Хромирование вредно для здоровья

Хромирование вредно для здоровья

Покрытие металлов путем электроосаждения из водных растворов солей металлов занимает одно из видных мест среди металлических покрытий. Процессы электроосаждения производятся в аппаратах, называемых электролизерами, или гальваническими ваннами. Наливаемый в ванны водный раствор кислых солей (сернокислый никель, сернокислый цинк, сернокислая медь) или щелочных комплексных солей (цианистых соединений меди, цинка, кадмия, серебра, золота) металлов называется электролитом. Электрический ток вводится в электролит посредством угольных или металлических электродов, имеющих обычно вид стержней или пластин.

При процессе электролиза, особенно во время явления так называемой поляризации электрического напряжения системы, происходит более или менее значительное выделение с поверхности ванны пузырьков водорода, кислорода и других газов. Вместе с ними выносится в воздух и сам электролит в виде тумана, загрязняя воздух токсическими и раздражающими веществами (хромовый ангидрид, цианистый водород и пр.). Повышение плотности применяемого в гальванических ваннах тока, концентрации электролита и температуры ванны, как правило, сопровождается усилением выделения водорода и влечет за собой вынос электролита в воздух помещения.

Подготовительные операции, предшествующие процессу электроосаждения в ваннах, в виде механической очистки поверхности изделий от ржавчины в пескоструйных камерах или химической очистки от загрязнения жирами и окислами в травильных ваннах (кислых и щелочных) имеют также важное гигиеническое значение.

Только отдельные процессы электролиза, как хромирование, цианистое цинкование, кадмирование и некоторые другие, могут сопровождаться выделением токсических веществ в концентрациях, иногда превышающих предельно допустимые. Все остальные процессы электролиза, в частности столь распространенное никелирование и электроэкстракция меди из кислых растворов, по-видимому, не сопровождаются загрязнением воздуха ни туманом сернистой кислоты, ни солями металлов.

Травление железа в серной, соляной и азотной кислотах и в смеси азотной кислоты с серной вызывает загрязнение воздуха в отдельных случаях парами окислов азота в пределах от 0,002 до 0,07 мг/л и аэрозолем серной кислоты в пределах до сотых долей миллиграмма на 1 л. Известную опасность представляет выделение паров трихлорэтилена гори процессе обезжиривания изделий в ваннах.

Однако с гигиенической точки зрения наибольшее значение имеет непосредственный контакт с этими продуктами и возможность их воздействия на организм через кожу в случаях слабой механизации процессов производства в гальванических цехах. Соприкосновение с незащищенной поверхностью кожи приводит к заболеваниям кожного покрова, а вдыхание некоторых веществ, например хромового ангидрида при процессе хромирования,— к поражениям слизистой оболочки носа вплоть до перфорации хрящевой части перегородки носа.

Среди поражений кожного покрова у рабочих гальванических цехов на первом месте по частоте стоят экземы и дерматиты у никелировщиков, вызываемые солями никеля. Обезжиривание кожи рук под влиянием щелочей и органических растворителей, а также повышенная температура ванны и большая плотность тока усиливают чувствительность к никелю. Заболевания кожи рук у хромировщиков в виде хромовых язв, изъязвлений, экзем и дерматитов встречаются относительно редко. Гораздо чаще, чем поражение кожи рук, у хромировщиков наблюдается поражение слизистой оболочки носа и верхних дыхательных путей.

Даже незначительные концентрации хромового ангидрида в воздухе могут вызвать более или менее значительные поражения слизистой оболочки носа. Действие на кожу может оказывать также бензин, хлорированные углеводороды и керосин, применяемые для обезжиривания изделий. Случаи отравлений цианистым водородом в гальванических цехах, как острые, так и хронические, наблюдаются исключительно редко — при случайном проливании на пол кислых растворов солей и цианистых щелочных электролитов и их смешении, если кислые и щелочные ванны располагаются смежно и не имеют в пределах цеха отдельных стоков для попавших на пол электролитов.

