管道防腐蚀涂装的安全技术.docx
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管道防腐蚀涂装的安全技术
管道防腐蚀涂装的安全技术
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。
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-111.5～8丁酮-71.8～11.5甲苯41.3～6.8甲醇06～36.5醋酸乙酯-42.0～11.5乙醇143.5～19二甲苯301.0～5.3丁醇471.7醋酸丁酯391.7～15溶剂汽油321.1～6丙酮-16.72.15～13松节油320.8
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。
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。
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。
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A4200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5000β-羟基乙二胺4205顺丁烯二酸酐400～800650#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。
表7-6常用涂料产品的配套稀释剂成分
涂料的稀料类别配套的稀释剂成分/％丙酮环已酮乙醇丁醇苯甲苯二甲苯乙酸乙酯乙酸丁酯其他硝基稀料
（1）210452518
（2）16442020（3）810501418硝基静电涂料稀料62782030二丙酮醇13硝基无苯稀料491818氨基稀料
（1）5050
（2）2080（3）1090醇酸稀料50200号溶剂汽油50醇酸无苯稀料200号溶剂汽油、松节油各50过氯乙烯稀料
（1）1056520
（2）266014过氯乙烯无苯稀料81535抽余油62聚氨酯稀料
（1）5050
（2）6040环氧稀料
（1）103060
（2）3070（3）2575丙烯酸稀料
（1）5.52216.5适量
（2）30155适量（3）3040适量 涂料产品中使用有机溶剂品种及其毒性。
苯对人体危害表现为急性中毒、白细胞减少、再生障碍性贫血以及白血病等。
为防止中毒事件发生，保证涂装作业工人身体健康，一方面少用苯及其同系物溶剂，另一方面要保证良好的机械通风，减少VOC蒸气在空气中浓度。
皮肤有伤口，不要直接接触苯类溶剂。
涂装作业要在喷涂室内进行，喷涂室要按“工业企业设计卫生标准”要求进行设计尽量隔离操作和实行仪表自动化控制。
③防腐施工中为减少中毒或过敏，采用措施如下。
a．操作人员在使用溶剂稀释各种涂料以及喷涂时，必须戴好口罩和防护帽，防止溶剂蒸汽挥发吸入；并戴好手套，穿好工作服和胶靴，不让溶剂触及皮肤。
施工时，工作人员应在袒露处如手、脸搽雪花膏或凡士林，工作后，用肥皂洗手洗脸，要经常洗淋浴。
b．有些人对大漆、酚醛等涂料过敏，重者皮肤红肿。
若皮肤已破裂发痒，可用2％稀氨水或10％碳酸钾水溶液擦洗，或用5％硫代硫酸钠水溶液擦拭，并应立即就诊治疗。
同时要尽可能调换他们的工作岗位。
c．通风、排风降低有害物质的浓度，在允许的浓度下工作。
d．在保证施工质量的前提下，选择低毒、无毒的原料代替高毒物。
e.与有害物质隔离，工作时戴胶皮手套、眼镜，防毒口罩要经常更换活性炭。
（3）防腐蚀涂装中的“三废”治理。
涂装中有机物质的排放大大超标，对大气造成严重污染，引起国内外的普遍重视，先后颁布了一系列防止涂装污染的法令和法规，严格限制有机物质的排放。
为了符合环保要求，一方面开发治理涂装中“三废”的新方法，另一方面开发与推广低污染与无污染的涂料，如水性、高固体含量、无溶剂、粉末等涂料品种。
防腐蚀涂料涂装过程“三度”的治理方法如下。
①涂装废气和漆雾治理用喷涂等涂装方法连续作业时有大量有机物质产生，在干燥成膜过程中尤其是烘干过程中，有机溶剂挥发蒸气更集中。
