在車(chē)、銑、鉆、磨等金屬加工過(guò)程中，由于金屬切削液的使用，會(huì )在空氣中形成大量的油霧顆粒。金屬加工潤滑劑是一種非常復雜的混合物，它除了含有烴類(lèi)組成外，通常還可能含有磺酸鹽、脂肪胺、硝酸鹽、染色劑、殺菌劑等各種化學(xué)物質(zhì)。

如果是已經(jīng)投入使用的潤滑劑，由于烴類(lèi)的氧化、微生物的繁殖或外界雜質(zhì)的污染，金屬加工潤滑劑中就有可能含有更多對人體和生態(tài)環(huán)境有害的化學(xué)物質(zhì)。因此，控制金屬加工車(chē)間的油霧濃度，是關(guān)系到生產(chǎn)企業(yè)職業(yè)安全衛生的重要措施。

一、金屬加工車(chē)間油霧產(chǎn)生的機理

為了有效地潤滑、冷卻和清洗，金屬切削液在使用過(guò)程中要經(jīng)歷泵循環(huán)、噴射與高速旋轉的刀具或工件激烈撞擊和高溫蒸發(fā)等過(guò)程，這就決定了其油霧產(chǎn)生的原因非常復雜，機械、物理和化學(xué)的因素互相交織，共同作用。

但是，并非所有因素都對油霧的產(chǎn)生具有決定性影響，加工過(guò)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)：霧化是機械能轉化為液滴表面能的過(guò)程，主要是由于液體對機床系統內的固定及旋轉單元的激烈沖擊，被其打碎，形成細小液滴漂浮在工作環(huán)境中；蒸發(fā)的發(fā)生是由于切削區產(chǎn)生大量的熱，這些熱量傳入切削液，使它的溫度明顯高于飽和溫度，在固、液接觸面上就發(fā)生沸騰并產(chǎn)生蒸汽。這些蒸汽隨后以周?chē)諝庵械男∫旱位蚱渌Ｗ訛楹诵哪Y，形成油霧。

二、油霧的存在形式

金屬切削過(guò)程可以產(chǎn)生以下3類(lèi)油霧：

1.由噴射沖擊產(chǎn)生的干凈油霧，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。

3.磨削時(shí)金屬切削液噴射產(chǎn)生的含磨削粉塵的油霧。油霧產(chǎn)生的方式不同，其顆粒直徑范圍也有較大區別。一般情況下，機械霧化過(guò)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，通常為2～10um。蒸發(fā)產(chǎn)生的油蒸汽在冷凝過(guò)程中也會(huì )形成直徑非常細小的冷凝懸浮體，粒徑通常為2um 以下。醫學(xué)研究證明，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，它們并不會(huì )被肺泡捕獲，而大顆粒的油滴無(wú)法通過(guò)鼻子和支氣管進(jìn)入肺部。只有以液滴形式存在，且直徑小于5um的油霧顆粒才能順利到達肺泡，并在肺部沉淀，從而對人體造成較大的危害。

三、油霧的危害

金屬切削液油霧的存在使得火災隱患大大增加，同時(shí)在有油霧的地板上滑倒的可能性增加，帶油霧的空氣排出車(chē)間，還會(huì )對環(huán)境造成污染。金屬切削液油霧最大的危害還在于影響接觸它的工人身體健康，工人長(cháng)期暴露在金屬切削液油霧中會(huì )導致疾病、過(guò)敏性皮膚病和惡性腫瘤等疾病，并且可能造成遺傳性影響。

金屬切削液成分復雜，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，惡化原有哮喘的病情，或引起無(wú)哮喘病人的氣道不適。即使油霧濃度僅為0.41～0.55mg/m3，工人長(cháng)期接觸這種油霧仍會(huì )導致慢性支氣管炎、胸部不適和氣道刺激等。早期并沒(méi)有對暴露在金屬切削液油霧中的工人進(jìn)行過(guò)敏性肺炎方面的研究，然而由于近年患過(guò)敏性肺炎的工人數量的激增，長(cháng)期接觸油霧會(huì )導致肺炎這一事實(shí)得到了研究和證實(shí)。同時(shí)有關(guān)數據也顯示金屬切削液油霧對工人肺功能會(huì )產(chǎn)生影響，并且肺功能下降大多都是不可恢復的。

金屬切削液油霧的另一大危害是其致癌的可能性。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。目前，還沒(méi)有針對人類(lèi)進(jìn)行的金屬切削液致癌性方面的研究，雖然對于金屬切削液及其油霧使人致癌傾向仍有爭論，但以動(dòng)物為研究對象的試驗研究則發(fā)現，切削液的油霧能夠導致皮膚瘤/皮膚癌刺瘤、肺癌和胰腺癌。

