水曜日、16月2011 22:23

金属の表面処理

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第3版からの改作, 労働安全衛生百科事典.

金属製品の表面を腐食に耐え、よりよくフィットし、見栄えを良くするように仕上げるためのさまざまな技術があります (表 1 を参照)。 一部の製品は、これらの技術のいくつかのシーケンスによって処理されます。 この記事では、最も一般的に使用されるもののいくつかについて簡単に説明します。

表 1. さまざまな金属処理方法に関連する危険性のまとめ

金属処理方法

危険

注意事項

電解研磨

腐食性および腐食性化学物質による火傷および炎症

適切な個人用保護具を使用してください。 効果的な排気換気装置を設置してください。

電気めっき

潜在的に癌を引き起こす可能性のあるクロムとニッケルへの暴露; シアン化物への暴露; 腐食性および腐食性化学物質による火傷および刺激; 電気ショック; プロセスは濡れている可能性があり、滑りや落下の危険を引き起こします。 潜在的な爆発性粉塵発生; 人間工学的危険

適切な個人用保護具を使用してください。 効果的な排気換気装置、多くの場合スロット付きのプッシュプル システムを取り付けます。 こぼれたものはすぐに掃除してください。 滑り止めの床材を設置。 人間工学的ストレスを回避するために、作業手順とステーションの効果的な設計を使用してください。

エナメルとグレージング

グラインダー、コンベア、ミルによる物理的危険; 高温の液体や機器による火傷の危険。 肺疾患を引き起こす可能性のある粉塵への暴露

インターロックを含む適切な機械ガードを取り付けます。 適切な個人用保護具を使用してください。 粉塵への暴露を避けるために、効果的な排気換気装置を設置してください。 HEPA フィルター付きの機器が必要になる場合があります。

エッチング

フッ化水素酸への暴露; 腐食性および腐食性化学物質による火傷および刺激; 高温の液体や機器による火傷の危険

フッ化水素酸への暴露を避けるためのプログラムを実装します。 適切な個人用保護具を使用してください。 効果的な排気換気装置を設置してください。

亜鉛メッキ

高温の液体、金属、および機器による火傷の危険。 腐食性および腐食性化学物質による火傷および刺激; 金属煙熱; 鉛暴露の可能性

適切な個人用保護具を使用してください。 効果的な排気換気装置を設置してください。 鉛曝露の削減/監視プログラムを実施します。

熱処理

高温の液体、金属、および機器による火傷の危険。 腐食性および腐食性化学物質による火傷および刺激; 水素の爆発性雰囲気の可能性; 一酸化炭素への潜在的な暴露; シアン化物への暴露の可能性; 油焼入れによる火災の危険性

適切な個人用保護具を使用してください。 効果的な排気換気装置を設置してください。 高温の機器および表面の警告標識を表示します。 一酸化炭素濃度を監視するシステムを設置します。 適切な消火システムを設置してください。

メタライジング

高温の金属や機器による火傷の危険。 粉塵、アセチレンの爆発性雰囲気の可能性。 亜鉛金属発煙熱

適切な消火システムを設置してください。 薬品とガスを適切に分離してください。 適切な個人用保護具を使用してください。 効果的な排気換気装置を設置してください。

リン酸塩

腐食性および腐食性化学物質による火傷および炎症

適切な個人用保護具を使用してください。 効果的な排気換気装置を設置してください。

プラスチックコーティング

化学増感剤への暴露

増感剤の代替品を探す。 適切な個人用保護具を使用してください。 効果的な排気換気装置を設置してください。

プライミング

潜在的に有毒で可燃性のさまざまな溶媒への暴露、化学増感剤への暴露、潜在的に発がん性のクロムへの暴露

増感剤の代替品を探す。 適切な個人用保護具を使用してください。 効果的な排気換気装置を設置してください。 化学薬品/ガスを適切に分離します。

 

これらの技術を適用する前に、製品を完全に洗浄する必要があります。 個別にまたは順番に、多数のクリーニング方法が使用されます。 これらには、機械的研磨、ブラッシングおよび研磨 (金属または酸化物の粉塵を生成します。アルミニウムの粉塵は爆発する可能性があります)、蒸気脱脂、有機グリース溶媒による洗浄、濃酸またはアルカリ溶液での「酸洗い」、および電解脱脂が含まれます。 最後の方法では、シアン化物と濃アルカリを含む浴に浸漬し、電気的に形成された水素または酸素によってグリースが除去され、酸化物やグリースのない「ブランク」の金属表面が得られます。 洗浄に続いて、製品を十分にすすぎ、乾燥させます。

