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81. 電器設備

章節編輯: NA史密斯


目錄

表格和數字

概況
NA史密斯

鉛酸電池製造
巴里·P·凱利

電池
NA史密斯

電纜製造
大衛·A·奧馬利

電燈管製造
阿爾伯特·齊林斯基

家用電器製造
NA 史密斯和 W. 克洛斯特

環境和公共衛生問題
皮特曼,亞歷山大

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1. 普通電池的組成
2. 製造:家用電器

人物

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星期三,三月16 2011 18:51

概況

行業概況

電氣設備包括廣泛的設備領域。 不可能包含所有設備項目的信息,因此本章將僅限於涵蓋一些主要行業的產品。 此類設備的製造涉及許多過程。 本章討論從事電池、電纜、電燈和一般家用電氣設備製造工作的人員可能遇到的危險。 它專注於電氣設備; 本章詳細討論了電子設備 微電子和半導體.

行業的演變

電磁感應的開創性發現對當今龐大的電氣工業的發展起到了重要作用。 電化學效應的發現導致電池的發展,作為使用直流系統從便攜式電源為電氣設備供電的一種方式。 隨著依賴主電源供電的設備的發明,需要一個輸電和配電系統,這導致引入了柔性電導體(電纜)。

早期形式的人工照明(即碳弧和氣體照明)被燈絲燈(最初使用碳燈絲,約瑟夫·斯旺於 1879 年 XNUMX 月在英國展出)所取代。 在第二次世界大戰爆發之前,白熾燈在家庭、商業和工業應用中享有前所未有的壟斷地位,在這個階段引入了熒光燈。 其他形式的放電照明,所有這些都依賴於電流通過氣體或蒸汽,隨後被開發出來並在商業和工業中有各種應用。

許多領域(例如,視聽、取暖、烹飪和製冷)的其他電器也在不斷開發,並且此類設備的範圍也在增加。 這是典型的衛星電視和微波爐的介紹。

雖然原材料的可用性和可及性對工業的發展有重大影響,但工業的位置不一定由原材料來源的位置決定。 原材料通常在用於組裝電器和設備之前由第三方進行加工。

勞動力的特徵

現在在該行業工作的人所擁有的技能和專業知識與早年勞動力所擁有的不同。 用於生產和製造電池、電纜、燈具和家用電器的設備高度自動化。

在許多情況下,目前從事該行業的人需要專門培訓才能開展工作。 團隊合作是該行業的一個重要因素,因為許多過程都涉及生產線系統,其中個人的工作取決於其他人的工作。

越來越多的電器生產製造過程依賴於某種形式的計算機化。 因此,員工必須熟悉計算機技術。 這可能不會給年輕員工帶來任何問題,但年長員工可能之前沒有任何計算機使用經驗,他們很可能需要接受再培訓。

該行業的經濟重要性

一些國家比其他國家從電器和設備行業中受益更多。 對於獲得原材料的國家以及組裝和/或建造最終產品的國家,該行業具有重要的經濟意義。 組裝和建造在許多不同的國家進行。

原材料沒有無限的可用性。 廢棄的設備應盡可能重新使用。 然而,回收那些可以重新使用的廢棄設備部件所涉及的成本最終可能會令人望而卻步。

 

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星期三,三月16 2011 18:52

鉛酸電池製造

鉛酸電池的第一個實用設計由 Gaston Planté 於 1860 年開發,此後產量持續穩步增長。 汽車電池代表了鉛酸技術的主要用途,其次是工業電池(備用電源和牽引力)。 全球一半以上的鉛產量用於電池。

與其他電化學對相比,鉛酸電池的低成本和易於製造應確保未來對該系統的持續需求。

鉛酸蓄電池的正極是過氧化鉛(PbO2) 和高表面積海綿狀鉛 (Pb) 的負電極。 電解液是一種硫酸溶液,比重在 1.21 到 1.30 之間(重量百分比為 28 到 39%)。 放電時,兩個電極都轉化為硫酸鉛,如下所示:

製造工藝

工藝流程圖(圖1)所示的製造工藝描述如下:

圖 1. 鉛酸電池製造工藝

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氧化物製造: 氧化鉛是通過以下兩種方法之一從生鉛(來自熔煉爐的大量鉛)中製造的——巴頓罐或研磨工藝。 在 Barton Pot 工藝中,將空氣吹過熔融鉛以產生細小的鉛滴流。 液滴與空氣中的氧氣反應形成氧化物,氧化物由鉛芯和氧化鉛 (PbO) 塗層組成。

在碾磨過程中,固體鉛(尺寸範圍從小球到完整的鉛)被送入旋轉磨機。 鉛的翻滾動作產生熱量,鉛的表面氧化。 當顆粒在滾筒中滾動時,表面的氧化物層被去除,以暴露出更乾淨的鉛以進行氧化。 氣流將粉末帶到袋式過濾器,並在那裡收集。

網格製作: 板柵主要通過鑄造(自動和手動)生產,或者,特別是對於汽車電池,由鍛造或鑄造鉛合金膨脹而成。

粘貼: 電池糊是通過將氧化物與水、硫酸和一系列專有添加劑混合製成的。 用機器或手工將糊狀物壓入網格中,板通常在高溫烘箱中快速乾燥。

將粘貼好的板材存放在嚴格控制溫度、濕度和時間的烘箱中進行固化。 漿料中的游離鉛會轉化為氧化鉛。

成型、切板、組裝: 電池板以兩種方式之一經歷電形成過程。 在槽化成過程中,將極板放入大容量的稀硫酸浴中,並通過直流電形成正極板和負極板。 乾燥後,極板被切割並組裝成電池盒,它們之間有隔板。 相同極性的極板通過將極板接線片焊接在一起來連接。

在jar formation中,極板在組裝成電池盒後進行電成型。

職業健康危害和控制

領導

鉛是與電池製造相關的主要健康危害。 主要接觸途徑是吸入,但如果對個人衛生注意不夠,攝入也會造成問題。 接觸可能發生在生產的所有階段。

氧化鉛製造具有潛在的危險性。 通過自動化過程來控制暴露,從而使工人遠離危險。 在許多工廠中,該過程由一個人操作。

在柵格鑄造中,通過使用局部排氣通風 (LEV) 以及鉛罐的恆溫控制(鉛煙排放量顯著增加到 500 C 以上),最大限度地減少了鉛煙的暴露。 在熔融鉛頂部形成的含鉛浮渣也會引起問題。 浮渣中含有大量非常細小的灰塵,處理時必須格外小心。

傳統上,粘貼區域會導致高鉛暴露。 這種製造方法通常會導致鉛漿濺到機器、地板、圍裙和靴子上。 這些飛濺物變乾並產生空氣中的鉛塵。 控制是通過保持地板永久濕潤並經常用海綿擦拭圍裙來實現的。

其他部門(成型、板材切割和組裝)的鉛暴露發生在處理乾燥、多塵的板材時。 LEV 以及適當使用個人防護設備可最大限度地減少接觸。

許多國家/地區都制定了限制職業暴露程度的立法,並且存在空氣中鉛和血鉛水平的數值標準。

通常會僱用一名職業衛生專業人員從暴露的工人身上採集血樣。 血液檢測的頻率可以從低風險工人每年一次到高風險部門(例如,粘貼)的每季度一次。 如果工人的血鉛水平超過法定限值,則該工人應停止接觸鉛的任何工作,直到血鉛水平降至醫療顧問認為可接受的水平。

鉛的空氣採樣是對血鉛檢測的補充。 個人而非靜態抽樣是首選方法。 由於結果的固有可變性,通常需要大量的空氣中鉛樣品。 在分析數據時使用正確的統計程序可以提供有關鉛來源的信息,並可以為改進工程設計提供基礎。 定期空氣採樣可用於評估控制系統的持續有效性。

允許的空氣中鉛濃度和血鉛濃度因國家/地區而異,目前範圍為 0.05 至 0.20 mg/m3 和 50 至 80 毫克/分升分別。 這些限制有持續下降的趨勢。

除了正常的工程控制之外,還需要採取其他措施來最大程度地減少鉛暴露。 在任何生產區域都不應進食、吸煙、飲水或嚼口香糖。

應提供合適的洗滌和更衣設施,使工作服與個人衣物和鞋類分開存放。 洗滌/淋浴設施應位於清潔區和臟區之間。

硫酸

在化成過程中,極板上的活性物質轉化為 PbO2 在正極和 Pb 在負極。 當極板充滿電時,地層電流開始將電解質中的水離解為氫氣和氧氣:

