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关键词:电磁辐射电脑辐射人体健康
关键词:电磁辐射电脑辐射人体健康
0 引言
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电子产品盛行的信息时代,人们充分享受到由电子产品带来的乐趣、便利。电脑、手机等最具代表性的电子产品更是深入到了千万户家庭,但是人们对其所存在的健康隐患又了解多少呢?经过多方资料查询,此论文就电脑辐射给予简单的描述,以及个人见解的表述。
电子产品盛行的信息时代,人们充分享受到由电子产品带来的乐趣、便利。电脑、手机等最具代表性的电子产品更是深入到了千万户家庭,但是人们对其所存在的健康隐患又了解多少呢?经过多方资料查询,此论文就电脑辐射给予简单的描述,以及个人见解的表述。
1 电脑辐射的来源
1 电脑辐射的来源
1.1 辐射的概念 每当人们听到辐射这个词时都会感到害怕,因为辐射无色无味,无声无臭,看不见,摸不着。‘辐射’这个词最容易让人联想起的就是原子弹、核污染等危险,比如说,前不久日本的核泄漏事件发生时,社会上出现的“抢盐”现象就是人们极度害怕辐射的一种最直接的表现。
1.1 辐射的概念 每当人们听到辐射这个词时都会感到害怕,因为辐射无色无味,无声无臭,看不见,摸不着。‘辐射’这个词最容易让人联想起的就是原子弹、核污染等危险,比如说,前不久日本的核泄漏事件发生时,社会上出现的“抢盐”现象就是人们极度害怕辐射的一种最直接的表现。
其实,人们大概不知道,在自然界中存在的物体,只要它的自身温度在绝对温度零度以上,都会以电磁波的形式不停地向外界传送能量,这种传送能量的方式就称为辐射。
其实,人们大概不知道,在自然界中存在的物体,只要它的自身温度在绝对温度零度以上,都会以电磁波的形式不停地向外界传送能量,这种传送能量的方式就称为辐射。
1.2 辐射污染 当人们在辐射源集中的环境中工作、学习、生活时,容易头疼、失眠、视力下降等,其癌细胞的生长速度也比正常人快二十四倍,这是因为人们受到辐射污染的危害。
1.2 辐射污染 当人们在辐射源集中的环境中工作、学习、生活时,容易头疼、失眠、视力下降等,其癌细胞的生长速度也比正常人快二十四倍,这是因为人们受到辐射污染的危害。
在我们的生活环境中,辐射无处不在!家里的电器、信号塔、自然环境等都是辐射源的存在地。但是只有当辐射强度超过某个限度的时候才称得上是辐射污染,在辐射低于人类的承受范围内时人们不会感觉明显的身体不适。
在我们的生活环境中,辐射无处不在!家里的电器、信号塔、自然环境等都是辐射源的存在地。但是只有当辐射强度超过某个限度的时候才称得上是辐射污染,在辐射低于人类的承受范围内时人们不会感觉明显的身体不适。
因为每个人对于辐射的自身抵抗能力存在差异,所以并不是所有人在辐射超标的环境下生活都会出现上述现象的,也就是说辐射污染并不是草木皆兵的。
因为每个人对于辐射的自身抵抗能力存在差异,所以并不是所有人在辐射超标的环境下生活都会出现上述现象的,也就是说辐射污染并不是草木皆兵的。
1.3 电脑辐射 随着科技的进步,人们进入信息时代。电脑的问世让人们的时间瞬间变小,我们能用它实现网络交流。在网络世界中,人们能及时掌握全球资讯,进而,人类的生活已离不开电脑。但是世界万物的存在,有利必有弊。电脑给人们的生活带来便捷、乐趣的同时也埋下了对人类健康的隐患。
1.3 电脑辐射 随着科技的进步,人们进入信息时代。电脑的问世让人们的时间瞬间变小,我们能用它实现网络交流。在网络世界中,人们能及时掌握全球资讯,进而,人类的生活已离不开电脑。但是世界万物的存在,有利必有弊。电脑给人们的生活带来便捷、乐趣的同时也埋下了对人类健康的隐患。
电脑对人们身体健康最大的危害当属电脑辐射,电脑辐射就是我们常听到的电磁辐射,电磁辐射的来源主要包括CRT显示器、机箱、键盘以及音箱等。虽然显示器的屏幕都是含铅玻璃制成的,能够遮挡一定的辐射,但显示器的两侧和后部都是没有屏蔽的。因此,它工作时,其内部的高频电子栓、偏转线圈、变压器以及周边电路都会产生诸如电离辐射(低能X射线),非电离辐射(低频、高频辐射),静电电场、光辐射(紫外线、红外线和可见光等)等多种射线及电磁波。此外,主机机箱的主板、CPU、显卡、声卡等设备工作时也会产生辐射[1]。
电脑对人们身体健康最大的危害当属电脑辐射,电脑辐射就是我们常听到的电磁辐射,电磁辐射的来源主要包括CRT显示器、机箱、键盘以及音箱等。虽然显示器的屏幕都是含铅玻璃制成的,能够遮挡一定的辐射,但显示器的两侧和后部都是没有屏蔽的。因此,它工作时,其内部的高频电子栓、偏转线圈、变压器以及周边电路都会产生诸如电离辐射(低能X射线),非电离辐射(低频、高频辐射),静电电场、光辐射(紫外线、红外线和可见光等)等多种射线及电磁波。此外,主机机箱的主板、CPU、显卡、声卡等设备工作时也会产生辐射[1]。
2 电脑辐射的危害
2 电脑辐射的危害
电磁辐射和电磁辐射污染是两个概念,任何带电体都有电磁辐射,当电磁辐射强度超过国家标准,就会产生负面效应,才会引起人体的不同病变和危害。
电磁辐射和电磁辐射污染是两个概念,任何带电体都有电磁辐射,当电磁辐射强度超过国家标准,就会产生负面效应,才会引起人体的不同病变和危害。
对长期在电脑前工作的人们来说,电脑辐射已经给我们的身体健康带来一些不利的影响,给我们的工作生活学习带来了一些烦恼。第一、电脑辐射对我们伤害最大的首先是眼睛。电脑屏幕发出的光,这光里面含有大量不规则频率的高能短波蓝光,这些短波蓝光有着极高的能量,能够直达我们的视网膜,使之产生自由基,导致视网膜色素上皮细胞衰亡,从而引起视力损伤。第二、皮肤出现黄斑或者过敏,皮肤衰老加快。电脑辐射污染会引起人的分泌系统紊乱,导致皮肤代谢不规律,加快了皮肤衰老。第三、降低孕妇、儿童、老年体弱者的免疫力,特别对胎儿损害更大。电磁辐射对胚胎而言,会阻碍其早期的细胞分裂,甚至造成细胞死亡,同时还会阻止胎盘的正常发育。受到强电磁辐射时孕妇有可能会流产,也可能造成胎儿肢体缺损或畸形,婴儿智力低下,新生儿抵抗力弱。第四、诱发癌细胞。人体内本身存在的癌细胞在电脑辐射的污染下被激活的概率大大增加,增加人们患癌症的机率。
对长期在电脑前工作的人们来说,电脑辐射已经给我们的身体健康带来一些不利的影响,给我们的工作生活学习带来了一些烦恼。第一、电脑辐射对我们伤害最大的首先是眼睛。电脑屏幕发出的光,这光里面含有大量不规则频率的高能短波蓝光,这些短波蓝光有着极高的能量,能够直达我们的视网膜,使之产生自由基,导致视网膜色素上皮细胞衰亡,从而引起视力损伤。第二、皮肤出现黄斑或者过敏,皮肤衰老加快。电脑辐射污染会引起人的分泌系统紊乱,导致皮肤代谢不规律,加快了皮肤衰老。第三、降低孕妇、儿童、老年体弱者的免疫力,特别对胎儿损害更大。电磁辐射对胚胎而言,会阻碍其早期的细胞分裂,甚至造成细胞死亡,同时还会阻止胎盘的正常发育。受到强电磁辐射时孕妇有可能会流产,也可能造成胎儿肢体缺损或畸形,婴儿智力低下,新生儿抵抗力弱。第四、诱发癌细胞。人体内本身存在的癌细胞在电脑辐射的污染下被激活的概率大大增加,增加人们患癌症的机率。
3 预防电脑辐射的方法
3 预防电脑辐射的方法
3.1 电脑摆放物理位置 在网上有数据显示,电脑辐射最强的就是电脑的后部,其次是它的两侧,而被我们认为是辐射最强的显示屏,事实证明它的辐射最弱。所以有专家建议,PC机使用者应与显示屏保持不少于70厘米的距离,电脑两侧和后部应与他人保持不少于120厘米的距离。
3.1 电脑摆放物理位置 在网上有数据显示,电脑辐射最强的就是电脑的后部,其次是它的两侧,而被我们认为是辐射最强的显示屏,事实证明它的辐射最弱。所以有专家建议,PC机使用者应与显示屏保持不少于70厘米的距离,电脑两侧和后部应与他人保持不少于120厘米的距离。
但是生活中,由于工作空间的限制,很多人在所处的工作和生活环境中要实现与辐射源保持一定距离有困难,这时我们只好采取其他的防护措施。
但是生活中,由于工作空间的限制,很多人在所处的工作和生活环境中要实现与辐射源保持一定距离有困难,这时我们只好采取其他的防护措施。
3.2 电脑及时更新换代 电脑使用者应该会有这样的感觉,一台电脑使用时间越久,它的运行速度就会明显变慢。使用者的眼睛会很觉疲劳,精神消耗也会增加。这都是电脑辐射增强的表现,在同距离、同类机型的条件下,一般是新电脑的1-2倍。只要使用者及时更换新的电脑,就能避免这种现象的产生。
3.2 电脑及时更新换代 电脑使用者应该会有这样的感觉,一台电脑使用时间越久,它的运行速度就会明显变慢。使用者的眼睛会很觉疲劳,精神消耗也会增加。这都是电脑辐射增强的表现,在同距离、同类机型的条件下,一般是新电脑的1-2倍。只要使用者及时更换新的电脑,就能避免这种现象的产生。
3.3 改善使用者对电脑的养护 电脑虽然是无生命物质,但是使用者也要对电脑做好清洁工作,比如说机箱除尘、屏幕清洁。电脑机箱除尘能使它及时散热,加快电脑本身的运行速度。清洁电脑屏幕能清晰画面,对使用者的眼睛起到保护作用。
3.3 改善使用者对电脑的养护 电脑虽然是无生命物质,但是使用者也要对电脑做好清洁工作,比如说机箱除尘、屏幕清洁。电脑机箱除尘能使它及时散热,加快电脑本身的运行速度。清洁电脑屏幕能清晰画面,对使用者的眼睛起到保护作用。
3.4 从饮食上防护 胡萝卜、白菜、豆芽、豆腐、红枣、橘子以及牛奶、鸡蛋、动物肝脏、瘦肉等食物,含有丰富的维生素A和蛋白质,可以补充人体内维生素A和蛋白质,对视力有保护作用。茶叶中的茶多酚、茶、螺旋藻、沙棘油也具有抗辐射的作用,、有利于吸收与抵抗放射性物质,起到抵抗电脑辐射和调节身体功能的作用。
3.4 从饮食上防护 胡萝卜、白菜、豆芽、豆腐、红枣、橘子以及牛奶、鸡蛋、动物肝脏、瘦肉等食物,含有丰富的维生素A和蛋白质,可以补充人体内维生素A和蛋白质,对视力有保护作用。茶叶中的茶多酚、茶、螺旋藻、沙棘油也具有抗辐射的作用,、有利于吸收与抵抗放射性物质,起到抵抗电脑辐射和调节身体功能的作用。
香蕉中的钾能帮助人体排出多余盐分,使身体达到钾钠平衡状态,能缓解眼睛的不适症状。与此同时,香蕉中含有大量β胡萝卜素,可防止人体因缺乏这种物质而产生的眼睛疼痛、干涩、眼珠无光、失水少神。
香蕉中的钾能帮助人体排出多余盐分,使身体达到钾钠平衡状态,能缓解眼睛的不适症状。与此同时,香蕉中含有大量β胡萝卜素,可防止人体因缺乏这种物质而产生的眼睛疼痛、干涩、眼珠无光、失水少神。
油菜、青菜、芥菜、卷心菜、萝卜等十字花科蔬菜,不仅是人们餐桌上常见的可口菜肴,而且还具有防辐射损伤的功能。
油菜、青菜、芥菜、卷心菜、萝卜等十字花科蔬菜,不仅是人们餐桌上常见的可口菜肴,而且还具有防辐射损伤的功能。
3.5 借助他物降低辐射 降低辐射最简单的办法就是在电脑前摆上一盆仙人掌,因为仙人掌可有效的吸收电脑辐射,而且仙人掌的市场价值便宜,所以这也是电脑使用者最常采用的办法之一。
3.5 借助他物降低辐射 降低辐射最简单的办法就是在电脑前摆上一盆仙人掌,因为仙人掌可有效的吸收电脑辐射,而且仙人掌的市场价值便宜,所以这也是电脑使用者最常采用的办法之一。
当然,人们也可以借助现在先进的科技水平更有效的预防电脑辐射对人体造成的危害。例如,由特殊纤维制成的防辐射外衣、马甲、围裙、孕妇装等,具有较好的防电磁辐射、抗静电作用。防辐射屏:具有防辐射、防静电、防强光等多种作用,对保护视力也有一定的效果。防辐射眼镜:携带方便,价格适中,没有超过大部分电脑使用者的购买能力,市场前景好,发展空间大,便于推广。电脑辐射消除器:价防辐射效果最好,但由于价格昂贵,难于在电脑使用者中推广。