機器の適切な設計と効果的な LEV により、リスクの一部が軽減されます。 飛沫の危険にさらされる労働者には、保護ゴーグルまたはアイシールド、保護手袋、エプロン、および衣服を提供する必要があります。 シャワーと洗眼器が近くにあり、正常に機能している必要があり、水しぶきやこぼれたものはすぐに洗い流してください。 電解装置の場合、手袋と靴は非導電性でなければならず、漏電遮断器の設置やロックアウト/タグアウト手順など、その他の標準的な電気的予防措置に従う必要があります。

治療プロセス

電解研磨

電解研磨は、表面の外観と反射率を改善し、必要な寸法に正確に適合するように余分な金属を除去し、欠陥がないか検査するために表面を準備するために使用されます。 このプロセスには、蒸気脱脂および熱アルカリ洗浄の後に、表面のハイスポットを優先的に陽極溶解することが含まれます。 酸は電解質溶液として頻繁に使用されます。 したがって、その後十分なすすぎが必要です。

電気めっき

電気めっきは、製品に金属層を適用するための化学的または電気化学的プロセスです。たとえば、腐食から保護するためのニッケル、表面特性を改善するための硬質クロム、または美化のための銀と金などです。 時折、非金属材料が使用されます。 カソードとして配線された製品と、堆積する金属のアノードを電解質溶液 (酸性、アルカリ性、またはシアン化物塩と錯体を含むアルカリ性) に浸し、外部で直流電源に接続します。 金属陽極の正に帯電した陽イオンは陰極に移動し、そこで金属に還元され、薄層として堆積します (図 1 を参照)。 このプロセスは、新しいコーティングが必要な厚さに達するまで続けられ、製品は洗浄、乾燥、研磨されます。

図 1. 電気めっき: 概略図

MET070F1

 

陽極:Cu→Cu+2 + 2番目- ; 陰極: 銅+2 + 2e- → 銅

In 電鋳、 電気めっきと密接に関連するプロセスで、石膏やプラスチックなどで成形された物体にグラファイトを塗布して導電性にし、陰極として接続して金属を付着させます。

In 陽極酸化、 近年重要性を増している工程で、アルミニウム(チタンやその他の金属も使用されます)の製品を陽極として接続し、希硫酸に浸漬します。 しかし、正のアルミニウム イオンが形成されてカソード上に移動する代わりに、それらはアノードで発生する酸素原子によって酸化され、酸化物層としてアノードに結合します。 この酸化物層は硫酸溶液によって部分的に溶解し、表面層を多孔質にします。 続いて、例えばネームプレートの製造のように、着色された材料または感光性材料をこれらの細孔に堆積させることができます。

エナメルと釉薬

ほうろうまたは磁器ほうろうは、浴槽、ガスおよび電気調理器具、キッチン用品、貯蔵タンクなどの幅広い加工製品で、金属 (通常は鉄または鋼) に高い耐熱性、耐汚染性、および耐食性を付与するために使用されます。とコンテナ、および電気機器。 さらに、エナメルは陶器、ガラス、ジュエリー、装飾品の装飾に使用されます。 七宝焼きやリモージュなどの装飾品の製造におけるエナメル粉末の特別な使用は、何世紀にもわたって知られています。 釉薬はあらゆる種類の陶器に施されています。

ガラス質のエナメルと釉薬の製造に使用される材料には、次のものがあります。

  • 石英、長石、粘土などの耐火物
  • ホウ砂(ホウ酸ナトリウム十水和物)、ソーダ灰(無水炭酸ナトリウム)、硝酸ナトリウム、蛍石、氷晶石、炭酸バリウム、炭酸マグネシウム、一酸化鉛、四酸化鉛、酸化亜鉛などのフラックス
  • アンチモン、カドミウム、コバルト、鉄、ニッケル、マンガン、セレン、バナジウム、ウラン、チタンの酸化物などの色
  • アンチモン、チタン、スズ、ジルコニウムの酸化物、アンチモン酸ナトリウムなどの乳白剤
  • ホウ砂、ソーダ灰、炭酸マグネシウム、硫酸マグネシウム、亜硝酸ナトリウム、アルミン酸ナトリウムなどの電解質
  • 粘土、ガム、アルギン酸アンモニウム、ベントナイト、コロイダルシリカなどの凝集剤。

 

すべての種類のガラス質エナメルまたはグレージングの最初のステップは、フリット、エナメル パウダーの製造です。 これには、原材料の準備、製錬、フリットの取り扱いが含まれます。

