Среда, Март 16 2011 22: 23

Поверхностная обработка металлов

Оценить этот пункт
(5 голосов)

Адаптировано из 3-го издания, Энциклопедия охраны труда и техники безопасности.

Существует большое разнообразие приемов отделки поверхностей металлических изделий, чтобы они противостояли коррозии, лучше прилегали и лучше выглядели (см. табл. 1). Некоторые продукты обрабатываются последовательно несколькими из этих методов. В этой статье будут кратко описаны некоторые из наиболее часто используемых.

Таблица 1. Сводка опасностей, связанных с различными методами обработки металлов

Метод обработки металла

опасности

Меры предосторожности

Электролитическая полировка

Ожоги и раздражение от едких и агрессивных химикатов

Используйте соответствующие средства индивидуальной защиты. Установить эффективную вытяжную вентиляцию.

гальванопокрытие

Воздействие хрома и никеля, потенциально вызывающих рак; воздействие цианидов; ожоги и раздражение от едких и агрессивных химикатов; поражение электрическим током; процесс может быть влажным, вызывая опасность поскользнуться и упасть; возможное образование взрывоопасной пыли; эргономические опасности

Используйте соответствующие средства индивидуальной защиты. Установить эффективную вытяжную вентиляцию, часто щелевую, двухтактную систему. Немедленно убирайте разливы. Установите нескользящее напольное покрытие. Используйте эффективный дизайн рабочих процедур и рабочих мест, чтобы избежать эргономического стресса.

Эмали и глазурь

Физические опасности от мельниц, конвейеров, мельниц; опасность ожога от высокотемпературных жидкостей и оборудования; воздействие пыли, которая может вызвать заболевание легких

Установите надлежащие ограждения машины, включая блокировки. Используйте соответствующие средства индивидуальной защиты. Установите эффективную вытяжную вентиляцию, чтобы избежать воздействия пыли. Может потребоваться оборудование с НЕРА-фильтром.

Этчинг

Воздействие плавиковой кислоты; ожоги и раздражение от едких и агрессивных химикатов; опасность ожога от высокотемпературных жидкостей и оборудования

Внедрите программу, чтобы избежать воздействия плавиковой кислоты. Используйте соответствующие средства индивидуальной защиты. Установить эффективную вытяжную вентиляцию.

цинкование

Опасность ожога от высокотемпературных жидкостей, металлов и оборудования; ожоги и раздражение от едких и агрессивных химикатов; лихорадка металлического дыма; потенциальное воздействие свинца

Используйте соответствующие средства индивидуальной защиты. Установить эффективную вытяжную вентиляцию. Внедрить программу мониторинга/снижения воздействия свинца.

Термическая обработка

Опасность ожога от высокотемпературных жидкостей, металлов и оборудования; ожоги и раздражение от едких и агрессивных химикатов; возможные взрывоопасные атмосферы водорода; потенциальное воздействие угарного газа; потенциальное воздействие цианидов; пожароопасность при закалке маслом

Используйте соответствующие средства индивидуальной защиты. Установить эффективную вытяжную вентиляцию. Отображение знаков, предупреждающих о высокой температуре оборудования и поверхностей. Установите системы контроля концентрации угарного газа. Установите адекватные системы пожаротушения.

Металлизация

Опасность ожога от высокотемпературных металлов и оборудования; возможные взрывоопасные среды пыли, ацетилена; цинковая лихорадка

Установите адекватные системы пожаротушения. Правильно разделяйте химические вещества и газы. Используйте соответствующие средства индивидуальной защиты. Установить эффективную вытяжную вентиляцию.

фосфатирование

Ожоги и раздражение от едких и агрессивных химикатов

Используйте соответствующие средства индивидуальной защиты. Установить эффективную вытяжную вентиляцию.

Пластиковое покрытие

Воздействие химических сенсибилизаторов

Ищите альтернативы сенсибилизаторам. Используйте соответствующие средства индивидуальной защиты. Установить эффективную вытяжную вентиляцию.

заливка

Воздействие различных потенциально токсичных и легковоспламеняющихся растворителей, воздействие химических сенсибилизаторов, воздействие потенциально канцерогенного хрома

Ищите альтернативы сенсибилизаторам. Используйте соответствующие средства индивидуальной защиты. Установить эффективную вытяжную вентиляцию. Надлежащим образом разделяйте химические вещества/газы.

 

Прежде чем применять любой из этих методов, продукты должны быть тщательно очищены. Применяется ряд методов очистки, индивидуально или последовательно. Они включают в себя механическую шлифовку, чистку щеткой и полировку (с образованием металлической или оксидной пыли — алюминиевая пыль может быть взрывоопасной), обезжиривание паром, промывку органическими жирорастворителями, «протравку» в концентрированных растворах кислот или щелочей и электролитическое обезжиривание. Последний включает погружение в ванны, содержащие цианид и концентрированную щелочь, в которых электролитически образующийся водород или кислород удаляют жир, в результате чего получаются «чистые» металлические поверхности, свободные от оксидов и жира. За очисткой следует соответствующее ополаскивание и сушка изделия.

