Смазочно-охлаждающие жидкости (СОЖ) широко используются во многих отраслях промышленности. Эти жидкости используются при резке, механической обработке и шлифовке металлических деталей для охлаждения и смазки инструментов и заготовок, смывания удалённого металла, продления срока службы инструмента и предотвращения коррозии заготовки.
СОЖ часто представляют собой сложные смеси нескольких опасных ингредиентов, включая масла и другие смазочные материалы, моющие средства, поверхностно-активные вещества, биоциды, антикоррозионные агенты и другие добавки.
Дополнительные опасности могут возникать при использовании, если жидкости загрязняются маслами, обезжиривающими средствами или другими химическими продуктами, используемыми на производстве. Температура и давление трения, в месте контакта инструмента, заготовки и СОЖ, могут частично преобразовать некоторые добавки в нитрозамины, сильнодействующие канцерогены для человека.
Кроме того, СОЖ на водной основе, в частности, обеспечивают хорошую среду для роста плесени и бактерий. Хотя риск прямой инфекции невелик, контакт с этими организмами или эндотоксинами, которые они производят, может вызвать заболевание или аллергическую чувствительность.
Тысячи российских рабочих, занятых в обрабатывающей промышленности, подвергаются воздействию этих жидкостей. Воздействие некачественных СОЖ связано с некоторыми респираторными заболеваниями, кожными заболеваниями и различными видами рака. В этой статье обсудим эти опасности и предложим способы защиты работников.
Прежде всего, кратко расскажем о классификации СОЖ и их использовании.
Классификация СОЖ
СОЖ сгруппированы в 4 вида в зависимости от их состава:
- Масла изготавливаются из высокоочищенных масел. Вместо масел на нефтяной основе или в дополнение к ним можно использовать животные, растительные или синтетические масла. Натуральные масла могут содержать или не содержать присадки, улучшающие рабочие характеристики. Эти жидкости не разбавляют водой.
- Растворимые масла. Эти жидкости представляют собой базовые масла (от 30 до 85 процентов) с эмульгаторами (которые позволяют маслу смешиваться с водой) и другими добавками. Для использования растворимые масла разбавляют водой от 5 до 40 частей.
- Полусинтетика. Эти жидкости содержат меньше натуральных масел, чем растворимые (от 5 до 30 процентов), а также содержат дополнительные эмульгаторы и присадки, улучшающие рабочие характеристики. Полусинтетические концентраты обычно разбавляют водой от 10 до 40 частей.
- Синтетика. Синтетические СОЖ не содержат масел на основе нефти. Простая синтетика содержит присадки, обеспечивающие коррозионную стойкость и отвод тепла. Они также могут содержать синтетические смазочные материалы. Синтетические концентраты обычно разбавляют 10-40 частями воды для использования.
Все 4 класса СОЖ могут содержать различные добавки для повышения эффективности, включая:
- биоциды;
- эмульгаторы;
- моющие средства;
- поверхностно-активные вещества;
- антизапотевающие, пеногасящие и противосварочные агенты;
- добавки для контроля pH.
Доставка и использование
СОЖ доставляются к месту работы насосом и распыляются или заливаются на инструмент и заготовку. В небольших операциях жидкость обычно стекает в отдельный отстойник, расположенный возле каждого станка или обрабатывающего центра, где она фильтруется и перекачивается заново к месту работы.
На более крупных предприятиях часто используется центральная система, которая подаёт жидкость по трубопроводу к каждой машине, а желоба в полу возвращают использованную жидкость в центральный резервуар.
Применение СОЖ может создавать взвешенные в воздухе туманы, они могут образовываться механически путём распыления или при контакте с быстро вращающимися инструментами, деталями.
Высокоскоростная резка и механическая обработка также могут создавать тепловой пар СОЖ в точке работы, который затем конденсируется с образованием тумана в более прохладном окружающем воздухе.
Воздействие СОЖ на здоровье
Рабочие подвергаются воздействию СОЖ при вдыхании тумана или паров или при прямом контакте с кожей. Вероятность воздействия воздушно-капельным путём зависит от количества образующегося тумана, ограждения рабочего места и местной вытяжной вентиляции.
