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激光粒度儀對油霧粒徑的檢測

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一、金屬切削液油霧的產(chǎn)生及存在形式

在車(chē)、銑、鉆、磨等金屬加工過(guò)程中,由于金屬切削液的使用,會(huì )在空氣中形成大量的油霧顆粒。為了有效地潤滑、冷卻和清洗，金屬切削液在使用過(guò)程中要經(jīng)歷泵循環(huán)、噴射與高速旋轉的刀具或工件激烈撞擊和高溫蒸發(fā)等過(guò)程，這就決定了其油霧產(chǎn)生的原因非常復雜，機械、物理和化學(xué)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(chǎn)生具有決定性影響，加工過(guò)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(fā)：霧化是機械能轉化為液滴表面能的過(guò)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(huán)境中；蒸發(fā)的發(fā)生是由于切削區產(chǎn)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(fā)生沸騰并產(chǎn)生蒸汽。這些蒸汽隨后以周?chē)諝庵械男∫旱位蚱渌Ｗ訛楹诵哪Y，形成油霧 。

金屬切削過(guò)程可以產(chǎn)生以下三類(lèi)油霧：(1)由噴射沖擊產(chǎn)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(fā)或灼燒而產(chǎn)生的煙霧； (3)磨削時(shí)金屬切削液噴射產(chǎn)生 的含磨削粉塵的油霧。油霧產(chǎn)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(guò)程產(chǎn)生的油霧主要以液滴形態(tài)存在,液滴直徑范圍較寬,通常為2~10 um。蒸發(fā)產(chǎn)生的油蒸汽在冷凝過(guò)程中也會(huì )形成直徑非常細小的冷凝懸浮體,粒徑通常為2 um以下。研究表明,車(chē)間里大氣中油霧粒徑的最大分布區為1 um,對磨床周?chē)挽F粒徑的測試結果表明95％的液滴直徑小于3um。潤滑劑的大量蒸發(fā)使加工車(chē)間空氣中的總烴含量比油霧測試值大得多,但是醫學(xué)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(tài)存在的油霧被吸入肺部又被呼出,它們并不會(huì )被肺泡捕獲,而大顆粒的油滴無(wú)法通過(guò)鼻子和支氣管進(jìn)入肺部。只有以液滴形式存在,且直徑小于5 um的油霧顆粒才能順利到達肺泡，并在肺部沉淀,從而造成對人體的危害?？梢?jiàn)，不同油霧粒徑，對人體的危害也是不同的。

二、金屬切削液油霧的危害性及防治

金屬切削液油霧的存在使得火災隱患在有油霧的地板上滑倒的可能性增加，如霧的空氣排出車(chē)間，還會(huì )對環(huán)境造成污染屬切削液油霧最大的危害還在于它對接觸響。工人長(cháng)期暴露在金屬切削液油霧中會(huì )統疾病 、過(guò)敏性皮膚病和惡性腫瘤等疾病顯增高 ，并且可能造成遺傳性影響。金屬切削液成分復雜，其中的添加劑和污染物都可能作為刺激因素誘發(fā)突發(fā)性哮喘，惡化原有哮喘的病情 ，或引起無(wú)哮喘病人的氣道不適。在四類(lèi)金屬切削液中，可溶性油和純油與哮喘相關(guān)。純油、可溶性油和合成油這三類(lèi) 已被確認由于吸人過(guò)程會(huì )引起工人的氣道功能紊亂和呼吸道疾病。即使油霧濃度僅為0．41～0．55mg／m ，工人長(cháng)期接觸這種油霧仍會(huì )導致慢性支氣管炎、胸部不適和氣道刺激等。早期并沒(méi)有對暴露在金屬切削液油霧中的工人進(jìn)行過(guò)敏性肺炎方面的研究 ，然而，由于近年患過(guò)敏性肺炎的工人數量的激增，長(cháng)期接觸油霧會(huì )導致肺炎這一事實(shí)得到了研究和證實(shí) 。關(guān)于金屬切削液油霧對工人肺功能的影響方面的研究資料還比較匱乏。其原因之一是能夠被觀(guān)察到的肺功能下降大多都是不可恢復的，此外還由于肺功能下降與所接觸的油霧的量有關(guān)，是一個(gè)長(cháng)期積累的結果。但是以動(dòng)物為試驗對象的研究結果表明，狗接觸 5～100mg／m 油霧 12個(gè)月以上 ，會(huì ) 出現含脂肪的肺泡和巨噬細胞脂肪性肉芽腫，并且呼吸組織出現形態(tài)改變的特征。