金属製品を慎重に洗浄した後(例:ショットブラスト、酸洗、脱脂)、エナメルはいくつかの手順で適用できます。

  • ウェット プロセスでは、対象物を水性エナメル スリップに浸し、取り出して水気を切ります。または、「スラッシュ」では、エナメル スリップが厚くなるため、対象物から振り落とす必要があります。
  • 乾式工程では、下塗りを施した物体をエナメル加工温度まで加熱し、乾燥エナメル粉末をふるいを通してその上にまぶします。 エナメルが所定の位置に焼結し、オブジェクトが炉に戻されると、滑らかな表面に溶けます。
  • スプレー塗布はますます使用されており、通常は機械化された操作で使用されています。 排気換気の下にキャビネットが必要です。
  • 装飾的なエナメルは、通常、ブラシまたは同様のツールを使用して手で適用されます。
  • 磁器や陶器の釉薬は、通常、浸漬またはスプレーによって適用されます。 一部の浸漬作業は機械化が進んでいますが、国内の磁器業界では手作業で浸漬するのが一般的です。 対象物を手に持ち、大きな釉薬の浴槽に浸し、手首を軽くたたいて釉薬を取り除き、対象物を乾燥機に入れます。 釉薬が吹き付けられるときは、効率的な排気換気を備えた密閉されたフードまたはキャビネットを用意する必要があります。

 

準備されたオブジェクトは、通常ガス燃料である炉またはキルンで「焼成」されます。

エッチング

化学エッチングは、サテンまたはマット仕上げを生成します。 ほとんどの場合、陽極酸化、ラッカー塗装、化成塗装、バフ研磨、または化学光沢処理の前の前処理として使用されます。 アルミニウムとステンレス鋼に最も頻繁に適用されますが、他の多くの金属にも使用されます。

アルミニウムは通常、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、リン酸三ナトリウム、炭酸ナトリウムのさまざまな混合物と、スラッジの形成を防ぐための他の成分を含むアルカリ溶液でエッチングされます。 最も一般的なプロセスの 10 つは、水酸化ナトリウムを 40 ~ 50 g/l の濃度で使用し、温度 85 ~ 10 °C で XNUMX 分間浸漬します。

アルカリエッチングは、通常、塩酸、フッ化水素酸、硝酸、リン酸、クロムまたは硫酸の様々な混合物中での処理が先行し、その後に続く。 典型的な酸処理は、20℃の温度に維持された3体積部の硝酸と1体積部のフッ化水素酸の混合物中に15から60秒間浸漬することを含む。

亜鉛メッキ

亜鉛メッキは、腐食から保護するために、さまざまな鋼製品に亜鉛コーティングを適用します。 コーティングが適切に付着するためには、製品は清浄で酸化物のない状態でなければなりません。 これには通常、製品が亜鉛めっき浴に入る前に、多くの洗浄、すすぎ、乾燥、または焼きなましプロセスが含まれます。 「溶融亜鉛めっき」では、製品は溶融亜鉛浴を通過します。 上記のように、「冷間」亜鉛メッキは本質的に電気メッキです。

製造された製品は通常バッチ プロセスで亜鉛めっきされますが、連続ストリップ法は、鋼帯、シートまたはワイヤに使用されます。 製品と亜鉛浴の両方の十分な洗浄を維持し、乾燥を促進するために、フラックスを使用することができます。 プレフラックス工程の後に、亜鉛浴の表面に塩化アンモニウムフラックスカバーを施すか、後者を単独で使用することができる。 亜鉛メッキパイプでは、パイプは、洗浄後、パイプが溶融亜鉛浴に入る前に、塩化アンモニウム亜鉛の熱い溶液に浸されます。 フラックスは分解して刺激性の塩化水素とアンモニアガスを生成し、LEV を必要とします。

さまざまなタイプの連続溶融亜鉛めっきは、製品の洗浄方法と、オンラインで洗浄を行うかどうかで本質的に異なります。

  • 表面油の火炎酸化による洗浄と、それに続く炉内での還元およびインラインでのアニーリング
  • インラインアニーリングの前に行われる電解洗浄
  • 酸洗・アルカリ洗浄による洗浄、予熱炉前フラックス使用、亜鉛メッキ前炉内焼鈍
  • 酸洗いとアルカリ洗浄による洗浄、フラックスの除去、および亜鉛メッキ前の還元ガス(水素など)での予熱。

 