当然,人们也可以借助现在先进的科技水平更有效的预防电脑辐射对人体造成的危害。例如,由特殊纤维制成的防辐射外衣、马甲、围裙、孕妇装等,具有较好的防电磁辐射、抗静电作用。防辐射屏:具有防辐射、防静电、防强光等多种作用,对保护视力也有一定的效果。防辐射眼镜:携带方便,价格适中,没有超过大部分电脑使用者的购买能力,市场前景好,发展空间大,便于推广。电脑辐射消除器:价防辐射效果最好,但由于价格昂贵,难于在电脑使用者中推广。
3.6 科技创新 部分电脑使用者还可以应用自身所具备的知识技能设计出一款适合自己使用的防辐射产品,这既能省去购买其他产品产生的高额费用,又能恰到好处的利用自己的创新思维,发挥个人的设计才干。
3.6 科技创新 部分电脑使用者还可以应用自身所具备的知识技能设计出一款适合自己使用的防辐射产品,这既能省去购买其他产品产生的高额费用,又能恰到好处的利用自己的创新思维,发挥个人的设计才干。
4 结束语
4 结束语
随着信息时代的到来,计算机逐渐成为人们的宠儿,但是它所带来的安全隐患不得不引起重视。虽然,人们对于电脑辐射已经有了预防意识,但是还应该更加强化,要让电脑辐射对人类的危害降到最低,这需要的是电脑生产商严格按照国家标准制造,需要电脑使用者培养自己良好的使用习惯。在购买电脑时应该选定辐射低的,要降低连续使用电脑工作、娱乐的时间,多食用一些抗辐射的食品。只要人们保持良好的生活习惯,加强体质锻炼,加上对电脑辐射的防护意识就能避免忍受电脑辐射带来的身心折磨。
随着信息时代的到来,计算机逐渐成为人们的宠儿,但是它所带来的安全隐患不得不引起重视。虽然,人们对于电脑辐射已经有了预防意识,但是还应该更加强化,要让电脑辐射对人类的危害降到最低,这需要的是电脑生产商严格按照国家标准制造,需要电脑使用者培养自己良好的使用习惯。在购买电脑时应该选定辐射低的,要降低连续使用电脑工作、娱乐的时间,多食用一些抗辐射的食品。只要人们保持良好的生活习惯,加强体质锻炼,加上对电脑辐射的防护意识就能避免忍受电脑辐射带来的身心折磨。
参考文献:
参考文献:
[1]李晓静.谈电子阅览室内女性工作者如何应对电脑辐射[J].中国学术期刊(光盘版)电子杂志社,1002-1248(2009)11-0244-03.
[1]李晓静.谈电子阅览室内女性工作者如何应对电脑辐射[J].中国学术期刊(光盘版)电子杂志社,1002-1248(2009)11-0244-03.
[2]王国健.电脑辐射,不容忽视的健康杀手[J].网络与信息,2010,(11).
[2]王国健.电脑辐射,不容忽视的健康杀手[J].网络与信息,2010,(11).
[3]电脑一族必吃的防辐射食物[J].天津社会保险,2011,(03).食物[J].天津社会保险,2011,(03).
[4]胡萝卜.巧防电脑辐射[J].湖南农机,2008,(12).
[4]胡萝卜.巧防电脑辐射[J].湖南农机,2008,(12).
[5]钱静庄.辐射对健康的影响及其预防[J].检察风云,2011,(07).
[5]钱静庄.辐射对健康的影响及其预防[J].检察风云,2011,(07).
[6]9个办法赶走辐射侵袭[J].农村实用技术,2009,(12).
[6]9个办法赶走辐射侵袭[J].农村实用技术,2009,(12).
1概述
任何带电物体的周围都存在电场,而周期变化的电场将会产生周期变化的磁场,也就存在电磁波,产生电磁辐射,如果这种辐射的量超过限定条件,那么就会对环境形成电磁污染。和无处可躲的大气污染、水污染、噪声污染一样,电磁辐射同样无处不在,这使它成为公认的“第四污染源”。
只要存在电场变化的地方就会有电磁辐射。目前,能造成大面积电磁污染的主要有高压输配电系统、发射设备、微波设备、家用电器、计算机等等。其中高压输电系统的电磁辐射强度最大,对人体的危害最明显。为了保障从业者的健康,在辐射环境下的工作时间有着严格的限定。相比之下,诸如彩电、手机、微波炉、空调机、电冰箱、计算机等等家庭必需的电气设备所影响的人群更广泛。在上述常见的电气设备中,与人们工作、生活息息相关的计算机更值得关注。许多上班族和沉迷于网络世界的网虫每天面对计算机的时间往往超过8小时。而计算机本身就是一个不可小觑的电磁辐射源:微处理器、主板、显卡、声卡、内存、硬盘、光驱、显示器、USB接口等主要部件在工作时都会向外界辐射电磁能量。计算机所产生的电磁辐射,对那些长期接触计算机的人的身心健康有巨大的危害。
2计算机电磁辐射对人体的危害
计算机已进入现代社会的各行各业和千家万户,它给人们的工作、学习、生活带来了极大的方便。但“计算机病”也与日俱增,严重的影响了人们的身心健康。“计算机病”的症状表现为神经衰弱综合癌(头晕、头痛、疲劳、失眠或噩梦、记忆力减退、情绪低落等)、肩颈腕综合症(骨骼不适、手指麻等、感觉异常、震颤、有压痛),以及腰背酸痛、抗病能力降低、易感冒等,发病率最高的是那些每天在计算机旁敲击键盘的专业人员。这些专业人员精神压力大,大脑处于高度集中和紧张状态,这是产生神经衰弱综合症的根源。流产、面部褐斑、类似红斑或湿疹等的出现,亦与精神因素密切相关。专业人员连续注视计算机屏幕,长时间近距离盯着闪烁的荧光屏,易使眼睛充血、干燥、怕光,严重者还会使眼球视网膜的感光功能失调,晶体受损,暗适应能力降低,造成视力减退,甚至可导致微波自内障、夜盲症等。如人体受辐射还可导致人体循环系统异常,男性生殖能力下降,人体激素分泌异常等。孕妇、儿童、心脏起搏器佩戴者和老人是电磁辐射的易感人群,而心脏、眼睛和生殖系统等是电磁辐射敏感器官。近年来的畸形儿出生率和儿童的自血病增多,心脏起搏器佩戴者的死亡率增加,电磁辐射难逃其咎。
3计算机辐射的主要来源
虽然微处理器、主板、显卡、声卡、内存、硬盘、光驱、显示器、USB接口等主要部件在工作时都会向外界辐射电磁能量,但幸运的是,除显示器之外,这些配件都是被装在具有电磁屏蔽能力的机箱里面,阻挡了大部分电磁辐射。所以,我们通常受到的辐射一方面来自显示器,而另一方面则来自主机。倘若显示器在电磁屏蔽技术方面不够严谨,那么用户可能一周5天、每天8小时都会受到电磁辐射,对健康的危害显而易见。而机箱同样如此,设计不良的产品往往台发生电磁辐射泄漏,如果机箱与用户之间的距离太近,外泄的电磁辐射同样会影响到用户健康。
上述表明,计算机的电磁辐射主要来源于显示器和主机。其中显示器又分为CRT显示器(阴极射线管显示器)和LCD显示器(液晶显示器)。CRT显示器是计算机中最严重的辐射源。CRT显示器通过电子枪发射电子束实现画面显示,对外发射电子本身就会产生严重的电磁辐射,尽管厚厚的含铅玻璃屏幕可在一定程度上阻隔辐射,但仍然有不少电子穿透阻隔层而直接照射到使用者。所以,如何削弱这部分辐射至关重要。
按照物理学的定义,来自CRT显示器的辐射伤害主要可分为光辐射、低能x射线、无线电场、静电场和低频电磁场。其中光辐射为电子枪打在屏幕背后荧光层而发出的可见光和少量紫外线,只有少量的紫外线会对人体造成危害。X射线由电子束碰撞阴极射线管的内部前屏所产生,但因为能量极低,其辐射程度也可忽略不计。无线电场主要从CRT的控制电路部分发出,强度非常弱,经过短距离后基本上就衰减到零。静电场则是从CRT电子枪内部的加速电场所产生,最直接的体现就是会让屏幕吸附灰尘。而被认为对人体健康损害最严重的应该是低频电磁场,它主要由显示器的电源部分(高压包)和垂直/水平扫描电场所产生,电磁场频率在5Hz~400kHz之间。
LCD电磁辐射相对低很多。从原理上说,LCD显示器以液晶材料作为光线通过的开关来控制光线照射屏幕,进而获得画面输出。而这个过程并没有涉及紫外线、静电场、高压电源等容易产生辐射的部件,因此从这个方面考虑可以说LCD正面几乎是零辐射。另外,LCD和CRT显示器一样,机内同样需要一个高压电源,只是电源驱动的并不是电子枪,而是LCD背光模组中的冷阴极荧光管。此种荧光灯管其实和我们常见的日光灯一样,都需要较高的电压才能驱动,只是点亮之后电压会迅速回落到较低的水平。因此,LCD的电源只需要维持一定时间的高压状态(可达到l000V),然后转为常压甚至低压状态,而不必像CRT显示器的高压包一样始终得保持高电压状态。因此相对而言,LCD显示器电源部分对外辐射的低频电磁波会比CRT要弱很多,加上LCD的摆放位置往往贴近墙面.所以不会背对着人体,这种辐射对人的影响可减弱到零。
显示器之外,第二辐射源就是主机。众所周知,金属机箱对电磁辐射可起着屏蔽的作用,但不同材料,不同设计、不同工艺的机箱的防辐射能力并不相同,如果设计不良,主机外泄的电磁辐射仍可能超标。
首先,机箱的材料至关重要,目前大多数机箱都是使用镀锌铜板,它可起到良好的屏蔽效果。不少高档机箱采用更轻的铝合金材料,同样具有良好的防辐射能力。材料仅是防辐射要求的基本方面,更关键的地方在于机箱制造工艺,只有模具精细,制造工艺好的机箱才会具有良好的电磁屏蔽效果。这方面主要体现在机箱面板、前置接口,后侧挡板及其他所有存在任何接缝的地方,劣质机箱与优质机箱在这方面差异甚大,前者的接缝处通常很不严密,设计、制造过程中都没通过辐射实验室进行严格检测、电磁辐射外泄情况严重。尤其是在前置接口方面,电磁辐射很容易就直接影响到用户。而优质机箱在这些细节都比较严谨,基本不存在接缝不够密合的问题,样品制造出来后都必项在电磁实验室中测量辐射是否达标,选标之后方可进行大批量制造。此外,不少机箱为了制造方便都采用双面喷漆,但内部表面如果被喷漆的话,机箱板就无法直接吸收电磁坡,电磁波会出现四处散射的情况。倘若在机箱接缝处不够严密就很容易因电磁波散射而造成泄漏现象。相较之下,外表面喷漆、内部镀锌的做法更值得提倡。钢板内表面所镀的锌(防氧化需要)同样也是金属,电磁波射到表面后可以被有效屏蔽而不会出现散射现象,这对机箱整体的电磁辐射屏蔽是很有利的——从健康角度考虑,我们认为多花点预算购买品质优良的机箱还是值得提倡的。
因此,对于广大计算机用户来说,选择LCD显示器,购买选材合理、设计优秀、屏蔽良好的机箱是非常重要的。这样可以最大限度的保证计算机用户免于受到过度的电磁辐射危害。超级秘书网
除了在购买时选择符合电磁辐射标准的计算机外,还可以根据情况采取下列措施。①平时饮食应选择富含维生素类的食品,以降低辐射的危害②有必要选用防护产品,如防护屏、护目镜、防磁帖防护服等③长时间使用计算机,应注意间隔与调剂,孕妇操作计算机一天不宜超过2h。④人体与计算机,应保持一定的安全距离。室内办公和家用电器的设置不宜过密,不要把家用电器摆放得过于集中,以免使自己暴露在超剂量辐射的危险之中。
4结语
随着计算机走进人们的日常生活,它给现代人的工作、学习带来了极大的便利,成为人们生产生活所必不可少的一件工具。在给人们带来便利的同时,应该注意到,计算机所产生的电磁辐射也给人们的健康带来了危害。如何有效地防止和降低计算机对人身健康的威胁,是人们生产生活中所应该关心和关注的一个问题。计算机的电磁辐射主要来源于显示器和主机,选择LCD显示器和具有良好防辐射效果的机箱是防止用户免于过度电磁辐射的关键。另外加强维生素的摄入,选择防护用具,避免长时间近距离接触计算机也是重要的防护措施。
参考文献:
[1]胡焱弟,白志鹏等.大学生受电脑电磁辐射的研究.安全与环境学报.2005.5(3).37~41.