正:        

負:      

放氣產生硫酸霧。 牙齒腐蝕曾一度是編隊區工人的普遍特徵。 電池公司傳統上僱用牙醫服務,而且許多公司繼續這樣做。

最近的研究(IARC 1992)表明暴露於無機酸霧(包括硫酸)與喉癌之間可能存在聯繫。 該領域的研究仍在繼續。

英國對硫酸霧的職業接觸標準為1mg/m3. 通過在化成電路上設置 LEV,可以將曝光保持在該水平以下。

接觸腐蝕性硫酸液體的皮膚也值得關注。 預防措施包括個人防護設備、洗眼器和緊急淋浴器。

滑石

滑石粉在某些手工鑄造操作中用作脫模劑。 長期接觸滑石粉塵會引起塵肺病,通過適當的通風和過程控制措施控製粉塵很重要。

人造礦物纖維 (MMF)

隔板用於鉛酸電池中以將正極板與負極板電絕緣。 多年來使用了各種類型的材料(例如,橡膠、纖維素、聚氯乙烯 (PVC)、聚乙烯),但越來越多地使用玻璃纖維隔板。 這些分離器由 MMF 製成。

在礦棉工業的早期,工人患肺癌的風險增加了 (HSE 1990)。 不過,這可能是當時使用的其他致癌物質所致。 儘管如此,確保通過總封閉空間或 LEV 將對 MMF 的任何暴露保持在最低限度是謹慎的。

銻和胂

銻和砷常用於鉛合金,銻(SbH3) 或胂 (AsH3) 可以在某些情況下產生:

    • 當電池過度充電時
    • 當鉛鈣合金的浮渣與鉛銻或鉛砷合金的浮渣混合時。 這兩種浮渣可以發生化學反應,形成銻化鈣或砷化鈣,在隨後的潤濕過程中,可以生成 SbH3 或 AsH3.

       

      銻和胂都是劇毒氣體,其作用是破壞紅細胞。 電池製造期間的嚴格過程控制應防止任何暴露於這些氣體的風險。

      物理危害

      電池製造中也存在各種物理危害(例如,噪音、熔融金屬和酸液飛濺、電氣危害和人工操作),但可以通過適當的工程和過程控制來降低這些風險。

      環境問題

      鉛對兒童健康的影響已得到廣泛研究。 因此,將鉛的環境釋放保持在最低限度非常重要。 對於電池廠來說,污染最嚴重的廢氣排放物應該進行過濾。 所有工藝廢物(通常是酸性含鉛泥漿)都應在污水處理廠進行處理,以中和酸並從懸浮液中沉澱出鉛。

      未來發展

      未來鉛的使用可能會受到越來越多的限制。 從職業的角度來看,這將導致流程自動化程度的提高,從而使工人遠離危險。

       

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      星期三,三月16 2011 18:57

      電池

      術語 電池 指個體的集合 細胞, 它可以通過化學反應發電。 細胞被歸類為 or 次要. 在原電池中,產生電子流的化學反應是不可逆的,因此電池不容易充電。 相反,二次電池必須在使用前充電,這是通過使電流通過電池來實現的。 二次電池的優點是它們經常可以通過使用反复充電和放電。

      日常使用的經典原電池是 Leclanché 乾電池,之所以這樣稱呼是因為電解質是糊狀的,而不是液體。 Leclanché電池的典型代表是用於手電筒、便攜式收音機、計算器、電動玩具等的圓柱形電池。 近年來,諸如鋅-二氧化錳電池之類的鹼性電池在此類用途中變得更加普遍。 微型或“鈕扣”電池已用於助聽器、計算機、手錶、照相機和其他電子設備。 氧化銀-鋅電池、汞電池、鋅-空氣電池和鋰-二氧化錳電池是一些示例。 圖 1 是典型鹼性微型電池的剖視圖。

      圖 1. 鹼性微型電池剖視圖

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      經典的二次電池或蓄電池是鉛酸電池,廣泛用於交通行業。 二次電池也用於發電廠和工業。 可充電、電池供電的工具、牙刷、手電筒等是二次電池的新市場。 鎳鎘二次電池正變得越來越流行,特別是在用於應急照明、柴油機啟動以及固定和牽引應用的袖珍電池中,可靠性、長壽命、頻繁充電和低溫性能超過了它們的額外成本。

      正在開發的用於電動汽車的可充電電池使用硫化鋰亞鐵、鋅氯和鈉硫。

      表1給出了一些常見電池的成分。

      表 1. 常見電池的成分

      類型的電池

      負極

      正極

      電解液

      原代細胞

      勒克朗歇乾電池

      二氧化錳

      水、氯化鋅、氯化銨

      鹼性

      二氧化錳

      氫氧化鉀

      汞(魯本氏細胞)

      氧化汞

      氫氧化鉀、氧化鋅、水

      銀色

      氧化銀

      氫氧化鉀、氧化鋅、水

      二氧化錳

      氯酸鋰,LiCF3SO3

      二氧化硫

      二氧化硫、乙腈、溴化鋰

         

      亞硫酰氯

      氯化鋁鋰

      空氣中的鋅

      氧化鋅、氫氧化鉀

      二次電池

      鉛酸

      領導

      二氧化鉛

      稀硫酸

      鎳鐵(愛迪生電池)

      氧化鎳

      氫氧化鉀

      鎳鎘

      氫氧化鎘

      氫氧化鎳

      氫氧化鉀,可能是氫氧化鋰

      銀鋅

      鋅粉

      氧化銀

      氫氧化鉀

       

      製造過程

      雖然不同類型電池的製造過程存在明顯差異,但有幾個過程是共同的:稱重、研磨、混合、壓縮和乾燥組成成分。 在現代電池工廠中,許多這些過程都是封閉的和高度自動化的,使用密封設備。 因此,在稱重和裝載期間以及設備清潔期間可能會接觸到各種成分。

      在較舊的電池工廠中,許多研磨、混合和其他操作都是手動完成的,或者將成分從過程的一個步驟轉移到另一個步驟也是手動完成的。 在這些情況下,吸入灰塵或皮膚接觸腐蝕性物質的風險很高。 防塵操作的預防措施包括全封閉和機械化處理和稱重粉末、局部排氣通風、日常濕拖和/或吸塵以及在維護操作期間佩戴呼吸器和其他個人防護設備。

      噪音也是一種危害,因為壓縮機和包裝機噪音很大。 噪音控制方法和聽力保護計劃必不可少。

      許多電池中的電解質含有腐蝕性氫氧化鉀。 外殼和皮膚和眼睛保護是指示的預防措施。 暴露於有毒金屬微粒也可能發生,例如氧化鎘、汞、氧化汞、鎳和鎳化合物,以及鋰和鋰化合物,它們在特定類型的電池中用作陽極或陰極。 鉛酸蓄電池,有時稱為蓄電池,可能涉及相當大的鉛暴露危害,在“鉛酸電池製造”一文中單獨討論。

      鋰金屬具有很高的反應活性,因此鋰電池必須在乾燥的環境中組裝,以避免鋰與水蒸氣發生反應。 某些鋰電池中使用的二氧化硫和亞硫酰氯會危害呼吸道。 用於鎳氫電池的氫氣具有火災和爆炸危險。 這些以及新開發的電池中的材料需要採取特殊的預防措施。

      勒克朗謝細胞

      Leclanché 乾電池的生產如圖 2 所示。正極或陰極混合物包含 60% 至 70% 的二氧化錳,其餘部分由石墨、乙炔黑、銨鹽、氯化鋅和水組成。 將乾燥的細磨二氧化錳、石墨和乙炔黑稱重並送入研磨混合機; 加入含有水、氯化鋅和氯化銨的電解液,將配製好的混合物在手動壓片機或壓片機上壓片。 在某些情況下,混合物會在烘箱中乾燥、過篩並在壓片前重新潤濕。 在讓藥片變硬幾天后,在手工餵食的機器上進行檢查和包裝。 然後將團塊放在托盤中並浸泡在電解液中,現在可以進行組裝了。

