金屬熱處理生產過程國標安全衛生要求

金屬熱處理生產過程GB15735－2004安全衛生要求
 
1 范圍

本標準規定了熱處理生產過程中安全、衛生的通用技術要求。

本標準適用于熱處理生產和為熱處理生產提供生產裝置以及與熱處理生產有關的新技術和新產品開發、技術引進、長遠規劃、工廠設計和技術改造。

本標準中的衛生，系指熱處理生產過程中的衛生工程技術和組織管理。

本標準中的熱處理，系指對金屬或合金及其制品進行熱處理。

2 引用標準

下列標準所包含的條文，通過在本標準中引用而構成為本標準的條文。本標準出版時，所示版本均為有效。所有標準都會被修訂，使用本標準的各方應探討使用下列標準最新版本的可能性。

GB 2894—88 安全標志

GB 4064—83 電氣設備安全設計導則

GB 5083—85 生產設備安全衛生設計總則

GB 5959．1—86 電熱設備的安全第一部分 通用要求

GB 5959．4—92 電熱設備的安全第四部分 對電阻爐的通用要求

GB 6067—85 起重機械安全規程

GB 8978—88 污水綜合排放標準

GB 10067．4—88 電熱設備基本技術條件間接電阻爐

GB 11651—89 勞動防護用品選用規則

GB 12801—91 生產過程安全衛生要求總則

GBJ 4—73 工業“三廢”排放試行標準

GBJ 16—87 建筑設計防火規范

GBJ 87一75 工業企業噪聲控制設計規范

TJ 34—79 工業企業照明設計標準

TJ 36—79 工業企業設計衛生標準

JB／T 5073—91 熱處理車間空氣中有害物質的限值

ZB Z71 001—90 熱處理鹽浴有害固體廢物污染管理的一般規定

3 定義

本標準采用下列定義。

3．1 危險因素 hazardous factors

能對人造成傷亡或對物造成突發性損壞的因素。

3．2 有害因素 harmful factors

能影響人的身心健康，導致疾病（含職業病），或對物造成慢性損壞的因素。

3．3 生產物料 production materials

生產需要的原料、材料、燃料、輔料和半成品。
3．4 剩余物料 waste materials

生產過程中的余料和生產過程產生的廢品、廢料，包括氣態、液態和固態物質。

3．5 生產裝置 production installation

生產需要的設備、設施、工機具、儀器儀表等各種勞動資料。

4 熱處理生產的危險因素和有害因素

4．1 熱處理生產常見的危險因素有：易燃物質、易爆物質、毒性物質、高壓電、熾熱物體及腐蝕性物質、致冷劑、墜落物體或進出物等。其來源和危害程度見表1。

表1 熱處理生產常見的危險因素

4．2 熱處理生產常見的有害因素有：熱輻射、電磁輻射、噪聲、粉塵和有害氣體等。其來源和有害程度見表2。

表2 熱處理生產常見的有害因素

5 熱處理廠房和作業環境

5．1 廠房建筑

5．1．1 廠房一般應建成獨立的建筑物，也可建于大型廠房的一端或一側，但要用隔墻隔開。

5．1．2 廠房結構應符合GBJ 16的要求，外墻、隔墻、地面、頂棚應采用防火耐熱結構。

5．1．3 地面強度應根據生產對象與批量能承受1～5t／m2的載荷，地面材料要求耐熱、耐蝕、耐沖擊。按工藝要求可分別選用花網鋼磚或鑄鐵磚、混凝土、耐酸水泥和水磨石地面。