為了降低金屬加工車(chē)間大氣中的油霧含量，許多工廠(chǎng)都采用機械降霧的方法，如安裝排風(fēng)泵、油霧凈化裝置或在機床周?chē)O置防護罩，防濺擋板等措施。這些方法施工方便，效果明顯，因此被廣泛使用。一項對車(chē)間油霧的監測結果表明，好的排霧系統全面啟動(dòng)時(shí)，可將油霧量降至原來(lái)的25％。

金屬加工潤滑劑油霧對人體的危害已引起人們的廣泛關(guān)注，除了在全國推廣使用低油霧金屬加工潤滑劑產(chǎn)品和安裝高效油霧收集凈化裝置,對油霧顆粒粒徑的檢測，也顯得越來(lái)越重要。

三、油霧潤滑技術(shù)

為了改善煉油企業(yè)機泵的滾動(dòng)軸承的潤滑問(wèn)題，國內外開(kāi)始使用油霧潤滑技術(shù)。滾動(dòng)軸承的潤滑一般采用潤滑脂，但高速軸承產(chǎn)生的大量熱使潤滑稠度降低，軸承得不到充分潤滑，特別是重載荷還能引起軸承燒損，而稀油潤滑，必須采用昂貴的循環(huán)系統，否則其后果與潤滑脂一樣。如采用油池潤滑，潤滑效果不好且正常磨損的雜質(zhì)長(cháng)期存在潤滑油中破壞潤滑效果，為改善這種局面人們開(kāi)始采用油霧潤滑。

油霧潤滑技術(shù)是利用壓縮風(fēng)的能量，將液態(tài)的潤滑油霧化成1um-3um的小顆粒，懸浮在壓縮風(fēng)中形成一種混合 體（油霧），在自身的壓力能下，經(jīng)過(guò)傳輸管線(xiàn)，輸送到各個(gè)需要的部位，提供潤滑的一種新的潤滑方式。

油霧潤滑技術(shù)優(yōu)點(diǎn)

1、潤滑效能高，新鮮油霧潤滑能隨壓縮空氣彌散到所需要得潤滑摩擦部位，獲得良好而均勻的潤滑效果

2、壓縮空氣比熱小、流速高，很容易帶走摩擦所產(chǎn)生的熱量

3、大幅度降低了潤滑油的耗油量

4、較稀油循化潤滑系統結構簡(jiǎn)單輕巧，占地面積小，動(dòng)力消耗低，維護管理方便，自動(dòng)化控制程度高，成本低。

5、由于油霧具有一定的壓力，因此可以起良好的密封作用，避免了外界的雜質(zhì)、水分等侵入摩擦副。

6、使用范圍廣，目前，油霧潤滑已經(jīng)在壓延設備及冶金機械上得到使用。如：鋁箔軋機、帶鋼軋機、回轉窯、球磨機、石油、造紙、纖維機械、 鏈條運送機、振動(dòng)機、鼓風(fēng)機、選礦機、粉碎機、高速紡錠等各種機械。

由于油霧潤滑的獨特優(yōu)勢，在冶金設備上，越來(lái)越受到廣泛應用，隨著(zhù)油霧潤滑技術(shù)的廣泛應用，需將潤滑油霧化到成為一定粒徑的油霧，對于油霧顆粒粒徑的檢測也越來(lái)越重要。

四、油霧粒徑的檢測

     對于油霧粒徑的檢測，越來(lái)越流行的使用激光粒度分析儀。山東大學(xué)能源與動(dòng)力工程學(xué)院與濟南微納合作，使用濟南微納Winner319噴霧激光粒度儀，檢測油霧顆粒粒徑，進(jìn)行試驗研究。

山大能源與動(dòng)力工程學(xué)院的主干專(zhuān)業(yè)是山大建立較早的專(zhuān)業(yè)，五十多年來(lái)，經(jīng)過(guò)一代又一代教職工的不懈努力和辛勤耕耘，該學(xué)院為我國能源工業(yè)培養了大量高級專(zhuān)門(mén)人才，為國家的經(jīng)濟發(fā)展做出了重要貢獻。

Winner319分體式噴霧激光粒度儀，是專(zhuān)門(mén)針對霧滴粒度測定而設計開(kāi)發(fā)的激光粒度儀。本款儀器采用夫瑯禾費衍射原理和典型的平行光路設計，配合高性能大功率激光源，滿(mǎn)足了霧滴測試的需要，測試范圍1-500um,最大可到2000um,可根據用戶(hù)需要適當調整測試范圍，完全滿(mǎn)足對霧滴測試的要求。