      圖 2. Leclanché 電池生產

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      陽極是鋅外殼,由鋅坯料在熱壓機上製備(或將鋅片折疊並焊接到外殼上)。 由浸泡在電解質中的玉米和麵粉澱粉組成的有機凝膠狀糊狀物在大桶中混合。 配料通常是從袋子裡倒出來的,不稱重。 然後用鋅屑和二氧化錳純化混合物。 在電解液中加入氯化汞,與鋅容器內部形成汞齊。 這種糊狀物將形成導電介質或電解質。

      通過將所需量的膠狀糊狀物自動倒入鋅殼中以在鋅容器上形成內襯來組裝電池。 在某些情況下,在添加凝膠狀糊狀物之前,通過倒入並倒空鉻酸和鹽酸的混合物來對錶殼進行鉻酸鹽處理。 然後將陰極團塊放置在外殼的中心位置。 碳棒放置在陰極的中央,用作集電器。

      然後用熔化的蠟或石蠟密封鋅電池並用火焰加熱以提供更好的密封。 然後將電池焊接在一起形成電池。 電池的反應是:

      2氧化錳2 + 2 新罕布什爾州4Cl + Zn → ZnCl2 + H.2O2 + 錳2O3

      工人在稱重、攪拌機裝載、研磨、清潔烤箱、篩選、手壓和包裝過程中可能會接觸到二氧化錳,具體取決於自動化程度、密封外殼和局部排氣通風。 在手工壓制和濕包時,可能會接觸到潮濕的混合物,乾燥後會產生可吸入的粉塵; 暴露於具有輕微腐蝕性的電解質可能會導致皮炎。 個人衛生措施、用於清潔和維護操作的手套和呼吸保護裝置、淋浴設施以及用於工作和便服的單獨儲物櫃可以降低這些風險。 如上所述,包裝機和壓片機可能會產生噪音危害。

      在凝膠狀糊狀物的製造過程中混合是自動進行的,唯一的暴露是在添加材料的過程中。 在將氯化汞添加到膠狀糊狀物的過程中,存在吸入和皮膚吸收以及可能的汞中毒的風險。 LEV 或個人防護設備是必要的。

      在鉻酸鹽處理過程中暴露於鉻酸和鹽酸的溢出物以及暴露於焊接煙霧和加熱密封化合物產生的煙霧也是可能的。 鉻酸鹽處理過程的機械化、使用手套和 LEV 進行熱封和焊接是適當的預防措施。

      鎳鎘電池

      當今製造鎳鎘電極最常用的方法是將活性電極材料直接沉積到多孔燒結鎳基板或板中。 (參見圖 3。)板材是通過將燒結級鎳粉(通常由羰基鎳分解製成)的糊狀物壓入鍍鎳穿孔鋼板(或鎳網或鍍鎳鋼網)的開放網格中製備的然後在烘箱中燒結或乾燥。 然後可以將這些板切割、稱重和鑄造(壓縮)用於特定目的,或者捲成螺旋形用於家用型電池。

      圖 3. 鎳鎘電池生產

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      然後用硝酸鎳溶液浸漬燒結板作為正極或用硝酸鎘溶液浸漬負極。 這些板經過漂洗和乾燥,浸入氫氧化鈉中形成氫氧化鎳或氫氧化鎘,然後再次洗滌和乾燥。 通常下一步是將正極和負極浸入含有 20% 至 30% 氫氧化鈉的大型臨時電池中。 運行充電-放電循環以去除雜質,並且移除、洗滌和乾燥電極。

      製造鎘電極的另一種方法是製備氧化鎘與石墨、氧化鐵和石蠟混合的糊狀物,將其研磨並最終在滾筒之間壓實以形成活性材料。 然後將其壓入移動的穿孔鋼帶中,將其乾燥,有時壓縮並切成板。 在此階段可以連接接線片。

      接下來的步驟涉及電池和電池組裝。 對於大型電池,然後將單獨的電極組裝成電極組,電極組具有相反極性的板與塑料隔板交錯。 這些電極組可以螺栓連接或焊接在一起,並放置在鍍鎳鋼外殼中。 最近,引入了塑料電池外殼。 電池充滿氫氧化鉀電解質溶液,其中也可能含有氫氧化鋰。 然後將電池組裝成電池並用螺栓固定在一起。 塑料電池可以粘合或粘合在一起。 每個電池都通過一個引線連接器連接到相鄰的電池,在電池的兩端留下正極和負極。

      對於圓柱形電池,將浸漬板組裝成電極組,方法是將由惰性材料隔開的正極和負極纏繞成緊密的圓柱體。 然後將電極筒放入鍍鎳金屬外殼中,加入氫氧化鉀電解液,並通過焊接將電池密封。

      鎳鎘電池充放電所涉及的化學反應為:

      接觸鎘的主要潛在途徑是處理硝酸鎘及其溶液,同時用氧化鎘粉末製成糊狀物和處理乾燥的活性粉末。 在從廢板中回收鎘的過程中也可能發生接觸。 封閉和自動稱重和混合可以在早期步驟中減少這些危害。

      類似的措施可以控制對鎳化合物的接觸。 從羰基鎳生產燒結鎳,雖然是在密封機械中進行的,但可能會接觸到劇毒的羰基鎳和一氧化碳。 該過程需要持續監測氣體洩漏。

      處理苛性鉀或氫氧化鋰需要適當的通風和個人防護。 焊接會產生煙霧並需要 LEV。

      健康影響和疾病模式

      傳統電池製造中最嚴重的健康危害是鉛、鎘、汞和二氧化錳暴露。 鉛危害在本章其他地方討論, 百科全書. 鎘會導致腎臟疾病並致癌。 在美國的鎳鎘電池工廠中發現鎘暴露很普遍,由於血液和尿液中的鎘含量高,許多工人不得不根據職業安全與健康管理局的鎘標準規定進行醫療離職(McDiarmid 等人,1996 年) . 汞會影響腎臟和神經系統。 對幾個汞電池廠的研究表明過度接觸汞蒸氣(Telesca 1983)。 在鹼性乾電池製造中的粉末混合和處理過程中,二氧化錳暴露量很高(Wallis、Menke 和 Chelton,1993 年)。 這會導致電池工人的神經功能缺陷(Roels 等人,1992 年)。 如果吸收過量的錳粉塵,會導致類似於帕金森綜合症的中樞神經系統疾病。 其他值得關注的金屬包括鎳、鋰、銀和鈷。

      接觸電池電解液中使用的氯化鋅、氫氧化鉀、氫氧化鈉和氫氧化鋰溶液會導致皮膚灼傷。

       

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      星期三,三月16 2011 19:06

      電纜製造

      電纜有多種尺寸供不同用途使用,從承載超過 100 千伏電力的超高壓電力電纜,到電信電纜。 後者在過去使用銅導體,但這些已被光纖電纜所取代,光纖電纜在更小的電纜中傳輸更多信息。 介於兩者之間的是用於室內佈線目的的通用電纜、其他柔性電纜和電壓低於超張力電纜的電力電纜。 此外,還有更專業的電纜,例如礦物絕緣電纜(在其固有的火災燃燒保護至關重要的地方使用——例如,在工廠、旅館或船上)、漆包線(用作電氣電機繞組)、金屬絲(用於電話聽筒的捲曲連接)、炊具電纜(過去使用石棉絕緣,但現在使用其他材料)等。

      材料和工藝

      導體

      由於其導電性,最常用作電纜導體的材料一直是銅。 銅必須提煉到高純度才能製成導體。 從礦石或廢料中提煉銅是一個兩階段過程:

      1. 在大型熔爐中進行火法精煉以去除不需要的雜質並鑄造銅陽極
      2. 在含有硫酸的電池中進行電解精煉,從中將非常純的銅沉積到陰極上。

       

      在現代工廠中,陰極銅在豎爐中熔化,並連續鑄造和軋製成銅棒。 通過將銅拉過一系列精密模具,在拉絲機上將該桿拉至所需尺寸。 過去,拉絲操作是在一個中心位置進行的,許多機器生產不同尺寸的線材。 最近,較小的自主工廠擁有自己的、較小的拉絲操作。 對於某些專業應用,銅導體鍍有金屬塗層,例如錫、銀或鋅。

