金屬切削液油霧的形成及控制
在車鉴吹、銑良风、鉆谊迄、磨等金屬加工過程 中,由于金屬切削液的使用烟央,會在空氣中形成大量的油霧顆粒统诺。這種現(xiàn)象使得工人呼吸區(qū)域中的空氣質(zhì)量問題受到廣泛關(guān)注。因為長期暴露在這種油霧中對工人健康十分不利疑俭,而據(jù)美國職業(yè)安全與健康國立研究所 (NIOSH)統(tǒng)計粮呢,每年暴露在金屬切削液油霧 中的工人多達 120萬…。因此钞艇,對金屬切削液油霧的研究是一項意義重大的課題啄寡。
1 金屬切削液油霧的產(chǎn)生
1.1 油霧的產(chǎn)生機理
為了有效地潤滑、冷卻和清洗哩照,金 屬切削液在使用過程中要經(jīng)歷泵循環(huán)挺物、噴射與高速旋轉(zhuǎn)的刀具或工件激烈撞擊和高溫蒸發(fā)等過程,這就決定了其油霧產(chǎn)生的原 因 非 常 復 雜飘弧,機械盘胯、物理和化學的因素互相交織,共同作用要尚。但是刚驶,并非所有因素都對油霧的產(chǎn)生具有決定性影響剩知,加工過程中金屬切削液油霧的形成主要可以歸因于兩種機理,霧化和蒸發(fā):霧化是機械能轉(zhuǎn)化為液滴表面能的過程牙吼,主要是由于液體對機床系統(tǒng)內(nèi)的固定及旋轉(zhuǎn)單元的激烈沖擊 瞭剧,被其打碎 ,形成細小液滴漂浮在工作環(huán)境中育需;蒸發(fā)的發(fā)生是由于切削區(qū)產(chǎn)生大量的熱恕且,這些熱量傳人切削液使它的溫度明顯高于飽和溫度牡违,在固 一液接觸面上就發(fā)生沸騰并產(chǎn)生蒸汽阎揪。這些蒸汽隨后以周圍空氣中的小液滴或其它粒子為核心凝結(jié) ,形成油霧 蛛最。
1.2 油霧的存在形式
金屬切削過程可以產(chǎn)生以下三類油霧:
(1)由噴射 沖擊產(chǎn)生 的干凈油霧 海庆,不含固體粉塵 ;
(2)因加熱或高速切削的高溫導致蒸發(fā)或灼燒而產(chǎn)生的煙霧磨镶;
(3)磨削時金屬切削液噴射產(chǎn)生 的含磨削粉塵的油霧溃蔫。
油霧產(chǎn)生的方式不同,其顆粒直徑范圍也有較大區(qū)別琳猫。一般情況下伟叛,機械霧化過程產(chǎn)生的油霧主要以液滴形態(tài)存在,液滴直徑范圍較寬脐嫂,通常為 2~10um统刮。蒸發(fā)產(chǎn)生的油蒸汽在冷凝過程 中也會形成直徑非常細小的冷凝懸 浮體,粒徑通常為 2um以下账千。醫(yī)學研究證明侥蒙,油蒸汽和大顆粒液滴對人體肺部的危害相對較小。以油蒸汽形態(tài)存在的油霧被吸入肺部又被呼出匀奏,它們并不會被肺泡捕獲鞭衩,而大顆粒的油滴無法通過鼻子和支氣管進入肺部。只有以液滴形式存在娃善,且直徑小于5um的油霧顆粒才能順利到達肺泡论衍,并在肺部沉淀,從而對人體造成較大的危害.
