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90. 航天製造與維修

章節編輯:Buck Cameron


目錄

表格和數字

航天工業
巴克卡梅倫

機身製造中的安全和人體工程學
道格拉斯·F·布里格斯

運輸類飛機製造和維修的墜落保護
羅伯特·W·海茨

飛機發動機製造
約翰·B·費爾德曼

控制和健康影響
丹尼斯布西爾

環境和公共衛生問題
史蒂夫·梅森

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1. 飛機和航空航天工業的危害
2. 技術開發要求
3. 毒理學考慮
4. 化學品在航空航天中的危害
5. 美國NESHAP概要
6. 典型的化學危害
7. 典型的排放控制實踐

人物

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週三,二月23 2011:16 13

航天工業

概況

歷史和未來趨勢

當 Wilbur 和 Orville Wright 於 1903 年首次成功飛行時,飛機製造是一種在實驗者和冒險家的小作坊中實踐的手藝。 軍用飛機在第一次世界大戰期間做出的微小但巨大的貢獻幫助製造業走出了車間,進入了大規模生產。 第二代飛機幫助戰後運營商進軍商業領域,特別是作為郵件和快遞貨物的承運人。 然而,客機仍然沒有加壓,加熱不足,無法在天氣上方飛行。 儘管存在這些缺點,從 600 年到 1936 年,客運量增加了 1941%,但仍然是很少有人體驗過的奢侈。 第二次世界大戰期間航空技術的巨大進步和空中力量的伴隨使用促進了飛機製造能力的爆炸式增長,這些飛機製造能力在美國、英國和蘇聯的戰爭中倖存下來。 自第二次世界大戰以來,戰術和戰略導彈、偵察和導航衛星以及有人駕駛飛機的軍事意義越來越大。 衛星通信、地理監測和天氣跟踪技術的商業重要性日益增加。 1950 年代後期引入渦輪噴氣發動機的民用飛機使航空旅行更快、更舒適,並開始了商業航空旅行的急劇增長。 到 1993 年,全球每年飛行的客運里程超過 1.25 萬億英里。 到 2013 年,這一數字預計將增加近三倍。

就業模式

航空航天業的就業具有很強的周期性。 歐盟、北美和日本的直接航空航天就業人數在 1,770,000 年達到 1989 人的峰值,然後在 1,300,000 年下降到 1995 人,其中大部分就業損失發生在美國和英國。 蘇聯解體後,獨立國家聯盟的大型航空航天工業受到嚴重破壞。 印度和中國的製造能力雖小但增長迅速。 洲際和太空導彈以及遠程轟炸機的製造主要局限於美國和前蘇聯,而法國已經發展了商業太空發射能力。 短程戰略導彈、戰術導彈和轟炸機、商用火箭和戰鬥機的製造更為廣泛。 大型商用飛機(具有 100 個或更多座位的飛機)由美國和歐洲的製造商製造或與其合作製造。 支線飛機(100座以下)和公務機的製造較為分散。 私人飛行員飛機的製造主要集中在美國,從 18,000 年的近 1978 架飛機減少到 1,000 年的不到 1992 架,隨後出現反彈。

就業在軍用飛機、商用飛機、導彈和太空飛行器及相關設備的製造中大致相等。 在個別企業中,工程、製造和行政職位各佔就業人口的三分之一左右。 男性約佔航空航天工程和生產勞動力的 80%,絕大多數高技能工匠、工程師和生產經理都是男性。

行業部門

政府和民用客戶明顯不同的需求和做法通常導致航空航天製造商分為國防和商業公司,或大公司的部門。 機身、發動機(也稱為動力裝置)和航空電子設備(電子導航、通信和飛行控制設備)通常由不同的製造商提供。 發動機和航空電子設備各佔一架客機最終成本的四分之一。 航空航天製造需要對大量組件進行設計、製造和組裝、檢查和測試。 製造商已經形成了相互關聯的分包商陣列以及外部和內部組件供應商以滿足他們的需求。 經濟、技術、營銷和政治需求導致飛機部件和子組件製造日益全球化。

製造材料、設施和工藝

材料

機身最初由木材和織物製成,後來演變為金屬結構部件。 鋁合金由於其強度高和重量輕而被廣泛使用。 鈹、鈦和鎂的合金也被使用,特別是在高性能飛機中。 先進的複合材料(嵌入塑料基質中的纖維陣列)是一系列堅固耐用的金屬部件替代品。 與目前使用的金屬相比,複合材料具有相同或更高的強度、更輕的重量和更高的耐熱性,並且在軍用飛機中具有顯著降低機身雷達輪廓的額外優勢。 環氧樹脂系統是航空航天中最常用的複合材料,約佔所用材料的 65%。 聚酰亞胺樹脂系統用於需要耐高溫的地方。 使用的其他樹脂系統包括酚醛樹脂、聚酯和矽樹脂。 脂肪胺通常用作固化劑。 支撐纖維包括石墨、芳綸和玻璃纖維。 穩定劑、催化劑、促進劑、抗氧化劑和增塑劑作為輔助成分,以產生所需的稠度。 其他樹脂系統包括飽和和不飽和聚酯、聚氨酯和乙烯基、丙烯酸、尿素和含氟聚合物。

底漆、清漆和搪瓷塗料可保護易損表面免受極端溫度和腐蝕條件的影響。 最常見的底漆由用鉻酸鋅和增量顏料著色的合成樹脂組成。 它幹得非常快,可提高面漆的附著力並防止鋁、鋼及其合金腐蝕。 搪瓷和清漆應用於塗底漆的表面,作為外部保護塗層和飾面,並用於顏色目的。 飛機搪瓷由乾性油、天然和合成樹脂、顏料和適當的溶劑製成。 根據其應用,漆可能含有樹脂、增塑劑、纖維素酯、鉻酸鋅、顏料、增量劑和適當的溶劑。 橡膠混合物常用於油漆、燃料電池襯裡材料、潤滑劑和防腐劑、發動機支架、防護服、軟管、墊圈和密封件。 天然和合成油用於冷卻、潤滑和減少發動機、液壓系統和機床的摩擦。 航空汽油和噴氣燃料源自石油基碳氫化合物。 高能液體和固體燃料具有太空飛行應用,並含有具有固有危險物理和化學特性的材料; 這些材料包括液氧、肼、過氧化物和氟。

製造過程中使用的許多材料不會成為最終機身的一部分。 製造商可能有數以萬計的個別產品獲准使用,但在任何時候使用的產品要少得多。 使用了大量和多種溶劑,對環境有害的變體,如甲基乙基酮和氟利昂,被更環保的溶劑所取代。 含鉻和鎳的鋼合金用於工具,含鈷和碳化鎢的硬質合金鑽頭用於切削工具。 以前用於金屬成型工藝的鉛現在很少使用,已被柯氏石取代。

航空航天業總共使用了 5,000 多種化學品和化合物的混合物,其中大多數有多個供應商,並且許多化合物包含五到十種成分。 一些產品的確切成分是專有的,或者是商業秘密,增加了這個異質組的複雜性。

設施和製造過程

機身製造通常在大型綜合工廠中完成。 較新的工廠通常有大容量排氣通風系統和受控補充空氣。 可以為特定功能添加局部排氣系統。 化學銑削和大型部件噴漆現在通常在封閉、自動化的隊列或包含逸散性蒸汽或薄霧的展位中進行。 較舊的製造設施對環境危害的控制可能要差得多。