      鋁導體用於架空電力電纜,與銅相比,鋁導體較輕的重量彌補了較差的導電性。 鋁導體是通過使用擠壓機通過模具擠壓加熱的鋁坯製成的。

      更專業的金屬導體針對特定應用使用特殊合金。 鎘銅合金已用於架空接觸網(鐵路上使用的架空導線)和電話聽筒中使用的金屬絲。 與純銅相比,鎘增加了抗拉強度,並且用於使懸鏈線不會在支撐件之間下垂。 鈹銅合金也用於某些應用。

      1980 年代初期開發了由高光學質量玻璃連續燈絲組成的光纖,用於傳輸電信信息。 這需要一種全新的製造技術。 四氯化矽在車床上燃燒,在毛坯上沉積二氧化矽。 二氧化矽通過在氯氣氛中加熱而轉化為玻璃; 然後按尺寸繪製,並塗上保護塗層。

      絕緣

      許多絕緣材料已用於不同類型的電纜。 最常見的類型是塑料材料,例如 PVC、聚乙烯、聚四氟乙烯 (PTFE) 和聚酰胺。 在每種情況下,塑料都經過配製以滿足技術規格,並使用擠壓機將其施加到導體的外部。 在某些情況下,可以將材料添加到塑料化合物中以用於特定應用。 例如,一些電力電纜包含用於交聯塑料的矽烷化合物。 如果電纜要埋在地下,則會添加殺蟲劑以防止白蟻吃掉絕緣層。

      一些柔性電纜,特別是地下礦井中的柔性電纜,使用橡膠絕緣層。 需要數百種不同的橡膠混合物來滿足不同的規格,並且需要專業的橡膠複合設備。 橡膠被擠壓到導體上。 它還必須通過熱亞硝酸鹽浴或加壓液體進行硫化。 為了防止相鄰的橡膠絕緣導體粘在一起,它們通過滑石粉被拉出。

      電纜內的導體可以用絕緣體包裹,例如紙(可能已經浸泡在礦物油或合成油中)或云母。 然後通常通過塑料擠出施加外護套。

      已經開發了兩種製造礦物絕緣 (MI) 電纜的方法。 首先,一根銅管中插入了許多實心銅導體,它們之間的空間填充有氧化鎂粉末。 然後通過一系列模具將整個組件拉下至所需尺寸。 另一種技術涉及圍繞由粉末分隔的導體連續焊接螺旋銅。 在使用中,MI 電纜的外層銅護套是接地連接,內部導體承載電流。 雖然不需要外層,但一些客戶出於美觀原因指定使用 PVC 護套。 這是適得其反的,因為 MI 電纜的主要優勢是它不會燃燒,而 PVC 護套在某種程度上抵消了這一優勢。

      近年來,電纜在火災中的行為受到越來越多的關注,原因有兩個:

      1. 大多數橡膠和塑料,即傳統的絕緣材料,在火災中會釋放出大量的煙霧和有毒氣體,在許多引人注目的火災事故中,這一直是導致死亡的主要原因。
      2. 一旦電纜燒穿,導體就會接觸並熔斷電路,因此電力就會丟失。 這導致了用於塑料和橡膠材料的低煙低火 (LSF) 化合物的開發。 然而,應該認識到,火災中的最佳性能始終來自 MI 電纜。

       

      某些電纜使用了許多專用材料。 Supertension 電纜充油以提供絕緣和冷卻性能。 其他電纜使用稱為 MIND、凡士林或鉛護套的碳氫化合物潤滑脂。 漆包線通常是通過在其上塗上溶解在甲酚中的聚氨酯漆包線製成的。

      電纜製造

      在許多電纜中,單獨的絕緣導體被絞合在一起以形成特定的配置。 當電纜被拉過機器時,許多包含單獨導體的捲軸圍繞中心軸旋轉,在稱為 擱淺上籃.

      有些電纜需要防止機械損壞。 這通常由 編織, 其中一種材料交織在柔性電纜的外絕緣層周圍,使得每根線以螺旋形一次又一次地相互交叉。 這種編織電纜(至少在英國)的一個例子是用於電熨斗的電纜,其中使用紡織線作為編織材料。 在其他情況下,鋼絲用於編織,操作稱為 裝甲。

      輔助操作

      較大的電纜裝在直徑達幾米的捲筒上。 傳統上,鼓是木製的,但現在使用的是鋼製的。 木鼓是通過使用機器或氣動釘槍將鋸材釘在一起製成的。 銅鉻砷防腐劑用於防止木材腐爛。 較小的電纜通常裝在紙板捲軸上。

      將電纜兩端連接在一起的操作,稱為 拔節, 很可能必須在偏遠地區進行。 接頭不僅必須具有良好的電氣連接,還必須能夠承受未來的環境條件。 所用的接合劑通常是丙烯酸樹脂,並結合了異氰酸酯化合物和二氧化矽粉末。

      電纜連接器通常由黃銅製成,在自動車床上用棒料製造。 這些機器使用水油乳液進行冷卻和潤滑。 電纜夾由塑料注射機製成。

      危害及其預防

      整個電纜行業最普遍的健康危害是噪音。 最嘈雜的操作是:

      • 拉絲
      • 編辮
      • 銅火精煉廠
      • 銅棒連鑄
      • 電纜捲筒製造。

       

      這些地區的噪音水平超過 90 dBA 是很常見的。 對於拉絲和編織,整體噪音水平取決於機器的數量和位置以及聲學環境。 應規劃機器佈局以盡量減少噪音暴露。 精心設計的隔音罩是控制噪音最有效的方法,但價格昂貴。 銅火精煉和銅桿連鑄的主要噪聲源是燃燒器,燃燒器應設計成低噪聲排放。 在電纜捲筒製造中,氣動釘槍是主要的噪音源,可以通過降低空氣管路壓力和安裝排氣消音器來降低噪音。 然而,在上述大多數情況下,行業規範是為受影響地區的工人提供聽力保護,但由於銅火精煉廠和銅棒連鑄的高溫環境,這種保護會比平時更不舒服。 還應定期進行聽力測試以監測每個人的聽力。

      許多安全隱患及其預防與許多其他製造行業相同。 然而,一些電纜製造機存在特殊的危險,因為它們有許多導體捲軸同時繞兩個軸旋轉。 必須確保機器防護裝置互鎖以防止機器運行,除非防護裝置就位以防止進入運行壓區和其他旋轉部件,例如大型電纜捲筒。 在機器的初始穿線期間,當很可能需要允許操作員進入機器防護裝置內部時,機器應該一次只能移動幾厘米。 聯鎖裝置可以通過使用獨特的鑰匙來實現,該鑰匙可以打開防護裝置,或者必須將其插入控制台才能進行操作。

      應該對飛揚的顆粒物的風險進行評估——例如,如果電線斷裂並飛出。

      防護裝置的設計最好能夠物理地防止此類顆粒接觸到操作員。 如果無法做到這一點,則必鬚髮放並佩戴合適的護目鏡。 拉絲操作通常被指定為必須使用眼睛保護裝置的區域。

      導體

      在任何熱金屬工藝中,例如銅火精煉廠或鑄造銅棒,必須防止水與熔融金屬接觸以防止爆炸。 裝載爐子會導致金屬氧化物煙霧逸出到工作場所。 這應該通過充電門上方有效的局部排氣通風來控制。 類似地,熔融金屬從熔爐向下傳遞到鑄造機和鑄造機本身的流槽也需要得到充分控制。

      電解精煉廠的主要危險是從每個電池中釋放出的硫酸霧。 空氣中的濃度必須保持在 1 mg/m 以下3 通過適當的通風以防止刺激。

      鑄造銅棒時,使用絕緣板或毯子來保存鑄造輪周圍的熱量可能會帶來額外的危險。 在這些應用中,陶瓷材料可能已經取代了石棉,但陶瓷纖維本身必須非常小心地處理,以防止暴露。 這些材料在使用後受熱影響後變得更易碎(即容易破碎),並且由於處理它們而暴露於空氣中的可吸入纖維。

      鋁製電力電纜的製造中存在一種不尋常的危險。 將石墨在重油中的懸浮液施加到擠壓機的壓頭上,以防止鋁坯粘在壓頭上。 由於柱塞很熱,一些材料被燒掉並上升到屋頂空間。 如果附近沒有橋式起重機操作員,並且屋頂風扇已安裝並正常工作,則不會對工人的健康構成威脅。

