浅谈发动机研制过程中常见的职业危害治理对策

刘咏妍，赵兴

（中国航发沈阳发动机研究所，沈阳 沈河 110000）

所谓职业危害，就是劳动者在生产劳动过程及劳动者工作所处环境中产生的对劳动者的身体健康、作业能力及人身安全造成危害或者不良影响的全部因素的总称。在发动机研制过程中，常见的职业危害有噪声、粉尘、化学物、X射线等。为了充分保护员工，通过新建项目职业病防护设施的有效运行、机械化替代、落后工艺及材料淘汰、试车（验）中禁止进入、技术升级、限时限员等有效管控手段，消除危害因素对劳动者造成的不良影响，以下介绍几种发动机研制过程中常见的职业危害治理对策。

1 喷涂工艺机械手的应用

使用等离子喷涂技术，是将应变计覆盖在试件表面，获取发动机高温结构件的力学行为，为科研定型或排故提供数据支撑。等离子喷涂是采用等离子弧为热源，将高速焰流的金属（陶瓷）粉雾化后，加速喷射到试件表面，形成喷涂涂层的一种热喷涂表面加工方法。喷涂作业中主要问题是高度分散的粉尘和挥发出来的烟尘以及高速焰流产生的噪声，且喷枪出口温度达到2000℃，工作处于高温环境下，现场会产生强光辐射，不利于人体健康。

图1 喷涂机械手

机械手可提高喷涂质量，稳定性好，精度更高；可以使操作者远程操作，远离职业危害。新设备正式投入使用后，对于表面构型简单（平面或圆柱面等）的常规部件的喷涂作业可以通过机械手完成，但由于部分涡轮叶片的测点部位处于异形面上，无法通过编程确定机械手的运行轨迹，仍需操作者手持喷枪进行喷涂作业。

2 喷漆工艺机械手的应用

在航空发动机研制试验中，热端部件壁温测量是非常重要的。采用示温漆测温则不需进行测试改装，对发动机流场影响小，特别适合于发动机转动件、薄壁件、复杂构件的壁温测量。示温漆是一种是以受热发生颜色的变化来指示零部件表面温度的涂料，示温漆测温是将各种示温漆按照一定的程序喷涂在部件表面，按照一定的程序进行试验，试验时示温漆涂料受热会发生颜色变化，试验后将变色的示温漆与标准色板颜色进行对比分析，即获得零部件试验中最高温度状态的壁面温度分布。查阅示温漆材料安全数据单发现，示温漆为一种易燃有害液体。通过吸入和皮肤接触，有累积效应；对皮肤有刺激性；有限的致癌作用；可能对胎儿造成伤害；可能有损伤生育能力的危险。示温漆成分中二甲苯（CAS号：1330-20-7），占比22%，以及在喷漆使用到的丙酮（CAS号：67-64-1）在《职业病危害因素分类目录》中，均归类为化学类有害因素。此外，手持喷漆作业须全身着防护服佩、戴护目镜，短时间内化学品挥发可产生大量刺激性气味，难以通过排风设施迅速降低有害气体浓度，作业环境及操作方式亟需改善。

图2 喷漆机械手

喷漆工艺机械手可用于示温漆自动化喷涂作业，具有喷涂质量可控、减少漆料损耗、减轻对人体伤害等特点。可喷涂工件种类包括：叶片、火焰筒、鼓筒、盘、机匣、隔热屏等。目前，喷漆工艺机械手设备待所内转固验收阶段。新设备正式投入使用后将完成常规部件表面的喷涂作业，但少量异形件还需操作者手持喷枪操作。

3 焊锡工艺烟雾治理

焊锡可分为有铅焊锡和无铅焊锡，对人体造成危害的主要是有铅焊锡中的铅元素。环境中的铅经食物、呼吸和皮肤等途径进入人体，引发铅中毒。铅对消化、神经、呼吸、血液、泌尿系统造成急性或慢性的毒性影响，主要是引起卟啉代谢障碍导致贫血、抑制神经元的增殖和分化，破坏胃黏膜再生能力，影响肾小管上皮细胞线粒体功能等。因此，减少焊锡过程中烟尘的吸入十分重要。采用移动式有害净化器可以在烟尘产生的初期，在近端直接将烟尘吸走，大幅减少了烟尘的扩散。