一大批訓練有素的工程師開發和改進飛機或航天器的結構特性。 其他工程師對組件材料的強度和耐久性進行表徵,並開發有效的製造工藝。 計算機承擔了以前由工程師、繪圖員和技術人員執行的大部分計算和繪圖工作。 現在可以使用集成計算機系統來設計飛機,而無需紙質圖紙或結構模型的幫助。

製造始於製造:用庫存材料製造零件。 製造包括工具和夾具製造、鈑金加工、機械加工、塑料和復合材料加工以及支持活動。 工具構建為模板和工作表面,可在其上構建金屬或複合零件。 夾具引導切割、鑽孔和組裝。 機身子部分、門板以及機翼和尾翼蒙皮(外表面)通常由經過精確成型、切割和化學處理的鋁板製成。 機器操作通常由計算機控制。 巨大的安裝在軌道上的銑床用單個鋁鍛件加工機翼梁。 較小的零件在銑床、車床和磨床上精確切割和成型。 管道由金屬板或複合材料製成。 包括地板在內的內部組件通常由複合材料或層壓薄但堅硬的外層覆蓋在蜂窩狀內部結構上形成。 複合材料通過手工或機器鋪設(放入精心排列和成形的重疊層),然後在烘箱或高壓釜中固化。

組裝從將零部件組裝成子組件開始。 主要子組件包括機翼、穩定器、機身部分、起落架、艙門和內部部件。 機翼組裝特別密集,需要在蒙皮上精確鑽出大量孔並埋頭,然後通過這些孔驅動鉚釘。 完成的機翼從內部清潔和密封,以確保燃料艙防漏。 總裝在巨大的裝配車間進行,其中一些裝配車間是世界上最大的製造廠房之一。 裝配線包括幾個順序位置,機身在這些位置停留幾天到一周以上,同時執行預定功能。 許多組裝操作在每個位置同時進行,造成交叉接觸化學品的可能性。 零件和子組件通過手推車、定制的運載工具和高架起重機移動到適當的位置。 機身通過高架起重機在不同位置之間移動,直到安裝起落架和前起落架。 隨後的移動是通過牽引進行的。

在總裝過程中,機身部分圍繞支撐結構鉚接在一起。 安裝地板橫樑和縱梁,內部塗有防腐化合物。 前後機身部分連接到機翼和機翼短管(一種盒狀結構,用作主油箱和飛機的結構中心)。 機身內部覆蓋著玻璃纖維絕緣層,安裝了電線和風管,內表面覆蓋著裝飾板。 然後安裝通常帶有集成乘客燈和應急氧氣供應的儲物箱。 預組裝的座椅、廚房和廁所用手移動並固定在地板軌道上,允許快速重新配置客艙以滿足航空公司的需求。 安裝了動力裝置、起落架和前起落架,並安裝了航空電子部件。 在將完成的飛機拖到一個單獨的、通風良好的油漆架之前,對所有部件的功能進行徹底測試,在那裡塗上保護性底漆(通常基於鉻酸鋅),然後塗上聚氨酯或環氧裝飾面漆畫。 在交付之前,飛機要經過一系列嚴格的地面和飛行測試。

除了從事實際工程和製造過程的工人外,許多員工還從事計劃、跟踪和檢查工作以及加快零件和工具的移動。 工匠維護電動工具並修整切削鑽頭。 建築維護、清潔服務和地面車輛操作需要大量員工。

 

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星期四,二月24 2011:02 43

機身製造中的安全和人體工程學

安全管理

機身製造行業的安全管理體系反映了傳統製造環境下安全管理的演變過程。 健康和安全計劃往往是高度結構化的,由公司高管指導健康和安全計劃以及反映傳統命令和控制管理系統的層級結構。 大型飛機和航空航天公司擁有安全和健康專業人員(工業衛生師、健康物理學家、安全工程師、護士、醫生和技術人員),他們與生產線管理層合作解決製造過程中發現的各種安全風險。 這種生產線控制安全計劃的方法,由運營主管負責日常風險管理,並由一組核心的安全和健康專業人員提供支持,是該行業成立以來的主要模式。 美國在 1970 世紀 XNUMX 年代初期引入了詳細的法規,導致人們更加依賴安全和健康專業人員,不僅是在項目開發方面,而且在實施和評估方面也是如此。 這種轉變是由於標準的技術性質不易理解和轉化為製造過程的結果。 因此,許多安全管理系統改為基於合規性的系統,而不是傷害/疾病預防。 當法規的複雜性迫使在安全計劃的各個方面更多地依賴核心安全和健康專業人員並從生產線管理中承擔一些責任和義務時,以前集成的生產線控制安全管理計劃失去了一些有效性。

隨著全世界對全面質量管理的日益重視,重點再次回到製造車間。 機身製造商正在轉向將安全作為可靠製造過程的一個組成部分的計劃。 合規性起著次要作用,因為人們相信,在關注可靠過程的同時,傷害/疾病預防將是主要目標,並且在建立可靠過程時將滿足法規或其意圖。 整個行業目前有一些傳統程序、基於程序/工程的程序和基於行為的程序的新興應用。 無論具體模型如何,那些在傷害/疾病預防方面取得最大成功的人都需要三個關鍵組成部分:(1) 管理層和員工的明顯承諾,(2) 明確表示對傷害/疾病預防方面出色表現的期望,以及 ( 3) 問責制和獎勵制度,基於端點測量(如傷害/疾病數據)和過程指標(如安全行為百分比)或與其他關鍵組織目標具有同等權重的其他主動預防活動。 所有上述系統都導致了一種積極的安全文化,這種文化由領導驅動,員工廣泛參與流程設計和流程改進工作。

人身安全

機身製造行業可能會遇到大量潛在的嚴重危害,這主要是因為所生產產品的物理尺寸和復雜性以及所使用的製造和裝配過程的多樣性和不斷變化。 無意或控制不當地暴露於這些危險可能會立即造成嚴重傷害。

表 1. 飛機和航天工業的安全隱患。

危險類型 常見例子 可能的影響
物理
墜落物體 鉚釘槍、鉚釘、緊固件、手動工具 挫傷、頭部受傷
移動設備 卡車、拖拉機、自行車、叉車、起重機 挫傷、骨折、撕裂傷
危險高度 梯子、腳手架、航空器、組裝夾具 多人重傷,死亡
尖銳的東西 刀具、鑽頭、刳鉋機和鋸片 撕裂傷、穿刺傷
搬運機械 車床、沖床、銑床、金屬剪 截肢、撕脫、擠壓傷
空中碎片 鑽孔、打磨、鋸切、鉸孔、​​研磨 眼部異物、角膜擦傷
加熱材料 熱處理金屬、焊接表面、沸騰漂洗 燒傷、瘢痕疙瘩形成、色素沉著改變
鐵水、浮渣、爐渣 焊接、火焰切割、鑄造作業 嚴重的皮膚、眼睛和耳朵燒傷
電子設備 手動工具、電線、手提燈、接線盒 挫傷、拉傷、燒傷、死亡
加壓流體 液壓系統、無氣潤滑脂和噴槍 眼睛受傷,嚴重的皮下傷口
改變氣壓 飛機壓力測試、高壓滅菌器、試驗箱 耳朵、鼻竇和肺部損傷、彎曲
極端溫度 熱金屬加工、鑄造廠、冷金屬製造工作 中暑、凍傷
響亮的聲音 鉚接、發動機測試、高速鑽孔、落錘 暫時或永久性聽力損失
電離輻射 工業射線照相、加速器、輻射研究 不育、癌症、放射病、死亡
非電離輻射 焊接、激光、雷達、微波爐、研究工作 角膜燒傷、白內障、視網膜燒傷、癌症
步行/工作表面 溢出的潤滑劑、亂七八糟的工具、軟管和電線 挫傷、撕裂傷、拉傷、骨折
在密閉空間工作 飛機燃料電池、機翼 缺氧、困頓、麻醉、焦慮
使勁用力 起重、搬運、浴缸滑板、手動工具、電線車間 過度疲勞、肌肉骨骼損傷、腕管綜合症
振動 鉚接、打磨 肌肉骨骼損傷、腕管綜合症
人機接口 工裝、尷尬姿勢組裝 肌肉骨骼損傷
重複運動 數據錄入、工程設計工作、塑料疊層 腕管綜合症,肌肉骨骼損傷