      製造鎘銅合金或鈹銅合金可能會給相關員工帶來高風險。 由於鎘的沸點遠低於銅的熔點,因此每當將鎘添加到熔融銅中(製造合金必須如此)時,都會產生大量新產生的氧化鎘煙霧。 只有非常仔細地設計局部排氣通風才能安全地執行該過程。 同樣,鈹銅合金的製造需要非常注重細節,因為鈹是所有有毒金屬中毒性最強的,並且具有最嚴格的接觸限值。

      光纖製造是一項高度專業化的高科技業務。 所使用的化學品有其自身的特殊危害,工作環境的控制需要設計、安裝和維護複雜的 LEV 和工藝通風系統。 這些系統必須由計算機監控的控制風門控制。 主要的化學危害來自氯氣、氯化氫和臭氧。 此外,用於清潔模具的溶劑必須在抽氣櫃中處理,並且必須避免皮膚接觸用於塗覆纖維的丙烯酸酯基樹脂。

      絕緣

      塑料複合和橡膠複合操作都存在特殊的危險,必須加以充分控制(參見章節 橡膠工業). 儘管電纜行業可能使用與其他行業不同的化合物,但控制技術是相同的。

      加熱時,塑料化合物會釋放出複雜的熱降解產物混合物,其成分取決於原始塑料化合物及其所處的溫度。 在塑料擠出機的正常加工溫度下,空氣污染物通常是一個相對較小的問題,但謹慎的做法是在擠出機機頭和用於冷卻產品的水槽之間的間隙安裝通風裝置,主要是為了控制鄰苯二甲酸鹽的暴露PVC中常用的增塑劑。 可能需要進一步調查的操作階段是轉換期間。 操作員必須站在擠出機頭上方去除仍然熱的塑料化合物,然後讓新化合物通過(並在地板上)直到只有新顏色通過並且電纜集中在擠出機頭中。 當操作員離擠出機頭太近時,很難在此階段設計有效的 LEV。

      聚四氟乙烯 (PTFE) 有其自身的特殊危險。 它會引起聚合物煙霧熱,其症狀類似於流感。 這種情況是暫時的,但應通過充分控制對加熱化合物的暴露來預防。

      與橡膠的其他用途(例如輪胎行業)相比,使用橡膠製造電纜的風險水平較低。 在這兩個行業中,使用含有 β-萘胺的抗氧化劑 (Nonox S),直至 1949 年停用,導致在停用日期之前接觸過的人在長達 30 年後患上膀胱癌,但在僅在 1949 年之後僱用的人員。 然而,電纜行業並沒有經歷輪胎行業中其他癌症發病率增加的情況,尤其是肺癌和胃癌。 原因幾乎可以肯定,在電纜製造中,擠出機和硫化機是封閉的,員工接觸橡膠煙霧和橡膠粉塵的程度通常比輪胎行業低得多。 橡膠電纜工廠的一個潛在問題是滑石粉的使用。 重要的是要確保只使用非纖維形式的滑石粉(即不含任何纖維透閃石的滑石粉),並將滑石粉應用在具有局部排氣通風裝置的封閉盒中。

      許多電纜都印有識別標記。 在使用現代視頻噴射打印機的地方,由於使用的溶劑量非常小,對健康的風險幾乎可以忽略不計。 然而,其他印刷技術可能會導致大量溶劑暴露,無論是在正常生產過程中,還是在更常見的清潔操作過程中。 因此,應使用合適的排氣系統來控制此類暴露。

      製造 MI 電纜的主要危害是接觸灰塵、噪音和振動。 其中前兩個由其他地方描述的標準技術控制。 振動暴露發生在過去 鍛造, 當通過手動插入帶有旋轉錘的機器在組裝管的末端形成一個點時,該點可以插入拉絲機中。 最近,這種型鍛機已被氣動型取代,這消除了舊方法產生的振動和噪音。

      應通過使用足夠的 LEV 並禁止在易受鉛污染的區域進食、飲水和吸煙來控制鉛護套期間的鉛暴露。 應通過在合格實驗室分析血樣中的鉛含量來進行定期生物監測。

      用於製造漆包線的甲酚具有腐蝕性,並且在非常低的濃度下具有獨特的氣味。 部分聚氨酯在搪瓷烘箱中發生熱降解,釋放出甲苯二異氰酸酯 (TDI),這是一種強效的呼吸道致敏劑。 帶有催化加力燃燒器的烤箱周圍需要良好的 LEV,以確保 TDI 不會污染周圍區域。

      輔助操作

      拔節 運營給兩個不同的工人群體帶來了危險——製造它們的人和使用它們的人。 製造涉及處理纖維化粉塵(二氧化矽)、呼吸致敏物(異氰酸酯)和皮膚致敏物(丙烯酸樹脂)。 必須使用有效的 LEV 來充分控制員工的暴露,並且必須佩戴合適的手套以防止皮膚接觸樹脂。 化合物使用者的主要危害是皮膚對樹脂過敏。 這可能難以控制,因為接縫工可能無法完全避免皮膚接觸,並且通常會在遠離水源的位置進行清潔。 因此,無水洗手液必不可少。

      環境危害及其防治

      總的來說,電纜製造不會導致工廠外產生大量排放物。 這條規則有三個例外。 首先是暴露於用於打印和其他目的的溶劑蒸氣是通過使用將蒸氣排放到大氣中的 LEV 系統來控制的。 此類揮發性有機化合物 (VOC) 的排放是形成光化學煙霧的必要成分之一,因此正受到許多國家監管機構越來越大的壓力。 第二個例外是漆包線製造中可能釋放的 TDI。 第三個例外是,在許多情況下,如果不採取控制措施,電纜所用原材料的製造會導致環境排放。 銅火精煉廠以及鎘-銅或鈹-銅合金製造過程中排放的金屬微粒,都應被輸送到合適的袋式過濾器系統。 同樣,橡膠混煉過程中的任何微粒排放物都應被輸送到袋式過濾器裝置。 光纖製造過程中排放的微粒、氯化氫和氯氣應被輸送到袋式過濾器系統,然後是苛性鈉洗滌器。

       

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      星期三,三月16 2011 19:10

      電燈管製造

      燈由兩種基本類型組成:燈絲(或白熾)燈和放電燈。 兩種燈類型的基本組件包括玻璃、各種金屬線件、填充氣體和通常的燈座。 根據燈製造商的不同,這些材料可能是內部製造的,也可能是從外部供應商處獲得的。 典型的燈製造商會製造自己的玻璃燈泡,但可能會從專業製造商或其他燈公司購買其他零件和玻璃。

      根據燈的類型,可以使用各種玻璃。 白熾燈和熒光燈通常使用鈉鈣玻璃。 高溫燈將使用硼矽酸鹽玻璃,而高壓放電燈將使用石英或陶瓷作為電弧管,並使用硼矽酸鹽玻璃作為外殼。 含鉛玻璃(約含 20% 至 30% 的鉛)通常用於密封燈泡的末端。

      在燈結構中用作支撐或連接器的電線可能由多種材料製成,包括鋼、鎳、銅、鎂和鐵,而燈絲則由鎢或鎢釷合金製成。 對支撐線的一項關鍵要求是它必須與玻璃的膨脹特性相匹配,其中線穿透玻璃以傳導燈的電流。 在這種應用中經常使用多部分引線。

      底座(或蓋子)通常由黃銅或鋁製成,當需要戶外使用時,黃銅是首選材料。

      燈絲或白熾燈

      燈絲燈或白熾燈是仍在製造的最古老的燈類型。 它們的名字來源於這些燈產生光的方式:通過將燈絲加熱到足以使其發光的溫度。 雖然幾乎可以用任何類型的燈絲製造白熾燈(早期的燈使用碳),但今天大多數此類燈使用由鎢金屬製成的燈絲。

      鎢絲燈. 這些燈的普通家用版本由一個玻璃燈泡和一個鎢絲燈絲組成。 電流通過支撐燈絲並延伸穿過密封到燈泡的玻璃支架的電線傳導至燈絲。 然後將電線連接到金屬底座,一根電線焊接在底座的中心孔眼處,另一根連接到螺紋外殼。 支撐線採用特殊成分,使其具有與玻璃相同的膨脹特性,防止燈具在使用過程中受熱時漏電。 玻璃燈泡通常由石灰玻璃製成,而玻璃支架則由含鉛玻璃製成。 二氧化硫常用於製備鑲樣。 二氧化硫在高速燈組裝過程中起到潤滑劑的作用。 根據燈的設計,燈泡可能封閉真空或可能使用氬氣或一些其他非反應性氣體填充氣體。

