干式噴砂和濕氣噴砂
美國(guó)勞工部職業(yè)安全與健康管理局 (OSHA)的一項(xiàng)新規(guī)于 2016 年 6 月 23 日生效，該新規(guī)專門針對(duì)用作磨料的結(jié)晶二氧化硅。新規(guī)規(guī)定了可吸入結(jié)晶二氧化硅的容許接觸限值 (PEL)，一般工業(yè)和海事行業(yè)的限值比之前的限值降低了 50%，建筑行業(yè)的限值則降低了 80%。
結(jié)晶二氧化硅很危險(xiǎn)，因?yàn)樗奈锢斫Y(jié)構(gòu)有尖銳的點(diǎn)，吸入后會(huì)滯留在肺部，導(dǎo)致肺癌、矽肺病和各種非惡性呼吸系統(tǒng)疾病的風(fēng)險(xiǎn)增加。
這項(xiàng)規(guī)定迫使噴砂行業(yè)探索新的方法，以減少工人接觸磨料粉塵的風(fēng)險(xiǎn)。一個(gè)很有前景的趨勢(shì)是，濕式噴砂（也稱蒸汽噴砂）正逐漸取代干式噴砂。
干式噴砂（空氣噴砂）
干式噴砂是一種表面清潔和表面處理技術(shù)，它將松散的磨料（例如石英砂）和壓縮空氣噴射到工件表面。該工藝在表面處理領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用，包括：
干式噴砂利用空氣壓縮機(jī)的能量，以高速度和大流量將空氣/介質(zhì)混合物噴射到被加工的表面或零件上。壓力調(diào)節(jié)器用于控制空氣壓縮機(jī)的空氣速度。
干式噴砂的缺點(diǎn)在于，當(dāng)磨料撞擊基材表面并破碎成細(xì)小顆粒時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量粉塵。因此，施工現(xiàn)場(chǎng)需要設(shè)置圍擋或帳篷，以防止粉塵逸出并進(jìn)入公共或居民區(qū)。雖然這便于清理，但也降低了工人對(duì)噴砂表面的能見度。
干式噴砂作業(yè)最嚴(yán)重的危害在于，操作人員若未佩戴合適的個(gè)人防護(hù)裝備（PPE），吸入大量粉塵會(huì)對(duì)人體健康造成危害。如果粉塵在公共場(chǎng)所泄漏，附近的人也可能接觸到這些粉塵。因此，如果采用干式噴砂方法，就越來(lái)越難以遵守二氧化硅法規(guī)。
轉(zhuǎn)向濕式噴砂技術(shù)的優(yōu)勢(shì)
濕式噴砂與干式噴砂技術(shù)類似，區(qū)別在于濕式噴砂過程中會(huì)在噴砂介質(zhì)中添加水分。水分能夠包裹磨料撞擊表面破碎產(chǎn)生的細(xì)小顆粒，從而減少顆粒擴(kuò)散到空氣中的可能性。與干式噴砂相比，濕式噴砂的優(yōu)勢(shì)在于減少了粉塵的產(chǎn)生，使工作區(qū)域更易于控制和清理。
濕式噴砂方法有四種，各有優(yōu)缺點(diǎn)，但都旨在實(shí)現(xiàn)表面處理過程中減少粉塵的同一目標(biāo)。
- 水噴射噴嘴和環(huán)狀噴嘴。在噴砂除塵中，磨料由空氣壓縮機(jī)產(chǎn)生的氣流通過軟管加速，然后從噴嘴噴出。水噴射噴嘴（WIN）系統(tǒng)在噴砂軟管和噴嘴旁平行布置了另一根軟管和噴嘴（類似于雙管獵槍），將水噴射到磨料旁邊。環(huán)狀噴嘴更進(jìn)一步，將噴出的磨料包裹在一圈水中。這些方法成本相對(duì)較低，可以抑制50-80%的粉塵，但耗水量很大。
- 噴砂柜和噴砂室。在這種替代方法中，水和磨料在封閉空間內(nèi)混合并噴灑。這種方法的優(yōu)點(diǎn)是磨料可以回收再利用，但待噴砂的工件尺寸受限于封閉空間的大小。
- 濕式噴砂機(jī)。磨料和水儲(chǔ)存在氣壓供料罐中?；旌衔锢?/span>文丘里效應(yīng)被吸入軟管。雖然這種方法可以抑制粉塵，但難以精確控制磨料流量，而且耗水量和磨料量都很大。
- 蒸汽噴砂機(jī)。磨料和水儲(chǔ)存在水壓供料罐中。然后，將混合物精確計(jì)量后注入空氣壓縮機(jī)的氣流中。這些系統(tǒng)在抑制粉塵方面非常有效（比干式噴砂減少高達(dá) 95%），并能精確控制氣壓和水/磨料混合物的比例。這種精確控制使得噴砂處理的范圍更廣（包括鋼、鋁、混凝土、木材和較軟的材料），并減少了表面處理所需的水和磨料用量。更少的混合物意味著更少的有毒徑流，從而節(jié)省了清理和處置成本。這對(duì)于海事應(yīng)用（無(wú)論是在干船塢還是航行中）來(lái)說至關(guān)重要，因?yàn)椴辉试S徑流流入水中。
在濕氣噴砂過程中，漏腐蝕建議用氣相緩蝕劑。將緩蝕劑以0.5%至3%（重量/體積）的濃度添加到水和磨料水中，并充分混合以獲得均勻溶液，留下充滿緩蝕劑分子的液體，并在噴砂后金屬表面形成一層分子膜
結(jié)論
對(duì)工人安全和環(huán)境保護(hù)的關(guān)注，以及新法規(guī)的出臺(tái)，促使新型噴砂工具和方法的研發(fā)。由于技術(shù)創(chuàng)新，濕式噴砂技術(shù)正被廣泛采用，并逐漸取代干式噴砂，成為表面處理和清潔作業(yè)的主要方法。