 改編自 Dunphy 和 George 1983.

掉落的鉚釘頂桿或其他墜落物體可能會造成直接的直接創傷; 在不規則、濕滑或亂扔垃圾的工作表面上絆倒; 從高架起重機通道、梯子、空中支架和主要裝配夾具上掉落; 接觸未接地的電氣設備、加熱的金屬物體和濃化學溶液; 接觸刀具、鑽頭和刳鉋機刀片; 頭髮、手或衣服被銑床、車床和沖壓機纏繞或卡住; 鑽孔、研磨和焊接產生的飛屑、顆粒和熔渣; 以及在製造過程中因碰撞機身零部件而造成的挫傷和割傷。

隨著行業安全流程的成熟,與人身安全危害相關的傷害頻率和嚴重程度已經降低。 與人體工程學相關風險相關的傷害和疾病反映了所有製造業和服務業日益增長的擔憂。

人體工程學

機身製造商在使用人為因素開發其產品的關鍵系統方面有著悠久的歷史。 飛行員駕駛艙一直是產品設計史上研究最廣泛的領域之一,因為人因工程師致力於優化飛行安全。 今天,與傷害/疾病預防相關的人體工程學領域發展迅速,是對人為因素的原始工作的延伸。 該行業的流程涉及用力、笨拙的姿勢、重複性、機械接觸應力和振動。 在機翼內部和燃料電池等密閉區域工作會加劇這些暴露。 為了解決這些問題,該行業在產品和流程設計以及“參與式人體工程學”中聘請了人體工程學專家,由製造員工、監督和工具以及設施設計師組成的跨職能團隊共同努力,以降低其流程中的人體工程學風險。

在機身工業中,一些關鍵的人體工程學問題是線材車間,它需要許多手動工具來剝皮或壓接,並且需要強大的抓握力。 大多數都被氣動工具所取代,如果它們很重,則由平衡器懸掛。 可調節高度的工作站可容納男性和女性,提供坐著或站著的選擇。 工作被組織成單元,每個工人在單元中執行各種任務以減少任何特定肌肉群的疲勞。 在翼線,另一個關鍵區域,工具、零件或工人的襯墊對於減少受限區域的機械接觸應力是必要的。 同樣在翼線,使用高度可調的工作平台代替活梯,以最大程度地減少跌倒,並使工人以中立姿勢進行鑽孔或鉚接。 鉚釘仍然是一個主要的挑戰領域,因為它們代表著振動和用力過度的風險。 為了解決這個問題,低後坐力鉚接和電磁鉚接被引入,但由於產品的一些性能標準以及這些技術在製造過程的某些方面的實際限制,它們不是通用的解決方案。

隨著出於重量和性能考慮而引入複合材料,由於大量使用手來成型、切割和加工材料,複合材料的手糊也帶來了潛在的人體工程學風險。 正在引入具有不同手柄尺寸的其他工具和一些自動化流程以降低風險。 此外,還使用可調節工具將工件置於中性位置。 裝配過程帶來了大量尷尬的姿勢和手動操作挑戰,這些挑戰通常由參與式人體工程學過程解決。 通過在可行的情況下增加使用機械起重設備、重新安排工作順序以及建立其他流程改進來降低風險,這些流程通常不僅可以解決人體工程學風險,還可以提高生產率和產品質量。

 

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星期四,二月24 2011:16 51

運輸類飛機製造和維修的墜落保護

運輸類飛機用於在商業航空公司/航空貨運業中運送乘客和貨物。 製造和維護過程都涉及移除、製造、更改和/或安裝整個飛機本身的組件的操作。 這些飛機的尺寸各不相同,但有些(例如,波音 747、空中客車 A340)是世界上最大的飛機之一。 由於飛機的尺寸,某些操作需要人員在高於地板或地面的情況下工作。

在整個航空運輸業的飛機製造和維護操作中,存在許多潛在的墜落情況。 雖然每種情況都是獨一無二的,可能需要不同的保護解決方案,但首選的墜落保護方法是通過 防止 通過積極的危險識別和控制計劃。

有效的墜落防護涉及解決危害識別和控制各個方面的機構承諾。 每個運營商都必須針對特定的跌落風險不斷評估其運營,並製定足夠全面的保護計劃以解決整個運營過程中的每一次風險。 

跌倒危險

 任何時候一個人被提升,他們都有可能下降到一個較低的水平。 從高處墜落通常會導致重傷或死亡。 出於這個原因,已經制定了法規、標準和政策來幫助公司解決整個運營過程中的墜落危險。

墜落危險暴露包括個人在高處工作的任何情況,該表面比下一層高出幾英尺。 評估這些暴露的操作涉及確定個人可能暴露於高架工作表面的所有區域或任務。 一個很好的信息來源是傷害和疾病記錄(勞工統計、保險日誌、安全記錄、醫療記錄等); 然而,重要的是要看得比歷史事件更遠。 必須對每個工作區域或過程進行評估,以確定是否存在任何過程或任務要求個人在比下一個較低表面高出幾英尺的表面或區域工作的情況。

 跌倒情況分類

 事實上,由於飛機的尺寸,在其中一架飛機上執行的任何製造或維護任務都有可能使人員面臨墜落危險。 這些飛機非常大,幾乎整個飛機的每個區域都高出地面幾英尺。 儘管這提供了許多人員可能面臨墜落危險的特定情況,但所有情況都可以歸類為 從平台工作 or 從飛機表面工作. 這兩個類別之間的劃分源於解決暴露本身所涉及的因素。

平台工作類別涉及使用平台或支架進入飛機的人員。 它包括從專門用於接近飛機的非飛機表面執行的任何工作。 從飛機對接系統、機翼平台、發動機架、叉車等執行的任務都屬於此類。 此類表面的潛在跌落暴露可以通過傳統的跌落保護系統或目前存在的各種指南來解決。

飛機表麵類別的工作涉及人員使用飛機表面本身作為訪問平台。 它包括從實際飛機表面執行的任何工作,例如機翼、水平穩定器、機身、發動機和發動機掛架。 根據具體的維護任務,此類表面的潛在跌落暴露非常多樣化,有時需要非常規的保護方法。

