Opary olejowe: pochodzenie, zagrożenia dla zdrowia i skuteczne środki ochrony

Opary oleju powstają wszędzie tam, gdzie oleje i środki chłodząco-smarujące są narażone na wysokie temperatury lub obciążenia mechaniczne. W przemyśle metalowym, warsztatach samochodowych i centrach obróbczych CNC, aerozole te tworzą się jako niewidoczne zanieczyszczenie powietrza w pomieszczeniach.

Limit narażenia zawodowego określony w normie TRGS 900 obowiązuje nawet przy stężeniu mgły olejowej w powietrzu wynoszącym 5 mg/m³. Mgła olejowa, opary i pary olejowe powodują choroby układu oddechowego, podrażnienia skóry oraz zwiększają ryzyko zachorowania na raka w przypadku długotrwałego wdychania.

Skuteczne systemy ekstrakcji i filtracji wychwytują zanieczyszczenia bezpośrednio u źródła i chronią zdrowie pracowników.

Czym są opary oleju i czym różnią się od mgły olejowej?

Pary oleju odnoszą się do fazy gazowej olejów i cieczy zawierających olej. Zgodnie z normą ISO 8573-5, termin „pary oleju” obejmuje sumę wszystkich aerozoli i związków organicznych, począwszy od n-heksanu, które są uwalniane do powietrza poprzez parowanie lub rozkład termiczny (pirolizę).

Mgła olejowa natomiast składa się z drobnych kropelek oleju, które unoszą się w atmosferze w postaci aerozolu. Obie formy często występują razem w przemysłowych środowiskach pracy.

Kluczowa różnica tkwi w wielkości cząstek i stanie skupienia. Mgła olejowa składa się z kropelek cieczy o średnicy od 0,5 do 5 mikrometrów. Opary oleju natomiast są całkowicie gazowe i nie można ich zobaczyć gołym okiem.

Opary olejowe powstają w szczególnie wysokich temperaturach podczas rozkładu termicznego oleju i zawierają ultradrobne cząsteczki mniejsze niż 0,5 mikrometra. To właśnie ta mieszanina mgły olejowej, oparów i dymów olejowych sprawia, że ​​zanieczyszczenie powietrza w halach produkcyjnych jest tak niebezpieczne, ponieważ cząsteczki o różnej wielkości wnikają do dróg oddechowych na różne głębokości.

Jak powstają opary oleju podczas obróbki metali?

Powstawanie oparów oleju jest bezpośrednio związane z temperaturą i rodzajem zastosowanego chłodziwa. W procesach obróbki skrawaniem, takich jak toczenie, frezowanie, szlifowanie i wiercenie, wysokie prędkości skrawania oraz kontakt narzędzia z przedmiotem obrabianym generują temperatury sięgające kilkuset stopni Celsjusza. W tych punktach styku chłodziwo odparowuje, uwalniając opary oleju, które rozprzestrzeniają się po całym warsztacie.

Poniższe procesy sprzyjają powstawaniu oparów oleju i mgieł emulsyjnych:

• Rozpylanie środków chłodząco-smarujących przez szybko obracające się części maszyn i wrzeciona na centrach obróbczych CNC
• Termiczne parowanie oleju na gorących powierzchniach obrabianego przedmiotu podczas procesów szlifowania i hartowania
• Zastosowanie sprężonego powietrza do zdmuchiwania zwilżonych olejem elementów obrabianych, co powoduje drobne rozpylenie przywartego oleju.
• Nieszczelności w układach hydraulicznych i obrabiarkach powodujące kapanie oleju na gorące części maszyny
• Smarowanie minimalną ilością (MQL) – polega na rozpylaniu niewielkich ilości oleju pod wysokim ciśnieniem bezpośrednio do strefy obróbki.

Oprócz obróbki metali, opary oleju powstają również w warsztatach samochodowych podczas pracy z olejami silnikowymi i płynami hamulcowymi, w przetwórstwie tworzyw sztucznych oraz wszędzie tam, gdzie podgrzewane są oleje. Nawet systemy ogrzewania olejowego w budynkach mieszkalnych mogą uwalniać problematyczne stężenia w przypadku nieszczelności zbiorników lub rur.

Jakie zagrożenia dla zdrowia powodują opary oleju w miejscu pracy?

Opary olejowe stanowią poważne zagrożenie dla zdrowia wszystkich pracowników regularnie pracujących w zanieczyszczonych obszarach. Drobne aerozole i składniki gazowe wnikają głęboko do płuc przez drogi oddechowe i mogą powodować przewlekłe uszkodzenia w przypadku długotrwałej ekspozycji.

