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金屬加工業(yè)產(chǎn)生的油霧危害及金屬加工油霧凈化器簡介
金屬加工指人類對由金屬元素或以金屬元素為主構(gòu)成的具有金屬特性的材料進(jìn)行加工的生產(chǎn)活動,金屬加工裝置需借助潤滑劑進(jìn)行潤滑處理,金屬加工潤滑劑的工作過程決定了其油霧產(chǎn)生形式包含了機械、物理和物理一化學(xué)方式同時存在,為了有效地潤滑、冷卻和清洗,金屬加工潤滑劑在使用中要經(jīng)歷泵循環(huán)、噴霧、射流與高速旋轉(zhuǎn)的dao具激烈撞擊和高溫蒸發(fā)等過程,長時間工作在金屬加工潤滑劑環(huán)境下可導(dǎo)致良性的呼吸系統(tǒng)疾病(包括哮喘、肺炎等)、過敏性皮膚病和惡性腫瘤,所以需借助油霧回收器進(jìn)行過濾處理。
一般來說油基加工液要比水基加工液產(chǎn)生的油霧多。而在水基金屬加工液中,水溶性油加工液的油霧zui大,其次為半合成金屬加工液,合成加工液產(chǎn)生的霧zui少。但這也不是的,對于 不同的加工工況和加工液組成的變化,其產(chǎn)生的油霧量也會有所不同。
基礎(chǔ)油組分對油霧的影響主要取決于組分揮發(fā)性的大小,揮發(fā)性的優(yōu)劣在很大程度上影響到金屬加工液的油霧水平,揮發(fā)性越大,生成的油霧就越多。因為不同的基礎(chǔ)油其凝結(jié)方式不同,越容易揮發(fā)的基礎(chǔ)油也越容易凝結(jié)成液滴,這樣就導(dǎo)致大量油蒸汽凝結(jié),形成細(xì)小液滴的油霧,油霧水平就急劇增大。研究表明,第3類石蠟基油比第2類石蠟基油和環(huán)烷基油的油霧水平低。在鋁軋制過程中,第3類基礎(chǔ)油的油霧水平較環(huán)烷基油少川。
對于同一類型且粘度相等的基礎(chǔ)油,可能由于基礎(chǔ)油餾程組分的不同,其金屬加工液的油霧 水平也有所不同。
因為基礎(chǔ)油的閃點和蒸發(fā)特性一般是由具有zui低沸點的基礎(chǔ)油組分決定的,若兩個餾分的 沸點相差懸殊,則閃點下降,蒸發(fā)增大,油霧量也就會增多。油污可使金屬加工液的油霧量增長 3倍以上。
金屬加工行業(yè)產(chǎn)生的油霧危害
金屬加工潤滑劑與多種職業(yè)病有關(guān)。工人接觸切削液的油霧會導(dǎo)致眼、鼻和咽喉的健康問題和皮炎、類脂性肺炎、氣喘病、慢性病及肺病。有人還調(diào)查得出接觸金屬加工液油 霧有致癌危險的結(jié)論。在某些環(huán)境中,金屬加工液,特別是純切削液,油霧易著火,火災(zāi)隱患增加,從而導(dǎo)致預(yù)防爆炸危險措施的成本提高油霧過大使能見度降低,增大了工人操作的不安全因 素,工人在有油霧的地板上滑倒的可能性也會增加,既不安全又不衛(wèi)生。現(xiàn)在人們已越來越重視金屬加工液油霧的毒害性,為了保護(hù)人體健康與安全,許多國家都相繼制定了嚴(yán)格的油霧控制指標(biāo),明確規(guī)定在切削液中禁用某些有害物質(zhì), 并且車間油霧標(biāo)準(zhǔn)日趨苛刻。因此,控制金屬加工車間的油霧濃度是值得工廠管理者、職業(yè)安全與健康管理機構(gòu)和潤滑劑制造商共同 關(guān)注的課題。
金屬加工液油霧產(chǎn)生的因素
金屬加工液的工作過程決定了其油霧產(chǎn)生的原因非常復(fù)雜,包括機械、物理和化學(xué)等因素,各 種因素交織在一起,同時存在,共同作用。為了有效地潤滑、冷卻和清洗,金屬加工液在使用過程中要經(jīng)歷泵循環(huán)、噴射與高速旋轉(zhuǎn)工件的激烈撞擊,被其打碎,形成成細(xì)小液滴漂浮在工作環(huán)境中,并伴隨在高溫部件表面和整個切削空間的高溫燕發(fā),形成油霧。