薄帯鋼の連続亜鉛めっきラインでは、酸洗とフラックスの使用が省略されています。 アルカリ洗浄を使用し、溶融亜鉛浴の表面の下を通過するまで、水素の還元雰囲気を備えたチャンバーまたは炉でストリップを加熱することにより、ストリップのきれいな表面を維持します。

ワイヤの連続亜鉛メッキには、通常、洗浄および亜鉛メッキタンクの前に溶融鉛パンを使用して、アニーリングステップが必要です。 空冷または水冷; 熱い希塩酸での酸洗い。 すすぎ; フラックスの塗布; 乾燥; その後、溶融亜鉛浴で亜鉛メッキします。

鉄と亜鉛の合金であるドロスは、溶融亜鉛浴の底に沈殿し、定期的に除去する必要があります。 溶融亜鉛の酸化を防ぐために、亜鉛浴の表面にさまざまな種類の材料を浮かせます。 亜鉛メッキされるワイヤまたはストリップの入口と出口のポイントで、頻繁なスキミングが必要です。

熱処理

固体状態のままの金属の加熱と冷却である熱処理は、通常、金属製品の処理の不可欠な部分です。 それはほとんどの場合、金属の結晶構造の変化を伴い、その結果、金属の可鍛性を高めるためのアニーリング、硬度を下げるための加熱と徐冷、硬度を高めるための加熱と急冷、低温内部応力を最小限に抑えるための加熱)。

アニーリング

アニーリングは、金属のさらなる冷間加工を可能にし、機械加工性を改善し、製品を使用する前に応力を緩和するために広く使用される「軟化」熱処理です。 金属を特定の温度に加熱し、その温度で特定の時間保持し、特定の速度で冷却します。 多くのアニーリング技術が使用されます。

  • ブルーアニーリング、 鉄ベースの合金の表面に青い酸化物の層が生成されます
  • 光輝焼鈍、 これは、表面の酸化を最小限に抑えるために制御された雰囲気で行われます
  • クローズアニーリング or ボックスアニーリング、 鉄・非鉄金属ともに、金属製の密閉容器内で梱包材の有無にかかわらず加熱し、徐冷する方法
  • 完全焼鈍、 通常、経済的に実現可能な最大の柔らかさを得ることを目的として、保護雰囲気で実行されます
  • 可鍛性、 鉄に含まれる結合炭素を微細な炭素 (すなわちグラファイト) に変換することによって、それらを可鍛性にするために鋳鉄に施される特別な種類の焼きなまし
  • 部分焼鈍、 冷間加工によって金属に生じる内部応力を除去するための低温プロセス
  • 亜臨界 or 球状化焼鈍、 結晶構造中の炭化鉄を球状にすることで被削性を向上させます。

 

時効硬化

時効硬化は、アルミニウム-銅合金によく使用される熱処理で、約 180°C で約 1 時間加熱することにより、合金で起こる自然硬化が促進されます。

均質化します

通常、インゴットまたは粉末金属成形体に適用される均質化は、偏析を除去または大幅に低減するように設計されています。 これは、金属の融点より約 20°C 低い温度に約 2 時間以上加熱した後、急冷することによって達成されます。

正規化

完全なアニーリングと同様のプロセスにより、得られる機械的特性の均一性が確保され、機械的負荷に対する靭性と耐性が向上します。

パテント

パテンティングは特別なタイプのアニーリング プロセスであり、通常、引き抜きを目的とした小さな断面の材料 (0.6% 炭素鋼ワイヤなど) に適用されます。 金属は通常の炉で変態範囲以上に加熱され、次に炉から直接、例えば約170℃の温度に保たれた鉛浴に入る。

焼入れ焼戻し

硬度の増加は、変態範囲を超えて加熱し、油、水、または空気中で急冷することによって室温まで急速に冷却することによって、鉄ベースの合金で生成できます。 物品は、使用するには応力が高すぎることが多く、その靭性を高めるために、変態範囲未満の温度に再加熱し、所望の速度で冷却することによって焼き戻しされます。

マルテンパリングとオーステンパリングは類似のプロセスですが、物品が、例えば 400°C の温度に保たれた塩浴または鉛浴で急冷される点が異なります。

表面硬化および表面硬化

これは、鉄基合金に最も頻繁に適用される別の熱処理プロセスであり、そのコアは比較的延性を保ちながら、物体の表面を硬く保つことができます。 さまざまなバリエーションがあります。