5．1．4 廠房要有足夠的高度，并合理開設天窗。

5．1．5 廠房內和產生危害物質的區域如浴爐、淬火槽、清洗槽等處應有足夠能力的抽風裝置。

5．1．6 氰鹽浴、高頻設備、中頻機組、激光、噴丸和噴砂等設備應隔成獨立的房間，并應能滿足危險工作區域的特殊要求。

5．1．7 氣體分配站、液氨、液化石油氣儲罐應放在車間外部的專用房間內，此房間的建筑要求及至車間的距離按GBJ 16—87第四章的規定。

5．1．8 液體碳氮共滲、氮碳共滲和酸洗間的頂棚、墻壁、地面應光滑、防潮，并便于清洗。

5．1．9 廠房應配備氣體除塵裝置和污水凈化設施．，使氣體、液體和固體廢物的排放達到GBJ 4和GB 8978的要求。

5．1．10 地坑內不得滲出地下水，井式爐和油槽的地坑應彼此隔開。

5．1．11 廠房內的煤氣、乙炔、氧氣等輸送管道的架設應保持一定的安全距離（見表3），并經常檢查管道及閥門，不得有泄漏現象。

表3 敷設各種管道的安全距離 m

5．1．12 廠房應設避雷裝置。

5．1．13 廠房內應設置足夠數量的消防栓，安全疏散出口應能滿足人員緊急疏散和消防車進入的要求。

5．1．14 車間應設更衣室和浴室，其地面應用防滑材料建造。

5．2 作業環境

5．2．1 車間的作業環境應符合TJ 36的要求。

5．2．2 車間內工作地點的夏季溫度，應按車間內外溫差計算。其室內外溫差的限度，根據各地夏季通風室外計算溫度確定，不得超過表4的規定。當高溫工作地點的溫度超過35℃時，應采取有效的降溫措施。采用局部送風降溫措施時，風速應不大于5～7m／s。

表4 車間內工作地點的夏季空氣溫度規定 ℃

5．2．3 車間內噪聲控制應符合GBJ 87的規定，作業場地的噪聲不得超過90dB。

5．2．4 各操作工位的光照度要求按TJ 34的規定。

5．2．5 廠房應備有應急照明燈。

5．2．6 車間內生產設備、物料存放地點的布置應方便人員操作，并設有寬度不小于1.5m的人行通道和寬度不小于3m的車行通道。

5．2．7 設備至墻壁間的距離應大于1m，設備與設備之間的距離應不小于表5的規定。

表5 設備與設備之間的距離

5．2．8 在深井式煤氣爐地坑中，應設有監測煤氣泄漏的報警裝置。

5．2．9 對危及人身安全的設備及區域均應按GB 2894的規定于醒目處設置安全標志牌。

6 生產物料和剩余物料

6．1 生產物料

6．1．1 熱處理生產中常用的危險和有害的生產物料主要有；

a）氣體燃料；

b）各種可燃的制備氣體；

c）易燃的有機液體；

d 氰鹽、鋇鹽、硝鹽；

e）氟利昂。

6．1．2 應優先采用無毒和低毒的生產物料，限制使用有劇毒的氰鹽作為熱處理生產物料。

6．1．3 危險和有害的生產物料應按該產品的安全要求使用和保管。

6．1．4 城市煤氣、發生爐煤氣和天然氣中的含硫量不得超過180mg／m3。

6．2 剩余物料

6．2．1 熱處理生產中產生的危險和有害的剩余物料主要有：

a）有毒的氣體燃燒產物；

b）鹽浴爐的蒸發氣體；

c）泄漏的有毒氣體和液體有機化合物；

d）帶油脂和鹽的淬火廢液和清洗廢液；

e）老化的淬火油；

f）氰鹽、鋇鹽、硝鹽的廢鹽及廢鹽渣；

g）浮動粒子爐、噴砂、噴丸的粉塵。

6．2．2 工作場地空氣中的有害物質的最高容許濃度不得超過JB／T 5073的規定（見表6）。

表6 工作場地空氣中有害物質的最高容許濃度

一氧化碳的最高容許濃度在作業時間短暫時可放寬：在作業時間1h內，容許達到50mg／m3、0.5h內容許達到100mg／m3；15～20min容許達到200mg／m3。在上述條件下反復作業時，兩次之間須間隔2h以上。