Надлежащая конструкция оборудования и эффективная LEV частично снизят риск. Рабочие, подвергающиеся опасности брызг, должны быть обеспечены защитными очками или щитками для глаз и защитными перчатками, фартуками и одеждой. Душевые и фонтанчики для промывания глаз должны находиться поблизости и находиться в исправном состоянии, а брызги и разливы следует смывать незамедлительно. При работе с электролитическим оборудованием перчатки и обувь должны быть непроводящими, а также должны соблюдаться другие стандартные меры предосторожности при работе с электричеством, такие как установка прерывателей цепи замыкания на землю и процедуры блокировки/маркировки.

Процессы лечения

Электролитическая полировка

Электролитическая полировка используется для получения поверхности с улучшенным внешним видом и отражательной способностью, для удаления лишнего металла для точного соответствия требуемым размерам и для подготовки поверхности к осмотру на наличие дефектов. Процесс включает преимущественное анодное растворение выпуклостей на поверхности после парового обезжиривания и горячей щелочной очистки. В качестве растворов электролитов часто используют кислоты; соответственно, после этого требуется адекватное полоскание.

гальванопокрытие

Гальванопокрытие — это химический или электрохимический процесс нанесения на изделие металлического слоя, например, никеля для защиты от коррозии, твердого хрома для улучшения свойств поверхности или серебра и золота для украшения. Иногда используются неметаллические материалы. Изделие, соединенное в качестве катода, и анода из осаждаемого металла погружают в раствор электролита (который может быть кислым, щелочным или щелочным с цианидными солями и комплексами) и подключают снаружи к источнику постоянного тока. Положительно заряженные катионы металлического анода мигрируют к катоду, где они восстанавливаются до металла и осаждаются в виде тонкого слоя (см. рис. 1). Процесс продолжается до тех пор, пока новое покрытие не достигнет желаемой толщины, после чего изделие промывают, сушат и полируют.

Рисунок 1. Гальваника: схематическое изображение

МЕТ070Ф1

 

Анод: Cu → Cu+2 + 2e- ; Катод: медь+2 + 2е- → медь

In гальванопластика, процесс, тесно связанный с гальванопокрытием; изделия, отлитые, например, из гипса или пластмассы, делают проводящими путем нанесения графита, а затем соединяют в качестве катода, так что на них осаждается металл.

In анодирование, в процессе, который приобретает все большее значение в последние годы, изделия из алюминия (также используются титан и другие металлы) соединяют в качестве анода и погружают в разбавленную серную кислоту. Однако вместо образования положительных ионов алюминия, мигрирующих для осаждения на катоде, они окисляются возникающими на аноде атомами кислорода и связываются с ним в виде оксидного слоя. Этот оксидный слой частично растворяется раствором серной кислоты, делая поверхностный слой пористым. Впоследствии в эти поры могут быть нанесены окрашенные или светочувствительные материалы, например, при изготовлении именных табличек.

Эмали и глазури

Стекловидная эмаль или фарфоровая эмаль используются для создания высокотемпературного, грязе- и коррозионностойкого покрытия на металлах, обычно железе или стали, в широком спектре готовых изделий, включая ванны, газовые и электрические плиты, кухонную утварь, резервуары для хранения. контейнеры и электрооборудование. Кроме того, эмали используются в отделке керамики, стекла, ювелирных изделий и декоративных украшений. Специальное использование эмалевых порошков в производстве таких декоративных изделий, как Cloisonné и Limoges, известно на протяжении веков. Глазури наносятся на гончарные изделия всех видов.

Материалы, используемые в производстве стекловидных эмалей и глазурей, включают:

  • огнеупоры, такие как кварц, полевой шпат и глина
  • флюсы, такие как бура (декагидрат бората натрия), кальцинированная сода (безводный карбонат натрия), нитрат натрия, плавиковый шпат, криолит, карбонат бария, карбонат магния, монооксид свинца, тетраоксид свинца и оксид цинка.
  • красители, такие как оксиды сурьмы, кадмия, кобальта, железа, никеля, марганца, селена, ванадия, урана и титана
  • замутнители, такие как оксиды сурьмы, титана, олова и циркония, а также антимонинат натрия
  • электролиты, такие как бура, кальцинированная сода, карбонат и сульфат магния, нитрит натрия и алюминат натрия
  • флокулянты, такие как глина, камедь, альгинат аммония, бентонит и коллоидный кремнезем.

 

Первым шагом во всех видах эмалирования или глазурования стекловидного тела является изготовление фритты, эмалевого порошка. Это включает в себя подготовку сырья, плавку и транспортировку фритты.