1. Choroby układu oddechowego należą do najczęstszych konsekwencji długotrwałego narażenia na opary olejowe. Cząsteczki mgły olejowej są respirabilne i przenikają aż do pęcherzyków płucnych. Do udokumentowanych schorzeń należą przewlekłe zapalenie oskrzeli, astma i lipidowe zapalenie płuc, w którym cząsteczki oleju gromadzą się w tkance płucnej.
2. Ryzyko zachorowania na raka wynika w szczególności z wielopierścieniowych węglowodorów aromatycznych (WWA), które powstają podczas termicznego rozkładu olejów. Międzynarodowa Agencja Badań nad Rakiem (IARC) klasyfikuje niektóre mgły olejów mineralnych jako potencjalnie rakotwórcze. Opary olejów o wysokiej temperaturze zawierają te związki rakotwórcze w szczególnie wysokich stężeniach.
3. Podrażnienia skóry i alergie występują w wyniku kontaktu kropel oleju i aerozoli zawierających olej ze skórą. Emulgatory i konserwanty zawarte w rozpuszczalnych w wodzie środkach chłodzących nasilają ten efekt. Kontaktowe zapalenie skóry i trądzik olejowy to typowe schorzenia skóry wynikające z niewystarczającej ochrony. Oprócz tych przewlekłych schorzeń, opary oleju powodują u wielu osób ostre objawy, takie jak bóle głowy, nudności, zawroty głowy i podrażnienie błon śluzowych.
4. Długotrwałe narażenie może również powodować skutki neurologiczne. Opary oleju mogą przedostać się do krwiobiegu przez płuca i wywierać toksyczny wpływ na układ nerwowy.

Jakie są wartości graniczne dla oparów oleju i mgły olejowej?

Dopuszczalne wartości narażenia zawodowego (OEL) dla emisji środków chłodząco-smarujących określono w normie TRGS 900. W przypadku wysoko rafinowanych olejów mineralnych obowiązuje OEL wynoszący 5 mg/m³ (frakcja respirabilna) jako średnia zmiana w ciągu ośmiu godzin.

Przepisy DGUV 109-003 określają wymogi dotyczące obróbki metali i ustalają aktualną wartość 10 mg/m³ dla całkowitego narażenia na aerozole i pary smarów chłodzących mieszających się z wodą.

Ogólna wartość graniczna pyłu określona w normie TRGS 900 ogranicza frakcję respirabilną (pył A) do 1,25 mg/m³, a frakcję wdychalną (pył E) do 10 mg/m³.

zanieczyszczenie	limit	Zasady
Olej mineralny, wysoko rafinowany (frakcja A)	5 mg/m³	TRGS 900
Płyn chłodzący zmieszany z wodą (aerozol + para)	10 mg/m³	Zasada DGUV 109-003
Ogólny limit pyłu (frakcja A)	1,25 mg/m³	TRGS 900
Ogólna wartość graniczna pyłu (frakcja E)	10 mg/m³	TRGS 900

Przestrzeganie tych limitów wymaga regularnych pomiarów jakości powietrza. Metody grawimetryczne i liczniki cząstek optycznych dostarczają precyzyjnych danych na temat rzeczywistego narażenia w miejscu pracy.

Praktyczne doświadczenia w technice odciągowej w przemyśle pokazują, że wiele przedsiębiorstw, nie mając odpowiednich systemów odciągowych i filtracyjnych, znacznie przekracza dopuszczalne limity, zwłaszcza w przypadku maszyn CNC z dużymi prędkościami wrzeciona.

Jak można skutecznie ograniczyć emisję oparów oleju?

Redukcja oparów oleju odbywa się zgodnie z zasadą STOP (substytucja, środki techniczne, środki organizacyjne, środki ochrony osobistej), która ustanawia jasną hierarchię środków ochronnych.