6．2．3 鋇鹽、硝鹽和氰鹽浴廢渣必須按ZBZ71 001規定處理。其他毒性剩余物料必須經中和、解毒處理，符合GBJ 4規定后方可排放。

7 生產裝置

熱處理車間使用的生產裝置必須符合GB 4064和GB 5083的有關規定。

7．1 電阻爐

7．1．1 必須配備爐門（或爐蓋）打開時的自動切斷主回路電源的裝置。

7．1．2 帶電部分要有良好的絕緣，不帶電部分要按要求接地，并符合GB 5959．1和GB 5959．4的規定。

7．1．3 打開和提升爐門時，電熱體和風扇要能同時斷電。

7．1．4 滲碳爐要有良好的密封性。井式爐爐壓應不低于200Pa，箱型和推桿型爐爐壓應不低于20Pa。

7．1．5 可控氣氛爐前室頂部必須設安全防爆閥，防爆閥的截面積應不小于0.05m2。其動作壓力應不超過500Pa。

7．1．6 通水冷卻的電阻爐應安裝水溫、水壓和流量繼電器，當出現不正常情況時應能斷電，并及時報警。

7．2 煤氣爐和重油爐

7．2．1 煤氣管道應設總閘門，每臺設備上應設分閘門。

7．2．2 通入爐內的氣、油管道要有壓力調節閥、壓力超高超低自動截止閥。在燃燒器前應有火焰逆止器。

7．2．3 燃燒器的工作噪聲、氮氧化物的排放量和燃料與空氣混合均勻性等技術指標均應符合有關規定。

7．3 鹽浴爐

7．3．1 硝鹽爐應用金屬坩堝或用粘土磚砌筑爐襯。必須配備自動控溫儀表和超過580℃的報警裝置以及儀表失控時的主回路電源自動切斷裝置。

7．3．2 等溫和分級淬火硝鹽爐應配備冷卻和攪拌裝置。

7．3．3 應設應急用的干燥的熔鹽收集器。

7．3．4 用煤氣或油加熱的浴爐，燃燒器的火焰應與坩堝外壁成切線方向。

7．4 感應加熱裝置

7．4．1 高頻設備必須屏蔽。其上的觀察窗口應敷金屬絲網，對裸露在機殼外的淬火變壓器也應加以屏蔽。作業部位高頻輻射的電場強度不超過20V／m，磁場強度不超過5A／m。