После тщательной очистки металлических изделий (например, дробеструйной обработки, травления, обезжиривания) эмаль может быть нанесена рядом процедур:

  • При мокром способе объект погружают в водную эмаль, извлекают и дают ей стечь, или, в случае «смачивания», эмаль становится толще и ее необходимо стряхивать с объекта.
  • При сухом способе грунтованное изделие нагревают до температуры эмали, а затем на него через сита насыпают порошок сухой эмали. Эмаль спекается и, когда объект возвращается в печь, плавится до гладкой поверхности.
  • Нанесение распылением все чаще используется, как правило, при механизированных операциях. Требуется шкаф под вытяжную вентиляцию.
  • Декоративные эмали обычно наносятся вручную с помощью кистей или подобных инструментов.
  • Глазури для фарфоровых и гончарных изделий обычно наносят окунанием или распылением. Хотя некоторые операции окунания механизированы, в отечественной фарфоровой промышленности изделия обычно окунают вручную. Предмет держат в руке, опускают в большую ванну с глазурью, легким движением руки глазурь удаляют, а предмет помещают в сушилку. При распылении глазури необходимо предусмотреть закрытый колпак или шкаф с эффективной вытяжной вентиляцией.

 

Подготовленные объекты затем «обжигают» в печи или печи для обжига, которые обычно работают на газе.

Этчинг

Химическое травление дает атласную или матовую поверхность. Чаще всего он используется в качестве предварительной обработки перед анодированием, лакировкой, конверсионным покрытием, полировкой или химическим отбеливанием. Чаще всего применяется для алюминия и нержавеющей стали, но также используется для многих других металлов.

Алюминий обычно травят в щелочных растворах, содержащих различные смеси гидроксида натрия, гидроксида калия, тринатрийфосфата и карбоната натрия вместе с другими ингредиентами для предотвращения образования шлама. В одном из наиболее распространенных процессов используется гидроксид натрия в концентрации от 10 до 40 г/л при температуре от 50 до 85°C и времени погружения до 10 минут.

Обычно перед щелочным травлением и после него проводят обработку в различных смесях соляной, плавиковой, азотной, фосфорной, хромовой или серной кислоты. Типичная обработка кислотой включает погружение на 15-60 секунд в смесь из 3 объемных частей азотной кислоты и 1 объемной части плавиковой кислоты, температура которой поддерживается на уровне 20°C.

цинкование

При цинковании на различные стальные изделия наносится цинковое покрытие для защиты от коррозии. Продукт должен быть чистым и не содержать оксидов, чтобы покрытие приклеилось должным образом. Обычно это включает в себя ряд процессов очистки, промывки, сушки или отжига перед тем, как продукт попадет в ванну цинкования. При «горячем» цинковании изделие проходит через ванну с расплавленным цинком; «Холодное» цинкование по сути является гальванопокрытием, как описано выше.

Производимые изделия обычно гальванизируют в периодическом процессе, в то время как метод непрерывной полосы используется для стальной полосы, листа или проволоки. Флюс можно использовать для обеспечения удовлетворительной очистки как продукта, так и цинковой ванны, а также для облегчения сушки. За стадией предварительного флюсования может следовать покрытие флюсом из хлорида аммония на поверхности цинковой ванны, или последний может использоваться отдельно. При цинковании трубы трубу погружают в горячий раствор хлорида цинка-аммония после очистки и до того, как труба попадет в ванну с расплавленным цинком. Потоки разлагаются с образованием раздражающего хлористого водорода и газообразного аммиака, что требует LEV.

Различные виды непрерывного горячего цинкования существенно различаются тем, как очищается изделие и выполняется ли очистка в режиме реального времени:

  • очистка пламенным оксидированием поверхностных масел с последующим восстановлением в печи и поточным отжигом
  • электролитическая очистка перед поточным отжигом
  • очистка кислотным травлением и щелочная очистка, использование флюса перед прогревом в печи и отжиг в печи перед цинкованием
  • очистка травлением кислотой и очистка щелочью, удаление флюса и предварительный нагрев в восстановительном газе (например, водороде) перед цинкованием.

 

Линия непрерывного цинкования тонколистовой стали исключает травление и использование флюса; он использует щелочную очистку и поддерживает чистоту поверхности полосы, нагревая ее в камере или печи с восстановительной атмосферой водорода, пока она не пройдет ниже поверхности ванны с расплавленным цинком.

Непрерывное цинкование проволоки требует стадий отжига, обычно в ванне с расплавленным свинцом перед емкостями для очистки и цинкования; воздушное или водяное охлаждение; травление в горячей разбавленной соляной кислоте; полоскание; применение флюса; сушка; а затем цинкование в ванне с расплавленным цинком.

Окалина, сплав железа и цинка, оседает на дно ванны с расплавленным цинком и должна периодически удаляться. Различные типы материалов плавают на поверхности цинковой ванны, чтобы предотвратить окисление расплавленного цинка. В местах входа и выхода оцинковываемой проволоки или полосы требуется частая шлифовка.

Термическая обработка

Термическая обработка, нагрев и охлаждение металла, остающегося в твердом состоянии, обычно является неотъемлемой частью обработки металлических изделий. Он почти всегда связан с изменением кристаллической структуры металла, что приводит к модификации его свойств (например, отжиг для придания металлу большей пластичности, нагрев и медленное охлаждение для снижения твердости, нагрев и закалка для повышения твердости, низкотемпературная обработка). подогрев для минимизации внутренних напряжений).

