asta di riempimento separata che non conduce corrente (processi con elettrodi non consumabili).

La maggior parte della saldatura ad arco convenzionale viene eseguita manualmente per mezzo di un elettrodo consumabile coperto (rivestito) in un portaelettrodo portatile. La saldatura viene eseguita anche mediante molti processi di saldatura elettrica semi o completamente automatici come la saldatura a resistenza o l'alimentazione continua dell'elettrodo.

Durante il processo di saldatura, l'area di saldatura deve essere protetta dall'atmosfera per evitare ossidazioni e contaminazioni. Esistono due tipi di protezione: rivestimenti di flusso e schermatura con gas inerte. In saldatura ad arco con flusso schermato, l'elettrodo consumabile è costituito da un nucleo metallico circondato da un materiale di rivestimento di flusso, che di solito è una miscela complessa di minerali e altri componenti. Il flusso fonde man mano che la saldatura procede, ricoprendo il metallo fuso di scorie e avvolgendo l'area di saldatura con un'atmosfera protettiva di gas (ad es. anidride carbonica) generati dal flusso riscaldato. Dopo la saldatura, le scorie devono essere rimosse, spesso mediante scheggiatura.

In saldatura ad arco con protezione da gas, una coltre di gas inerte sigilla l'atmosfera e previene l'ossidazione e la contaminazione durante il processo di saldatura. Argon, elio, azoto o anidride carbonica sono comunemente usati come gas inerti. Il gas selezionato dipende dalla natura dei materiali da saldare. I due tipi più popolari di saldatura ad arco con gas di protezione sono il gas inerte di metallo e tungsteno (MIG e TIG).

Saldatura a resistenza consiste nell'utilizzare la resistenza elettrica al passaggio di una corrente elevata a bassa tensione attraverso i componenti da saldare per generare calore per la fusione del metallo. Il calore generato all'interfaccia tra i componenti li porta alle temperature di saldatura.

Pericoli e loro prevenzione

Tutte le saldature comportano rischi di incendio, ustioni, calore radiante (radiazioni infrarosse) e inalazione di fumi metallici e altri contaminanti. Altri pericoli associati a processi di saldatura specifici includono pericoli elettrici, rumore, radiazioni ultraviolette, ozono, biossido di azoto, monossido di carbonio, fluoruri, bombole di gas compresso ed esplosioni. Vedere la tabella 2 per ulteriori dettagli.

Tabella 2. Descrizione e pericoli dei processi di saldatura

Processo di saldatura	Descrizione	Pericoli
Saldatura e taglio a gas
Saldatura	La torcia fonde la superficie metallica e l'asta di riempimento, provocando la formazione di un giunto.	Fumi metallici, biossido di azoto, monossido di carbonio, rumore, ustioni, radiazioni infrarosse, incendio, esplosioni
Brasatura	Le due superfici metalliche vengono incollate senza fondere il metallo. La temperatura di fusione del metallo d'apporto è superiore a 450 °C. Il riscaldamento avviene mediante riscaldamento a fiamma, riscaldamento a resistenza e riscaldamento a induzione.	Fumi metallici (soprattutto cadmio), fluoruri, incendi, esplosioni, ustioni
saldatura	Simile alla brasatura, tranne per il fatto che la temperatura di fusione del metallo d'apporto è inferiore a 450 °C. Anche il riscaldamento viene effettuato utilizzando un saldatore.	Disossidanti, fumi di piombo, ustioni
Taglio di metalli e scriccatura a fiamma	In una variante, il metallo viene riscaldato da una fiamma e un getto di ossigeno puro viene diretto sul punto di taglio e spostato lungo la linea da tagliare. Nella scriccatura a fiamma, una striscia di metallo superficiale viene rimossa ma il metallo non viene tagliato.	Fumi metallici, biossido di azoto, monossido di carbonio, rumore, ustioni, radiazioni infrarosse, incendio, esplosioni
Saldatura a pressione di gas	Le parti vengono riscaldate da getti di gas mentre sono sotto pressione e vengono forgiate insieme.	Fumi metallici, biossido di azoto, monossido di carbonio, rumore, ustioni, radiazioni infrarosse, incendio, esplosioni
Saldatura ad arco con flusso schermato
Saldatura ad arco metallico schermato (SMAC); saldatura ad arco “a bastone”; saldatura manuale ad arco metallico (MMA); saldatura ad arco aperto	Utilizza un elettrodo consumabile costituito da un nucleo metallico circondato da un rivestimento di flusso	Fumi metallici, fluoruri (soprattutto con elettrodi a basso contenuto di idrogeno), radiazioni infrarosse e ultraviolette, ustioni, elettrici, fuoco; anche rumore, ozono, biossido di azoto
Saldatura ad arco sommerso (SAW)	Sul pezzo viene depositato uno strato di flusso granulato, seguito da un elettrodo a filo di metallo nudo consumabile. L'arco fonde il flusso per produrre uno schermo fuso protettivo nella zona di saldatura.	Fluoruri, fuoco, ustioni, radiazioni infrarosse, elettriche; anche fumi metallici, rumore, radiazioni ultraviolette, ozono e biossido di azoto
Saldatura ad arco con protezione in gas
Gas inerte metallico (MIG); saldatura ad arco metallico a gas (GMAC)	L'elettrodo è normalmente un filo consumabile nudo di composizione simile al metallo di saldatura e viene alimentato continuamente all'arco.	Radiazioni ultraviolette, fumi metallici, ozono, monossido di carbonio (con CO₂ gas), biossido di azoto, fuoco, ustioni, radiazioni infrarosse, elettriche, fluoruri, rumore
Gas inerte di tungsteno (TIG); saldatura ad arco di tungsteno a gas (GTAW); eliarc	L'elettrodo di tungsteno non è consumabile e il metallo d'apporto viene introdotto manualmente come materiale di consumo nell'arco.	Radiazioni ultraviolette, fumi metallici, ozono, biossido di azoto, fuoco, ustioni, radiazioni infrarosse, elettriche, rumore, fluoruri, monossido di carbonio
Saldatura ad arco al plasma (PAW) e spruzzatura ad arco al plasma; taglio ad arco di tungsteno	Simile alla saldatura TIG, tranne per il fatto che l'arco e il flusso di gas inerti passano attraverso un piccolo orifizio prima di raggiungere il pezzo, creando un "plasma" di gas altamente ionizzato che può raggiungere temperature superiori a 33,400°C. Viene utilizzato anche per la metallizzazione.	Fumi metallici, ozono, biossido di azoto, radiazioni ultraviolette e infrarosse, rumore; fuoco, ustioni, elettrici, fluoruri, monossido di carbonio, possibili raggi x
Saldatura ad arco con nucleo di flusso (FCAW); saldatura a gas attivo in metallo (MAG)	Utilizza un elettrodo consumabile con filo animato; può avere uno scudo di anidride carbonica (MAG)	Radiazioni ultraviolette, fumi metallici, ozono, monossido di carbonio (con CO₂ gas), biossido di azoto, fuoco, ustioni, radiazioni infrarosse, elettriche, fluoruri, rumore
Saldatura a resistenza elettrica
Saldatura a resistenza (saldatura a punti, a cordone, a proiezione o testa a testa)	Una corrente elevata a bassa tensione scorre attraverso i due componenti dagli elettrodi. Il calore generato all'interfaccia tra i componenti li porta alle temperature di saldatura. Durante il passaggio della corrente, la pressione degli elettrodi produce una saldatura a forgia. Non viene utilizzato alcun flusso o metallo d'apporto.	Ozono, rumore (a volte), rischi di macchinari, incendi, ustioni, fumi elettrici e metallici
Saldatura elettroscoria	Utilizzato per la saldatura testa a testa verticale. I pezzi vengono posizionati verticalmente, con uno spazio tra loro, e piastre o scarpe di rame vengono posizionate su uno o entrambi i lati del giunto per formare un bagno. Un arco viene stabilito sotto uno strato di flusso tra uno o più fili di elettrodi alimentati in continuo e una piastra metallica. Si forma un bagno di metallo fuso, protetto da flusso o scoria fusa, che viene mantenuto fuso dalla resistenza alla corrente che passa tra l'elettrodo ei pezzi. Questo calore generato dalla resistenza scioglie i lati del giunto e il filo dell'elettrodo, riempiendo il giunto e realizzando una saldatura. Man mano che la saldatura procede, il metallo fuso e le scorie vengono trattenuti in posizione spostando le lastre di rame.	Ustioni, fuoco, radiazioni infrarosse, elettriche, fumi metallici
Saldatura flash	Le due parti metalliche da saldare sono collegate a una sorgente a bassa tensione e alta corrente. Quando le estremità dei componenti vengono messe in contatto, scorre una forte corrente che provoca il "lampeggio" e porta le estremità dei componenti alla temperatura di saldatura. Una saldatura a forgia si ottiene per pressione.	Elettricità, ustioni, incendio, fumi metallici
Altri processi di saldatura
Saldatura a fascio di elettroni	Un pezzo in lavorazione in una camera a vuoto viene bombardato da un raggio di elettroni da un cannone elettronico ad alta tensione. L'energia degli elettroni viene trasformata in calore quando colpisce il pezzo, fondendo così il metallo e fondendo il pezzo.	Raggi X ad alta tensione, elettrici, ustioni, polveri metalliche, ambienti confinati
Taglio ad arco	Viene innescato un arco tra l'estremità di un elettrodo di carbone (in un portaelettrodo manuale con alimentazione propria di aria compressa) e il pezzo in lavorazione. Il metallo fuso prodotto viene soffiato via da getti di aria compressa.	Fumi metallici, monossido di carbonio, biossido di azoto, ozono, fuoco, ustioni, radiazioni infrarosse, elettriche
Saldatura per attrito	Una tecnica di saldatura puramente meccanica in cui un componente rimane fermo mentre l'altro viene ruotato contro di esso sotto pressione. Il calore è generato dall'attrito e alla temperatura di forgiatura la rotazione cessa. Una pressione di forgiatura effettua quindi la saldatura.	Calore, ustioni, pericoli per i macchinari
Saldatura laser e foratura	I raggi laser possono essere utilizzati in applicazioni industriali che richiedono una precisione eccezionalmente elevata, come assemblaggi in miniatura e microtecniche nell'industria elettronica o filiere per l'industria delle fibre artificiali. Il raggio laser fonde e unisce i pezzi.	Elettricità, radiazioni laser, radiazioni ultraviolette, fuoco, ustioni, fumi metallici, prodotti di decomposizione dei rivestimenti dei pezzi
Saldatura di perni	Viene scoccato un arco tra un perno metallico (che funge da elettrodo) tenuto in una pistola per saldatura per perni e la piastra metallica da unire, e aumenta la temperatura delle estremità dei componenti fino al punto di fusione. La pistola forza il perno contro la piastra e lo salda. La schermatura è fornita da una ghiera in ceramica che circonda il perno.	Fumi metallici, radiazioni infrarosse e ultraviolette, ustioni, elettrici, fuoco, rumore, ozono, biossido di azoto
Saldatura termite	Una miscela di polvere di alluminio e una polvere di ossido di metallo (ferro, rame, ecc.) viene accesa in un crogiolo, producendo metallo fuso con sviluppo di intenso calore. Il crogiolo viene spillato e il metallo fuso scorre nella cavità da saldare (che è circondata da uno stampo di sabbia). Questo è spesso usato per riparare fusioni o forgiati.	Incendio, esplosione, radiazioni infrarosse, ustioni

Gran parte della saldatura non viene eseguita in officine dove le condizioni possono generalmente essere controllate, ma sul campo nella costruzione o riparazione di grandi strutture e macchinari (ad es. telai di edifici, ponti e torri, navi, locomotive e vagoni ferroviari, attrezzature pesanti e così via). Su). Il saldatore potrebbe dover portare sul posto tutta la sua attrezzatura, installarla e lavorare in spazi ristretti o su impalcature. Sforzo fisico, affaticamento eccessivo e lesioni muscoloscheletriche possono seguire la necessità di raggiungere, inginocchiarsi o lavorare in altre posizioni scomode e scomode. Lo stress da calore può derivare dal lavoro in climi caldi e dagli effetti occlusivi dei dispositivi di protezione individuale, anche senza il calore generato dal processo di saldatura.

Bombole di gas compresso

Negli impianti di saldatura a gas ad alta pressione, l'ossigeno e il gas combustibile (acetilene, idrogeno, gas di città, propano) vengono forniti alla torcia da bombole. I gas vengono immagazzinati in questi cilindri ad alta pressione. Gli speciali rischi di incendio ed esplosione e le precauzioni per l'uso e lo stoccaggio sicuri dei gas combustibili sono discussi anche altrove in questo documento Enciclopedia. Devono essere osservate le seguenti precauzioni:

Sulle bombole devono essere montati solo regolatori di pressione progettati per il gas in uso. Ad esempio, un regolatore di acetilene non deve essere utilizzato con gas di carbone o idrogeno (sebbene possa essere utilizzato con propano).

Le cerbottane devono essere mantenute in buono stato e pulite ad intervalli regolari. Per pulire le punte è necessario utilizzare un bastoncino di legno duro o un filo di ottone morbido. Dovrebbero essere collegati ai regolatori con tubi speciali rinforzati con tela posizionati in modo tale da non essere danneggiati.

Le bombole di ossigeno e di acetilene devono essere conservate separatamente e solo in locali ignifughi privi di materiale infiammabile e devono essere collocate in modo tale da poter essere prontamente rimosse in caso di incendio. Devono essere consultati i regolamenti edilizi e di protezione antincendio locali.

Vanno scrupolosamente osservate le codifiche cromatiche vigenti o consigliate per l'identificazione delle bombole e degli accessori. In molti paesi, in questo campo vengono applicati i codici colore accettati a livello internazionale utilizzati per il trasporto di materiali pericolosi. La necessità dell'applicazione di norme internazionali uniformi a questo riguardo è rafforzata da considerazioni di sicurezza legate alla crescente migrazione internazionale dei lavoratori dell'industria.

Generatori di acetilene

Nel processo di saldatura a gas a bassa pressione, l'acetilene viene generalmente prodotto nei generatori per reazione di carburo di calcio e acqua. Il gas viene quindi convogliato alla torcia di saldatura o taglio in cui viene alimentato l'ossigeno.

Gli impianti di generazione stazionari dovrebbero essere installati all'aperto o in un edificio ben ventilato lontano dalle officine principali. La ventilazione del locale generatore deve essere tale da impedire la formazione di un'atmosfera esplosiva o tossica. Dovrebbe essere fornita un'illuminazione adeguata; interruttori, altri dispositivi elettrici e lampade elettriche devono essere posizionati all'esterno dell'edificio o essere a prova di esplosione. Fumo, fiamme, torce, impianti di saldatura o materiali infiammabili devono essere esclusi dall'abitazione o dalle vicinanze di un generatore all'aperto. Molte di queste precauzioni si applicano anche ai generatori portatili. I generatori portatili devono essere utilizzati, puliti e ricaricati solo all'aria aperta o in un negozio ben ventilato, lontano da qualsiasi materiale infiammabile.

Il carburo di calcio viene fornito in fusti sigillati. Il materiale deve essere immagazzinato e mantenuto asciutto, su una piattaforma rialzata rispetto al livello del pavimento. I negozi devono essere situati al coperto e, se adiacenti a un altro edificio, il muro del partito deve essere ignifugo. Il magazzino deve essere adeguatamente ventilato attraverso il tetto. I fusti devono essere aperti solo immediatamente prima che il generatore venga caricato. Dovrebbe essere fornito e utilizzato un dispositivo di apertura speciale; un martello e uno scalpello non dovrebbero mai essere usati per aprire i fusti. È pericoloso lasciare fusti di carburo di calcio esposti a qualsiasi fonte d'acqua.

Prima di smantellare un generatore, tutto il carburo di calcio deve essere rimosso e l'impianto riempito d'acqua. L'acqua dovrebbe rimanere nella pianta per almeno mezz'ora per garantire che ogni parte sia priva di gas. Lo smontaggio e la manutenzione devono essere eseguiti solo dal produttore dell'apparecchiatura o da uno specialista. Quando un generatore viene ricaricato o pulito, nessuna delle vecchie cariche deve essere riutilizzata.

Pezzi di carburo di calcio incastrati nel meccanismo di alimentazione o aderenti a parti della pianta devono essere accuratamente rimossi, utilizzando strumenti antiscintilla in bronzo o altra lega non ferrosa idonea.

Tutti gli interessati dovrebbero avere piena dimestichezza con le istruzioni del produttore, che dovrebbero essere ben visibili. Vanno inoltre osservate le seguenti precauzioni:

Tra il generatore e ciascun cannello deve essere montata una valvola di contropressione adeguatamente progettata per evitare ritorni di fiamma o flusso inverso di gas. La valvola deve essere ispezionata regolarmente dopo il ritorno di fiamma e il livello dell'acqua controllato quotidianamente.

Devono essere utilizzati solo cannelli del tipo ad iniettore progettati per il funzionamento a bassa pressione. Per il riscaldamento e il taglio vengono talvolta impiegati gas di città o idrogeno a bassa pressione. In questi casi, una valvola di non ritorno deve essere posizionata tra ogni cannello e la conduttura o tubazione di alimentazione.

Un'esplosione può essere causata da un "ritorno di fiamma", che deriva dall'immersione della punta dell'ugello nella pozza di metallo fuso, fango o vernice, o da qualsiasi altro blocco. Le particelle di scorie o metallo che si attaccano alla punta devono essere rimosse. Anche la punta dovrebbe essere raffreddata frequentemente.

È necessario consultare i codici edilizi e antincendio locali.

Prevenzione incendi ed esplosioni

Nel localizzare le operazioni di saldatura, si dovrebbe tenere in considerazione le pareti circostanti, i pavimenti, gli oggetti vicini e il materiale di scarto. Dovrebbero essere seguite le seguenti procedure:

Tutto il materiale combustibile deve essere rimosso o adeguatamente protetto con lamiere o altri materiali idonei; i teloni non dovrebbero mai essere usati.

Le strutture in legno dovrebbero essere scoraggiate o protette in modo simile. I pavimenti in legno dovrebbero essere evitati.

Vanno prese misure precauzionali in caso di aperture o crepe nelle pareti e nei pavimenti; il materiale infiammabile nelle stanze adiacenti o sul pavimento sottostante deve essere rimosso in una posizione sicura. È necessario consultare i codici edilizi e antincendio locali.

Devono essere sempre a portata di mano idonei dispositivi antincendio. Nel caso di impianto a bassa pressione con generatore di acetilene, devono essere tenuti a disposizione anche secchi di sabbia asciutta; sono soddisfacenti gli estintori del tipo a polvere secca o ad anidride carbonica. L'acqua non deve mai essere usata.

Potrebbero essere necessari i vigili del fuoco. Un responsabile dovrebbe essere incaricato di tenere sotto osservazione il sito per almeno mezz'ora dopo il completamento dei lavori, al fine di far fronte a qualsiasi focolaio di incendio.

Poiché possono verificarsi esplosioni quando il gas acetilene è presente nell'aria in qualsiasi proporzione compresa tra il 2 e l'80%, sono necessari un'adeguata ventilazione e monitoraggio per garantire l'assenza di fughe di gas. Utilizzare solo acqua saponata per la ricerca di fughe di gas.

L'ossigeno deve essere attentamente controllato. Ad esempio, non dovrebbe mai essere rilasciato nell'aria in uno spazio ristretto; molti metalli, indumenti e altri materiali diventano attivamente combustibili in presenza di ossigeno. Nel taglio del gas, l'eventuale ossigeno non consumato verrà rilasciato nell'atmosfera; il taglio del gas non dovrebbe mai essere effettuato in uno spazio ristretto senza adeguate disposizioni di ventilazione.

Le leghe ricche di magnesio o altri metalli combustibili devono essere tenute lontane da fiamme o archi di saldatura.

La saldatura dei contenitori può essere estremamente pericolosa. Se i contenuti precedenti sono sconosciuti, un recipiente dovrebbe sempre essere trattato come se avesse contenuto una sostanza infiammabile. Le esplosioni possono essere prevenute rimuovendo qualsiasi materiale infiammabile o rendendolo non esplosivo e non infiammabile.

La miscela di alluminio e ossido di ferro utilizzata nella saldatura alla termite è stabile in condizioni normali. Tuttavia, in considerazione della facilità con cui la polvere di alluminio si infiamma e della natura quasi esplosiva della reazione, è necessario adottare adeguate precauzioni durante la manipolazione e lo stoccaggio (evitare l'esposizione a calore elevato e possibili fonti di accensione).

In alcune giurisdizioni è richiesto un programma scritto di autorizzazione per lavori a caldo per la saldatura. Questo programma delinea le precauzioni e le procedure da seguire durante la saldatura, il taglio, la bruciatura e così via. Questo programma dovrebbe includere le operazioni specifiche condotte insieme alle precauzioni di sicurezza da attuare. Deve essere specifico dell'impianto e può includere un sistema di autorizzazioni interne che deve essere completato con ogni singola operazione.

Protezione dal calore e dai rischi di ustioni

Possono verificarsi ustioni agli occhi e alle parti esposte del corpo a causa del contatto con metallo caldo e schizzi di particelle metalliche incandescenti o metallo fuso. Nella saldatura ad arco, una scintilla ad alta frequenza utilizzata per innescare l'arco può causare ustioni piccole e profonde se concentrata in un punto della pelle. L'intensa radiazione infrarossa e visibile di una saldatura a gas o una fiamma di taglio e il metallo incandescente nel bagno di saldatura possono causare disagio all'operatore e alle persone nelle vicinanze dell'operazione. Ogni operazione dovrebbe essere considerata in anticipo e le precauzioni necessarie progettate e implementate. Gli occhiali realizzati appositamente per la saldatura e il taglio a gas devono essere indossati per proteggere gli occhi dal calore e dalla luce irradiati dal lavoro. Le coperture protettive sul vetro del filtro devono essere pulite secondo necessità e sostituite se graffiate o danneggiate. In caso di emissione di metallo fuso o particelle calde, l'abbigliamento protettivo indossato deve deviare gli schizzi. Il tipo e lo spessore degli indumenti ignifughi indossati devono essere scelti in base al grado di pericolo. Nelle operazioni di taglio e saldatura ad arco, indossare copriscarpe in pelle o altre ghette adatte per evitare che particelle calde cadano negli stivali o nelle scarpe. Per proteggere le mani e gli avambracci da calore, spruzzi, scorie e così via, è sufficiente il tipo di guanto in pelle con polsini in tela o pelle. Altri tipi di indumenti protettivi includono grembiuli, giacche, maniche, gambali e copricapo in pelle. Nella saldatura sopratesta sono necessari un mantello e un cappuccio protettivi. Tutti gli indumenti protettivi devono essere privi di olio o grasso e le cuciture devono essere all'interno, in modo da non intrappolare globuli di metallo fuso. L'abbigliamento non dovrebbe avere tasche o polsini che potrebbero intrappolare scintille e dovrebbe essere indossato in modo che le maniche si sovrappongano ai guanti, i leggings si sovrappongano alle scarpe e così via. Gli indumenti protettivi devono essere ispezionati per verificare che non vi siano cuciture scoppiate o fori attraverso i quali possono entrare metallo fuso o scorie. Gli articoli pesanti lasciati caldi al termine della saldatura devono sempre essere contrassegnati come "caldi" come avvertimento per gli altri lavoratori. Con la saldatura a resistenza, il calore prodotto potrebbe non essere visibile e le ustioni possono derivare dalla manipolazione di gruppi caldi. Particelle di metallo caldo o fuso non devono fuoriuscire da saldature a punti, giunzioni o proiezioni se le condizioni sono corrette, ma è necessario utilizzare schermi non infiammabili e prendere precauzioni. Gli schermi proteggono anche i passanti dalle ustioni agli occhi. Le parti sciolte non devono essere lasciate nella gola della macchina perché potrebbero essere proiettate con una certa velocità.

Sicurezza elettrica

Sebbene le tensioni a vuoto nella saldatura ad arco manuale siano relativamente basse (circa 80 V o meno), le correnti di saldatura sono elevate e i circuiti primari del trasformatore presentano i consueti rischi delle apparecchiature utilizzate alla tensione della linea di alimentazione. Il rischio di scosse elettriche non va quindi ignorato, soprattutto in spazi angusti o in posizioni poco sicure.

Prima di iniziare la saldatura, controllare sempre l'impianto di messa a terra dell'attrezzatura per la saldatura ad arco. I cavi e le connessioni devono essere solidi e di capacità adeguata. Utilizzare sempre un morsetto di messa a terra adeguato o un terminale imbullonato. Se due o più saldatrici sono collegate a terra alla stessa struttura o se sono in uso anche altri utensili elettrici portatili, la messa a terra deve essere supervisionata da una persona competente. La postazione di lavoro deve essere asciutta, sicura e libera da ostacoli pericolosi. Un posto di lavoro ben organizzato, ben illuminato, adeguatamente ventilato e ordinato è importante. Per lavorare in spazi ristretti o in posizioni pericolose, è possibile installare nel circuito di saldatura una protezione elettrica aggiuntiva (dispositivi a vuoto, a bassa tensione), assicurando che sia disponibile solo corrente a bassissima tensione al portaelettrodo quando la saldatura non è in corso . (Vedere la discussione sugli spazi ristretti di seguito.) Si consigliano portaelettrodi in cui gli elettrodi sono tenuti da una presa a molla o da una filettatura. Il disagio dovuto al riscaldamento può essere ridotto mediante un efficace isolamento termico sulla parte del portaelettrodo tenuta in mano. Le ganasce e le connessioni dei portaelettrodi devono essere pulite e serrate periodicamente per evitare il surriscaldamento. Dovrebbero essere presi provvedimenti per alloggiare il portaelettrodo in modo sicuro quando non è in uso per mezzo di un gancio isolato o di un portaelettrodo completamente isolato. Il collegamento del cavo deve essere progettato in modo tale che la continua flessione del cavo non causi l'usura e il cedimento dell'isolamento. Evitare il trascinamento di cavi e tubi di alimentazione del gas in plastica (processi con schermatura del gas) su piastre calde o saldature. Il cavo dell'elettrodo non deve entrare in contatto con il lavoro o qualsiasi altro oggetto collegato a terra (massa). Tubi di gomma e cavi ricoperti di gomma non devono essere utilizzati vicino alla scarica ad alta frequenza, perché l'ozono prodotto marcirà la gomma. Tubi di plastica e cavi rivestiti in cloruro di polivinile (PVC) devono essere utilizzati per tutte le alimentazioni dal trasformatore al portaelettrodo. I cavi vulcanizzati o rivestiti in gomma dura sono soddisfacenti sul lato primario. Sporcizia e polvere metallica o di altra natura conduttiva possono causare guasti all'unità di scarica ad alta frequenza. Per evitare questa condizione, l'unità deve essere pulita regolarmente soffiando con aria compressa. Indossare protezioni acustiche quando si utilizza aria compressa per più di pochi secondi. Per la saldatura a fascio di elettroni, la sicurezza delle attrezzature utilizzate deve essere verificata prima di ogni operazione. Per proteggersi dalle scosse elettriche, è necessario installare un sistema di interblocchi nei vari armadi. È necessario un sistema affidabile di messa a terra di tutte le unità e quadri elettrici. Per le apparecchiature di saldatura al plasma utilizzate per il taglio di grossi spessori, le tensioni possono arrivare fino a 400 V e il pericolo deve essere previsto. La tecnica di sparare l'arco con un impulso ad alta frequenza espone l'operatore ai pericoli di uno spiacevole shock e di un'ustione dolorosa e penetrante ad alta frequenza.

