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            铍的毒性及其在焊接加工过程中的安全防护

            文档作者: 中国工程物理研究院        文档来源: 何菊 张友寿
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            更新时间: 2020年12月22日
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            铍的毒性及其在焊接加工过程中的安全防护 中国工程物理研究院(绵阳市621900) 何菊张友寿 1 对铍毒性的认识 铍是一种化学毒性较强的金属,无论是纯金属还 是铍的氧化物或者含铍的合金都具有毒性。铍的密度 很低,仅为1.847 g/cm ,氧化铍的密度也只有 3.02 g/em ,对这种轻质材料的毒性防护有着特殊的技 术措施。在(热)加工和检测过程中产生的金属蒸气、 粉尘和烟雾,易随风飘浮于空气中,给作业者的防护和 工作场所的安全处理带来许多困难。铍在焊接前,需 要进行机械加工和对其表面进行清洁处理,如根据不 同的焊接要求和铍表面氧化的严重程度,需要对焊接 构件的表面特别是坡口附近进行喷沙、化学浸蚀或擦 拭等处理;焊接及焊后要进行尺寸修复和焊接质量检 测与评价,如针对尺寸超差件进行打磨与修复、制样与 检漏等操作工序。在这些工序的每一个流程中,几乎. 都有铍的废物和粉尘产生,特别是铍在经历焊接热循 环以后,在焊缝附近产生了一薄层黑灰色粉末状物质 (TIG焊和激光焊时经常遇到),随着焊后工件的冷却, 这层粉末状物质自由散落。这种黑色化合物的混合体 松散地附着在铍焊接坡口附近的表面上,在这层混合 物中氧化铍的含量可达12%以上。由于铍的毒理特性 和防护方面的困难,必须引起铍作业者们的高度重视。 2 铍毒性的发现 铍由1798年由科学家沃克兰发现,此后经历整整 100年人类才制得金属纯铍。随着对铍特性的逐步了 解和认识,加快了铍的工业化进程,目前铍已经是核 能、航空航天、真空电子(仪表)、激光器件、家用电器、 惯性导航、冶金等行业非常重要的结构及功能材料。 在对铍性能研究的初期阶段,人们没有认识到铍对人 体健康可造成的危害,铍作业中几乎没有采取任何防 护措施。1933年,德国人Veber和Engelhardt在分析 了铍作业者所患疾病以后,提出了铍作业人员易染患 急慢性肺炎,随后,美国的Ordstrand等人在1943年发 表文章支持了这一观点,此后人们才真正对铍可能造 收稿日期:2011—04—22 成人体危害的事件引起关注。但在当时及以后的一段 时间内,许多工厂尚未建立安全制度,人们对铍的毒性 认识不够,生产作业的技术还不够先进,因此,在20世 纪50年代以前,曾经发生过千余例铍的急慢性中毒事 件。50年代以后,由于对铍毒理作用认识的进一步加 深,铍作业者所在的政府机构也强化了铍的劳动?;?条例和安全防护意识,制定了与之相适应的标准和法 规,同时,铍的工业化规模和操作技术水平也在不断提 高,从而保障了铍作业者的健康,使铍作业的中毒事件 大大减少。 含2%左右铍的Be—Cu合金在工业中有着非常广 泛的用途,研究和生产Be—Cu合金同样会引发慢性铍 病。Be—cu合金的制作通常不在专业的铍加工厂中 进行,而是在有色金属行业中的一些工厂中完成。20 世纪4O年代后期曾报道过在制作含低铍的合金材料 过程中引发的慢性铍病。1950年,Jockson报道了一个 加工Be—cu合金工厂发生的6个中毒病例。20世纪 90年代,报道了二位高加索从事Be—cu合金加工男 性患慢性铍病的事例。 3 铍中毒事件及对环境的污染 3.1 国内铍中毒概况 国内从20世纪50年代中期,兴起铍材的制作与 加工工艺研究。随着武器系统、核工业、航空航天以及 真空仪表等领域的发展,铍的研究逐步深入,其中发展 最快的是围绕铍材料的科学研究、铍的冶炼技术、铍金 属加工、铍合金、氧化铍及耐火材料等行业。20世纪 70年代,中国的铍工业达到高峰期。统计表明,接触铍 材引起的病患与国外的情况大体相同,急性铍中毒主 要发生在铍材投产的初期。由于投产初期对铍的毒理 作用认识不足,防护条件差,操作技术落后,在作业以 及对设备故障的抢修工作中造成了铍作业者超剂量接 触铍并引起急性中毒事件,某些作业场所空气中的铍 浓度最高达数千(t~g/m )。1962年以前中国发生的急 性铍中毒近100例。1964年检查出首例慢性铍??; 1982年北京、上海以及湖南等地相继发现了31例慢性 铍病,1989年增至61例,现在已有可能超过100例。 