[2]刘英杰.电磁辐射与劳动保护.水利电力劳动保护.2002.(1).17~18.26.
[3]吴忠智.关于电源污染及电磁辐射的探讨.电工技术杂志.2001.(11).30~31.
一、概述
任何带电物体的周围都存在电场,而周期变化的电场将会产生周期变化的磁场,也就存在电磁波,产生电磁辐射,如果这种辐射的量超过限定条件,那么就会对环境形成电磁污染。和无处可躲的大气污染、水污染、噪声污染一样,电磁辐射同样无处不在,这使它成为公认的“第四污染源”。
只要存在电场变化的地方就会有电磁辐射。目前,能造成大面积电磁污染的主要有高压输配电系统、发射设备、微波设备、家用电器、计算机等等。其中高压输电系统的电磁辐射强度最大,对人体的危害最明显。为了保障从业者的健康,在辐射环境下的工作时间有着严格的限定。相比之下,诸如彩电、手机、微波炉、空调机、电冰箱、计算机等等家庭必需的电气设备所影响的人群更广泛。在上述常见的电气设备中,与人们工作、生活息息相关的计算机更值得关注。许多上班族和沉迷于网络世界的网虫每天面对计算机的时间往往超过8小时。而计算机本身就是一个不可小觑的电磁辐射源:微处理器、主板、显卡、声卡、内存、硬盘、光驱、显示器、USB接口等主要部件在工作时都会向外界辐射电磁能量。计算机所产生的电磁辐射,对那些长期接触计算机的人的身心健康有巨大的危害。
二、计算机电磁辐射对人体的危害
计算机已进入现代社会的各行各业和千家万户,它给人们的工作、学习、生活带来了极大的方便。但“计算机病”也与日俱增,严重的影响了人们的身心健康。“计算机病”的症状表现为神经衰弱综合癌(头晕、头痛、疲劳、失眠或噩梦、记忆力减退、情绪低落等)、肩颈腕综合症(骨骼不适、手指麻等、感觉异常、震颤、有压痛),以及腰背酸痛、抗病能力降低、易感冒等,发病率最高的是那些每天在计算机旁敲击键盘的专业人员。这些专业人员精神压力大,大脑处于高度集中和紧张状态,这是产生神经衰弱综合症的根源。流产、面部褐斑、类似红斑或湿疹等的出现,亦与精神因素密切相关。专业人员连续注视计算机屏幕,长时间近距离盯着闪烁的荧光屏,易使眼睛充血、干燥、怕光,严重者还会使眼球视网膜的感光功能失调,晶体受损,暗适应能力降低,造成视力减退,甚至可导致微波自内障、夜盲症等。如人体受辐射还可导致人体循环系统异常,男性生殖能力下降,人体激素分泌异常等。孕妇、儿童、心脏起搏器佩戴者和老人是电磁辐射的易感人群,而心脏、眼睛和生殖系统等是电磁辐射敏感器官。近年来的畸形儿出生率和儿童的自血病增多,心脏起搏器佩戴者的死亡率增加,电磁辐射难逃其咎。
三、计算机辐射的主要来源
虽然微处理器、主板、显卡、声卡、内存、硬盘、光驱、显示器、USB接口等主要部件在工作时都会向外界辐射电磁能量,但幸运的是,除显示器之外,这些配件都是被装在具有电磁屏蔽能力的机箱里面,阻挡了大部分电磁辐射。所以,我们通常受到的辐射一方面来自显示器,而另一方面则来自主机。倘若显示器在电磁屏蔽技术方面不够严谨,那么用户可能一周5天、每天8小时都会受到电磁辐射,对健康的危害显而易见。而机箱同样如此,设计不良的产品往往台发生电磁辐射泄漏,如果机箱与用户之间的距离太近,外泄的电磁辐射同样会影响到用户健康。
上述表明,计算机的电磁辐射主要来源于显示器和主机。其中显示器又分为CRT显示器(阴极射线管显示器)和LCD显示器(液晶显示器)。CRT显示器是计算机中最严重的辐射源。CRT显示器通过电子枪发射电子束实现画面显示,对外发射电子本身就会产生严重的电磁辐射,尽管厚厚的含铅玻璃屏幕可在一定程度上阻隔辐射,但仍然有不少电子穿透阻隔层而直接照射到使用者。所以,如何削弱这部分辐射至关重要。
按照物理学的定义,来自CRT显示器的辐射伤害主要可分为光辐射、低能x射线、无线电场、静电场和低频电磁场。其中光辐射为电子枪打在屏幕背后荧光层而发出的可见光和少量紫外线,只有少量的紫外线会对人体造成危害。X射线由电子束碰撞阴极射线管的内部前屏所产生,但因为能量极低,其辐射程度也可忽略不计。无线电场主要从CRT的控制电路部分发出,强度非常弱,经过短距离后基本上就衰减到零。静电场则是从CRT电子枪内部的加速电场所产生,最直接的体现就是会让屏幕吸附灰尘。而被认为对人体健康损害最严重的应该是低频电磁场,它主要由显示器的电源部分(高压包)和垂直/水平扫描电场所产生,电磁场频率在5Hz~400kHz之间。
LCD电磁辐射相对低很多。从原理上说,LCD显示器以液晶材料作为光线通过的开关来控制光线照射屏幕,进而获得画面输出。而这个过程并没有涉及紫外线、静电场、高压电源等容易产生辐射的部件,因此从这个方面考虑可以说LCD正面几乎是零辐射。另外,LCD和CRT显示器一样,机内同样需要一个高压电源,只是电源驱动的并不是电子枪,而是LCD背光模组中的冷阴极荧光管。此种荧光灯管其实和我们常见的日光灯一样,都需要较高的电压才能驱动,只是点亮之后电压会迅速回落到较低的水平。因此,LCD的电源只需要维持一定时间的高压状态(可达到l000V),然后转为常压甚至低压状态,而不必像CRT显示器的高压包一样始终得保持高电压状态。因此相对而言,LCD显示器电源部分对外辐射的低频电磁波会比CRT要弱很多,加上LCD的摆放位置往往贴近墙面.所以不会背对着人体,这种辐射对人的影响可减弱到零。
显示器之外,第二辐射源就是主机。众所周知,金属机箱对电磁辐射可起着屏蔽的作用,但不同材料,不同设计、不同工艺的机箱的防辐射能力并不相同,如果设计不良,主机外泄的电磁辐射仍可能超标。
首先,机箱的材料至关重要,目前大多数机箱都是使用镀锌铜板,它可起到良好的屏蔽效果。不少高档机箱采用更轻的铝合金材料,同样具有良好的防辐射能力。材料仅是防辐射要求的基本方面,更关键的地方在于机箱制造工艺,只有模具精细,制造工艺好的机箱才会具有良好的电磁屏蔽效果。这方面主要体现在机箱面板、前置接口,后侧挡板及其他所有存在任何接缝的地方,劣质机箱与优质机箱在这方面差异甚大,前者的接缝处通常很不严密,设计、制造过程中都没通过辐射实验室进行严格检测、电磁辐射外泄情况严重。尤其是在前置接口方面,电磁辐射很容易就直接影响到用户。而优质机箱在这些细节都比较严谨,基本不存在接缝不够密合的问题,样品制造出来后都必项在电磁实验室中测量辐射是否达标,选标之后方可进行大批量制造。此外,不少机箱为了制造方便都采用双面喷漆,但内部表面如果被喷漆的话,机箱板就无法直接吸收电磁坡,电磁波会出现四处散射的情况。倘若在机箱接缝处不够严密就很容易因电磁波散射而造成泄漏现象。相较之下,外表面喷漆、内部镀锌的做法更值得提倡。钢板内表面所镀的锌(防氧化需要)同样也是金属,电磁波射到表面后可以被有效屏蔽而不会出现散射现象,这对机箱整体的电磁辐射屏蔽是很有利的——从健康角度考虑,我们认为多花点预算购买品质优良的机箱还是值得提倡的。:
因此,对于广大计算机用户来说,选择LCD显示器,购买选材合理、设计优秀、屏蔽良好的机箱是非常重要的。这样可以最大限度的保证计算机用户免于受到过度的电磁辐射危害。除了在购买时选择符合电磁辐射标准的计算机外,还可以根据情况采取下列措施。①平时饮食应选择富含维生素类的食品,以降低辐射的危害②有必要选用防护产品,如防护屏、护目镜、防磁帖防护服等③长时间使用计算机,应注意间隔与调剂,孕妇操作计算机一天不宜超过2h。④人体与计算机,应保持一定的安全距离。室内办公和家用电器的设置不宜过密,不要把家用电器摆放得过于集中,以免使自己暴露在超剂量辐射的危险之中。
四、结语
随着计算机走进人们的日常生活,它给现代人的工作、学习带来了极大的便利,成为人们生产生活所必不可少的一件工具。在给人们带来便利的同时,应该注意到,计算机所产生的电磁辐射也给人们的健康带来了危害。如何有效地防止和降低计算机对人身健康的威胁,是人们生产生活中所应该关心和关注的一个问题。计算机的电磁辐射主要来源于显示器和主机,选择LCD显示器和具有良好防辐射效果的机箱是防止用户免于过度电磁辐射的关键。另外加强维生素的摄入,选择防护用具,避免长时间近距离接触计算机也是重要的防护措施。
参考文献:
[1]胡焱弟,白志鹏等.大学生受电脑电磁辐射的研究.安全与环境学报.2005.5(3).37~41.
[2]刘英杰.电磁辐射与劳动保护.水利电力劳动保护.2002.(1).17~18.26.
[3]吴忠智.关于电源污染及电磁辐射的探讨.电工技术杂志.2001.(11).30~31.
