管道涂装安全技术是整个管道涂装技术的主要组成部分。涂装前的表面处理,酸化、磷化、重铬酸盐处理,喷砂、喷丸、机械除锈会对人身和环境造成危害。涂装大量使用溶剂型防腐蚀涂料,向大气排放溶剂挥发的有机物(VOC),既污染大气,又易产生火灾、爆炸和中毒事故。
防腐蚀涂料的运输、贮存、配制、涂装操作、干燥成膜过程,以及采用的各种涂装机械设备的噪声超标污染,都要有安全技术做保证。涂装全过程的各项安全技术可概括为防毒、防尘、防火、防爆、防噪声、防静电以及三废治理技术。
1. 防火、防毒安全技术
管道防腐蚀施工中常用各种涂料、溶剂、填料、树脂,多属于易燃、易爆有危险的物质。因此,对施工人员要进行安全教育,要制定严格的施工规程,安全规程和防护措施。施工人员一定要了解材料性能,掌握安全防护技术,熟悉各种溶剂及有害气体粉尘的最大允许浓度,常见中毒症状及其急救方法。
施工现场严禁动火和吸烟,要配置二氧化碳灭火器、防火箱和石棉布等消防器材。
采用防爆型电机和防爆照明灯。在清理现场时,严禁在地上或工作台上喷洒汽油、酒精,如不慎将汽油、酒精洒在地上或工作台上,应用拖布或棉纱擦洗干净,以免造成火灾。
(1)防火、防爆的安全技术。涂料绝大多数是易燃物质,存在着火和爆炸的可能性。因此,为了做好安全生产、保障人身安全、消除火灾隐患,应注意下列事项。
①涂料中的溶剂具有挥发性,易燃、易爆。在施工过程中,由于溶剂在空气中挥发,再与空气混合,当温度达到一定时,遇火种就会引起突然闪光,即闪点。当温度比闪点高时,则引起燃烧;如果与空气混合达到一定比例,遇火星就会引起爆炸。因此,涂料施工现场内,溶剂的蒸发浓度应控制在规定的范围内。贮存涂料和溶剂的桶应盖好,避免溶剂挥发;工作场所应配备排风和排气设备,以减少溶剂蒸气的浓度。
表7—1 为涂料中各种溶剂的闪点和爆炸界限。
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表7-l 溶剂的闪点和爆炸界限
溶剂名称 | 闪点/℃ | 爆炸界限/% | 溶剂名称 | 闪点/℃ | 爆炸界限/% |
苯 | -11 | 1.5~8 | 丁酮 | -7 | 1.8~11.5 |
甲苯 | 4 | 1.3~6.8 | 甲醇 | 0 | 6~36.5 |
醋酸乙酯 | -4 | 2.0~11.5 | 乙醇 | 14 | 3.5~19 |
二甲苯 | 30 | 1.0~5.3 | 丁醇 | 47 | 1.7 |
醋酸丁酯 | 39 | 1.7~15 | 溶剂汽油 | 32 | 1.1~6 |
丙酮 | -16.7 | 2.15~13 | 松节油 | 32 | 0.8 |
②燃烧是一种放热和发光的化学反应。爆炸是瞬间发生的燃烧,同时产生大量的热和气体,并以很大压力向四周扩散的现象。
涂料中的挥发性有机物质(VOC)有易燃性和易爆性,国外通常按有机物质的闪点分为一级易燃品(闪点在28℃以下),二级易燃品(28~45℃)和三级易燃品(闪点在45℃以上)。
根据建筑设计防火规范,按照以上一、二、三级易燃品的分类,涂料的爆炸危险等级根据其闪点相应地分为甲、乙、丙三级。这是以爆炸危险程度分级,与按照毒性大小分级有所不同。
涂料除以闪点作为爆炸危险等级以外,爆炸极限亦是衡量爆炸危险程度的一个指标,此外还有传爆能力、自燃温度等项性能指标。
③涂装作业场所产生爆炸,必须同时具备以下三个条件。
a.涂料中所用溶剂或稀释剂为易燃液体,在涂装过程中将以蒸气或薄雾形式存在。
b.上述物质与空气混合,其浓度在爆炸极限以内。
c.存在足以点燃爆炸性混合物的火花、电弧或过热。
爆炸危险场所的等级划分,按照爆炸危险程度可分为如下三级。
I-0级爆炸性危险场所 在正常情况下,爆炸性混合气体连续地或经常地长时间存在的场所。相当于在较小空间进行连续喷涂(渗透型),而又没有良好的机械通风设备的涂装场所。
I-1级爆炸性危险场所 在正常情况下,有可能积聚形成爆炸性混合气体的场所。对于在高大的厂房内进行间歇式的喷涂,若没有良好的机械通风设施,其易燃易爆物质在厂房内间歇出现,有可能局部积累形成爆炸危险场所。
I-2级爆炸性危险场所 在不正常情况下,有可能短时间形成爆炸性混合气体的场所。如果将涂装作业的场所限制在半密闭或密闭的操作间内,并设置有良好的通风设施,在正常条件下不会形成易爆的混合气体。只有在通风机械突然故障时,才有可能短时间积聚形成爆炸性混合气体的场所。
