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摘要:机械制造业职业病危害因素对作业人员的健康影响日益突出。本文通过对机械制造过程中的铸造、锻造、热处理、机械加工、装配工艺过程进行职业病危害因素辨识,分析机械制造企业存在的职业病危害因素,并提出相应的预防措施,为改善作业环境、预防与控制职业病以及制定相关制度提供科学依据。
关键词:机械制造,职业危害,预防措施
机械制造工业涉及范围广,产业工人队伍庞大。工艺流程主要是由原材料和能源供应、毛坯和零件成形、零件机械加工、材料改性与处理、装配与包装、搬运与储存、检测与质量监控、自动控制装置与系统八个工艺环节组成[1]。
铸造是熔炼金属、制造与零件形状相适应的铸型,并将液态金属浇铸到铸型中,待其冷却凝固后,获得铸件或毛坯的工艺方法[2]。铸造最基本的方法是砂型铸造,过程为:原材料炉料及型砂的准备→模样制造、型芯砂配制及烘干、合金熔炼→造型→合型(箱)→浇铸→落砂清砂→修整后处理。
根据砂型铸造过程及各流程具体操作分析,砂型铸造过程职业病危害因素主要有粉尘、噪声、高温等,具体危害因素如表1所示:
存在职业危害工艺环节 | | 主要职业病危害因素 |
原材料炉料及型砂的准备 | | 粉尘 |
模样制造、型芯砂配制及烘干 | | 粉尘、高温、热辐射、CO、CO2、SO2、氮氧化物、高频电磁场和微波辐射 |
熔炼 | | 高温、热辐射、CO、CO2、SO2、氮氧化物、金属烟雾(主要是金属熔炼过程中产生的二氧化锰、氟化物等)、噪声(电加热电机运行中产生) |
造型 | | 粉尘、甲醛、酚、氨、二乙胺、 噪声、振动、高温 |
合型 | | 粉尘 |
浇铸 | | 高温、热辐射、金属氧化物粉尘、 塑料气化模熔化、CO、CO2等 |
落砂清砂及后处理 | | 粉尘、噪声、振动 |
锻造的生产过程是将金属预先加热至800-1200℃,在小型或旧式车间用锻炉,在现代化车间用加热炉,然后利用各种锻锤或液压机将金属块或金属锭锻压成一定的形状。生产过程:毛坯→加热→锤锻→成型→冷却→产品→冲压。
锻造具体过程中主要的职业病危害因素如表2 所示:
存在职业危害工艺环节 | | 主要职业病危害因素 |
毛坯加热、锤打 | | 高温、热辐射 |
锤锻、冲压 | | 噪声(脉冲噪声、非稳态噪声) 振动(全身振动、局部振动) |
锻造炉、锤锻工序中加料、出炉和锻造过程 | | 粉尘 (金属粉尘、煤尘、石墨尘、其他粉尘等) |
锻造炉 | | 毒物(CO、CO2、SO2、氮氧化物等有害气体) |
热处理工艺主要是使金属零件在不改变外形的条件下,改变金属的性质(硬度、韧度、弹性、导电性等),达到工艺上所要求的性能,从而提高产品质量。热处理包括加热、淬火、退火和渗碳等三种基本过程。主要工作过程:金属件→加热→淬火→回火。
热处理过程中主要职业病危害因素如表3所示:
存在职业危害工艺环节 | | 主要职业病危害因素 |
热处理过程中使用的多种辅助材料,处理过程中还可产生多种毒物 | | 毒物(氯化钡、氢气、氢化物、甲醇、乙醇、炳烷、丁烷、丙酮、汽油等有机溶剂);氰浴槽在使用过程中可向车间空气中放散氰化物蒸气,氮化过程产生氨气, 盐浴炉熔融的硝盐与工件的油污作用产生氮氧化物等 |
各种加热炉和盐浴槽和被加工工件 | | 高温、热辐射 |
使用高频电炉进行热处理 | | 高频电磁场 |
各种电机、风机、工业泵和机械运转设备 | | 噪声、振动 |