  • 火炎硬化 高温のガストーチで加熱し、油、水、または別の適切な媒体で急冷することにより、物体(ギアの歯、ベアリング、スライドウェイなど)の表面を硬化させます。
  • 電気誘導焼入れ 加熱が表面層に誘導された渦電流によって生成されることを除いて、火炎硬化に似ています。
  • 浸炭 固体、液体、またはガス状の炭素質媒体 (例えば、固体の木炭と炭酸バリウム、液体のシアン化ナトリウムと炭酸ナトリウム、ガス状の一酸化炭素、メタンなど) 中で対象物を加熱することにより、鉄基合金の表面の炭素含有量を増加させます。 ) 約 900°C の温度で。
  • 窒化 特殊な低合金鋳鉄または鋼の物体の表面の窒素含有量を、通常はアンモニアガスである窒素含有媒体中で約 500 ~ 600°C で加熱することによって増加させます。
  • シアン化 は、低炭素鋼の物体の表面を炭素と窒素の両方で同時に強化する肌焼きの方法です。 通常、1°C の溶融 30% シアン化ナトリウムの浴で 870 時間対象物を加熱し、油または水で急冷します。
  • 浸炭窒化 浸炭ガス (上記参照) と窒化ガス (例えば、800 ~ 875% 無水アンモニア)。

 

メタライジング

金属化、または金属溶射は、機械的に粗面化された表面に金属の溶融液滴を溶射することにより、保護金属コーティングを適用する技術です。 また、磨耗または腐食した表面を構築したり、機械加工が不十分な構成部品を修復するためにも使用されます。 このプロセスは、それを発明した Dr. Schoop にちなんで、Schooping として広く知られています。

これは、ハンドヘルドのピストル型スプレーガンであるスクーピングガンを使用し、ワイヤー状の金属を燃料ガス/酸素ブローパイプフレームに送り込み、金属を溶かし、圧縮空気を使用して対象物にスプレーします。 熱源は、酸素と、アセチレン、プロパン、または圧縮天然ガスのいずれかとの混合物です。 コイル状のワイヤは、通常、ガンに供給する前にまっすぐにされます。 ワイヤにすることができる任意の金属を使用することができます。 ガンは粉末状の金属も受け入れることができます。

真空メタライジングは、オブジェクトを真空ジャーに入れ、コーティング金属をスプレーするプロセスです。

リン酸塩

リン酸塩処理は、主に軟鋼および亜鉛メッキ鋼とアルミニウムに使用され、塗料、ワックス、およびオイル仕上げの接着性と耐食性を高めます。 また、板金の深絞り加工で離型膜として機能し、耐摩耗性を向上させる層を形成するためにも使用されます。 それは本質的に、鉄、亜鉛、マンガン、ナトリウム、またはアンモニウムのXNUMXつまたは複数のリン酸塩の溶液と金属表面を反応させることから成ります。 リン酸ナトリウムおよびリン酸アンモニウム溶液は、洗浄とリン酸処理の組み合わせに使用されます。 多金属物体をリン酸化する必要性と、自動化された操作でライン速度を上げたいという要望により、リン酸化溶液にフッ化物、塩素酸塩、モリブデン酸塩、ニッケル化合物などの促進剤を追加することで、反応時間を短縮することができました。結晶サイズを小さくし、その結果、リン酸亜鉛コーティングの柔軟性を高めるために、第三リン酸亜鉛やリン酸チタンなどの結晶微細化剤が前処理リンスに追加されます。

リン酸化シーケンスには通常、次の手順が含まれます。

  • ホットコースティッククリーニング
  • ブラッシングとすすぎ
  • さらなる高温苛性洗浄
  • コンディショニングウォーターリンス
  • 酸性リン酸塩の高温溶液への噴霧または浸漬
  • 冷水すすぎ
  • 温かいクロム酸リンス
  • 別の冷水リンス
  • 乾燥します。

 

プライミング

有機塗料プライマーは金属表面に塗布され、その後に塗布される塗料の接着を促進し、塗料と金属の界面での腐食を遅らせます。 プライマーは通常、樹脂、顔料、および溶剤を含み、ブラシ、スプレー、浸漬、ローラーコーティング、または電気泳動によって、準備された金属表面に塗布することができます。

溶媒は、脂肪族および芳香族炭化水素、ケトン、エステル、アルコールおよびエーテルの任意の組み合わせであり得る。 最も一般的に使用される樹脂は、ポリビニルブチノール、フェノール樹脂、乾性油アルキド、エポキシ化油、エポキシエステル、エチルシリケート、および塩素化ゴムです。 複雑なプライマーでは、テトラエチレン ペンタミン、ペンタエチレン ヘキサミン、イソシアネート、尿素ホルムアルデヒドなどの架橋剤が使用されます。 プライマー配合に使用される無機顔料には、鉛、バリウム、クロム、亜鉛、およびカルシウム化合物が含まれます。