中图分类号:TQ053.2 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2014)30-0168-01
在循环的机械的腐蚀作用下,金属材料会受到一些腐蚀的情况,这是伴随着腐蚀现象产生的腐蚀活动。腐蚀不仅给金属及合金材料造成巨大损失,影响设备的使用寿命,而且使设备的检修周期缩短,增加辅助时间和维修费用。腐蚀还会使设备及管道的跑、冒、滴、漏机会增加,造成原料及成品的损失,从而影响产品质量,污染环境。因腐蚀引起的设备爆炸、火灾等事故造成的损失更大。因此,了解化工设备腐蚀的规律性,有助于正确选择结构材料,采取相应有效的防腐蚀措施。分析设备腐蚀原因并对其在运行过程中出现的问题做出了正确的判断,对提高化工设备的安全性、经济性有着重要的意义。
1 化工设备腐蚀的原因
1.1 腐蚀破坏的原因
(1)化工生产中存在着许多具有一定腐蚀性的介质,如酸、碱、盐、水、氧等,这是产生腐蚀的主要原因之一。
(2)操作中的超温、超压,设备管理不完善,思想不重视,也是产生腐蚀破坏的原因之一。
(3)设备结构设计不合理,选材不当,制造加工质量不高,焊接残余应力的存在,缺乏防腐措施或施工质量低劣等,都为腐蚀破坏提供了环境。
1.2 腐蚀破坏的内在因素
(1)不同的金属对于不同的介质具有不同的抗腐蚀能力。
(2)金属的晶粒越粗,腐蚀越快。反之,则越慢如不锈钢比铸铁的耐腐蚀性能高。
(3)零部件的表面越粗糙,越易腐蚀。表面有氧化膜则耐腐蚀。
(4)设备结构的形状突变处,如开口、缝隙或死角等位置,金属腐蚀较快。
1.3 腐蚀破坏的外在因素
(1)介质的种类、化学成分、浓度、pH值、杂质、水分和含氧景是造成腐蚀的外在原因。
(2)介质的温度越高,压力越高,腐蚀越快,因为腐蚀是一种化学反应,每升温10℃,腐蚀速度增加1~3倍。温度升高,扩散速度增大,同时电解液电阻下蚀降,所以使腐蚀电池的反应加快。
(3)介质流动速度愈快,愈易腐蚀,它会冲刷保护膜,产生旋涡、湍流、空泡,引起严重的冲击磨损和空泡腐蚀。
(4)零部件受外力或残余应力愈大,腐蚀越快。
2 化工设备防腐的方法
2.1 材料的合理选用
耐腐蚀材料包括金属材料和非金属材料。非金属材料多用作黑色金属的防腐措施。耐腐蚀金属材料的选择原则为:a)必须考虑介质的性质、温度和压力;b)必须考虑设备的类型与结构;c)必须考虑产品的要求; d)必须考虑材料的价格与生产厂家
2.2 设备结构的考虑
进行结构设计时应尽量设法使局部应力和热应力降低,避免存在高应力区。在设计焊接零件时应遵守等厚度或逐渐过渡原则。结构设计还应防止腐蚀介质的停滞、热负荷分配的不均匀、蒸汽的冷凝和腐蚀产物的积存。在安装时应注意设备的防震设施,以防止交变应力引起的腐蚀疲劳。
2.3 环境处理的方法
环境处理的方法就是使环境在不影响工艺的范围内变化从而降低腐蚀性。
2.3.1除去环境中腐蚀性物质的方法
(1).除去水分为防止室内大气的腐蚀,有效的方法是依靠大气的除湿使金属表面经常保持在露点以上,对装置内部的腐蚀、将水分控制在一定指标以下。比如在输送二氧化碳、硫化氢、氯化物等介质时,前置脱水装置。
(2).脱除溶解在水中的氧为防止中性水所引起的碳钢腐蚀,最有效的办法可采用机械脱气法或添加脱氧剂(如联氨、亚硫酸钠等)。
(3).脱除其他有害成分 在某些工艺炼制过程中,为避免产生腐蚀性的酸性气体,可前置脱盐装置等。
2.3.2 在环境中添加具有防腐蚀作用的成分方法
(1).添加防腐蚀剂 在腐蚀环境中少量添加缓蚀剂,在金属表面形成保护膜,能显著抑制金属腐蚀的速度取得一定防腐蚀效果。如加入铬酸盐、钼酸盐、亚硝酸盐可在金属表面形成氧化膜,加入聚合磷酸盐、磷酸盐、锌盐、硫基苯并噻唑、苯并三唑可使金属表面形成沉淀保护膜。加入胺类表面活性剂可使金属表面形成吸附保护膜等。但是在使用这类缓蚀剂时,添加的浓度要求十分严格
(2).添加钝化剂 如不锈钢、钛合金等,对于盐酸、硫酸之类的非氧化性酸,耐腐蚀性差,可通过添加氧和铬酸、硝酸、Fe3+、Cu2+等少量氧化剂,可明显减少腐蚀。
(3).添加中和剂
通过添加中和剂的方法调整PH值、氢氧化钠、碳酸钠、氨等可有效地避免酸性腐蚀,但使用方法要妥当,以避免产生碱性脆化及其他材料劣化。
2.4 表面涂层的方法
2.4.1涂漆 在设备表面涂漆是最常见、直观的一种防腐蚀方法,目前使用的防腐漆料大多为油料涂漆。如邻苯二甲酸树脂、酚醛树脂、环氧树脂等。为了能达到良好的防腐目的,除了对漆膜的漆刷能力、防锈能力、机械性质、漆膜的老化等有着严格要求外,还得对涂漆对象的材质、形状、表面状态、施工环境及使用条件等有着充分的了解。
2.4.2金属覆盖层
用耐腐蚀性好的金属覆盖结构材料表面。其一,在覆盖这层材料时一般采用塞焊及点焊衬里、带状衬里焊接(将覆盖金属切长方形焊接在母材上)、金属复合法(铸造、压延、爆炸复合、堆焊)。其二,用电位比母材低的金属覆盖表面,以其作为牺牲阳极,达到防腐效果。
2.6 电防腐蚀
电防腐蚀是对金属表面的局部腐蚀电池从外部通上直流防腐蚀电流,使局部电池内的腐蚀电流消失而成为防腐状态的方法,换言之,就是借助防腐电流使金属的电位下降到其稳定区域
2.7 稳定操作、科学管理
稳定的运行和科学的维护以及保养,也是切断腐蚀破坏的途径之一。
(l)操作要平稳,尽量减少压力、温度、流晕的波动,严格遵守工艺操作规程,不许超温、超压、超负荷运行。
(2)没备要定期进行大、中、小修,特别是压力容器要坚持执行“一、三、六”检修制。
(3)检修设备或大直径的管道,检修时要进入其内部,检查内表面状态和腐蚀情况。
(4)建立设备、管道的防腐蚀档案,积累设计、制造、施工安装等原始资料,收集设备的防腐蚀检查和检修记录。
总之,在实际操作中,需要我们从设计、操作、管理等方面,时时都要考虑到腐蚀的破坏。只有不断地在实践中总结经验,尤其是广泛采用防腐方面的新经验、新方法,加强对腐蚀的认识,才能逐步找到有效而又经济的防腐措施,保证化工生产的稳定和正常运行。
参考文献
内照射防护的一般方法是“包容、隔离”和“净化、稀释”,以及“遵守规章制度、做好个人防护”。
在开放型放射操作中,“包容、隔离”和“净化、稀释”往往是联合使用。
如:
在高毒性放射操作中,要在密闭手套箱中进行,把放射性物质包容在一定范围内,以限制可能被污染的体积和表面。同时要在操作的场所进行通风,把工作场所中可能被污染的空气通过过滤净化经烟囱排放到大气中得到稀释,从而使工作场所空气中放射性浓度控制在一定水平以下。这两种方法配合使用,可以得到良好的效果。
(来源:文章屋网 )
低温热水地板辐射采暖是一种利用建筑物内部地面进行采暖的系统。将塑料管敷设在楼面现浇砼层内,热水温度不超过55℃,工作压力不大于0.4MPa的地板辐射供暖系统。该系统以整个地面作为散热面,地板在通过对流换热加热周围空气的同时,还与人体、家具及四周的维护结构进行辐射换热,从而使其表面温度提高,其辐射换热量约占总换热量的50%以上,是一种理想的采暖系统,可以有效地解决散热器采暖存在的问题。
低温热水地板辐射采暖节省燃料,电力消耗低,是最经跻的供暖设备,其优点如下:
1.1舒适、卫生、保健。辐射散热是最舒适的采暖方式,室内地面温度均匀,室温自下而上逐渐递减,给人以脚暖头凉的良好感觉,符合“温足凉顶”的中医健身理论,能改善人体血液循环,促进新陈代谢,同时,这种方法不易造成潮湿空气对流,使得室内十分洁净卫生,改善了家居环境。
1.2美观,不占使用面积。室内各种管线均可铺设在地暖结构层中,室内取消了散热器的立、支管。这不但增加了使用面积,而且房间可以任意分隔,便于装修和家具布置。
1.3保温隔音,热稳定性好。由于地暖特殊的地面构造,上下层不采暖时,中间层的采暖效果几乎不受影响,且可以大大减少上层对下层的噪音干扰;由于地面层及混凝土层蓄热量大,因此在间歇供暖的情况下,室内温度变化缓慢,热稳定性好。
1.4高效节能,运行费用低。地暖系统可利用余热水,在建立同样舒适条件的前提下,室内设计温度的能耗可以比其它形式采暖降低2%~3%,提高了热效率,该系统使热量集中在人体受益的高度内,热媒低温传递(供水温度为50℃,回水温度为40℃),并在传递过程中热量损失小;各房间温度可以独立调节,有条件的可选用室温和水温自动控制装置。
2、管材的选用
为了在地面热辐射采暖设计做到技术先进,经济合理,安全适用。首先要对地面热辐射管材进行比较和选用。目前随着我国塑料高科技工业的飞速发展,多种塑料管道制品在建筑业广泛使用,其中可用于低温热水地板辐射采暖的管道有PPC(聚丙烯).PEX(交联聚乙烯)等,现将几种管材加以比较:
2.1 PPC:重量最轻,抗老化性最好,耐压性好(< B40kg/m2),价格低廉,但其分子结构决定了在一点发生破裂有可能造成纵向断裂,用于低温热水地板辐射采暖存在隐患。
2.2 PEX:分子结构成三维交联网状结构,从而具有良好的耐高温耐压性,稳定性和持久性,价格适中,为地面热辐射采暖设计首选管材。
在选用PEX管材时应注意管材外表应色泽均匀,无气泡,无针眼,脱皮,明显划痕和其他不良缺陷。还要注意PEX管材重要检验指标――交联度,交联度的高低是标志PEX管材耐温耐压,使用寿命的重要指标,交联度越高越好,根据我国国家化学建材检测标准,交联度必须>=65,联度达不到此指标的管材,耐温性很差,使用寿命短,有软化变形,塑层脱落,破裂等隐患,以稳妥起见应选用交联度>80的管材为好。
PEX管材在运输时,不得受到抛摔,剧烈的撞击和化学品污染。PEX管材应贮存于远离热源,油污和化学品污染地,且通风良好的仓库,不宜长期在室外存放。
3、系统设计
3.1管路水温、管材、管径确定低温热水地板辐射采暖的供水温度不宜超过60℃,供回水温差不宜大于10E,热媒工作压力不宜大于O.8MPa。
3.2管线的长度加热管道内的热媒流速应小于0.25m/s,供回水阀门以后的管线系统阻力不宜大于30KPa;同时要求每一集配装置的分支路不宜多于8个,住宅每户至少应设置一套集配装置。
3.参照普通分集水器的计算方式计算出其管径。本设计选用铜制分集水器,并在分集水器顶部设置自动排气阀,分水器总供水管阀门内侧设置过滤器。