當試圖實施保護措施時,區分這兩個類別的原因就很清楚了。 保護措施是為消除或控制每次墜落而採取的措施。 控制墜落危險的方法可以是工程控制、個人防護裝備 (PPE) 或程序控制。

 工程控制

 工程控制是那些包括以下內容的措施 改變設施 以最小化個人暴露的方式。 工程控制的一些示例是欄杆、牆壁或類似區域的重建。 工程控制是保護人員免受墜落傷害的首選方法。

工程控制是製造和維護平台最常用的措施。 它們通常由標準欄杆組成; 但是,平台所有開放側的任何屏障都可以有效地保護人員免受墜落傷害。 如果平台位於飛機旁邊(通常如此),則飛機旁邊的一側將不需要軌道,因為飛機本身會提供保護。 然後,要管理的風險僅限於平台和飛機之間的間隙。

在飛機表面的維護中通常找不到工程控制,因為設計到飛機中的任何工程控制都會增加重量並降低飛機在飛行過程中的效率。 當設計用於保護飛機表面周邊時,控件本身被證明效率低下,因為它們必須特定於飛機類型、區域和位置,並且必須在不對飛機造成損壞的情況下進行定位。

圖 1 顯示了飛機機翼的便攜式導軌系統。 在飛機表面的製造過程中廣泛使用工程控制。 它們在製造過程中是有效的,因為這些過程每次都發生在飛機表面相同位置的相同位置,因此可以針對該位置和位置定制控件。

用於工程控制的欄杆的替代方案包括在平台或飛機表面周圍放置網,以在人員墜落時將其接住。 這些可以有效地阻止某人墜落,但不是首選,因為個人可能會在網本身的衝擊過程中受傷。 一旦人員掉入網中,這些系統還需要正式的救援/檢索程序。

圖 1. 波音 747 便攜式軌道系統; 兩側護欄系統連接到飛機機身的一側,在機翼上方門和機翼屋頂區域工作期間提供墜落保護。

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由波音公司提供

個人保護設備

墜落用 PPE 由全身式安全帶和系在救生繩或其他合適固定點上的繫索組成。 這些系統通常用於防墜落; 但是,它們也可以用於防墜落系統。

PPE 用於個人防墜落系統 (PFAS),可能是防止個人在跌倒時撞擊下一層的有效手段。 為了有效,預期的墜落距離不得超過到較低水平面的距離。 重要的是要注意,使用這樣的系統,個人可能仍會因防墜落本身而受傷。 一旦人員墜落和被捕,這些系統還需要一個正式的程序來營救/檢索人員。

當工程控制不起作用時,PFAS 最常用於平台工作——通常是由於工作流程的限制。 由於與工程控制相關的後勤困難,它們也用於飛機表面的工作。 PFAS 和飛機表面工作最具挑戰性的方面是與人員機動性相關的墜落距離以及為支撐系統而增加的飛機結構重量。 通過將系統設計為連接到飛機表面周圍的設施而不是飛機結構,可以消除重量問題; 但是,這也限制了該設施位置的墜落保護能力。 圖 2 顯示了用於提供 PFAS 的便攜式龍門架。 PFAS 在維護操作中的使用比製造更廣泛,但在某些製造情況下也會使用。

圖 2. 為飛機發動機工人提供墜落保護的發動機龍門架。

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由波音公司提供

防墜落系統 (FRS) 是一種旨在防止個人從邊緣跌落的系統。 FRS 與 PFAS 非常相似,因為所有成分都相同; 然而,FRS 限制了個人的移動範圍,以至於個人無法足夠靠近表面邊緣而摔倒。 FRS 是用於製造和維護操作的 PPE 系統的首選演變,因為它們可以防止任何與墜落相關的傷害 它們消除了救援過程的需要。 它們沒有廣泛用於平台或飛機表面的工作,因為設計系統的挑戰使得人員具有執行工作過程所需的機動性,但不能到達表面邊緣。 這些系統減少了飛機表面工作的重量/效率問題,因為 FRS 不需要 PFAS 所需的強度。 在印刷時,只有一種飛機類型(波音 747)有可用的基於機身的 FRS。 見圖 3 和圖 4。

 圖 3. 波音 747 機翼掛繩繫統。

AIA030F3

由波音公司提供

圖 4. 波音 747 機翼繫索系統墜落保護區。

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 由波音公司提供

水平救生索連接到機翼表面的永久性配件,形成六個墜落保護區。 員工將 1.5 m 的掛繩連接到 D 形環或帶子延伸部分,它們沿著 i 到 iv 區的水平生命線滑動,並固定在 v 和 vi 區。 該系統只允許進入機翼邊緣,防止從機翼表面掉落的可能性。

程序控制

 當工程控制和 PPE 都無效或不切實際時,使用程序控制。 這是最不受歡迎的保護方法,但如果管理得當是有效的。 程序控制包括將工作表面指定為限制區域,僅供那些在特定維護過程中需要進入的人員使用。 墜落保護是通過非常積極的書面程序實現的,其中包括危險暴露識別、溝通和個人行動。 這些程序根據情況盡可能地減輕暴露。 它們必須針對特定地點,並且必須解決該情況下的特定危害。 這些很少用於製造或維護中的平台工作,但它們用於飛機表面的維護工作。

 

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星期五,二月25 2011 17:20

飛機發動機製造

飛機發動機的製造,無論是活塞發動機還是噴氣式發動機,都涉及將原材料轉化為極其可靠的精密機器。 與航空運輸相關的高壓力操作環境需要使用範圍廣泛的高強度材料。 使用傳統和獨特的製造方法。

建築材料

飛機發動機主要由金屬部件構成,儘管近年來已經看到某些部件採用塑料複合材料。 各種鋁和鈦合金用於強度和重量最重要的地方(結構部件、壓縮機部分、發動機框架)。 鉻、鎳和鈷合金用於需要耐高溫和耐腐蝕的地方(燃燒室和渦輪機部分)。 許多鋼合金用於中間位置。

由於飛機重量最小化是降低生命週期成本(最大化有效載荷、最小化燃料消耗)的關鍵因素,因此最近引入了先進的複合材料作為結構部件和管道系統中鋁、鈦和一些鋼合金的輕質替代品,其中沒有經歷過高溫。 這些複合材料主要由聚酰亞胺、環氧樹脂和其他樹脂系統組成,並用編織玻璃纖維或石墨纖維增強。

製造業務

幾乎所有常見的金屬加工和機加工操作都用於飛機發動機製造。 這包括熱鍛造(機翼、壓縮機盤)、鑄造(結構部件、發動機框架)、磨削、拉削、車削、鑽孔、銑削、剪切、鋸切、螺紋加工、焊接、釬焊等。 相關工藝包括金屬表面處理(陽極氧化、鉻酸鹽處理等)、電鍍、熱處理和熱噴塗(等離子、火焰)。 所用合金的高強度和硬度,加上其複雜的形狀和精密公差,需要比其他行業更具挑戰性和嚴格的加工要求。

一些更獨特的金屬加工工藝包括化學和電化學銑削、電火花加工、激光鑽孔和電子束焊接。 化學和電化學研磨 涉及以保留或創建輪廓的方式從大表面去除金屬。 根據其特定合金,零件被放置在高度濃縮的受控酸、鹼或電解質浴中。 通過化學或電化學作用去除金屬。 機翼鍛造後通常使用化學銑削,以在保持輪廓的同時使壁厚符合規格。