Контакт СОЖ с кожей может произойти, когда оператор настраивает и обслуживает станок, наполняет резервуары, устанавливает или снимает детали, меняет режущие инструменты.
Многие ингредиенты СОЖ раздражают кожу и/или дыхательные пути. Рабочие, постоянно подвергающиеся воздействию СОЖ, подвержены кожным заболеваниям, астме и другим респираторным заболеваниям, а также, возможно, некоторым видам рака. Сообщалось также о неблагоприятных раздражающих эффектах для глаз и слизистых оболочек.
Кожные заболевания
Рабочие, подвергающиеся воздействию СОЖ, часто страдают кожными заболеваниями. Как правило, СОЖ, состоящие из натуральных масел, вызывают воспаление волосяных фолликулов на кистях и предплечьях (фолликулит), жирные угри и кератозы.
Полусинтетические, синтетические и растворимые смазочно-охлаждющие жидкости вызывают контактно-раздражающий дерматит и/или аллергический контактный дерматит.
Высокая частота кожных заболеваний у рабочих, использующих СОЖ, указывает на то, что многие рабочие восприимчивы к раздражающим и сенсибилизирующим свойствам жидкостей на водной основе. Хотя эти кожные заболевания редко бывают серьёзными, многие работники продолжают работать с СОЖ до тех пор, пока ситуация не станет настолько серьёзной, что они будут вынуждены проходить длительное лечение.
Респираторные расстройства
Воздействие аэрозолей СОЖ на рабочих вызывает многочисленные респираторные эффекты, в том числе гиперчувствительный пневмонит (ГП), астму, раздражение дыхательных путей, хронический бронхит и, иногда, нарушение функции легких.
Астма, вызванная СОЖ, обычно связана с воздействием химических веществ СОЖ, которые, как известно, являются аллергическими сенсибилизаторами. Однако, даже при отсутствии известных сенсибилизирующих агентов астма, вызванная СОЖ, может возникать у рабочих из-за раздражающего характера СОЖ.
Большинство случаев ГП регистрируют рабочие, подвергшиеся воздействию аэрозолей СОЖ, содержащих большое количество воды. Предполагается, что причиной большинства зарегистрированных случаев ГП являются микробные агенты или их токсины.
Рак
Имеющиеся данные свидетельствуют о том, что хроническое воздействие некоторых СОЖ связано с повышенным риском развития рака гортани, поджелудочной железы, кожи, прямой кишки, мошонки и мочевого пузыря.
Возникновение рака после воздействия канцерогенного агента может занять 20 и более лет. Поэтому трудно установить причинно-следственную связь между конкретным ингредиентом СОЖ и возникшим заболеванием.
В последнее время ведущими производителями (и Zeller+Gmelin в их числе) предприняты серьёзные усилия по исключению из СОЖ химических веществ, которые, как известно, вызывают рак. Примерами могут служить очистка прямых масел для удаления многоядерных ароматических углеводородов и сокращение использования химических веществ, способствующих образованию нитрозаминов.
Химические изменения в рецептурах СОЖ, нацелены на снижение будущих случаев рака у рабочих, подвергшихся воздействию СОЖ. Тем не менее, новые химические вещества, используемые при производстве СОЖ, могут представлять новую опасность рака через десятилетия. Поэтому важно максимально снизить воздействие аэрозолей СОЖ на работников.
Оценка воздействия СОЖ
Воздействие можно оценить путём отбора проб концентраций масляного тумана или пыли за всю смену в зонах дыхания операторов машин, а также работников по наладке и техническому обслуживанию. Отбор проб также может быть полезен при оценке эффективности вентиляции и других технических средств контроля.
Контроль воздействия СОЖ на рабочих
Поскольку использование СОЖ необходимо для производства деталей, необходимо контролировать вредное воздействие на рабочих.
Некоторые характеристики сегодня лучше, чем когда-либо прежде, из-за изменений в химическом составе СОЖ. Например, СОЖ на нефтяной основе проходят более глубокую очистку, чем несколько десятилетий назад, тем самым уменьшая или исключая полициклические ароматические углеводороды и другие ароматические соединения, многие из которых предположительно являются канцерогенами.