отжиг

Отжиг — это «размягчающая» термическая обработка, широко используемая для дальнейшей холодной обработки металла, улучшения обрабатываемости, снятия напряжений с изделия перед его использованием и т. д. Он включает в себя нагрев металла до определенной температуры, выдерживание его при этой температуре в течение определенного периода времени и охлаждение с определенной скоростью. Применяется несколько методов отжига:

  • Синий отжиг, при котором на поверхности сплавов на основе железа образуется слой синего оксида
  • Яркий отжиг, которая проводится в контролируемой атмосфере, чтобы свести к минимуму поверхностное окисление
  • Закрытый отжиг or отжиг коробки, метод, при котором как черные, так и цветные металлы нагреваются в герметичном металлическом контейнере с упаковочным материалом или без него, а затем медленно охлаждаются.
  • Полный отжиг, обычно проводится в защитной атмосфере, направленной на получение максимальной мягкости, экономически целесообразной
  • пластичность, особый вид отжига, применяемый к чугунным отливкам, чтобы сделать их ковкими путем преобразования связанного углерода в железе в мелкий углерод (например, графит)
  • Частичный отжиг, низкотемпературный процесс снятия внутренних напряжений, возникающих в металле при холодной обработке давлением
  • Подкритический or сфероидизирующий отжиг, который обеспечивает улучшенную обрабатываемость, позволяя карбиду железа в кристаллической структуре приобретать сфероидальную форму.

 

старение

Старение — это термообработка, часто используемая для алюминиево-медных сплавов, при которой естественное упрочнение сплава ускоряется путем нагрева до температуры около 180°C в течение примерно 1 часа.

Гомогенизация

Гомогенизация, обычно применяемая к слиткам или металлическим порошкам, предназначена для устранения или значительного уменьшения расслоения. Это достигается путем нагревания до температуры примерно на 20°C ниже точки плавления металла в течение примерно 2 часов или более с последующей закалкой.

Нормализация

Процесс, аналогичный полному отжигу, обеспечивает однородность получаемых механических свойств, а также обеспечивает большую прочность и устойчивость к механическим нагрузкам.

патентование

Патентование представляет собой особый тип процесса отжига, который обычно применяется к материалам малого поперечного сечения, предназначенным для волочения (например, проволока из 0.6% углеродистой стали). Металл нагревается в обычной печи выше предела превращения, а затем поступает из печи непосредственно, например, в свинцовую ванну, поддерживаемую при температуре около 170°С.

Закалка и отпуск

Увеличение твердости может быть достигнуто в сплаве на основе железа путем нагрева выше диапазона превращения и быстрого охлаждения до комнатной температуры путем закалки в масле, воде или воздухе. Изделие часто подвергается слишком высоким нагрузкам, чтобы его можно было пустить в эксплуатацию, и для повышения его ударной вязкости его подвергают отпуску путем повторного нагревания до температуры ниже диапазона превращения и охлаждения с желаемой скоростью.

Процессы мартенситной и аустемперации аналогичны, за исключением того, что изделие закаливают, например, в соляной или свинцовой ванне при температуре 400°С.

Поверхностное и поверхностное упрочнение

Это еще один процесс термообработки, наиболее часто применяемый к сплавам на основе железа, который позволяет поверхности объекта оставаться твердой, а его сердцевина остается относительно пластичной. Он имеет ряд вариаций:

  • Закалка пламенем включает закалку поверхностей объекта (например, зубьев шестерен, подшипников, направляющих скольжения) путем нагревания высокотемпературной газовой горелкой с последующей закалкой в ​​масле, воде или другой подходящей среде.
  • Электрическая индукционная закалка аналогична закалке пламенем, за исключением того, что нагрев производится вихревыми токами, индуцируемыми в поверхностных слоях.
  • карбюризация увеличивает углеродистость поверхности сплава на основе железа путем нагревания объекта в твердой, жидкой или газообразной углеродсодержащей среде (например, твердый уголь и карбонат бария, жидкие цианид натрия и карбонат натрия, газообразный оксид углерода, метан и т. д.) ) при температуре около 900°С.
  • Азотирование увеличивает содержание азота на поверхности специального изделия из низколегированного чугуна или стали путем нагревания его в азотсодержащей среде, обычно газообразном аммиаке, примерно до 500—600°С.
  • Цианирование метод цементации, при котором поверхность изделия из низкоуглеродистой стали одновременно обогащается углеродом и азотом. Обычно он включает нагрев объекта в течение 1 часа в ванне с расплавленным 30%-ным цианистым натрием при 870°C, а затем закалку в масле или воде.
  • Углеродное азотирование представляет собой газовый процесс одновременной абсорбции углерода и азота в поверхностный слой стали путем нагревания его до 800-875°С в атмосфере науглероживающего газа (см. выше) и азотирующего газа (например, 2-5% безводного газа). аммиак).