      這種設計的燈使用透明玻璃燈泡、磨砂燈泡和塗有各種材料的燈泡出售。 磨砂燈泡和塗有白色材料(通常是粘土或無定形二氧化矽)的燈泡用於減少透明燈泡中燈絲的眩光。 燈泡還塗有各種其他裝飾塗層,包括燈泡外部的彩色陶瓷和漆以及燈泡內部的其他顏色,例如黃色或粉紅色。

      雖然典型的家用形狀是最常見的,但白熾燈可以製成許多燈泡形狀,包括管狀、球形和反射器,以及許多尺寸和瓦數,從超小型到大型舞台/演播室燈。

      鹵鎢燈. 標準鎢絲燈設計中的一個問題是鎢在使用過程中蒸發並凝結在較冷的玻璃壁上,使其變暗並降低透光率。 在填充氣體中添加鹵素,例如溴化氫或溴甲烷,可以消除這個問題。 鹵素與鎢反應,防止其凝結在玻璃壁上。 當燈冷卻時,鎢會重新沉積在燈絲上。 由於這種反應在較高的燈壓下效果最好,因此鎢鹵素燈通常包含幾個大氣壓的氣體。 通常,鹵素作為燈填充氣體的一部分添加,通常濃度為 2% 或更低。

      鎢鹵素燈也可以使用石英而不是玻璃製成的燈泡。 石英燈泡比玻璃燈泡能承受更高的壓力。 然而,石英燈泡存在潛在危險,因為石英對紫外線是透明的。 雖然鎢絲產生的紫外線相對較少,但長時間近距離照射會使皮膚變紅並引起眼睛刺激。 通過蓋玻片過濾光線將大大減少紫外線的數量,並在燈在使用過程中破裂時提供保護免受熱石英的影響。

      危害和注意事項

      總的來說,無論產品類型如何,燈生產中最大的危害是由於自動化設備的危害以及玻璃燈泡、燈和其他材料的處理。 玻璃割傷和伸入操作設備是最常見的事故原因; 材料處理問題,例如重複運動或背部受傷,尤其令人擔憂。

      鉛焊料經常用在燈上。 對於用於高溫應用的燈,可以使用含鎘焊料。 在自動化燈組裝操作中,接觸這兩種焊料的可能性很小。 在進行手工焊接的地方,如維修或半自動操作,應監測鉛或鎘的暴露情況。

      自 20 世紀中葉以來,燈具製造過程中接觸有害物質的可能性一直在下降。 在白熾燈製造中,以前大量使用氫氟酸或二氟化物鹽溶液腐蝕燈管,製成磨砂燈管。 這在很大程度上已被使用低毒性粘土塗層所取代。 雖然沒有完全替代,但氫氟酸的使用已大大減少。 這種變化降低了因酸引起的皮膚灼傷和肺部刺激的風險。 一些燈具產品外部使用的陶瓷彩色塗層以前含有鉛、鎘、鈷等重金屬顏料,並使用矽酸鉛玻璃料作為成分的一部分。 近年來,許多重金屬顏料已被毒性較小的著色劑所取代。 在仍然使用重金屬的情況下,可以使用毒性較低的形式(例如,用三價鉻代替六價鉻)。

      盤繞鎢絲繼續通過將鎢纏繞在鉬或鋼心軸絲上來製造。 線圈成型並燒結後,使用鹽酸(用於鋼)或硝酸和硫酸的混合物(用於鉬)溶解芯軸。 由於潛在的酸暴露,這項工作通常在通風罩系統中進行,或者最近在完全封閉的溶解器中進行(尤其是在涉及硝酸/硫酸混合物的情況下)。

      鹵鎢燈中使用的填充氣體在完全封閉的系統中添加到燈中,幾乎沒有損失或暴露。 由於其腐蝕性,溴化氫的使用存在其自身的問題。 必須提供 LEV,並且氣體輸送系統必須使用耐腐蝕管道。 某些類型的燈仍在使用釷鎢絲(通常含 1% 至 2% 的釷)。 然而,線狀釷的風險很小。

      二氧化硫必須小心控制。 將材料添加到過程中的任何地方都應使用 LEV。 洩漏檢測器也可用於存儲區域。 由於災難性釋放的潛在後果,使用較小的 75 公斤氣瓶優於較大的 1,000 公斤容器。

      皮膚刺激可能是助焊劑或基礎水泥中使用的樹脂的潛在危害。 一些基礎水泥系統使用多聚甲醛而不是天然樹脂,導致在基礎水泥固化過程中可能會接觸甲醛。

      所有燈都使用化學“吸氣”系統,其中在組裝前將材料塗在燈絲上。 吸氣劑的目的是在燈密封後與燈中的任何殘餘水分或氧氣發生反應並清除它們。 典型的吸氣劑包括氮化磷以及鋁和鋯金屬粉末的混合物。 雖然氮化磷吸氣劑在使用中相當溫和,但處理鋁和鋯金屬粉末可能存在易燃危險。 吸氣劑在有機溶劑中濕塗,但如果材料溢出,乾燥的金屬粉末可能會因摩擦而點燃。 金屬火災必須使用特殊的 D 級滅火器進行滅火,不能用水、泡沫或其他常用材料滅火。 第三種吸氣劑包括使用磷化氫或矽烷。 這些材料可以以低濃度包含在燈的氣體填充物中,或者可以以高濃度添加並在最終氣體填充之前在燈中“閃蒸”。 這兩種材料都是劇毒的; 如果在高濃度下使用,應在現場使用帶有洩漏檢測器和警報器的全封閉系統。

      放電燈管

      放電燈,無論是低壓還是高壓型號,在每瓦特光的基礎上都比白熾燈更有效。 熒光燈已在商業建築中使用多年,並且在家庭中的使用也越來越多。 最近,專門開發了緊湊型熒光燈作為白熾燈的替代品。

      高壓放電燈長期以來一直用於大面積和街道照明。 這些產品的低功率版本也正在開發中。

      熒光燈

      熒光燈因在玻璃管內塗上熒光粉而得名。 這種粉末吸收燈中使用的汞蒸氣產生的紫外線,並將其轉換為可見光並重新發射。

      這種燈中使用的玻璃類似於白熾燈中使用的玻璃,燈管使用石灰玻璃,兩端的支架使用含鉛玻璃。 目前正在使用兩種不同的熒光粉系列。 基於鈣或氯-氟-磷酸鍶的滷代磷酸鹽是較舊的熒光粉,在 1950 年代初開始廣泛使用,當時它們取代了基於矽酸鈹的熒光粉。 第二個磷光體系列包括由稀土製成的磷光體,通常包括釔、鑭等。 這些稀土熒光粉通常具有較窄的發射光譜,並且使用它們的混合物——通常是紅色、藍色和綠色熒光粉。

      熒光粉與粘合劑系統混合,懸浮在有機混合物或水/氨混合物中,並塗在玻璃管的內部。 有機懸浮液使用乙酸丁酯、乙酸丁酯/石腦油或二甲苯。 由於環境法規,水基懸浮液正在取代有機懸浮液。 一旦塗上塗層,它就會在管子上乾燥,然後將管子加熱到高溫以去除粘合劑。

      一個支架連接到燈的每一端。 現在將水銀引入燈中。 這可以通過多種方式完成。 雖然在某些地區,汞是手動添加的,但主要的方式是自動添加,燈管垂直或水平安裝。 在立式機器上,燈一端的安裝桿是封閉的。 然後將水銀從上方滴入燈內,燈內充滿低壓氬氣,密封頂部安裝桿,將燈完全密封。 在臥式機器上,水銀從一側引入,而燈從另一側排出。 再次加入氬氣至適當壓力,將燈管兩端密封。 密封後,將蓋子或底座添加到末端,然後將引線焊接或焊接到電觸點上。

      可以使用兩種其他可能的引入汞蒸氣的方法。 在一個系統中,汞包含在浸汞條上,在燈首次啟動時會釋放汞。 在另一個系統中,使用的是液態汞,但它包含在一個附在支架上的玻璃膠囊中。 在燈密封並耗儘後,膠囊破裂,從而釋放出汞。