放電加工和激光鑽孔 通常用於在硬金屬中製作小直徑孔和復雜輪廓。 為了冷卻目的,燃燒器和渦輪部件中需要許多這樣的孔。 金屬去除是通過電火花放電的高頻熱機械作用完成的。 該過程在介電礦物油浴中進行。 電極用作所需切割的反像。

電子束焊接 用於連接難以觸及的幾何形狀中需要深焊縫的零件。 焊接是由真空室內的聚焦加速電子束產生的。 電子撞擊工件的動能轉化為焊接熱量。

複合塑料製造 涉及“濕”疊層技術或使用預浸漬布。 對於濕法疊層,粘性未固化樹脂混合物通過噴塗或刷塗方式散佈在模具或模具上。 纖維增強材料是手工鋪設到樹脂中的。 應用額外的樹脂以獲得模具形式的均勻性和輪廓。 然後將完成的疊層在高壓釜中加熱和加壓固化。 預浸漬材料由半剛性、即用型、部分固化的樹脂纖維複合材料片組成。 材料被切割成一定尺寸,手工模塑成模具的輪廓,然後在高壓釜中固化。 固化的部件通常被加工並組裝到發動機中。

檢查和測試

為了確保飛機發動機的可靠性,在製造過程中和對最終產品進行大量檢查、測試和質量控製程序。 常用的無損檢測方法有射線、超聲波、磁粉和熒光滲透。 它們用於檢測零件內的任何裂紋或內部缺陷。 組裝好的發動機通常在交付給客戶之前在儀表測試單元中進行測試。

健康安全隱患及其控制方法

與飛機發動機製造相關的健康危害主要與所用材料的毒性及其接觸的可能性有關。 鋁、鈦和鐵的毒性不大,而鉻、鎳和鈷的毒性更大。 後三種金屬的某些化合物和價態表明對人類和動物具有致癌性。 它們的金屬形式通常不像它們的離子形式那樣有毒,通常存在於金屬表面處理浴和油漆顏料中。

在傳統機加工中,大多數操作都是使用冷卻劑或切削液進行的,這樣可以最大限度地減少空氣中粉塵和煙霧的產生。 除了乾磨外,金屬通常不存在吸入危害,但人們擔心會吸入冷卻液霧。 進行了大量的研磨,特別是在噴氣發動機零件上,以混合輪廓並將機翼調整到最終尺寸。 通常使用小型手持式研磨機。 在對鉻基、鎳基或鈷基合金進行此類研磨時,需要進行局部通風。 這包括下吸式工作台和自通風研磨機。 皮炎和噪音是與傳統機加工相關的額外健康危害。 員工在修理、檢查和拆卸零件的過程中,都會有不同程度的皮膚接觸冷卻劑和切削液。 反复的皮膚接觸可能會導致某些員工出現各種形式的皮炎。 一般來說,防護手套、隔離霜和適當的衛生習慣可以最大限度地減少這種情況。 由於刀具顫動和零件振動,在加工薄壁、高強度合金時通常會出現高噪音水平。 這可以在一定程度上通過更堅固的工具、阻尼材料、修改加工參數和維護鋒利的工具來控制。 否則,需要 PPE(例如,耳罩、塞子)。

與傳統機加工操作相關的安全隱患主要包括由於操作點、固定和動力傳輸驅動運動而造成的潛在人身傷害。 控制是通過固定警衛、聯鎖檢修門、光幕、壓敏墊以及員工培訓和意識等方法實現的。 應始終在機加工操作周圍使用眼睛保護裝置,以防止飛濺的切屑、顆粒和飛濺的冷卻劑和清潔溶劑。

金屬精加工操作、化學銑削、電化學銑削和電鍍涉及露天罐暴露於濃酸、鹼和電解質。 大多數浴液含有高濃度的溶解金屬。 根據浴操作條件和成分(濃度、溫度、攪拌、大小),大多數都需要某種形式的局部通風來控制空氣中的氣體、蒸汽和霧氣水平。 各種橫向、槽型罩設計通常用於控制。 美國政府工業衛生學家會議 (ACGIH) 和美國國家標準協會 (ANSI) 等技術組織提供了不同類型浴缸的通風設計和操作指南。 這些浴缸的腐蝕性決定了在這些水箱周圍工作時使用眼睛和皮膚保護裝置(防濺護目鏡、面罩、手套、圍裙等)。 緊急洗眼器和淋浴器也必須可供立即使用。

電子束焊接和激光鑽孔對工人存在輻射危害。 電子束焊接會產生二次 X 射線輻射(軔致輻射 影響)。 從某種意義上說,焊接室構成了一個低效的 X 射線管。 至關重要的是,腔室由材料構成或包含將輻射衰減到最低實際水平的屏蔽。 經常使用鉛屏蔽。 應定期進行輻射調查。 激光存在眼部和皮膚(熱)危害。 此外,還有可能暴露於賤金屬蒸發產生的金屬煙霧中。 與激光操作相關的光束危害應隔離並儘可能包含在聯鎖室內。 應嚴格遵循綜合計劃。 應在產生金屬煙霧的地方提供局部通風。

與復合塑料部件製造相關的主要危險包括在濕法鋪疊操作過程中接觸未反應樹脂成分和溶劑的化學物質。 特別值得關注的是在聚酰亞胺樹脂中用作反應物和在環氧樹脂體系中用作硬化劑的芳族胺。 許多這些化合物已被確認或懷疑是人類致癌物。 它們還表現出其他毒性作用。 這些樹脂體系(尤其是環氧樹脂)的高反應性會導致皮膚和呼吸道過敏。 濕鋪操作期間的危害控制應包括局部通風和大量使用個人防護設備以防止皮膚接觸。 使用預浸漬板材的鋪疊操作通常不會暴露在空氣中,但應採取皮膚保護措施。 固化後,這些部件相對惰性。 它們不再存在其組成反應物的危害。 但是,零件的常規機加工會產生具有刺激性的有害粉塵,這些粉塵與復合增強材料(玻璃纖維、石墨)相關。 通常需要對機加工操作進行局部通風。

與測試操作相關的健康危害通常包括來自射線照相檢查的輻射(x 或伽馬射線)和來自最終產品測試的噪音。 射線照相操作應包括全面的輻射安全計劃,包括培訓、徽章監測和定期調查。 射線照相檢查室應設計有聯鎖門、工作燈、緊急關閉裝置和適當的屏蔽裝置。 測試組裝產品的測試區域或單元應進行聲學處理,特別是對於噴氣發動機。 控制台的噪音水平應控制在 85 分貝以下。 還應採取措施防止測試區域中產生任何廢氣、燃料蒸汽或溶劑。

除了前面提到的與特定操作相關的危害外,還有其他一些值得注意的危害。 它們包括接觸清潔溶劑、油漆、鉛和焊接操作。 清潔溶劑用於整個製造過程。 由於毒性和臭氧消耗效應,最近出現了從使用氯化和氟化溶劑到含水、松油、酒精和礦物油精類型的趨勢。 儘管後一組可能更環保,但它們通常存在火災隱患。 應限制工作場所中任何易燃或可燃溶劑的數量,僅使用經批准的容器,並採取適當的防火措施。 鉛有時用作機翼鍛造操作中的模具潤滑劑。 如果是這樣,由於鉛的毒性,應該實施全面的鉛控制和監測計劃。 許多類型的傳統焊接用於製造操作。 此類操作需要評估金屬煙霧、紫外線輻射和臭氧暴露情況。 是否需要控制將取決於具體的操作參數和所涉及的金屬。