金屬切削過程可產(chǎn)生以下3類油霧
- 由噴射沖擊產(chǎn)生的干凈油霧,顆粒直徑大于卿,不含固體粉塵。
- 因加熱或高速切削的高溫導(dǎo)致蒸發(fā)或灼燒而產(chǎn)生的煙霧,其顆粒直徑小于阿。
- 磨削時切削液噴射產(chǎn)生含磨屑粉塵的油霧。
現(xiàn)有金屬加工油霧凈化器存在的問題
現(xiàn)有的油霧凈化機,一般采用單級或單一模式的油霧處理措施,或者為單一的電場吸附式,或者為單一的過濾式,因此效率低,凈化機出口油霧濃度仍然很高,仍然不能從根本上解決油霧污染的問題,也難以達(dá)到國家要求的排放標(biāo)準(zhǔn)。另一個問題是噪音高,將風(fēng)機安裝在凈化機處理流程的zui后位置,離出風(fēng)口很近,導(dǎo)致凈化機噪音高,有些遠(yuǎn)超過職業(yè)健康要求的85分貝;或者為了降低噪音,將風(fēng)機安裝在進(jìn)風(fēng)口處,風(fēng)機葉輪暴露在油霧濃度zui大的位置,油霧沾污大,清洗不方便,并出現(xiàn)風(fēng)機葉輪腐蝕。
金屬加工油霧凈化器簡介
1、機械式油霧凈化器(小型單機式)
機械式油霧凈化器,又稱為離心式油霧過濾器,是整合了離心、過濾等過濾技術(shù)的經(jīng)濟(jì)實用型、小型單機式油霧凈化設(shè)備。它結(jié)構(gòu)簡單、性能優(yōu)良、使用方便,適合于過濾凈化粒徑1um以上的工業(yè)油霧。其優(yōu)點是設(shè)備購買價格低,但有耗材,運行成本高。
2、高低壓靜電式油霧凈化風(fēng)機一體機(小型單機式)
高低壓靜電式油霧凈化風(fēng)機一體機,采用的是雙區(qū)板式凈化方式,雙區(qū)板內(nèi)有高壓電離區(qū)和低壓吸附區(qū),可過濾0.1um以上的精細(xì)油霧。其優(yōu)點是沒有耗材,運行成本低,缺點是設(shè)備價格比機械式高。草木綠該系列產(chǎn)品在外資、合資企業(yè)機床油霧凈化領(lǐng)域應(yīng)用較多。
3、高低壓靜電式油霧凈化器(中大型集中式)
大型靜電式油霧凈化器,是設(shè)計風(fēng)量在4000m?/h以上的集中式油霧收集處理設(shè)備,適用于油霧量大的車間、有多臺生產(chǎn)設(shè)備產(chǎn)生油霧或生產(chǎn)規(guī)模較大的工廠。其工作流程是,將多個機床、焊接工位、激光切割機等各種設(shè)備產(chǎn)生的油霧,通過密閉形式或吸煙罩形式,集中吸入總煙管,并抽出到室外,再選用我們的大型油霧凈化器進(jìn)行集中處理,既能解決油霧的污染問題,也可以減少車間的換氣次數(shù)。該系列產(chǎn)品,在冷鐓、軋制、鍛壓、熱處理等中大型機加工廠應(yīng)用較多。
4、JD-GU系列靜電式油霧凈化器(美國技術(shù),小型單機式/中大型集中式)
JD-GU系列油霧凈化器,是與美國合資以后推出的產(chǎn)品系列,主要適用于價格昂貴的加工機床、進(jìn)口品牌機床、醫(yī)療器械加工、工業(yè)烹飪、塑膠、紡織及以及其他對環(huán)境要求高的工廠車間。該系列產(chǎn)品,有小型單機式(自帶風(fēng)機)和中大型集中式兩種機型,技術(shù)成熟,性能穩(wěn)定,直流高壓電場穩(wěn)定,兩級過濾效率達(dá)98%。
金屬加工液油霧的形成原理