1. Priorytetem jest zastąpienie: Czy używany środek chłodząco-smarujący można zastąpić środkiem o mniejszej emisji? Przejście na chłodziwa na bazie wody lub smarowanie minimalną ilością może znacznie ograniczyć powstawanie oparów oleju i mgły emulsyjnej w niektórych zastosowaniach.
2. Środki techniczne stanowią rdzeń zrównoważonego rozwiązania. Zamknięte obudowy maszyn zapobiegają niekontrolowanemu wydostawaniu się oparów oleju do powietrza w hali. Efektywne systemy wyciągowe wychwytują mgłę olejową i opary oleju bezpośrednio u źródła, zanim zanieczyszczenia rozprzestrzenią się po hali produkcyjnej. Wysokowydajne separatory mgły olejowej działają z wielostopniową filtracją: stopień wstępny usuwa duże cząstki i opiłki metalu, stopień główny eliminuje mgłę olejową i emulsję, a stopień końcowy z filtrami dokładnego oczyszczania zatrzymuje najdrobniejsze aerozole i dym olejowy. Filtry z węglem aktywnym uzupełniają system w przypadku konieczności usunięcia węglowodorów gazowych i zapachów. Nowoczesne systemy wyciągowe osiągają skuteczność separacji do 99,95% i zawracają oczyszczone powietrze do obszaru roboczego, jednocześnie poprawiając efektywność energetyczną poprzez odzysk ciepła.
3. Środki organizacyjne obejmują regularną konserwację i przeglądy środków chłodząco-smarujących zgodnie z normą TRGS 611, szkolenie pracowników w zakresie bezpiecznego postępowania z emisjami środków chłodząco-smarujących oraz przestrzeganie określonych terminów konserwacji systemów filtracyjnych. Temperatura w procesie produkcyjnym powinna być utrzymywana na jak najniższym poziomie, najlepiej poniżej 40 stopni Celsjusza, aby zminimalizować parowanie oleju.
4. Środki ochrony indywidualnej (PPE), takie jak respiratory, stosuje się tylko wtedy, gdy środki techniczne nie ograniczają w wystarczającym stopniu narażenia. Zasada pozostaje niezmienna: systemy wyciągowe i separatory mgły olejowej mają pierwszeństwo przed środkami organizacyjnymi i środkami ochrony indywidualnej.

Jaką rolę odgrywają systemy ekstrakcyjne w walce z oparami oleju?

Systemy odciągowe są najskuteczniejszym środkiem technicznym ograniczającym opary oleju, mgłę olejową i opary olejowe w przemysłowych środowiskach pracy. Wybór między rozwiązaniem autonomicznym a centralnym systemem odciągowym zależy od kilku czynników: liczby maszyn, które mają być odciągnięte, wymaganego przepływu powietrza, rodzaju i stężenia środków chłodząco-smarujących oraz warunków przestrzennych w hali produkcyjnej.

Do oddzielania oparów oleju stosuje się różne technologie filtracyjne. Filtry mechaniczne i filtry koalescencyjne (które powodują łączenie się drobnych kropelek oleju w większe) oddzielają krople oleju od powietrza. W zależności od przeznaczenia i wymagań, wieże filtracyjne mogą być rozmieszczone w różnych miejscach hali produkcyjnej.

Wymiarowanie systemu odciągowego powinno zawsze opierać się na konkretnych danych pomiarowych. Ogólne szacunki często prowadzą do niedowymiarowania systemów, które nie osiągają wymaganego przepływu objętościowego i nie zapewniają wystarczającego oczyszczania powietrza. Doświadczeni producenci systemów odciągowych uwzględniają przy projektowaniu swoich systemów nie tylko przepływ objętościowy, ale także rozkład wielkości cząstek, stosowane środki chłodząco-smarujące oraz warunki pracy maszyn.

KAWEHA: Twój partner w walce o czyste powietrze w miejscu pracy

Od 1991 roku firma KAWEHA opracowuje systemy odciągowe i filtracyjne dostosowane do potrzeb przemysłowych środowisk pracy. Od rozwiązań jednostanowiskowych dla poszczególnych obrabiarek po złożone systemy z indywidualnie produkowanymi elementami wychwytującymi, KAWEHA, jako firma zajmująca się technologią odciągową, oferuje odpowiednie rozwiązanie do każdego zastosowania.

Oilmaster OM Reverse osiąga skuteczność separacji sięgającą 99,95% i niezawodnie usuwa mgłę olejową, opary oleju i mgłę emulsyjną z powietrza w hali.

Nasza oferta usług obejmuje doradztwo, planowanie, instalację, uruchomienie i serwis – wszystko z jednego źródła. Niezależnie od tego, czy potrzebujesz energooszczędnych systemów z odzyskiem ciepła, czy specjalnych systemów zgodnych z dyrektywą ATEX (zgodnie z europejską dyrektywą dotyczącą stref zagrożonych wybuchem): z KAWEHA masz u boku niezawodnego partnera.

Skorzystaj z naszego wieloletniego doświadczenia w technologii ekstrakcyjnej i skontaktuj się z nami już dziś.