Radiazioni ultraviolette

La luce brillante emessa da un arco elettrico contiene un'elevata percentuale di radiazioni ultraviolette. Anche un'esposizione momentanea a scoppi di arco elettrico, compresi i lampi vaganti degli archi elettrici di altri lavoratori, può produrre una congiuntivite dolorosa (foto-oftalmia) nota come "occhio ad arco" o "lampo oculare". Se una persona è esposta all'arco elettrico, è necessario rivolgersi immediatamente a un medico. L'eccessiva esposizione alle radiazioni ultraviolette può anche causare surriscaldamento e bruciore della pelle (effetto scottatura). Le precauzioni includono:

Deve essere utilizzato uno schermo o un elmetto dotato di filtro di grado corretto (vedere l'articolo "Protezione degli occhi e del viso" altrove in questo Enciclopedia). Per i processi di saldatura ad arco con gas schermato e il taglio ad arco di carbonio, gli schermi manuali piatti forniscono una protezione insufficiente dalle radiazioni riflesse; dovrebbero essere usati i caschi. Sotto l'elmetto devono essere indossati occhiali con filtro o occhiali con protezioni laterali per evitare l'esposizione quando l'elmetto viene sollevato per l'ispezione del lavoro. I caschi forniranno anche protezione da schizzi e scorie calde. I caschi e gli schermi per le mani sono dotati di un vetro filtrante e di un vetro protettivo all'esterno. Questo dovrebbe essere regolarmente ispezionato, pulito e sostituito se graffiato o danneggiato.
Il viso, la nuca e le altre parti esposte del corpo devono essere adeguatamente protette, specialmente quando si lavora vicino ad altri saldatori.
Gli assistenti devono indossare almeno occhiali adeguati e altri DPI in base al rischio.
Tutte le operazioni di saldatura ad arco devono essere schermate per proteggere altre persone che lavorano nelle vicinanze. Dove il lavoro viene svolto su banchi fissi o in officine di saldatura, dovrebbero essere montati ove possibile schermi permanenti; in caso contrario, dovrebbero essere utilizzati schermi temporanei. Tutti gli schermi devono essere opachi, di costruzione robusta e di materiale ignifugo.
L'uso di vernici nere per l'interno delle cabine di saldatura è diventata una pratica accettata, ma la vernice deve produrre una finitura opaca. Dovrebbe essere fornita un'adeguata illuminazione ambientale per prevenire l'affaticamento degli occhi che porta a mal di testa e incidenti.
Le cabine di saldatura e gli schermi portatili devono essere controllati regolarmente per assicurarsi che non vi siano danni che potrebbero provocare l'arco che potrebbe interessare le persone che lavorano nelle vicinanze.

Rischi chimici

I contaminanti aerodispersi da saldatura e taglio a fiamma, inclusi fumi e gas, derivano da una varietà di fonti:

il metallo da saldare, il metallo nell'asta di apporto o componenti di vari tipi di acciaio come nichel o cromo)
qualsiasi rivestimento metallico sull'articolo da saldare o sull'asta di apporto (ad es. zinco e cadmio dalla placcatura, zinco dalla zincatura e rame come rivestimento sottile su barre di apporto continue in acciaio dolce)
qualsiasi vernice, grasso, detriti e simili sull'articolo da saldare (ad es. monossido di carbonio, anidride carbonica, fumo e altri prodotti di decomposizione irritanti)
rivestimento di flusso sull'asta di riempimento (ad esempio, fluoruro inorganico)
l'azione del calore o della luce ultravioletta sull'aria circostante (p. es., biossido di azoto, ozono) o sugli idrocarburi clorurati (p. es., fosgene)
gas inerte usato come scudo (es. anidride carbonica, elio, argon).

Fumi e gas devono essere rimossi alla fonte mediante LEV. Ciò può essere fornito dalla chiusura parziale del processo o dall'installazione di cappe che forniscono una velocità dell'aria sufficientemente elevata attraverso la posizione di saldatura in modo da garantire la cattura dei fumi.

Particolare attenzione dovrebbe essere prestata alla ventilazione nella saldatura di metalli non ferrosi e di alcuni acciai legati, nonché alla protezione dal pericolo di ozono, monossido di carbonio e biossido di azoto che possono formarsi. Sono facilmente disponibili sistemi di ventilazione portatili e fissi. In generale, l'aria esausta non deve essere ricircolata. Dovrebbe essere ricircolata solo se non ci sono livelli pericolosi di ozono o altri gas tossici e l'aria di scarico è filtrata attraverso un filtro ad alta efficienza.

Con la saldatura a fascio di elettroni e se i materiali da saldare sono di natura tossica (ad esempio, berillio, plutonio e così via), è necessario prestare attenzione per proteggere l'operatore da eventuali nuvole di polvere durante l'apertura della camera.

Quando c'è un rischio per la salute da fumi tossici (es. piombo) e LEV non è praticabile - per esempio, quando le strutture verniciate al piombo vengono demolite mediante taglio alla fiamma - è necessario l'uso di dispositivi di protezione delle vie respiratorie. In tali circostanze, è necessario indossare un respiratore a pieno facciale approvato ad alta efficienza o un respiratore purificato ad aria alimentato a pressione positiva (PAPR) ad alta efficienza. È necessario un elevato standard di manutenzione del motore e della batteria, in particolare con il respiratore a pressione positiva originale ad alta efficienza. L'uso di respiratori ad aria compressa a pressione positiva dovrebbe essere incoraggiato laddove sia disponibile un'adeguata fornitura di aria compressa di qualità respiratoria. Ogni volta che devono essere indossati dispositivi di protezione delle vie respiratorie, la sicurezza del posto di lavoro deve essere riesaminata per determinare se siano necessarie ulteriori precauzioni, tenendo presente la visione limitata, le possibilità di intrappolamento e così via delle persone che indossano dispositivi di protezione delle vie respiratorie.

Febbre da fumi metallici

La febbre da fumi metallici è comunemente osservata nei lavoratori esposti ai fumi di zinco nel processo di zincatura o stagnatura, nella fusione dell'ottone, nella saldatura del metallo zincato e nella metallizzazione o spruzzatura di metalli, nonché dall'esposizione ad altri metalli come rame, manganese e ferro. Si verifica nei nuovi lavoratori e in coloro che tornano al lavoro dopo un fine settimana o una pausa festiva. È una condizione acuta che si verifica diverse ore dopo l'iniziale inalazione di particelle di un metallo o dei suoi ossidi. Inizia con un cattivo sapore in bocca seguito da secchezza e irritazione della mucosa respiratoria con conseguente tosse e occasionalmente dispnea e "oppressione" del torace. Questi possono essere accompagnati da nausea e mal di testa e, circa 10-12 ore dopo l'esposizione, brividi e febbre che possono essere piuttosto gravi. Questi durano diverse ore e sono seguiti da sudorazione, sonno e spesso da poliuria e diarrea. Non esiste un trattamento particolare e il recupero è generalmente completo in circa 24 ore senza residui. Può essere evitato mantenendo l'esposizione ai fumi metallici offensivi ben entro i livelli raccomandati attraverso l'uso di LEV efficiente.

Spazi confinati

Per l'ingresso in spazi confinati, potrebbe esserci il rischio che l'atmosfera sia esplosiva, tossica, carente di ossigeno o una combinazione di quanto sopra. Qualsiasi spazio confinato di questo tipo deve essere certificato da una persona responsabile come sicuro per l'accesso e per il lavoro con arco o fiamme. Potrebbe essere necessario un programma di ingresso in spazi confinati, che includa un sistema di permessi di ingresso, altamente raccomandato per lavori che devono essere eseguiti in spazi che in genere non sono costruiti per un'occupazione continua. Gli esempi includono, ma non sono limitati a, tombini, caveau, stive di navi e simili. La ventilazione degli spazi ristretti è fondamentale, poiché la saldatura a gas non solo produce contaminanti aerodispersi, ma consuma anche ossigeno. I processi di saldatura ad arco con protezione da gas possono ridurre il contenuto di ossigeno dell'aria. (Vedi figura 2.)

Figura 2. Saldatura in uno spazio chiuso

SF Gilman

Rumore

Il rumore è un pericolo in diversi processi di saldatura, tra cui la saldatura al plasma, alcuni tipi di saldatrici a resistenza e la saldatura a gas. Nella saldatura al plasma, il getto di plasma viene espulso a velocità molto elevate, producendo un rumore intenso (fino a 90 dBA), in particolare nelle bande di frequenza più elevate. Anche l'uso di aria compressa per soffiare via la polvere crea livelli di rumorosità elevati. Per prevenire danni all'udito, devono essere indossati tappi per le orecchie o cuffie e deve essere istituito un programma di conservazione dell'udito, inclusi esami audiometrici (capacità uditiva) e formazione del personale.

Radiazione ionizzante

Nelle officine di saldatura in cui le saldature vengono ispezionate radiograficamente con apparecchiature a raggi X o raggi gamma, devono essere rigorosamente osservate le avvertenze e le istruzioni consuete. I lavoratori devono essere tenuti a distanza di sicurezza da tali apparecchiature. Le sorgenti radioattive devono essere maneggiate solo con gli strumenti speciali richiesti e con precauzioni speciali.

Devono essere seguite le normative locali e governative. Vedere il capitolo Radiazioni, ionizzanti altrove in questo Enciclopedia.

Deve essere fornita una schermatura sufficiente con saldatura a fascio di elettroni per evitare che i raggi X penetrino nelle pareti e nelle finestre della camera. Tutte le parti della macchina che forniscono schermature contro i raggi X devono essere interbloccate in modo che la macchina non possa essere alimentata se non sono in posizione. Le macchine devono essere controllate al momento dell'installazione per eventuali perdite di radiazioni a raggi X e successivamente regolarmente.

Altri pericoli

Le saldatrici a resistenza hanno almeno un elettrodo, che si muove con notevole forza. Se una macchina viene azionata mentre un dito o una mano si trova tra gli elettrodi, ne risulteranno gravi schiacciamenti. Ove possibile, deve essere previsto un adeguato mezzo di protezione per salvaguardare l'operatore. Tagli e lacerazioni possono essere ridotti al minimo sbavando prima i componenti e indossando guanti o guanti protettivi.

Le procedure di lockout/tagout devono essere utilizzate durante la manutenzione o la riparazione di macchinari con fonti di energia elettrica, meccanica o di altro tipo.

Quando le scorie vengono rimosse dalle saldature mediante scheggiatura e così via, gli occhi devono essere protetti con occhiali o altri mezzi.

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Pubblicato in Lavorazione dei metalli e lavorazione dei metalli

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Mercoledì, marzo 16 2011 21: 40

torni

Adattato dalla 3a edizione, Encyclopaedia of Occupational Health and Safety.

Il ruolo importante svolto dai torni nelle officine di lavorazione dei metalli è illustrato al meglio dal fatto che il 90-95% dei trucioli (trucioli metallici) prodotti nell'industria delle valvole e dei raccordi proviene dai torni. Circa un decimo degli infortuni denunciati in questo settore sono dovuti ai torni; ciò corrisponde a un terzo di tutti gli incidenti meccanici. Secondo uno studio sulla frequenza relativa degli infortuni per unità di macchina effettuato in uno stabilimento di produzione di minuteria di precisione e apparecchiature elettriche, i torni sono al quinto posto dopo le macchine per la lavorazione del legno, le seghe per il taglio dei metalli, le presse e le foratrici. La necessità di misure protettive sui torni è quindi fuor di dubbio.

La tornitura è un processo meccanico in cui il diametro del materiale viene ridotto da un utensile con un tagliente speciale. Il movimento di taglio è prodotto dalla rotazione del pezzo, mentre i movimenti di avanzamento e traslazione sono prodotti dall'utensile. Variando questi tre movimenti di base, e anche scegliendo la geometria e il materiale del tagliente dell'utensile appropriato, è possibile influenzare la velocità di asportazione del materiale, la qualità della superficie, la forma del truciolo formato e l'usura dell'utensile.

Struttura dei torni

Un tipico tornio è costituito da:

un letto o una base con guide di scorrimento lavorate per la sella e la contropunta
una paletta montata sul letto, con il fuso e il mandrino
un riduttore di avanzamento fissato alla parte anteriore del letto per trasmettere il movimento di avanzamento in funzione della velocità di taglio attraverso la vite di comando o l'albero di avanzamento e il grembiule alla sella
una sella (o carrello) che porta la slitta trasversale che esegue il movimento di traslazione
un portautensili montato sulla slitta trasversale (vedi figura 1).

Figura 1. Torni e macchine simili

Questo modello base di tornio può essere variato all'infinito, dalla macchina universale al tornio automatico speciale progettato per un solo tipo di lavorazione.

I tipi più importanti di tornio sono i seguenti:

Tornio centrale. Questo è il tornio più utilizzato. Corrisponde al modello base con asse di rotazione orizzontale. Il lavoro è tenuto tra i centri, da un frontalino o in un mandrino.
Tornio multiutensile. Ciò consente di utilizzare più strumenti contemporaneamente.
Tornio a torretta, tornio a cabestano. Macchine di questo tipo consentono di lavorare un pezzo con più utensili che vengono impegnati uno dopo l'altro. Gli utensili sono trattenuti nella torretta, che ruota per portarli in posizione di taglio. Le torrette sono generalmente del tipo a disco oa corona, ma esistono anche torni a torretta a tamburo.
Torni a copiare. La forma desiderata viene trasmessa dal controllo del tracciante da un modello all'opera.
Tornio automatico. Le varie operazioni, compreso il cambio dell'opera, sono automatizzate. Ci sono automatici a barra e automatici a mandrino.
Tornio verticale (alesatore e tornio). L'opera ruota attorno ad un asse verticale; è fissato a un tavolo girevole orizzontale. Questo tipo di macchina è generalmente utilizzato per la lavorazione di fusioni e forgiati di grandi dimensioni.
Torni a controllo numerico e CNC. Tutte le suddette macchine possono essere dotate di sistema a controllo numerico (NC) oa controllo numerico assistito da computer (CNC). Il risultato è una macchina semiautomatica o completamente automatizzata che può essere utilizzata in modo piuttosto universale, grazie alla grande versatilità e alla facile programmabilità del sistema di controllo.

Lo sviluppo futuro del tornio si concentrerà probabilmente sui sistemi di controllo. I controlli di contatto saranno sempre più sostituiti da sistemi di controllo elettronici. Per quanto riguarda quest'ultimo, c'è una tendenza nell'evoluzione da controlli programmati per interpolazione a controlli programmati da memoria. È prevedibile che nel lungo periodo l'utilizzo di computer di processo sempre più efficienti tenderà ad ottimizzare il processo di lavorazione.

incidenti

Gli incidenti al tornio sono generalmente causati da:

inosservanza delle norme di sicurezza quando le macchine sono installate in officine (es. spazio insufficiente tra le macchine, mancanza di sezionatore di alimentazione per ogni macchina)
protezioni mancanti o assenza di dispositivi ausiliari (lesioni gravi sono state causate agli operai che hanno cercato di frenare il mandrino dei loro torni premendo una mano contro pulegge delle cinghie non protette e agli operatori che hanno inavvertitamente azionato leve o pedali della frizione non protetti; lesioni dovute a si sono verificati anche trucioli volanti a causa dell'assenza di coperchi incernierati o scorrevoli)
elementi di comando posizionati in modo inadeguato (ad esempio, la mano di un tornitore può essere trafitta dal centro della contropunta se il pedale che controlla il mandrino viene scambiato per quello che controlla il circuito idraulico del movimento del centro della contropunta)
condizioni di lavoro sfavorevoli (vale a dire, carenze dal punto di vista della fisiologia occupazionale)
mancanza di DPI o abbigliamento da lavoro non idoneo (lesioni gravi e anche mortali sono state causate a tornitori che indossavano abiti larghi o avevano i capelli lunghi e sciolti)
istruzione insufficiente del personale (un apprendista è stato ferito a morte quando ha limato un albero corto che era fissato tra i centri e fatto ruotare da un portante a gomito sul naso del mandrino e da uno dritto sull'albero; il portante del tornio gli ha afferrato la manica sinistra, che era avvolto attorno al pezzo, trascinando violentemente l'apprendista nel tornio)
cattiva organizzazione del lavoro che ha portato all'uso di attrezzature inadeguate (ad esempio, una barra lunga è stata lavorata su un tornio di produzione convenzionale; era troppo lunga per questo tornio e sporgeva oltre 1 m oltre la paletta; inoltre, l'apertura del mandrino era troppo grande per la barra ed è stato realizzato inserendo cunei di legno; quando il mandrino del tornio ha iniziato a ruotare, l'estremità libera della barra si è piegata di 45° e ha colpito la testa dell'operatore; l'operatore è morto nella notte successiva)
elementi della macchina difettosi (ad esempio, un perno portante allentato in una frizione può causare l'avvio della rotazione del mandrino del tornio mentre l'operatore sta regolando un pezzo nel mandrino).

Prevenzione degli incidenti

La prevenzione degli incidenti al tornio inizia in fase di progettazione. I progettisti dovrebbero prestare particolare attenzione agli elementi di controllo e trasmissione.

Elementi di controllo

Ogni tornio deve essere dotato di un interruttore di disconnessione (o sezionamento) dell'alimentazione in modo che i lavori di manutenzione e riparazione possano essere eseguiti in sicurezza. Questo interruttore deve scollegare la corrente su tutti i poli, interrompere in modo affidabile l'alimentazione pneumatica e idraulica e sfiatare i circuiti. Sulle macchine di grandi dimensioni, l'interruttore di disconnessione dovrebbe essere progettato in modo tale da poter essere bloccato con un lucchetto nella sua posizione esterna, una misura di sicurezza contro la riconnessione accidentale.

La disposizione dei comandi della macchina deve essere tale che l'operatore possa facilmente distinguerli e raggiungerli e che la loro manipolazione non presenti alcun pericolo. Ciò significa che i comandi non devono mai essere disposti in punti raggiungibili solo passando la mano sulla zona di lavoro della macchina o dove possono essere colpiti da schegge volanti.

Gli interruttori che monitorano le protezioni e le interbloccano con l'azionamento della macchina devono essere scelti e installati in modo tale da aprire positivamente il circuito non appena la protezione viene spostata dalla sua posizione di protezione.

I dispositivi di arresto di emergenza devono provocare l'arresto immediato del movimento pericoloso. Devono essere progettati e posizionati in modo tale da poter essere agevolmente azionati dal lavoratore minacciato. I pulsanti di arresto di emergenza devono essere facilmente raggiungibili e devono essere in rosso.

Gli elementi di azionamento degli apparecchi di comando che possono far scattare un movimento pericoloso della macchina devono essere protetti in modo da escludere qualsiasi manovra involontaria. Ad esempio, le leve di innesto della frizione sulla paletta e sul grembiule dovrebbero essere dotate di dispositivi o schermi di bloccaggio di sicurezza. Un pulsante può essere messo in sicurezza alloggiandolo in un vano o avvolgendolo con un collare di protezione.

I comandi manuali devono essere progettati e posizionati in modo tale che il movimento della mano corrisponda al movimento controllato della macchina.

I controlli dovrebbero essere identificati con segni facilmente leggibili e comprensibili. Per evitare fraintendimenti e difficoltà linguistiche, si consiglia l'uso di simboli.

Elementi di trasmissione

Tutti gli organi di trasmissione in movimento (cinghie, pulegge, ingranaggi) devono essere coperti da protezioni. Un importante contributo alla prevenzione degli infortuni al tornio può essere dato dai responsabili dell'installazione della macchina. I torni dovrebbero essere installati in modo che gli operatori che li assistono non si ostacolino o si mettano in pericolo a vicenda. Gli operatori non devono voltare le spalle ai passaggi. Gli schermi protettivi devono essere installati dove i luoghi di lavoro o i passaggi vicini si trovano all'interno della portata dei trucioli volanti.

I passaggi devono essere chiaramente contrassegnati. Dovrebbe essere lasciato spazio sufficiente per le attrezzature per la movimentazione dei materiali, per impilare i pezzi e per le cassette degli attrezzi. Le guide della barra non devono sporgere nei passaggi.

Il pavimento su cui si trova l'operatore deve essere isolato dal freddo. Bisogna fare attenzione che l'isolante non costituisca ostacolo d'inciampo e che il pavimento non diventi scivoloso anche se ricoperto da un velo d'olio.

Le condutture e le tubazioni devono essere installate in modo tale da non diventare ostacoli. Le installazioni temporanee dovrebbero essere evitate.

Le misure tecniche di sicurezza in officina dovrebbero essere indirizzate in particolare ai seguenti punti:

i dispositivi di tenuta del pezzo (piastre frontali, mandrini, pinze) devono essere bilanciati dinamicamente prima dell'uso
la velocità massima consentita di un mandrino deve essere indicata sul mandrino dal produttore e rispettata dall'operatore del tornio
quando si utilizzano mandrini a spirale, è necessario assicurarsi che le ganasce non possano essere estratte all'avvio del tornio
mandrini di questo tipo dovrebbero essere progettati in modo tale che la chiave non possa essere rimossa prima che le ganasce siano state fissate. Le chiavi del mandrino in generale dovrebbero essere progettate in modo tale che sia impossibile lasciarle nel mandrino.

È importante prevedere attrezzature di sollevamento ausiliarie per facilitare il montaggio e la rimozione di mandrini e piastre frontali pesanti. Per evitare che i mandrini fuoriescano dal mandrino quando il tornio viene improvvisamente frenato, devono essere fissati saldamente. Ciò può essere ottenuto inserendo un dado di fissaggio con filettatura sinistrorsa sul naso del mandrino, utilizzando un innesto rapido “Camlock”, dotando il mandrino di una chiave di bloccaggio o fissandolo con un anello di bloccaggio in due parti.

Quando si utilizzano attrezzature motorizzate di bloccaggio del pezzo, come mandrini, pinze e contropunte ad azionamento idraulico, è necessario adottare misure che rendano impossibile l'introduzione delle mani nella zona di pericolo delle attrezzature di chiusura. Ciò può essere ottenuto limitando la corsa dell'elemento di bloccaggio a 6 mm, scegliendo la posizione dei comandi di uomo presente in modo da escludere l'introduzione delle mani nella zona pericolosa o prevedendo una protezione mobile che deve essere chiusa prima del bloccaggio il movimento può essere avviato.

Se l'avviamento del tornio con le griffe del mandrino aperte presenta un pericolo, è opportuno dotare la macchina di un dispositivo che impedisca l'avvio della rotazione del mandrino prima della chiusura delle griffe. L'assenza di alimentazione non deve provocare l'apertura o la chiusura di un'attrezzatura portapezzi motorizzata.

Se la forza di presa di un autocentrante diminuisce, la rotazione del mandrino deve essere arrestata e deve essere impossibile avviare il mandrino. L'inversione della direzione di presa dall'interno verso l'esterno (o viceversa) durante la rotazione del mandrino non deve provocare lo spostamento del mandrino dal mandrino. La rimozione dei dispositivi di fissaggio dal mandrino dovrebbe essere possibile solo quando il mandrino ha cessato di ruotare.

Quando si lavora il grezzo da barra, la parte sporgente oltre il tornio deve essere racchiusa da guide per il grezzo. I pesi di alimentazione della barra devono essere protetti da coperture incernierate che si estendono fino al pavimento.

I vettori

Per evitare incidenti gravi, in particolare durante la limatura di lavori su un tornio, non devono essere utilizzati supporti non protetti. Dovrebbe essere utilizzato un supporto di sicurezza di centraggio o un collare protettivo dovrebbe essere montato su un supporto convenzionale. È anche possibile utilizzare supporti autobloccanti o dotare il disco portante di una copertura protettiva.

Zona di lavoro del tornio

I mandrini universali per tornio devono essere protetti da coperchi incernierati. Se possibile, le coperture protettive dovrebbero essere interbloccate con i circuiti di azionamento del mandrino. I mulini per alesatura e tornitura verticali devono essere recintati con barre o piastre per evitare lesioni causate dalle parti rotanti. Per consentire all'operatore di assistere al processo di lavorazione in sicurezza, devono essere fornite piattaforme con ringhiere. In alcuni casi, è possibile installare telecamere TV in modo che l'operatore possa monitorare il bordo dell'utensile e l'avanzamento dell'utensile.