プラスチックコーティング

プラスチックコーティングは、液体の形で金属に塗布され、その後加熱によって硬化または焼結される粉末として、または接着剤で金属表面にラミネートされる加工されたシートの形で適用されます。 最も一般的に使用されるプラスチックには、ポリエチレン、ポリアミド (ナイロン)、および PVC が含まれます。 後者は、単量体および重合体エステルに基づく可塑剤、ならびに炭酸鉛、バリウムおよびカドミウムの脂肪酸塩、ジブチルスズジラウレート、アルキルスズメルカプチドおよびリン酸亜鉛などの安定剤を含み得る。 一般に毒性が低く刺激性はありませんが、可塑剤の一部は皮膚感作性があります。

危険とその防止

上記のプロセスの複雑さから推測できるように、金属の表面処理に関連するさまざまな安全および健康上の危険があります。 多くは、製造作業で定期的に遭遇します。 他のものは、採用された技術と材料の独自性によって提示されます。 生命を脅かす可能性があるものもあります。 しかし、概して、それらは防止または制御することができます。

職場のデザイン

作業場は、進行中の処理を妨げることなく、原材料と備品の配送と完成品の取り出しを可能にするように設計する必要があります。 化学物質の多くは可燃性であるか、混合すると反応しやすいため、保管中および輸送中に適切に分離することが不可欠です。 金属仕上げ作業の多くは液体を使用し、酸やアルカリの漏れ、こぼれ、飛沫が発生した場合は、速やかに洗い流す必要があります。 したがって、十分に排水され、滑りにくい床を提供する必要があります。 ハウスキーピングは、作業エリアやその他のスペースを清潔に保ち、物が溜まらないように入念に行う必要があります。 固体および液体の廃棄物、炉からの流出物、および排気換気装置の処理システムは、環境への配慮を考慮して設計する必要があります。

ワークステーションと作業割り当ては、人間工学の原則を使用して、緊張、捻挫、過度の疲労、および RSI を最小限に抑える必要があります。 ガードが取り外された場合にマシンの電源が切られるように、マシン ガードには自動ロックアウトが必要です。 スプラッシュガードは必須です。 熱い酸やアルカリの溶液が飛び散る危険があるため、洗眼器や全身シャワーを手の届くところに設置する必要があります。 化学薬品浴や高温面などの危険性について、他の製造および保守担当者に警告する標識を掲示するべきです。

化学的評価

すべての化学物質は、潜在的な毒性と物理的危険性について評価する必要があり、可能な限り危険性の低い物質に置き換える必要があります。 ただし、毒性の低い物質は可燃性が高いため、火災や爆発の危険性も考慮する必要があります。 さらに、材料の化学的適合性を考慮する必要があります。 たとえば、硝酸塩とシアン化物塩を誤って混合すると、硝酸塩の強力な酸化特性により爆発を引き起こす可能性があります。

換気

ほとんどの金属コーティング プロセスでは、蒸気やその他の汚染物質を作業者から遠ざけるために戦略的に配置された LEV が必要です。 一部のシステムは、タンク全体に新鮮な空気を押し込み、空気中の汚染物質をシステムの排気側に「押し込み」ます。 有毒ガスが再循環しないように、新鮮な空気の取り入れ口は排気口から離して配置する必要があります。

個人用保護具

プロセスは、潜在的に有毒な暴露を防ぐように設計する必要がありますが、常に完全に回避できるわけではないため、従業員には適切な PPE を提供する必要があります (たとえば、必要に応じてフェイス シールドの有無にかかわらずゴーグル、手袋、エプロン、カバーオール、および靴)。 露出の多くは高温の腐食性または腐食性溶液を伴うため、保護アイテムは絶縁され、耐薬品性がある必要があります。 電気にさらされる可能性がある場合、PPE は非導電性である必要があります。 PPE は、汚染された湿ったアイテムを再使用する前に洗浄および乾燥できるように、十分な量を用意する必要があります。 溶銑や炉などによる熱傷の危険がある場合は、断熱手袋やその他の保護服を用意する必要があります。

