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静电粉末涂装生产安全危害及防范措施

粉末涂装因其鲜明的优点被越来越多的企业应用来进行产品的装饰与防护。与油漆涂装相比,无溶剂挥发以及爆炸燃烧的危险性低是其安全性方面的优势。

  粉末涂装需要借助高压静电方式实施,施工设备较液体涂装复杂,因高压静电电场的存在、细小固体粉尘的溢出使得粉末涂装有其特殊的安全与劳动保护要求。

  1、粉末涂装安全危害及防范措施

 1.1静电电击

 静电电击主要的危害是心理上的惊怵感受,瞬间的强大电流使人局部有强烈的触电感。

在粉末喷涂时,连续的静电电击使人担心设备漏电,从自我防护意识出发而对喷涂设备产生下意识的不敢接触心理作用。有些员工在被静电电击数次后,就再也不愿担任喷粉操作工。

 1.1.1设备接地不良

 设备上的静电不能及时释放,积累到一定程度后,经人体接触而发生电击,与设备漏电感觉并无差别。

 1.1.2含金属颜料的粉末喷涂

 金属色泽的粉末采用后混合方式加入金属粉末时,粉末中的金属粒子在喷枪内外的积累会产生连续的导电层;

 将喷枪前端的连续静电引导到身体表面,与地面构成导体,在导体较细的指尖处电流密度大而产生触电感觉。需要及时清理手动喷枪内外的金属粉末,减少被电击的机会。

 1.1.3穿着化纤服装、高绝缘性的鞋子

 高表面电阻的化纤类服装聚集电荷不能随时释放,高绝缘性的鞋子(如较厚的有机材料鞋底和化纤鞋面材料制成的运动类鞋子)也不利于静电释放,电荷积累较多时通过手指与导体的接触而产生电击。

 自然材料如棉布服装、真皮皮鞋或专用的抗静电服装、导静电鞋的着装,可以防止静电电击。

1.1.3.干燥的冬季

 在夏季,皮肤裸露较多,且人体表面由于富含水分、汗液,不易积聚静电,较少发生静电电击。

 冬季,穿衣较厚(毛类、化纤类衣物更甚),并且干燥的环境导致皮肤表面、物体表面干燥,容易积聚过多的静电,多发生静电电击的现象。专门的抗静电服装可以减少静电危害,保障喷涂职工的安全健康。

 1.2粉末涂料的粉尘爆炸

 最常见的粉尘爆炸有煤粉、面粉、木粉、糖粉、玉米粉、土豆粉、干奶粉、铝粉、锌粉、镁粉、硫磺粉等。

 粉尘产生爆炸的条件,如:

(1)粉尘本身必须是可燃性的,越易燃的粉尘越以产生爆炸;

(2)粉尘必须具有相当大的比表面积,越细的粉末越易产生爆炸;

(3)粉尘必须悬浮在空气中,与空气混合形成爆炸极限范围内的混合物;

(4)有足够的点火能量。

 在喷粉设备内粉末浓度很高,粉末粒径小,具有大的比表面积,且与空气混合,但在粉末涂装生产中发生粉末爆炸的案例未见报道。

 有时发生粉末燃烧时也未有粉末涂料的爆炸(点火能量足够)案例,从这另一方面可以证明粉末涂料的施工安全性较液体涂料高,一般难于达到粉尘爆炸的充分条件。

 粉末涂料的粉尘爆炸安全性主要在于粉末涂料的组成:无挥发性易燃易爆溶剂,粉末中有机物含量在50-70%,浅色粉末中的颜填料如钛白粉、硫酸钡等是不燃物。

 从爆炸隐患看含有金属颜料的粉末(如银色)、含有可燃颜填料的黑色粉末风险较大,更应注意防范。

 1.3粉末涂料的燃烧

 粉末燃烧的事故的发生有以下特点:

A.自动喷枪与金属枪架的近距离接触造成打火现象,因自动喷枪不能及时停止喷粉时造成严重火灾,从而引燃整个设备;

B.黑色粉末因可燃物含量高,达到70%以上(800℃加热后测定),容易发生燃烧情况;浅色粉末可燃物含量约60%,不易燃烧;

C.手动喷枪近距离喷涂时(如小于100mm)易出现打火现象,即电弧放电;自动喷枪距离工件恒定,且大于250mm时枪与工件不会出现打火,但在接触不良的挂具与工件间易打火;