Le zone di lavoro di torni automatici, torni NC e CNC devono essere completamente chiuse. Gli involucri di macchine completamente automatiche dovrebbero avere solo aperture attraverso le quali viene introdotto il grezzo da lavorare, il pezzo tornito espulso e il truciolo rimosso dalla zona di lavoro. Queste aperture non devono costituire un pericolo quando il lavoro le attraversa e deve essere impossibile raggiungere attraverso di esse la zona pericolosa.

Le zone di lavoro dei torni semiautomatici, CN e CNC devono essere racchiuse durante il processo di lavorazione. Le custodie sono generalmente coperchi scorrevoli con finecorsa e circuito di interblocco.

Le operazioni che richiedono l'accesso alla zona di lavoro, come cambio di lavoro o utensili, calibratura e così via, non devono essere eseguite prima che il tornio sia stato arrestato in sicurezza. L'azzeramento di un azionamento a velocità variabile non è considerato un arresto sicuro. Le macchine con tali azionamenti devono avere coperture protettive bloccate che non possono essere sbloccate prima che la macchina venga arrestata in sicurezza (ad esempio, interrompendo l'alimentazione del motore del mandrino).

Se sono richieste operazioni speciali di impostazione degli utensili, è necessario prevedere un comando a impulsi che consenta di attivare determinati movimenti della macchina mentre il coperchio di protezione è aperto. In tali casi, l'operatore può essere protetto da schemi circuitali speciali (ad esempio, consentendo l'attivazione di un solo movimento alla volta). Ciò può essere ottenuto utilizzando i comandi a due mani.

Trucioli rotanti

I trucioli lunghi che girano sono pericolosi perché possono impigliarsi in braccia e gambe e causare gravi lesioni. I trucioli continui e sfilacciati possono essere evitati scegliendo velocità di taglio, avanzamenti e spessori del truciolo adeguati o utilizzando utensili da tornio con rompitruciolo del tipo a gola oa gradino. Per la rimozione dei trucioli devono essere utilizzati ganci per trucioli con manico e fibbia.

Ergonomia

Ogni macchina dovrebbe essere progettata in modo da consentire di ottenere il massimo rendimento con il minimo sforzo per l'operatore. Ciò può essere ottenuto adattando la macchina al lavoratore.

I fattori ergonomici devono essere presi in considerazione quando si progetta l'interfaccia uomo-macchina di un tornio. La progettazione razionale del posto di lavoro include anche la fornitura di attrezzature di movimentazione ausiliarie, come attrezzature di carico e scarico.

Tutti i comandi devono trovarsi all'interno della sfera fisiologica o alla portata di entrambe le mani. I controlli devono essere chiaramente definiti e devono essere logici da utilizzare. I comandi a pedale dovrebbero essere evitati nelle macchine gestite da operatori in piedi.

L'esperienza ha dimostrato che un buon lavoro viene svolto quando il posto di lavoro è progettato per posizioni sia in piedi che seduti. Se l'operatore deve lavorare in piedi, dovrebbe avere la possibilità di cambiare postura. I sedili flessibili sono in molti casi un gradito sollievo per gambe e piedi tesi.

Dovrebbero essere prese misure per creare un comfort termico ottimale, tenendo conto della temperatura dell'aria, dell'umidità relativa, del movimento dell'aria e del calore radiante. L'officina deve essere adeguatamente ventilata. Dovrebbero essere presenti dispositivi di scarico locali per eliminare le emanazioni gassose. Durante la lavorazione di semilavorati da barra, è necessario utilizzare tubi guida rivestiti in materiale fonoassorbente.

Il posto di lavoro dovrebbe essere preferibilmente dotato di un'illuminazione uniforme, che offra un livello di illuminazione adeguato.

Abbigliamento da lavoro e protezione personale

Le tute devono essere aderenti e abbottonate o con zip fino al collo. Dovrebbero essere senza tasche sul petto e le maniche devono essere ben abbottonate ai polsi. Le cinture non devono essere indossate. Non indossare anelli e braccialetti quando si lavora sui torni. L'uso di occhiali di sicurezza dovrebbe essere obbligatorio. Quando si lavorano pezzi pesanti, è necessario indossare scarpe antinfortunistiche con puntale in acciaio. Guanti protettivi devono essere indossati durante la raccolta dei trucioli.

Training

La sicurezza dell'operatore del tornio dipende in larga misura dai metodi di lavoro. È quindi importante che riceva una formazione teorica e pratica approfondita per acquisire competenze e sviluppare un comportamento che offra le migliori tutele possibili. La corretta postura, i movimenti corretti, la corretta scelta e manipolazione degli strumenti dovrebbero diventare routine a tal punto che l'operatore lavora correttamente anche se la sua concentrazione è temporaneamente rilassata.

Punti importanti in un programma di formazione sono una postura eretta, il corretto montaggio e smontaggio del mandrino e il fissaggio accurato e sicuro dei pezzi. La corretta tenuta di lime e raschietti e il lavoro sicuro con tela abrasiva devono essere praticati intensamente.

I lavoratori devono essere ben informati sui rischi di lesioni che possono essere causati durante la misurazione del lavoro, il controllo delle regolazioni e la pulizia dei torni.

Assistenza

I torni devono essere regolarmente mantenuti e lubrificati. I difetti devono essere corretti immediatamente. Se è in gioco la sicurezza in caso di guasto, la macchina deve essere messa fuori servizio fino a quando non sono state prese misure correttive.

I lavori di riparazione e manutenzione devono essere eseguiti solo dopo che la macchina è stata isolata dall'alimentazione

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Mercoledì, marzo 16 2011 21: 58

Levigatura e lucidatura

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

La molatura generalmente comporta l'uso di un abrasivo legato per consumare parti di un pezzo in lavorazione. Lo scopo è dare all'opera una certa forma, correggerne le dimensioni, aumentare la levigatezza di una superficie o migliorare la nitidezza dei taglienti. Gli esempi includono la rimozione di materozze e bordi ruvidi da una colata di fonderia, la rimozione di incrostazioni superficiali dai metalli prima della forgiatura o della saldatura e la sbavatura di parti in lamiere e officine meccaniche. La lucidatura viene utilizzata per rimuovere le imperfezioni superficiali come i segni degli utensili. La lucidatura non rimuove il metallo, ma utilizza un abrasivo morbido mescolato a una base di cera o grasso per produrre una superficie molto lucida.

La molatura è il metodo di lavorazione più completo e diversificato e viene impiegato su molti materiali, prevalentemente ferro e acciaio, ma anche altri metalli, legno, plastica, pietra, vetro, ceramica e così via. Il termine copre altri metodi per produrre superfici molto lisce e lucide, come la lucidatura, la levigatura, l'affilatura e la lappatura.

Gli utensili utilizzati sono mole di varie dimensioni, segmenti abrasivi, punte abrasive, pietre per affilare, lime, mole lucidanti, cinghie, dischi e così via. Nelle mole e simili, il materiale abrasivo è tenuto insieme da agenti leganti per formare un corpo rigido, generalmente poroso. Nel caso di nastri abrasivi, l'agente legante trattiene l'abrasivo fissato a un materiale di base flessibile. Le ruote lucidanti sono realizzate in cotone o altri dischi tessili cuciti insieme.

Gli abrasivi naturali - corindone naturale o smeriglio (ossidi di alluminio), diamante, arenaria, selce e granato - sono stati ampiamente sostituiti da abrasivi artificiali tra cui ossido di alluminio (allumina fusa), carburo di silicio (carborundum) e diamanti sintetici. Vengono utilizzati anche numerosi materiali a grana fine come gesso, pomice, tripoli, stucco di stagno e ossido di ferro, soprattutto per la lucidatura e la lucidatura.

L'ossido di alluminio è il più utilizzato nelle mole, seguito dal carburo di silicio. I diamanti naturali e artificiali vengono utilizzati per importanti applicazioni speciali. L'ossido di alluminio, il carburo di silicio, lo smeriglio, il granato e la selce vengono utilizzati nei nastri per molatura e lucidatura.

Sia gli agenti leganti organici che inorganici sono utilizzati nelle mole. I principali tipi di legami inorganici sono il silicato vetrificato e la magnesite. Notevoli tra gli agenti leganti organici sono la resina fenolo o urea-formaldeide, la gomma e la gommalacca. Gli agenti leganti vetrificati e la resina fenolica sono completamente dominanti all'interno dei rispettivi gruppi. Le mole diamantate possono anche essere a legante metallico. I vari agenti leganti conferiscono alle mole diverse proprietà di levigatura, nonché diverse proprietà in termini di sicurezza.

Nastri e dischi abrasivi e lucidanti sono composti da una base flessibile di carta o tessuto a cui è legato l'abrasivo mediante un adesivo naturale o sintetico.

Diverse macchine vengono utilizzate per diversi tipi di operazioni, come la rettifica in piano, la rettifica cilindrica (anche senza centri), la rettifica interna, la rettifica di sgrossatura e il taglio. I due tipi principali sono: quelli in cui la mola o il pezzo viene movimentato a mano e macchine con avanzamenti meccanici e mandrini. I tipi di apparecchiature comuni includono: smerigliatrici di superficie; smerigliatrici, lucidatrici e tamponi a colonna; smerigliatrici e lucidatrici a disco; mole interne; macchine da taglio abrasive; lucidatrici a nastro; smerigliatrici, lucidatrici e smerigliatrici portatili; e più lucidatrici e tamponi.

Pericoli e loro prevenzione

scoppio

Il principale rischio di lesioni nell'uso delle mole è che la mola potrebbe scoppiare durante la molatura. Normalmente, le mole lavorano a velocità elevate. C'è una tendenza verso velocità sempre maggiori. La maggior parte delle nazioni industrializzate ha regolamenti che limitano le velocità massime a cui possono funzionare i vari tipi di mole.

La misura protettiva fondamentale è rendere la mola il più robusta possibile; la natura dell'agente legante è molto importante. Le ruote con legami organici, in particolare resina fenolica, sono più tenaci di quelle con legami inorganici e più resistenti agli urti. Elevate velocità periferiche possono essere consentite per ruote con legami organici.

Le ruote ad altissima velocità, in particolare, spesso incorporano vari tipi di rinforzo. Ad esempio, alcune mole a tazza sono dotate di mozzi in acciaio per aumentarne la resistenza. Durante la rotazione la maggiore sollecitazione si sviluppa attorno al foro centrale. Per irrobustire la mola, la sezione attorno al foro centrale, che non prende parte alla molatura, può quindi essere realizzata con un materiale particolarmente resistente e non adatto alla molatura. Le grosse mole con sezione centrale così rinforzata sono utilizzate in particolare dalle acciaierie per la molatura di bramme, billette e simili con velocità fino a 80 m/s.

Il metodo più comune per rinforzare le mole, tuttavia, consiste nell'includere tessuto in fibra di vetro nella loro costruzione. Le ruote sottili, come quelle utilizzate per il taglio, possono incorporare tessuto in fibra di vetro al centro o su ciascun lato, mentre le ruote più spesse hanno un numero di strati di tessuto a seconda dello spessore della ruota.

Ad eccezione di alcune mole di piccole dimensioni, tutte le mole o un campione statistico di esse devono essere sottoposte a test di velocità da parte del produttore. Nei test le mole vengono fatte girare per un certo periodo ad una velocità superiore a quella consentita nella rettifica. Le normative sui test variano da paese a paese, ma di solito la ruota deve essere testata a una velocità superiore del 50% alla velocità di lavoro. In alcuni paesi, le normative richiedono test speciali delle ruote che devono funzionare a velocità più elevate del normale presso un istituto di controllo centrale. L'istituto può anche tagliare campioni dalla ruota e studiarne le proprietà fisiche. Le mole da taglio sono sottoposte a determinati test di impatto, test di flessione e così via. Il produttore è inoltre tenuto a garantire che la mola sia ben bilanciata prima della consegna.

Lo scoppio di una mola può causare lesioni mortali o gravissime a chiunque si trovi nelle vicinanze e gravi danni all'impianto o ai locali. Nonostante tutte le precauzioni prese dai produttori, occasionali scoppi o rotture delle ruote possono ancora verificarsi se non si presta la dovuta attenzione durante il loro utilizzo. Le misure precauzionali includono:

Manipolazione e conservazione. Una ruota può danneggiarsi o rompersi durante il trasporto o la movimentazione. L'umidità può attaccare l'agente legante nelle ruote in resina fenolica, riducendone in ultima analisi la resistenza. Le mole vetrificate possono essere sensibili a ripetute variazioni di temperatura. L'umidità assorbita in modo irregolare può sbilanciare la ruota. Di conseguenza, è molto importante che le forme siano maneggiate con cura in tutte le fasi e conservate in modo ordinato in un luogo asciutto e protetto.
Controllo delle crepe. Una ruota nuova dovrebbe essere controllata per assicurarsi che sia integra e asciutta, semplicemente picchiettando con un martello di legno. Una mola vetrificata impeccabile darà un suono chiaro, una mola a legante organico un suono meno squillante; ma entrambi possono essere differenziati dal suono rotto di una ruota difettosa. In caso di dubbio, la ruota non deve essere utilizzata e deve essere consultato il fornitore.
Testing. Prima che la nuova ruota venga messa in servizio, dovrebbe essere testata a pieno regime con le dovute precauzioni. Dopo la macinazione a umido, la mola dovrebbe girare a vuoto per espellere l'acqua; in caso contrario, l'acqua potrebbe raccogliersi sul fondo della ruota e causare uno squilibrio, che potrebbe causare lo scoppio al successivo utilizzo della ruota.
Montaggio. Incidenti e rotture si verificano quando le mole sono montate su apparecchiature non idonee, ad esempio sulle estremità del mandrino delle macchine lucidatrici. Il perno deve essere di diametro adeguato ma non così grande da allargare il foro centrale della ruota; le flange non devono essere inferiori a un terzo del diametro della ruota e realizzate in acciaio dolce o materiale simile.
Velocità. In nessun caso deve essere superata la velocità operativa massima consentita specificata dai produttori. Su tutte le rettificatrici deve essere apposto un avviso indicante la velocità del mandrino e la mola deve essere contrassegnata con la velocità periferica massima consentita e il corrispondente numero di giri per una nuova mola. Precauzioni speciali sono necessarie con le smerigliatrici a velocità variabile e per garantire il montaggio di mole di velocità ammissibili adeguate nelle smerigliatrici portatili.
Riposo lavorativo. Ovunque possibile, devono essere forniti supporti di lavoro montati rigidamente di dimensioni adeguate. Devono essere regolabili e tenuti il più vicino possibile alla ruota per evitare una trappola in cui il pezzo potrebbe essere forzato contro la ruota e romperla o, più probabilmente, impigliarsi e ferire la mano dell'operatore.
Guardando. Le mole abrasive devono essere dotate di protezioni sufficientemente robuste da contenere le parti di una mola che scoppia (vedi figura 1). Alcuni paesi hanno regolamenti dettagliati per quanto riguarda il design delle protezioni e i materiali da utilizzare. In generale sono da evitare la ghisa e la fusione di alluminio. L'apertura di macinazione dovrebbe essere il più piccola possibile e potrebbe essere necessario un nasello regolabile. Eccezionalmente, dove la natura del lavoro preclude l'uso di una protezione, possono essere utilizzate speciali flange protettive o mandrini di sicurezza. I mandrini e le estremità rastremate delle lucidatrici a doppia estremità possono causare incidenti da intrappolamento se non sono adeguatamente protetti.

Figura 1. Una mola abrasiva vetrificata ben protetta montata in una smerigliatrice per piani e funzionante a una velocità periferica di 33 m/s

Lesioni agli occhi

Polvere, abrasivi, granelli e schegge sono un pericolo comune per gli occhi in tutte le operazioni di levigatura a secco. È essenziale un'efficace protezione degli occhi con occhiali o occhiali e schermi fissi per gli occhi sulla macchina; le protezioni per gli occhi fisse sono particolarmente utili quando le mole sono in uso intermittente, ad esempio per la rettifica di utensili.

Antincendio

La molatura delle leghe di magnesio comporta un elevato rischio di incendio a meno che non vengano prese rigorose precauzioni contro l'accensione accidentale e nella rimozione e inzuppamento della polvere. Elevati standard di pulizia e manutenzione sono richiesti in tutti i condotti di scarico per prevenire il rischio di incendio e anche per mantenere efficiente la ventilazione. La polvere tessile rilasciata dalle operazioni di lucidatura è un pericolo di incendio che richiede una buona pulizia e LEV.

Vibrazione

Le smerigliatrici portatili e a piedistallo comportano il rischio di sindrome da vibrazione mano-braccio (HAVS), nota anche come "dito bianco" dal suo segno più evidente. Le raccomandazioni includono la limitazione dell'intensità e della durata dell'esposizione, la riprogettazione degli strumenti, dei dispositivi di protezione e il monitoraggio dell'esposizione e della salute.

Rischi per la salute

Sebbene le mole moderne non creino di per sé il grave rischio di silicosi associato in passato alle mole in arenaria, la polvere di silice altamente pericolosa può ancora essere emessa dai materiali macinati, ad esempio le fusioni in sabbia. Alcune ruote con legante di resina possono contenere riempitivi che creano una polvere pericolosa. Inoltre, le resine a base di formaldeide possono emettere formaldeide durante la macinazione. In ogni caso, il volume di polvere prodotto dalla macinazione rende essenziale un LEV efficiente. È più difficile fornire uno scarico locale per le ruote portatili, sebbene sia stato ottenuto un certo successo in questa direzione mediante l'uso di sistemi di cattura a basso volume e ad alta velocità. Il lavoro prolungato deve essere evitato e, se necessario, devono essere forniti dispositivi di protezione respiratoria. La ventilazione di scarico è necessaria anche per la maggior parte delle operazioni di levigatura a nastro, finitura, lucidatura e simili. Con la lucidatura in particolare, la polvere tessile combustibile è una seria preoccupazione.

Dovrebbero essere forniti indumenti protettivi e buone strutture sanitarie e di lavaggio con docce ed è auspicabile la supervisione medica, in particolare per le mole metalliche.

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Mercoledì, marzo 16 2011 22: 01

Lubrificanti industriali, fluidi per la lavorazione dei metalli e oli per automobili

La rivoluzione industriale non sarebbe potuta avvenire senza lo sviluppo di oli industriali raffinati a base di petrolio, lubrificanti, oli da taglio e grassi. Prima della scoperta nel 1860 che un lubrificante superiore poteva essere prodotto distillando petrolio greggio sotto vuoto, l'industria dipendeva da oli naturali e grassi animali come strutto e olio di sperma di balena per la lubrificazione delle parti mobili. Questi oli e prodotti animali erano particolarmente suscettibili allo scioglimento, all'ossidazione e alla rottura a causa dell'esposizione al calore e all'umidità prodotti dai motori a vapore che a quel tempo alimentavano quasi tutte le apparecchiature industriali. L'evoluzione dei prodotti raffinati a base di petrolio è continuata dal primo lubrificante, utilizzato per conciare la pelle, ai moderni oli e grassi sintetici con maggiore durata, qualità lubrificanti superiori e migliore resistenza al cambiamento in condizioni di temperatura e climatiche variabili.

Lubrificanti industriali

Tutte le parti mobili di macchinari e attrezzature richiedono lubrificazione. Sebbene la lubrificazione possa essere fornita da materiali secchi come il teflon o la grafite, che vengono utilizzati in parti come i piccoli cuscinetti dei motori elettrici, oli e grassi sono i lubrificanti più comunemente usati. Con l'aumentare della complessità dei macchinari, i requisiti per i lubrificanti e gli oli per la lavorazione dei metalli diventano più severi. Gli oli lubrificanti ora vanno da oli trasparenti e molto fluidi usati per lubrificare strumenti delicati, a oli densi simili al catrame usati su ingranaggi di grandi dimensioni come quelli che fanno girare le acciaierie. Oli con requisiti molto specifici vengono utilizzati sia nei sistemi idraulici che per lubrificare grandi macchine utensili computerizzate come quelle utilizzate nell'industria aerospaziale per produrre parti con tolleranze estremamente strette. Oli sintetici, fluidi e grassi e miscele di oli sintetici e a base di petrolio vengono utilizzati dove si desidera una maggiore durata del lubrificante, come i motori elettrici sigillati a vita, dove l'aumento del tempo tra i cambi d'olio compensa la differenza di costo; dove esistono intervalli di temperatura e pressione estesi, come nelle applicazioni aerospaziali; o dove è difficile e costoso riapplicare il lubrificante.

Oli industriali

Gli oli industriali come oli per mandrini e lubrificanti, lubrificanti per ingranaggi, oli idraulici e per turbine e fluidi per trasmissioni sono progettati per soddisfare requisiti fisici e chimici specifici e per funzionare senza cambiamenti percepibili per periodi prolungati in condizioni variabili. I lubrificanti per uso aerospaziale devono soddisfare condizioni completamente nuove, tra cui pulizia, durata, resistenza alle radiazioni cosmiche e capacità di operare a temperature estremamente fredde e calde, senza gravità e nel vuoto.

Trasmissioni, turbine e sistemi idraulici contengono fluidi che trasferiscono forza o potenza, serbatoi per contenere i fluidi, pompe per spostare i fluidi da un luogo all'altro e apparecchiature ausiliarie come valvole, tubazioni, refrigeratori e filtri. I sistemi idraulici, le trasmissioni e le turbine richiedono fluidi con viscosità e stabilità chimica specifiche per funzionare senza intoppi e fornire il trasferimento controllato della potenza. Le caratteristiche di buoni oli idraulici e per turbine includono un elevato indice di viscosità, stabilità termica, lunga durata nei sistemi circolanti, resistenza ai depositi, elevata lubrificazione, capacità antischiuma, protezione dalla ruggine e buona demulsività.

I lubrificanti per ingranaggi sono progettati per formare pellicole resistenti e tenaci che forniscono lubrificazione tra gli ingranaggi sottoposti a pressioni estreme. Le caratteristiche degli oli per ingranaggi comprendono una buona stabilità chimica, demulsibilità e resistenza all'aumento della viscosità e alla formazione di depositi. Gli oli per mandrini sono oli fluidi, estremamente puliti e trasparenti con additivi lubrificanti. Le caratteristiche più importanti per gli oli per guide, utilizzati per lubrificare due superfici di scorrimento piatte in presenza di alta pressione e bassa velocità, sono la lubrificazione e l'appiccicosità per resistere allo schiacciamento e la resistenza a pressioni estreme.

Gli oli per cilindri e compressori combinano le caratteristiche degli oli industriali e automobilistici. Dovrebbero resistere all'accumulo di depositi, fungere da agente di trasferimento del calore (cilindri dei motori a combustione interna), fornire lubrificazione per cilindri e pistoni, fornire una tenuta per resistere alla pressione di ritorno, avere stabilità chimica e termica (soprattutto olio per pompe a vuoto), avere un alto indice di viscosità e resistono al lavaggio con acqua (cilindri a vapore) e alla detergenza.

Oli motore per autoveicoli

I produttori di motori a combustione interna e le organizzazioni, come la Society of Automotive Engineers (SAE) negli Stati Uniti e in Canada, hanno stabilito criteri di prestazione specifici per gli oli motore per autoveicoli. Gli oli per motori a benzina e diesel per autoveicoli sono sottoposti a una serie di test prestazionali per determinarne la stabilità chimica e termica, la resistenza alla corrosione, la viscosità, la protezione dall'usura, il potere lubrificante, la detergenza e le prestazioni alle alte e basse temperature. Vengono quindi classificati in base a un sistema di codici che consente ai consumatori di determinare la loro idoneità per un uso gravoso e per diversi intervalli di temperatura e viscosità.

Gli oli per motori automobilistici, trasmissioni e scatole ingranaggi sono progettati con indici di viscosità elevati per resistere ai cambiamenti di viscosità con le variazioni di temperatura. Gli oli motore per autoveicoli sono appositamente formulati per resistere alla rottura sotto il calore poiché lubrificano i motori a combustione interna. Gli oli per motori a combustione interna non devono essere troppo densi per lubrificare le parti mobili interne quando un motore si avvia a basse temperature e non devono diluirsi quando il motore si riscalda durante il funzionamento. Dovrebbero resistere all'accumulo di carbonio su valvole, anelli e cilindri e alla formazione di acidi corrosivi o depositi di umidità. Gli oli motore per autoveicoli contengono detergenti progettati per tenere in sospensione le particelle di carbonio e di usura metallica in modo che possano essere filtrate mentre l'olio circola e non si accumulino sulle parti interne del motore e causino danni.

Fluidi da taglio

I tre tipi di fluidi da taglio utilizzati nell'industria sono oli minerali, oli solubili e fluidi sintetici. Gli oli da taglio sono in genere una miscela di oli minerali di alta qualità e stabilità di varie viscosità insieme ad additivi per fornire caratteristiche specifiche a seconda del tipo di materiale da lavorare e del lavoro svolto. I fluidi da taglio solubili acqua in olio sono oli minerali (o oli sintetici) che contengono emulsionanti e additivi speciali tra cui antischiuma, antiruggine, detergenti, battericidi e germicidi. Vengono diluiti con acqua in rapporti variabili prima di essere utilizzati. I fluidi da taglio sintetici sono soluzioni di fluidi, additivi e acqua non a base di petrolio, piuttosto che emulsioni, alcuni dei quali sono resistenti al fuoco per la lavorazione di metalli specifici. I fluidi semisintetici contengono dal 10 al 15% di olio minerale. Alcuni fluidi speciali hanno caratteristiche sia di olio lubrificante che di fluido da taglio a causa della tendenza dei fluidi a fuoriuscire e mescolarsi in alcune macchine utensili come le avvitatrici automatiche a più mandrini.