图3 移动式有害烟尘净化器及焊锡烟雾吸取示意图

4 航空发动机清洗用汽油替代

针对航空发动机机件清洗，多数国内行业使用180#汽油，但180#汽油存在以下缺点：（1）不安全性，180#汽油属于易燃品，必须按危险化学品操作、贮存、运输；（2）有害性，180#汽油属于高挥发性物质，对呼吸道有刺激，并且由于对皮肤强烈脱脂，对人体有不良影响。因此，需要寻找一种有机溶剂来替代汽油进行航空发动机机件清洗。

开展论证航空发动机清洗用汽油替代性方案，并对新型清洗剂RJ-1的安全性、对人体健康影响以及采取的劳动防护措施等多方面进行评审。最终，通过了由RJ-1安全高效溶剂型清洗剂（北京航空材料研究院）替代180#汽油的方案。至此，取消了汽油清洗作业场所，消除了职业性危害因素——汽油。

表1 180#汽油与RJ-1安全高效溶剂型清洗剂对比

5 高温试验保温用材料石棉替代

高温试验中长期使用石棉作为保温材料，主要因为其熔点高，可塑性也很强，能够很好的满足试验技术要求。但在2006年，世界卫生组织将石棉评为“一级致癌物”，并且提出要消灭石棉相关疾病，随后德国、澳大利亚、日本、韩国、欧盟等60多个国家相继禁止石棉的开采、销售，以及石棉制品的生产、使用及出口。这一举措引起了很多人的疑惑和惶恐。其实石棉本身是没有毒性的，它的致癌性来源于使用过程中产生的粉末。这些细小的粉末一旦被人体吸进去，就会在肺部扎根，使得肺部生成疤痕组织，来将这些粉末包裹起来，但疤痕组织会导致肺部的延展性受阻，潜伏期可长达50年，诱发肺部疾病甚至是肺癌。

在危害因素监测中，辨识到高温试验中使用了石棉保温后，随即采取了作业人员监护、湿式监护、通风、个体防护等措施，同时列为高危粉尘作业场所进行重点管理。随后立即推进使用单位论证后的硅酸铝进行替代的方案，完成内部石棉的拆除，更换成硅酸铝后重新封装。

表2 石棉和硅酸铝材料主要参数对比

图4 高温加热炉

6 彻底取消职业性危害较大的吹砂工艺

喷砂机是配套熔模精密铸造，主要用于清理铸件，生产任务主要以叶片和火焰筒为主。干喷砂是利用高速砂流的冲击作用清理和粗化零件表面的过程。采用压缩空气为动力，以形成高速喷射束将金刚石等磨料高速喷射到需要处理的零件表面，使零件的外表或形状发生变化。由于磨料对零件表面的冲击和切削作用，使零件的表面获得一定的清洁度和不同的粗糙度。因此提高了零件的抗疲劳性，增加了零件和涂层之间的附着力，提高了涂膜的耐久性，也有利于涂料的流平。

在职业危害监测中，通过对吹砂工艺中用到的“砂”进行采样检测，发现其二氧化硅含量超过10%，随即将吹砂作业场所确定为危害场所和重点关注对象，对作业人员开展健康监护。

矽尘是结晶型游离二氧化硅含量超过10%的无机性粉尘。矽尘主要通过呼吸道进入肺部，对人体产生危害，可造成的职业病称为矽肺。大量含游离二氧化硅很高的粉尘吸入肺内，往往无法由呼吸道及时和完全清除。肺部有广泛的结节性纤维化，严重时影响肺功能，丧失劳动能力。目前，矽尘可以说是致病能力最强、对健康危害最大的粉尘，全世界没有能够治愈矽肺的特效药，患了矽肺等于判了死刑。矽尘的防护措施主要有湿式作业和密闭吸尘2种方式。然而在历年的监测中发现，虽经过多次整改，仍不能实现完全密闭及自动化操作，经安委会讨论后决定取消吹砂工艺。

图5 GY-047C压入式干喷砂机

造成职业危害场所较多的原因主要有以下几个：一是对职业健康认识高度不够，导致在落后工艺改造、工作环境的改善、防护劳保用品的提供等方面资金投入不够；二是随着科研任务的快速发展，大力投入和引进制造工艺、先进设备和新型材料，但是由于对于新技术、新材料产生危害程度的评估不足，新技术、新材料的广泛应用导致新型职业病危害因素不断产生，且应对能力不足；三是劳动者对危险辨识能力较差，自我保护意识不强。针对以上3种情况，分析危害产生的源头及主要原因，在企业现有职业危害作业场所中，应优先治理哪些，基于此，为企业职业危害治理提供有力的支撑数据及具体方案，是职业危害治理工作的重点。