如何处理石墨尘(上)

灰尘，一个常见的家庭词汇，可以定义为悬浮在空气中的各种物质的细粉末状物质。这与加工电火花电极时产生的灰尘没有什么不同。任何加工过石墨的人都知道，在加工过程中产生的颗粒非常细，而且倾向于在空气中保持。然而，与普通的家庭灰尘不同，石墨粉尘具有必须考虑的特点。这是两部分文章的第一部分，将讨论这些特征，并希望回答在处理石墨粉尘时经常被问到的问题。

危害或滋扰
也许在处理石墨粉尘时，最常见的担忧是它是否被认为是对人体的危害。要回答这个问题，我们必须首先了解石墨有两种类型:天然的和合成的。用于制造电火花电极，从而产生加工粉尘的石墨是合成石墨，被认为是一种生物惰性材料，产生的粉尘被归类为有害物质而不是危险物质。由于石墨中最常见的同位素是碳，人体不会将其视为外来物质，也不会试图排斥它。人体本身主要是碳，与合成石墨中的惰性碳材料非常兼容¹．

虽然应该采取一切措施从源头上捕获灰尘，但这几乎是不可能的，而且一定会有一部分逸入周围的大气中。由于粉尘颗粒的微小尺寸，这些可能是肉眼看不到的。石墨粉尘可能会刺激眼睛，并可能导致刺痛、流泪和发红。接触这些灰尘可能会对皮肤产生摩擦和轻微的不适，但不太可能被吸收²．

任何类型的过度暴露都会引起某种形式的健康问题，讨厌的灰尘也不例外。因此，在材料安全数据表(MSDS)中确定并确定了石墨粉尘的暴露指南。根据美国政府工业卫生学家会议(ACGIH)的规定，8小时内石墨粉尘的时间加权平均值(TWA)暴露指南为10 mg/m³^3.．

在这种浓度下，石墨尘的厚度足以妨碍能见度。在生产环境中有这种浓度是不太可能的，特别是如果某种类型的粉尘收集系统正在使用。

长时间过度暴露在石墨粉尘中会导致一种被称为石墨病的慢性和更严重的疾病，这是一种尘肺病。当吸入的石墨颗粒滞留在肺部和支气管时，就会出现这种情况。石墨中毒等危害通常与天然石墨有关，但在极罕见的情况下与合成石墨有关^3.．天然石墨含有结晶二氧化硅，沉淀石墨病。这在合成石墨或加工合成石墨产生的任何灰尘中都不存在。对啮齿动物的长期吸入研究没有显示石墨粉尘对健康有严重影响;但是，应定期采集空气质量样本，监测空气中石墨粉尘的浓度。

注意:在处理浸有其他材料(如铜或钨)的石墨时，应特别考虑。遵循已浸渍到石墨中的材料的健康和安全指南。

集尘
除了需要捕获加工粉尘以保持车间环境的清洁和保护员工外，另一个关键的粉尘收集需求是防止石墨颗粒进入电气外壳、控制面板和开关箱。从本质上讲，合成石墨是导电的，如果让它积聚在与外来导电材料接触时有“短路”倾向的区域，可能会产生无数的问题。

主要有两种控制电极制造过程中石墨粉尘的方法。第一种方法是使用高风速的除尘器。为加工石墨而设计的高速加工中心已经配备了一个集尘系统，可以用强大的真空抽走灰尘。然而，传统的加工中心，如铣床，带锯或磨床必须配备一种类型的二次收集系统。便携式单元是理想的车间，只做有限数量的石墨加工，因为单元可以根据需要从一台机器移动到另一台。与通常的看法相反，现成的车间真空系统并不适用于石墨粉尘，因为过滤系统通常不适合收集石墨的细颗粒。为了提高效率，便携式真空系统必须配备高效微粒空气(HEPA)过滤器，满足一定的政府效率标准。为了使过滤器符合政府标准的HEPA过滤器，它必须能够去除99.97%超过0.3微米的所有颗粒物。

固定系统
对于大量从事石墨加工的车间来说，最好的系统是一个具有足够真空的固定单元，可以将灰尘从机器中吸出，通过管道工作并进入收集箱。在加工中心捕获灰尘的建议速度是每分钟500英尺的最小风速。一旦灰尘进入管道工作，应有最低2000英尺每分钟的风速，以防止灰尘在进入收集仓之前沉降出气流。

空气速度由空气中石墨尘的数量决定，并与每台机器去除材料的速度有关。设计集尘系统的建议信息来源是“工业通风:美国政府工业卫生学家会议推荐实践手册”。

湿式系统
控制粉尘的第二种方法是使用“湿”系统，用液体使切割机部件周围的区域饱和，以防止粉尘进入周围的大气。灰尘与正在使用的液体接触，并被冲到收集装置中。虽然这可以是粉尘控制的有效使用，但必须记住流体“芯”或被吸收到正在加工的电极材料中的能力。如果发生这种情况，则必须在电极被放置在EDM之前去除流体，否则它可能会污染电介质油。

在湿式除尘系统中，应使用水基溶液，因为这种流体不像油基溶液那样容易进入石墨。无论使用哪种溶液，电极材料都应该在电火花加工前充分干燥。为了加快这一过程，可以将材料放在对流烤箱中，在略高于溶液汽化点的温度下放置约一小时。在任何情况下，烘箱温度都不应超过400°F，因为这会导致材料氧化和腐蚀。另外要注意的是，绝不能用压缩空气干燥电极，因为空气压力只会迫使流体进入电极结构。

在本文的第二部分中，我们将研究石墨粉尘的爆炸潜力，以及如何处理可能在车间周围积聚的残留物。

引用:
¹加工过程中石墨粉尘的控制bet188娱乐城模具制造技术，2000年1月

²石墨电极在电火花加工中会产生大量的粉尘，该怎么办?http://global-plastic-injection-bet188娱乐城molding.com/graphite-electrical-discharge-machining.html

^3.MSDS: Poco石墨合成电火花级