7．4．2 高壓部分要有防觸電的特別防護裝置。當外殼門打開時，主回路電源應自動切斷。

7．4．3 中頻發電機應配備空載限制器，在出現較長間歇時僅使發電機負載斷路，而不停止發電機運轉。

7．4．4 控制按鈕和開關要置于明顯和容易觸到的位置。同一臺設備供給數個工作點時，可采取集中控制的工作臺，但在每個工作點須設有急停按鈕。

7．5 離子滲氮設備

7．5．1 陰極直流高壓的外露部分要有可靠的防護措施；爐體要接地。

7．5．2 應有可靠的密封系統，排出的廢氣應通到室外。

7．6 激光熱處理設備

7．6．1 激光裝置工作間的入口處應設紅色警告燈。激光器的明顯部位應標有“危險”標志。

7．6．2 激光裝置的導光系統應有可靠的機、電、水、氣安全聯鎖裝置。

7．6．3 除加工工件外，激光裝置的其他部位應嚴加密封。

7．7 真空熱處理設備

7．7．1 真空爐的抽氣系統中應配備與電源聯鎖的自動閥門，在發生停電事故時關斷抽氣管路，防止空氣和真空泵油進入爐內。

7．7．2 設備應具備安全防爆裝置。

7．7．3 所有抽空裝置必須具有排氣管道，并將氣體排放到室外。

7．7．4 貯氣罐應具有安全閥裝置。

7．7．5 傳遞工件的各個運行機構應有可靠的聯鎖裝置。

7．7．6 控制柜應有電源急停裝置。

7．8 淬火、回火油槽

7．8．1 等溫分級淬火和回火油槽必須配備加熱、冷卻、攪拌裝置和溢流、回流系統。并應設置等容積的泄油罐和與之相匹配的排油泵。

7．8．2 淬火油和回火油的工作溫度至少應比其閃點低50℃以上。

7．8．3 油槽在非工作狀態時，加熱器應安裝在油面以下150mm處。

7．9冷處理設備

7．9．1 必須防止致冷劑的泄漏。

7．9．2 設備上要有避免人身受到致冷劑傷害的裝置。

7．10 氣體發生爐

7．10．1 氣體燃料和制備氣氛通常都是可燃氣體，具有爆炸的危險。常用的可燃氣體在規定的燃燒溫度下，在空氣中的濃度不得介于表7規定的范圍。

表7 可燃氣體和空氣混合的爆炸范圍和燃燒溫度

7．10．2 吸熱型氣體發生爐要配備大于800℃方能通氣的安全控制系統。

7．10．3 吸熱型、放熱型和氨制備氣體發生爐的管路都必須安裝火焰逆止器。

7．10．4 各種氣體發生爐都應具備當用氣量降至零時不影響其正常工作的措施。

7．10．5 用液氨作為制備氣氛的原料時，氨的管路系統嚴禁用銅和銅合金材料制造，以免因其嚴重腐蝕造成泄漏。

7．10．6 放熱型氣氛發生爐如采用乙醇胺作為二氧化碳的吸收劑時，必須考慮到乙醇胺對管路系統中金屬材料的腐蝕性。

7．11 清洗設備

7．11．1 應采用無毒害的清洗劑，若工藝規定必須采用有毒清洗劑，在操作與廢液排放時應有防毒措施，并應符合有關的排放標準。

7．11．2 當超聲清洗設備的聲強超過90dB時應采取消減噪聲的措施。

7．12 噴砂、噴丸設備

7．12．1 應優先采用濕法噴砂設備。

7．12．2 應有良好的除塵系統。

7．13 校直設備

應設有避免工件斷裂傷人的防護裝置。機動壓力機應有壓力限定裝置。

7．14 夾具與工裝

7．14．1 在熱處理狀態下應有足夠的強度和剛度。

7．14．2 在高溫狀態下使用的吊鉤等起重工具，一般應選用耐熱鋼制造。

8 熱處理工藝作業
8．1 一般要求
8．1．1 操作人員必須經過專業安全培訓，經考核取得操作合格證后方可從事熱處理生產。
8．1．2 操作人員應穿戴必須的勞動保護用品。
8．1．3 各種加熱爐均不得超過最高額定溫度和最大裝爐量。
8．1．4 操作前必須認真檢查設備的電氣、測量儀表、機械保護裝置是否準確、靈敏，傳動部件運轉是否正常。嚴禁設備帶故障工作。
8．1．5 應嚴格按GB 6067規定操作起重機械。對吊具和吊繩，應定期檢查，強制更換。
8．1．6 工作場地周圍應保持整潔，不得妨礙操作。
8．2整體熱處理