重要な付属物は、労働者の衣服が汚染されていない状態を保ち、労働者が有毒物質を家に持ち帰らないように、洗浄設備と清潔なロッカーと更衣室を利用できることです。

従業員のトレーニングと監督

従業員の教育とトレーニングは、仕事に就いたばかりの場合でも、設備やプロセスに変更があった場合でも不可欠です。 MSDS は、化学的および物理的危険性を説明する化学製品ごとに、労働者が確実に理解できる言語と教育レベルで提供する必要があります。 能力テストと定期的な再訓練により、労働者が必要な情報を保持していることを確認できます。 適切な手順が守られていることを確認するために、綿密な監督が推奨されます。

選択された危険

特定の危険性は金属塗装業界に特有のものであり、特別な考慮が必要です。

アルカリおよび酸性溶液

金属の洗浄および処理に使用される加熱されたアルカリ性および酸性溶液は、特に腐食性および苛性です。 皮膚や粘膜を刺激し、目に入ると特に危険です。 洗眼器と緊急用シャワーは不可欠です。 適切な防護服とゴーグルは、避けられない水しぶきを防ぎます。 飛沫が皮膚に達した場合は、その部分を直ちに冷たくきれいな水で少なくとも 15 分間十分に洗い流してください。 特に目が関与している場合は、医師の診察が必要な場合があります。

ホスゲンは、塩素化炭化水素、酸、および金属の反応から生じる可能性があるため、塩素化炭化水素を利用する場合は注意が必要です。 硝酸とフッ化水素酸は、肺への影響が明らかになるまでに 4 時間以上かかることがあるため、それらのガスを吸入すると特に危険です。 気管支炎、肺臓炎、さらには死に至る可能性のある肺水腫が、曝露による初期の影響がないように見える労働者に遅れて現れることがあります。 暴露された労働者には、迅速な予防的治療と、多くの場合、入院が推奨されます。 フッ化水素酸が皮膚に接触すると、数時間痛みを伴わない重度のやけどを引き起こす可能性があります。 迅速な医療処置が不可欠です。

ほこり

金属粉塵および酸化粉塵は、研削および研磨作業で特に問題となるものであり、発生時に LEV によって最も効果的に除去されます。 配管は滑らかになるように設計し、風速は微粒子が気流から沈降しないように十分に保つ必要があります。 アルミニウムとマグネシウムの粉塵は爆発する可能性があるため、ウェット トラップで収集する必要があります。 陶磁器や磁器の釉薬での鉛の使用が減少したことで、鉛の問題は少なくなりましたが、鉛は依然としてどこにでもある職業上の危険であり、常に警戒する必要があります。 ベリリウムとその化合物は、発がん性と慢性ベリリウム疾患の可能性があるため、最近関心を集めています。

特定の操作は、珪肺症および塵肺症のリスクをもたらします。 これらの物質を乾燥状態でふるい分け、混合し、計量する。 そして、そのような材料を炉に装入する。 また、ウェットプロセスで使用され、作業場や作業員の衣服に飛散すると、乾燥すると再び粉塵になる危険性があります。 LEV と徹底した清潔さと個人の衛生状態は、重要な予防手段です。

有機溶剤

脱脂や特定のプロセスで使用される溶剤やその他の有機化学物質は、吸入すると危険です。 急性期には、麻酔作用により呼吸麻痺や死に至る可能性があります。 慢性暴露では、中枢神経系の毒性と肝臓および腎臓の損傷が最も頻繁に起こります。 保護は、LEV によって提供され、発生源と作業者の呼吸エリアの間に少なくとも 80 ~ 100 cm の安全ゾーンがあります。 完成したワークピースから残留蒸気を除去するために、ベンチ換気も設置する必要があります。 有機溶剤による皮膚の脱脂は、皮膚炎の前兆となる可能性があります。 多くの溶剤も可燃性です。

シアン化物

シアン化物を含む浴は、電解脱脂、電気メッキ、およびシアン化に頻繁に使用されます。 酸と反応すると、揮発性で致命的な可能性のあるシアン化水素 (青酸) が生成されます。 空気中の致死濃度は 300 ~ 500 ppm です。 致命的な曝露は、シアン化物の皮膚吸収または摂取によっても生じる可能性があります。 最適な清浄度は、シアン化物を使用する作業員にとって不可欠です。 食べ物は洗う前に食べてはならず、決して作業場に置いてはいけません。 潜在的なシアン化物にさらされた後は、手と衣服を注意深く洗浄する必要があります。

シアン化物中毒の応急処置には、戸外への移動、汚染された衣類の除去、露出した部分の大量の水による洗浄、酸素療法、および亜硝酸アミルの吸入が含まれます。 LEV と皮膚の保護は不可欠です。