3.4地面装饰材料对地板散热的影响很大,不同的地面层管道散热量也大不相同。实际中以热阻较大的木制地板(热组R=0.1m2.K/W)作为设计计算依据。
3.5地板辐射采暖系统目前流行的地板排管方式很多,本设计在大面积空间处采用常用的回旋式排管方式・在一些面积狭小的空间,采用直列式布管方式。回旋式排管可保持供回水管间隔排布,使室内温度分布均匀,此外,此种布管形式相对较为简单,易为施工人员接受;在小面积房间,走道或不同支路间隔的狭小空间处,直列式布管是简便易行的方式,但温度分布上不尽如人意。
3.6建筑采暖主立管采用同程式共同立管系统,以利系统水力平衡。处于同一平面位置的各层住户共用一套主立管系统。整栋大楼共设4个同程式共用立管系统,主立管顶端设置自动排气阀。
3.7地面辐射采暖的地表面平均温度宜采用下列数值:
(1)经常有人停留的地面24~26℃
(2)短期有人停留的地面28~30℃
(3)无人停留的地面35~40℃
4、采暖热负荷的计算
4.1地面辐射采暖热负荷计算应按《采暖通风及空气调节设计规范》GBJl9的规定执行外,在设计中不应计算设有加热管道地面的耗热量,并且采暖热负荷宜取房间常规计算的95%或将室内计算温度降低2℃。
4.2采用集中供暖分户独立热源的住宅,确定房间热负荷时,应考虑间歇供暖的修正系数。
4.3进深大于6m的房间,宜依据外墙6m为界分区,把各区当作不同的单独房间,分别计算采暖热负荷和进行地面辐射采暖设计。
4.4地面辐射采暖的有效散热量应计算确定,并计算室内设备,家具及地面覆盖物等对有效散热量的折减。
5、加热管道的布置与敷设
5.1加热管间距宜为100~300mm,沿围护结构围墙敷设的加热管距外墙内表面宜为100mm。
5.2每支环路的加热管长度应小于150m。
5.3加热管的敷设形式主要有螺旋形,往复型,直列型。一般采用较多的是螺旋型。
5.4地面辐射采暖的地面构造层含防水层(有防水要求时),保温层,细石混凝土层,找平层,面层。
5.5首层地面,卫生间及其厨房必须设防水层,采暖地面构造层与外墙接触部位应作保温处理。
5.6加热管的固定应使用固定管卡,在直线管线上应每隔1m设置一个。在弯曲部位应设置两个。
当前我国的经济建设正得到迅速发展。具有放射性的同位素的广泛使用以及伴生放射性矿物资源的大量开发使用,在大力促进经济发展的同时带来了辐射难题。以下就辐射环境保护的对策及辐射安全防护措施进行论述分析。
1辐射环境的类型与辐射污染特点
1.1辐射环境的类型
人们的日常工作和生活中经常接触到的辐射主要有以下几个方面。首先随着科技的发展,微波已经在雷达、通讯、广播、电视、电脑、医疗等领域有了广泛的应用。如手机已经成为人们日常生活和工作过程中不可或缺的重要物品,但是其辐射对于人体健康的影响还是一个需要进一步研究的课题。其次,随着人们生活水平的提高,装修变得越来越频繁,一些装饰材料由于工艺要求需要添加放射性水平增高的物质,从而对人体也会造成一定的损害。再次,核技术在医学中的应用种类也越来越多,如X射线、CT、PET等等,尽管为患者提供了很大的方便,但是也给患者和工作人员带来了一定的辐射伤害。可见,在人们日常工作和生活中,已经无法避免辐射污染的存在,因此,需要采取有效措施,将辐射污染控制在人类可以接受的范围之内。
1.2辐射污染特点
首先,辐射污染是一种看不见、摸不着、无色、无味的能量或射线污染,并且辐射污染是发生在使用过程中,因此辐射污染的控制不能够完全消除,只能够控制在可接受的尽量低的水平上。通常,电磁辐射污染源可以分为五大类,即广播电视系统发生设备,通讯、雷达及导航系统无线发射设备,工业、科学和医疗系统射频设备、高压电力系统设备以及交通系统电磁辐射设备。
2辐射环境保护的对策
2.1加强辐射环境的监测
做好辐射环境监测工作是控制辐射污染的前提条件。伴随着我国核工业发展的起步,我国的辐射环境监测工作已经经历了半个多世纪的发展。当前,在我国从事辐射环境监测科研工作人员的努力下,结合国际辐射环境监测技术的发展,逐步建立起我国辐射环境监测的体系,并且编制了相关的技术规范、行业标准和国家标准,我国的辐射环境监测技术水平也在不断的提高和进步。提高监测工作的质量和水平需要多种因素的协同作用,包括实验室管理、人员技术水平、仪器设备的配备等等。如果财力允许,实验室更新设备时还应该朝着自动化、数字化和谱仪化的方向发展,从而减少人为误差和保证数据的可靠性。
2.2强化辐射环境安全事故的应急准备和演练
辐射安全事故主要是指放射性同位素与射线装置在生产、运输、销售、使用等活动中引发的放射源丢失、被盗、失控事故,或者放射性同位素和射线装置失控导致人员受到意外的异常照射等辐射事故。对于辐射环境安全事故一定要做好应急准备工作,要建立好辐射应急组织开展事故应急处置,如辐射事故应急指挥部、辐射事故应急办公室等。同时还应该做好应急响应工作,当辐射事故发生时,辐射事故应急办公室应建立完善的辐射事故应急预警机制,及时收集和分析辐射事故相关信息。
2.3做好辐射环境污染的医学防护
首先,要积极开展辐射危害研究,从而制定科学的卫生防护标准。其次要积极开展专业培训,广泛的进行科普宣传,让周围的群众广泛的了解放射性核素的性质,正确认识辐射的危害。除此之外,还要加强投入、严格执法,对一些为了追求利润不顾人们生命安全的不法分子要处以严厉的处分,对于核废料的处理要由国家政府直接监控,严格管理,独立执法,从而有效的避免核废料对人类安全造成的伤害。
2.4妥善管理辐射环境档案。辐射环境系统化科学化的管理体制,已经形成了一套完整的辐射环境管理档案材料,为辐射环境监督管理,入场监测以及法律法规标准的贯彻实施提供了基础性资料和科学依据。要做好辐射环境的档案管理工作,首先要能够科学系统的进行分类,从而为管理利用提供必备的条件。辐射环境档案可以根据行政区划分,也可以根据污染源或污染性质划分。其次,要系统的对档案进行排列和编号,以便迅速准确的查找和利用这些档案。
3辐射安全防护工作的措施
运用射线设备与放射源的单位,首先要根据辐射作业类型装备相应的辐射监测仪器,对辐射作业场所进行专项的监测,设定门机联锁体系,这样可以避免人员在射线设备或放射源运转时期进人辐射剂量水平较高的射线机室。
3.1健全辐射安全管理机构
凡是从事放射作业的单位应根据可放射性同位素与射线装置安全和防护法令的规则,结合单位的具体状况,树立专门的安全和防护管理机构或专职、兼职安全和防护管理理人员,拟定健全的、可操作性的安全和防护管理规章制度,执行规则细则,实时监督落实。这样能够规范辐射管理,防止呈现管理混乱,使每人表现自我监督的效果,各司其职。优秀的组织机构能够非常好的便于环境保护部分的监督管理,增加辐射防护监测和管理力度,部分单位虽然有专门的安全和防护管理机构和专职管理人员,但仅仅为了敷衍检查,机构和人员并没有起到应有的效果,与实际作业脱节。在健全的管理机构下,对辐射作业人员进行定时的工作健康体检和自己剂量检测,并进行考核和训练加强监督检查力度,定时对周边的环境进行监测和防护,将反常的现象报告给单位主管,及时向属地环境保护部门及相关部门报告突发的辐射事端状况,对辐射事端进行全部的调查。
3.2日常监督检查常见的不符要求及整改项
门机联锁和作业状态指示灯呈现问题,门机易导致事故发生因此,安全联锁是确保安全的最好方法一起,警示象征不符合也会引起事端作业室大门忘关(没有门机联锁的射线设备),会导致作业、非作业人员进人射线机室,遭到不必要的辐射,给人员形成辐射损伤无防盗设备或设备不结实,存在潜在的不安全因素,有些单位不重视这项办法,以为这是糟蹋,没有必要进行辐射作业场所设置与辐射类型一样的报警仪,辐射作业人员没有佩带热释光剂量计,或者虽佩带,但并没有定时进行剂量检查,自己剂量档案不完善,为了削减不必要的辐射,需要强调工业人员自带防护用品,不能为一时方便给自己或者别人增加辐射剂量。(1)有些单位分管领导没有参加辐射防护和安全训练,缺乏辐射防护与安全知识,对辐射防护的注重力度不行;(3)有些单位没有建立辐射安全领导小组,没有指定专人负责辐射防护作业,或者虽建立了领导小组,但形同虚设;(3)对于有些现已验收过的单位,疏于平常管理理,没有定时对报警、监控等硬件设备进行维护和演练,致使应急呼应功能有所降低。
结束语
目前,辐射环境安全问题越来越突出,给人类的身体健康和生命安全带来了严重的威胁。因此,辐射环境的保护工作日益引起社会各界的关注,辐射环境保护工作也逐渐成为环境保护工作中一个的重要组成内容。
参考文献
中图分类号:TQ053.6文献标识码: A 文章编号:
一.前言
在化工生产中,化工设备和管道都会受到不同程度的腐蚀,影响化工生产的质量。腐蚀是非常普遍的现象,不论在日常生活中,或是在工农业生产和国防建设中,各种材料及其制品都会自发的腐蚀。腐蚀有极大的危害,比如,使生产减产,材料的无形流失,资源以及能源的损耗,环境污染,产品质量下降,阻碍技术的革新等。另外,腐蚀不仅给我国的经济建设带来极大的负面的影响,而且由其引发的火灾还给人民生命财产安全带来了极大的威胁。因此,研究腐蚀科学和防护技术,对发展国民经济具有特别重要的意义。
二.简要介绍化工设备的腐蚀
1.在化工设备的腐蚀中,最常见的是金属的腐蚀。金属材料之所以容易发生腐蚀,究其根本原因是在把铁矿石冶炼成钢的过程中,大量的能量将会被消耗掉,而这些能量将会以元素状态的形式潜伏在钢铁中。而对于钢铁等金属材料来说,其体内潜藏的能量时刻都在释放出来,这种过程是化学热力学自发形成的,在此过程中腐蚀就发生了,故而,矿石类化合物的稳定性能很强,而钢铁的稳定性比较差。
2.金属腐蚀可分为化学腐蚀、电化学腐蚀和机械作用腐蚀等几种类型。
(一)金属材料与外界介质发生化学反应而损坏的现象称为化学腐蚀。
(二)在腐蚀过程中伴有电流产生的腐蚀,叫电化学腐蚀。电化学腐蚀是防腐蚀领域中最重要的研究对象,它是金属在水溶液中形成电池而引起的腐蚀。
(三)机械作用的腐蚀包括腐蚀作用和机械磨损,二者相互加速。
三.化工设备腐蚀的主要问题
1.各种腐蚀介质造成管道内壁腐蚀输送介质中含O 、H S、SO2、Cl2、SRB等物质,造成化学、电化学腐蚀,且输送温度越高,腐蚀越严重。
2.埋地管外壁受土壤腐蚀影响
土壤是一个腐蚀性、多相、多孔电介质、复杂的、非均质胶体体系,当金属和不同土壤接触时其界面问形成不同电位,使金属接触部位产生电位差,构成土壤腐蚀电流回路及“氧的浓差电池腐蚀”。土壤含的可溶性盐与之结合,则加剧其腐蚀。