四、國內外關(guān)于油霧控制的法律法規

由于金屬加工潤滑劑的致病傾向和不可避免地與生產(chǎn)工人的密切接觸，美國政府工業(yè)衛生學(xué)家協(xié)會(huì )(ACGIH)于20世紀60年代初就提出了車(chē)間油霧最高限值為5mg/m3的控制標準。其他一些國家如英國、澳大利亞、比利時(shí)、民主德國、意大利、荷蘭、瑞士也都相繼制定了5mg/m3的金屬加工潤滑車(chē)間油霧限值。日本、芬蘭、瑞典制定了3mg/m3的限值。

1998年，美國國家職業(yè)安全與健康協(xié)會(huì )提出了金屬加工潤滑劑油霧控制限值為0.5mg/m3控制標準，并認為此標準接受了嚴格的審查、討論和實(shí)際應用，被廣大業(yè)主視為一個(gè)合情合理的指導線(xiàn)，隨后被職業(yè)安全與健康管理委員會(huì )金屬加工液標準顧問(wèn)委員會(huì )認可。我國近年來(lái)相繼出臺了許多環(huán)保和職業(yè)保護的法定標準，GBZ1-2002《工作場(chǎng)所有害因素職業(yè)接觸限值》中規定了329種化學(xué)物質(zhì)的最高限量，但是對于普通的生產(chǎn)企業(yè)來(lái)講，很難了解潤滑劑產(chǎn)品中都含有哪些化學(xué)物質(zhì)，即使知道了化學(xué)物質(zhì)的品種，靠工廠(chǎng)去測試空氣中的那么多化學(xué)物質(zhì)也是一件很困難的事情，因此相比之下，測試空氣中油霧濃度更便于操作與控制，我們可以暫時(shí)參考國外0.5mg/m3的限值規定。

五、國內外機加工車(chē)間油霧控制的現狀

控制車(chē)間大氣中的油霧顆粒濃度主要有機械和化學(xué)兩種方法。機械方法包括安裝排風(fēng)扇、油霧捕集器、在機床周?chē)O置防護罩或防濺擋板等同時(shí)為滿(mǎn)足環(huán)保要求，排出的氣體應對油霧進(jìn)行過(guò)濾處理，油霧過(guò)濾器是完成這一任務(wù)的重要設備，質(zhì)量良好的設備油霧捕集率可達到98%以上。曾經(jīng)參與一系列加工車(chē)間項目采用的均是機械油霧凈化方法，采取排風(fēng)罩將加工中心內的油霧就地補集，由風(fēng)機抽到集中的或者單機的油霧凈化器，經(jīng)過(guò)凈化器內特殊的濾料過(guò)濾處理后排放。

排放的方式分為兩種，一種是接至車(chē)間外15m高空排放，滿(mǎn)足規范要求，另一種是在出風(fēng)口增加高效過(guò)濾器直接排到車(chē)間內。目前的油霧凈化器采用有靜電和分離膜等多種方法處理油霧。靜電凈化的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，并通過(guò)電場(chǎng)使帶電粒子在電場(chǎng)力的作用下向放電極運動(dòng)，放電后堆積從而回收，而排出則是潔凈空氣。

靜電凈化器的特點(diǎn)是：裝置的小型化（占地面積與機床控制柜相當），方便配置于任何設備旁邊，適合多臺設備的凈化要求。油霧分離膜過(guò)濾層共有三層，第一層為金屬過(guò)濾網(wǎng)，攔截大顆粒油滴和固體物質(zhì)，第二和第三層為油霧分離膜層，吸附較大顆粒的油滴。

油霧分離膜應用聚合表面活性劑技術(shù)，能快速吸附空氣當中的碳氫化合物（包括脂肪、油污和油脂）、霧狀有機物、機加工油霧、油煙、霉菌、微生物和微粒，并將這些污染物從廢氣中永久地分離出來(lái)。它能降低油滴的接觸角，很容易快速吸附油滴，同時(shí)，不會(huì )堵塞，即使飽和了也基本上不產(chǎn)生壓降。油霧分離膜過(guò)濾層攔截下來(lái)的油滴通過(guò)廢油排放口進(jìn)入集油槽或集油桶?；瘜W(xué)法是采用特殊的低油霧機加工潤滑劑，這里不進(jìn)行深入討論。

七、結論

機加工車(chē)間切削液油霧產(chǎn)生的危害已經(jīng)引起了全世界的充分重視，而設置油煙油霧過(guò)濾系統雖增加了項目投資，但是可以大幅度降低油霧的危害，提高勞動(dòng)安全衛生水平，減少大氣污染物的排放，已經(jīng)成為一種發(fā)展趨勢。我國也應加快相應的工作，制定出對油霧的控制標準，對工程設計和實(shí)施進(jìn)行指導，保護勞動(dòng)者的健康。