CC BY
65
УДК 574:669 В.П. Перминов СГГ А, Новосибирск В.А. Неронов
Институт теоретической и прикладной механики СО РАН, Новосибирск В.И. Мали, Т.С. Тесленко
Институт гидродинамики СО РАН, Новосибирск
ВОПРОСЫ БЕЗОПАСНОСТИ ПРИ ВЗРЫВНОЙ ОБРАБОТКЕ ПОРОШКОВЫХ СМЕСЕЙ МО - N1
Работы по взрывной обработке порошковых смесей магния с никелем были инициированы сообщениями [1] о перспективности применения металлида М£2М при создании автомобильных двигателей, работающих на водороде.
Исходными материалами были порошки магния (80 - 250 мкм) и никеля (10 - 40 мкм), которые в двух стехиометрических соотношениях (М§2М и М§М2) тщательно перемешивали и загружали в стальные цилиндрические ампулы, помещаемые по оси цилиндрических зарядов взрывчатого вещества (аммонит СЖВ).
Инициирование зарядов осуществлялось детонатором сверху из центра.
Не останавливаясь на деталях, которые нами будут освещены подробно в специальном технолого-материаловедческом сообщении, можно на основании рентгеноструктурного анализа утверждать, что получен только металлид М§2М, который и является наиболее интересном для решения поставленной задачи в системе М§ - N1.
Следует отметить, что диаграмма состояния М§ - N1 впервые и довольно точно была разработана почти сто лет назад Фоссом [2]. В системе было обнаружено два соединения: М§2№, образующиеся при 760°С по
перитектической реакции:
Ж + М§№2 <-----> Mg2Ni
и устойчивое химическое соединение М§М2, образующееся при температуре 1143 - 1145°С.
Исследования показали [3,4], что металлический магний токсичен. Основной путь проникновения в организм магниевой пыли - органы дыхания, но не исключена возможность ее проникновения и через пищеварительный тракт.
Этот путь проникновения заслуживает особенного внимания, так как металлический магний растворим в разбавленных кислотах [3].
Для магния и его сплавов рекомендуется предельно допустимая
-5
концентрация 1мг/м .
Магний и его сплавы в изначальном виде при нормальной и особенно при повышенной температуре энергично взаимодействуют с водой с выделением водорода и образованием окиси магния. При этом происходит значительное повышение температуры. Эти огне - и взрывоопасные
свойства магния и его сплавов требуют применения особых мер пожарной безопасности.
Влажная пыль с содержанием от 4 до 48% влаги воспламеняется более интенсивно, чем сухая. Обычно она воспламеняется при 420°С. Сила взрыва влажной пыли значительно выше, чем сухой. При определенных условиях пыль может воспламеняться при 360°С. Не исключена возможность самовоспламенения увлажненной магниевой пыли. Особенно опасно высыхание увлажненной магниевой пыли, находящейся в закрытом помещении с малым объемом и плохим отводом тепла.
Выделяющийся водород образует с кислородом воздуха гремучую смесь, воспламенение которой увеличивает силу взрыва.
При влажности выше 50% воспламенение пыли затрудняется, однако она продолжает оставаться опасной из-за выделения водорода. Не только увлажненная магниевая пыль, но и сама атмосфера над ней взрывоопасны.
Универсальным средством для тушения стружки, опилок и компактного магния служат сухие молотые флюсы, представляющие собой хлориды и фториды щелочных и щелочноземельных металлов. Эти флюсы весьма гигроскопичны и поэтому должны храниться на рабочих местах в герметической таре. При прессовании изделий из магниевых порошков предпринимаются следующие меры безопасности.
Работы по подготовке порошков следует проводить в отдельном помещении, организованном в соответствии с требованиями, предъявляемыми к взрывоопасным производствам категории Б согласно ГОСТ 12.1.041-83 ССБТ - Пожаровзрывобезопасность горючих пылей. Помещение оборудуют местной вытяжной вентиляцией.
При оценке санитарных условий труда на производстве, где выделяется пыль никеля, следует исходить из высокой токсичности его аэрозолей, оксидов и солей.
Поскольку пыль никеля и его оксида обладают значительной растворимостью в кислых средах, в частности в желудочном соке, заглатывание ее также вредно.
По данным различных исследователей [4] обнаружены, например, следующие нарушения здоровья работающих с порошками никеля: головные боли и головокружения, снижение обоняния, раздражительность, понижение аппетита, одышка, снижение кровяного давления, гастриты, нарушения функций печени, носовые кровотечения, а также канцерогенное действие (рак носа и легких). Обнаружено действие на кожу в виде аллергии, а также никелевой экземы и никелевой чесотки.
В качестве предельно допустимой концентрации рекомендуется 0,005
мг/м3.
При работах, связанных с выделением в воздух рабочей зоны пыли никеля необходимо проводить комплекс оздоровительных противопылевых мероприятий с обязательным проведением периодических медосмотров.
Никель, также как и магний, в мелкораздробленном состоянии обладает пирофорными свойствами и, следовательно, к помещению, в котором ведется его обработка, предъявляются аналогичные требования.
Насколько нам известно, токсичность и возгораемость промежуточных соединений системы М§ - N1 пока специально не изучалась.
Однако, судя по кристаллической структуре металлидов М§2№, М§№2 и известным к настоящему времени их физико-химическим свойствам следует полагать, что эти вещества не менее опасны, чем магний и никель, и при всех обычных операциях порошковой металлургии (дробление, рассев, перемешивание и пр.) следует использовать вышеуказанные меры защиты от пыли магния и никеля.
Все работы по подготовке и проведению взрывов проводились в соответствии с Едиными правилами безопасности при взрывных работах.
-5
Содержание пыли в атмосфере рабочего места не превышало 1 мг/м3 по
-5
тротилу и 10 мг/м аммиачной селитры. Работа проводилась в респираторах, очках, спецперчатках и спецодежде, очищаемой ежедневно от пыли.
В помещении проводилась периодически влажная уборка и действовала эффективная вентиляция. Допуск персонала в камеру после взрыва производился в соответствии с технологическими инструкциями.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Алефельд, Г. Водород в металлах / Г. Алефельд, И. Фелькл. - Т. 2. - М.: Мир, 1981. - 431 с.
2. Самсонов, Г.В. Магниды / Г.В. Самсонов, В.П. Перминов. - Киев: Наукова думка, 1971. - 344 с.
3. Брахнова, И.Т. Токсичность порошков металлов и их соединений / И.Т. Брахнова.- Киев: Наукова думка, 1971. - 224 с.
4. Вредные вещества в промышленности. Справочник / Под ред. Н.В. Лазарева и И.Д. Гадаскиной. - Ленинград: Химия, 1977. - 608 с.
© В.П. Перминов, В.А. Неронов, В.И. Мали, Т.С. Тесленко, 2006