Однако долговременное воздействие на здоровье новых химических составов может быть не до конца изучено. Довольно распространенным компонентом синтетических и других СОЖ на водной основе является химическая группа, называемая этаноламинами.
Эти химические вещества раздражают кожу и могут вызывать дерматиты у многих рабочих. Некоторые этаноламины сами по себе считаются канцерогенами; при определённых условиях эксплуатации они могут превращаться в нитрозамины, известные как канцерогены.
За последние несколько десятилетий произошёл переход от использования чистых масел к использованию синтетических или полусинтетических СОЖ по мере увеличения скорости инструмента. В то же время технологические достижения в области промышленного проектирования и техники безопасности обеспечили лучшую вентиляцию для процессов металлообработки. В результате исследования показывают, что воздействие переносимых по воздуху СОЖ неуклонно снижается с середины 1970-х годов.
Однако эти тенденции могут повернуть вспять. По мере роста затрат на энергию заводы стремятся стать более энергоэффективными. В результате появляется экономический стимул для сокращения общей вентиляции.
Кроме того, некоторые компании, заботящиеся о затратах, сократили свой обслуживающий персонал. Без регулярного профилактического обслуживания некоторые системы местной вытяжной вентиляции могут перестать функционировать должным образом.
Группировка производственных функций в ячейки, в которых один рабочий управляет несколькими обрабатывающими или распиловочными станками, например, может привести к чрезмерной нагрузке на местные вытяжные системы. Помимо негативного воздействия на системы вентиляции, усилия по сокращению затрат могут отрицательно сказаться на обслуживании кожухов машин, защите от брызг и даже на поддержании качества охлаждающей жидкости.
Инженерный контроль
Наиболее эффективным средством контроля воздействия СОЖ на рабочих является использование технических средств контроля. Очевидным вариантом является использование менее опасных СОЖ от зарекомендовавшего себя производителя. Такого как немецкий завод Zeller+Gmelin.
Выбор СОЖ должен основываться как на производительности СОЖ, так и на связанных с ними опасностях. Для каждой машины необходимо выбрать соответствующую смазочно-охлаждающую жидкость, а метод нанесения должен быть выбран таким образом, чтобы свести к минимуму образование тумана.
Воздействие на сотрудников также можно контролировать с помощью местной вытяжной вентиляции. Правильно спроектированная система вентиляции может почти полностью устранить опасности, создаваемые переносимыми по воздуху туманами СОЖ. Местные вытяжные системы вентиляции следует периодически проверять, чтобы убедиться, что они работают в соответствии с проектом. Вокруг высокоскоростных станков для резки следует установить брызговики или кожухи для защиты операторов.
Административный контроль
Административный контроль — это изменения в рабочих процедурах, которые уменьшают или устраняют опасности на рабочем месте. Административный контроль включает улучшения в обслуживании и обращении с СОЖ, а также обучение сотрудников принципам бережливого производства.
Концентрации синтетических, полусинтетических и водорастворимых СОЖ должны поддерживаться на уровне, рекомендованном производителем или поставщиком охлаждающей жидкости. Концентрацию обычно измеряют рефрактометром.
Насколько это возможно, система охлаждающей жидкости должна быть очищена от масляных загрязнений. Источниками масляных конденсатов являются антикоррозийные масла, наносимые на детали, вытекающие гидравлические масла из машин, масла для коробок передач, смазка подшипников и т. д.
Масла могут забивать насосы и фильтры охлаждающей жидкости, влияя на эффективную подачу СОЖ к месту эксплуатации.
Многие компании используют оборудование, предназначенное для переработки СОЖ и удаления масел. Эти машины обычно включают в себя непрерывно движущийся ремень или колесо, которое снимает масло с поверхности отстойника охлаждающей жидкости.
Биоциды используют для предотвращения роста бактерий, но иногда они не могут остановить рост бактерий. Охлаждающие жидкости с сильным биологическим загрязнением следует заменить и утилизировать.