3.各种钢质反应釜、精馏罐、产品罐等内、外腐蚀尤其是罐顶和气液界面壁板处腐蚀穿孔比较普遍。反应釜物料温度高,大量蒸汽直冲到釜罐顶,冷却成水珠或呈不规则水膜附在釜罐顶壁上,形成“微腐蚀电池”、“氧浓差腐蚀”。釜罐内液气界面壁板处则易形成“沟槽腐蚀”。
四.预防措施
1.材料选择
根据不同的用途选择不同的材料组成耐蚀合金,或在金属中添加合金元素,提高其耐腐蚀性,可以防止或减缓金属的腐蚀。选择好合适的制造材料可以不再需要其它防腐蚀措施。多数情况下,不是使用抗腐蚀力最强,而是最便宜但叉能令人满意的制造材料更经济。比如实验室中常用铂作坩锅或惰性电极,防腐效果很好,但因其成本太高而不可能在工业上大规模使用。不锈钢则由于便宜而得到广泛应用。钛也是一种很好的耐腐蚀金属,在不锈钢中加入钛可防止腐蚀,由爆炸焊接新技术制造出的一种钛钢复合材料不怕酸、碱、盐等的腐蚀,价格较低。化工厂的反应罐、输液管道,常用钛钢复合材料来替代不锈钢,大大延长了使用寿命。
2.结构设计
结构的设计和腐蚀的能力有很大的关系,故而科学的结构设计能够有效地防减低腐蚀发生的几率。比如,在防冷凝隔热层中,可以用钢管来作处理气体化学物质的蒸汽管道。假若取消隔热层,毫无疑问里面的钢将会严重的腐蚀,故而必须使用有色金属管道或者不锈钢,目的是将腐蚀降低到最低的程度。对于容易发生严重腐蚀的死区,通过修改设计,不断地减少死区,即使是使用同样的制造材料,也可以大大的减少腐蚀和损坏。
3.介质环境
如果能够尽可能的消除引起金属材料和金属设备腐蚀的不利因素,就可以大大的减缓或者中止腐蚀。但是,考虑到具体的实际情况,大多数的环境情况是无法控制的,比如,大气中的水分、空气和土壤中的氧气、二氧化硫等酸性气体。生产流程也不能任意的改变,但是,这并不说明我们就无能无力,因为我们可以调整局部的环境。例如锅炉进水前先去氧(加入脱氧剂Na2SO3和N2H4等),可保护锅炉管少受腐蚀;先除去密闭仓库进入空气的水分,可避免贮存金属部件生锈;在水中经常加入碱或酸以调节pH至最佳范围(通常接近中性),可以防止冷却水对换热器和其它设备的结垢、穿孔;炼制石油的工艺中也常加碱或氨,使生产流体保持中性至弱碱性。
4.涂层
世界各国防腐蚀实践证明:涂料涂层防腐蚀是最有效、最经济、应用最普遍的方法 。采用不同的施工方法在金属设备表面获得各种性能的金属保护层常称为镀层,它可隔离金属与腐蚀介质的直接接触,阻碍腐蚀的发生与发展。为了达到保护目的,保护层要结构致密、分布均匀、孔隙率低、不易破损、粘粉力强。
5.电化保护
(一)增大电极电势法
金属的腐蚀,即金属的氧化,金属电极电势越小则该金属就越容易失去电子而被氧化,也就越容易被腐蚀,故所有能使其电极电势变正的因素均能减缓或防止腐蚀。因此,防治金属腐蚀就要增大其电极电势,可以利用极化(因极化总是使阳极电势变大)等方法来实现。
(二)阴极保护法
研究发现,金属的腐蚀其实是一阳极的形式,因此,只要把金属置于阴极就能够很好的防止金属的腐蚀,这种保护方法称为阴极保护法。对阴极保护法的方法进行分类可具体分为两种。一种是把被防护的金属(阴极)和电势电极相对较低的金属(将会被溶解掉)连接在一起,这种方法也称为牺牲阳极保护法。比如,在水上行驶的船只,通常在船底的四面镶上适当量的铅块二儿,这时,船体作为阴极将会受到保护,而作为阳极的铅块儿将会慢慢的腐蚀掉,从而达到保护船的目的。另一种方法,将被保护的金属接在外加电源的负极上,这样被保护的金属将会成为阴极,电源的正极则接上废铁,这样废铁就会变成阳极而被牺牲溶解掉,从而也达到了防止船体腐蚀的目的。
6.缓蚀剂的应用
缓蚀剂也是一种常用的防腐蚀措施,在腐蚀环境中加人少量缓蚀剂就能和金属表面发生物理化学作用,从而显著降低金属材料的腐蚀,由于缓蚀剂在使用过程中无须专门设备,无须改变金属构件的性质,因而具有经济、适应性强等优点,广泛用于工业各过程中如酸洗冷却水系统、油气并酸化、油田注水、金属制品的储运等。下面介绍几类重要的缓蚀剂。
(一)炔醇类缓蚀剂
炔醇类化合物是高温、浓酸条件下重要的钢铁缓蚀剂。如丙炔醇、甲基丁炔醇、乙炔醇等对钢铁具有高效缓蚀作用。
(二)羧酸盐类缓蚀剂
这类缓蚀剂以长链脂肪强羚酸盐为主,是钢铁在中性水介质中常用的缓蚀剂。如醋酸钠 肉桂酸钠、问硝基肉桂酸钠等。
(三)无机缓蚀剂
这类缓蚀剂主要是一些无机化合物,如铬酸盐、钨酸盐、铂酸盐和亚硝酸盐等。它们的作用是在金属表面形成具有保护作用的氧化膜而达到缓蚀效果。
(四)有机磷酸盐缓蚀剂
这类缓蚀剂主要在锅炉上使用,是目前最有效的阻垢缓蚀剂。
五.结束语
为了减缓或抑制因为腐蚀而带来的破坏,确保设备的正常运行,减少腐蚀带来的经济损失,必须对腐蚀进行分析和研究,采取有效的防范措施。
参考文献 :
[1] 虞兆年.防腐蚀涂料和涂装[M].北京:化学工业出版社
[2] 柳金海.管道防腐蚀工程使携手册[MJ.北京:机械工业出版社,2008:1 .
化工企业的生产环境恶劣,化工机械在生产工作中经常接触一些强腐蚀性的化工用品,会导致化工机械设备腐蚀破坏,导致生产工作无法继续进行,给企业带来经济损失,机械腐蚀出现渗漏还会对生产工人人身安全造成威胁。目前的防腐技术主要有:开发耐蚀材料,表面防蚀技术,缓蚀技术,电化学保护等。
1 开发耐蚀材料
用来制造通用机械设备的材料大部分是普通的碳素钢,其特点在于价格低廉,供应方便,容加工。在普通的条件下使用,腐蚀对其的危害并不大,但是如果是使用在化工行业这种高浓度腐蚀性介质的环境下,因为其的抗腐蚀能力差,就很容易遭受腐蚀的破坏。如常用的Q235钢材,其在酸气、盐雾介质中的腐蚀速度高达0.5~1.0mm/a,各个企业都会定期的对设备构件进行防腐涂漆,但只要漆膜出现划痕或者局部的脱落,就会立即产生电化学腐蚀并不断的扩展,从而导致其使用寿命大大降低,因此化工企业不宜采用这类钢材做为机械设备的原材料。而应该选用耐腐蚀钢如16MnCu、09MnCuPTi等普通低合金钢作为制造基材设备。虽然这类钢材较前者要贵,但是总体经济效益要高的多。据统计显示,低合金钢所制造的设备的使用寿命是采用普通碳素钢制造设备的寿命的2~3倍,所以其性价比还是高了很多。
耐蚀材料的开发研究是防腐蚀技术进步的突破口,人类各个时期的技术进步无不与其息息相关。耐蚀材料主要分为金属材料、高分子材料、无机非金属材料。
金属及合金材料是结构材料中的主体,其中钢铁占据主要地位,但是,钢铁的耐蚀性能具有局限性。具有高性能的合金及有色金属材料的开发和应用发展迅速,在一定程度上解决了局部腐蚀及特殊环境下的腐蚀问题。如含钼高的耐蚀合金,双相不锈钢,高纯铁素体不锈钢,镍基合金,低合金钢,钛及钛合。耐蚀非金属材料目前国内外耐蚀非金属材料在化工生产中应用非常广泛。非金属材料具有优良的耐蚀性能,而机械性能可以通过增强等途径来弥补,在某些领域已有发展为取代钢材的趋势。现在正在开发的如:耐蚀塑料,玻璃钢,石墨,搪玻璃,工程陶瓷
2 表面覆盖层
在现有的防腐蚀手段中,表面耐蚀涂层和金属表面技术的费用占所有防腐蚀费用的87%左右。采取正确的表面防蚀技术是提高设备使用寿命、减少维修费用以及提高设备管理水平必不可少的途径。同时,采用表面防蚀技术,大大提高了整体材料的耐蚀性能。在化工和石油化工中常用的表面防蚀技术包括涂、衬、镀、渗以及近年发展起来的各种高技术,其中以涂层及衬里应用最广泛。
3 耐蚀涂料
耐蚀涂料的开发一直是人们关注的研究领域,在化学工业中,耐蚀涂料主要用于建筑物、构筑物、装置及贮罐的内外壁及输水、输油、输气管线。据统计,防腐蚀涂层的损坏,其基体表面处理不当约占75%,因此,重视表面处理质量是当务之急。几种有发展前途的涂料,如富锌涂料,鑫鼎言重防腐涂料,耐高温涂料,陶瓷类涂料,带锈涂装涂料,氟树脂涂料等等,正是当前国际上研究最热门的涂料。
4 衬里技术及复合管道
衬里技术利用强度高的材料(如碳钢、玻璃钢、铸铁等)作结构材料,用耐蚀性能优异的材料作衬里层。衬里技术分紧衬、松衬等,国外重点发展紧衬技术。衬里技术常用于化工设备、管道等。
5 其他表面工程技术
电镀、化学镀在化工防腐蚀应用中,电镀主要有镀铬、镀锌和镀镍。镀锌层的钝化是一个十分活跃的领域,近十年推出的低铬或无铬彩色钝化、黑钝化、军绿钝化及强钝化(含硅树脂或其他树脂的复合钝化层),可使镀锌层在海洋大气、工业大气环境及工业水、江水河水环境中的耐蚀性大大提高。化学镀是采用金属盐和还原剂在同一溶液中进行自催化氧化还原反应,在固体表面沉积出金属镀层的成膜技术。化学镀镍磷合金及三元镍系合金,产品比电镀产品有更优异的耐蚀性和更大的选择,是目前国内外发展速度最快的表面处理工艺之一。
喷涂
喷涂是利用火焰、等离子、电弧喷涂,在材料和产品上获得金属、合金、无机、有机耐蚀耐磨表面层的一种工艺技术。
化学热处理
化学热处理特别是渗铝、渗铬,近十多年在化工机械防腐蚀上已有大量应用。
磷化
磷化作为涂装的一个重要前处理过程,已有多年的应用。近十多年来,碱金属三元系低温或常温磷化使磷化技术产生质的进步。
6 电化学保护
电化学保护是指利用外部电流使金属(包括合金)腐蚀电位发生改变以降低其腐蚀速率的防腐蚀技术。电化学保护可分为阴极保护和阳极保护。电化学保护技术在化工防腐蚀领域中已引起广泛的重视和应用,是一种有效的、既经济又实用的防腐蚀手段。
阴极保护是在金属表面上通入足够的阴极电流,使金属电位变负,并使金属溶解速度减小。被保护设备的结构形状一般不宜太复杂,结构复杂的设备在靠近辅助阳极部位电流密度大,远离辅助阳极部位电流密度小,得不到足够的保护电流。甚至不起保护作用,产生所谓“遮蔽现象”。阴极保护主要用在水和土壤中的金属结构上,但一般必须用于设备结构简单、介质腐蚀性不太强的环境中。阴极保护除可防止一般的均匀腐蚀外,还可以防止一些材料的点蚀、晶间腐蚀、冲击腐蚀、选择性腐蚀等。
阳极保护是将被保护的金属构件与外加直流电源的正极相连,在电解质溶液中使金属构件阳极极化至一定电位,使其建立并维持稳定的钝态,从而阳极溶解受到抑制,腐蚀速度显著降低,使设备得到保护。对于没有饨化特征的金属,不能采用阳极保护。主要应用在:1.硫酸生产中的结构物,如碳钢储槽、各种换热器、三氧化硫发生器等。2.氨水及铵盐溶液中结构物,碳化塔、氨水储槽等。在强氧化性介质中先考虑采用阳极保护;在既可采用阳极保护,也可采用阴极保护,并且二者保护效果相差不多的情况下,则应优先考虑采用阴极保护;如果氢脆不能忽略,则要采用阳极保护。