 

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星期五,二月25 2011 17:25

控制和健康影響

航空航天業越來越需要減少產品開發流程時間,同時使用滿足日益嚴格且有時相互矛盾的性能標準的材料。 加速產品測試和生產可能會導致材料和工藝開發超過環境健康技術的並行開發。 結果可能是產品已經過性能測試和批准,但沒有足夠的健康和環境影響數據。 美國的有毒物質控制法(TSCA)等法規要求(1)新材料的測試; (2) 為研發測試制定審慎的實驗室規範; (3) 限制某些化學品的進出口; 和 

(4) 監測健康、安全和環境研究以及公司記錄化學品暴露對健康的重大影響。

越來越多地使用材料安全數據表 (MSDS) 有助於為衛生專業人員提供控制化學品接觸所需的信息。 然而,在使用的數千種材料中,只有幾十種材料具有完整的毒理學數據,這給工業衛生學家和毒理學家帶來了挑戰。 在可行的範圍內,應使用局部排氣通風和其他工程控制來控制暴露,尤其是當涉及化學品知之甚少或污染物產生率特徵不充分時。 在精心策劃和嚴格執行的呼吸保護管理計劃的支持下,呼吸器可以發揮次要作用。 必須選擇呼吸器和其他個人防護設備,以提供充分充分的保護,而不會給工人帶來過度不適。

在將產品引入工作區域之前,必須將危險和控制信息有效地傳達給員工。 可以使用口頭報告、公告、視頻或其他交流方式。 溝通方法對於任何工作場所化學品引入的成功都很重要。 在航空航天製造領域,員工、材料和工作流程經常變化。 因此,危險公示必須是一個持續的過程。 如果沒有船員會議或視頻演示等更積極的方法的支持,書面溝通在這種環境下不太可能有效。 應始終作出回應工人問題的規定。

極其複雜的化學環境是機身製造設施的特徵,尤其是裝配區域。 需要進行密集、響應迅速且計劃周密的工業衛生工作,以識別和描述與大量化學品同時或相繼存在相關的危害,其中許多化學品可能尚未對健康影響進行充分測試。 衛生員必須警惕以供應商未預料到的、因此未列在 MSDS 上的物理形式釋放的污染物。 例如,部分固化的複合材料條的重複應用和移除可能會釋放溶劑-樹脂混合物作為氣溶膠,這將無法使用蒸汽監測方法進行有效測量。

化學品的濃度和組合也可能是複雜和高度可變的。 不按正常順序執行延遲工作可能會導致在沒有適當的工程控製或適當的個人防護措施的情況下使用危險材料。 個人之間工作實踐的差異以及不同機身的大小和配置可能對暴露產生重大影響。 執行機翼油箱清潔的個體之間的溶劑暴露差異超過兩個數量級,部分原因是身體尺寸對極其狹窄區域稀釋空氣流動的影響。

在材料或工藝進入工作場所之前,應識別和表徵潛在危害,並實施必要的控制措施。 在工作開始之前,還必須制定、建立和記錄安全使用標準,並強制遵守。 如果信息不完整,則應承擔合理預期的最高風險並提供適當的保護措施。 應定期和頻繁地進行工業衛生調查,以確保控制措施充分且工作可靠。

表徵航空航天工作場所暴露的困難需要衛生學家、臨床醫生、毒理學家和流行病學家之間的密切合作(見表 1)。 消息靈通的員工隊伍和管理幹部的存在也很重要。 應鼓勵工人報告症狀,並應培訓主管以警惕暴露的體徵和症狀。 生物暴露監測可以作為空氣監測的重要補充,其中暴露高度可變或皮膚暴露可能很重要。 生物監測也可用於確定控制措施是否能有效減少員工對污染物的吸收。 應定期分析體徵、症狀和主訴模式的醫學數據。

表1. 新工藝、新材料的健康、安全和環境控制技術開發要求。

參數                           
  技術要求
污染物的空氣傳播水平      
化學定量分析方法空氣監測技術
潛在的健康影響 急性和慢性毒理學研究
環境命運 生物蓄積和生物降解研究
廢物表徵 化學相容性測試 生物測定

 

在密集的噴漆、密封和清潔操作期間,噴漆機庫、飛機機身和燃料箱可能需要非常大容量的排氣系統。 殘留暴露和這些系統無法引導氣流遠離工人通常需要輔助使用呼吸器。 小型噴漆、金屬處理和溶劑清潔操作、實驗室化學工作和一些塑料疊層工作需要局部排氣通風。 稀釋通風通常僅適用於化學品使用量最少的區域或作為局部排氣通風的補充。 冬季大量的空氣交換會導致室內空氣過度乾燥。 設計不當的排氣系統會將過多的冷空氣引導到小零件裝配區域工人的手上或背部,這可能會加劇手部、手臂和頸部的問題。 在大型、複雜的製造區域,必須注意正確定位通風排氣和進氣點,以避免再次夾帶污染物。

航空航天產品的精密製造需要清晰、有序且控制良好的工作環境。 裝有化學品的容器、桶和罐必須標明材料的潛在危害。 急救信息必須隨時可用。 緊急響應和洩漏控制信息也必須在 MSDS 或類似的數據表中提供。 危險工作區域必須張貼標語,並控制和驗證訪問權限。

複合材料對健康的影響

民用和國防部門的機身製造商越來越依賴複合材料來製造內部和結構部件。 幾代複合材料越來越多地融入整個行業的生產中,特別是在國防領域,它們因其低雷達反射率而受到重視。 這種快速發展的製造介質代表了設計技術超過公共衛生努力的問題。 在組合和樹脂固化之前,複合材料的樹脂或織物成分的具體危害不同於固化材料的危害。 此外,部分固化的材料(預浸料)可能會在生產複合材料部件的各個步驟中繼續保持樹脂成分的危險特性(AIA 1995)。 表 2 提供了主要樹脂類別的毒理學考慮因素。

 


表 2. 航空複合材料中使用的樹脂主要成分的毒理學考慮因素。1

 

樹脂類型 組件 2 毒理學考慮
環氧 胺類固化劑、環氧氯丙烷 致敏劑,疑似致癌物
聚酰亞胺 醛單體、苯酚 致敏劑,可疑致癌物,全身*
酚醛 醛單體、苯酚 致敏劑,可疑致癌物,全身*
聚酯纖維 苯乙烯、二甲基苯胺 昏迷、中樞神經系統抑制、發紺
矽膠 有機矽氧烷、過氧化物 致敏劑,刺激物
熱塑性塑料** 聚苯乙烯、聚苯硫醚 全身*,刺激性

1 提供了未固化樹脂的典型成分的例子。 其他具有不同毒理學性質的化學品可能作為固化劑、稀釋劑和添加劑存在。

2 主要適用於反應前的濕樹脂成分。 部分固化樹脂中存在不同量的這些材料,固化材料中存在痕量的這些材料。

* 全身毒性,表明在幾種組織中產生的影響。

** 熱塑性塑料作為單獨的類別包括在內,因為所列的分解產物是在成型操作過程中加熱聚合起始材料時產生的。


 

 