      緊湊型熒光燈是標準熒光燈的小型版本,有時包括電子鎮流器作為燈的一個組成部分。 緊湊型熒光燈通常會使用稀土熒光粉的混合物。 一些緊湊型燈將包含一個輝光啟動器,其中包含少量放射性材料以幫助啟動燈。 這些輝光啟動器通常使用氪 85、氫 3、钷 147 或天然釷來提供所謂的暗電流,這有助於燈更快地啟動。 從消費者的角度來看,這是可取的,因為消費者希望燈立即啟動,而不會閃爍。

      危害及注意事項

      熒光燈製造已經發生了相當多的變化。 含鈹熒光粉的早期使用於 1949 年停止,消除了熒光粉生產和使用過程中嚴重的呼吸危害。 在許多操作中,水基熒光粉懸浮液已經取代了熒光燈塗層中的有機懸浮液,減少了工人的暴露並減少了揮發性有機化合物向環境的排放。 水基懸浮液確實涉及到一些最小的氨暴露,特別是在懸浮液的混合過程中。

      汞仍然是熒光燈製造過程中最受關注的材料。 雖然除排氣機周圍外的暴露相對較低,但駐紮在排氣機周圍的工人、在這些機器上工作的機械師以及在清理操作期間可能會有大量接觸。 應使用個人防護設備,例如工作服和手套以避免或限制接觸,並在需要時使用呼吸保護設備,尤其是在維護活動和清理期間。 應為熒光燈製造場所製定包括尿液汞分析在內的生物監測計劃。

      目前生產的兩種磷光體系統使用的材料被認為具有相對較低的毒性。 雖然母體磷光體的某些添加劑(例如鋇、鉛和錳)具有由各種政府機構制定的暴露限值,但這些成分通常以相對較低的百分比存在於組合物中。

      酚醛樹脂在燈的端蓋中用作電絕緣體。 水泥通常包括天然和合成樹脂,其中可能包括皮膚刺激物,例如六亞甲基四胺。 自動混合和處理設備限制了皮膚接觸這些材料的可能性,從而限制了皮膚刺激的可能性。

      高壓汞燈

      高壓汞燈包括兩種相似類型:僅使用汞的燈和使用汞和各種金屬鹵化物的混合物的燈。 燈的基本設計是相似的。 兩種類型都使用含有汞或汞/鹵化物混合物的石英弧管。 然後將該電弧管封裝在堅硬的硼矽酸鹽玻璃外護套中,並添加金屬底座以提供電觸點。 外套可以是透明的,也可以塗有漫射材料或磷光體以改變光的顏色。

      汞燈 燈的石英弧光管中只含有汞和氬。 水銀在高壓下會產生藍光和紫外線含量高的光。 石英弧光管對紫外線是完全透明的,如果外護套破損或被拆除,它是一種強大的紫外線光源,可對暴露在外的人造成皮膚和眼睛灼傷。 雖然典型的水銀燈設計在外殼被移除後仍會繼續運行,但製造商也提供了一些採用融合設計的型號,如果外殼破損就會停止運行。 在正常使用期間,外護套的硼矽酸鹽玻璃會吸收大部分紫外線,因此完好無損的燈泡不會造成危險。

      由於汞燈光譜中的藍光含量高,外護套的內部經常塗有磷光體,例如釩酸釔磷酸鹽或類似的紅色增強磷光體。

      金屬鹵化物燈 電弧管中也含有汞和氬,但添加了金屬鹵化物(通常是鈉和鈧的混合物,可能還有其他)。 添加金屬鹵化物增強了燈的紅光輸出,產生了具有更平衡光譜的燈。

      危害及注意事項

      除汞外,高壓汞燈生產中使用的潛在危險材料包括外殼上使用的塗層材料和金屬鹵化物燈中使用的滷化物添加劑。 一種塗層材料是一種簡單的漫射器,與白熾燈中使用的相同。 另一種是顏色校正熒光粉、釩酸釔或磷酸釩酸釔。 雖然與五氧化二釩相似,但釩酸鹽被認為毒性較小。 暴露於鹵化物材料通常並不重要,因為鹵化物在潮濕空氣中發生反應,在處理和使用期間必須保持乾燥並處於惰性氣氛中。 同樣,雖然鈉是一種高活性金屬,但也需要在惰性氣氛下處理,以避免金屬氧化。

      鈉燈

      目前生產兩種類型的鈉燈。 低壓燈僅包含金屬鈉作為發光源並產生高度黃光。 高壓鈉燈使用汞和鈉來產生更白的光。

      低壓鈉燈 有一個玻璃管,其中包含金屬鈉,封閉在第二個玻璃管中。

      高壓鈉燈 在高純度陶瓷氧化鋁電弧管中含有汞和鈉的混合物。 除了電弧管的組成以外,高壓鈉燈的結構與汞燈和金屬鹵化物燈基本相同。

      危害及注意事項

      在高壓或低壓鈉燈的製造過程中幾乎沒有獨特的危害。 在這兩種燈類型中,鈉都必須保持乾燥。 純金屬鈉會與水劇烈反應,產生氫氣和足夠的熱量來引燃。 留在空氣中的金屬鈉會與空氣中的水分發生反應,在金屬上形成一層氧化物塗層。 為避免這種情況,通常在乾燥的氮氣或氬氣氣氛下,在手套箱中處理鈉。 對於製造高壓鈉燈的場所,需要採取額外的預防措施來處理汞,類似於那些製造高壓汞燈的場所。

      環境和公共衛生問題

      含汞燈的廢物處理和/或回收是過去幾年在世界許多地區受到高度關注的問題。 雖然從成本的角度來看充其量是一種“收支平衡”操作,但目前存在從熒光燈和高壓放電燈中回收汞的技術。 目前燈材料的回收更準確地描述為回收,因為燈材料很少被再加工和用於製造新燈。 通常,金屬零件被送到廢金屬經銷商處。 回收的玻璃可用於製造玻璃纖維或玻璃塊,或用作水泥或瀝青路面的骨料。 回收可能是成本較低的替代方案,具體取決於回收的位置和可用性以及危險或特殊廢物處理選項。

      熒光燈裝置中使用的鎮流器以前包含使用 PCB 作為電介質的電容器。 雖然含 PCB 鎮流器的生產已經停止,但由於預期壽命較長,許多較舊的鎮流器可能仍在使用。 含 PCB 鎮流器的處置可能受到監管,可能需要作為特殊或危險廢物處置。

      玻璃製造,尤其是硼矽酸鹽玻璃,可能是 NO 的重要來源x 排放到大氣中。 最近,純氧代替空氣已被用於燃氣燃燒器作為減少 NO 的手段x 排放。

       

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      星期三,三月16 2011 19:12

      家用電器製造

      改編自第 3 版職業健康與安全百科全書。

      家用電器行業負責製造範圍廣泛的各種設備,包括為視聽、烹飪、加熱、食品準備和儲存(冷藏)用途設計的電器。 此類器具的生產和製造涉及許多高度自動化的過程,這些過程可能具有相關的健康危害和疾病模式。

      製造過程

      用於製造家用電器的材料可分為:

        1. 通常用於電纜和電器結構和/或框架中的電導體的金屬
        2. 用於防止意外接觸帶電電氣設備的電介質或絕緣材料
        3. 油漆和飾面
        4. 化學藥品。

               

              表 1 顯示了所提及的四類材料的示例。

              表 1. 家用電器製造中使用的材料示例

              金屬

              電介質

              油漆/飾面

              化學製品

              鐵件

              無機材料(如雲母)

              塗料

              塑料(例如 PVC)

              領導

              我們的乳膠

              清漆

              溶劑類

              有機矽材料

              耐腐蝕處理

               

              水星

              其他聚合物(如尼龍)

                 

              注:鉛和汞在家用電器製造中越來越普遍

              家用電器行業使用的材料必須滿足嚴格的要求,包括承受正常操作中可能遇到的搬運的能力、承受金屬疲勞的能力以及不受任何其他工藝或處理影響的能力立即或長時間後使用該設備是危險的。

              工業中使用的材料通常會在設備組裝階段收到,這些材料已經經歷了多個製造過程,每個過程都可能有其自身的危害和健康問題。 這些危害和問題的詳細信息在本文其他部分的相應章節中進行了討論 百科全書。