2 金屬切削液油霧的危害性
金屬切削液油霧的存在使得火災隱患在有油霧的地板上滑倒的可能性增加聚磺,如霧的空氣排出車間俗耗,還會對環(huán)境造成污染屬切削液油霧最大的危害還在于它對接觸響。工人長期暴露在金屬切削液油霧中會統(tǒng)疾病 匈惑、過敏性皮膚病和惡性腫瘤等疾病顯增高 缝聋,并且可能造成遺傳性影響。金屬切削液成分復雜庇鸭,其中的添加劑和污染物都可能作為刺激因素誘發(fā)突發(fā)性哮喘废徙,惡化原有哮喘的病情 紧贪,或引起無哮喘病人的氣道不適。在四類金屬切削液中爵孔,可溶性油和純油與哮喘相關(guān)藤该。純油、可溶性油和合成油這三類 已被確認由于吸人過程會引起工人的氣道功能紊亂和呼吸道疾病神阔。即使油霧濃度僅為0.41~0.55mg/m 里状,工人長期接觸這種油霧仍會導致慢性支氣管炎、胸部不適和氣道刺激等吩捞。早期并沒有對暴露在金屬切削液油霧中的工人進行過敏性肺炎方面的研究 鳞编,然而,由于近年患過敏性肺炎的工人數(shù)量的激增渐扮,長期接觸油霧會導致肺炎這一事實得到了研究和證實 论悴。關(guān)于金屬切削液油霧對工人肺功能的影響方面的研究資料還比較匱乏。其原因之一是能夠被觀察到的肺功能下降大多都是不可恢復的墓律,此外還由于肺功能下降與所接觸的油霧的量有關(guān)膀估,是一個長期積累的結(jié)果。但是以動物為試驗對象的研究結(jié)果表明耻讽,狗接觸 5~100mg/m 油霧 12個月以上 察纯,會 出現(xiàn)含脂肪的肺泡和巨噬細胞脂肪性肉芽腫,并且呼吸組織出現(xiàn)形態(tài)改變的特征针肥。
金屬切削液油霧的另一大危害是其致癌性饼记,金屬切削液的致癌性主要取決于其添加劑的濃度 、受污染情況和使用條件祖驱。目前還沒有針對人類進行的金屬切削液致癌性方面的研究握恳,而以動物為研究對象的試驗研究則發(fā)現(xiàn) ,切削液的油霧能夠?qū)е缕つw瘤/皮膚癌刺瘤捺僻、肺癌和胰腺癌乡洼。對于切削液油霧的致癌性 ,目前還存在著許多爭論:雖然許多流行病學的研究都曾經(jīng)報道了金屬切削液及其油霧的致癌傾向嚼讹,可是由于癌癥的潛伏期特別長扛焊,流行病學的研究往往只能評價20~30年前某物質(zhì)導致的危害。為此有研究者指出幾十年前的金屬切削液的組成完全不能代表今天的切削液的情況脊腺。特別是煉油工藝發(fā)生了巨大的變化崎绽,更大限度地去除了多環(huán)芳烴和其它不理想組分,因此把原來證明的致癌傾 向推廣到目前的切削液是不合適的茉园。但是由于金屬切削液組成的復雜性宅殿,要簡單地證明其不具致癌性也是十分困難的 。與對其它方面健康危害的研究相比汁讹,關(guān)于切削液油霧對遺傳學影 響的研究是最少的诞书。根據(jù) 1995年Fuchs J等人的研究結(jié)果锤知,IARC(聯(lián)合國國際癌病研究專署)將 N一亞硝基二乙醇胺 (NDELA)定性為2B致癌物 (對人類可能致癌)。NDELA強烈影響到單核血細胞 DNA鏈的斷裂快檀。暴露在 NDELA濃度大于500mg/m 的 空 氣 中 的 工 人 比 暴 露 在 濃 度 低 于50mg/m 的 DNA鏈 斷裂數(shù) 目明顯增 多贩纵。雖然 EPA(美國環(huán)境保護署)已經(jīng)禁止將 NDELA作為金屬切削液的添加劑 ,但是在亞硝基化劑的作用下 都晶,三乙醇胺 (TEA)和二乙醇胺 (DEA)仍然能夠發(fā)生反應懒叛,在金屬切削液中生成 NDELA 。
3 金屬切削液油霧的控制
3.1 傳統(tǒng)方法
控制車間大氣中的油霧顆粒濃度主要有機械和化學兩種方法耽梅。機械方法包括安裝排風扇薛窥、油霧捕集器、在機床周圍設置防護罩或防濺擋板等褐墅。這些方法實施方便拆檬,效果明顯洪己,因此被廣泛使用妥凳。但是這些方法又各有其不足之處。排風扇雖然簡單有效答捕,但是單純的排風裝置并不可取逝钥,它僅僅是把大量油霧從室內(nèi)移至室外,是一種對環(huán)境極端不負責任的行為拱镐∷铱睿可靠的做法是在車間安裝油霧捕集器或油霧分離器 ,將含油霧的氣體經(jīng)過凈化處理或回收后再排出沃琅。
