金属加工润滑剂油雾控制的现状与进展

汽形态存在的油雾被吸入肺部又被呼出 ,它们并不 会被肺泡捕获 ,而大颗粒的油滴无法通过鼻子和支 气管进入肺部 。只有以液滴形式存在 ,且直径小于 5μm[1 ]的油雾颗粒才能顺利到达肺泡 ,并在肺部沉 淀 ,从而造成对人体的危害 。 1. 2 金属加工润滑剂油雾对劳动者健康的危害
金属加工润滑剂与多种职业病有关 。已知的可 导致发病率明显增高的职业病包括良性的呼吸系统 疾病 (包括哮喘 、肺炎等) 、过敏性皮肤病和恶性肿 瘤 。以动物为试验对象的研究结果表明 ,狗接触 5 ～100 mg/ m3 油雾 12 个月以上 ,会出现含脂肪的肺 泡和巨噬细胞脂肪性肉芽肿 ,并且呼吸组织出现形 态改变的特征[2 ] 。1996 年有人对美国一家使用乳 化液的滚珠轴承制造厂的 166 名工人进行了哮喘病 调查 ,结果表明当车间中的油雾浓度为 0. 65 mg/ m3 时 ,经常接触金属加工液油雾的工人中有 4 %患上 了哮喘 ;而同一家工厂中没有接触加工液油雾的工 人中 ,患哮喘病人数为零[3 ] 。美国劳动部统计局发 布的职业皮肤病调查报告也表明 ,1991 年全日制工 人皮肤病的平均发病率是 0. 77 ‰;而同年装配螺钉 和普通机械加工行业的发病率分别为 3. 33 ‰和 2. 22 ‰, 这两 个 行 业 也 是 工 作 环 境 中 油 雾 浓 度 最 高 的 行 业[4] 。
x 由于金属加工润滑剂的致病倾向和不可避免地 员 ,并且设有健康与安全管理程序 。为了考察这些
i 与生产工人的密切接触 ,金属加工润滑剂的油雾控 大型工厂内车间油雾的水平 ,研究人员在 1994 ～
l 制一直受到职业安全与健康管理机构的密切关注 。 1997 年对美国中西部地区的大型汽车制造厂生产
/ 美国政府工业卫生学家协会 (ACGIH) 于 60 年代初 车间金属加工液油雾情况进行了测试 ,结果见表 1 。
由表 2 可见 ,美国小型工厂中约有 50 %使用油
2003 年 5～8 月 ,上海石油商品应用研究所对
基类润滑剂的工厂油雾浓度超过 0. 5 mg/ m3 的限 江苏 、浙江 、上海 3 个地区的 26 家金属加工企业的
值。
43 个车间进行了油雾浓度抽样调查 ,结果见表 3 。
3 中国部分地区金属加工车间油雾浓度抽样调查
20～30 年前某物质导致的危害 。为此有研究者指 对健康影响的专题报告会”。会上交流了矿物油雾
出几十年前的金属加工润滑剂的组成完全不能代表 与人体健康相关研究的最新成果 。可是将油雾限制
4 今天润滑剂的情况 。特别是炼油工艺发生了巨大的 标准修订为 0. 2 mg/ m3 的方案受到美国独立润滑
3 变化 ,更大限度地去除了多环芳烃和其它不理想组 剂制造商协会的强烈反对 ,该协会认为用对金属加
in 关键词 :金属加工 ; 金属加工润滑剂; 油雾 ;控制 x 中图分类号 : TE626. 39 文献标识码 :A
li 烃类的油雾能够造成大气污染的事实已得到人 / 类的充分重视 。金属加工润滑剂是一种非常复杂的 n 混合物 ,它除了含有烃类组成外 ,通常还可能含有磺 c 酸盐 、脂肪胺 、硝酸盐 、染色剂 、杀菌剂等各种化学物 . 质 。如果是已经投入使用的润滑剂 ,由于烃类的氧 m 化 、微生物的繁殖或外界杂质的污染 ,金属加工润滑 o 剂中就有可能含有更多对人体和生态环境有害的化 .c 学物质 。因此 ,控制金属加工车间的油雾浓度 ,是值 a 得工厂管理者 、职业安全与健康管理机构和润滑剂 n 制造商共同关注的课题 。 i 1 金属加工润滑剂油雾的产生与危害 s 1. 1 油雾的产生及存在形式
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2003 年 12 月 润 滑 油 第 18 卷第 6 期
Dec. 2003
L ubricating Oil
Vol. 18 ,No. 6
文章编号 :100223119 (2003) 0620001205