8．2．1 新安裝和大修后的電阻爐應按GB 10067.4的規定用500V兆歐表檢測三相電熱元件對地（爐殼）和各相相互間的絕緣電阻不得低于0.5MΩ。控制電路對地（在電路不直接接地時）的絕緣電阻應不低于1MΩ。均合格后方可送電。
箱式電爐、井式電爐裝爐、出爐過程中必須切斷加熱電源，帶有風扇的設備當風扇出現故障時應立即停止使用。
8．2．2 對連續式作業加熱爐，工件裝爐時不得超高、超寬，并放置平穩。
8．2．3 可控氣氛、保護氣氛加熱爐在通入可燃物大于4％的氣氛前須用不可燃氣體置換掉爐內空氣，或以燃燒法燃盡爐內的空氣。推薦的中性氣體及其用量見表8。
表8 推薦的置換爐內空氣的中性氣體及其用量
8．2．4 爐溫低于760℃時，不得向爐內通入可控氣氛或保護氣氛。
8．2．5 溫度在760℃以下的回火爐不宜使用可燃物（H2、CO、CmHn）大于4％的氣體作為保護氣氛。必須使用時，一定要保證爐子的良好密封性，在通入氣體前和停爐時必須用不可燃氣置換爐內氣體。
8．2．6 往爐內送氣時，各爐門口及排氣管上的點火嘴應正常燃燒。不能隨意打開爐室安全門。若必須打開，應將有關爐區停氣，并在門外點明火。
8．2．7 在下列情況下，必須向爐內通入惰性氣體或氧含量小于1％的不可燃氣體作為安全沖淡氣（即置換氣體）：
a）工藝要求在爐溫低于760℃向爐內送入可燃性氣體；
b）爐子啟動或停爐；
c）氣源或動力源失效時；
d）爐子進行任何修理之前，中斷氣體供應線路時。
8．2．8 停爐期間，為防止可燃氣向爐內緩慢地滲漏，應在管路上加設盲板。
8．2．9 淬火吊車應有備用電源。
8．3表面熱處理
8．3．1 高頻設備周圍應保持場地干燥，并鋪設耐25kV高壓的絕緣橡膠和設置防護遮欄。
8．3．2 嚴格按設備的啟動順序啟動高頻和中頻設備。當設備運轉正常后方可進行淬火操作。
8．3．3 高、中頻設備冷卻用水的溫度不得低于車間內空氣露點的溫度。
8．3．4 高、中頻感應加熱用的感應器不得在空載時送電。
8．3．5 工件在淬火過程中如出現異常情況，應立即按急停按鈕，切斷高、中頻電源。
8．3．6 氧—乙炔火焰淬火用的氧氣瓶和乙炔氣瓶在使用中應注意：
a）氣瓶應與火源保持10m以上的距離，并應避免暴曬，熱輻射及電擊；
b）應有防凍措施，當瓶口結凍時可用熱水解凍，嚴禁用火烤，不得用有油污的手套開啟氧氣瓶；
c）應裝有專用的氣體減壓閥，乙炔的最高工作壓力禁止超過147kPa；
d）瓶中的氣體均不得用盡。瓶內殘余壓力不得小于98～196kPa。
8．3．7 火焰淬火用來輸送氧氣、乙炔氣的軟管應采用不同顏色的膠管（推薦氧氣用黑色膠管，乙炔氣用紅色膠管）。
與乙炔接觸的儀表、管子等零件，禁止使用紫銅或含銅量超過70％的銅合金制造。
8．3．8 火焰淬火的每一淬火工位（即每一噴火嘴）的乙炔管路中都必須設崗位回火防止器，并應定期清理。
8．3．9 激光熱處理時工件表面必須預先施加吸光涂層，但禁止使用燃燒時產生油煙及反噴物的涂料。
8．4化學熱處理
8．4．1 使用氣體滲劑、液體滲劑（包括熔鹽）和固體滲劑時，必須嚴格按該產品的安全使用要求進行操作。
8．4．2 使用無前室爐滲碳，在開啟爐門時應停止供給滲劑。使用有前室爐時，在工藝過程中嚴禁同時打開前室和加熱室爐門；停爐時應先在高溫停氣，然后打開雙爐門，使爐氣燒盡。在以上兩種情況下開啟爐門的瞬間，操作人員均不得站在爐門前以免被噴出火焰燒傷。
8．4．3 氣體滲碳、氣體碳氮共滲和氮碳共滲時，爐內排出的廢氣必須點燃。
8．4．4 滲氮爐應先斷氣源并在無明火條件下方可打開爐罩。
8．4．5 進行固體滲碳、固體滲硼及粉末滲金屬的場地應設抽風排氣系統。空氣中的粉塵含量應符合表6的規定。
8．5 鹽浴熱處理
8．5．1 鹽浴爐啟動時，應防止已熔部分的鹽液發生爆炸、飛濺。
8．5．2 添加的新鹽，工件、夾具等必須預先充分干燥，嚴禁將封閉空心工件放入鹽浴中加熱。