 

Металлизация

Металлизация, или напыление металла, представляет собой метод нанесения защитного металлического покрытия на механически приданную шероховатость поверхности путем распыления на нее капель расплавленного металла. Он также используется для восстановления изношенных или корродированных поверхностей и для восстановления плохо обработанных деталей. Этот процесс широко известен как Шупинг в честь изобретателя доктора Шупа.

В нем используется пистолет Шупинга, ручной пистолет-распылитель, через который металл в форме проволоки подается в пламя горелки с топливным газом / кислородом, которое плавит его и с помощью сжатого воздуха распыляет на объект. Источником тепла является смесь кислорода и ацетилена, пропана или сжатого природного газа. Свернутая проволока обычно выпрямляется перед подачей в пистолет. Можно использовать любой металл, из которого можно сделать проволоку; Пистолет также может принимать металл в виде порошка.

Вакуумная металлизация — это процесс, при котором объект помещается в вакуумную банку, в которую напыляется металл покрытия.

фосфатирование

Фосфатирование используется в основном на мягкой и оцинкованной стали и алюминии для повышения адгезии и коррозионной стойкости лакокрасочных, восковых и масляных покрытий. Он также используется для формирования слоя, который действует как разделительная пленка при глубокой вытяжке листового металла и повышает его износостойкость. По сути, он состоит в том, чтобы позволить металлической поверхности реагировать с раствором одного или нескольких фосфатов железа, цинка, марганца, натрия или аммония. Растворы фосфатов натрия и аммония применяют для комбинированной очистки и фосфатирования. Необходимость фосфатировать изделия из нескольких металлов и желание увеличить скорость линии в автоматизированных операциях привели к сокращению времени реакции за счет добавления в растворы для фосфатирования ускорителей, таких как фториды, хлораты, молибдаты и соединения никеля. Чтобы уменьшить размер кристаллов и, следовательно, для повышения гибкости покрытий из фосфата цинка в промывку перед предварительной обработкой добавляют реагенты для очистки кристаллов, такие как третичный фосфат цинка или фосфат титана.

Последовательность фосфатирования обычно включает следующие этапы:

  • горячая каустическая очистка
  • расчесывание и полоскание
  • дальнейшая очистка горячим каустиком
  • полоскание кондиционирующей водой
  • распыление или погружение в горячие растворы кислых фосфатов
  • ополаскивание холодной водой
  • полоскание теплой хромовой кислотой
  • еще одно полоскание холодной водой
  • сушка.

 

заливка

Органические грунтовки для краски наносятся на металлические поверхности, чтобы улучшить адгезию впоследствии нанесенных красок и замедлить коррозию на границе раздела краска-металл. Грунтовки обычно содержат смолы, пигменты и растворители и могут наноситься на подготовленные металлические поверхности кистью, распылением, погружением, валиком или электрофорезом.

Растворителями могут быть любые комбинации алифатических и ароматических углеводородов, кетонов, сложных эфиров, спиртов и простых эфиров. Наиболее часто используемые смолы представляют собой поливинилбутинолы, фенольные смолы, алкидные олифы, эпоксидированные масла, эпоксиэфиры, этилсиликаты и хлорированные каучуки. В комплексных грунтовках используются сшивающие агенты, такие как тетраэтиленпентамин, пентаэтиленгексамин, изоцианаты и карбамидоформальдегид. Неорганические пигменты, используемые в составе грунтовок, включают соединения свинца, бария, хрома, цинка и кальция.

Пластиковое покрытие

Пластмассовые покрытия наносят на металлы в жидком виде, в виде порошков, которые впоследствии отверждаются или спекаются при нагревании, или в виде готовых листов, которые приклеиваются к металлической поверхности с помощью клея. Наиболее часто используемые пластмассы включают полиэтилен, полиамиды (нейлоны) и ПВХ. Последние могут включать пластификаторы на основе мономерных и полимерных сложных эфиров и стабилизаторы, такие как карбонат свинца, соли жирных кислот бария и кадмия, дилаурат дибутилолова, меркаптиды алкилолова и фосфат цинка. Хотя в целом они малотоксичны и не вызывают раздражения, некоторые из пластификаторов являются сенсибилизаторами кожи.

Опасности и их предотвращение

Как можно сделать вывод из сложности описанных выше процессов, существует большое разнообразие опасностей для безопасности и здоровья, связанных с обработкой поверхности металлов. Многие из них регулярно встречаются в производственных операциях; другие представлены уникальностью используемых методов и материалов. Некоторые из них потенциально опасны для жизни. Однако в целом их можно предотвратить или контролировать.