粒径 的 测 试 结 果 表 明 95 % 的 液 滴 直 径 小 于 3
金属加工润滑剂油雾的致癌性是人们最关心 、
μm[1 ] 。
也是争论最多的问题 。许多流行病学的研究都曾经
润滑剂的大量蒸发使加工车间空气中的总烃含 量比油雾测试值大得多 ,但是医学研究证明 ,油蒸汽 和大颗粒液滴对人体肺部的危害相对较小 。以油蒸
n 当前安全的做法是尽量使用深度精制基础油 、减少 加工液的油雾极限列入其中 ,而是分别控制各类有
i 使用有害物质和尽量降低车间油雾浓度 。
毒物质的浓度 。
nl 2 国外油雾控制的相关法规和油雾控制现状
2. 2 国外金属加工车间油雾控制现状
i 2. 1 发达国家油雾控制的相关法规及发展趋势
美国大型工厂通常都配有施工健康及安全专
242
0. 07/ 2. 41
0. 34
26
微乳液
158
0. 05/ 7. 12
0. 33
26
干切削
13
0. 09/ 0. 84
0. 22
23
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第 6 期 傅树琴等. 金属加工润滑剂油雾控制的现状与进展 3
c 11
切削 、滚齿
针板切削油
23. 66
. 12
挤压 、切削
乳化液
0. 06
m 13
铣削
L2AN 32
0. 14
o 14
磨削
硬质合金磨削油 0. 29
c 15
磨削
硬质合金磨削油 1. 86
. 16
钻孔 、切削
. 1993 年美国政府工业卫生学家协会经过长期 g 研究 ,宣布单纯的油雾浓度低于 5 mg/ m3 时对人体 lo 是安全的 ,而含有相当量的致癌物质的油品应推荐 b 采用 0. 2 mg/ m3 的油雾控制标准 。1998 年 ,美国国 / 家职业安全与健康协会提出了金属加工润滑剂油雾 / 控制限值为 0. 5 mg/ m3 控制标准并认为此标准接 : 受了严格的审查 、讨论和实际应用 ,被广大业主视为 p 一个合情合理的指导线 ,随后被职业安全与健康管 t理委员会金属加工液标准顾问委员会认可[5 ] 。
n 就提出了车间油雾最高限值为 5 mg/ m3 的控制标
表 1 美国大型汽车制造厂生产车间油雾浓度测试结果
c 准 。其它一些国家如英国 、澳大利亚 、比利时 、民主 . 德国 、意大利 、荷兰 、瑞士也都相继制订了 5 mg/ m3 m 的金属加工润滑车间油雾限值 。日本 、芬兰 、瑞典制 co 订了 3 mg/ m3 的限值 。40 多年来美国政府工业卫 . 生 学 家 协 会 、美 国 国 家 职 业 安 全 与 健 康 协 会 a (N IOSH) 、美国职业安全与健康管理委员会 ( OS2 n HA) 及其金属加工液标准顾问委员会 ( MWFSAC) i 等各专业机构与组织都对油雾控制标准的研究做出 s 了自己的贡献 。
1. 08
n 5 柴油机缸盖混合加工 3 %～5 %微乳液 i 钻 、镗 、铣 、磨
1. 38
x 6
钻孔 、镗孔
深孔钻油
0. 41
i 7
铣平面 、钻孔 、 镗孔 、平刮
3 %～7 %合成液
0. 68
l 8
切削
3477 合成液
0. 09
/ 9
磨削
3730 合成液
2. 45
n 10
电火花加工
电火花油
0. 24
. 金属加工润滑剂的工作过程决定了其油雾产生 g 形式包含了机械 、物理和物理 - 化学方式同时存在 。 lo 为了有效地润滑 、冷却和清洗 ,金属加工润滑剂在使 b 用中要经历泵循环 、喷雾 、射流与高速旋转的刀具激 / 烈撞击和高温蒸发等过程 。油雾产生的方式不同 , / 其颗粒直径范围也有较大区别 。一般情况下 ,机械 : 雾化过程产生的油雾主要以液滴形态存在 ,液滴直 p 径范围较宽 ,通常为 2～10μm 。蒸发产生的油蒸汽 t在冷凝过程中也会形成直径非常细小的冷凝悬浮 t体 ,粒径通常为 2μm 以下 。研究表明 ,车间里大气 h中油雾粒径的最大分布区为 1μm ,对磨床周围油雾