不少涂料产品是以二甲苯为稀释剂的，由烘烤这类涂料的涂装工件的烘干炉（或烘道）排出气体的抽样分析，结果表明二甲苯浓度高达6000～8000mg／m3，从双旋杯同时喷涂的静电喷涂室内排出气体，抽样分析表明，二甲苯浓度高达1200～2000mg／m3。
如果直接排放到大气中将造成严重的大气污染。
居民区大气中二甲苯的最高允许浓度为0．3mg／m3。
因此，必须对涂装作业中排放出来的漆雾和废气进行治理。
治理涂转废气和漆雾的常用方法有活性炭吸附法、燃烧法、洗涤吸收法。
a．活性炭吸附法活性炭吸附装置由预处理设备、吸附罐、后处理设备和控制系统四部分组成。
其工艺流程为，过滤→抽风→冷却→吸附→解析→冷却回收。
即将有机溶剂挥发气体经过滤、抽风、冷却后送入吸附罐内，通过活性炭层，直至饱和；再以一定压力的工业蒸气处理饱和的活性炭，使之解析出被吸附的溶剂蒸气；然后和水蒸气混合经冷却、分层、回收。
b．燃烧法
催化燃烧法，将含有涂装废气和漆雾的气体加热至200～300℃，通过触媒层，进行氧化反应。
这样可以在较低温度下燃烧，热能消耗小，适用于高浓度、小风量的涂装废气。
直接燃烧法，即将含有有机溶剂的气体加热至700～800℃使其直接燃烧，进行氧化反应，分解为二氧化碳和水。
燃烧时要另外加入燃料，余热可以利用，也适宜于处理高浓度、小风量的涂装废气。
c．洗涤吸收法洗涤吸收法与活性炭吸附法和燃烧法相比，有占地面积少和一次投资费用省的优点。
溶剂废气是气相，从处理塔下部进入，吸收液经液泵打至塔顶自上而下喷淋，进行气液相传质吸收。
洗涤吸收可分为物理吸收和化学吸收两大类。
可根据废气中不同组分选择吸收剂（液），这种方法适宜于涂装废气中溶利蒸气浓度范围较大时对其废气的净化。
一台直径为800mm、高度为5m的斜孔板塔可治理涂装废气量4000m3／h，治理效率达60％。
②水质污染的治理涂装前表面处理的酸洗产生的废水中含有硫酸、硫酸亚铁和其他杂质；磷化、钝化中排放的废水中含有溶剂、树脂、颜料、重金属、填料、乳化剂及其他污染物。
只有经过净化，才能符合国家排放标准。
对涂装前表面处理和涂装过程中产生的工业废水要求进行三级处理。
a．一级处理用机械方法或简单化学方法进行的预处理，可使废水中悬浮物或胶状物沉淀下来，并能初步中和酸碱度。
b．二级处理主要目的是解决可分解或氧化的有机溶解物或部分悬浮固体的污染问题，常采用生化处理{活性污泥法）或添加凝聚剂使固体悬浮物凝聚分离，二级处理能极大地改善水质，大部分可以达到排放标准。
c．三级处理亦称深度处理。
主要是用来对付难以分解的有机物和溶液中的无机物，处理方法有活性炭吸附、离子交换、电渗析、反渗透和化学氧化等。
通过三级处理可使废水水质达到工业废水排放标准。
2．粉末喷涂的安全技术
粉末涂料不存在溶剂型涂料的配料、运输、贮存、使用中的安全问题。
但粉末涂料具有微细粉末状的特点，所以存在粉尘污染、粉尘爆炸安全问题。
粉末涂料喷涂施工，主要采取高压静电喷涂法，高压静电也存在安全问题。
（1）粉末涂料喷涂安全问题。
粉末涂料以可燃性高分子化合物为主，粒度为20～90μm粉末状物质。
在空气中粉末涂料浓度达到一定程度，遇到火花容易发生粉尘爆炸事故。
高压静电粉末涂料喷枪短路，容易发生着火和粉尘爆炸事故。
一般有机和高分子化合物的粉尘爆炸与粉尘的粒度、形状和组成有关系，粉尘的粒度越小越容易引起爆炸；球型粒子的比表面积小，比其他形状的粒子不容易爆炸；在粉末涂料组成中有阻燃效果的卤素化合物，那么爆炸灵敏度就有所降低。
粉末涂料的粉尘爆炸也需要一定的条件，例如粉末涂料有一定粉尘浓度，还要有明火或火花等条件，只要控制好这些条件，避免着火和粉尘爆炸是完全可能的。
粉末涂料的一些特性参数见表7—7。
从表中看出，丙烯酸粉末涂料的着火温度比环氧粉末涂料高。
一般着火温度是指粉末引起着火时的最低表面温度，着火温度越高越安全。
最低着火能量是衡量粉末涂料着火的难易程度，最低着火能量越高越不容易着火。
粉末涂料和空气混合物爆炸的危险性，可用空气中允许的粉尘浓度来表示，其浓度越大安全性越高。
表7-7粉末涂料的一些特性参数