Центральные системы в которых один большой объём СОЖ распределяется насосами и трубопроводами по нескольким станкам, могут быть подвержены разливам или утечкам, например, при операциях обезжиривания. Особое внимание следует уделить тому, чтобы любые разливы или утечки масла из механизмов не могли попасть обратно в центральную систему. Использование маслопоглощающих прокладок вокруг оборудования может помочь справиться с этой проблемой.
Обучение персонала
Работодатели должны разработать программы обучения технике безопасности и охране здоровья, чтобы обучить как операторов машин, так и обслуживающий персонал правильному обращению с различными СОЖ.
Обучение работников должно включать все элементы информирования об опасностях:
- Методы и наблюдения, которые можно использовать для обнаружения присутствия или выброса опасного химического вещества в рабочей зоне.
- Физическая опасность и опасность для здоровья химических веществ.
- Меры, которые работники могут предпринять, чтобы защитить себя от этих опасностей, включая надлежащие методы работы, средства индивидуальной защиты (СИЗ) и надлежащую личную гигиену.
Средства индивидуальной защиты
СИЗ необходимы, когда инженерный и административный контроль не полностью устраняет опасности на рабочем месте. Средства индивидуальной защиты следует использовать для уменьшения или устранения контакта с кожей, насколько это возможно. СИЗ оператора станка должны включать лицевые щитки или очки от брызг, защитные перчатки, рукава и фартуки от брызг, чтобы защитить кожу от контакта с СОЖ. Обслуживающий персонал, работающий с концентрированными хладагентами и/или биоцидами, также должен носить эти СИЗ при работе с химикатами.
Паспорт безопасности и предупредительные этикетки для СОЖ содержат информацию о надлежащих СИЗ, которые следует использовать при работе с продуктом или его использовании. Необходимо следовать рекомендациям MSDS, и можно связаться с поставщиком средств защиты для получения рекомендаций о том, какой материал СИЗ обеспечивает наилучшую химическую стойкость к используемым СОЖ.
Ношение перчаток может быть неприемлемо для некоторых операций, особенно если вращающееся оборудование может зацепить перчатки оператора и нанести серьезную травму. В этих случаях некоторые работодатели предпочитают использовать защитные кремы. Однако эффективность этих кремов ограничена, и следует строго следовать инструкциям производителя.
Защита органов дыхания
Не следует полагаться на средства защиты органов дыхания, за исключением тех случаев, когда все другие меры по контролю воздействия оказались безуспешными или если технические меры, такие как вентиляция, должны быть временно прерваны. От обслуживающего персонала может потребоваться использование средств защиты органов дыхания при смешивании СОЖ.
Сотрудники, использующие респираторы, обязаны участвовать в программе защиты органов дыхания, включая медицинское освидетельствование и обучение.
Личная гигиена
Следует поощрять работников регулярно очищать загрязненную кожу мягким мылом, чистой водой и мягкими полотенцами.
Проверку повреждений кожи с помощью аппаратуры под влиянием и воздействием смазочно-охлаждающих жидкостей стоит проводить с помощью TEWL-метода.
Сильно загрязненную одежду следует снять перед уходом сотрудника с рабочего места.
Медицинский мониторинг
В некоторых случаях может возникнуть необходимость в организации программы активного медицинского наблюдения за лицами, подвергшимися воздействию СОЖ. Целью программы медицинского наблюдения является как можно более раннее выявление лиц, у которых развиваются симптомы состояний, связанных с воздействием СОЖ, включая астму, ГП и дерматит.
Раннее выявление состояний, связанных с СОЖ, позволит работникам контролировать воздействие. Это сводит к минимуму риск развития повторяющихся проблем, таких как острая астма и контактный дерматит, или хронических заболеваний, таких как необратимое нарушение функции легких и аллергический контактный дерматит.
О случаях дерматита и неблагоприятных респираторных симптомах должны сообщать все работники, подвергшиеся воздействию СОЖ, и должны вестись точные и подробные записи.
Смазочно-охлаждающие жидкости необходимы для многих операций по изготовлению деталей. Тщательный выбор, использование и техническое обслуживание жидкостей и систем обращения с жидкостями, а также надлежащее применение технических средств контроля, административного контроля и средств индивидуальной защиты минимизируют воздействие на рабочих этих потенциально опасных материалов.