Дизайн рабочего места

Рабочее место должно быть спроектировано таким образом, чтобы обеспечить доставку сырья и материалов и вывоз готовой продукции, не мешая текущей обработке. Поскольку многие химические вещества легко воспламеняются или склонны вступать в реакцию при смешивании, важно обеспечить надлежащее разделение при хранении и транспортировке. Во многих операциях по отделке металлов используются жидкости, и при утечке, разливе или разбрызгивании кислот или щелочей их необходимо немедленно смыть. Соответственно, должны быть предусмотрены адекватно дренированные, противоскользящие полы. Уборка должна быть тщательной, чтобы рабочие зоны и другие помещения были чистыми и свободными от скоплений материалов. Системы удаления твердых и жидких отходов и стоков из печей и вытяжной вентиляции должны проектироваться с учетом экологических соображений.

Рабочие места и рабочие задания должны основываться на принципах эргономики, чтобы свести к минимуму деформации, вывихи, чрезмерную усталость и RSI. Ограждения машины должны иметь автоматическую блокировку, чтобы машина обесточивалась при снятии ограждения. Брызговики необходимы. Из-за опасности разбрызгивания горячих растворов кислот и щелочей фонтанчики для промывки глаз и души для всего тела должны быть установлены в пределах легкой досягаемости. Должны быть вывешены знаки, предупреждающие другой производственный и обслуживающий персонал о таких опасностях, как химические ванны и горячие поверхности.

Химическая оценка

Все химические вещества следует оценивать на предмет потенциальной токсичности и физической опасности, и по возможности следует заменять их менее опасными материалами. Однако, поскольку менее токсичный материал может быть более легковоспламеняющимся, необходимо также учитывать опасность возгорания и взрыва. Кроме того, необходимо учитывать химическую совместимость материалов. Например, случайное смешивание солей нитратов и цианидов может привести к взрыву из-за сильных окислительных свойств нитратов.

Вентиляция

Для большинства процессов нанесения металлических покрытий требуется LEV, который стратегически расположен для отвода паров или других загрязняющих веществ от рабочего. Некоторые системы пропускают свежий воздух через бак, чтобы «вытолкнуть» переносимые по воздуху загрязняющие вещества к выпускной стороне системы. Заборы свежего воздуха должны быть расположены вдали от вытяжных вентиляционных отверстий, чтобы потенциально токсичные газы не рециркулировали.

Средства индивидуальной защиты

Процессы должны быть разработаны таким образом, чтобы предотвратить потенциально токсичные воздействия, но, поскольку их не всегда можно полностью избежать, сотрудники должны быть обеспечены соответствующими СИЗ (например, очками с лицевыми щитками или без них, перчатками, фартуками или комбинезонами и обувью). Поскольку многие воздействия связаны с горячими коррозионными или едкими растворами, защитные элементы должны быть изолированными и химически стойкими. Если возможно воздействие электричества, СИЗ должны быть непроводящими. СИЗ должны быть доступны в достаточном количестве, чтобы можно было очистить и высушить загрязненные, влажные предметы перед их повторным использованием. Утепленные перчатки и другая защитная одежда должны быть доступны там, где существует риск термических ожогов от горячего металла, печей и т.д.

Важным дополнением является наличие умывальников, чистых шкафчиков и раздевалок, чтобы одежда рабочих оставалась незагрязненной, а рабочие не несли домой токсичные материалы.

Обучение сотрудников и контроль

Обучение и подготовка сотрудников необходимы как для новых сотрудников, так и для тех, кто изменил оборудование или технологический процесс. Для каждого химического продукта должны быть предоставлены паспорта безопасности, объясняющие химическую и физическую опасность, на языках и на уровне образования, обеспечивающем их понимание работниками. Проверка компетентности и периодическая переподготовка гарантируют, что работники сохранят необходимую информацию. Рекомендуется пристальный надзор, чтобы убедиться, что соблюдаются надлежащие процедуры.

Выбранные опасности

Некоторые опасности характерны только для индустрии покрытий металлов и заслуживают особого внимания.

Щелочные и кислотные растворы

Нагретые щелочные и кислотные растворы, используемые при очистке и обработке металлов, обладают особенно коррозионными и едкими свойствами. Они раздражают кожу и слизистые оболочки и особенно опасны при попадании брызг в глаза. Необходимы фонтанчики для промывки глаз и аварийные души. Надлежащая защитная одежда и очки защитят от неизбежных брызг; при попадании брызг на кожу следует немедленно и обильно промыть пораженный участок прохладной чистой водой в течение не менее 15 минут; может потребоваться медицинская помощь, особенно при поражении глаз.

Следует соблюдать осторожность при использовании хлорированных углеводородов, так как фосген может образоваться в результате реакции хлорированных углеводородов, кислот и металлов. Азотная и фтористоводородная кислоты особенно опасны при вдыхании их газов, поскольку может пройти 4 часа и более, прежде чем станет очевидным воздействие на легкие. Бронхит, пневмонит и даже потенциально смертельный отек легких могут проявиться с опозданием у рабочего, у которого, по-видимому, не было первоначального эффекта от воздействия. Рабочим, подвергшимся облучению, рекомендуется незамедлительное профилактическое лечение и, часто, госпитализация. Контакт кожи с плавиковой кислотой может вызвать сильные ожоги без боли в течение нескольких часов. Немедленная медицинская помощь имеет важное значение.