机械加工车间的生产过程是用各种机床对金属零件进行车、刨、钻、磨、铣等冷加工,通过切削加工制成合格零件,最后装配成机器。近年来高速发展的数控机床已完美地将上述单一加工过程有机地结合起来,提高工作效率的同时减轻了劳动强度。
机械加工过程中的主要职业病危害表4所示:
表4:机械加工过程的职业病危害因素辨识表
存在职业危害工艺环节 | | 主要职业病危害因素 |
主要存在于乳化液中 | | 毒物(矿物油、萘酸、油酸、碱); |
机械加工精磨、粗磨 | | 金属粉尘、矿物性粉尘、铝尘、砂尘发生,天然磨石含有大量游离二氧化硅、人造磨石含有三氧化二铝 |
机床动转 | | 噪声 |
装配的生产过程是将加工后的各种零部件装配成产品。生产过程(装配→调整→检验→试验)比较简单,在现代化生产中,此过程往往以流水线方式进行。但装配车间常配有焊接、喷漆涂装等作业。
装配过程中主要职业病危害因素如表5所示:
存在职业危害工艺环节 | | 主要职业病危害因素 |
装配过程中的焊接和涂装 | | 毒物(氧化铁、二氧化锰、氟化物 、一氧化碳和氮氧化物等[3]、、苯系物) |
装配过程中的焊接 | | 粉尘(氧化铁、二氧化锰烟尘等) |
装配过程中的焊接 | | 紫外线:波长在218-310nm之间,气焊时紫外线强度较弱[4] |
装配使用风动工具及工件之间相互碰撞而产生 | | 噪声、振动 |
针对机械制造企业存在的职业病危害因素,应以预防为主,防治结合为方针,坚持三级预防原则,并通过改进工程技术、个体防护及组织管理等措施,达到改善作业环境、预防与控制职业病的目的[5]。
一般来说,职业健康资金比率为:职业病预防:事后补救:职业得病赔偿=1:2:7[6],由此对企业而言职业病早期预防是一个投入少,产出多工作。职业病危害的早期预防措施主要有:建设项目职业病危害预评价和控制效果评价、职业病危害作业场所的定期检测评价、员工上岗前、岗中、离岗(转岗)职业健康体检等[7]。
合理规划机械制造工业各生产车间布局,要考虑减少职业病危害交叉污染问题,如:在铸造工艺中,熔炼炉放在室外或者远离人群集中的工作场所,将有害作业与无害作业隔离分开。采用合理的设备屏蔽高频、微波等射频辐射;在操作室和集控室安装空调设备等,做好机械加工生产车间的高温防暑降温工作;有毒逸散的作业,区域之间应区分隔离,以免产生叠加影响,有害物质发生源应布置在下风侧;对容易积存或被吸附的毒物、或可能发生有毒粉尘飞扬的厂房,建筑物结构表面应符合卫生要求,防止沾积尘及二次飞扬。
在建设项目设计工艺选择方面,应当优先选择自动化程度高的设备或生产线,如:数按机床代替普通机床,机器人喷漆、焊接及冲压,用二甲苯代替苯等措施,在工作效率成倍提高、减小劳动强度的同时可降低人与危害因素的接触机会,达到预防控制职业病的作用。
以铸造工艺为例,铸造工艺多个工序过程中,主要的职业病危害因素是粉尘,清砂是铸造中粉尘浓度最高的岗位,应重点防护:工艺改革采用低浓度硅砂替代高浓度硅砂、采取湿式作业,防止粉尘飞扬、降低粉尘浓度,加强通风抽风措施,密闭或半密闭产尘源等措施,加强个体防护,加强对通风除尘设备维修维护管理等措施,减少粉尘对员工健康及作业环境的影响。
在机械制造工艺过程中会使用有毒的原辅材料或产生毒物,改进生产工艺尽量消除有毒物质,用无毒或低毒物质代替有毒或高毒物质;降低毒物浓度、减少人体接触毒物水平;严格控制毒物逸散,避免直接接触。对逸出的毒物防止其扩散,采取密闭生产和局部通风抽风排毒。