2011年第8期 65 学兔兔 www.xuetutu.com 俘掳经验交流 慢性铍病主要是作业者长期接触铍及其化合物,经过 一定潜伏期发生的以肺部肉芽肿或间质纤维化为主的 病变。宁夏稀有金属材料研究院(原宁夏905厂)是中 国从事铍及其合金的科学研究与铍件制造的专业厂 家,他们对铍的防护历来很重视,定期进行职业病检查 或者对操作铍环境周围的浓度取样、分析与测评,由于 特殊的工艺制作环境,常年接触多为铍粉尘,因此该单 位已检查出3例铍病患者。中国工程物理研究院很早 就开展铍材焊接、机械加工,对铍的安全防护和监测同 样很重视,积累了不少好的经验,在从事铍操作的30 多年里,只发现1例铍中毒患者。在2008年,宁夏稀有 金属材料研究院和中国工程物理研究院两家还针对铍 的防护与检测举行了研讨会,双方交流了铍监测与防 护的先进经验,为杜绝铍中毒事件的发生,起到了积极 的作用。 3.2 临国铍事故对中国疆北地区的污染 1990年9月12日,前苏联核材料工厂的铍实验室 发生了火灾事故,这个核材料厂位于中国新疆维吾尔 自治区的北部,造成大量铍飘浮于空气中。使中国边 境地区环境受到了污染。徐金其等人对大片地区的蔬 菜(重点调查了韭菜中的铍含量)和植物进行的铍污染 分析表明,其铍含量是比对样品的1.69—8.41倍。 对新疆的布尔津县和乌鲁木齐市的草样品中铍污 染的测定结果:前者高出比对样品的2.63倍,后者高 出3.63倍。由此表明,这次事故对新疆北部的广大地 区造成了铍的轻微污染,而乌鲁木齐市和阜康地区的 铍污染比北疆西部地区要重一些。造成如此大面积的 铍污染的直接原因是核材料厂的火灾事故,但铍粉尘、 气溶胶的质地轻,易飘浮,难防护也是造成大面积污染 的另一个原因。 4 焊接中的安全防护及注意事项 (1)充分认识铍防护的重要性,严格铍的毒性防 护。在焊接和加工作业场所,应针对铍的焊接进行严 格的密封系统的设计和建立。在放射性和铍的共存环 境,对放射性物质屏蔽的同时,也应考虑对铍的防护。 密封的操作系统能有效地限制铍焊接和加工过程产生 的烟雾、粉尘及金属蒸气,有利于作业者的健康。该系 统在工作了一段时间后,密封箱的内壁会吸附、沉积一 薄层铍粉和铍的化合物,必须及时进行清理。 (2)针对铍的防护,国内制定了一系列相应的安全 防护标准和操作规程。在铍的焊接中,还针对不同的 焊接方法及工位作业,制定了相应的安全操作规程,这 66 2011年第8期 些标准和规程是铍作业者的法规性文件,必须认真贯 彻执行。 (3)加强焊接环境铍的监测和人体中铍含量的分 析。目前,还没有测定空气中铍粉尘含量的直读仪表, 只能在作业过程中进行采样分析。定期监测焊接场所 空气中的铍浓度。对铍作业者定期进行健康检查,建 立职业病史档案。 (4)注意个人防护,提高防护意识。为了防止铍粉 尘的吸人,要求作业者在操作铍时要佩戴防毒面具如 聚氯乙烯过滤片口罩,这种口罩的过滤效果可达96% 以上,能有效地防止铍粉尘经过人的口、鼻进入人体。 工作时要穿戴好防护工作服、鞋和手套等。 (5)在工作场所,要安装良好的通风排尘系统。通 风设施要有净化过滤装置,来限制过多的铍粉尘排人 空气中,中华人民共和国卫生部部颁标准GB4868- 1985中规定:铍作业者的摄人量含2种:一种为时间加 权的平均浓度(指以时间为权数规定8 h/day工作日的 平均容许接触水平)为0.005 mg/m (按铍计,下同);另 一种为短时接触浓度(指在一个工作日内,任何一次接 触的铍不得超过15 min的时间加权平均的容许接触水 。平)为0.001 mg/m 。要达到这些指标,设置通排风是 必不可少的。 (6)用湿法清洗铍的粉尘。由于铍的密度很小,清 除焊接密封箱的铍粉、擦拭铍表面的油污或粉尘以及 通风设施过滤收集装置等最好都使用湿法,它能有效 地控制铍粉尘飞散于空气中。 (7)金属铍在空气中700℃ 以下加热,或者在 800℃ ,400 Pa的真空压力下加热,产生的金属蒸气较 少,氧化铍在氢气氛中用1 550℃以内的温度加热,铍 青铜在200~350℃加热等都被认为是安全的。在同 样的环境中加热,随着温度的增加,产生的金属蒸气亦 会增多。 综上所述,预防铍中毒的关键是降低作业环境空 气中铍的浓度。另外,只要铍作业者遵守安全操作规 程,使预防和控制措施得以实施,并加以安全监督,急 慢性铍病是完全可以避免的。 作者简介: 何 菊,1976年出生,大学本科,工程师。主要从 事无损检测方面的工作。
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