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關于金屬切削液油霧的產生和存在形式

發布時間：2023-02-23 點擊次數：148

　　在車、銑、鉆、磨等金屬加工過程中，由于金屬切削液的使用，會在空氣中形成大量的油霧顆粒。這種現象使得工人呼吸區域中的空氣質量問題受到廣泛關注。因為長期暴露在這種油霧中對工人健康十分不利，而據美國職業安全與健康國立研究所 (NIOSH)統計，每年暴露在金屬切削液油霧中的工人多達120萬。因此，對金屬切削液油霧的研究是一項意義重大的課題。

　　1 金屬切削液油霧的產生

　　(一). 油霧的產生機理

　　為了有效地潤滑、冷卻和清洗，金屬切削液在使用過程中要經歷泵循環、噴射與高速旋轉的刀具或工件激烈撞擊和高溫蒸發等過程，這就決定了其油霧產生的原因非常復雜，機械、物理和化學的因素互相交織，共同作用。但是，并非所有因素都對油霧的產生具有決定性影響，加工過程中金屬切削液油霧的形成主要可以歸因于兩種機理，霧化和蒸發：霧化是機械能轉化為液滴表面能的過程，主要是由于液體對機床系統內的固定及旋轉單元的激烈沖擊，被其打碎，形成細小液滴漂浮在工作環境中；蒸發的發生是由于切削區產生大量的熱，這些熱量傳人切削液使它的溫度明顯高于飽和溫度，在固一液接觸面上就發生沸騰并產生蒸汽。這些蒸汽隨后以周圍空氣中的小液滴或其它粒子為核心凝結，形成油霧。圖1為加工過程中油霧生成機理的示意圖。

　　(二). 油霧的存在形式

　　金屬切削過程可以產生以下三類油霧：

　　(1). 由噴射沖擊產生的干凈油霧，不含固體粉塵；

　　(2). 因加熱或高速切削的高溫導致蒸發或灼燒而產生的煙霧；

　　(3). 磨削時金屬切削液噴射產生的含磨削粉塵的油霧。

　　油霧產生的方式不同，其顆粒直徑范圍也有較大區別。一般情況下，機械霧化過程產生的油霧主要以液滴形態存在，液滴直徑范圍較寬，通常為2～10um。蒸發產生的油蒸汽在冷凝過程中也會形成直徑非常細小的冷凝懸浮體，粒徑通常為2um以下。醫學研究證明，油蒸汽和大顆粒液滴對人體肺部的危害相對較小。以油蒸汽形態存在的油霧被吸入肺部又被呼出，它們并不會被肺泡捕獲，而大顆粒的油滴無法通過鼻子和支氣管進入肺部。只有以液滴形式存在，且直徑小于5um的油霧顆粒才能順利到達肺泡，并在肺部沉淀，從而對人體造成較大的危害。