D.超细粉末的可燃物约60%,但由于粒径小,比表面积大,反而较正常粉末在喷涂时易发生燃烧意外。

1.2.3粉末燃烧事故的防止措施

 鉴于上述的分析,不难给出一些防止粉末喷涂过程燃烧(爆炸)的具体措施。

 A.定期检测喷枪电极电压。太高的电压引发高压火花放电的机会增多,较低的电压影响喷涂厚度。

 调整喷枪电压在60-100kv,根据工件接近喷枪的程度,以不发生连续火花为宜。注意喷枪电压不以设备显示为准,应以放电针处的实际电压为准。

 B.检查喷枪电阻和工件接地电阻.。喷枪电阻起到限制喷枪电流作用,降低火花能量,电阻值约100-150MΩ;工件接地电阻与工件的悬挂挂具导电性有关。

 挂具导电不良,工件上电荷聚集,造成工件与挂具间火花放电,要保证多数工件悬挂的接地电阻小于1MΩ。减小工件接地电阻通过清理挂具获得。

 C.控制喷枪距离。自动喷枪与工件的距离一般比较固定,要防止不规范的工件悬挂、工件偏转、超大工件等造成的突然接近或碰撞喷枪;

 手动喷枪与工件的距离变化较大,容易发生近距离的火花放电,所以了解粉末的安全性能、掌握安全距离并警惕火花出现是操作工安全教育的必要内容。

 D.喷枪的松动与掉落。自动喷枪脱落是产生火花放电的最大隐患,由于喷粉不能立即停止,易造成连续的燃烧。

 自动喷枪由升降机带动,升降机的震动会导致喷枪固定螺栓松脱造成喷枪掉落。因此经常检查喷枪的固定情况是必要的;

 E.火焰探测器的作用是及时关闭总电源,及时停止喷涂和防止将火焰吸入设备深处,具有防止火灾进一步发展的作用。操作工不要离开喷室,及时应对意外是防止火灾恶化的有效措施。

 F.注意不同粉末的燃烧危险特性。黑色粉末、超细粉末喷涂时,应选择不易打火的喷枪和电压。

 在无粉末喷出时接近工件测试喷枪打火距离,保持在安全距离喷涂。当使用大旋风回收设备,超细粉末独立回收,而又直接利用时需加强防范。

 1.4其它安全问题

 运动中的尖锐的挂具挂钩,会发生刮檫、碰撞,穿越生产线时需要留心;不锈钢等较为光滑的喷室底板积聚粉末时会更加光滑,进行内部清理时动作幅度不要过大以免滑倒;设备保养需要登高时,应使用稳固的梯子,并要有专人观察防护。

 2、劳动保护

 粉末涂料的应用范围广泛,应用企业经济实力差距很大,一般来说大型企业使用较先进的设备,工作环境良好;

 小规模的民营个体企业工作环境恶劣,以经济利益为主,不注重劳动保护。行业组织需加以引导,逐步淘汰落后的生产方式,或强化劳动保护宣传,使行业健康发展。

 2.1粉尘:粉尘是粉末涂装劳动保护的首要因素。

 2.1.1减少粉尘逸出

 提高设备回收能力可以减少粉尘外溢;提高过滤精度,尽可能多的截留超细粉末,都可以减少工作环境中的粉尘浓度。

 但提高回收能力和提高过滤精度是矛盾的,只有增加设备投入才能兼顾二者。很多小型工厂设备投入有限,仅维持能够生产水平,不考虑安全生产卫生条件,需要行业协会、政府安全卫生部门加以引导和强制规范,减少健康危害。

 2.1.2轮岗保护

 如设备回收能力、过滤精度不能提高,工作环境粉尘浓度较高时(如高于8mg/m3),喷涂操作工除按规定佩戴劳保用品外,可以主动要求调换岗位,生产、技术管理人员应评估危害水平,采取轮岗的形式保护职工健康。

 2.1.3呼吸防护

 企业所有人应提供呼吸保护用品并明确用量和用品报废更换周期。因喷室内部粉末浓度高,操作工不要进入自动喷枪喷室内部进行局部补喷操作;

 可以使用喷枪延长套筒进行局部补喷;必须进入喷室的,一定要使用换气式呼吸防护用具,对健康有益。

 2.2高温保护

 2.2.1空调

 喷粉区域应有效封闭,并使用空调系统。夏季高温时节,凉爽干燥的喷涂区域有利于粉末流化,利于滤芯上粉末的反吹解脱,保证滤芯通透,提高回收效果;