3.2 離心式(維護簡單哗咆,經(jīng)濟實用)推薦產(chǎn)品:油霧過濾器
CRD系列油霧過濾器應用精密過濾及離心分離技術(shù),對霧狀物的過濾效果高達99.8%,適用范圍較廣蝠笔,可以是水性或油性霧狀物读铁。
CRD工作原理
A、吸入的霧狀物及粉塵進入油霧過濾器首先與慣性碰撞板相撞落下床少,之后由一二次過濾器將大顆粒的霧狀物除去砂两。
B、在葉輪的作用下把霧狀物粗灵倬危化汪汰,提高下一步濾網(wǎng)的過濾效果。
C胶僵、三次過濾網(wǎng)為高效濾網(wǎng)步盼,能較好的濾去細小的油霧。
特點:
·煙霧收集效率高,油霧過濾器對于霧狀的捕塵效率高達99.8%
·維護簡單方便,采用插入式安裝隘勾。
·設備運行噪音低,小于68dB(A)樊鲁。
·運行安全可靠,設置有缺相捧贺、過熱保護功能.設備無外露動力,操作比較安全。
·油霧過濾器適用范圍廣,適用各種水溶性栓拜、油性霧狀物的凈化座泳。
3.3電子式(無耗材)推薦產(chǎn)品:油霧清潔器(電離子)
油霧清潔器的工作原理是采用電暈放電的方法將空氣電離,使空氣中的油煙霧粒子帶上電荷幕与,并通過電場使帶電粒子在電場力的作用下向放電極運動挑势,放電后堆積從而回收(回收后的油霧可以重復使用為工廠減少冷卻液的經(jīng)濟支出),而排出則是潔凈空啦鸣。
油霧清潔器包括引風電場潮饱、電器控制及集油區(qū)四部分。油煙诫给、油霧在引風機負壓引導下進入電場香拉,首先被電場電離并加上電荷(這一過程稱之為 “荷電”),帶電離子在電場作用下被捕集(這一過程稱為 “集塵”)中狂,帶電粒子在集塵電極上釋放電荷并聚集成油滴最終回集油區(qū)回收凫碌。
油霧清潔器可以凈化收集各種性質(zhì)的煙霧,包括酸性氣體,堿性氣體,收集效率大于99%最小過濾精度達0.01UM,是金屬加工行業(yè),機加工行業(yè)工廠清潔化生產(chǎn)的理想設備。
特點:
·效率節(jié)能,油霧回收效率大于99%胃榕。
·改善工作環(huán)境,實現(xiàn)清潔生產(chǎn)盛险。
·保護員工的身心健康,減少職業(yè)病的的產(chǎn)生。
·減少由于煙霧.油霧對機床電路系統(tǒng),控制系統(tǒng)的影響,降低機床的維修成本勋又。
·油霧清潔器能將機床產(chǎn)生煙霧的那部分冷卻油回收利用,降低生產(chǎn)成本颅婴。
油霧收集凈化設備的功能及應用
減少對員工的影響: 0.3~3.5UM的油霧顆粒會留在人體內(nèi),對健康構(gòu)成危害。
減少工傷事故: 油霧沉積使工作區(qū)葡料、地板汗钳、走道變滑,易造成摔跤事故。
減少火險隱患: 油液沉積在墻面佃贞、天花板上磺瓤、設備上形成潛在的火險隱患。
減少冷卻液的消耗: 回收后的油霧可以重復使用為工廠減少冷卻液的經(jīng)濟支出之搅。
應用范圍: 可用于切削油唁返、柴油及合成冷卻液在加工時產(chǎn)生的油霧及水性霧氣。
應用范例: CNC數(shù)控車床丹叨、清洗機辨迷、外圓、平面磨床洁乏、滾齒袁暗、銑床和插齒機床、真空泵倍试、噴霧試騅室讯屈、電火花加工蛋哭、數(shù)控加工中心。
選型說明:
密閉腔體:內(nèi)腔體積(M3)系數(shù)(1/min)風量(M3/min)[長*寬*高]*功能系數(shù)=所需風量涮母。
例:CNC車床,內(nèi)腔尺寸1.1m寬1.05m高1m[1.1*1.05*1]*4=4.6 M3/min
據(jù)上式求法算出風量選用CRD-400最為合適谆趾。
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