项目环氧粉末涂料丙烯酸粉末涂料着火温度/530541着火灵敏度3.60.36最低着火能/J0.210.35粉尘爆炸极限浓度/g·m-33050粉尘爆炸性指数7.60.17粉尘爆炸激烈程度2.10.46粉尘爆炸最大压力/kPa764.9637.4粉尘爆炸大压力上升速度/MPa·s-10.2510.066粉尘爆炸程度强冲
在粉末喷涂中，尤其是静电粉末喷涂时，使用高压静电喷枪，当喷枪和被涂物距离太近时，容易短路产生电火花，而电火花的温度高达上千度。
如果粉末涂料瞬间受到这样高的温度，就会容易引起燃烧，甚至带来火灾。
特别是使用含金属粉的粉末涂料时，涂料的电阻小，更容易产生电火花。
在粉末喷涂施工中，操作人员总要以各种方式接触粉末涂料，而且在喷涂施工中，由于各种原因触摸或呼吸到粉末涂料的粉尘。
在使用粉末涂料时，为操作工人的健康，了解粉末涂料的毒性问题是必要的。
在粉末涂料中常用树脂、固化剂和粉末涂料的LD50值见表7—8。
表中数据说明，粉末涂料用树脂几乎投有毒性。
有些固化剂单独使用有毒性，但是制成粉末涂料以后，毒性明显降低或者没有毒性了。
虽然粉末涂料没有明显的毒性，但是对眼睛和皮肤有一定的刺激作用，为保证操作人员的健康也应该引起注意。
表7-8粉末涂料中常用树脂、固化剂和粉末涂料的LD50值
树脂、固化剂和粉末涂料LD50值/mg·kg-1树脂、固化剂和粉末涂料LD50值/mg·kg-1双酚A型环氧树脂>150002-甲基咪唑1400羟基聚酯树脂>15000封闭型异氰酸酯>20000羧基聚酯树脂>15000异氰脲酸三缩水甘油酯300～1100环氧基丙烯酸树脂>16000双氰胺环氧粉末涂料>3000癸二酸>7000聚氨酯粉末涂料>15000双氰胺400～3000丙烯酸粉末涂料>15000
（2）粉末涂料喷涂安全措施
①粉末喷涂生产线的所有设备都要做好接地，防止高压静电积累引起电火花。
②保证故涂物和挂具的良好接触，防止接触不好引起电火花，同时也避免被涂物掉下来碰撞地板或喷粉室产生电火花。
③喷粉室的设计要有泄压口，以便当产生粉尘爆炸时保证有足够的泄压口，从而减少破坏。
④保持喷粉室的良好通风，使喷粉室内粉尘浓度始终要控制在粉尘爆炸极限浓度以下。
⑤静电粉末喷涂时，喷枪和被涂物之间保持安全的距离，以免产生电火花引起粉末涂料着火或粉尘爆炸，特别是喷涂含金属粉粉末涂料时，更要注意安全。
⑥在粉末喷涂车间不能用明火，不能穿钉子鞋，也不能吸烟。
⑦喷粉室内的回收粉末涂料要及时处理，防止一旦喷粉室着火时带来新的危害。
⑧喷粉室和粉末涂料回收系统之间要安装安全闸门，当喷粉室着火时立即关闭安全闸门，防止火灾蔓延到粉末涂料回收系统。
⑨加强对职工的安全教育，以防为主，当出现问题时能及时采取有效措施。
⑩生产车间要准备好必要的灭火器材。
只要生产操作人员掌握好粉末喷涂施工中的安全常识，设备完善，管理严格，那么安全生产是有保证的。
在粉末喷涂中，静电粉末喷涂施工法用得最多，所用的高压静电是30～100kV，虽然有自动断电保护装置，短路时电流又比较小，对人体不会带来损伤，但不同人的静电感应效应不一样。
为保护人身健康，应采取以下安全措施。
①为了使操作人员身上的静电尽快消除，静电粉末喷涂人员手工喷涂时，不要戴绝缘手套和穿绝缘鞋，也不能站在绝缘板上面操作。
②停止静电粉末喷涂操作时，尽量使喷枪头跟接触物接触，尽快消除喷枪上的残留电荷。
③当接触停止喷涂的自动静电粉末喷枪时，必须先接触接地的金属导线，使它释放出残留电荷。
④操作人员最好穿防静电工作服和戴防静电工作帽，并及时消除静电荷。
要戴上必要的防尘口罩和防护手套，防止粉末涂料接触操作人员的皮肤或吸进呼吸道。
⑤操作人员不要随便摸施加电压的静电粉末喷枪，也不要对着别人。
⑥保证粉末喷涂生产线各部分，例如喷粉室、粉末回收系统、供粉系统的密闭性，防止粉末涂料外泄造成环境污染。
⑦在喷粉室通风量的设计和喷枪喷粉量的控制上，防止粉末涂料向喷粉室外溢出。
⑧保持生产车间的通风换气，保证生产环境的清洁。
⑨下班及时洗净脸和手，防止粉末涂料刺激皮肤引起炎症。
⑩定期检查操作人员的身体，加强劳动保护和安全卫生教育。
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