缓蚀剂
缓蚀剂是一种在很低浓度下,能使金属在腐蚀性介质中的腐蚀速度大大降低的物质。这种物质可以是一种化合物或几种化合物组成的复合物质。在化工行业中,缓蚀剂主要用于防止工业冷却水系统的腐蚀和化工设备、管道及锅炉等的化学清洗(酸洗)时的腐蚀。也有少量用于生a过程中的工艺性防腐。
工业冷却水系统用的缓蚀剂
化工生产过程中,工业冷却水用量很大,且于曝气而在冷却水中溶入了大量的溶解氧,导备腐蚀较为严重。由于腐蚀也使水质变坏,耗费量宝贵的水资源,可见采用缓蚀剂防腐蚀具有重的经济效益和社会效益。
化学清洗用的缓蚀剂
化工设备、管线、锅炉等由于受到化学、物理或生物的作用,其表面会出现污垢(如水垢、锈垢、油垢和生物垢等),用化学的方法去除这些污垢而使之恢复到原来的表面状况的过程称为化学清洗。
总而言之,在化工企业的生产过程当中,化工机械是保证化工企业进行正常生产的必要生产设备,化工机械设备所面临的防腐问题也逐渐受到了化工相关生产领域的普遍关注。努力提高化工机械设备的防腐能力,最大程度的延长化工机械设备的生产使用寿命,尽可能的降低化工企业的生产成本,已经成为了当今化工相关生产领域所面临的关键问题。
换热设备是工业生产的重要设备,在石油、化工、动力、能源、冶金、航空、车辆、制冷和食品等领域被广泛使用,是保证加工过程正常顺利运行不可缺少的关键设备之一,也是重要的节能设备。
管壳式换热器是化工生产中应用最广泛的一种换热设备,其结构简单,坚固,制造容易,材料范围广泛,处理能力可变范围大,适应性强。
一、典型腐蚀形态及腐蚀机理
1.硫化物腐蚀形态及机理
硫的质量分数在0.5%以下时腐蚀性较弱,在0.5~1.0%时腐蚀性增强。不同介质所产生的腐蚀形态也不同,可分为高温硫腐蚀和低温硫腐蚀。常见的一些硫化物的腐蚀性有如下规律:二硫化物>烷基硫>硫化氢>硫醇>元素硫和噻吩。
低温湿H2S-HCN-HCI-H2O腐蚀是碳钢在碱性含硫介质中所发生的。腐蚀过程包括以下两个方面:在金属与腐蚀产物膜的界面处存在钢氧化的电荷转移阻力;Fe2+与H0通过腐蚀产物膜进行扩散的过程。这两个方面在腐蚀过程中是相互促进的。
2.局部腐蚀形态及机理
金属的局部腐蚀包括坑蚀、缝隙腐蚀、晶间腐蚀和应力腐蚀开裂等。在钝化金属和合金的坑蚀过程中,由于局部金属的溶解导致了空穴在钝化的表面区域形成。
为了进一步了解金属坑蚀的敏感性,常利用电化学方法对其进行研究。通过铁在硫酸溶液中的腐蚀-钝化过程,可以证明金属坑蚀过程中钝化膜破裂的非线性动力学现象,这种现象与坑蚀产生的机理和动力学密切相关。
二、换热设备结垢及产生的危害
1.换热设备结垢的危害
污垢是指在换热面上沉积的一层固态物质。换热设备结垢是传热中较难解决的问题之一,其结果可以导致传热效率下降,严重时可以造成换热管的完全堵塞和生产过程的非计划停产与维修,给工厂带来巨大的经济损失。因此,必须找出行之有效的措施来抑制和控制换热设备结垢。
1.1污垢热阻导致换热设备的传热能力下降(常常称为换热面积损失);
1.2流通截面损失,在流量维持恒定的情况下,必然导致平均流动速度的增加,而且,增加摩擦系数和局部阻力系数的,因此,必然要引起整个换热设备流动阻力增大,为了维持换热设备的性能和传热量的不变,只有增大泵或风机的损耗功率。
1.3结垢使换热设备的流动阻力加大,导致了泵或风机的损耗功率增加;自动清洗设备的动力消耗,可使换热设备的能量消耗加大;而且由于污垢问题不能有效防止,使得某些特别脏的流体所具有的热能得不到再利用而白白损失掉;制冷循环由于污垢导致吸热温度降低和放热温度提高而引起的的热力学效率下降,所有这些都可归纳为燃料消耗的增加。
2.检测结垢换热设备热效率的方法
在天然气净化厂,许多情况下流体的流量或成分是随时间变化的,在特定的操作条件下,代表未结垢换热设备特征的总传热系数的值也是经常变化的。为了避免繁琐的结垢热阻值Rf的计算,可以采用一种简单的方法来检测结垢换热设备的热效率,该方法主要依靠三个简单的数学步骤:①使用换热设备入口和出口处的4个温度值确定出测量效率Ef。②通过考虑热容比率之商R或r以及流量的改变,计算出换热设备的估算效率Ed和Ec,反之,这个效率值又影响传递单元数。③将换热设备的估算热效率Ed和Ec及测量热效率Ef代人下式,得出换热设备的结垢百分数。
式中,Ec为未结垢换热设备的预测热效率,Ed为换热设备的估算热效率。
检测结垢换热设备热效率的方法是在假定传热介质的物理性能保持为常数的前提下得出来的,并且没有对物理性能发生变化后的介质进行研究。因此在将来的研究中,可以重点对传热物理性能发生变化后的介质传热进行研究,进一步得出更加可靠的检测方法。
三、换热设备腐蚀结垢防护措施
1.加强对设备腐蚀的控制
从换热设备的设计、制造、使用等方面采取有效的腐蚀控制措施,尽可能的减小腐蚀对设备和生产造成的影响。现有的控制腐蚀的方法主要有以下几种:
1.1根据设备使用的环境,正确地选用金属材料或非金属材料。
1.2对设备进行合理的结构设计和工艺设计,以加工、装配、贮存环节中的腐蚀。
1.3采用各种改善腐蚀环境的措施,如在封闭或循环的体系中使用缓蚀剂,以及进行脱气、除氧和脱盐等处理。
1.4采用电化学保护法,包括阴极保护和阳极保护技术。
1.5在设备基材上施工保护涂层,包括金属涂层和非金属涂层,以降低介质对设备的腐蚀。
2.加强循环水治理、提高传热效率
从检修过程中,换热设备结垢的情况可以看出,循环水水质处理还有待进一步改善。
水侧污垢热阻是评价循环冷却水系统处理优劣的重要数据之一,对总热阻有很大影响。因此,要加大对循环水处理装置的管理力度,改善循环水水质,减缓腐蚀速度,延长设备运行周期。
3.控制设备制造质量
根据装置中所使用的换热设备生产厂家进行统计,对换热设备的运行周期进行比较,选择运行周期比较长的厂家进行新设备加工。在制作过程中,进行现场监制,重要环节把关,有效地控制加工质量,延长设备运行周期。
四、结语
本文通过分析换热设备腐蚀结垢的机理及产生原因,并结合工厂换热设备在生产运行中出现的腐蚀结垢情况,总结提出了防护措施。但是,换热设备的腐蚀和结垢是一个需要长期探讨的课题,加强对腐蚀结垢的认识,广泛采用新经验、新方法,加强管理,才能逐步找到有效且经济的防护措施,确保生产的稳定、正常运行。
参考文献:
前言
随着无线电监测系统应用领域的不断扩展,由频谱传感器、监测测向设备和天线组成的户外部署设备在沿海地区、舰船、岛礁等环境的使用日益广泛。这些长期曝露在海洋大气环境下的无线电监测设备,其工作寿命和可靠性与其抵抗盐雾侵蚀的能力密切相关。提高设备的抗蚀性能既是系统可靠性设计的重要环节,也是无线电监测系统长期工作于海洋大气环境时必须面对的关键技术。针对这一难题,成都华日通讯技术有限公司组织相关科研人员进行了专题科研攻关。经过研究腐蚀形成的机理,采取相应的防腐蚀对策,在大量实验的基础上,最终取得了较好的效果。按照IEC61969-3防护要求,工作于户外的频谱传感器机箱通常采用IP55以上防护等级的全密封结构设计。为了满足密封状态下内部电路的传导散热要求,箱体金属构件大多采用传热性能优越的铝合金材质生产。同时,铝合金还以其优良的电性能和较高的比强度,在各类天线构件中获得广泛应用。可以说,监测设备的核心金属构件几乎全部采用铝合金材质生产。根据金属材料腐蚀理论,氯离子对铝合金材料具有强烈的腐蚀性[1]。在海洋大气环境下,曝露于高盐雾介质中的铝制构件在氯离子作用下将产生严重的电化学腐蚀,进而导致设备可靠性遭到破坏。监测测向设备的损坏形态不仅取决于海洋大气腐蚀特征,也与其具体结构形式密切相关。需要针对不同的腐蚀成因,采取科学、合理的措施,才有可能阻止或减缓腐蚀进程的发生,有效提高设备的抗腐蚀性能。
1海洋大气的腐蚀特征
海洋腐蚀环境可以分为海洋大气区、飞溅区、潮差区、海水全浸区、海底泥土区。处溅区的构件由于表面供氧充足、干湿交替,因而是最严峻的海洋腐蚀环境[2]。从防腐蚀和维修便利性考虑,海洋环境下监测测向设备的选址应尽可能远离飞溅区,布置于海洋大气区。海洋大气区是海水蒸发形成的含有大量盐分的大气环境,具有高盐雾、高湿度的特点。对铝合金的腐蚀特征主要体现在两方面:其一是大气中的溶解盐直接作用于铝合金和无机材料产生腐蚀;其二是结晶盐粒吸湿后在铝合金表面形成液膜,为腐蚀发生所需的电化学反应提供活性电解质,加速金属构件的腐蚀进程。海洋大气对设备的腐蚀性取决于设备所处位置、降雨量的多少、温度的高低。数据显示:海洋大气中氯离子含量随着离开海岸线的距离呈指数级降低[3]。因此海岸线附近的腐蚀远高于海洋其他区域。海洋大气陆上腐蚀范围一般在距海岸20km左右,距海岸越近、降雨量越小、温度越高腐蚀就越强,24m处比240m处腐蚀大12倍。对处于海岸、舰船或岛屿上的无线电监测测向设备而言,海洋大气的腐蚀、老化作用是其必须面对并长期承受的环境因素。
2设备的腐蚀形态
铝与氧有极强的亲和力,在普通大气环境下其表面会自然形成厚度为0.5~4微米的氧化膜,使铝处于钝化状态,阻止其与周围环境继续接触,保护基体不被腐蚀损坏。但在海洋大气环境下,由于氯离子的作用,钝化膜的防护作用极易被破坏。如没有有效的防护措施,曝露在腐蚀介质中的监测设备将出现以下几种腐蚀形态:
2.1合金成分引起的腐蚀
海洋性气候的腐蚀介质中主要是高浓度的氯离子和促进阴极反应的溶解氧。由于氯离子的半径很小,极易透过膜的孔隙缺陷到达合金基体。当合金中含有加速阴极反应的其他金属成分时,电解液中的活性阴离子便与这些金属阳离子结合,生成可溶性氯化物,形成俗称“白斑”的小孔腐蚀。腐蚀的严重程度不仅与介质有关,更与铝合金的成分有关。实验表明[4]:高纯铝具有很强的抗点蚀性,而含铜铝合金则对小孔腐蚀最为敏感。安装在海洋环境中的铝合金天线构件,仅几年时间就发生腐蚀,严重部位的表面几乎完全呈白色粉末状态(见图1),对天线结构与性能造成较大破坏。究其原因,不仅与腐蚀环境有关,应该还与材质中含有能够加速腐蚀进程的铜元素有关。因此,对应用于海洋环境的机箱、天线等铝合金构件应充分重视材料自身的抗腐蚀特性。设计时不仅应避免使用铝-铜系合金,还应对各类防锈铝的实际含铜量给予高度关注。
