تهویه میست و بخارات آب صابون در صنایع

تهویه میست و بخارات آب صابون در صنایع یکی از مهمترین و اثرگذارترین نوع تهویه صنعتی است که با عنوان Metalworking Fluids (MWFs) mist ventilation نیز شناخته می‌شود. استفاده از مایعات فلزکاری به‌ واسطه میست و بخارات آزاد شده با اثرات سوء بهداشتی در مواجهات تنفسی برای اپراتورها همراه است که در جهت کنترل این مواجهات تنفسی میتوان از تهویه میست و بخارات آب صابون کمک گرفت.

کاربرد آب صابون در صنایع

روغن حل شونده یا محلول آب صابون در صنایعی مانند فلزکاری کاربرد دارد. در صنعت فلزکاری به واسطه اصطکاک ایجاد شده بین قطعه و ابزار مشکلاتی مانند افزایش دما و سوختن فلز، به هم‌چسبی، تغییر شکل و … پیش می‌آید. از همین رو جهت کنترل گرما، روان‌سازی حرکت و سایش بین قطعه و ابزار، از آب صابون استفاده می‌شود.

مایع آب صابون عمدتا از آب، روغن پایه و امولسیون کننده هم‌چنین یک‌سری مواد ضد باکتری، ضد کف و ضد خوردگی تشکیل می‌شود. ترکیب و نسبت آن بسته به نوع کاربری متفاوت است. این محلول در تراشکاری، دریل‌کاری یا فرز کاری، برشکاری، سنگ زنی، براده برداری، CNC، حتی ریخته گری و دایکاست و … کاربرد دارد.

استفاده از آب صابون با هدف خنک‌کاری و روان‌کاری در فلزکاری استفاده می‌شود. در این فرایند خنک کاری به واسطه آب و روان کاری به‌واسطه روغن انجام می‌شود. استفاده از آب صابون مزایای دیگری از جمله افزایش عمر دستگاه‌ها، تمیزکاری سطح کار از براده‌ها و … نیز دارد.

عوارض مواجهه با میست آب صابون

از آنجایی که پایه ماده روغنی موجود در آب صابون مشتقات نفتی بوده و PH محلول قلیایی است. هم‌چنین به‌واسطه برخی افزودنی‌ها، این محلول می‌تواند در مواجهات پوستی و تنفسی برای کاربر یا اپراتور دستگاه آسیب‌زا باشد. در طی فرایند فلز کاری با آب صابون، محلول به‌صورت میست و بخارات آب صابون هوابرد می‌شود. به تعریف NIOSH آئروسل‌های مایعات فلزکاری میست‌ها و تمام آلودگی موجود در میست هستند که در طی عملیات ماشین‌کاری و سنگ زنی شامل تمام محصولات فلزی یا جایگزین فلز است.

مطالعات کمتری در رابطه با بخارات انجام شده است اما مواجهات تنفسی با میست موجب تحریک دستگاه تنفسی، افزایش شانس ابتلا به آسم شغلی، پنومونی با حساسیت بیش از حد، برونشیت، حساسیت آلوئل‌ها و… می‌شود.

در شرایط مناسب به‌واسطه آب و دیگر مواد مانند چربی، لیپید، روغن و شرایط کمک کننده مانند گرما و رطوبت و… میکروارگانیسم‌هایی مانند قارچ و باکتری نیز در آن رشد می‌کنند که در مواجهه پوستی باعث تحریک و درماتیت پوستی می‌شود. علاوه بر آن در مواجهات تنفسی موجب تحریک دستگاه تنفسی و با علایمی شبیه آنفولانزا عوارضی مانند وخیم شدن آسم را به‌دنبال دارد. این ماده محرک چشم نیز بوده و در گذشته بواسطه روغن‌های معدنی تصفیه نشده سرطان نیز از آن گزارش شده است که امروزه به‌واسطه استفاده از روغن‌های بهتر و تصفیه مناسب آن، افزودنی‌های مناسب‌تر و افزایش سطح بهداشت، کاهش پیدا کرده است اما هیچ تضمینی برای عدم وجود آن وجود ندارد.علاوه بر آب صابون ذراتی که از سطح فلز هوابرد می‌شوند بسته به نوع فلز اثرات سوء بهداشتی را برجای می‌گذارند.