Le caratteristiche desiderate dei fluidi da taglio dipendono dalla composizione del metallo su cui si lavora, dall'utensile da taglio utilizzato e dal tipo di operazione di taglio, piallatura o sagomatura eseguita. I fluidi da taglio migliorano e migliorano il processo di lavorazione dei metalli mediante il raffreddamento e la lubrificazione (vale a dire, proteggendo il tagliente dell'utensile da taglio). Ad esempio, quando si lavora su un metallo tenero che crea molto calore, il raffreddamento è il criterio più importante. Un migliore raffreddamento viene fornito utilizzando un olio leggero (come il cherosene) o un fluido da taglio a base d'acqua. Il controllo del tagliente di riporto sugli utensili da taglio è fornito da additivi antisaldatura o antiusura come composti di zolfo, cloro o fosforo. Il potere lubrificante, importante quando si lavora l'acciaio per vincere l'abrasività del solfuro di ferro, è fornito da grassi sintetici e animali o additivi di olio di sperma solforato.

Altri oli per lavorazione e lavorazione dei metalli

I fluidi per rettifica sono progettati per fornire raffreddamento e prevenire l'accumulo di metallo sulle mole. Le loro caratteristiche includono stabilità termica e chimica, protezione dalla ruggine (fluidi solubili), prevenzione dei depositi gommosi all'evaporazione e un punto di infiammabilità sicuro per il lavoro svolto.

Gli oli di tempra, che richiedono un'elevata stabilità, vengono utilizzati nel trattamento dei metalli per controllare il cambiamento della struttura molecolare dell'acciaio durante il raffreddamento. La tempra in olio più leggero viene utilizzata per cementare parti in acciaio piccole ed economiche. Una velocità di tempra più lenta viene utilizzata per produrre acciai per macchine utensili che sono piuttosto duri all'esterno con minore sollecitazione interna. Un olio da tempra con gap o multifase viene utilizzato per trattare acciai ad alto tenore di carbonio e legati.

Gli oli per rulli sono oli minerali o solubili appositamente formulati che lubrificano e forniscono una finitura liscia al metallo, in particolare all'alluminio, al rame e all'ottone, durante il passaggio attraverso i laminatoi a caldo e a freddo. Gli oli distaccanti vengono utilizzati per rivestire matrici e stampi per facilitare il distacco delle parti metalliche formate. Gli oli concianti sono ancora utilizzati nell'industria del feltro e della pelle. Gli oli per trasformatori sono fluidi dielettrici appositamente formulati utilizzati nei trasformatori e nei grandi interruttori e interruttori elettrici.

Gli oli per il trasferimento di calore sono utilizzati in sistemi aperti o chiusi e possono durare fino a 15 anni in servizio. Le caratteristiche primarie sono una buona stabilità termica in quanto i sistemi operano a temperature da 150 a 315°C, stabilità all'ossidazione ed elevato punto di infiammabilità. Gli oli per il trasferimento di calore sono normalmente troppo viscosi per essere pompati a temperatura ambiente e devono essere riscaldati per fornire fluidità.

I solventi a base di petrolio vengono utilizzati per pulire le parti mediante spruzzatura, gocciolamento o immersione. I solventi rimuovono l'olio ed emulsionano lo sporco e le particelle metalliche. Gli oli antiruggine possono essere a base solvente o acquosa. Vengono applicati a bobine, cuscinetti e altre parti in acciaio inossidabile mediante immersione o spruzzatura e lasciano pellicole polarizzate o cerate sulle superfici metalliche per la protezione da impronte digitali e ruggine e lo spostamento dell'acqua.

grassi

I grassi sono miscele di fluidi, addensanti e additivi utilizzati per lubrificare parti e apparecchiature che non possono essere rese a tenuta d'olio, che sono difficili da raggiungere o dove perdite o schizzi di lubrificanti liquidi potrebbero contaminare i prodotti o creare un pericolo. Hanno un'ampia gamma di applicazioni e requisiti prestazionali, dalla lubrificazione dei cuscinetti dei motori a reazione a temperature inferiori allo zero agli ingranaggi dei laminatoi a caldo, alla resistenza al dilavamento da parte di acido o acqua, nonché all'attrito continuo creato dai cuscinetti a rulli delle ruote dei vagoni ferroviari.

Il grasso viene prodotto miscelando saponi metallici (sali di acidi grassi a catena lunga) in un mezzo di olio lubrificante a temperature comprese tra 205 e 315°C. I grassi sintetici possono utilizzare diesteri, esteri siliconici o fosforici e glicoli polialchilici come fluidi. Le caratteristiche del grasso dipendono in larga misura dal particolare fluido, elemento metallico (es. calcio, sodio, alluminio, litio e così via) presente nel sapone e dagli additivi utilizzati per migliorare le prestazioni e la stabilità e per ridurre l'attrito. Questi additivi includono additivi per pressioni estreme che rivestono il metallo con un sottile strato di composti di zolfo metallico non corrosivi, naftenato di piombo o ditiofosfato di zinco, inibitori della ruggine, antiossidanti, acidi grassi per una maggiore lubrificazione, additivi appiccicosi, coloranti per l'identificazione e inibitori dell'acqua. Alcuni grassi possono contenere riempitivi di grafite o molibdeno che rivestono le parti metalliche e forniscono lubrificazione dopo che il grasso si è esaurito o si è decomposto.

Lubrificanti industriali, grassi e additivi per olio motore automobilistico

Oltre all'utilizzo di basi lubrificanti di alta qualità con stabilità chimica e termica e indici di viscosità elevati, sono necessari additivi per potenziare il fluido e fornire le caratteristiche specifiche richieste nei lubrificanti industriali, nei fluidi da taglio, nei grassi e negli oli per motori automobilistici. Gli additivi più comunemente usati includono ma non sono limitati a quanto segue:

Anti-ossidanti. Gli inibitori dell'ossidazione, come il butile 2,6-diterziario, il paracresolo e la fenilnaftilammina, riducono il tasso di deterioramento dell'olio rompendo le molecole a catena lunga che si formano quando esposte all'ossigeno. Gli inibitori dell'ossidazione vengono utilizzati per rivestire metalli come rame, zinco e piombo per evitare il contatto con l'olio in modo che non agiscano come catalizzatori, accelerando l'ossidazione e formando acidi che attaccano altri metalli.
Inibitori di schiuma. Gli antischiuma, come siliconi e siliossani poliorganici, sono utilizzati in oli idraulici, oli per ingranaggi, fluidi per trasmissioni e oli per turbine per ridurre la tensione del film superficiale e rimuovere l'aria intrappolata nell'olio da pompe e compressori, al fine di mantenere costante la pressione idraulica e prevenire la cavitazione .
Inibitori di corrosione. Gli additivi antiruggine, come il naftenato di piombo e il solfonato di sodio, vengono utilizzati per prevenire la formazione di ruggine su parti metalliche e sistemi in cui l'olio circolante è stato contaminato da acqua o da aria umida che è entrata nei serbatoi del sistema mentre si raffreddavano quando l'apparecchiatura o il macchinario non era in uso.
Additivi antiusura. Gli additivi antiusura, come il tricresilfosfato, formano composti polari che sono attratti dalle superfici metalliche e forniscono uno strato fisico di protezione aggiuntiva nel caso in cui il film d'olio non sia sufficiente.
Miglioratori dell'indice di viscosità. I miglioratori dell'indice di viscosità aiutano gli oli a resistere agli effetti delle variazioni di temperatura. Sfortunatamente, la loro efficacia diminuisce con l'uso prolungato. Gli oli sintetici sono progettati con indici di viscosità molto elevati, che consentono loro di mantenere la loro struttura in intervalli di temperatura più ampi e per periodi di tempo molto più lunghi rispetto agli oli minerali con additivi per migliorare l'indice di viscosità.
Demulsionanti. Gli inibitori dell'acqua e i composti speciali separano l'acqua dall'olio e prevengono la formazione di gomma; contengono oli cerosi che forniscono una maggiore lubrificazione. Sono utilizzati dove l'attrezzatura è soggetta a lavaggio con acqua o dove è presente una grande quantità di umidità, come nei cilindri del vapore, nei compressori d'aria e nelle scatole degli ingranaggi contaminati da fluidi da taglio solubili.
Coloranti a colori. I coloranti vengono utilizzati per aiutare gli utenti a identificare diversi oli utilizzati per scopi specifici, come fluidi per trasmissioni e oli per ingranaggi, al fine di evitare un'applicazione errata.
Additivi per pressioni estreme. Gli additivi per pressioni estreme, come i composti grassi solforati non corrosivi, il ditiofosfato di zinco e il naftenato di piombo, sono utilizzati negli oli per automobili, ingranaggi e trasmissioni per formare rivestimenti che proteggono le superfici metalliche quando il film protettivo dell'olio si assottiglia o viene espulso e non possono impedire al metallo di contatto metallico.
Detergenti. I detergenti a base di solfonato di metallo e fenato di metallo vengono utilizzati per trattenere in sospensione particelle di sporco, carbonio e usura metallica in oli idraulici, oli per ingranaggi, oli motore e fluidi per trasmissioni. Questi contaminanti vengono tipicamente rimossi quando l'olio passa attraverso un filtro per evitare che vengano ricircolati attraverso il sistema dove potrebbero causare danni.
Additivi appiccicosi. Gli additivi adesivi o appiccicosi vengono utilizzati per consentire agli oli di aderire e resistere alle perdite da gruppi di cuscinetti, scatole degli ingranaggi, grandi ingranaggi aperti su mulini e attrezzature da costruzione e macchinari sopraelevati. La loro appiccicosità diminuisce con il servizio esteso.
Emulsionanti. Gli acidi grassi e gli oli grassi sono usati come emulsionanti negli oli solubili per aiutare a formare soluzioni con l'acqua.
Additivi lubrificanti. Grasso, strutto, sego, sperma e oli vegetali vengono utilizzati per fornire un grado più elevato di untuosità negli oli da taglio e in alcuni oli per ingranaggi.
Battericidi. Battericidi e germicidi, come il fenolo e l'olio di pino, vengono aggiunti agli oli da taglio solubili per prolungare la vita del fluido, mantenere la stabilità, ridurre gli odori e prevenire le dermatiti.

Produzione di lubrificanti industriali e oli per autoveicoli

Lubrificanti e oli industriali, grassi, fluidi da taglio e oli per motori automobilistici sono prodotti in impianti di miscelazione e confezionamento, chiamati anche "impianti di lubrificazione" o "impianti di miscelazione". Queste strutture possono trovarsi all'interno o in prossimità di raffinerie che producono scorte di base per lubrificanti, oppure possono trovarsi a una certa distanza e ricevere le scorte di base da navi cisterna o chiatte, vagoni ferroviari cisterna o autocisterne. Gli impianti di miscelazione e confezionamento mescolano e mescolano additivi in oli lubrificanti per la produzione di un'ampia gamma di prodotti finiti, che vengono poi spediti alla rinfusa o in container.

I processi di miscelazione e compounding utilizzati per produrre lubrificanti, fluidi e grassi dipendono dall'età e dalla sofisticatezza dell'impianto, dalle attrezzature disponibili, dai tipi e dalla formulazione degli additivi utilizzati e dalla varietà e dal volume dei prodotti fabbricati. La miscelazione può richiedere solo la miscelazione fisica delle scorte di base e dei pacchetti di additivi in un bollitore utilizzando miscelatori, palette o agitazione ad aria, oppure potrebbe essere necessario il calore ausiliario delle bobine elettriche o di vapore per aiutare a dissolvere e miscelare gli additivi. Altri fluidi e lubrificanti industriali vengono prodotti automaticamente miscelando scorte di base e additivi premiscelati e fanghi oleosi attraverso sistemi collettori. Il grasso può essere prodotto in lotti o composto continuamente. Gli impianti di lubrificazione possono comporre i propri additivi da prodotti chimici o acquistare additivi preconfezionati da aziende specializzate; una singola pianta può utilizzare entrambi i metodi. Quando gli impianti di lubrificazione producono i propri additivi e pacchetti di additivi, potrebbero essere necessarie temperature e pressioni elevate oltre alle reazioni chimiche e all'agitazione fisica per comporre i prodotti chimici e i materiali.

Dopo la produzione, i fluidi e i lubrificanti possono essere tenuti nelle caldaie di miscelazione o collocati in serbatoi di contenimento per garantire che gli additivi rimangano in sospensione o in soluzione, per concedere il tempo necessario ai test per determinare se il prodotto soddisfa le specifiche di qualità e i requisiti di certificazione e per consentire il processo temperature per tornare ai livelli ambientali prima che i prodotti vengano imballati e spediti. Al termine dei test, i prodotti finiti vengono rilasciati per la spedizione alla rinfusa o l'imballaggio in container.

I prodotti finiti vengono spediti alla rinfusa in vagoni ferroviari cisterna o in autocisterne direttamente ai consumatori, distributori o impianti di imballaggio esterni. I prodotti finiti vengono inoltre spediti a consumatori e distributori in vagoni ferroviari o camion per la consegna di pacchi in una varietà di contenitori, come segue:

Contenitori per rinfuse intermedie in metallo, plastica e combinazione metallo/plastica o plastica/fibra, di dimensioni comprese tra 227 l e circa 2,840 l, vengono spediti come unità singole su pallet integrati o separati, impilati 1 o 2.
I fusti in metallo, fibra o plastica con una capacità di 208 l, 114 l o 180 kg vengono generalmente spediti 4 per pallet.
I fusti in metallo o plastica con una capacità di 60 l o 54 kg, e i secchi in metallo o plastica da 19 l o 16 kg, sono impilati su pallet e fasciati o fasciati per mantenere la stabilità.
Contenitori in metallo o plastica con una capacità di 8 l o 4 l, bottiglie e lattine in plastica, metallo e fibra da 1 l e cartucce di grasso da 2 kg sono imballati in cartoni che vengono impilati su pallet e fasciati o fasciati per la spedizione.

Alcuni impianti di miscelazione e confezionamento possono spedire pallet di prodotti misti e dimensioni miste di contenitori e pacchi direttamente ai piccoli consumatori. Ad esempio, una spedizione di un singolo pallet a una stazione di servizio potrebbe includere 1 fusto di fluido di trasmissione, 2 fusti di grasso, 8 casse di olio motore per autoveicoli e 4 secchi di lubrificante per ingranaggi.

Qualità del prodotto

La qualità del prodotto lubrificante è importante per mantenere le macchine e le apparecchiature funzionanti correttamente e per produrre parti e materiali di qualità. Gli impianti di miscelazione e confezionamento producono prodotti petroliferi finiti secondo rigorose specifiche e requisiti di qualità. Gli utenti devono mantenere il livello di qualità stabilendo pratiche sicure per la manipolazione, lo stoccaggio, l'erogazione e il trasferimento dei lubrificanti dai loro contenitori o serbatoi originali all'attrezzatura di erogazione e al punto di applicazione sulla macchina o attrezzatura da lubrificare o sul sistema da lubrificare essere riempito. Alcuni impianti industriali hanno installato sistemi centralizzati di erogazione, lubrificazione e idraulici che riducono al minimo la contaminazione e l'esposizione. Gli oli industriali, i lubrificanti, gli oli da taglio e i grassi si deteriorano a causa di contaminazione da acqua o umidità, esposizione a temperature eccessivamente alte o basse, miscelazione involontaria con altri prodotti e stoccaggio a lungo termine che consente l'abbandono di additivi o cambiamenti chimici.

Salute e Sicurezza

Poiché sono utilizzati e maneggiati dai consumatori, i prodotti industriali e automobilistici finiti devono essere relativamente privi di rischi. Esiste la possibilità di esposizioni pericolose durante la miscelazione e la composizione di prodotti, durante la manipolazione di additivi, durante l'utilizzo di fluidi da taglio e durante il funzionamento di sistemi di lubrificazione a nebbia d'olio.

Il capitolo Raffinerie di petrolio e gas naturale in questo Enciclopedia fornisce informazioni sui potenziali pericoli associati alle strutture ausiliarie negli impianti di miscelazione e confezionamento come locali caldaie, laboratori, uffici, separatori acqua-olio e impianti di trattamento dei rifiuti, banchine marittime, depositi di serbatoi, operazioni di magazzino, vagoni cisterna e scaffalature di carico per autocisterne e strutture per il carico e lo scarico di vagoni ferroviari e camion per pacchi.

Sicurezza

La produzione di additivi e fanghi, la miscelazione in batch, la miscelazione in batch e le operazioni di miscelazione in linea richiedono controlli rigorosi per mantenere la qualità del prodotto desiderata e, insieme all'uso di DPI, per ridurre al minimo l'esposizione a sostanze chimiche e materiali potenzialmente pericolosi, nonché il contatto con superfici calde e vapore. Fusti e contenitori di additivi devono essere conservati in modo sicuro e tenuti ben chiusi fino al momento dell'uso. Gli additivi in fusti e sacchi devono essere maneggiati correttamente per evitare sforzi muscolari. Le sostanze chimiche pericolose devono essere conservate correttamente e le sostanze chimiche incompatibili non devono essere conservate dove possono mescolarsi tra loro. Le precauzioni da prendere quando si utilizzano macchine di riempimento e confezionamento includono l'uso di guanti e l'evitare di intrappolare le dita in dispositivi che crimpano coperchi su fusti e secchi. Le protezioni della macchina e i sistemi di protezione non devono essere rimossi, scollegati o bypassati per accelerare il lavoro. I contenitori intermedi e i fusti alla rinfusa devono essere ispezionati prima del riempimento per assicurarsi che siano puliti e idonei.

Dovrebbe essere istituito un sistema di autorizzazioni per spazi ristretti per l'ingresso nei serbatoi di stoccaggio e nei recipienti di miscelazione per la pulizia, l'ispezione, la manutenzione o la riparazione. Una procedura di lockout/tagout dovrebbe essere stabilita e implementata prima di lavorare su macchinari per l'imballaggio, bollitori di miscelazione con miscelatori, nastri trasportatori, pallettizzatori e altre attrezzature con parti mobili.

Fusti e contenitori che perdono devono essere rimossi dall'area di stoccaggio e le fuoriuscite devono essere pulite per evitare scivolamenti e cadute. Il riciclaggio, la combustione e lo smaltimento di rifiuti, lubrificanti versati e usati, oli per motori di automobili e fluidi da taglio devono essere conformi alle normative governative e alle procedure aziendali. I lavoratori devono utilizzare DPI appropriati durante la pulizia di fuoriuscite e la manipolazione di prodotti usati o di scarto. L'olio motore scaricato, i fluidi da taglio o i lubrificanti industriali che possono essere contaminati con benzina e solventi infiammabili devono essere conservati in un luogo sicuro lontano da fonti di ignizione, fino al corretto smaltimento.

Protezione antincendio

Mentre il potenziale di incendio è minore nella miscelazione e miscelazione di lubrificanti industriali e automobilistici rispetto ai processi di raffinazione, è necessario prestare attenzione durante la produzione di oli e grassi per la lavorazione dei metalli a causa dell'uso di temperature di miscelazione e miscelazione elevate e di prodotti con punto di infiammabilità inferiore. Devono essere prese precauzioni speciali per prevenire gli incendi quando i prodotti vengono erogati o i contenitori riempiti a temperature superiori al loro punto di infiammabilità. Quando si trasferiscono liquidi infiammabili da un contenitore all'altro, è necessario applicare adeguate tecniche di collegamento e messa a terra per prevenire l'accumulo di elettricità statica e le scariche elettrostatiche. I motori elettrici e le apparecchiature portatili devono essere opportunamente classificati per i pericoli presenti nell'area in cui sono installati o utilizzati.

Esiste il rischio di incendio se un prodotto che perde o un rilascio di vapore nelle aree di miscelazione del lubrificante e lavorazione del grasso o di stoccaggio raggiunge una fonte di ignizione. Si dovrebbe prendere in considerazione l'istituzione e l'attuazione di un sistema di permessi per la lavorazione a caldo per prevenire gli incendi negli impianti di miscelazione e confezionamento. I serbatoi di stoccaggio installati all'interno degli edifici devono essere costruiti, sfiatati e protetti in conformità con i requisiti governativi e la politica aziendale. I prodotti stoccati su scaffalature e pile non devono bloccare i sistemi di protezione antincendio, le porte tagliafuoco o le vie di uscita.

Lo stoccaggio dei prodotti finiti, sia alla rinfusa che in contenitori e imballaggi, deve essere conforme alle pratiche riconosciute e alle norme di prevenzione incendi. Ad esempio, i liquidi infiammabili e gli additivi che si trovano in soluzioni di liquidi infiammabili possono essere immagazzinati in edifici esterni o in locali di stoccaggio separati, appositamente progettati all'interno o annessi. Molti additivi vengono conservati in ambienti caldi (da 38 a 65°C) o in ambienti caldi (oltre 65°C) per mantenere gli ingredienti in sospensione, per ridurre la viscosità di prodotti più densi o per facilitare la miscelazione o la composizione. Questi locali di stoccaggio devono essere conformi ai requisiti di classificazione elettrica, drenaggio, ventilazione e sfiato delle esplosioni, in particolare quando i liquidi infiammabili o combustibili sono conservati e distribuiti a temperature superiori ai loro punti di infiammabilità.

Salute e benessere

Durante la miscelazione, il campionamento e la composizione, è necessario prendere in considerazione dispositivi di protezione individuale e respiratoria per evitare l'esposizione a calore, vapore, polveri, nebbie, vapori, fumi, sali metallici, sostanze chimiche e additivi. Pratiche di lavoro sicure, buona igiene e protezione personale adeguata possono essere necessarie per l'esposizione a nebbie d'olio, fumi e vapori, additivi, rumore e calore quando si eseguono attività di ispezione e manutenzione durante il campionamento e la manipolazione di idrocarburi e additivi durante la produzione e l'imballaggio e durante la pulizia fuoriuscite e rilasci:

Scarpe da lavoro con suole resistenti all'olio o allo scivolamento devono essere indossate per lavori generici e scarpe di sicurezza con punta protettiva approvate con suole resistenti all'olio o allo scivolamento devono essere indossate laddove esistano rischi di lesioni ai piedi dovute al rotolamento o alla caduta di oggetti o attrezzature.
Occhiali di sicurezza e protezione respiratoria possono essere necessari per esposizioni pericolose a sostanze chimiche, polvere o vapore.
Guanti, grembiuli, calzature, schermi facciali e occhiali protettivi impermeabili devono essere indossati durante la manipolazione di sostanze chimiche pericolose, additivi e soluzioni caustiche e durante la pulizia di fuoriuscite.
La protezione della testa può essere necessaria quando si lavora in fosse o aree in cui esiste il rischio di lesioni alla testa.
Dovrebbe essere fornito un facile accesso ad adeguate strutture di pulizia e asciugatura per gestire schizzi e fuoriuscite.

L'olio è una causa comune di dermatite, che può essere controllata attraverso l'uso di DPI e buone pratiche di igiene personale. Evitare il contatto diretto della pelle con qualsiasi grasso o lubrificante formulato. Gli oli più leggeri come il cherosene, i solventi e gli oli del fuso sgrassano la pelle e causano eruzioni cutanee. Prodotti più densi, come oli e grassi per ingranaggi, ostruiscono i pori della pelle, portando alla follicolite.

I pericoli per la salute dovuti alla contaminazione microbica dell'olio possono essere riassunti come segue:

Le condizioni cutanee preesistenti possono essere aggravate.
Gli aerosol lubrificanti di dimensioni respirabili possono causare malattie respiratorie.
Gli organismi possono modificare la composizione del prodotto in modo che diventi direttamente dannoso.
Possono essere introdotti batteri nocivi da animali, uccelli o esseri umani.

La dermatite da contatto può verificarsi quando i dipendenti sono esposti a fluidi da taglio durante la produzione, il lavoro o la manutenzione e quando si puliscono le mani sporche di olio con stracci intrisi di minuscole particelle metalliche. Il metallo provoca piccole lacerazioni nella pelle che possono infettarsi. I fluidi da taglio a base acquosa sulla pelle e sugli indumenti possono contenere batteri e causare infezioni e gli emulsionanti possono dissolvere i grassi dalla pelle. La follicolite oleosa è causata dall'esposizione prolungata a fluidi da taglio a base di olio, ad esempio indossando indumenti imbevuti di olio. I dipendenti devono rimuovere e lavare gli indumenti impregnati di olio prima di indossarli nuovamente. La dermatite può anche essere causata dall'uso di saponi, detergenti o solventi per pulire la pelle. La dermatite è meglio controllata da buone pratiche igieniche e riducendo al minimo l'esposizione. Se la dermatite persiste, è necessario consultare un medico.

Nell'ampia revisione condotta come base per il suo documento sui criteri, il National Institute for Occupational Safety and Health (NIOSH) degli Stati Uniti ha riscontrato un'associazione tra l'esposizione a fluidi per la lavorazione dei metalli e il rischio di sviluppare il cancro in diversi siti di organi, tra cui stomaco, pancreas , laringe e retto (NIOSH 1996). Restano da determinare le formulazioni specifiche responsabili degli elevati rischi di cancro.

L'esposizione professionale a nebbie d'olio e aerosol è associata a una varietà di effetti respiratori non maligni, tra cui polmonite lipoide, asma, irritazione acuta delle vie aeree, bronchite cronica e funzione polmonare compromessa (NIOSH 1996).

I fluidi per la lavorazione dei metalli sono facilmente contaminati da batteri e funghi. Possono colpire la pelle o, se inalati come aerosol contaminati, possono avere effetti sistemici.

I processi di raffinazione come l'idrofinitura e il trattamento acido vengono utilizzati per rimuovere gli aromatici dai lubrificanti industriali e l'uso di basi nafteniche è stato limitato per ridurre al minimo la cancerogenicità. Anche gli additivi introdotti nella miscelazione e nel compounding possono creare un potenziale rischio per la salute. L'esposizione a composti clorurati e composti con piombo, come quelli utilizzati in alcuni lubrificanti e grassi per ingranaggi, provoca irritazione della pelle e può essere potenzialmente pericolosa. Il tri-ortocresil fosfato ha causato epidemie di paralisi nervose quando l'olio lubrificante è stato usato accidentalmente per cucinare. Gli oli sintetici sono costituiti principalmente da nitrito di sodio e trietanolammina e additivi. La trietanolamina commerciale contiene dietanolamina, che può reagire con nitrito di sodio per formare un cancerogeno relativamente debole, N-nitrosodietanolamina, che può creare un pericolo. I lubrificanti semisintetici presentano i rischi di entrambi i prodotti, così come gli additivi nelle loro formulazioni.