Возможность острых отравлений нельзя исключить при случайном смешении раствора цианистых солей с кислотами и выделении при этом больших количеств цианистого водорода. Опасно соприкосновение с растворами цианистых солей незащищенной, а тем более поврежденной кожи рук.

Источник

Хромирование: польза, технологии, риски

Свойства хрома и покрытых им предметов

Хром (Cr) — 24-й элемент периодической системы Менделеева. В чистом виде он представляет собой голубовато-белый металл, имеющий характерный металлический блеск. На воздухе хром пассивируется — на его поверхности появляется плотная плёнка, защищающая его от коррозии и потемнения. Учёные применили это свойство на практике — они разработали технологии хромирования, позволяющие покрыть предметы тонким слоем хрома, придать им эффектный блеск и сделать стойкими к негативным внешним воздействиям.

Изделия, обработанные хромированием, приобретают сразу несколько заслуживающих внимания свойств, в числе которых:

• привлекательный внешний вид;
• высокая твёрдость;
• нечувствительность к коррозии;
• износостойкость;
• жаропрочность.

Типы покрытий из хрома

Хромовые покрытия, наносимые на изделия, по назначению делятся на функциональные и декоративные.

Функциональные покрытия из хрома повышают механическую и коррозионную стойкость форм, инструментов, элементов клапанов, частей паросилового оборудования, валов полиграфических машин и других деталей, работающих под нагрузкой. Они замедляют их износ и увеличивают срок их службы. Такие покрытия, толщина которых достигает нескольких миллиметров, наносятся на изделия из стали, титана, алюминия, иных металлов и сплавов.

Рисунок 1. Хромирование бытовых приборов.

Декоративные покрытия из хрома придают изделиям привлекательный блеск и, как и функциональные, защищают их от коррозии. Их наносят на видимые детали кузовов автомобилей, полотенцесушители, смесители и иные сантехнические изделия, статуэтки и многие другие предметы, которые должны эффектно выглядеть. Толщина декоративных хромовых покрытий невелика — как правило, она варьируется от 0,2 до 0,7 мкм. Во многих случаев хром наносится не на материал изделия, а на предварительно созданный подслой из никеля и меди.

Рисунок 2. Покрытие из хрома в сантехнике.

Электролитическое хромирование

Перед обработкой изделие тщательно очищают, полностью удаляя с него загрязнения. После этого переходят к хромированию по той или иной технологии. Большое распространение получила электролитическая обработка.

Очищенную деталь помещают в кислотоупорный резервуар с водяной рубашкой, наполненный электролитом — как правило, на основе шестивалентного хрома. В состав электролита входят серная кислота и хромовый ангидрид строго определённой плотности.

На следующем этапе задаётся необходимая температура электролита и обрабатываемого изделия. От неё зависит, каким будет результат:

• при температуре около 50°С на детали образуется красивое декоративное покрытие из хрома;
• при температуре 55-60°С получают прочное, коррозионно- и износостойкое функциональное покрытие.

В конструкцию резервуара входят аноды, изготовленные из свинца с добавлением сурьмы или олова. С их помощью через электролит пропускают постоянный электрический ток определённой плотности:

• при 25 А / кв. дм выполняют обработку изделий в декоративных целях;
• при 60 А / кв. дм получают функциональное покрытие из хрома.

Ток, протекающий через электролит, запускает процесс электролиза. В жидкой смеси серной кислоты и хромового ангидрида выделяются катионы хрома. Они осаждаются на поверхности обрабатываемого изделия, образуя покрытие с требуемыми свойствами.

Слой хрома, образующийся на деталях при электролизе, хрупок. Чтобы сделать его прочнее, изделия в некоторых случаях подвергают длительной термической обработке при температуре приблизительно 200°С.