金屬加工液在加工過程中產(chǎn)生的懸浮微粒通常被稱為“油霧”。在這一過程中生成的霧滴的大小和數(shù)量是形成油霧的關(guān)鍵變量。金屬加工液在加工中形成油霧的過程很復(fù)雜,在制造過程中涉及許多變量。但是油霧的形成主要有兩大機理,即金屬加工液的霧化和蒸發(fā),金屬加工液的霧化主要是由于在加工過程中,金屬加工液在高壓力和高流速情況下與設(shè)備、工件及dao具等發(fā)生激烈的撞擊,形成細(xì)小的顆粒漂浮在工作環(huán)境中;金屬加工液的蒸發(fā)主要是由于在加工過程中,產(chǎn)生的大量熱能傳入液體導(dǎo)致液體溫度上升,當(dāng)其溫度高于液體的飽和溫度時,在固-液接觸面上沸騰并產(chǎn)生蒸汽,蒸汽以空氣中的小液滴或其它粒子為核心凝結(jié)形成油霧。
在金屬制品生產(chǎn)過程中,機加工車間在加工零件時,需要使用到大量的金屬加工液。金屬加工液在使用中需要經(jīng)歷泵循環(huán)、高流速和高壓力下冷卻潤滑dao具,并伴隨著切削區(qū)大量的熱量傳入切削液中造成切削液的蒸發(fā),因此不可避免地形成油霧進(jìn)入到空氣中。經(jīng)過的測定,70%的油霧顆粒在2.5μm 以下,這些細(xì)小的顆粒通過呼吸進(jìn)入人體后很容易對人體造成危害。油霧濃度的控制受到了密切關(guān)注,在 1993 年美國工業(yè)衛(wèi)生學(xué)家協(xié)會制定了車間單純的油霧濃度低于 5mg/m 3 、含有相當(dāng)量的致癌物質(zhì)的油品應(yīng)低于 0.2mg/m 3 的控制標(biāo)準(zhǔn),其他一些國家也都相繼制定了油霧限值。在 1998 年美國國家職業(yè)安全與健康協(xié)會提出了油霧控制限值 0.5mg/m 3 的控制標(biāo)準(zhǔn)。
按照油霧形成方式的不同,主要可以分為以下幾種:
(1)碰撞形成的油霧(液體與固體物質(zhì)的碰撞):當(dāng)較大的液滴碰撞在機器、工件等堅硬的表面上,液滴一部分動能轉(zhuǎn)化為表面能,使得大液滴形成細(xì)小的液滴漂浮在工作環(huán)境中,形成顆粒較大的油霧;
(2)旋轉(zhuǎn)霧化形成的油霧:旋轉(zhuǎn)的機械或部件可以充當(dāng)旋轉(zhuǎn)霧化器。油滴的大小取決于實際的作用力和分子間的作用力,高速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離心力使大量細(xì)小的滴脫離出來,飄散到加工倉的空氣中,形成油霧;
(3)泡沫或氣泡油霧:在金屬加工液與空氣接觸時,由于空氣的進(jìn)入形成氣泡(泡沫),泡沫的破裂也會導(dǎo)致油霧的形成。有許多因素會導(dǎo)致金屬加工液泡沫的形成,如選用的產(chǎn)品類型、水質(zhì)的硬度、加工液中的污染物(有機物和無機物)、加工液使用的濃度等;
(4)噴射形成的油霧:金屬加工液從噴頭射出后,在壓力下形成了高速射流,射流由沒有空氣卷入的液核區(qū)和周圍的氣液混合區(qū)組成,在射流中有強烈的剪切層,剪切層自身的不穩(wěn)定性以及它與周圍空氣的相互作用就形成了大量細(xì)小的液滴顆粒,從而形成油霧。形成的液滴大小和數(shù)量與噴頭的直徑、壓力等有關(guān)。
(5)揮發(fā)性油霧(煙霧):金屬加工液在冷卻dao具的時候,大量的熱能傳入液體中,當(dāng)其溫度高于飽和溫度時,發(fā)生蒸發(fā)現(xiàn)象,蒸汽以空氣中的小液滴或其它粒子為核心凝結(jié),在氣體介質(zhì)中形成均勻分散體系,即以氣溶膠的形式漂浮在工作場所的空氣中 。