              製造過程因產品而異,但通常會遵循圖 1 所示的生產流程。該圖表還顯示了與不同過程相關的危害。

              圖 1. 製造過程順序和危害

              ELA060F1

              健康和安全問題

              火災和爆炸

              工業中使用的許多溶劑、油漆和絕緣油都是易燃物質。 這些材料應存放在合適的陰涼乾燥場所,最好存放在與生產設施分開的防火建築中。 容器應清楚地貼上標籤,不同的物質應按照其閃點和風險等級的要求妥善分開或分開存放。 對於絕緣材料和塑料,重要的是要獲得有關所用每種新物質的可燃性或火災特性的信息。 現在在工業中大量使用的粉狀鋯也是一種火災隱患。

              從儲藏室發出的易燃物質的數量應保持在生產所需的最低數量。 倒出易燃液體時,可能會形成靜電,因此所有容器都應接地。 必須提供滅火器具,並指導店內人員使用。

              部件的噴漆通常在專門建造的噴漆房中進行,噴漆房必須有足夠的排氣和通風設備,當與個人防護設備 (PPE) 一起使用時,將創造一個安全的工作環境。

              焊接時,應採取特殊的防火措施。

              事故

              原材料、零部件和成品的接收、存儲和發送可能會引發絆倒、墜落、高空墜物、叉車等事故。 手動材料處理也會產生人體工程學問題,只要有可能,自動化就可以緩解這些問題。

              由於該行業採用了許多不同的工藝,因此工廠中不同車間的事故危害會有所不同。 在零部件生產過程中,使用機床、動力壓力機、注塑機等都會存在機械危險,高效的機械防護必不可少。 在電鍍過程中,必須採取預防措施防止腐蝕性化學品的飛濺。 在組件組裝過程中,組件從一個過程不斷移動到另一個過程意味著因廠內運輸和機械搬運設備而發生事故的危險很高。

              質量檢測不會引起任何特殊的安全問題。 然而,性能測試需要特別的預防措施,因為測試通常是在半成品或未絕緣的設備上進行的。 電氣試驗時,應對所有帶電元件、導體、端子和測量儀器進行保護,以防止意外接觸。 工作場所應被屏蔽,禁止未經授權的人員進入並張貼警告告示。 在電氣測試區域,特別建議設置緊急開關,開關應位於顯著位置,以便在緊急情況下能夠立即切斷所有設備的電源。

              對於發射X射線或含有放射性物質的測試器具,有輻射防護規定。 主管主管應負責遵守規定。

              使用壓縮氣體、焊接設備、激光、浸漬設備、噴漆設備、退火和回火爐以及高壓電氣裝置存在特殊風險。

              在所有維修和維護活動中,適當的上鎖/掛牌程序是必不可少的。

              健康危害

              與家用電氣設備製造相關的職業病數量相對較少,通常不被認為是嚴重的。 確實存在的此類問題的典型代表是:

                • 由於使用溶劑、切削油、與環氧樹脂和多氯聯苯 (PCB) 一起使用的硬化劑而導致皮膚狀況的發展
                • 由於在噴砂過程中吸入二氧化矽而導致矽肺病(儘管沙子越來越多地被毒性較小的噴砂劑所取代,例如剛玉、鋼砂或鋼丸)
                • 油漆和脫脂過程中吸入溶劑蒸氣導致的健康問題,以及使用含鉛顏料、搪瓷等導致的鉛中毒。
                • 過程中產生的不同程度的噪音。

                       

                      在可能的情況下,應該用危險性較小的物質代替劇毒溶劑和氯化化合物; 在任何情況下都不應使用苯或四氯化碳作為溶劑。 鉛中毒可以通過更安全的材料或技術的替代以及嚴格應用安全工作程序、個人衛生和醫療監督來克服。 如果存在暴露於危險濃度大氣污染物的危險,應定期監測工作場所的空氣,並在必要時採取適當措施,例如安裝排氣系統。 可以通過封閉噪聲源、在工作室內使用吸音材料或使用個人聽力保護裝置來降低噪聲危害。

                      在新工廠或運營的設計和規劃階段應召集安全工程師和工業醫師,並在流程啟動前消除流程或機器的危險。 隨後應定期檢查機器、工具、廠房、運輸設備、消防設備、車間和測試區域等。

                      工人參與安全工作是必不可少的,主管應確保個人防護設備可用並在必要時佩戴。 應特別注意新工人的安全培訓,因為他們在事故中所佔比例較高。

                      工人應接受入職前體檢,如果有可能接觸危險,則應進行必要的定期檢查。

                      生產單個組件的許多過程都會涉及廢料的剔除(例如,金屬板材或棒材上的“切屑”),並且此類材料的處置必須符合安全要求。 此外,如果此類工藝廢物無法返回給生產商或製造商進行回收利用,則其後續處理必須通過認可的工藝進行,以避免污染環境。

                       

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                      星期三,三月16 2011 19:21

                      環境和公共衛生問題

                      與電器和設備製造相關的主要環境問題涉及製造過程中廢棄材料的污染和處理,以及在可能的情況下對達到其使用壽命終點的完整產品進行回收。

                      電池

                      應盡可能防止將被酸、鹼、鉛、鎘和其他潛在有害物質污染的空氣排放到大氣中,以及電池製造過程中對水的污染,如果不可能,則應進行監測以確保遵守相關法規。

                      使用電池會引起公眾健康問題。 洩漏的鉛酸或鹼性電池會因電解液而導致灼傷。 給大型鉛酸電池充電會產生氫氣,在封閉區域有火災和爆炸的危險。 大型鋰電池釋放的亞硫酰氯或二氧化硫可能涉及暴露於二氧化硫、鹽酸霧、燃燒鋰等,並已導致至少一人死亡(Ducatman、Ducatman 和 Barnes 1988)。 在這些電池的製造過程中,這也可能是一種危險。

                      電池製造商已經意識到,通過將含有有毒重金屬的電池放入垃圾填埋場或與其他垃圾一起焚燒處理,對環境的關注日益增加。 有毒金屬從垃圾場洩漏或從垃圾焚化爐的煙囪中逸出,都可能導致水和空氣污染。 因此,製造商認識到有必要降低電池的汞含量,尤其是在現代技術允許的範圍內。 消除汞的運動在歐盟引入立法之前就開始了,即 EC 電池指令。

                      回收是處理環境污染的另一種方式。 鎳鎘電池可以相對容易地回收利用。 鎘的回收效率很高,可重新用於製造鎳鎘電池。 鎳隨後將用於鋼鐵工業。 最初的經濟學表明,鎳鎘電池的回收並不符合成本效益,但技術進步有望改善這種情況。 EC 電池指令涵蓋的氧化汞電池主要用於助聽器,並且通常被鋰或鋅空氣電池取代。 由於銀含量的價值,氧化銀電池被回收,尤其是在珠寶行業。

                      在回收有害材料時,必須像在製造過程中那樣小心謹慎。 例如,在回收銀電池期間,工人可能會接觸到汞蒸氣和氧化銀。

                      鉛酸電池的維修和回收不僅會導致工人(有時甚至是他們的家人)鉛中毒,還會導致環境受到廣泛的鉛污染(Matte 等人,1989 年)。 在許多國家,特別是在加勒比海和拉丁美洲,鉛汽車電池板被燃燒以生產用於陶器釉料的氧化鉛。

                      電纜製造

                      電纜製造具有三大污染源:溶劑蒸汽、漆包線製造過程中可能釋放的甲苯二異氰酸酯以及電纜所用材料製造過程中的環境排放。 所有這些都需要適當的環境控制。

                      電燈管製造

                      這裡主要的環境問題是含汞燈的廢物處理和/或回收以及熒光燈鎮流器中多氯聯苯的處理。 玻璃製造也可能是向大氣中排放氮氧化物的重要來源。

                      家用電器

                      由於電器行業在很大程度上是一個裝配行業,環境問題很小,主要的例外是用作表面塗層的油漆和溶劑。 應根據環境法規制定標準的污染控制措施。

                      電器的回收涉及將回收的設備分離成不同的材料,例如可以重複使用的銅和低碳鋼,這將在本文的其他地方討論 百科全書.

                       

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