Le informazioni sulla sicurezza dei prodotti sono importanti sia per i dipendenti dei produttori che per gli utilizzatori di lubrificanti, oli e grassi. I produttori dovrebbero disporre di schede di dati sulla sicurezza dei materiali (MSDS) o altre informazioni sul prodotto disponibili per tutti gli additivi e le basi utilizzate nella miscelazione e nella composizione. Molte aziende hanno condotto test epidemiologici e tossicologici per determinare il grado di rischio associato a eventuali effetti sulla salute acuti e cronici dei loro prodotti. Queste informazioni dovrebbero essere disponibili per i lavoratori e gli utenti attraverso etichette di avvertenza e informazioni sulla sicurezza del prodotto.

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Mercoledì, marzo 16 2011 22: 23

Trattamento superficiale dei metalli

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

Metodo di trattamento del metallo	Pericoli	Precauzioni
Lucidatura elettrolitica	Ustioni e irritazioni da sostanze chimiche caustiche e corrosive	Utilizzare dispositivi di protezione individuale adeguati. Installare un'efficace ventilazione di scarico.
Galvanotecnica	Esposizione a cromo e nichel potenzialmente cancerogeni; esposizione ai cianuri; ustioni e irritazioni da sostanze chimiche caustiche e corrosive; elettro-shock; il processo può essere bagnato, causando rischi di scivolamento e caduta; potenziale generazione di polvere esplosiva; rischi ergonomici	Utilizzare dispositivi di protezione individuale adeguati. Installare un'efficace ventilazione di scarico, spesso scanalata, sistema push-pull. Pulisci immediatamente le fuoriuscite. Installa pavimenti antiscivolo. Utilizzare una progettazione efficace delle procedure e delle postazioni di lavoro per evitare lo stress ergonomico.
Smalti e velature	Pericoli fisici da macinini, nastri trasportatori, mulini; pericolo di ustioni da liquidi e apparecchiature ad alta temperatura; esposizione a polveri che possono causare malattie polmonari	Installare adeguate protezioni della macchina, compresi gli interblocchi. Utilizzare dispositivi di protezione individuale adeguati. Installare un'efficace ventilazione di scarico per evitare l'esposizione alla polvere. Potrebbero essere necessarie apparecchiature con filtro HEPA.
acquaforte	Esposizione all'acido fluoridrico; ustioni e irritazioni da sostanze chimiche caustiche e corrosive; pericolo di ustione da liquidi e apparecchiature ad alta temperatura	Attuare un programma per evitare l'esposizione all'acido fluoridrico. Utilizzare dispositivi di protezione individuale adeguati. Installare un'efficace ventilazione di scarico.
zincatura	Pericolo di ustione da liquidi, metalli e attrezzature ad alta temperatura; ustioni e irritazioni da sostanze chimiche caustiche e corrosive; febbre da fumi metallici; potenziale esposizione al piombo	Utilizzare dispositivi di protezione individuale adeguati. Installare un'efficace ventilazione di scarico. Attuare un programma di riduzione/monitoraggio dell'esposizione al piombo.
Trattamento termico	Pericolo di ustione da liquidi, metalli e attrezzature ad alta temperatura; ustioni e irritazioni da sostanze chimiche caustiche e corrosive; possibili atmosfere esplosive di idrogeno; potenziale esposizione al monossido di carbonio; potenziale esposizione ai cianuri; pericolo di incendio dovuto all'estinzione dell'olio	Utilizzare dispositivi di protezione individuale adeguati. Installare un'efficace ventilazione di scarico. Mostrare cartelli che avvertono di attrezzature e superfici ad alta temperatura. Installare sistemi per monitorare la concentrazione di monossido di carbonio. Installare adeguati sistemi antincendio.
metallizzazione	Pericolo di ustione da metalli e attrezzature ad alta temperatura; possibili atmosfere esplosive di polvere, acetilene; febbre da fumi di zinco metallico	Installare adeguati sistemi antincendio. Separare correttamente prodotti chimici e gas. Utilizzare dispositivi di protezione individuale adeguati. Installare un'efficace ventilazione di scarico.
fosfatazione	Ustioni e irritazioni da sostanze chimiche caustiche e corrosive	Utilizzare dispositivi di protezione individuale adeguati. Installare un'efficace ventilazione di scarico.
Rivestimento in plastica	Esposizione a sensibilizzanti chimici	Cerca alternative ai sensibilizzanti. Utilizzare dispositivi di protezione individuale adeguati. Installare un'efficace ventilazione di scarico.
adescamento	Esposizione a vari solventi potenzialmente tossici e infiammabili, esposizione a sensibilizzanti chimici, esposizione a cromo potenzialmente cancerogeno	Cerca alternative ai sensibilizzanti. Utilizzare dispositivi di protezione individuale adeguati. Installare un'efficace ventilazione di scarico. Separare correttamente sostanze chimiche/gas.

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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Pubblicato in Lavorazione dei metalli e lavorazione dei metalli

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Sabato, Marzo 19 2011 19: 54

Recupero metalli

Il recupero dei metalli è il processo mediante il quale i metalli vengono prodotti dai rottami. Questi metalli recuperati non sono distinguibili dai metalli prodotti dalla lavorazione primaria di un minerale del metallo. Tuttavia, il processo è leggermente diverso e l'esposizione potrebbe essere diversa. I controlli tecnici sono fondamentalmente gli stessi. Il recupero dei metalli è molto importante per l'economia mondiale a causa dell'esaurimento delle materie prime e dell'inquinamento dell'ambiente creato dai materiali di scarto.

Alluminio, rame, piombo e zinco costituiscono il 95% della produzione dell'industria dei metalli non ferrosi secondari. Vengono recuperati anche magnesio, mercurio, nichel, metalli preziosi, cadmio, selenio, cobalto, stagno e titanio. (Il ferro e l'acciaio sono discussi nel capitolo Industria siderurgica. Vedi anche l'articolo "Fusione e raffinazione di rame, piombo e zinco" in questo capitolo.)

Strategie di controllo

Principi di controllo delle emissioni/esposizione

Il recupero dei metalli comporta esposizioni a polveri, fumi, solventi, rumore, calore, nebbie acide e altri potenziali materiali e rischi pericolosi. Alcune modifiche al processo e/o alla movimentazione dei materiali possono essere fattibili per eliminare o ridurre la generazione di emissioni: riduzione al minimo della movimentazione, abbassamento delle temperature del recipiente, riduzione della formazione di scorie e della generazione superficiale di polvere e modifica del layout dell'impianto per ridurre la movimentazione dei materiali o il rientro delle polvere.

L'esposizione può essere ridotta in alcuni casi se le macchine vengono selezionate per eseguire attività ad alta esposizione in modo che i dipendenti possano essere allontanati dall'area. Ciò può anche ridurre i rischi ergonomici dovuti alla movimentazione dei materiali.

Per prevenire la contaminazione incrociata delle aree pulite dell'impianto, è auspicabile isolare i processi che generano emissioni significative. Una barriera fisica conterrà le emissioni e ne ridurrà la diffusione. Pertanto, meno persone sono esposte e il numero di fonti di emissione che contribuiscono all'esposizione in una qualsiasi area sarà ridotto. Ciò semplifica le valutazioni dell'esposizione e facilita l'identificazione e il controllo delle fonti principali. Le operazioni di recupero sono spesso isolate dalle altre operazioni dell'impianto.

Occasionalmente, è possibile racchiudere o isolare una specifica fonte di emissione. Poiché gli involucri raramente sono a tenuta d'aria, all'involucro viene spesso applicato un sistema di scarico a tiraggio negativo. Uno dei modi più comuni per controllare le emissioni è fornire una ventilazione di scarico locale nel punto di generazione delle emissioni. Catturare le emissioni alla fonte riduce la possibilità che le emissioni si disperdano nell'aria. Previene inoltre l'esposizione secondaria dei dipendenti creata dal rientro di contaminanti depositati.

La velocità di cattura di una cappa aspirante deve essere sufficientemente elevata da impedire ai fumi o alla polvere di fuoriuscire dal flusso d'aria nella cappa. Il flusso d'aria dovrebbe avere una velocità sufficiente per trasportare fumi e particelle di polvere nella cappa e per superare gli effetti di disturbo delle correnti d'aria incrociate e altri movimenti d'aria casuali. La velocità richiesta per ottenere questo risultato varierà da un'applicazione all'altra. L'uso di riscaldatori a ricircolo o ventole di raffreddamento personali che possono superare la ventilazione di scarico locale dovrebbe essere limitato.

Tutti i sistemi di ventilazione di scarico o di diluizione richiedono anche aria di ricambio (nota anche come sistemi di “aria di reintegro”). Se il sistema di sostituzione dell'aria è ben progettato e integrato nei sistemi di ventilazione naturale e di comfort, ci si può aspettare un controllo più efficace delle esposizioni. Ad esempio, le prese d'aria sostitutive dovrebbero essere posizionate in modo che l'aria pulita scorra dall'uscita attraverso i dipendenti, verso la fonte di emissione e verso lo scarico. Questa tecnica viene spesso utilizzata con le isole ad aria compressa e pone il dipendente tra l'aria pulita in ingresso e la fonte di emissione.

Le aree pulite devono essere controllate attraverso il controllo diretto delle emissioni e la pulizia. Queste aree presentano bassi livelli di contaminanti ambientali. I dipendenti nelle aree contaminate possono essere protetti da cabine di servizio ad aria compressa, isole, pulpiti di stand-by e sale di controllo, integrati da protezioni respiratorie personali.

L'esposizione giornaliera media dei lavoratori può essere ridotta fornendo aree pulite come le mense e le mense fornite di aria fresca filtrata. Trascorrendo del tempo in un'area relativamente priva di contaminanti, è possibile ridurre l'esposizione media ponderata in base al tempo dei dipendenti ai contaminanti. Un'altra applicazione popolare di questo principio è l'isola ad aria compressa, dove l'aria fresca filtrata viene fornita alla zona di respirazione del dipendente alla postazione di lavoro.

Deve essere previsto uno spazio sufficiente per cappe, condotti, sale di controllo, attività di manutenzione, pulizia e stoccaggio delle attrezzature.

I veicoli su ruote sono fonti significative di emissioni secondarie. Laddove si utilizza il trasporto di veicoli su ruote, le emissioni possono essere ridotte pavimentando tutte le superfici, mantenendo le superfici libere da materiali polverosi accumulati, riducendo le distanze e la velocità di percorrenza del veicolo e reindirizzando lo scarico del veicolo e lo scarico della ventola di raffreddamento. Il materiale di pavimentazione appropriato come il calcestruzzo dovrebbe essere selezionato dopo aver considerato fattori come il carico, l'uso e la cura della superficie. I rivestimenti possono essere applicati su alcune superfici per facilitare il lavaggio delle carreggiate.

Tutti i sistemi di ventilazione dell'aria di scarico, di diluizione e di reintegro devono essere mantenuti correttamente per controllare efficacemente i contaminanti dell'aria. Oltre alla manutenzione dei sistemi di ventilazione generale, è necessario eseguire la manutenzione delle apparecchiature di processo per eliminare la fuoriuscita di materiale e le emissioni fuggitive.

Implementazione del programma di pratica lavorativa

Sebbene gli standard enfatizzino i controlli tecnici come mezzo per raggiungere la conformità, i controlli delle pratiche di lavoro sono essenziali per un programma di controllo di successo. I controlli ingegneristici possono essere sconfitti da cattive abitudini di lavoro, manutenzione inadeguata e scarsa pulizia o igiene personale. I dipendenti che utilizzano la stessa attrezzatura in turni diversi possono avere esposizioni aeree significativamente diverse a causa delle differenze di questi fattori tra i turni.

I programmi di pratica lavorativa, sebbene spesso trascurati, rappresentano una buona pratica manageriale oltre che un buon senso comune; sono convenienti ma richiedono un atteggiamento responsabile e collaborativo da parte dei dipendenti e dei capi di linea. L'atteggiamento dell'alta dirigenza nei confronti della sicurezza e della salute si riflette nell'atteggiamento dei supervisori di linea. Allo stesso modo, se i supervisori non applicano questi programmi, l'atteggiamento dei dipendenti potrebbe risentirne. La promozione di buone attitudini alla salute e alla sicurezza può essere realizzata attraverso:

un'atmosfera cooperativa in cui i dipendenti partecipano ai programmi
formazione formale e programmi educativi
sottolineando il programma di sicurezza e salute degli impianti. Motivare i dipendenti e ottenere la loro fiducia è necessario per avere un programma efficace.

I programmi di pratica lavorativa non possono essere semplicemente “installati”. Proprio come con un sistema di ventilazione, devono essere mantenuti e controllati continuamente per assicurarsi che funzionino correttamente. Questi programmi sono di responsabilità della direzione e dei dipendenti. Dovrebbero essere istituiti programmi per insegnare, incoraggiare e supervisionare pratiche "buone" (vale a dire, bassa esposizione).

Equipaggiamento per la protezione personale

Occhiali di sicurezza con protezioni laterali, tute, scarpe antinfortunistiche e guanti da lavoro dovrebbero essere indossati regolarmente per tutti i lavori. Coloro che sono impegnati nella fusione e fusione, o nella fusione di leghe, devono indossare grembiuli e protezioni per le mani in pelle o altri materiali adatti per proteggersi dagli schizzi di metallo fuso.

Nelle operazioni in cui i controlli tecnici non sono adeguati per controllare le emissioni di polvere o fumi, è necessario indossare un'adeguata protezione respiratoria. Se i livelli di rumore sono eccessivi e non possono essere regolati o le fonti di rumore non possono essere isolate, è necessario indossare protezioni acustiche. Ci dovrebbe essere anche un programma di conservazione dell'udito, compresi i test audiometrici e la formazione.

Processi

Alluminio

L'industria dell'alluminio secondario utilizza rottami contenenti alluminio per produrre alluminio metallico e leghe di alluminio. I processi utilizzati in questo settore comprendono il pretrattamento dei rottami, la rifusione, l'alligazione e la colata. La materia prima utilizzata dall'industria dell'alluminio secondario comprende rottami vecchi e nuovi, maialino sudato e parte dell'alluminio primario. I nuovi rottami sono costituiti da ritagli, fucinati e altri solidi acquistati dall'industria aeronautica, dai fabbricanti e da altri impianti di produzione. Le alesature e le torniture sono un sottoprodotto della lavorazione di fusioni, barre e forgiatura da parte dell'industria aeronautica e automobilistica. Scorie, scremature e scorie sono ottenute da impianti di riduzione primaria, fonderie e fonderie. I vecchi rottami includono parti di automobili, articoli per la casa e parti di aeroplani. I passaggi coinvolti sono i seguenti:

Ispezione e cernita. I rottami di alluminio acquistati vengono sottoposti a ispezione. I rottami puliti che non richiedono pretrattamento vengono trasportati allo stoccaggio o caricati direttamente nel forno fusorio. L'alluminio che necessita di pretrattamento viene selezionato manualmente. Ferro libero, acciaio inossidabile, zinco, ottone e materiali sovradimensionati vengono rimossi.
Frantumazione e vagliatura. I vecchi rottami, in particolare fusioni e lamiere contaminate dal ferro, sono input di questo processo. Il rottame selezionato viene convogliato a un frantoio o mulino a martelli dove il materiale viene triturato e frantumato e il ferro viene strappato via dall'alluminio. Il materiale frantumato viene fatto passare su vagli vibranti per rimuovere lo sporco e le particelle fini.
balle. Per compattare ingombranti rottami di alluminio come lamiere di scarto, fusioni e ritagli, vengono utilizzate attrezzature per la pressatura appositamente progettate.
Triturazione/classificazione. Il cavo in alluminio puro con rinforzo o isolamento in acciaio viene tagliato con cesoie tipo coccodrillo, quindi granulato o ulteriormente ridotto in mulini a martelli per separare l'anima in ferro e il rivestimento plastico dall'alluminio.
Bruciare/asciugare. Le alesature e le torniture sono pretrattate per rimuovere oli da taglio, grassi, umidità e ferro libero. Il rottame viene frantumato in un mulino a martelli o in un frantoio ad anello, l'umidità e le sostanze organiche vengono volatilizzate in un essiccatore rotativo alimentato a gas o olio, i trucioli essiccati vengono vagliati per rimuovere i fini di alluminio, il materiale rimanente viene trattato magneticamente per la rimozione del ferro e i fori puliti e asciutti vengono ordinati in scatole di plastica.
Lavorazione a caldo. L'alluminio può essere rimosso dalle scorie calde scaricate dal forno di raffinazione mediante flussaggio discontinuo con una miscela sale-criolite. Questo processo viene eseguito in una botte ruotata meccanicamente e rivestita di refrattario. Il metallo viene picchiettato periodicamente attraverso un foro nella sua base.
Fresatura a secco. Nel processo di macinazione a secco, le scorie cariche di alluminio a freddo e altri residui vengono lavorati mediante macinazione, vagliatura e concentrazione per ottenere un prodotto contenente un contenuto minimo di alluminio compreso tra il 60 e il 70%. Mulini a sfere, mulini a barre o mulini a martelli possono essere utilizzati per ridurre gli ossidi e i non metallici in polveri fini. La separazione dello sporco e di altri non recuperabili dal metallo si ottiene mediante schermatura, classificazione aerea e/o separazione magnetica.
Torrefazione. Un foglio di alluminio rivestito con carta, guttaperca o isolante è un input in questo processo. Nel processo di tostatura, i materiali carboniosi associati ai fogli di alluminio vengono caricati e poi separati dal prodotto metallico.
Sudorazione di alluminio. La sudorazione è un processo pirometallurgico utilizzato per recuperare l'alluminio da rottami ad alto contenuto di ferro. Rottami di alluminio ad alto contenuto di ferro, fusioni e scorie sono input in questo processo. Generalmente vengono impiegati forni a riverbero a fiamma aperta con suole inclinata. La separazione avviene quando l'alluminio e altri costituenti a basso punto di fusione si sciolgono e colano nel focolare, attraverso una griglia e in stampi raffreddati ad aria, pentole di raccolta o pozzetti di contenimento. Il prodotto è denominato “maiale sudato”. I materiali ad alto punto di fusione tra cui ferro, ottone e prodotti di ossidazione formatisi durante il processo di trasudazione vengono periodicamente prelevati dal forno.
Fusione-raffinazione riverberante (cloro). I forni a riverbero vengono utilizzati per convertire rottami selezionati puliti, maiali sudati o, in alcuni casi, rottami non trattati in leghe specifiche. Il rottame viene caricato nel forno con mezzi meccanici. I materiali vengono aggiunti per la lavorazione mediante alimentazione batch o continua. Dopo che il rottame è stato caricato, viene aggiunto un flusso per impedire il contatto e la successiva ossidazione del fuso da parte dell'aria (flusso di copertura). Vengono aggiunti flussi di solventi che reagiscono con sostanze non metalliche, come residui di rivestimenti bruciati e sporcizia, per formare sostanze insolubili che galleggiano in superficie come scorie. Vengono quindi aggiunti agenti leganti, a seconda delle specifiche. Smagnetizzazione è il processo che riduce il contenuto di magnesio della carica fusa. Durante la smagnatura con cloro gassoso, il cloro viene iniettato attraverso tubi o lance di carbonio e reagisce con il magnesio e l'alluminio mentre bolle. Nella fase di scrematura i flussi semisolidi impuri vengono rimossi dalla superficie del fuso.
Fusione-raffinazione riverberante (fluoro). Questo processo è simile al processo di fusione-raffinazione a riverbero (cloro), tranne per il fatto che viene impiegato fluoruro di alluminio anziché cloro.

La tabella 1 elenca l'esposizione ei controlli per le operazioni di recupero dell'alluminio.

Tabella 1. Controlli ingegneristici/amministrativi per l'alluminio, per operazione

Apparecchiature di processo	Esposizione	Controlli ingegneristici/amministrativi
ordinamento	Dissaldatura con torcia: fumi metallici come piombo e cadmio	Ventilazione di scarico locale durante la dissaldatura; DPI: protezione respiratoria durante la dissaldatura
Frantumazione/vagliatura	Polveri e aerosol non specifici, nebbie oleose, particolato metallico e rumore	Ventilazione di scarico locale e ventilazione generale dell'area, isolamento della fonte di rumore; DPI: protezione dell'udito
balle	Nessuna esposizione nota	Nessun controllo
Bruciare/asciugare	Particolato non specifico che può includere metalli, fuliggine e sostanze organiche pesanti condensate. Gas e vapori contenenti fluoruri, anidride solforosa, cloruri, monossido di carbonio, idrocarburi e aldeidi	Ventilazione di scarico locale, ventilazione generale dell'area, regime di lavoro/riposo da stress termico, fluidi, isolamento della fonte di rumore; DPI: protezione dell'udito
Lavorazione a caldo	Alcuni fumi	Ventilazione di scarico locale, ventilazione generale dell'area
Macinazione a secco	Polvere	Ventilazione di scarico locale, ventilazione generale dell'area
Per arrosti	Polvere	Ventilazione di scarico locale, ventilazione generale dell'area, regime di lavoro/riposo da stress termico, fluidi, isolamento della fonte di rumore; DPI: protezione dell'udito
Sudorazione	Fumi e particolato metallici, gas e vapori non specifici, calore e rumore	Ventilazione di scarico locale, ventilazione generale dell'area, regime di lavoro/riposo da stress termico, fluidi, isolamento della fonte di rumore; DPI: protezione dell'udito e protezione delle vie respiratorie
Fusione-raffinazione riverberante (cloro).	Prodotti della combustione, cloro, acido cloridrico, cloruri metallici, cloruri di alluminio, calore e rumore	Ventilazione di scarico locale, ventilazione generale dell'area, regime di lavoro/riposo da stress termico, fluidi, isolamento della fonte di rumore; DPI: protezione dell'udito e protezione delle vie respiratorie
Fusione-raffinazione riverberante (fluoro).	Prodotti della combustione, fluoro, fluoruri di idrogeno, fluoruri metallici, fluoruri di alluminio, calore e rumore	Ventilazione di scarico locale, ventilazione generale dell'area, regime di lavoro/riposo da stress termico, fluidi, isolamento della fonte di rumore; DPI: protezione dell'udito e protezione delle vie respiratorie

Recupero del rame

L'industria del rame secondario utilizza rottami contenenti rame per produrre rame metallico e leghe a base di rame. Le materie prime utilizzate possono essere classificate come nuovo rottame prodotto nella fabbricazione di prodotti finiti o vecchio rottame da articoli obsoleti usurati o recuperati. Le vecchie fonti di rottame includono fili, impianti idraulici, apparecchiature elettriche, automobili ed elettrodomestici. Altri materiali con valore di rame includono scorie, scorie, ceneri di fonderia e rifiuti di fonderia. Sono coinvolti i seguenti passaggi:

Spogliarello e smistamento. I rottami vengono selezionati in base al contenuto di rame e alla pulizia. I rottami puliti possono essere separati manualmente per essere caricati direttamente in un forno di fusione e lega. I componenti ferrosi possono essere separati magneticamente. L'isolamento e le coperture dei cavi in piombo vengono rimossi a mano o mediante attrezzature appositamente progettate.
Bricchettatura e frantumazione. Fili puliti, lamiere sottili, schermature, alesature, torniture e trucioli vengono compattati per facilitarne la manipolazione. Le attrezzature utilizzate comprendono presse imballatrici idrauliche, mulini a martelli e mulini a sfere.
Triturazione. La separazione del filo di rame dall'isolamento si ottiene riducendo le dimensioni della miscela. Il materiale triturato viene poi selezionato per classificazione aerea o idraulica con separazione magnetica di eventuali materiali ferrosi.
Macinazione e separazione per gravità. Questo processo svolge la stessa funzione della triturazione ma utilizza un mezzo di separazione acquoso e diversi materiali di ingresso come scorie, scorie, scremature, ceneri di fonderia, spazzature e polvere dei filtri.
Asciugatura. Alesature, torniture e trucioli contenenti impurità organiche volatili come fluidi da taglio, oli e grassi vengono rimossi.
Bruciatura dell'isolamento. Questo processo separa l'isolamento e altri rivestimenti dal filo di rame bruciando questi materiali nelle fornaci. Il rottame di filo metallico viene caricato in lotti in una camera di accensione primaria o postcombustore. I prodotti volatili della combustione vengono quindi fatti passare attraverso una camera di combustione secondaria o filtro a maniche per la raccolta. Viene generato particolato non specifico che può includere fumo, argilla e ossidi metallici. I gas ei vapori possono contenere ossidi di azoto, anidride solforosa, cloruri, monossido di carbonio, idrocarburi e aldeidi.
Sudorazione. La rimozione dei componenti a basso punto di fusione del vapore dai rottami viene effettuata riscaldando i rottami ad una temperatura controllata che è appena al di sopra del punto di fusione dei metalli da espellere. Il metallo primario, il rame, generalmente non è il componente fuso.
Lisciviazione di carbonato di ammonio. Il rame può essere recuperato da rottami relativamente puliti mediante lisciviazione e dissoluzione in una soluzione basica di carbonato di ammonio. Gli ioni rameici in una soluzione di ammoniaca reagiranno con il rame metallico per produrre ioni rameosi, che possono essere riossidati allo stato rameico mediante ossidazione dell'aria. Dopo che la soluzione grezza è stata separata dal residuo di lisciviazione, l'ossido di rame viene recuperato mediante distillazione a vapore.
Distillazione a vapore. L'ebollizione del materiale lisciviato dal processo di lisciviazione del carbonato fa precipitare l'ossido di rame. L'ossido di rame viene quindi essiccato.
Riduzione dell'idrogeno idrotermale. La soluzione di carbonato di ammonio contenente ioni di rame viene riscaldata sotto pressione in idrogeno, facendo precipitare il rame sotto forma di polvere. Il rame viene filtrato, lavato, asciugato e sinterizzato in atmosfera di idrogeno. La polvere viene macinata e vagliata.
Lisciviazione di acido solforico. Il rame di scarto viene sciolto in acido solforico caldo per formare una soluzione di solfato di rame per l'alimentazione al processo di elettroestrazione. Dopo la digestione, il residuo non disciolto viene filtrato.
Fusione del convertitore. Il rame nero fuso viene caricato nel convertitore, che è un mattone refrattario rivestito di guscio d'acciaio a forma di pera o cilindrico. L'aria viene soffiata nelle cariche fuse attraverso ugelli chiamati ugelli. L'aria ossida il solfuro di rame e altri metalli. Un flusso contenente silice viene aggiunto per reagire con gli ossidi di ferro per formare una scoria di silicato di ferro. Questa scoria viene scremata dalla fornace, di solito ribaltando la fornace e poi c'è un secondo soffiaggio e schiumatura. Il rame di questo processo è chiamato rame blister. Il rame blister viene generalmente ulteriormente raffinato in un forno di raffinazione a fuoco.
Raffinazione al fuoco. Il rame blister proveniente dal convertitore viene affinato a fuoco in un forno cilindrico inclinabile, un recipiente simile a un forno a riverbero. Il rame blister viene caricato nel recipiente di raffinazione in atmosfera ossidante. Le impurità vengono scremate dalla superficie e viene creata un'atmosfera riducente mediante l'aggiunta di tronchi verdi o gas naturale. Il metallo fuso risultante viene quindi colato. Se il rame deve essere raffinato elettroliticamente, il rame raffinato sarà fuso come anodo.
Raffinazione elettrolitica. Gli anodi del processo di raffinazione al fuoco vengono posti in un serbatoio contenente acido solforico e corrente continua. Il rame dell'anodo viene ionizzato e gli ioni di rame vengono depositati su un foglio iniziale di rame puro. Quando gli anodi si dissolvono nell'elettrolita, le impurità si depositano sul fondo della cella sotto forma di melma. Questa melma può essere ulteriormente elaborata per recuperare altri valori di metallo. Il rame catodico prodotto viene fuso e colato in una varietà di forme.