Пыли

Металлическая и оксидная пыль представляют собой особую проблему при шлифовании и полировании и наиболее эффективно удаляются LEV по мере их образования. Воздуховоды должны быть спроектированы так, чтобы они были гладкими, а скорость воздуха должна быть достаточной, чтобы частицы не оседали в воздушном потоке. Алюминиевая и магниевая пыль может быть взрывоопасной и должна собираться во влажную ловушку. Свинец стал менее серьезной проблемой с уменьшением его использования в керамике и глазури для фарфора, но он остается повсеместным профессиональным вредным фактором, и от него следует всегда защищаться. В последнее время бериллий и его соединения вызывают интерес из-за возможности канцерогенности и хронического бериллиевого заболевания.

Некоторые операции представляют риск силикоза и пневмокониоза: прокаливание, дробление и сушка кремня, кварца или камня; просеивание, смешивание и взвешивание этих веществ в сухом виде; и засыпка печей такими материалами. Они также представляют опасность, когда они используются во влажном процессе и разбрызгиваются по рабочему месту и на одежду рабочих, чтобы снова превратиться в пыль, когда они высыхают. LEV и строгая чистота и личная гигиена являются важными профилактическими мерами.

Органические растворители

Растворители и другие органические химикаты, используемые при обезжиривании и в некоторых процессах, опасны при вдыхании. В острой фазе их наркотическое действие может привести к параличу дыхания и смерти. При хроническом воздействии наиболее часты токсическое воздействие на центральную нервную систему и поражение печени и почек. Защита обеспечивается LEV с зоной безопасности не менее 80-100 см между источником и зоной дыхания работника. Вентиляция стола также должна быть установлена ​​для удаления остаточных паров от готовых заготовок. Обезжиривание кожи органическими растворителями может быть предвестником дерматита. Многие растворители также легко воспламеняются.

Цианид

Ванны, содержащие цианиды, часто используются при электролитическом обезжиривании, гальванике и цианировании. В результате реакции с кислотой образуется летучий, потенциально смертельный цианистый водород (синильная кислота). Смертельная концентрация в воздухе составляет от 300 до 500 частей на миллион. Смертельное воздействие также может быть результатом впитывания через кожу или проглатывания цианидов. Оптимальная чистота необходима для рабочих, использующих цианид. Пищу нельзя есть до мытья, и она никогда не должна находиться в рабочей зоне. Руки и одежда должны быть тщательно вымыты после потенциального воздействия цианида.

Меры первой помощи при отравлении цианидами включают вынос на открытый воздух, снятие загрязненной одежды, обильное промывание пораженных участков водой, оксигенотерапию и вдыхание амилнитрита. LEV и защита кожи имеют важное значение.

Хром и никель

Соединения хрома и никеля, используемые в гальванических ваннах при гальванике, могут быть опасны. Соединения хрома могут вызывать ожоги, изъязвления и экзему кожи и слизистых оболочек и характерную перфорацию носовой перегородки. Может развиться бронхиальная астма. Соли никеля могут вызывать стойкое аллергическое или токсико-раздражающее поражение кожи. Имеются данные о том, что соединения хрома и никеля могут быть канцерогенными. LEV и защита кожи имеют важное значение.

Печи и печи

Особые меры предосторожности необходимы при работе с используемыми печами, например, при термообработке металлов, когда компоненты обрабатываются при высоких температурах, а материалы, используемые в процессе, могут быть либо токсичными, либо взрывоопасными, либо и тем, и другим. Газообразные среды (атмосферы) в печи могут реагировать с металлошихтой (окисляющие или восстановительные атмосферы) или быть нейтральными и защитными. Большинство последних содержат до 50 % водорода и 20 % оксида углерода, которые, помимо горючести, при повышенных температурах образуют с воздухом взрывоопасные смеси. Температура воспламенения колеблется от 450 до 750 °С, но локальная искра может вызвать воспламенение даже при более низких температурах. Опасность взрыва возрастает при запуске или остановке печи. Поскольку охлаждающая печь имеет тенденцию засасывать воздух (особенно опасно при прекращении подачи топлива или электроэнергии), необходимо обеспечить подачу инертного газа (например, азота или двуокиси углерода) для продувки, когда печь остановлена, а также при введении защитной атмосферы в горячую печь.

Угарный газ, пожалуй, самая большая опасность от печей и духовок. Поскольку он бесцветен и не имеет запаха, он часто достигает токсического уровня до того, как рабочий узнает об этом. Головная боль является одним из самых ранних симптомов интоксикации, поэтому работника, у которого на работе возникла головная боль, следует немедленно вывести на свежий воздух. Опасные зоны включают углубления, в которых может скапливаться окись углерода; следует помнить, что кирпичная кладка пористая и может задерживать газ при обычной продувке и выделять его при завершении продувки.