ht 表 2 美国 79 家小型工厂生产车间油雾浓度测试结果
加工液类型
取样数/ 个
最大/ 最小/ mg·m - 3
油雾浓度 几何平均值/ mg·m - 3
> 0. 5 mg/ m3 所占比例/ %
矿物油
359
0. 06/ 10. 4
0. 52
50
合成液
106
0. 09/ 3. 76
0. 45
46
乳化液
研究小组 第 1 组[8] 第 2 组[9 ,10 ]
第 3 组[11 ]
加工液类型
油基加工液 乳化液
油基加工液 乳化液 合成液 乳化液
油雾浓度/ mg·m - 3
0. 24 0. 22 0. 25～0. 85 0. 44～0. 81 0. 51 0. 13～0. 75
表 1 测试结果表明 ,在 6～9 年以前 ,美国大型 汽车制造厂金属加工液油雾浓度大部分控制在 0. 5 mg/ m3 以下 。小型工厂除了厂房面积 、工人和机器 规模都较小外 ,通常对健康与安全的关注也与大型 工厂有一定区别 。1997 年 1 月～1998 年 1 月 , 研 究人员专门对全美 32 个不同工业部门的 79 个小型 工厂空气中的加工液油雾进行了采集和评价[12 ] 。 测试结果表明 ,79 个工厂中 98 %的油雾浓度小于 5 mg/ m3 ,62 %的油雾浓度小于 0. 5 mg/ m3 ,不同类型 加工液的统计结果见表 2 。
表 3 国内 43 个金属加工车间油雾浓度测试结果
4 车间 3 代码 1 1 2 2
Hale Waihona Puke Baidu
企业加工类型 磨削 研磨
加工液类型 乳化液 (5 %)
油雾浓度 / mg·m - 3
5. 64
L2AN 15 + 煤油
0. 35
n3 3
磨削
L2AN 15 + 煤油 26. 25
i 4 柴油机缸体混合加工 3 %～5 %微乳液 l 钻 、镗 、铣 、磨
报道了金属加工液及其油雾的致癌倾向 ,其中皮肤
2001 年 ,美国政府工业卫生学家协会提出了将
癌 、呼吸系统癌和肠胃癌报导较多[5 ] 。可是由于癌 车间油雾控制指标改为 0. 2 mg/ m3 的建议修订值 。
症的潜伏期特别长 ,流行病学的研究往往只能评价 并于 2002 年 10 月组织了“矿物油雾和金属加工液
收稿日期 :2003 - 02 - 26 。 作者简介 :傅树琴 (1955 - ) ,女 ,教授级高工 ,1982 年毕业于华东
石油学院 ,多年从事润滑剂产品开发研究 ,已公开发表论文数篇 。
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2 润 滑 油 2003 年第 18 卷
1 分 ,因此把原来证明的致癌倾向推广到目前的加工 工液的研究结果去影响矿物油雾标准的制订是不合
2 液是不合适的 。但是由于金属加工润滑剂组成的复 适的 ,建议将矿物油与金属加工液分开考虑[6 ] 。事
3 杂性 ,要简单地证明其不具致癌性也是十分困难的 。 实上 ,英国国家标准 EH40/ 2002[7 ]中已不再将金属
金属加工润滑剂油雾控制的现状与进展
傅树琴 ,周炜 ,严丽珍 ,张志东 ,邹红雨
4 (中国石化上海石油商品应用研究所 ,上海 200080)
13 摘要 :金属加工润滑剂在工作过程中会产生油雾 ,其中 ≤5μm 的液滴颗粒会对人体造成危害 ,导致一些职业疾 2 病 ,国外对油雾的研究和控制较早关注 ,进行过调查并出台相关法规 ,提出油雾控制强制标准 。2003 年 5～8 月 , 3 上海石油商品应用研究所对江苏 、浙江 、上海 3 个地区的 43 个金属加工车间进行油雾浓度抽样调查 ,结果为油雾 n 浓度低于 0. 5 mg/ m3 的占 39. 5 % ,低于 5 mg/ m3 的占 86 % ,高于 5 mg/ m3 的占 14 %。降低金属加工车间油雾的 i 有效途径包括机械降雾 、使用低油雾金属加工润滑剂 、尽量使用深度精制的基础油等 ,建议尽快制订中国的相关 l 法规 ,发展新型金属加工润滑剂 。