2.2异相金属接触引起的腐蚀
由于铝的自然电位较负,与异相金属接触时总是处于阳极,异相金属则成为铝合金电解的阴极体,在电解质的作用下发生电化学腐蚀,也称电偶腐蚀或双金属腐蚀。几乎所有常用金属,只要和铝合金之间存在湿润导电接触都会导致铝的电化学腐蚀。在各种金属对铝材的电偶腐蚀影响中,尤以铜引起的腐蚀最为严重[4]。电偶腐蚀引起的损坏程度取决于两种金属的电位差、阴阳极的接触面积比。实验证明[5]:电位差越大,阴阳极面积比就越大、腐蚀越严重。安装在沿海地区的天线,其连接处的腐蚀往往比其他位置严重。图1中有插座连接的地方以及使用螺栓连接的螺孔都显现出更严重的腐蚀痕迹(螺孔内部已完全呈白色)。造成这种现象的原因,不仅有腐蚀介质在合金表面的点蚀结果,更主要的是连接处存在促使铝合金电解的其他金属,两种金属在盐雾介质作用下发生了电偶腐蚀。监测设备上安装的各种插座、装配用到的紧固件其材质大都为钢或铜,当它们与铝合金之间有电解液膜时则会发生电偶腐蚀,对设备造成破坏。因此,在天线与机箱的设计中应尽量减少或避免采用腐蚀电位悬殊的异种金属材料,装配中还必需对产生电偶腐蚀的条件加以控制,无法控制时应采取相应的隔离措施,以便有效避免或减缓电偶腐蚀的发生。
2.3结构缝隙引起的腐蚀
振子与振子座连接处、箱体与盖板间、插座与面板间、垫圈与螺钉连接处、搭接焊处、铆接处均有缝隙存在,在腐蚀介质的作用下,缝隙金属面将发生腐蚀。腐蚀作用初期,缝隙内外腐蚀介质中的氧浓度差异不大。随着腐蚀的进行,缝隙内的氧很快被消耗。缝隙内外腐蚀介质因溶解氧浓度不同形成氧浓差电池(也称差异充气电池),促使缝隙内金属不断发生腐蚀。缝隙腐蚀现象与金属成分关系不大,但对缝隙宽度较为敏感。最易发生腐蚀的缝宽为0.025~0.100mm,这种宽度下盐雾液膜既能侵入又不会流失,非常有利于腐蚀进程的持续发生,是设计中必须注意解决的问题。缝隙腐蚀的另一特点是其临界腐蚀电位较低,因此它比点蚀更容易发生。加之腐蚀发生在缝隙内,缝隙外部腐蚀迹象并不明显,通常不易被发现,因而对设备具有更大的破坏性。
2.4涂层缺陷引起的腐蚀
当有机涂层与金属膜层之间因针孔或膜层损坏渗入电解液后,涂层下金属在氧浓差电池效应下被逐步侵蚀,由于其膜下腐蚀路径呈蠕虫状,也称丝状腐蚀。这种腐蚀的活性头部区域为阳极,尾部是阴极。由于腐蚀电池两级之间是依靠氧浓差维持,因此其活性头部总是向缺氧方向发展。当接近另一条丝状腐蚀线时,活性头部会避开涂层已破坏的高氧区而转向涂层尚未破坏的低氧区,使丝状腐蚀具有不交叉的典型特征。需要注意的是,丝状腐蚀是一种膜下腐蚀,且只发生在有机涂层与金属之间,一般不发生在的氧化膜上面,因而在腐蚀前期往往不易发觉,具有很大的隐蔽破坏性。图2是遭受丝状腐蚀后的对数天线,可以看出很多振子都已出现丝状腐蚀。左侧上下两振子的表层金属已出现严重的蓬松剥离状态,结构强度与电性能均已遭受破坏。为了减少丝状腐蚀的产生,铝合金构件的涂覆工艺需要特别注意增强金属表面和有机涂层的结合力。确保涂膜的完整性不被损坏是避免丝状腐蚀发生的关键。因此要特别注意在运输、安装环节做好对涂层的防护,避免涂膜出现针孔与破损。
2.5加工工艺引起的腐蚀
构件加工中涉及焊接和人工时效,若处理不当这些工艺过程,往往会导致合金元素或金属间化合物沿晶界沉淀析出,相对于晶粒形成阳极,在海洋性气候下构成腐蚀电池,引起晶间腐蚀。尤其需要注意的是铝-铜-镁系、铝-锌-镁系合金对晶间腐蚀敏感性较强,在海洋性气候下应避免采用该类合金。晶间腐蚀带来的另一不利因素是在加工应力和腐蚀介质的共同作用下还可诱发应力腐蚀,最终使构件产生裂纹、断裂,丧失使用功能。晶间腐蚀、应力腐蚀都与构件的加工有关,即:构件加工工艺不仅仅关乎结构变形带来的尺寸精度问题,同时还是发生腐蚀的内在诱因。因此,在接收机机箱、天线构件的加工中必须制定合理的工艺路线,控制和减少各类应力产生的外在原因,避免金属中合金元素沿晶界的沉淀析出,以此破坏原电池产生的条件。
3设备的防腐蚀措施
由于户外监测设备具有上述腐蚀形态中的全部工况,加之其在系统可靠性中所处的地位,成为海洋大气环境下监测测向设备防腐研究的重点。从前述分析不难看出,设备的防腐蚀是一项系统性的工作。需要在材料选择、加工工艺、氧化工艺、密封设计、涂覆处理、安装紧固处理等诸多方面采取针对性措施,才能有效提高其抵抗盐雾侵蚀的能力。
3.1合金材料的选用
监测设备材料的选择除了考虑其常规力学性能、物理性能、加工性能外,还必须考虑材料的耐蚀性能。由于监测测向设备自身并不作为力学构件使用,因而在海洋性气候环境下应重点关注材料的耐蚀性和加工工艺性。从多种文献资料的实验数据来看,铝-铜系合金中的铜离子在与海洋大气中的氯离子接触后具有强烈的腐蚀诱发作用,需要严格避免使用。常用的LY12铝合金只能适用于内陆气候,在海洋性气候下并不具有抵抗腐蚀的优势。即便标注为防锈铝的材料也要注意其生产厂家,避免使用小厂产品(小厂产品含铜量往往得不到保证)。
3.2结构设计
在充分了解设备安装使用环境的基础上,合理确定抗蚀面和导电面界限,以便于氧化膜的可靠形成;合理确定开孔位置与数量,尽量减少所需密封通道;选用高质量的导电密封材料,并按30%~50%压缩量确定嵌入槽的公差与尺寸;为了减少和防止缝隙腐蚀的发生,设计中对结合面缝隙应采取措施,提出合理的形状、位置公差要求,避免因贴合不严形成敏感缝隙,从源头消除差异充气电池产生的条件,对无法避免的敏感缝隙,应在外部设计消缝沟槽,减少电解液的进入与滞留;散热翅片设计应避免尖角、锐边,减小热量集中对氧化膜的生成影响,尽量不用异种金属,减少电偶腐蚀产生条件。
3.3加工工艺
全密封接收机机箱的生产涉及焊接和大面积散热翅片加工,容易产生和积累加工应力。为了避免晶间腐蚀和应力腐蚀,加工中应减小吃刀深度、减缓进刀速度,在应力集聚工序后均应进行人工时效处理,消除或减小材料内部的微观应力和加工应力。避免和减少晶间腐蚀、应力腐蚀的出现。对具有密封界面构件的加工,要严格控制装夹应力,确保其加工平面度符合设计要求。
3.4氧化膜处理
常用的铝合金氧化膜有两种形式,一种是具有良好导电性的化学氧化膜(分为酸性和碱性氧化),另一种是具有高硬度、高耐磨性的阳极氧化膜,后者以其致密、厚实的膜层优势拥有远高于天然氧化膜的抗腐蚀性能。但阳极氧化膜30V/μm击穿电压带来的高绝缘性却无法满足接收传感设备对电气性能、屏蔽性能的要求,这也是电子设备通常直接采用化学氧化膜(导电氧化)加涂覆方式进行表面处理的重要原因。通过改进结构设计和加工工艺,华日海洋环境户外设备合理地将两种氧化膜的优点集于一体。使其不仅具有良好的电气性能与屏蔽性能,而且还拥有优异的耐磨性和高抗蚀性。这一氧化膜处理工艺有效解决了天线振子的连接与防护矛盾,也为采用有机涂层后易导致丝状腐蚀的天线构件提供了新的解决措施。需要指出的是,两种氧化膜都有多种生成工艺,其抗蚀性能因工艺方法和工艺参数不同而差异较大。本次研究中,通过对比分析不同工艺下氧化膜的抗蚀性能参数,优选出有利于提高设备防护性能的氧化膜生成工艺。实验表明:按选定工艺方法生成的阳极氧化膜,在不喷涂任何有机防护涂层的情况下,直接曝露在富含铜离子的酸性盐雾环境中。其承受腐蚀的能力也远高于军品盐雾防护所规定的验收标准,显示出良好的抗蚀性能。
3.5涂覆处理
从铝合金的腐蚀机理可知,氯离子对氧化膜的穿透是造成金属基体腐蚀的根本原因。因而,在氧化膜的表面增加对腐蚀介质有隔离作用的有机涂层可以大大提高抗蚀层厚度,降低电解液与氧化膜的接触几率,进而减缓氯离子对氧化膜的侵蚀进程。从涂层的耐蚀性、耐候性、附着性考虑,监测设备底层应采用适用于有色金属的环氧类防腐底漆,面漆采用具有较强耐候性、抗腐性的改性丙烯酸涂料。从防腐效果看,光泽不积水的漆膜可以有效减少腐蚀介质的存留,破坏腐蚀电池产生的条件。常用的橘纹漆面、磨砂漆面、喷砂面不宜用于海洋大气环境。鉴于涂覆工艺与产品最终抗蚀性的密切关系,本文研究过程中对监测设备的喷涂方式、涂覆层数、涂层膜厚、间隔时间等提出了具体要求,并进行了相应验证。需要注意的是喷涂前基体表面应参照ISO8504进行清洁处理,以提高附着性、避免和减少丝状腐蚀的产生。
3.6装配处理
分析设备的腐蚀形态可知,其抵抗电偶腐蚀、缝隙腐蚀的能力相当一部分是由装配环节实现的。因此监测设备的装配应遵循以下原则:(1)由于电偶腐蚀主要存在于异种金属的接触处,因此需对紧固件、插接件的非导电面涂绝缘胶或加装绝缘垫后装入,以阻断电气接触;(2)无法避免电气接触时,异种金属构件应选用腐蚀电位与铝相近的材料,紧固件可进行镀镉处理,以减小电偶腐蚀对箱体造成的危害;(3)对弹垫、平垫间的缝隙,箱盖与箱体间的缝隙,插座与面板间的缝隙均应采用聚氨酯弹性密封胶填充,以减少缝隙腐蚀的发生;(4)装配完成后应对所有紧固件、插接件外露部分喷涂聚氨酯清漆实现表面隔离防护,避免不同金属外露部分通过表面电解液膜构成腐蚀回路。
4设备的防腐蚀验证
海洋大气环境对监测设备的腐蚀是一个多因素作用下的缓慢、渐进过程,通常采用盐雾试验方法对产品抗蚀能力与防护措施的合理性进行评估验证。图3CASS试验后的户外机箱常见的盐雾试验有:中性盐雾试验(NSS)、乙酸盐雾试验(ASS)、铜加速乙酸盐雾试验(CASS)三种。其中NSS是军品防腐蚀验收标准规定试验方法,CASS的腐蚀加速性为NSS试验的8倍。为验证本文防腐措施的有效性,采用CASS标准对海洋环境户外机箱进行了与军品验收时间要求相同的抗蚀性试验(见图3),结果显示:机箱表面无点蚀及起泡空鼓现象,漆膜光泽亮丽,内置电路板卡,导电结合面完好如初,无任何腐蚀迹象,防腐效果符合设计期望。
5结束语
由于腐蚀介质的不同,工作于海洋大气环境的无线电监测设备在结构设计与制造工艺上都与内陆设备有着较大的区别。本文所提出的防腐措施为提高该类设备的防腐性能积累了经验,为无线电监测设备在海洋大气环境下的可靠应用提供了技术借鉴。
参考文献:
[1]魏保民.金属腐蚀理论及应用.化学工业出版社
[2]侯宝荣等.海洋腐蚀环境理论及其应用.科学出版社
[3]李晓刚等.我国海洋大气腐蚀分级分类与机理.2014海洋材料腐蚀与防护大全