複合材料造成的危險程度和類型主要取決於特定工作活動和樹脂固化程度,因為材料從濕樹脂/織物移動到固化部件。 揮發性樹脂成分的釋放可能在樹脂和固化劑的初始反應之前和過程中很明顯,但也可能發生在經過多於一級固化的材料加工過程中。 這些成分的釋放在高溫條件下或通風不良的工作區域往往會更大,並且可能從微量到中等水平。 皮膚接觸預固化狀態的樹脂成分通常是總接觸的重要部分,因此不應忽視。

在固化材料表面產生熱量的各種機加工操作過程中可能會發生樹脂降解產物的放氣。 這些降解產物尚未完全表徵,但隨著溫度和樹脂類型的變化,化學結構往往會發生變化。 顆粒可能是通過機械加工固化材料或通過切割含有樹脂材料殘留物的預浸料產生的,當材料受到干擾時,這些殘留物會釋放出來。 暴露於烘箱固化產生的氣體已被注意到,由於設計不當或操作錯誤,高壓滅菌器排氣通風無法從工作環境中去除這些氣體。

應該注意的是,含有玻璃纖維、芳綸、石墨或硼/金屬氧化物塗層的新型織物材料產生的粉塵通常被認為能夠產生輕度至中度的纖維化反應; 到目前為止,我們無法描述它們的相對效力。 此外,關於來自各種加工操作的纖維化粉塵的相對貢獻的信息仍在調查中。 表 1995 列出了各種複合操作和危害的特徵(AIA 3)。

表 3. 航空航天工業中化學品的危害。

化學藥劑 來源 潛在疾病
金屬
鈹塵 加工鈹合金 皮膚病變、急性或慢性肺部疾病
鎘塵、霧 焊接、燃燒、噴漆 遲發性急性肺水腫、腎損害
鉻塵/霧/煙 噴塗/打磨底漆,焊接 呼吸道癌症
焊接、打磨 呼吸道癌症
水星 實驗室、工程測試 中樞神經系統損害
氣體
氰化氫 電鍍 化學窒息,慢性影響
一氧化碳 熱處理,發動機工作 化學窒息,慢性影響
氮氧化物 焊接、電鍍、酸洗 遲發性急性肺水腫,永久性肺損傷(可能)
光氣 溶劑蒸氣的焊接分解 遲發性急性肺水腫,永久性肺損傷(可能)
臭氧 焊接、高空飛行 急性和慢性肺損傷、呼吸道癌症
有機化合物
脂肪族 機器潤滑油、燃料、切削液 毛囊性皮炎
芳香族、硝基和氨基 橡膠、塑料、油漆、染料 貧血、癌症、皮膚過敏
芳香,其他 溶劑類 麻醉、肝損傷、皮炎
鹵化的 脫漆、脫脂 麻醉、貧血、肝損傷
塑料
酚類 內部組件,管道 過敏、癌(可能)
環氧樹脂(胺固化劑) 擱置操作 皮炎、過敏性致敏、癌症
聚氨酯 油漆、內部組件 過敏、癌(可能)
聚酰亞胺 結構件 過敏、癌(可能)
纖維化粉塵
石棉 軍用和老式飛機 癌症,石棉肺
二氧化矽 噴砂、填料 矽肺病
碳化鎢 精密工具磨削 塵肺
石墨,芳綸 複合加工 塵肺
良性粉塵(可能)
玻璃纖維 絕緣毯、內飾件 皮膚和呼吸道刺激,慢性疾病(可能)
木材 樣機和模型製作 過敏性致敏、呼吸道癌

 

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星期五,二月25 2011 17:39

環境和公共衛生問題

自 1970 年代以來,主要在美國和歐洲通過的環境和社區噪音法規的大幅增長對航空航天工業產生了重大影響。 美國的《清潔水法》、《清潔空氣法》和《資源保護與恢復法》等立法以及歐盟的相關指令已經產生了大量的地方法規,以滿足環境質量目標。 這些法規通常會強制使用最佳可用技術,無論是新材料或新工藝還是堆尾控制設備。 此外,臭氧消耗和全球變暖等普遍問題迫使傳統運營方式發生變化,除非存在特殊情況,否則完全禁止使用氯氟烴等化學品。

直到 1980 年代,早期的立法對航空航天業務幾乎沒有影響。 該行業的持續增長以及機場和工業化地區周圍的運營集中度使得監管具有吸引力。 該行業在跟踪和管理排放到環境中的有毒物質以確保安全所需的計劃方面經歷了一場革命。 金屬精加工和飛機維修的廢水處理成為所有大型設施的標準配置。 危險廢物的隔離、分類、顯示以及後來的處置前處理都是在以前存在基本計劃的地方進行的。 隨著每個站點的成本上升到數百萬,處置站點的清理計劃成為許多公司的主要經濟問題。 在1980年代後期和1990年代初期,空氣排放佔飛機製造和運營排放總量的80%以上,成為監管的重點。 國際民航組織 (ICAO) 早在 1981 年就採用了發動機排放標準 (ICAO 1981)。

化學排放法規基本上影響所有化學加工、發動機和輔助動力裝置、加油和地面服務車輛操作。 例如,在洛杉磯,為達到《清潔空氣法》標準而減少地面臭氧和一氧化碳可能需要到 50 年將洛杉磯國際機場的航班運營減少 2005%(Donoghue 1994)。 每天都會跟踪那裡的排放量,以確保揮發性有機化合物和一氧化碳的總排放量限制低於允許的總量。 在瑞典,由於全球變暖的可能性,飛機二氧化碳排放被徵稅。 由於開頂脫脂劑的排放量處於歷史高位以及 1,1,1 三氯乙烷的臭氧消耗潛能和毒性,一些地區的類似法規已導致幾乎完全消除使用氯化溶劑(如三氯乙烷)的蒸汽脫脂。

也許迄今為止實施的範圍最廣的法規是 1995 年的航空航天國家有害空氣污染物排放標準 (NESHAP),該標準由美國環境保護署根據 1990 年的清潔空氣法修正案頒布。該法規要求所有航空航天業務遵守與當前美國控制實踐的最佳 12% 的平均水平相結合,以減少排放量最大的過程中的污染物排放。 該標準要求在 1998 年 1 月之前遵守。受影響最大的工藝和材料是手動擦拭和沖洗清潔、底漆和麵漆、油漆去除和化學銑削保護劑。 該法規允許流程更改或控制,並要求地方當局執行材料、設備、工作實踐和記錄保存要求。 這些規則的意義在於,將不考慮成本的最佳實踐強加給每個航空航天製造商。 它們迫使低蒸汽壓溶劑清潔材料和溶劑含量低的塗料以及應用設備技術進行全面改變,如表 XNUMX 所示。在產品安全或人員安全(由於火災隱患等)的情況下進行了一些例外) 會受到損害。

 


表 1. 美國 NESHAP 在製造和返工設施中的總結。

 

過程 資格1
航空航天部件的手動擦拭清潔

45 °C 時最大復合壓力為 20 mmHg 或使用特定的首選清潔劑

豁免密閉空間、在通電系統附近工作等。

立即封閉擦拭器以防止進一步蒸發

使用 VOC 進行沖洗清潔2 或 HAP3 含材料 液體的收集和密封
底漆和麵漆的應用 使用高傳輸效率設備4 
底漆 HAP 含量少水 平均塗底漆 350 g/l5
面漆 HAP 含量水 平均 420 g/l 的面漆5
外表面油漆去除

零 HAP 化學品、機械爆炸、高強度光6.