Диффузное хромирование

Обрабатываемая деталь и смесь для металлизации, состоящая из феррохрома и шамота, помещаются в печь. В ней они нагреваются до высокой — варьирующейся от 700 до 1400 — температуры. Атомы хрома, выделяющиеся из смеси, диффундируют (проникают) в поверхностный слой изделия, формируя прочное и долговечное покрытие. Чтобы реакция шла быстрее, используют хлористый аммоний, образующий активные летучие соединения хрома.

Вакуумное хромирование

У этой технологии есть ещё одно название — PVD-процесс. Она применяется для создания покрытий на алюминиевых изделиях. Обрабатываемую деталь и металлический хром помещают в вакуумную камеру. Здесь металл нагревается до температуры, при которой начинается его испарение. Атомы хрома оседают на защищаемой поверхности. Слой, который они образуют, в большинстве случаев тонкий и непрочный, поэтому его дополнительно покрывают лаком.

Химическое хромирование

Эта технология применима для обработки как металлических изделий, так и предметов из диэлектриков. В первую очередь обрабатываемую поверхность тщательно очищают и обезжиривают. При необходимости на ней создают дополнительный слой — например, из меди. Резервуар заполняют водным раствором для хромирования, содержащим соли хрома. Жидкость нагревают до определённой — как правило, равной 80°С — температуры. Обрабатываемое изделие помещают в резервуар и выдерживают в нём несколько часов. В ходе хромирования из раствора солей восстанавливается хром, который затем оседает на поверхности детали, формируя на ней защитный слой. В последнюю очередь обработанное изделие промывают и просушивают.

Во многих случаях покрытие из хрома, получаемое химическим методом, имеет недостаточную прочность. Для её увеличения изделие подвергают термической обработке при высокой — как правило, варьирующейся от 300 до 400°С — температуре. Происходит диффузия атомов хрома, и созданное покрытие прочно соединяется с материалом детали.

Гидрофобизация

Чтобы сделать покрытие из хрома максимально стойким к коррозии, выполняют его гидрофобизацию. Хромированные поверхности обрабатывают растворами солей жирных кислот. На изделии адсорбируются молекулы используемого соединения, при этом покрытие становится гидрофобным — значительно уменьшается его смачиваемость водой и растворами на её основе. Капли, попадающие на обработанное изделие, легко стекают с него — вероятность появления очагов коррозии резко уменьшается.

Существующие риски и их устранение

Многие процессы, протекающие при хромировании, опасны для человека и окружающей среды. Так, при электролитической обработке используются агрессивные жидкости, способные причинить вред даже в разбавленном состоянии. Реактивы, применяемые при химическом хромировании, образуют токсичные испарения. Существует риск проникновения ядовитых соединений хрома в сточные воды. Для нейтрализации перечисленных угроз принимается комплекс мер:

• персонал использует индивидуальные средства защиты — специальную одежду, перчатки, фартуки, респираторы, очки;
• с сотрудниками проводят инструктаж по технике безопасности;
• в помещениях организуют эффективную вентиляцию;
• сточные воды подвергают тщательной очистке с целью обезвреживания токсичных соединений хрома.

Учёные разрабатывают технологии, способные стать альтернативой хромированию и уменьшить или полностью устранить перечисленные риски. Одной из них стало скоростное газоплазменное напыление, которое разработали в ответ на ограничение хромирования, введённое в Европе директивой RoHS в 2003 году.

телефоны:
8 (800) 200-52-75
(495) 366-00-24
(495) 504-95-54
(495) 642-41-95

Источник

Влияние хрома на организм человека

Металлический хром (Cr) представляет собой хрупкое твердое вещество от голубоватого до стального серого цвета, часто встречается в виде серого порошка, который горит при нагревании пламенем. Хром также содержится в хромовой кислоте (HCrO ₃ ), соединениях хрома и хроматах. Вреден для кожи, глаз, крови и дыхательной системы. Рабочие могут пострадать от воздействия хрома и его соединений. Уровень воздействия зависит от дозы, продолжительности и выполняемой работы.

Хром ценится за высокую коррозионную стойкость и твердость. Чаще всего он используется в качестве сплава (феррохрома) в нержавеющей стали и при хромировании.