Свинцовые печи могут быть опасны, так как свинец имеет тенденцию довольно быстро испаряться при температурах выше 870°C. Соответственно, требуется эффективная система удаления дыма. Поломка или выход из строя горшка также может быть опасным; следует предусмотреть достаточно большой колодец или яму для сбора расплавленного металла, если это произойдет.

Огонь и взрыв

Многие из соединений, используемых в металлическом покрытии, являются легковоспламеняющимися и при определенных обстоятельствах взрывоопасными. По большей части печи и сушильные шкафы работают на газе, поэтому должны быть предусмотрены специальные меры предосторожности, такие как устройства контроля пламени на горелках, запорные клапаны низкого давления на линиях подачи и взрывозащитные панели в конструкции печей. . В электролитических операциях водород, образующийся в процессе, может собираться на поверхности ванны и, если его не выпустить, может достигать взрывоопасных концентраций. Печи должны хорошо вентилироваться, а горелки должны быть защищены от засорения капающим материалом.

Закалка в масле также пожароопасна, особенно если металлическая шихта погружена не полностью. Закалочные масла должны иметь высокую температуру вспышки, а их температура не должна превышать 27°С.

Баллоны со сжатым кислородом и топливным газом, используемые при металлизации, представляют опасность пожара и взрыва при неправильном хранении и эксплуатации. Подробные меры предосторожности см. в статье «Сварка и термическая резка» в этой главе.

В соответствии с местными постановлениями противопожарное оборудование, включая сигнализацию, должно быть предоставлено и содержаться в рабочем состоянии, а рабочие должны быть обучены его правильному использованию.

зной

Использование печей, открытого огня, печей, нагретых растворов и расплавленных металлов неизбежно сопряжено с риском чрезмерного теплового воздействия, которое усугубляется в жарком влажном климате и, в частности, при использовании непроницаемой защитной одежды и снаряжения. Полное кондиционирование воздуха на заводе может быть экономически невыгодным, но подача охлажденного воздуха в местные системы вентиляции полезна. Перерывы для отдыха в прохладном месте и достаточное потребление жидкости (жидкости, принимаемые на рабочем месте, не должны содержать токсичных примесей) помогут предотвратить тепловое отравление. Рабочие и руководители должны быть обучены распознаванию симптомов теплового стресса.

Заключение

Поверхностная обработка металлов включает в себя множество процессов, связанных с широким спектром потенциально токсичных воздействий, большинство из которых можно предотвратить или контролировать путем тщательного применения общепризнанных профилактических мер.

 

Назад

Читать 30844 раз Последнее изменение: понедельник, 05 сентября 2011 г., 01:54

ОТКАЗ ОТ ОТВЕТСТВЕННОСТИ: МОТ не несет ответственности за контент, представленный на этом веб-портале, который представлен на каком-либо языке, кроме английского, который является языком, используемым для первоначального производства и рецензирования оригинального контента. Некоторые статистические данные не обновлялись с тех пор. выпуск 4-го издания Энциклопедии (1998 г.)».

Содержание:

Справочные материалы по металлообработке и металлообработке

Buonicore, AJ и WT Davis (ред.). 1992. Инженерное руководство по загрязнению воздуха. Нью-Йорк: Ван Ностранд Рейнхольд / Ассоциация управления воздухом и отходами.

Агентство по охране окружающей среды (EPA). 1995. Профиль отрасли цветных металлов. EPA/310-R-95-010. Вашингтон, округ Колумбия: EPA.

Международная ассоциация по изучению рака (IARC). 1984. Монографии по оценке канцерогенного риска для человека. Том. 34. Лион: МАИР.

Джонсон А., С.И. Мойра, Л. Маклин, Э. Аткинс, А. Дайбунико, Ф. Ченг и Д. Энарсон. 1985. Респираторные нарушения у рабочих черной металлургии. Brit J Ind Med 42: 94–100.

Кроненберг Р.С., Дж.К. Левин, Р.Ф. Додсон, Дж.Г.Н. Гарсия и Д.Э. Гриффит. 1991. Заболевание, связанное с асбестом, у работников сталелитейного завода и завода по производству стеклянных бутылок. Ann NY Acad Sci 643:397–403.

Ландриган, П.Дж., Черняк М.Г., Льюис Ф.А., Катлетт Л.Р. и Хорнунг Р.В. 1986. Силикоз в литейном цехе серого чугуна. Постоянство древней болезни. Scand J Work Environment Health 12:32–39.

Национальный институт охраны труда и здоровья (NIOSH). 1996. Критерии рекомендуемого стандарта: Воздействие жидкостей для металлообработки на рабочем месте. Цинцинатти, Огайо: NIOSH.

Палета, Д. и Тейлор. 1995. Ртуть в экологических и биологических образцах из района добычи золота в районе Амазонки в Бразилии. Наука об окружающей среде 168:63-69.

Томас, PR и Д. Кларк. 1992 Вибрационный белый палец и контрактура Дюпюитрена: связаны ли они? Оккупай Мед 42 (3): 155–158.