クロムとニッケル

電気めっきのガルバニック浴で使用されるクロムおよびニッケル化合物は危険な場合があります。 クロム化合物は、皮膚や粘膜の火傷、潰瘍、湿疹、および鼻中隔の特徴的な穿孔を引き起こす可能性があります。 気管支喘息が発生することがあります。 ニッケル塩は、頑固なアレルギー性または毒性刺激性の皮膚損傷を引き起こす可能性があります。 クロムとニッケルの両方の化合物が発がん性があるという証拠があります。 LEV と皮膚の保護は不可欠です。

炉とオーブン

炉を使用する場合は、特別な注意が必要です。たとえば、部品が高温で取り扱われる金属の熱処理では、プロセスで使用される材料が有毒または爆発性、あるいはその両方である可能性があります。 炉内の気体媒体 (雰囲気) は、金属装入物 (酸化または還元雰囲気) と反応するか、または中性で保護的である可能性があります。 後者のほとんどは、最大 50% の水素と 20% の一酸化炭素を含み、可燃性であることに加えて、高温で空気と爆発性の高い混合物を形成します。 発火温度は 450 ~ 750 °C ですが、低温でも局部火花により発火することがあります。 爆発の危険性は、炉の起動時または停止時に大きくなります。 冷却炉は空気を吸い込む傾向があるため (燃料や電力供給が中断された場合は特に危険です)、炉がシャットダウンされたときにパージするために、不活性ガス (窒素や二酸化炭素など) の供給が利用可能である必要があります。保護雰囲気が熱い炉に導入されたとき。

一酸化炭素は、おそらく炉やオーブンからの最大の危険です。 無色無臭であるため、作業者が気が付かないうちに中毒レベルに達することがよくあります。 頭痛は毒性の初期症状の XNUMX つであるため、作業中に頭痛が発生した労働者は、直ちに新鮮な空気の場所に移動する必要があります。 危険ゾーンには、一酸化炭素が集まる可能性のあるくぼんだポケットが含まれます。 レンガ造りは多孔質であり、通常のパージ中にガスを保持し、パージが完了するとガスを放出する可能性があることに注意してください。

鉛は 870°C を超える温度で非常に急速に気化する傾向があるため、鉛炉は危険な場合があります。 したがって、効果的なヒューム抽出システムが必要です。 ポットの破損や故障も危険です。 これが発生した場合、溶融金属を捕捉するために十分な大きさのウェルまたはピットを用意する必要があります。

火と爆発

金属コーティングに使用される化合物の多くは可燃性であり、特定の状況下では爆発します。 ほとんどの場合、炉と乾燥炉はガス燃焼式であり、バーナーの火炎破壊装置、供給ラインの低圧遮断弁、ストーブの構造の爆発軽減パネルなどの特別な予防措置を取り付ける必要があります。 . 電解操作では、プロセスで生成された水素が浴の表面に集まり、排出されない場合、爆発的な濃度に達する可能性があります。 炉は適切に換気され、バーナーは滴り落ちる材料で詰まるのを防ぐ必要があります。

油焼入れは、特に金属チャージが完全に浸っていない場合、火災の危険もあります。 焼入れ油は引火点が高く、温度が 27°C を超えてはなりません。

メタライジングに使用される圧縮酸素および燃料ガス ボンベは、適切に保管および操作しないと、火災や爆発の危険があります。 詳細な注意事項については、この章の記事「溶接と熱切断」を参照してください。

地域の条例で義務付けられているように、警報器を含む消防設備が提供され、正常に機能するように維持され、労働者はそれを適切に使用するよう訓練されている必要があります。

ヒート

炉、裸火、オーブン、加熱された溶液、および溶融金属の使用は、必然的に過度の熱暴露のリスクをもたらします。これは、高温多湿の気候で、特に密閉性のある保護服やギアによって悪化します。 プラントの完全な空調は経済的に実現可能ではないかもしれませんが、局所換気システムで冷やされた空気を供給することは役に立ちます。 涼しい環境での休憩と適切な水分摂取 (ワークステーションで摂取する水分には有毒な汚染物質が含まれていてはなりません) は、熱毒性を回避するのに役立ちます。 労働者と監督者は、熱ストレス症状の認識について訓練を受ける必要があります。

まとめ

金属の表面処理には、幅広い潜在的な毒性暴露を伴う多数のプロセスが含まれますが、そのほとんどは、よく知られている予防手段を入念に適用することで防止または制御できます。

 

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読む 29810 <font style="vertical-align: inherit;">回数</font> 最終更新日: 05 年 2011 月 01 日月曜日 54:XNUMX

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