La tabella 2 elenca le esposizioni ei controlli per le operazioni di recupero del rame.

Tabella 2. Controlli ingegneristici/amministrativi per il rame, per operazione

Apparecchiature di processo	esposizioni	Controlli ingegneristici/amministrativi
Spogliarello e smistamento	Contaminanti dell'aria derivanti dalla manipolazione del materiale e dalla dissaldatura o dal taglio di rottami	Ventilazione di scarico locale, ventilazione generale dell'area
Bricchettatura e frantumazione	Polveri e aerosol aspecifici, nebbie oleose, particolato metallico e rumore	Ventilazione di scarico locale e ventilazione generale dell'area, isolamento della fonte di rumore; DPI: protezione dell'udito e protezione delle vie respiratorie
triturazione	Polveri non specifiche, materiale isolante dei cavi, particolato metallico e rumore	Ventilazione di scarico locale e ventilazione generale dell'area, isolamento della fonte di rumore; DPI: protezione dell'udito e protezione delle vie respiratorie
Macinazione e separazione per gravità	Polveri aspecifiche, particolato metallico da disossidanti, scorie e scorie, rumore	Ventilazione di scarico locale e ventilazione generale dell'area, isolamento della fonte di rumore; DPI: protezione dell'udito e protezione delle vie respiratorie
essiccazione	Particolato non specifico, che può includere metalli, fuliggine e sostanze organiche pesanti condensate Gas e vapori contenenti fluoruri, anidride solforosa, cloruri, monossido di carbonio, idrocarburi e aldeidi	Ventilazione di scarico locale, ventilazione generale dell'area, regime di lavoro/riposo, fluidi, isolamento della sorgente di rumore; DPI: protezione dell'udito e protezione delle vie respiratorie
Bruciatura dell'isolamento	Particolato non specifico che può includere fumo, argilla e ossidi metallici Gas e vapori contenenti ossidi di azoto, anidride solforosa, cloruri, monossido di carbonio, idrocarburi e aldeidi	Ventilazione di scarico locale, ventilazione generale dell'area, regime di lavoro/riposo, fluidi, isolamento della sorgente di rumore; DPI: protezione delle vie respiratorie
Sudorazione	Fumi metallici e particolato, gas non specifici, vapori e particolato	Ventilazione di scarico locale, ventilazione generale dell'area, regime di lavoro/riposo, fluidi, isolamento della sorgente di rumore; DPI: protezione dell'udito e protezione delle vie respiratorie
Lisciviazione di carbonato di ammonio	Ammoniaca	Ventilazione di scarico locale, ventilazione generale dell'area; DPI: protezione delle vie respiratorie
Distillazione a vapore	Ammoniaca	Ventilazione di scarico locale, ventilazione generale dell'area; DPI: occhiali con protezioni laterali
Riduzione dell'idrogeno idrotermale	Ammoniaca	Ventilazione di scarico locale, ventilazione generale dell'area; DPI: protezione delle vie respiratorie
Lisciviazione di acido solforico	Nebbie di acido solforico	Ventilazione di scarico locale, ventilazione generale dell'area
Fusione del convertitore	Metalli volatili, rumore	Ventilazione di scarico locale, ventilazione generale dell'area; DPI: protezione delle vie respiratorie e protezione dell'udito
Fusione a crogiolo elettrico	Particolato, ossidi di zolfo e di azoto, fuliggine, monossido di carbonio, rumore	Ventilazione di scarico locale, ventilazione generale dell'area; DPI: protezione dell'udito
Raffinazione al fuoco	Ossidi di zolfo, idrocarburi, particolato	Ventilazione di scarico locale, ventilazione generale dell'area; DPI: protezione dell'udito
Raffinazione elettrolitica	Acido solforico e metalli dai fanghi	Ventilazione di scarico locale, ventilazione generale dell'area

Bonifica del piombo

Le materie prime acquistate da fonderie secondarie di piombo possono richiedere una lavorazione prima di essere caricate in un forno fusorio. Questa sezione discute le materie prime più comuni che vengono acquistate dalle fonderie secondarie di piombo e i controlli tecnici fattibili e le pratiche di lavoro per limitare l'esposizione dei dipendenti al piombo dalle operazioni di lavorazione delle materie prime. Va notato che la polvere di piombo può generalmente essere trovata in tutte le strutture di bonifica del piombo e che l'aria veicolare può sollevare polvere di piombo che può quindi essere inalata o aderire a scarpe, indumenti, pelle e capelli.

Batterie automobilistiche

La materia prima più comune in una fonderia di piombo secondaria sono le batterie per automobili spazzatura. Circa il 50% del peso di una batteria automobilistica spazzatura verrà recuperato come piombo metallico nel processo di fusione e raffinazione. Circa il 90% delle batterie per auto prodotte oggi utilizza una scatola o custodia in polipropilene. Le casse in polipropilene vengono recuperate da quasi tutte le fonderie di piombo secondario per l'alto valore economico di questo materiale. La maggior parte di questi processi può generare fumi metallici, in particolare piombo e antimonio.

In rottura della batteria automobilistica esiste un potenziale per la formazione di arsina o stibina a causa della presenza di arsenico o antimonio usati come agenti indurenti nel metallo della griglia e il potenziale per la presenza di idrogeno nascente.

I quattro processi più comuni per la rottura delle batterie per autoveicoli sono:

sega ad alta velocità
sega a bassa velocità
cesoia
frantumazione a batteria intera (frantoio o trituratore Saturno o mulino a martelli).

I primi tre di questi processi comportano il taglio della parte superiore della batteria, quindi lo scarico dei gruppi o del materiale contenente piombo. Il quarto processo prevede la frantumazione dell'intera batteria in un mulino a martelli e la separazione dei componenti mediante separazione per gravità.

Separazione della batteria automobilistica avviene dopo che le batterie per autoveicoli sono state rotte in modo che il materiale contenente piombo possa essere separato dal materiale della custodia. La rimozione della custodia può generare nebbie acide. Le tecniche più utilizzate per svolgere questo compito sono:

I Manuale tecnica. Questa è utilizzata dalla stragrande maggioranza delle fonderie secondarie di piombo e rimane la tecnica più utilizzata nelle fonderie di piccole e medie dimensioni. Dopo che la batteria è passata attraverso la sega o la cesoia, un dipendente scarica manualmente i gruppi o il materiale contenente piombo in una pila e posiziona la custodia e la parte superiore della batteria in un'altra pila o sistema di trasporto.
A acrobata dispositivo. Le batterie vengono inserite in un dispositivo a tamburo dopo che le parti superiori sono state segate/tagliate via per separare i gruppi dalle custodie. Le costole all'interno del bicchiere scaricano i gruppi mentre ruota lentamente. I gruppi cadono attraverso le fessure del bicchiere mentre le casse vengono trasportate all'estremità opposta e vengono raccolte all'uscita. Le custodie e le parti superiori delle batterie in plastica e gomma vengono ulteriormente lavorate dopo essere state separate dal materiale del cuscinetto di piombo.
A processo sink/float. Il processo sink/float è tipicamente combinato con il mulino a martelli o il processo di frantumazione per la rottura della batteria. I pezzi della batteria, sia i cuscinetti in piombo che le custodie, sono posti in una serie di serbatoi riempiti d'acqua. Il materiale del cuscinetto di piombo affonda sul fondo dei serbatoi e viene rimosso dal trasportatore a coclea o dalla catena di trascinamento mentre il materiale della cassa galleggia e viene rimosso dalla superficie del serbatoio.

Le batterie industriali utilizzate per alimentare apparecchiature elettriche mobili o per altri usi industriali vengono acquistate periodicamente come materia prima dalla maggior parte delle fonderie secondarie. Molte di queste batterie hanno custodie in acciaio che richiedono la rimozione tagliando la custodia con una torcia da taglio o una sega a gas portatile.

Altri rottami di piombo acquistati

Le fonderie secondarie di piombo acquistano una varietà di altri materiali di scarto come materie prime per il processo di fusione. Questi materiali includono rottami di impianti di produzione di batterie, scorie dalla raffinazione del piombo, rottami di piombo metallico come linotype e rivestimento di cavi e residui di piombo tetraetile. Questi tipi di materiali possono essere caricati direttamente nei forni fusori o miscelati con altri materiali di carica.

Movimentazione e trasporto materie prime

Una parte essenziale del processo di fusione del piombo secondario è la movimentazione, il trasporto e lo stoccaggio della materia prima. I materiali vengono trasportati tramite carrelli elevatori, caricatori frontali o trasportatori meccanici (coclea, elevatore a tazze o nastro). Il metodo principale di trasporto del materiale nell'industria del piombo secondario è l'attrezzatura mobile.

Alcuni comuni metodi di trasporto meccanico utilizzati dalle fonderie secondarie di piombo includono: sistemi di trasporto a nastro che possono essere utilizzati per trasportare il materiale di alimentazione del forno dalle aree di stoccaggio all'area di carbonizzazione del forno; trasportatori a coclea per il trasporto della polvere di combustione dal filtro a maniche a un forno di agglomerazione o a un'area di stoccaggio o elevatori a tazze e catene/linee di trascinamento.

Fusione

L'operazione di fusione in una fonderia secondaria di piombo comporta la riduzione dei rottami contenenti piombo in piombo metallico in un altoforno oa riverbero.

Altiforni sono caricati con materiale contenente piombo, coke (combustibile), calcare e ferro (disossidante). Questi materiali vengono immessi nel forno nella parte superiore del vano del forno o attraverso una porta di carico sul lato del vano vicino alla parte superiore del forno. Alcuni rischi ambientali associati alle operazioni di altoforno sono fumi metallici e particolato (in particolare piombo e antimonio), calore, rumore e monossido di carbonio. Nell'industria del piombo secondario viene utilizzata una varietà di meccanismi di trasporto del materiale di carica. Il paranco è probabilmente il più comune. Altri dispositivi in uso includono tramogge vibranti, nastri trasportatori ed elevatori a tazze.

Le operazioni di spillatura dell'altoforno comportano la rimozione del piombo fuso e delle scorie dal forno in stampi o mestoli. Alcuni fonditori versano il metallo direttamente in un recipiente che mantiene il metallo fuso per la raffinazione. I restanti fonditori colano il metallo della fornace in blocchi e consentono ai blocchi di solidificarsi.

L'aria di getto per il processo di combustione entra nell'altoforno attraverso tubiere che occasionalmente iniziano a riempirsi di concrezioni e devono essere perforate fisicamente, solitamente con un'asta d'acciaio, per evitare che vengano ostruite. Il metodo convenzionale per svolgere questo compito è rimuovere il coperchio delle tubiere e inserire l'asta d'acciaio. Dopo che gli accrescimenti sono stati punzonati, il coperchio viene sostituito.

Forni a riverbero vengono caricati con materie prime contenenti piombo mediante un meccanismo di caricamento del forno. I forni a riverbero nell'industria del piombo secondario hanno tipicamente un arco a molla o un arco pensile costruito con mattoni refrattari. Molti dei contaminanti e dei pericoli fisici associati ai forni a riverbero sono simili a quelli degli altiforni. Tali meccanismi possono essere un pistone idraulico, un trasportatore a coclea o altri dispositivi simili a quelli descritti per gli altiforni.

Le operazioni di spillatura del forno a riverbero sono molto simili alle operazioni di spillatura dell'altoforno.

raffinazione

La raffinazione del piombo nelle fonderie di piombo secondarie viene condotta in bollitori o pentole a fuoco indiretto. Il metallo proveniente dai forni fusori viene tipicamente fuso nel bollitore, quindi il contenuto di oligoelementi viene regolato per produrre la lega desiderata. I prodotti comuni sono piombo morbido (puro) e varie leghe di piombo duro (antimonio).

Praticamente tutte le operazioni secondarie di raffinazione del piombo impiegano metodi manuali per l'aggiunta di materiali leganti ai bollitori e impiegano metodi di scorifica manuale. La scoria viene spazzata fino al bordo del bollitore e rimossa con una pala o un cucchiaio grande in un contenitore.

La tabella 3 elenca le esposizioni ei controlli per le operazioni di bonifica del piombo.

Tabella 3. Controlli ingegneristici/amministrativi per il piombo, per operazione

Apparecchiature di processo	esposizioni	Controlli ingegneristici/amministrativi
Veicoli	Polvere di piombo dalle strade e spruzzi d'acqua contenenti piombo	Lavaggio dell'acqua e mantenimento delle aree bagnate. La formazione degli operatori, pratiche di lavoro prudenti e una buona pulizia sono elementi chiave per ridurre al minimo le emissioni di piombo quando si utilizzano apparecchiature mobili. Racchiudere l'apparecchiatura e fornire un sistema di aria filtrata a pressione positiva.
Trasportatori	Polvere di piombo	È inoltre preferibile dotare i sistemi di trasporto a nastro di pulegge di coda autopulenti o di spazzole del nastro se vengono utilizzati per il trasporto di materiali di alimentazione per forni o polveri di combustione.
Decadimento della batteria	Polvere di piombo, nebbie acide	Ventilazione di scarico locale, ventilazione generale dell'area
Preparazione della carica	Polvere di piombo	Ventilazione di scarico locale, ventilazione generale dell'area
Altoforno	Fumi e particolati metallici (piombo, antimonio), calore e rumore, monossido di carbonio	Ventilazione di scarico locale, ventilazione generale dell'area, regime di lavoro/riposo, fluidi, isolamento della sorgente di rumore; DPI: protezione delle vie respiratorie e protezione dell'udito
Forno a riverbero	Fumi e particolati metallici (piombo, antimonio), calore e rumore	Ventilazione di scarico locale, ventilazione generale dell'area, regime di lavoro/riposo, fluidi, isolamento della sorgente di rumore; DPI: protezione delle vie respiratorie e protezione dell'udito
raffinazione	Particolato di piombo e possibilmente metalli leganti e agenti fondenti, rumore	Ventilazione di scarico locale, ventilazione generale dell'area; DPI: protezione dell'udito
Casting	Particolato di piombo e possibilmente metalli leganti	Ventilazione di scarico locale, ventilazione generale dell'area

Recupero zinco

L'industria dello zinco secondario utilizza nuovi ritagli, scremature e ceneri, schiumature pressofuse, scorie di galvanizzazione, polveri di combustione e residui chimici come fonti di zinco. La maggior parte dei nuovi rottami lavorati è costituita da leghe a base di zinco e rame provenienti da crogioli di zincatura e pressofusione. Inclusi nella categoria dei vecchi rottami ci sono vecchie lastre di incisione in zinco, fusioni pressofuse e rottami di bacchette e matrici. I processi sono i seguenti:

Sudorazione riverberante. I forni a sudorazione vengono utilizzati per separare lo zinco da altri metalli controllando la temperatura del forno. I prodotti pressofusi di scarto, come le griglie delle automobili e i telai delle targhe, e le pelli o i residui di zinco sono materiali di partenza per il processo. Il rottame viene caricato nel forno, viene aggiunto il flusso e il contenuto viene fuso. Il residuo altofondente viene rimosso e lo zinco fuso fuoriesce dal forno direttamente ai processi successivi, come la fusione, la raffinazione o la legatura, o ai recipienti di raccolta. I contaminanti metallici includono zinco, alluminio, rame, ferro, piombo, cadmio, manganese e cromo. Altri contaminanti sono agenti fondenti, ossidi di zolfo, cloruri e fluoruri.
Sudorazione rotatoria. In questo processo rottami di zinco, prodotti pressofusi, sfridi e schiumature vengono caricati in un forno a fuoco diretto e fusi. La massa fusa viene scremata e lo zinco metallico viene raccolto in caldaie situate all'esterno del forno. Il materiale non fondibile, le scorie, viene quindi rimosso prima della ricarica. Il metallo di questo processo viene inviato alla distillazione o al processo di lega. I contaminanti sono simili a quelli della sudorazione riverberante.
Sudorazione a muffola e sudorazione del bollitore (pentola). In questi processi i rottami di zinco, i pressocolati, i residui e le schiumature vengono caricati nel forno a muffola, il materiale sudato e lo zinco sudato viene inviato ai processi di raffinazione o alligazione. Il residuo viene rimosso da un vaglio vibrante che separa la scoria dalla scoria. I contaminanti sono simili a quelli della sudorazione riverberante.
Frantumazione/vagliatura. I residui di zinco vengono polverizzati o frantumati per abbattere i legami fisici tra zinco metallico e flussi contaminanti. Il materiale ridotto viene quindi separato in una fase di vagliatura o classificazione pneumatica. La frantumazione può produrre ossido di zinco e quantità minori di metalli pesanti e cloruri.
Lisciviazione di carbonato di sodio. I residui sono trattati chimicamente per filtrare e convertire lo zinco in ossido di zinco. Il rottame viene prima frantumato e lavato. In questa fase, lo zinco viene lisciviato dal materiale. La parte acquosa viene trattata con carbonato di sodio provocando la precipitazione dello zinco. Il precipitato viene essiccato e calcinato per produrre ossido di zinco grezzo. L'ossido di zinco viene quindi ridotto a zinco metallico. Possono essere prodotti vari contaminanti di sale di zinco.
Bollitore (pentola), crogiolo, riverbero, fusione ad induzione elettrica. Il rottame viene caricato nel forno e vengono aggiunti i flussi. Il bagno viene agitato per formare una scoria che può essere scremata dalla superficie. Dopo che il forno è stato scremato, lo zinco metallico viene versato in mestoli o stampi. Possono essere prodotti fumi di ossido di zinco, ammoniaca e cloruro di ammonio, acido cloridrico e cloruro di zinco.
Alligazione. La funzione di questo processo è quella di produrre leghe di zinco da rottami metallici di zinco pretrattati aggiungendovi in una caldaia di raffinazione flussi e agenti leganti sia in forma solidificata che fusa. Il contenuto viene quindi mescolato, le scorie scremate e il metallo viene fuso in varie forme. Particolati contenenti zinco, metalli leganti, cloruri, gas e vapori non specifici, nonché calore, sono potenziali esposizioni.
Distillazione in muffola. Il processo di distillazione in muffola viene utilizzato per recuperare lo zinco dalle leghe e per produrre lingotti di zinco puro. Il processo è semicontinuo e comporta il caricamento dello zinco fuso da un crogiuolo o forno di sudorazione alla sezione della muffola e la vaporizzazione dello zinco e la condensazione dello zinco vaporizzato e la spillatura dal condensatore agli stampi. Il residuo viene rimosso periodicamente dalla muffola.
Distillazione/ossidazione in storta e distillazione/ossidazione in muffola. Il prodotto dei processi di distillazione/ossidazione in storta e di distillazione/ossidazione in muffola è l'ossido di zinco. Il processo è simile alla distillazione in storta attraverso la fase di vaporizzazione, ma, in questo processo, il condensatore viene bypassato e viene aggiunta aria di combustione. Il vapore viene scaricato attraverso un orifizio in un flusso d'aria. La combustione spontanea avviene all'interno di una camera refrattaria rivestita di vapore. Il prodotto viene trasportato dai gas di combustione e dall'aria in eccesso in un filtro a maniche dove viene raccolto. L'aria in eccesso è presente per assicurare la completa ossidazione e per raffreddare il prodotto. Ciascuno di questi processi di distillazione può portare all'esposizione ai fumi di ossido di zinco, nonché ad altre particelle metalliche e all'esposizione agli ossidi di zolfo.

La tabella 4 elenca le esposizioni ei controlli per le operazioni di recupero dello zinco.

Tabella 4. Controlli ingegneristici/amministrativi per lo zinco, per operazione

Apparecchiature di processo	esposizioni	Controlli ingegneristici/amministrativi
Sudorazione riverberante	Particolato contenente zinco, alluminio, rame, ferro, piombo, cadmio, manganese e cromo, contaminanti da agenti fondenti, ossidi di zolfo, cloruri e fluoruri	Ventilazione di scarico locale, ventilazione generale dell'area, stress da calore-regime di lavoro/riposo, fluidi
Sudorazione rotatoria	Particolato contenente zinco, alluminio, rame, ferro, piombo, cadmio, manganese e cromo, contaminanti da agenti fondenti, ossidi di zolfo, cloruri e fluoruri	Ventilazione di scarico locale, ventilazione generale dell'area, regime di lavoro/riposo, fluidi
Sudorazione a muffola e sudorazione del bollitore (pentola).	Particolato contenente zinco, alluminio, rame, ferro, piombo, cadmio, manganese e cromo, contaminanti da agenti fondenti, ossidi di zolfo, cloruri e fluoruri	Ventilazione di scarico locale, ventilazione generale dell'area, regime di lavoro/riposo, fluidi
Frantumazione/vagliatura	Ossido di zinco, quantità minori di metalli pesanti, cloruri	Ventilazione di scarico locale, ventilazione generale dell'area
Lisciviazione di carbonato di sodio	Ossido di zinco, carbonato di sodio, carbonato di zinco, idrossido di zinco, cloruro di idrogeno, cloruro di zinco	Ventilazione di scarico locale, ventilazione generale dell'area
Crogiolo di fusione a bollitore (pentola), fusione a riverbero, ad induzione elettrica	Fumi di ossido di zinco, ammoniaca, cloruro di ammoniaca, acido cloridrico, cloruro di zinco	Ventilazione di scarico locale, ventilazione generale dell'area, regime di lavoro/riposo, fluidi
Alligazione	Particolato contenente zinco, leghe metalliche, cloruri; gas e vapori non specifici; calore	Ventilazione di scarico locale, ventilazione generale dell'area, regime di lavoro/riposo, fluidi
Distillazione in storta, distillazione/ossidazione in storta e distillazione in muffola	Fumi di ossido di zinco, altre particelle metalliche, ossidi di zolfo	Ventilazione di scarico locale, ventilazione generale dell'area, regime di lavoro/riposo, fluidi
Distillazione con resistore a barra di grafite	Fumi di ossido di zinco, altre particelle metalliche, ossidi di zolfo	Ventilazione di scarico locale, ventilazione generale dell'area, regime di lavoro/riposo, fluidi

Recupero del magnesio

I vecchi rottami sono ottenuti da fonti come rottami di automobili e parti di aeromobili e lastre litografiche vecchie e obsolete, nonché alcuni fanghi provenienti da fonderie di magnesio primario. Il rottame nuovo è costituito da ritagli, torniture, alesature, scremature, scorie, scorie e articoli difettosi provenienti da lamiere e impianti di fabbricazione. Il pericolo maggiore nel maneggiare il magnesio è quello del fuoco. Piccoli frammenti di metallo possono essere facilmente accesi da una scintilla o da una fiamma.

Smistamento a mano. Questo processo viene utilizzato per separare le frazioni di magnesio e leghe di magnesio dagli altri metalli presenti nel rottame. Lo sfrido viene distribuito manualmente, selezionato in base al peso.
Fusione a pentola aperta. Questo processo viene utilizzato per separare il magnesio dai contaminanti nel rottame selezionato. Il rottame viene aggiunto a un crogiolo, riscaldato e viene aggiunto un flusso costituito da una miscela di cloruri di calcio, sodio e potassio. Il magnesio fuso viene quindi colato in lingotti.

La tabella 5 elenca le esposizioni ei controlli per le operazioni di recupero del magnesio.

Tabella 5. Controlli ingegneristici/amministrativi per il magnesio, per operazione

Apparecchiature di processo	esposizioni	Ingegneria/amministrativo controlli
Smistamento rottami	Polvere	Lavaggio con acqua
Fusione a pentola aperta	Fumi e polveri, alto potenziale di incendio	Ventilazione di scarico locale e ventilazione generale dell'area e pratiche di lavoro
Casting	Polveri e fumi, calore e alto potenziale di incendio	Ventilazione di scarico locale, ventilazione generale dell'area, regime di lavoro/riposo, fluidi

Bonifica del mercurio

Le principali fonti di mercurio sono amalgami dentali, rottami di batterie al mercurio, fanghi derivanti da processi elettrolitici che utilizzano il mercurio come catalizzatore, mercurio proveniente da impianti cloro-soda smantellati e strumenti contenenti mercurio. I vapori di mercurio possono contaminare ciascuno di questi processi.

