机械加工金属切削液职业健康风险及防范措施

中车戚墅堰机车车辆工艺研究所有限公司 杨 彦

■金属切削液的作用及优缺点对比

金属切削液作为冷却、润滑刀具和加工件的工业液体，具备良好的冷却、润滑、防锈、清洗等功能，其主要用途是延长刀具的使用寿命，保证加工尺寸精度，改善工件表面的光洁度，及时排除金属屑，并迅速均匀冷却刀具和工件，防止机床和工件产生腐蚀和锈蚀，提高加工效率和降低生产成本。

金属切削液通常可分为以冷却为主的水基金属切削液和以润滑为主的油基金属切削液。其中，水基金属切削液又可细分为可溶性油(乳化液)、半合成切削液(微乳化液)和全合成切削液三种。乳化液、半合成以及全合成的分类通常取决于产品中基础油的类别：乳化液是仅以矿物油作为基础油的水溶性切削液；半合成切削液是既含有矿物油又含有化学合成基础油的水溶性切削液；全合成切削液则是仅使用化学合成基础油（即不含矿物油）的水溶性切削液。三类切削液优缺点对比如表1 所示。

表1 三类切削液优缺点对比

■金属切削液的职业健康风险及产生原因

企业在选用切削液时，主要考虑刀具寿命、光洁度、冷却性能、润滑效率等因素，往往容易忽视使用人员生理影响的因素。从实际情况来看，切削液带来的主要职业健康风险是皮肤刺激，作业人员如果频繁接触到金属切削液液体或气雾，会造成皮肤发红、瘙痒、蜕皮等症状。造成这些职业健康问题的主要原因归纳为以下几个方面。

1.自身化学成分的影响

金属切削液的主要使用的添加物质有石油磺酸钠、聚氧乙烯烷基酚醚、氯化石蜡、环烷酸铅、三乙醇胺油酸皂、妥尔油酸钠盐、石油酸钠盐、合成脂肪酸、聚乙二醇、机械油等。以氯化石蜡为例，它是石蜡烃的氯化衍生物，具有低挥发性、阻燃、电绝缘性良好、价廉等优点。氯化石蜡是作为极压剂添加入金属切削液的，氯含量在大于1%时，金属切削液才能显现极压作用，提高液体的润滑性。一般含氯极压切削液其氯含量都在4%以上，最高时可达30%～40%。氯化石蜡遇水或温度过高时会分解产生氯化氢，氯化氢会对皮肤造成刺激。

2.细菌造成变质的影响

水基切削液在使用过程中易腐败变质，主要是因为微生物（主要是细菌）大量繁殖。国内外很多研究者对切削液变质过程进行了研究，主要有三个阶段：第一阶段是好氧菌、酵母菌等微生物混入切削液中，将添加物质分解成糖、蛋白质等；第二阶段是厌氧菌将糖、蛋白质等成分分解成有机酸；第三阶段硫酸还原菌再将有机酸分解成硫化氢，水基切削液外观变成灰褐色。

机床设备在工作过程中会有大量导轨油、主轴油、液压油以及铁屑、灰尘等各种杂物混入切削液，细菌以切削液中的矿物油、脂肪酸、乳化剂、防腐剂、其他添加剂为营养，当温湿度适宜（一般20℃以上细菌繁殖速度加快，因此空调恒温车间和夏天高温季节，切削液变质的问题更为突出）而快速繁殖时，会导致切削液的pH 值下降，并产生难闻的气味（主要是厌气性硫酸还原菌的生长，产生硫化氢气体）。细菌不但造成切削液变质，堵塞机床的冷却液循环管线和滤网，其产生的硫化氢还会污染环境。此外，细菌使暴露在外面的工人接触到病原体，导致呼吸道感染或皮肤感染。

3.杀菌剂的影响

在使用水基切削液时，为了抑制细菌繁殖，会有针对性地加入杀菌剂，实质上是干扰和破坏细菌的代谢活动，抑制细菌繁殖。目前常见的杀菌剂在使用中会释放出甲醛，甲醛与蛋白质的氨基结合使蛋白质变性，破坏菌体的细胞质，从而避免切削液变质。甲醛还属于一类致癌物，会引起过敏性皮炎、色斑、皮肤坏死等病变，职业健康危害较高。另外有的杀菌剂含有亚硝酸钠，过多的使用亚硝酸钠也会刺激皮肤，出现瘙痒、溃烂等症状。

■切削液职业健康风险的防范措施

针对以上原因，为了保护员工的身体健康，金属切削液职业健康风险的防范措施主要包括以下几个方面。

1.减少含刺激成分的添加物质

用无毒或低毒、低刺激性的成分代替传统添加物质，例如用钨酸盐、钼酸盐等代替水基切削液中的添加剂。用生物可降解的植物油类物质代替矿物油作为切削液的基础油。此外，尽量采取物理方法取代化学杀菌剂的添加，例如采用专业的过滤杀菌设备，对切削液进行过滤杀菌处理，还可以去除切削液中混入的油类。

2.抑制细菌繁殖

抑制细菌一方面可采用投入杀菌剂或用超微过滤等手段，另一个很关键的措施就是要加强切削液的流动，实践证明厌氧菌繁殖对切削液变质影响更加明显。因此，加强流动可以提高含氧量，抑制厌氧菌的繁殖，从而延缓变质进程。此外，及时清理浮油、碎屑，因为这样可以切断厌氧菌的营养来源。最后要及时调整pH 值，切削液的pH 值在8.3～9.2 范围时，细菌繁殖被抑制，因此当切削液的pH 值过低时应及时添加新的切削液，但要注意，过高的pH 值会造成手部皮肤脱皮。

3.做好作业人员的个体防护

金属切削液成分及细菌，会对人员皮肤造成不良影响，加上部分人员体质、皮肤过敏等因素，目前从本质上彻底消除皮肤刺激的情况还比较困难，还需要采取个体防护措施。成熟的做法主要有两个：一是正确佩戴手套，或者涂抹隔离物质，如凡士林，在人员皮肤表面形成一层保护层，避免切削液直接接触皮肤；二是沾染切削液后及时清洗，并涂抹皮肤修复物质。