实际涂装作业间的设计成有限的密闭或半密闭的空间,配置良好的机械通风设备、防火警报系统和防爆电器设备,防止静电,隔绝与远离火源,可以保证涂装作业场所防火防爆、安全生产。
④防火安全措施
a.当燃烧物质刚与明火接触时,可用覆盖物覆盖,以隔绝空气。
b.排除火种 一般施工场所的火种大多数来源于自燃,碰击产生的火花、电气火花、静电等,应注意排除。
c. 自燃 浸有清油、油性涂料或松节油的破布、纱团,如不及时清理而任其堆积,则产生化学反应,产生热量,即“自动加热”过程。如达到燃烧点,则“自动着火”。所以,揩过涂料和溶剂的破布、棉纱,必须放在专用有水的金属桶内,定期予以清理、烧毁。
d.明火 施工中严禁明火,防止冲击发生火花。
e.电气火花 照明灯应有防爆装置。严禁用闸刀开关,配电盘和普通电机。
f.静电 是火种的来源之一,但常被人们所忽视。由于摩擦产生静电引起火灾爆炸,使用溶剂、涂料及施工过程中要注意静电。工作人员要穿防静电服,设备要有接地线,以消除静电。
(2)防毒安全技术。涂料中的各种溶剂大部分有毒,如苯、甲苯、二甲苯、硝基涂料稀释剂、乙醇、丁醇等。甲醇有剧毒,不可单独使用,常与其他溶剂混合使用且用量很少。
溶剂浓度高时,对人体神经有严重刺激和危害,造成抽搐、头晕、昏迷、瞳孔放大等症状。溶剂浓度低时,也有头痛、恶心、疲劳和腹痛等现象。
①为了防止中毒,首先必须严格控制有机物蒸气在空气中的浓度。表7—2列出常见涂料用有机溶剂在空气中的最高允许浓度。
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表7-2 一些有机溶剂在空气中最高允许浓度
有机溶剂 | 最高允许浓度/mg·m-3 | 有机溶剂 | 最高允许浓度/mg·m-3 |
苯 | 50 | 甲醇 | 50 |
甲苯 | 100 | 乙醇 | 1500 |
二甲苯 | 100 | 丙醇 | 200 |
丙酮 | 400 | 丁醇 | 200 |
松香水 | 300 | 戊醇 | 100 |
松节油 | 300 | 醋酸甲酯 | 100 |
二氯乙烷 | 50 | 醋酸乙酯 | 200 |
三氢乙烷 | 50 | 醋酸丙酯 | 200 |
氯苯 | 50 | 醋酸丁酯 | 200 |
溶剂石脑油 | 100 | 醋酸戊酯 | 100 |
部分涂料中含有有毒颜料如红丹、铅铬黄等,这种涂料能引起急性和慢性铅中毒。使用时必须采取防护措施,且以涂刷为宜,不宜用喷涂。
碾磨涂料基料及干颜料时,铅的化合物以尘埃的形式进入气管内,接触时会侵入皮肤内。涂料中的溶剂对人的皮肤有脱脂作用,造成皮肤于燥、开裂、发红,可能引起皮肤病。
②施工现场有害气体、粉尘的最高允许浓度见表7—3,毒性分类见表7—4,防腐施工中常用原料的毒性见表7—5。
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表7-3 施工现场有害气体、粉尘的最高允许浓度
物质名称 | 最高允许浓度/mg·m-3 |
溶剂汽油 | 350 |
硫化氢 | 10 |
二氧化硫 | 15 |
含10以上游离二氧化硅粉尘(石英、石英岩等) | 2 |
含有10以下游离二氧化硅的水泥粉尘 | 6 |
表7-4 毒性分类
毒性分类 | LD50/mg·kg-1 | 毒性分类 | LD50/mg·kg-1 |
极毒性 | 1 | 轻微毒性 | 500~5000 |
高毒性 | 1~50 | 无毒性 | 5000~15000 |
中毒性 | 50~500 | 相对无毒 | 15000以上 |
注:LD50指一次服药后,100只小白鼠死亡1/2的剂量。
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表7-5 防腐施工中常用原料的毒性
原料名称 | 毒性LD50 | 原料名称 | 毒性LD50 |
三乙醇胺 | 24 | 咪唑 | 1000 |
三乙胺 | 460 | 双酚A | 4200 |
乙二胺 | 620 | 苯乙烯 | 5000 |
二乙烯三胺 | 2330 | 乙二醇 | 5500 |
三乙烯四胺 | 4340 | 二缩乙二醇 | 20700 |
苯二甲胺 | 1750 | 环氧树脂 | 5000 |
β-羟基乙二胺 | 4205 | 顺丁烯二酸酐 | 400~800 |
650#聚酰胺树脂 | 1750 | 邻苯二甲酸酐 | 800~1600 |
常用涂料产品的配套稀释剂成分见表7-6。