کنترل مواجهه با میست آب صابون از طریق تهویه

دستورالعمل‌ها و روش‌های مختلفی برای کنترل مواجهه با میست آب صابون وجود دارد که در متون راهنما وجود دارد. به توصیه OSHA، NIOSH و HSE یکی از راه‌ها و اقدامات فنی مهندسی برای کنترل و کاهش مواجهه با میست و بخارات آب صابون و فلزات همراه آن، استفاده از تهویه خصوصا تهویه موضعی است. که در بیشتر موارد به ACGIH ارجاع شده است. توصیه‌های ACGIH که برای تهویه ماشین افزارها ارائه شده است در تهویه همان ماشین‌هایی که با آب صابون کار می‌کنند نیز قابل کاربرد است اما طراح باید نحوه و شرایط تولید میست را به طور کامل بررسی کرده و در طرح تهویه در نظر بگیرد.

تهویه ابتدا باید به صورت موضعی انجام شود تا میست‌ها را در موضع تولید به دام بیاندازد و از پخش شدن در فضای محیط کار جلوگیری کند. در کنار آن با توجه به شرایط غیرقابل اغماض کاری در این گونه صنایع از تهویه عمومی نیز جهت رقیق سازی هوا و جلوگیری از تجمع میست‌ها باید کمک گرفت همچنین هوای ورودی تمیز و تازه با توزیع مناسب در مواضع حضور کارگر با در نظر گرفتن الگوی جریان هوا باید در نظر گرفته شود.

به دلیل شرایط عملیات از جمله چرخش، پرتاب و … در فرایندهایی که در آن از آب صابون استفاده می‌شود در بهره‌گیری از تهویه تا حد امکان باید هود را محصور در نظر گرفت. این مورد خصوصا اگر مواد سمی ماشین‌کاری شود خیلی مهم است. هود سیستم تهویه باید عملیات را دربر بگیرد و دارای سرعت کافی جهت از بین بردن میست ایجاد شده باشد طوری که اگر هود محصور است هیچ میستی به بیرون از دهانه هود انتشار پیدا نکند و اگر به ناچار از هود بیرونی استفاده شده است از سرعت ربایش کافی برخوردار باشد تا میست‌ها را به خوبی به دام بیاندازد. اما در کل هود مناسب برای فلزکاری با آب صابون هود محصور است. توصیه ANCI نیز بر استفاده از هود محصور است.

هود سیستم تهویه متناسب با نوع دستگاه، سمیت مواد مورد ماشین‌کاری، شرایط عملیات دستگاه، شرایط قطعه و کار و با درنظر گرفتن رابطه کاربر-ماشین طراحی می‌گردد.

به عنوان مثال در یک دستگاه تراشی که با آب صابون کار می‌کند باید شرایط کار از جمله ورود مرغک، اندازه قطعه، دید کاربر و… در نظر گرفته شود یا در یک ماشین دریل کاری اندازه قطعه، تعمیرات مورد نیاز، انتشار از مخزن ذخیره و گردش مجدد دستگاه باید در نظر گرفته شود. در دستگاه هایی که با سرعت بالا کار می‌کنند جهت پرتاپ میست ها محل تشکیل و انباشته شدن مه، بادهای فشرده‌ای که در داخل ممکن است باشد در طراحی باید مد نظر باشد. در این‌گونه دستگاه‌ها میست زیادی تولید می‌شود که سرعت زیاد عملیات سبب ایجاد ابری از میست می‌شود چرخش قطعه یا ابزار، پرتاب ذرات و آب نیز به نوبه خود شکلی شبیه کوران را داخل دستگاه می‌تواند ایجاد کند. به همین سبب هود این دستگاه‌ها باید محصور باشد و از یک درب شفاف با امکان باز و بسته شدن و تمیز کردن خودکار محل دید استفاده شود.