每個地點/年允許使用含 HAP 的化學品對 6 架組裝飛機進行脫漆

含有無機 HAP 的塗料 顆粒物排放的高效控制
化磨面膜HAP含量少水 160 克/升的應用材料或高效蒸汽收集和控制系統
HAP 塗層操作造成的過噴 多級微粒過濾器
空氣污染治理設備 最低可接受效率加監控
噴槍清洗 清潔溶劑無霧化,有收集廢物的規定

1 適用大量記錄保存、檢查和其他要求,此處未列出。

2 揮發性有機化合物。 這些已被證明具有光化學反應性和地面臭氧形成的前體。

3 有害的空氣污染物。 這些是美國環境保護署列為有毒的 189 種化合物。

4 列出的設備包括靜電或大容量、低壓 (HVLP) 噴槍。

5 特種塗料和其他低排放工藝除外。

6 允許每架飛機每年使用 26 加侖含 HAP 的去除劑(商業)或每年 50 加侖(軍用)進行修補。

資料來源:美國 EPA 法規:40 CFR Part 63。


 

表 2 和表 3 分別提供了由於環境法規對美國製造和維護操作的影響而導致的典型化學危害和排放控製做法的摘要。 歐洲法規在很大程度上沒有跟上有毒氣體排放領域的步伐,而是更加強調消除產品中的鎘等毒素和加速淘汰臭氧消耗化合物。 例如,荷蘭要求運營商證明使用鎘對飛行安全至關重要。

表 2. 製造過程的典型化學危害。

常見流程 排放類型 化學品或危害
塗料,包括臨時保護塗料、面罩和油漆

固體過噴和溶劑蒸發



 

 

 

 

 

固體廢物,(例如,雨刷)

 

揮發性有機化合物 (VOC),包括甲乙酮、甲苯、二甲苯

消耗臭氧層化合物 (ODC)(氯氟烴、三氯乙烷等)

有機毒素,包括三氯乙烷、二甲苯、甲苯

無機毒素,包括鎘、鉻酸鹽、鉛

如上所述的揮發性有機化合物或毒素

溶劑清洗

溶劑蒸發

固體廢棄物(雨刷)

廢液

揮發性有機化合物、破壞臭氧層物質或毒素

揮發性有機化合物或毒素

廢溶劑 (VOC) 和/或受污染的水

除漆

蒸發或夾帶溶劑

 

腐蝕性廢液

灰塵、熱量、光

二甲苯、甲苯、甲乙酮等VOCs

有機毒素(二氯甲烷、酚類物質)

重金屬(鉻酸鹽)

腐蝕劑和酸,包括甲酸

有毒粉塵(爆破)、熱(熱剝離)和光

陽極氧化鋁

通風排氣

廢液

酸霧

濃酸通常為鉻酸、硝酸和氫氟酸

電鍍硬金屬

通風排氣

沖洗水

重金屬、酸、絡合氰化物

重金屬、酸、絡合氰化物

化學研磨 廢液 焦散和重金屬,其他金屬
封口

蒸發的溶劑

固體垃圾

揮發性有機化合物

重金屬、微量有毒有機物

Alodining(轉化塗層)

廢液

固體垃圾

鉻酸鹽,可能是絡合的氰化物

鉻酸鹽、氧化劑

緩蝕化合物 顆粒物、固體廢物 蠟、重金屬和有毒有機物
複合製造 固體垃圾 未固化的揮發物
蒸氣脫脂 逸出的蒸氣 三氯乙烷、三氯乙烯、全氯乙烯
水性脫脂 廢液 VOC、矽酸鹽、痕量金屬

 

表 3. 典型的排放控制實踐。

流程 廢氣排放 水排放 土地排放
塗層:過噴 排放控制設備用於過噴(揮發性有機化合物和固體顆粒) 現場預處理和監測 處理和填埋3 油漆間廢物。 焚燒易燃物和填埋灰燼。 盡可能回收溶劑。
使用 VOC 進行溶劑清洗 排放控制2 和/或材料替代 現場預處理和監測 焚燒和填埋用過的雨刷
使用 ODC 進行溶劑清洗 由於禁止 ODCs 生產而導致的替代品 與機身相同顏色 與機身相同顏色
用毒素進行溶劑清洗 替代 現場預處理和監測 治療以降低毒性4 和垃圾填埋場
除漆 排放控製或用非 HAP 或機械方法替代 現場預處理和監測 處理污泥穩定並填埋
陽極氧化鋁、電鍍硬質合金、化學銑削和浸入式轉化塗層 (Alodine) 某些情況下的排放控制(洗滌器)和/或替代 漂洗水的現場預處理。 現場或場外處理的酸和鹼濃縮物 處理污泥穩定並填埋。 經處理填埋的其他固體廢物
封口 通常不需要 通常不需要 焚燒和填埋用過的雨刷
腐蝕抑制化合物 通風過濾 通常不需要 刮水器、殘留化合物和噴漆室過濾器5 處理和填埋
蒸氣脫脂 再冷凝蒸汽的冷卻器 封閉系統,或 活性炭收集 廢水脫脂溶劑分離 有毒脫脂溶劑回收處理殘渣填埋
水性脫脂 通常不需要 現場預處理和監測 預處理污泥作為危險廢物管理

1 大多數航空航天設施都需要擁有工業廢水預處理設施。 有些人可能會接受全面治療。

2 控制效率通常必須大於 95% 去除/破壞進入濃度。 通常 98% 或更高是通過活性炭或熱氧化裝置實現的。

3 嚴格的垃圾填埋條例規定了處理、垃圾填埋場建設和監測。

4 毒性通過旨在預測固體廢物填埋場結果的生物測定和/或浸出測試來測量。

5 通常過濾油漆房。 出於實際考慮,不按順序完成的工作或修補等通常可以免除。

 

噪音法規遵循了類似的過程。 美國聯邦航空管理局和國際民用航空組織已經制定了改進噴氣發動機降噪的積極目標(例如,美國 1990 年機場噪聲和容量法案)。 航空公司面臨著用新一代飛機替換波音 727 或 McDonnell Douglas DC-9(國際民航組織定義的第 2 階段飛機)等老舊飛機的選擇,用“靜音”套件重新發動機或改裝這些飛機。 美國在 2 年 31 月 1999 日之前強制消除嘈雜的第 3 階段飛機,屆時第 XNUMX 階段規則將生效。

航空航天運營帶來的另一個危險是墜落碎片的威脅。 廢物、飛機零件和衛星等物品以不同程度的頻率下降。 就頻率而言,最常見的是所謂的藍冰,當馬桶系統排水管洩漏時,導致廢物在飛機外凍結,然後分離並掉落。 航空當局正在考慮制定規則,要求對洩漏的排水管進行額外檢查和糾正。 衛星碎片等其他危險偶爾也可能是危險的(例如,放射性儀器或電源),但對公眾的風險極低。

大多數公司都成立了組織來解決減排問題。 環境績效目標已製定,政策已到位。 許可證管理、安全材料處理和運輸、處置和處理需要工程師、技術人員和管理人員。

環境工程師、化學工程師和其他人被聘為研究人員和管理人員。 此外,還有一些程序可以幫助消除設計或過程中的化學物質和噪音排放源。

 

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