防毒措施还应包括在各作业场所现场设置警示标识、设置毒物泄漏报警器,并制定相应的应急救援措施。在出现微量泄漏,即可警戒,并采取相应防范措施。针对产生高浓度CO、氰化氢、甲醛及苯系物等剧毒、高毒物质的工作场所及一些特殊的淬火、涂装和使用粘胶剂的岗位等,应制定急性职业中毒应急救援预案
[8];对可能会突然泄漏大量有毒物品或易造成急性中毒的作业场所,要设置自动报警装置和事故通风设施;对高毒作业场所应设置应急撤离通道和必要的泄漏保护区;接触有毒有害化学物的操作者,配备适用的防毒面具和防毒口罩等防护用品,同时应佩有个体采样器,用于及时了解每日工作时的毒物接触累积剂量。
噪声是机械制造企业中的重要职业病危害因素之一。首先,应采取源头控制,在设备安装前可通过衰减噪声源的振动、阻隔振动源、使用阻尼物质、加装减振设备、减少共振面积、对振幅、功率大的设备设计减振基础等减振降噪措施从源头上控制噪声的产生;其次,采用阻隔的方式,将高噪声点远离其他非噪声作业场所和办公生活区域,可将高噪声点设置在单层厂房或多层厂房的底层;工艺允许远距离控制的,可设置隔声操控室加以屏蔽,采取隔声和吸声处理等措施降低噪声的影响;最后,可通过配备并正确使用适合的个体防护用品来减少噪音的危害[9]。
振动是机械制造工业中的较为常见的职业病危害因素。首先可采用源头控制,通过工艺改革的措施消除或减少振动工艺过程。对振动设备应采取减振措施,减少手臂直接接触振动源;最后,可通过限制作业时间、定时轮换及戴防振保暖手套等个体防护用品的方式来减少震动的危害[10,11]。
针对射频辐射的防护,第一,应选择合适的屏蔽防护材料(如:铁、铝、铜等金属网或罩等)屏蔽场源;第二,可通过一定距离间隔原理辐射场源进行防护;第三,可采取隔离防护措施,通过设置隔离屏蔽室或用机械手自动控制操作等方式进行隔离防护;第四,场内工作者可穿戴微波防护服等个体防护用品且尽可能短时间的与场源接触,保障自身免于辐射影响。
针对紫外辐射的防护,在紫外线辐射的环境下操作,应着长袖衣裤,戴宽沿帽,避免穿着反光性强的白色外衣。电焊工及其辅助工必须佩戴专用带有深色滤光板电焊面罩、防护眼镜以及适宜的防护服和手套,非电焊人员禁止进入紫外线操作区域裸眼观看电焊。
针对铸造 、锻造、热处理等高温作业岗位应重点做好夏日高温的防暑降温工作。通过工程技术、卫生保健和劳动组织管理多方面的综合措施,采用合理布置热源、供应清凉含盐饮料、轮换作业、对集控室和操作室设置空调等方式做好防暑降温工作。
企业在日常职业卫生管理中要建立健全各项职业卫生规章制度并有效执行。定期对职业病危害因素进行监测,对超标因素进行原因分析并采取治理和防范措施降低危害因素浓度,确保浓度符合国家标准要求。对接触职业危害因素的劳动者按要求组织岗前、岗中、离岗(转岗)职业健康体检,建立职业健康档案,及时发现职业禁忌和及时发现引起的疑似职业病,及时调离和治疗。对劳动者在上岗前、在岗期间、转岗等情况下,有针对性的进行职业卫生培训,并且考试合格方可上岗作业。配备个体防护用品并监督正确使用。
通过对机械制造企业铸造、锻造、热处理、机械加工、装配过程进行职业病危害因素辨识、分析,机械制造 业中涂装、电焊、锻压等车间的职业病防护设施设计是机械制造业卫生工程控制的重点,同时采取多种措施相结合的综合防治,重视职业卫生工作,文明生产,可改善作业环境且有效的预防职业病的发生,保障劳动者的健康。
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