Frantumazione. Il processo di frantumazione viene utilizzato per rilasciare il mercurio residuo da contenitori di metallo, plastica e vetro. Dopo che i contenitori sono stati frantumati, il mercurio liquido contaminato viene inviato al processo di filtraggio.
Filtrazione. Le impurità insolubili come lo sporco vengono rimosse facendo passare i rottami contenenti vapori di mercurio attraverso un mezzo filtrante. Il mercurio filtrato viene inviato al processo di ossigenazione ei solidi che non passano attraverso i filtri vengono inviati alla distillazione in autoclave.
Distillazione sotto vuoto. La distillazione sotto vuoto viene impiegata per raffinare il mercurio contaminato quando le tensioni di vapore delle impurità sono sostanzialmente inferiori a quelle del mercurio. La carica di mercurio viene vaporizzata in una pentola riscaldante ei vapori vengono condensati utilizzando un condensatore raffreddato ad acqua. Il mercurio purificato viene raccolto e inviato all'operazione di imbottigliamento. Il residuo rimasto nella pentola riscaldante viene inviato al processo di stortatura per recuperare le tracce di mercurio che non sono state recuperate nel processo di distillazione sotto vuoto.
Purificazione della soluzione. Questo processo rimuove i contaminanti metallici e organici lavando il mercurio liquido grezzo con un acido diluito. Le fasi coinvolte sono: lisciviazione del mercurio liquido grezzo con acido nitrico diluito per separare le impurità metalliche; agitare l'acido-mercurio con aria compressa per fornire una buona miscelazione; decantazione per separare il mercurio dall'acido; lavaggio con acqua per rimuovere l'acido residuo; e filtrare il mercurio in un mezzo come carbone attivo o gel di silice per rimuovere le ultime tracce di umidità. Oltre ai vapori di mercurio può esserci esposizione a solventi, sostanze chimiche organiche e nebbie acide.
Ossigenazione. Questo processo raffina il mercurio filtrato rimuovendo le impurità metalliche mediante ossidazione con aria di lavaggio. Il processo di ossidazione prevede due fasi, sparging e filtraggio. Nella fase di sparging, il mercurio contaminato viene agitato con aria in un recipiente chiuso per ossidare i contaminanti metallici. Dopo lo sparging, il mercurio viene filtrato in un letto di carbone per rimuovere gli ossidi metallici solidi.
Ribattere. Il processo di replicazione viene utilizzato per produrre mercurio puro volatilizzando il mercurio presente nei rottami solidi contenenti mercurio. Le fasi coinvolte nel retorting sono: riscaldare il rottame con una fonte di calore esterna in una pentola chiusa o pila di vassoi per vaporizzare il mercurio; condensare i vapori di mercurio in condensatori raffreddati ad acqua; raccogliere il mercurio condensato in un recipiente di raccolta.

La tabella 6 elenca le esposizioni ei controlli per le operazioni di bonifica del mercurio.

Tabella 6. Controlli tecnici/amministrativi per il mercurio, per operazione

Apparecchiature di processo	esposizioni	Controlli ingegneristici/amministrativi
Frantumazione	Mercurio volatile	Scarico locale; DPI: protezione delle vie respiratorie
Filtrazione	Mercurio volatile	Ventilazione di scarico locale; DPI: protezione delle vie respiratorie
Distillazione sotto vuoto	Mercurio volatile	Ventilazione di scarico locale; DPI: protezione delle vie respiratorie
Purificazione della soluzione	Mercurio volatile, solventi, sostanze organiche e nebbie acide	Ventilazione di scarico locale, ventilazione generale dell'area; DPI: protezione delle vie respiratorie
Ossidazione	Mercurio volatile	Ventilazione di scarico locale; DPI: protezione delle vie respiratorie
Ribattere	Mercurio volatile	Ventilazione di scarico locale; DPI: protezione delle vie respiratorie

Bonifica del nichel

Le principali materie prime per il recupero del nichel sono le leghe a base di vapore di nichel, rame e alluminio, che possono essere reperite come rottami vecchi o nuovi. I rottami vecchi comprendono le leghe recuperate da parti di macchinari e aeroplani, mentre i rottami nuovi si riferiscono a rottami di lamiere, torniture e solidi che sono sottoprodotti della fabbricazione di prodotti in lega. I seguenti passaggi sono coinvolti nel recupero del nichel:

ordinamento. Il rottame viene ispezionato e separato manualmente dai materiali non metallici e non nichel. Lo smistamento produce esposizioni alla polvere.
sgrassante. I rottami di nichel vengono sgrassati utilizzando tricloroetilene. La miscela viene filtrata o centrifugata per separare il rottame di nichel. La soluzione di solvente esaurito di tricloroetilene e grasso passa attraverso un sistema di recupero del solvente. Ci può essere esposizione al solvente durante lo sgrassaggio.
Forno fusorio (ad arco elettrico oa riverbero rotativo). Il rottame viene caricato in un forno elettrico ad arco e viene aggiunto un agente riducente, solitamente calce. La carica viene fusa e fusa in lingotti o inviata direttamente a un reattore per un'ulteriore raffinazione. Sono possibili esposizioni a fumi, polvere, rumore e calore.
Raffinazione del reattore. Il metallo fuso viene introdotto in un reattore dove vengono aggiunti rottame a base fredda e pig nickel, seguiti da calce e silice. Vengono quindi aggiunti materiali leganti come manganese, columbio o titanio per produrre la composizione di lega desiderata. Sono possibili esposizioni a fumi, polvere, rumore e calore.
Colata di lingotti. Questo processo comporta la fusione del metallo fuso dal forno fusorio o dal reattore di raffinazione in lingotti. Il metallo viene versato negli stampi e lasciato raffreddare. I lingotti vengono rimossi dagli stampi. Sono possibili esposizioni al calore e ai fumi metallici.

Le esposizioni e le misure di controllo per le operazioni di recupero del nichel sono elencate nella tabella 7.

Tabella 7. Controlli ingegneristici/amministrativi per il nichel, per operazione

Apparecchiature di processo	esposizioni	Controlli ingegneristici/amministrativi
ordinamento	Polvere	Scarico locale e sostituzione del solvente
sgrassante	Solvente	Ventilazione di scarico locale e sostituzione e/o recupero del solvente, ventilazione generale dell'area
Fusione	Fumi, polvere, rumore, calore	Ventilazione di scarico locale, regime di lavoro/riposo, fluidi; DPI: protezione delle vie respiratorie e protezione dell'udito
raffinazione	Fumi, polvere, calore, rumore	Ventilazione di scarico locale, ventilazione generale dell'area, regime di lavoro/riposo, fluidi; DPI: protezione delle vie respiratorie e protezione dell'udito
Casting	Calore, fumi metallici	Ventilazione di scarico locale, ventilazione generale dell'area, regime di lavoro/riposo, fluidi

Recupero metalli preziosi

Le materie prime per l'industria dei metalli preziosi sono costituite da rottami vecchi e nuovi. I vecchi rottami includono componenti elettronici provenienti da apparecchiature militari e civili obsolete e rottami dell'industria dentale. Nuovi rottami vengono generati durante la fabbricazione e la produzione di prodotti in metalli preziosi. I prodotti sono i metalli elementari come oro, argento, platino e palladio. La lavorazione dei metalli preziosi comprende le seguenti fasi:

Smistamento e triturazione manuale. I rottami contenenti metalli preziosi vengono selezionati a mano, frantumati e sminuzzati in un mulino a martelli. I mulini a martelli sono rumorosi.
Processo di incenerimento. I rottami selezionati vengono inceneriti per rimuovere carta, plastica e contaminanti liquidi organici. Sono possibili esposizioni a sostanze chimiche organiche, gas di combustione e polvere.
Fusione in altoforno. I rottami trattati vengono caricati in un altoforno, insieme a coke, flusso e ossidi metallici di scorie riciclate. La carica viene fusa e scorificata, producendo rame nero che contiene i metalli preziosi. La scoria dura che si forma contiene la maggior parte delle impurità della scoria. Potrebbero essere presenti polvere e rumore.
Fusione del convertitore. Questo processo è progettato per purificare ulteriormente il rame nero soffiando aria attraverso la massa fusa in un convertitore. I contaminanti metallici contenenti scorie vengono rimossi e riciclati nell'altoforno. Il lingotto di rame contenente i metalli preziosi viene colato in stampi.
Raffinazione elettrolitica. Il lingotto di rame funge da anodo di una cella elettrolitica. Il rame puro si deposita così sul catodo mentre i metalli preziosi cadono sul fondo della cella e vengono raccolti come melma. L'elettrolita utilizzato è il solfato di rame. Sono possibili esposizioni a nebbie acide.
Raffinazione chimica. La melma di metallo prezioso proveniente dal processo di raffinazione elettrolitica viene trattata chimicamente per recuperare i singoli metalli. I processi a base di cianuro vengono utilizzati per recuperare oro e argento, che possono essere recuperati anche dissolvendoli acqua regia soluzione e/o acido nitrico, seguita da precipitazione con solfato ferroso o cloruro di sodio per recuperare rispettivamente l'oro e l'argento. I metalli del gruppo del platino possono essere recuperati sciogliendoli in piombo fuso, che viene poi trattato con acido nitrico e lascia un residuo dal quale i metalli del gruppo del platino possono essere selettivamente precipitati. I precipitati di metalli preziosi vengono poi fusi o accesi per raccogliere l'oro e l'argento come grani e i metalli di platino come spugne. Possono esserci esposizioni acide.

Le esposizioni ei controlli sono elencati, per operazione, nella tabella 8 (vedi anche “Fondazione e raffinazione dell'oro”).

Tabella 8. Controlli ingegneristici/amministrativi sui metalli preziosi, per operazione

Apparecchiature di processo	esposizioni	Controlli ingegneristici/amministrativi
Smistamento e triturazione	Hammermill è un potenziale pericolo di rumore	Materiale per il controllo del rumore; DPI: protezione dell'udito
Incenerimento	Sostanze organiche, gas di combustione e polveri	Ventilazione di scarico locale e ventilazione generale dell'area
Fusione in altoforno	Polvere, rumore	Ventilazione di scarico locale; DPI: protezione dell'udito e protezione delle vie respiratorie
Raffinazione elettrolitica	Nebbie acide	Ventilazione di scarico locale, ventilazione generale dell'area
Raffinazione chimica	Acido	Ventilazione di scarico locale, ventilazione generale dell'area; DPI: indumenti resistenti agli acidi, occhiali protettivi e visiera

Bonifica del cadmio

I vecchi rottami contenenti cadmio includono parti placcate al cadmio di veicoli e barche rottamati, elettrodomestici, hardware e dispositivi di fissaggio, batterie al cadmio, contatti al cadmio di interruttori e relè e altre leghe di cadmio usate. I rottami nuovi sono normalmente scarti contenenti vapori di cadmio e sottoprodotti contaminati provenienti da industrie che trattano i metalli. I processi di bonifica sono:

Pretrattamento. La fase di pretrattamento del rottame prevede lo sgrassaggio a vapore del rottame legato. I vapori di solvente generati dal riscaldamento di solventi riciclati vengono fatti circolare attraverso un recipiente contenente le leghe di scarto. Il solvente e il grasso rimosso vengono quindi condensati e separati con il solvente che viene riciclato. Può esserci esposizione a polvere di cadmio e solventi.
Fusione/raffinazione. Nell'operazione di fusione/raffinazione, i rottami di lega pretrattata o rottami di cadmio elementare vengono lavorati per rimuovere eventuali impurità e produrre lega di cadmio o cadmio elementare. Possono essere presenti prodotti dell'esposizione alla combustione di petrolio e gas e polvere di zinco e cadmio.
Distillazione in storta. I rottami di lega sgrassati vengono caricati in una storta e riscaldati per produrre vapori di cadmio che vengono successivamente raccolti in un condensatore. Il metallo fuso è quindi pronto per la colata. Sono possibili esposizioni alla polvere di cadmio.
Fusione/dezincatura. Il cadmio metallico viene caricato in un crogiolo e riscaldato allo stadio fuso. Se lo zinco è presente nel metallo, vengono aggiunti fondenti e agenti clorurati per rimuovere lo zinco. Tra le potenziali esposizioni vi sono i fumi e la polvere di cadmio, i fumi e la polvere di zinco, il cloruro di zinco, il cloro, l'acido cloridrico e il calore.
Casting. L'operazione di colata forma la linea di prodotti desiderata dalla lega di cadmio purificata o cadmio metallico prodotto nella fase precedente. La colata può produrre polvere di cadmio, fumi e calore.

Le esposizioni nei processi di recupero del cadmio e i necessari controlli sono riassunti nella tabella 9.

Tabella 9. Controlli ingegneristici/amministrativi per il cadmio, per operazione

Apparecchiature di processo	esposizioni	Controlli ingegneristici/amministrativi
Sgrassaggio rottami	Solventi e polvere di cadmio	Scarico locale e sostituzione del solvente
Fusione/affinazione di leghe	Prodotti della combustione di petrolio e gas, fumi di zinco, polveri e fumi di cadmio	Ventilazione di scarico locale e ventilazione generale dell'area; DPI: protezione delle vie respiratorie
Distillazione in storta	Fumi di cadmio	Ventilazione di scarico locale; DPI: protezione delle vie respiratorie
Fusione/dezincatura	Fumi e polveri di cadmio, fumi e polveri di zinco, cloruro di zinco, cloro, acido cloridrico, stress termico	Ventilazione di scarico locale, ventilazione generale dell'area, regime di lavoro/riposo, fluidi; DPI: protezione delle vie respiratorie
Casting	Polveri e fumi di cadmio, calore	Ventilazione di scarico locale, ventilazione generale dell'area, regime di lavoro/riposo, fluidi; DPI: protezione delle vie respiratorie

Bonifica del selenio

Le materie prime per questo segmento sono i cilindri fotocopiatori xerografici e gli scarti generati durante la fabbricazione dei raddrizzatori al selenio. Le polveri di selenio possono essere presenti ovunque. La distillazione e la fusione della storta possono produrre gas di combustione e polvere. La fusione della storta è rumorosa. In raffinazione sono presenti nebbie di anidride solforosa e nebbie acide. Le polveri metalliche possono essere prodotte dalle operazioni di fusione (vedi tabella 10).

Tabella 10. Controlli ingegneristici/amministrativi per il selenio, per operazione

Apparecchiature di processo	esposizioni	Controlli ingegneristici/amministrativi
Pretrattamento rottami	Polvere	Scarico locale
Fusione di storta	Gas di combustione e polveri, rumore	Ventilazione di scarico locale e ventilazione generale dell'area; DPI: protezione dell'udito; controllo del rumore del bruciatore
raffinazione	SO₂, nebbia acida	Ventilazione di scarico locale; DPI: occhiali chimici
Distillazione	Polveri e prodotti della combustione	Ventilazione di scarico locale, ventilazione generale dell'area
tempra	Polvere di metallo	Ventilazione di scarico locale, ventilazione generale dell'area
Casting	Fumi di selenio	Ventilazione di scarico locale, ventilazione generale dell'area

Le procedure di bonifica sono le seguenti:

Pretrattamento rottami. Questo processo separa il selenio mediante processi meccanici come il mulino a martelli o la granigliatura.
Fusione di storte. Questo processo purifica e concentra i rottami pretrattati in un'operazione di distillazione in storta fondendo i rottami e separando il selenio dalle impurità mediante distillazione.
raffinazione. Questo processo ottiene una purificazione del selenio di scarto basata sulla lisciviazione con un solvente adatto come il solfito di sodio acquoso. Le impurità insolubili vengono rimosse mediante filtrazione e il filtrato viene trattato per precipitare il selenio.
Distillazione. Questo processo produce un selenio di elevata purezza del vapore. Il selenio viene fuso, distillato e i vapori di selenio vengono condensati e trasferiti come selenio fuso ad un'operazione di formazione del prodotto.
estinguere. Questo processo viene utilizzato per produrre pallini e polvere di selenio purificati. Il selenio fuso viene utilizzato per produrre uno sparo. Lo sparo viene quindi asciugato. I passaggi necessari per produrre la polvere sono gli stessi, tranne per il fatto che il vapore di selenio, anziché il selenio fuso, è il materiale che viene temprato.
colata. Questo processo viene utilizzato per produrre lingotti di selenio o altre forme dal selenio fuso. Queste forme vengono prodotte versando selenio fuso in stampi di dimensioni e forma adeguate e raffreddando e solidificando il fuso.

Bonifica del cobalto

Le fonti di rottami di cobalto sono molature e torniture di superleghe, parti di motori e pale di turbine obsolete o usurate. I processi di bonifica sono:

Smistamento a mano. I rottami grezzi vengono selezionati a mano per identificare e separare i componenti a base di cobalto, a base di nichel e non lavorabili. Questa è un'operazione polverosa.
Sgrassante. I rottami sporchi selezionati vengono caricati in un'unità di sgrassaggio dove vengono fatti circolare vapori di percloroetilene. Questo solvente rimuove il grasso e l'olio dal rottame. La miscela solvente-olio-grasso vapore viene quindi condensata e si recupera il solvente. Sono possibili esposizioni ai solventi.
Sabbiatura. Il rottame sgrassato viene sabbiato con graniglia per rimuovere sporco, ossidi e ruggine. Possono essere presenti polveri, a seconda della graniglia utilizzata.
Processo di decapaggio e trattamento chimico. I rottami dell'operazione di sabbiatura vengono trattati con acidi per rimuovere la ruggine residua e i contaminanti di ossido. Le nebbie acide sono una possibile esposizione.
Fusione sottovuoto. Il rottame pulito viene caricato in un forno sottovuoto e fuso mediante arco elettrico o forno a induzione. Può esserci esposizione a metalli pesanti.
colata. La lega fusa viene fusa in lingotti. Lo stress da calore è possibile.

Vedere la tabella 11 per un riepilogo delle esposizioni e dei controlli per il recupero del cobalto.

Tabella 11. Controlli ingegneristici/amministrativi per il cobalto, per operazione

Apparecchiature di processo	esposizioni	Controlli ingegneristici/amministrativi
Smistamento a mano	Polvere	Lavaggio con acqua
sgrassante	solventi	Recupero del solvente, scarico locale e sostituzione del solvente
brillamento	Polvere: la tossicità dipende dalla graniglia utilizzata	Ventilazione di scarico locale; DPI per rischio fisico e protezione delle vie respiratorie a seconda della graniglia utilizzata
Processo di decapaggio e trattamento chimico	Nebbie acide	Ventilazione di scarico locale, ventilazione generale dell'area; DPI: protezione delle vie respiratorie
Fusione sotto vuoto	Metalli pesanti	Ventilazione di scarico locale, ventilazione generale dell'area
Casting	calore	Ventilazione di scarico locale, ventilazione generale dell'area, regime di lavoro/riposo, fluidi

Bonifica dello stagno

Le principali fonti di materie prime sono i rifili di acciaio stagnato, gli scarti delle aziende produttrici di barattoli di latta, le bobine di placcatura scartate dall'industria siderurgica, le scorie e i fanghi di stagno, le scorie e i fanghi di saldatura, il bronzo usato e gli scarti di bronzo e i rottami di tipo metallico. Polvere di stagno e nebbie acide possono essere trovate in molti dei processi.

Dealluminizzazione. In questo processo l'idrossido di sodio caldo viene utilizzato per lisciviare l'alluminio dai rottami di latta mettendo a contatto il rottame con idrossido di sodio caldo, separando la soluzione di alluminato di sodio dal residuo di rottame, pompando l'alluminato di sodio a un'operazione di raffinazione per recuperare lo stagno solubile e recuperando il rottami di stagno dealluminato per mangimi.
Miscelazione in lotti. Questo processo è un'operazione meccanica che prepara un'alimentazione adatta per essere caricata nel forno fusorio miscelando scorie e fanghi con un contenuto di stagno significativo.
Determinazione chimica. Questo processo estrae lo stagno in rottami. Ai rottami dealluminati o grezzi viene aggiunta una soluzione calda di idrossido di sodio e nitrito o nitrato di sodio. Il drenaggio e il pompaggio della soluzione in un processo di raffinazione/colata vengono eseguiti quando la reazione di detinizzazione è completa. Il rottame detintato viene quindi lavato.
Fusione di scorie. Questo processo viene utilizzato per purificare parzialmente le scorie e produrre metallo di fornace grezzo fondendo la carica, spillando il metallo di fornace grezzo e spillando le matte e le scorie.
Lisciviazione e filtrazione della polvere. Questo processo rimuove i valori di zinco e cloro dalle polveri di combustione mediante lisciviazione con acido solforico per rimuovere zinco e cloro, filtrando la miscela risultante per separare l'acido e lo zinco e il cloro disciolti dalla polvere lisciviata, essiccando la polvere lisciviata in un essiccatore e convogliando il stagno e polvere ricca di piombo tornano al processo di miscelazione in lotti.
Decantazione e filtrazione fogliare. Questo processo purifica la soluzione di stannato di sodio prodotta nel processo di detintura chimica. Impurità come argento, mercurio, rame, cadmio, un po' di ferro, cobalto e nichel vengono precipitate come solfuri.
Evapocentrifugazione. Lo stannato di sodio viene concentrato dalla soluzione purificata mediante evaporazione, la cristallizzazione dello stannato di sodio e il recupero dello stannato di sodio avviene mediante centrifugazione.
Raffinazione elettrolitica. Questo processo produce stagno catodico puro dalla soluzione di stannato di sodio purificata facendo passare la soluzione di stannato di sodio attraverso celle elettrolitiche, rimuovendo i catodi dopo che lo stagno è stato depositato e strappando lo stagno dai catodi.
Acidificazione e filtrazione. Questo processo produce un ossido di stagno idrato dalla soluzione purificata di stannato di sodio. Questo ossido idrato può essere lavorato per produrre l'ossido anidro o fuso per produrre stagno elementare. L'ossido idrato viene neutralizzato con acido solforico per formare l'ossido di stagno idrato e filtrato per separare l'idrato come panello di filtrazione.
Raffinazione al fuoco. Questo processo produce stagno purificato dallo stagno catodico fondendo la carica, rimuovendo le impurità come scorie e scorie, versando il metallo fuso e colando lo stagno metallico.
Fusione. Questo processo viene utilizzato per produrre stagno quando la raffinazione elettrolitica non è fattibile. Ciò si ottiene riducendo l'ossido di stagno idrato con un agente riducente, fondendo lo stagno metallico formato, scremando le scorie, versando lo stagno fuso e colando lo stagno fuso.
Calcinante. Questo processo converte gli ossidi di stagno idrati in ossido stannico anidro calcinando l'idrato e rimuovendo e impacchettando gli ossidi stannici.
Raffinazione al bollitore. Questo processo viene utilizzato per purificare il metallo grezzo della fornace caricando con esso un bollitore preriscaldato, asciugando la scoria per rimuovere le impurità come scorie e opaco, fondendo con zolfo per rimuovere il rame come opaco, fondendo con alluminio per rimuovere l'antimonio e fondendo il metallo fuso nel desiderato forme.

Vedere la tabella 12 per un riepilogo delle esposizioni e dei controlli per il recupero dello stagno.

Tabella 12. Controlli ingegneristici/amministrativi per lo stagno, per operazione

Apparecchiature di processo	esposizioni	Controlli ingegneristici/amministrativi
Dealluminizzazione	Idrossido di sodio	Scarico locale; DPI: occhiali protettivi per sostanze chimiche e/o visiera
Miscelazione in lotti	Polvere	Ventilazione di scarico locale e ventilazione generale dell'area
Determinazione chimica	caustico	Ventilazione di scarico locale; DPI: occhiali protettivi per sostanze chimiche e/o visiera
Fusione di scorie	Polvere e calore	Ventilazione di scarico locale, ventilazione generale dell'area, regime di lavoro/riposo, fluidi
Lisciviazione e filtrazione della polvere	Polvere	Ventilazione di scarico locale, ventilazione generale dell'area
Decantazione e filtrazione fogliare	Nessuno identificato	Nessuno identificato
Evapocentrifugazione	Nessuno identificato	Nessuno identificato
Raffinazione elettrolitica	Nebbia acida	Ventilazione di scarico locale e ventilazione generale dell'area; DPI: occhiali protettivi per sostanze chimiche e/o visiera
Acidificazione e filtrazione	Nebbie acide	Ventilazione di scarico locale e ventilazione generale dell'area; DPI: occhiali protettivi per sostanze chimiche e/o visiera
Raffinazione al fuoco	calore	Regime di lavoro/riposo, DPI
Fusione	Gas di combustione, fumi e polveri, calore	Ventilazione di scarico locale e ventilazione generale dell'area, regime di lavoro/riposo, DPI
calcinazione	Polvere, fumi, calore	Ventilazione di scarico locale e regime di lavoro/riposo di ventilazione generale dell'area, DPI
Raffinazione al bollitore	Polvere, fumi, calore	Ventilazione di scarico locale e ventilazione generale dell'area, regime di lavoro/riposo, DPI

Bonifica del titanio

Le due fonti principali di rottami di titanio sono la casa e i consumatori di titanio. Gli scarti domestici generati dalla fresatura e dalla produzione di prodotti in titanio includono fogli di rifinitura, fogli di assi, tagli, torniture e alesature. I rottami di consumo sono costituiti da prodotti in titanio riciclato. Le operazioni di bonifica comprendono:

Sgrassante. In questo processo i rottami calibrati vengono trattati con solvente organico vaporizzato (ad es. tricloroetilene). Il grasso e l'olio contaminanti vengono rimossi dal rottame dal vapore del solvente. Il solvente viene fatto ricircolare fino a quando non ha più capacità di sgrassare. Il solvente esaurito può quindi essere rigenerato. Il rottame può anche essere sgrassato con vapore e detersivo.
Decapaggio. Il processo di decapaggio acido rimuove le incrostazioni di ossido dall'operazione di sgrassaggio mediante lisciviazione con una soluzione di acido cloridrico e acido fluoridrico. Il rottame del trattamento acido viene lavato con acqua ed essiccato.
Elettroraffinazione. L'elettroraffinazione è un processo di pretrattamento dei rottami di titanio che raffina elettroliticamente i rottami in un sale fuso.
Fusione. I rottami di titanio pretrattati e gli agenti leganti vengono fusi in un forno sottovuoto ad arco elettrico per formare una lega di titanio. I materiali di input includono rottami di titanio pretrattati e materiali di lega come alluminio, vanadio, molibdeno, stagno, zirconio, palladio, columbio e cromo.
colata. Il titanio fuso viene colato negli stampi. Il titanio si solidifica in una barra chiamata lingotto.