Кроме того, хром используется в пигментной и красильной, кожевенной и стекольной промышленности, в светоотражающих красках, для защиты древесины, для анодирования алюминия, для производства синтетических рубинов, в качестве катализатора в химическом производстве и в качестве изотопа в медицине.

Шестивалентный хром представляет собой вещество, вызывающее серьезную озабоченность с точки зрения безопасности и гигиены труда из-за его чрезвычайной токсичности и канцерогенности. Именно поэтому его измерения весьма важны.

Свойства и применение хрома

Металлический хром добавляется в легированную сталь для повышения прочности и коррозионной стойкости. Основной источник воздействия Cr (VI) на рабочих происходит во время «горячих работ», таких как сварка на нержавеющей стали и других легированных сталях, содержащих хром.

Соединения Cr(VI) могут использоваться в качестве пигментов в красителях, красках, красках и пластмассах. Он также может использоваться в качестве антикоррозионного агента, добавляемого в краски, грунтовки и другие поверхностные покрытия. Соединения хрома используются для гальванизации на металлических деталях для обеспечения декоративного или защитного покрытия.

Влияние соединений хрома на организм

Шестивалентный хром обычно образуется в результате промышленных процессов. Было показано, что вдыхание хрома (VI) у рабочих вызывает рак легких. Хром (VI) также вызывает рак легких у животных. Увеличение числа опухолей желудка наблюдалось у людей и животных, подвергшихся воздействию хрома (VI), находящегося в питьевой воде. Кроме того, он токсичен для дыхательной системы, почек, печени, кожи и глаз.

Воздействие хрома на органы дыхания

При вдыхании соединения хрома вызывают раздражение дыхательных путей, что приводит к раздражению дыхательных путей и раку легких, носа или пазух. Доза, продолжительность воздействия и конкретное соединение могут определять неблагоприятное воздействие хрома на здоровье.

Воздействие хрома на кожу

Воздействие хрома на кожу вызывает раздражающий и аллергический контактный дерматит. Раздражающий дерматит связан с прямыми цитотоксическими свойствами хрома, в то время как аллергический контактный дерматит представляет собой воспалительную реакцию, опосредованную иммунной системой. Аллергический контактный дерматит — это клеточный иммунный ответ, который протекает в два этапа. На первом этапе (индукция) хром всасывается в кожу и запускает следующий этап — иммунный ответ (сенсибилизацию). Больше о профессиональных болезнях кожи можно прочитать здесь.

Воздействие хрома на внутренние органы

У рабочих, работающих с хромом, отмечается повреждение нефронов. Тяжелое отравление может привести к острому некрозу канальцев и острой почечной недостаточности.

Cr (VI) вызывает тяжелые поражения печени у четырех из пяти рабочих, подвергшихся воздействию триоксида хрома в индустрии хромирования. Сообщаемые эффекты печени включают нарушение клеток печени и их некроз.

Исследования показали, что у рабочих хромового завода, подвергавшихся воздействию смеси нерастворимой хромитовой руды, содержащей Cr (III) и растворимый Cr (VI) в виде хромата и дихромата натрия образовались язвы желудочно-кишечного тракта.

В отчетах о случаях смерти людей после приема соединений Cr (VI) сердечно-сосудистые эффекты описаны как часть последствий, ведущих к смерти.

Хром часто выделяется при сварке, которая сама по себе опасна. Одно исследование показало, что жены сварщиков нержавеющей стали подвержены более высокому риску выкидышей.

Кто подвергается воздействию хрома?

Воздействие на рабочем месте происходит главным образом в следующих областях:

• сварка и другие виды «горячей обработки» нержавеющей стали и других металлов, содержащих хром,
• использование пигментов, аэрозольных красок и покрытий,
• в ваннах для хромирования.

Промышленные процессы, в которых используется хром, могут привести к тому, что рабочие будут подвергаться воздействию токсичного шестивалентного хрома.

Источник