 在多雨高湿环境下,空调的除湿功效利于提高上粉率。此外可以减少粉末结块,减少粉包缺陷数量,并保证设备的温度不至于过高引发各种故障。

 2.2.2换气式降温

 对不便于安装空调的环境,使用换气式降温是可行的选择和尝试。在降低体温的同时,不会有紊乱的气流影响喷涂和粉末回收。

 换气式降温采用微量低温的空气流在专用防护服内形成低温环境,有效降低体表温度,改善高温条件。

 2.3噪声

 回收风机的噪声是喷涂的主要噪声来源。选用进口风机或口碑较好的国产品牌有助于操作者的听力保护,定期检测噪声数值。

 标准规定工业企业的生产车间和作业地点的噪声标准不得超过90分贝。对每天接触噪声不到8小时的工种,规定时间每减一半,声级可提高3分贝,但最高不得超过115分贝。

 对高于上限的噪声应分析原因,并采取相应措施降噪。从操作工方面,使用耳塞降噪是简便易行的方法。

 3、设备安全规范

 GB15607-2008《涂装作业安全规程粉末静电喷涂工艺安全》详细规定了有关粉末涂装的相关数值,现存的不足是:虽然该标准为强制标准,但没有相关单位强制的检测与检查,落实不好。行业协会应有所担当,推进涂装安全工作。

 3.1安全卫生指标

 A.除喷枪出口等局部区域外,喷粉室内悬浮粉末平均浓度(即喷粉室出口排风管内浓度)应低于该粉末最低爆炸浓度值一半,未知其最低爆炸浓度(MEC)者,其最高浓度不允许超过15g/m3;

 B.工作场所空气中总尘容许浓度为8mg/m3;

 C.喷粉室开口面风速宜为0.3m/s~0.6m/s;

 D.回流到作业区的空气含尘量不能超过3mg/m3。

3.2设备安全要求

 A.报警和自动灭火系统:在自动喷粉室内,应安装可靠的报警装置和自动灭火系统。在发生火灾时,能自动切断供气系统和电源。

 B.静电接地:每组专设的静电接电体接地电阻应小于100Ω,带电体的带电区对大地总泄漏电阻一般应小于1×106Ω,特殊情况下可放宽至1×109Ω。挂具与工件的接触区域应采用尖刺或刀刃状,确保工件接地电阻不大于1×106Ω。

 C.相对湿度:喷粉区应保持一定的相对湿度,自动连续喷涂的喷粉区空气相对湿度宜为40%~70%。

 D.喷粉室内的静电喷涂器(枪)之电极与工件、室壁、导流板、挂具以及运载装置等间距宜不小于250mm。

 E.自动喷粉室内应安装火灾报警装置,该装置应与关闭压缩空气、切断电源,以及启动自动灭器、停止工件输送的控制装置进行联锁。

 F.烘干室内工件上每公斤粉末应送入10m3的新鲜空气。

 F项中,除通入新鲜空气不便计量外,新鲜空气加热需消耗能源,依靠自然对流(尽可能减少对流)可以满足粉末固化烘箱的安全要求。

 因粉末涂料的挥发物含量极低,仅为0.5%(油漆挥发物含量约30%),该物质的爆炸危险性有待深入研究,电加热、燃油燃气的换热加热、燃气直接加热等,不至于引发安全问题。

 4、行业安全技术、管理、装备交流

 相较于油漆涂装,粉末涂装和水性涂料的安全性大为提高,发生在粉末涂料和水性涂料生产应用时的爆炸、燃烧不多,对安全的关注度降低,而对质量、成本的重视度提高。

 在进行交流时,由于安全事故的发生只在瞬间,事后的分析因涉及方面较多和专业性太强,往往不能给出精确的事故原因。

 加上家丑不可外扬的心理因素,使得行业内获得的相关信息极端缺乏,使人误认为粉末涂装没有任何安全事故发生。

 对发生过涂装灾害事故的单位来说,及时分析事故原因有助于自己提高安全管理水平,同时给同行借鉴并针对性地防范,有利于减少损失,促进粉末涂装行业安全技术、安全管理、安全装备的进步。

  企业的安全直接关系企业的效益,职工的劳动保护则是以人为本理念的具体体现。粉末涂料虽然难于引发突然爆炸造成人身伤害,但燃烧事故对设备和生产、质量产生不利影响;

 涂装环境弥漫的粉尘,直接危害职工健康,频繁的人员调动和流失,不利于行业职工积累经验,成为技师级操作人员。

 提高安全健康意识,是企业主法定的责任;要求安全和健康保障,也是职工的权利。

 在行业内创造安全健康的环境,并针对安全健康问题进行创新性研究,有利于粉末涂装行业的健康发展,让粉末涂装具有除高效、高性能、环保、节能等所谓4E特性外,增加安全健康特点成为5E特性。

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