به‌دام اندازی و تصفیه میست آب صابون جمع آوری شده در سیستم تهویه
میست‌هایی که توسط هود به داخل سیستم تهویه مکش شده‌اند، بهتر است به صورت کنترل شده خارج شوند چرا که می‌تواند مشکلات زیست محیطی در محل خروج دودکش، جمع شدن آب صابون روی سقف‌ها، پاشیدن قطرات کندانس شده روی ماشین‌ها و افراد ایجاد کند و سبب نارضایتی شود. علاوه بر آن این میست‌ها خواه ناخواه در داخل سیستم و خصوصا فن کندانس می‌شوند و مشکلات ناشی از راه افتادن خط آب صابون، خوردگی، چکه کردن و کثیف کاری و آلودگی ناشی از آن، جمع شدن بیش از حد در داخل فن را به بار بیاورد.

جهت به‌ دام اندازی میست‌ آب صابون موجود در سیستم تهویه و جلوگیری از ورود به محیط زیست، از روش‌های تصفیه هوا مانند اسکرابر، نیروی گریز از مرکز و یا سیکلون‌ها، فیلتراسیون، حذف کننده‌های میست می‌توان بهره برد. در صورت استفاده از حذف کننده‌های میست بهتر است در داخل هود یا در نزدیکی آن صورت بگیرد تا هم مایع جمع آوری شده راحت‌تر به مخزن تصفیه برگردد و هم آلودگی ناشی از قطرات در دیگر بخش‌های سیستم کاهش یابد.

 نکته دیگر این‌ که این میست‌ها در داخل ایمپلر فن به واسطه نیروی گریز از مرکز که از آن به عنوان تصفیه کننده نیز یاد شد، کندانس شده و خواه ناخواه به دام می‌افتند و در داخل حلزونی جمع می‌شوند که باید برای خارج کردن مایع کندانس شده در فن تمهیداتی را در نظر گرفت. خصوصا اگر قبل از فن تصفیه و به دام اندازی به خوبی صورت نگیرد میزان آب صابون جمع شده در فن بسیار زیاد خواهد شد و بخشی نیز به صورت میست یا قطرات کوچک آب به بیرون منتقل می‌شوند.

 نکته مهم دیگر که در تهویه میست و بخارات آب صابون مد نظر است این است که براده‌ها باید قبل از رسیدن به فن بدام بیفتند چرا که برخورد این براده‌ها به پروانه فن موجب نابالانسی آن می‌شود. روش‌های یاد شده برای تصفیه آب صابون در جمع آوری براده‌ها نیز موثرند حتی می‌توان از اتاقک‌های ته‌نشینی نیز برای آن استفاده کرد.

مایع آب صابون جمع آوری شده می‌تواند وارد مخزن تصفیه گردد، فیلتر شده و مجدد استفاده شود. نباید فراموش کرد که امکان رشد میکرو ارگانیسم‌ها نیز در آن یا بر روی دست و ساعد وجود دارد. خصوصا این مواضع در تماس با فلز هستند و یا روغنی و گرم و مرطوب هستند یا پوست آن ممکن است زخمی شده یا آسیب ببیند که باید دستورالعمل‌های مواجهه پوستی با تهویه میست و بخارات آب صابون را رعایت کرد و از مایع آب صابونی که به صورت مرغوب تولید شده و در آن از مواد ضد قارچ و باکتری مناسب وجود دارد استفاده کرد و یا در صورت امکان به مایع جمع آوری شده در مخزن اضافه کرد. همان‌طور که پیش تر ذکر شد باید دقت شود که از مخزن تصفیه نیز امکان انتشار میست وجود دارد و باید تمهیداتی برای کنترل میست آب صابون آن چه از طریق تهویه چه مخازن ایزوله یا هردو نیز در نظر گرفت.