I controlli per le esposizioni nelle procedure di recupero del titanio sono elencati nella tabella 13.

Tabella 13. Controlli ingegneristici/amministrativi per il titanio, per operazione

Apparecchiature di processo	esposizioni	Controlli ingegneristici/amministrativi
Sgrassaggio a solvente	Solvente	Scarico locale e recupero del solvente
decapaggio	Acidi	Visiere, grembiuli, maniche lunghe, occhiali di sicurezza o occhiali protettivi
elettroraffinazione	Nessuno conosciuto	Nessuno conosciuto
Fusione	Metalli volatili, rumore	Ventilazione di scarico locale e controllo del rumore dei bruciatori; DPI: protezione dell'udito
Casting	calore	DPI

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Figura 6. Galvanotecnica: rappresentazione schematica

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Sabato, Marzo 19 2011 20: 27

Problemi ambientali nella finitura dei metalli e nei rivestimenti industriali

Finitura del metallo

Il trattamento superficiale dei metalli ne aumenta la durata e ne migliora l'aspetto. Un singolo prodotto può subire più di un trattamento superficiale, ad esempio un pannello della carrozzeria di un'auto può essere fosfatato, trattato con primer e verniciato. Questo articolo si occupa dei processi utilizzati per il trattamento superficiale dei metalli e dei metodi utilizzati per ridurne l'impatto ambientale.

La gestione di un'attività di finitura dei metalli richiede la cooperazione tra la direzione dell'azienda, i dipendenti, il governo e la comunità per ridurre efficacemente al minimo l'impatto ambientale delle operazioni. La società si preoccupa della quantità e degli effetti a lungo termine dell'inquinamento che penetra nell'aria, nell'acqua e nell'ambiente terrestre. Gestione ambientale efficace è stabilito attraverso la conoscenza dettagliata di tutti gli elementi, prodotti chimici, metalli, processi e output.

Pianificazione della prevenzione dell'inquinamento sposta la filosofia di gestione ambientale dalla reazione ai problemi all'anticipazione delle soluzioni concentrandosi sulla sostituzione chimica, il cambiamento di processo e il riciclaggio interno, utilizzando la seguente sequenza di pianificazione:

Avviare la prevenzione dell'inquinamento in tutti gli aspetti dell'attività.
Identificare i flussi di rifiuti.
Stabilire priorità per l'azione.
Stabilire la causa principale dei rifiuti.
Identificare e implementare modifiche che riducano o eliminino gli sprechi.
Misura i risultati.

Il miglioramento continuo si ottiene stabilendo nuove priorità di azione e ripetendo la sequenza delle azioni.

La documentazione dettagliata del processo identificherà i flussi di rifiuti e consentirà di stabilire le priorità per le opportunità di riduzione dei rifiuti. Decisioni informate sui potenziali cambiamenti incoraggeranno:

miglioramenti operativi facili e pratici
cambiamenti di processo che coinvolgono clienti e fornitori
modifiche ad attività meno dannose ove possibile
riutilizzare e riciclare dove il cambiamento non è pratico
utilizzando lo smaltimento in discarica di rifiuti pericolosi solo come ultima risorsa.

Processi principali e processi operativi standard

Pulizia è richiesto perché tutti i processi di finitura dei metalli richiedono che le parti da rifinire siano prive di sporco organico e inorganico, inclusi oli, incrostazioni, composti per lucidatura e lucidatura. I tre tipi fondamentali di detergenti in uso sono solventi, sgrassatori a vapore e detergenti alcalini.

I metodi di pulizia con solventi e sgrassaggio a vapore sono stati quasi totalmente sostituiti da materiali alcalini dove le successive lavorazioni sono ad umido. I solventi e gli sgrassanti a vapore sono ancora in uso dove le parti devono essere pulite e asciutte senza ulteriore lavorazione a umido. Solventi come i terpeni in alcuni casi stanno sostituendo i solventi volatili. Materiali meno tossici come l'1,1,1-tricloroetano sono stati sostituiti a materiali più pericolosi nello sgrassaggio a vapore (sebbene questo solvente sia in fase di eliminazione come impoveritore di ozono).

I cicli di pulizia alcalina di solito includono un'immersione in ammollo seguita da un'elettropulizia anodica, seguita da un'immersione in acido debole. Solitamente per pulire l'alluminio vengono utilizzati detergenti non incisivi e non silicati. Gli acidi sono tipicamente solforici, cloridrici e nitrici.

Anodizzazione, un processo elettrochimico per addensare il film di ossido sulla superficie metallica (spesso applicato all'alluminio), tratta le parti con soluzioni diluite di acido cromico o solforico.

Rivestimento di conversione viene utilizzato per fornire una base per la successiva verniciatura o per passivare per la protezione contro l'ossidazione. Con la cromatazione i pezzi vengono immersi in una soluzione di cromo esavalente con agenti attivi organici e inorganici. Per la fosfatazione, le parti vengono immerse in acido fosforico diluito con altri agenti. La passivazione si ottiene mediante immersione in acido nitrico o acido nitrico con bicromato di sodio.

Placcatura chimica comporta una deposizione di metallo senza elettricità. La deposizione chimica di rame o nichel viene utilizzata nella produzione di circuiti stampati.

Galvanotecnica comporta la deposizione di un sottile strato di metallo (zinco, nichel, rame, cromo, cadmio, stagno, ottone, bronzo, piombo, stagno-piombo, oro, argento e altri metalli come il platino) su un substrato (ferroso o non ferroso). I bagni di processo includono metalli in soluzione in formulazioni acide, alcaline neutre e alcaline al cianuro (vedi figura 1).

Figura 1. Ingressi e uscite per una tipica linea di galvanica

Fresatura chimica e incisione sono processi di immersione a dissoluzione controllata che utilizzano reagenti chimici e mordenzanti. L'alluminio è tipicamente inciso in caustico prima dell'anodizzazione o brillantato chimicamente in una soluzione che potrebbe contenere acido nitrico, fosforico e solforico.

Rivestimenti a caldo comportano l'applicazione di metallo su un pezzo in lavorazione mediante immersione in metallo fuso (zincatura dell'acciaio con zinco o stagno).

Buone pratiche di gestione

Importanti miglioramenti della sicurezza, della salute e dell'ambiente possono essere raggiunti attraverso miglioramenti del processo, come ad esempio:

utilizzando il risciacquo in controcorrente e i controlli di conducibilità
aumentare il tempo di drenaggio
utilizzando più o meglio agenti bagnanti
mantenere le temperature di processo più alte possibile per ridurre la viscosità, aumentando così il recupero per trascinamento (ovvero il recupero della soluzione lasciata sul metallo)
utilizzando l'agitazione dell'aria nel risciacquo per aumentare l'efficienza del risciacquo
utilizzando sfere di plastica nei serbatoi di placcatura per ridurre l'appannamento
utilizzando una migliore filtrazione sui serbatoi di placcatura per ridurre la frequenza del trattamento di purificazione
posizionare un cordolo attorno a tutte le aree di processo per contenere le fuoriuscite
utilizzando trattamenti separati per metalli recuperabili come il nichel
installazione di sistemi di recupero quali scambio ionico, evaporazione atmosferica, evaporazione sottovuoto, recupero elettrolitico, osmosi inversa ed elettrodialisi
integrando i sistemi di recupero per trascinamento con riduzioni del trascinamento di contaminanti e sistemi di pulizia migliorati
utilizzando moderni controlli di inventario per ridurre gli sprechi e i rischi sul posto di lavoro
l'applicazione di procedure standard (vale a dire, procedure scritte, revisioni operative periodiche e registri operativi affidabili) per fornire la base per una solida struttura di gestione ambientale.

Pianificazione ambientale per rifiuti specifici

I flussi di rifiuti specifici, generalmente soluzioni di placcatura esaurite, possono essere ridotti:

Filtrazione. Per rimuovere l'accumulo di solidi, che riducono l'efficienza del processo, è possibile utilizzare filtri a cartuccia oa farina fossile.
Trattamento al carbonio può essere utilizzato per rimuovere contaminanti organici (più comunemente applicato nella nichelatura, galvanica di rame e zincatura e cadmio).
Acqua purificata. I contaminanti naturali presenti nell'acqua di reintegro e di risciacquo (ad es. calcio, ferro, magnesio, manganese, cloro e carbonati) possono essere rimossi mediante deionizzazione, distillazione o osmosi inversa. Il miglioramento dell'efficienza dell'acqua di risciacquo riduce il volume dei fanghi del bagno che richiedono un trattamento.
Congelamento del carbonato a bagno di cianuro. L'abbassamento della temperatura del bagno a –3 °C cristallizza i carbonati formatisi nel bagno di cianuro dalla rottura del cianuro, densità di corrente anodica eccessive e l'adsorbimento di anidride carbonica dall'aria e ne facilita la rimozione.
Precipitazione. La rimozione dei contaminanti metallici che entrano nel bagno come impurità negli anodi può essere ottenuta mediante precipitazione con cianuro di bario, idrossido di bario, idrossido di calcio, solfato di calcio o cianuro di calcio.
Alternative al cromo esavalente. Il cromo esavalente può essere sostituito con soluzioni di cromatura trivalente per la cromatura decorativa. I rivestimenti di conversione del cromo per i pretrattamenti della vernice a volte possono essere sostituiti da rivestimenti di conversione del cromo o prodotti chimici di cromo senza risciacquo.
Chimiche di processo non chelate. Invece di aggiungere chelanti ai bagni di processo per controllare la concentrazione di ioni liberi nella soluzione, è possibile utilizzare prodotti chimici di processo non chelati in modo che non sia necessario mantenere i metalli in soluzione. Questi metalli possono essere lasciati precipitare e possono essere rimossi mediante filtrazione continua.
Prodotti chimici di processo senza cianuro. I flussi di rifiuti contenenti cianuro libero sono tipicamente trattati usando ipoclorito o cloro per ottenere l'ossidazione, e i cianuri complessi sono comunemente precipitati usando solfato ferroso. L'utilizzo di sostanze chimiche di processo senza cianuro elimina una fase di trattamento e riduce il volume del fango.
Sgrassaggio a solvente. I bagni di pulizia alcalini caldi possono essere utilizzati al posto dello sgrassaggio con solvente dei pezzi prima della lavorazione. L'efficacia dei detergenti alcalini può essere migliorata applicando corrente elettrica o ultrasuoni. I vantaggi di evitare vapori e fanghi di solventi spesso superano qualsiasi costo operativo aggiuntivo.
Detergenti alcalini. La necessità di scartare i detergenti alcalini quando l'accumulo di olio, grasso e sporco dovuto all'uso raggiunge un livello che compromette l'efficacia pulente del bagno può essere evitata utilizzando dispositivi di scrematura per rimuovere olii galleggianti, dispositivi di decantazione o filtri a cartuccia per rimuovere particolato e coalescer olio-acqua e utilizzando la microfiltrazione o l'ultrafiltrazione per rimuovere gli oli emulsionati.
Riduzione del trascinamento. La riduzione del volume di trascinamento dai bagni di processo serve a ridurre la quantità di preziose sostanze chimiche di processo che contaminano l'acqua di risciacquo, il che a sua volta riduce la quantità di fanghi generati da un processo di trattamento di precipitazione metallica convenzionale.

Diversi metodi per ridurre il trascinamento includono:

Concentrazione operativa del bagno di processo. La concentrazione chimica deve essere mantenuta la più bassa possibile per ridurre al minimo la viscosità (per un drenaggio più rapido) e la quantità di sostanze chimiche (nel film).
Temperatura di esercizio del bagno di processo. La viscosità della soluzione di processo può essere ridotta aumentando la temperatura del bagno.
Agenti bagnanti. La tensione superficiale della soluzione può essere ridotta aggiungendo agenti bagnanti al bagno di processo.
Posizionamento del pezzo. Il pezzo deve essere posizionato sulla cremagliera in modo che la pellicola aderente scorra liberamente e non rimanga intrappolata in scanalature o cavità.
Tempo di prelievo o drenaggio. Quanto più velocemente un pezzo viene rimosso dal bagno di processo, tanto più spessa è la pellicola sulla superficie del pezzo.
Lame d'aria. Il soffio d'aria sul pezzo in lavorazione mentre la rastrelliera portapezzo viene sollevata sopra il serbatoio di processo può migliorare il drenaggio e l'asciugatura.
Risciacqui spray. Questi possono essere utilizzati sopra bagni riscaldati in modo che la portata di risciacquo sia uguale alla velocità di evaporazione della vasca.
Bagni di placcatura. I carbonati ei contaminanti organici devono essere rimossi per evitare l'accumulo di contaminazione che aumenta la viscosità del bagno galvanico.
Tavole di drenaggio. Gli spazi tra i serbatoi di processo devono essere coperti con pannelli di drenaggio per raccogliere le soluzioni di processo e restituirle al bagno di processo.
Carri armati di trascinamento. I pezzi devono essere posizionati in vasche di trascinamento (vasche di "risciacquo statico") prima dell'operazione di risciacquo standard.

Il recupero per trascinamento delle sostanze chimiche utilizza una varietà di tecnologie. Questi includono:

Evaporazione. Gli evaporatori atmosferici sono i più comuni e gli evaporatori sottovuoto offrono risparmi energetici.
Scambio ionico viene utilizzato per il recupero chimico dell'acqua di risciacquo.
Elettrovincita. Si tratta di un processo elettrolitico mediante il quale i metalli disciolti nella soluzione vengono ridotti e depositati sul catodo. Il metallo depositato viene quindi recuperato.
Elettrodialisi. Questo utilizza membrane permeabili agli ioni e corrente applicata per separare le specie ioniche dalla soluzione.
Osmosi inversa. Questo utilizza una membrana semipermeabile per produrre acqua purificata e una soluzione ionica concentrata. L'alta pressione viene utilizzata per forzare l'acqua attraverso la membrana, mentre la maggior parte dei sali disciolti viene trattenuta dalla membrana.

Risciacquare l'acqua

La maggior parte dei rifiuti pericolosi prodotti in un impianto di finitura dei metalli proviene dalle acque reflue generate dalle operazioni di risciacquo che seguono la pulizia e la placcatura. Aumentando l'efficienza del risciacquo, una struttura può ridurre significativamente il flusso di acque reflue.

Due strategie di base migliorano l'efficienza del risciacquo. In primo luogo, la turbolenza può essere generata tra il pezzo in lavorazione e l'acqua di risciacquo mediante risciacqui a spruzzo e agitazione dell'acqua di risciacquo. Viene utilizzato il movimento del rack o l'acqua forzata o l'aria. In secondo luogo, è possibile aumentare il tempo di contatto tra il pezzo in lavorazione e l'acqua di risciacquo. Serbatoi di risciacquo multipli impostati controcorrente in serie ridurranno la quantità di acqua di risciacquo utilizzata.

Rivestimenti industriali

Il termine rivestimenti comprende pitture, vernici, lacche, smalti e gommalacca, stucchi, stucchi e sigillanti per legno, prodotti per rimuovere pitture e vernici, detergenti per pennelli e prodotti vernicianti affini. I rivestimenti liquidi contengono pigmenti e additivi dispersi in una miscela di legante liquido e solvente. I pigmenti sono composti inorganici o organici che forniscono il colore e l'opacità del rivestimento e influenzano il flusso e la durata del rivestimento. I pigmenti contengono spesso metalli pesanti come cadmio, piombo, zinco, cromo e cobalto. Il legante aumenta l'adesività, la coesione e la consistenza del rivestimento ed è il componente principale che rimane sulla superficie quando il rivestimento è completato. I leganti includono una varietà di oli, resine, gomme e polimeri. Additivi come riempitivi ed estensori possono essere aggiunti ai rivestimenti per ridurre i costi di produzione e aumentare la durata del rivestimento.

I tipi di solventi organici utilizzati nei rivestimenti includono idrocarburi alifatici, idrocarburi aromatici, esteri, chetoni, eteri glicolici e alcoli. I solventi disperdono o dissolvono i leganti e diminuiscono la viscosità e lo spessore del rivestimento. I solventi utilizzati nelle formulazioni dei rivestimenti sono pericolosi perché molti sono cancerogeni per l'uomo e sono infiammabili o esplosivi. La maggior parte dei solventi contenuti in un rivestimento evapora quando il rivestimento si indurisce, generando emissioni di composti organici volatili (VOC). Le emissioni di VOC stanno diventando sempre più regolamentate a causa degli effetti negativi sulla salute umana e sull'ambiente. Le preoccupazioni ambientali associate agli ingredienti convenzionali, alle tecnologie di applicazione del rivestimento e ai rifiuti di rivestimento sono una forza trainante per lo sviluppo di alternative per la prevenzione dell'inquinamento.

La maggior parte dei rivestimenti viene utilizzata su prodotti architettonici, industriali o speciali. I rivestimenti architettonici sono utilizzati negli edifici e nei prodotti per l'edilizia e per servizi decorativi e protettivi come le vernici per proteggere il legno. Gli impianti industriali incorporano operazioni di rivestimento in vari processi di produzione. L'industria automobilistica, delle lattine metalliche, delle macchine agricole, del coil coating, dei mobili e degli infissi in legno e metallo e degli elettrodomestici sono i principali consumatori di rivestimenti industriali.

La progettazione di una formulazione di rivestimento dipende dallo scopo dell'applicazione del rivestimento. I rivestimenti forniscono estetica e protezione dalla corrosione e dalla superficie. Costo, funzione, sicurezza del prodotto, sicurezza ambientale, efficienza di trasferimento e velocità di asciugatura e polimerizzazione determinano le formulazioni.

Processi di rivestimento

Ci sono cinque operazioni che comprendono la maggior parte dei processi di rivestimento: manipolazione e preparazione delle materie prime, preparazione della superficie, rivestimento, pulizia delle attrezzature e gestione dei rifiuti.

Gestione e preparazione della materia prima

La manipolazione e la preparazione delle materie prime comporta lo stoccaggio dell'inventario, le operazioni di miscelazione, l'assottigliamento e la regolazione dei rivestimenti e il trasferimento delle materie prime attraverso la struttura. Le procedure e le pratiche di monitoraggio e manipolazione sono necessarie per ridurre al minimo la generazione di rifiuti da deterioramento, fuori specifica e preparazione impropria che possono derivare da un eccessivo diradamento e conseguente spreco. Il trasferimento, manuale o tramite un sistema di tubazioni, deve essere programmato per evitare il deterioramento.

Preparazione delle superfici

Il tipo di tecnica di preparazione della superficie utilizzata dipende dalla superficie da rivestire: preparazione precedente, quantità di sporco, grasso, rivestimento da applicare e finitura superficiale richiesta. Le comuni operazioni di preparazione includono lo sgrassaggio, il prerivestimento o la fosfatazione e la rimozione del rivestimento. Per la finitura dei metalli, lo sgrassaggio prevede la pulizia con solvente, la pulizia a freddo o lo sgrassaggio a vapore con solventi alogenati, la pulizia acquosa alcalina, la pulizia semi-acquosa o la pulizia con idrocarburi alifatici per rimuovere sporco organico, sporco, olio e grasso. Il decapaggio acido, la pulizia abrasiva o la pulizia alla fiamma vengono utilizzati per rimuovere scaglie di laminazione e ruggine.

L'operazione di preparazione più comune per le superfici metalliche, oltre alla pulizia, è il rivestimento fosfatico, utilizzato per promuovere l'adesione di rivestimenti organici su superfici metalliche e ritardare la corrosione. I rivestimenti fosfatici vengono applicati immergendo o spruzzando superfici metalliche con una soluzione di fosfato di zinco, ferro o manganese. La fosfatazione è un processo di finitura superficiale simile alla galvanica, costituito da una serie di bagni chimici di processo e di risciacquo in cui i pezzi vengono immersi per ottenere la preparazione superficiale desiderata. Vedere l'articolo "Trattamento superficiale dei metalli" in questo capitolo.

La rimozione del rivestimento, chimica o meccanica, viene eseguita su superfici che richiedono un nuovo rivestimento, riparazione o ispezione. Il metodo di rimozione del rivestimento chimico più comune è lo stripping con solvente. Queste soluzioni di solito contengono fenolo, cloruro di metilene e un acido organico per dissolvere il rivestimento dalla superficie rivestita. Un lavaggio finale con acqua per rimuovere le sostanze chimiche può generare grandi quantità di acque reflue. La sabbiatura abrasiva è il comune processo meccanico, un'operazione a secco che utilizza aria compressa per spingere un mezzo di sabbiatura contro la superficie per rimuovere il rivestimento.

Le operazioni di preparazione della superficie influiscono sulla quantità di rifiuti derivanti dallo specifico processo di preparazione. Se la preparazione della superficie è inadeguata, con conseguente rivestimento scadente, la rimozione del rivestimento e la ricopertura aumenta la generazione di rifiuti.

Rivestimento

L'operazione di rivestimento comporta il trasferimento del rivestimento sulla superficie e l'indurimento del rivestimento sulla superficie. La maggior parte delle tecnologie di rivestimento rientra in 1 delle 5 categorie di base: rivestimento a immersione, rivestimento a rullo, rivestimento a flusso, rivestimento a spruzzo e la tecnica più comune, rivestimento a spruzzo atomizzato con aria che utilizza rivestimenti a base di solvente.

I rivestimenti a spruzzo atomizzati ad aria sono generalmente condotti in un ambiente controllato a causa delle emissioni di solventi e dell'overspray. I dispositivi di controllo dell'overspray sono filtri in tessuto o pareti d'acqua, che generano filtri usati o acque reflue dai sistemi di depurazione dell'aria.

L'indurimento viene eseguito per convertire il legante del rivestimento in una superficie dura, tenace e aderente. I meccanismi di polimerizzazione includono: essiccazione, cottura al forno o esposizione a un fascio di elettroni o luce infrarossa o ultravioletta. L'indurimento genera COV significativi dai rivestimenti a base di solvente e rappresenta un potenziale di esplosione se le concentrazioni di solvente superano il limite inferiore di esplosività. Di conseguenza, le operazioni di stagionatura sono dotate di dispositivi di controllo dell'inquinamento atmosferico per prevenire le emissioni di COV e per il controllo di sicurezza per prevenire le esplosioni.

Le preoccupazioni ambientali e sanitarie, l'aumento delle normative che interessano le formulazioni di rivestimento convenzionali, gli elevati costi dei solventi e il costoso smaltimento dei rifiuti pericolosi hanno creato una domanda di formulazioni di rivestimento alternative che contengano meno componenti pericolosi e generino meno rifiuti quando applicate. Le formulazioni di rivestimento alternative includono:

Rivestimenti ad alto solido, contenente il doppio della quantità di pigmento e resina nello stesso volume di solvente dei rivestimenti convenzionali. L'applicazione riduce le emissioni di COV tra il 62 e l'85% rispetto ai tradizionali rivestimenti a base di solvente a basso contenuto di solidi perché il contenuto di solvente è ridotto.
Vernici all'acqua usando acqua e una miscela di solventi organici come vettore con acqua usata come base. Rispetto ai rivestimenti a base solvente, i rivestimenti a base acqua generano tra l'80 e il 95% in meno di emissioni di COV e solventi esausti rispetto ai tradizionali rivestimenti a base solvente a basso contenuto di solidi.
Vernici in polvere non contiene solventi organici, costituito da pigmento finemente polverizzato e particelle di resina. Sono polveri termoplastiche (resina ad alto peso molecolare per rivestimenti spessi) o termoindurenti (composti a basso peso molecolare che formano uno strato sottile prima della reticolazione chimica).

Pulizia attrezzature

La pulizia delle apparecchiature è un'operazione di manutenzione ordinaria necessaria nei processi di rivestimento. Ciò crea quantità significative di rifiuti pericolosi, in particolare se per la pulizia vengono utilizzati solventi alogenati. La pulizia delle apparecchiature per i rivestimenti a base di solventi è stata tradizionalmente condotta manualmente con solventi organici per rimuovere i rivestimenti dalle apparecchiature di processo. Le tubazioni richiedono il lavaggio con solvente in lotti fino alla pulizia. Le apparecchiature di rivestimento devono essere pulite tra i cambi di prodotto e dopo l'arresto del processo. Le procedure e le pratiche utilizzate determineranno il livello di rifiuti generati da queste attività.

Gestione dei rifiuti

Diversi flussi di rifiuti sono generati dai processi di rivestimento. I rifiuti solidi includono contenitori di rivestimento vuoti, fanghi di rivestimento da overspray e pulizia delle attrezzature, filtri esausti e materiali abrasivi, rivestimento a secco e stracci per la pulizia.

I rifiuti liquidi includono le acque reflue derivanti dalla preparazione delle superfici, dal controllo dell'overspray o dalla pulizia delle apparecchiature, materiali fuori specifica o in eccesso per rivestimenti o preparazione delle superfici, overspray, fuoriuscite e soluzioni detergenti esaurite. Il riciclo a ciclo chiuso in loco sta diventando sempre più popolare per i solventi usati con l'aumento dei costi di smaltimento. I liquidi a base acquosa vengono solitamente trattati in loco prima di essere scaricati nei sistemi di trattamento di proprietà pubblica.

Le emissioni di COV sono generate da tutti i processi di rivestimento convenzionali che utilizzano rivestimenti a base di solventi, che richiedono dispositivi di controllo come unità di adsorbimento del carbonio, condensatori o ossidatori catalitici termici.

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