8．5．3 用于輕金屬熱處理的亞硝酸鹽和硝酸鹽鹽浴爐，在空爐時，其鹽浴溫度應不超過550℃。
鎂合金輕金屬熱處理時，其鹽浴的最高允許溫度應符合表9的規定。應避免輕金屬埋入鹽浴中的粘土沉積物中時引起爆炸。
表9 處理鎂合金輕金屬時鹽浴的最高允許溫度
8．6真空熱處理
8．6．1 通電前應測量電熱元件對地（爐殼）的絕緣電阻絲，應不低于10kΩ時方可送電。
8．6．2 對多室真空爐，為避免熱閘閥反向受力，加熱室壓力應低于預備室壓力。
8．6．3 在向爐內通入氫或氮氫混合氣體時，爐內必須達到規定的泄漏率，不得有漏氣現象。
8．6．4 使用高真空油擴散泵時，擴散泵真空度達到10Pa時方可通電加熱擴散泵油，而停泵時擴散泵油必須完全冷卻后方可停止抽空。
8．6．5 爐溫高于100℃時不得向爐內充入空氣或打開爐門。
8．6．6 停爐前爐內溫度必須低于350℃時方可停電斷水。
8．7 校直
8．7．1 正確選擇校直設備及力度。熱校直時應采取防燙措施。
8．7．2 在加力前應注意放穩工件，其兩端不得站人。
9 安全、衛生防護技術措施
9．1 所有熱處理作業場地都必須制訂安全、衛生防護技術措施，并應能達到GB 12801—91第6．1條的基本要求。
9．2 防護用品
9．2．1 按GB 11651和有關規定定期向熱處理操作人員發放勞動防護用品。
9．2．2 防護用品的質量和性能，均應符合有關標準規定。
9．2．3 在氰化、液體碳氮共滲、鹽浴硫氮碳共滲、硼砂熔鹽滲金屬及其他對人身危害程度較大的作業環境中使用過的防護用品，應制訂嚴格的管理制度，統一洗滌、消毒、保管和銷毀。
9．3 防火防爆
9．3．1 在放易燃、易爆物質的庫房和產生易燃、易爆因素的設備及工藝作業場地應正確選擇和配備足量的消防設備和器材。
9．3．2 對控制室、配電間、貴重設備和儀器等，應備有自動報警裝置，必要時應設置自動滅火系統。
9．4 防塵防毒
9．4．1 對產生粉塵和毒性物質的工藝作業場地要制訂切實可行的監測制度。
9．4．2 對毒性物質要制訂嚴格的使用、保管和回收制度。并備有必要的防毒面具。
9．4．3 對在粉塵、有毒環境中的作業人員，應嚴格執行休息、就餐、洗漱及污染衣物洗滌管理制度。
9．5 防止作業環境氣象異常
應根據熱處理生產特點，采取相應措施，以保證車間和作業環境的氣象條件符合防寒、防暑、防濕的要求。
9．6 安全監督
9．6．1熱處理生產場地應設置必要的檢測儀器，監督危險和有害物質的水平。
9．6．2 熱處理場地使用的安全防護裝置，閉鎖裝置以及自動控制系統等，應根據相應的標準或技術文件定期檢查其完好程度，不得任意廢止不用或折除。
9．6．3 使用有危險和有毒的氣體時，應加強對排氣通風裝置的檢查工作，并安裝信號指示系統。
9．6．4 氰化物鹽浴、硝酸鹽和亞硝酸鹽的混合物的鹽浴均應設有熔鹽過熱的預報裝置。
10 安全、衛生管理措施
10．1 基本要求
熱處理車間應實施以保證生產過程安全、衛生為目標的現代化管理。其基本要求為：
a）發現、分析和清除生產過程中的各種危險因素和有害因素；
b）制訂相應的安全、衛生規章制度；
c）對各類人員進行安全、衛生知識的培訓、教育；
d）防止發生事故和職業病，避免各種損失。
10．2 人員
10．2．1 對人員的基本要求：
a）心理、生理條件應能滿足工作性質要求；
b）應定期進行體檢，其健康狀況必須符合工作性質的要求。
10．2．2 對人員的技能要求：
a）必須掌握本專業或本崗位的生產技能，并經安全、衛生知識培訓和考核，合格后方可上崗；
b）熟悉熱處理生產過程中可能存在和產生的危險和有害因素，掌握導致事故的條件，并能根據其危害性質和途徑采取防范措施；
c）了解本崗位的工作內容以及與相關作業的關系，掌握完成工作的方法和措施；
d）掌握消防知識和消防器材的使用及維護方法；
e）掌握個體防護用品的使用和維護方法；
f）掌握應急處理和緊急救護的方法。
10．3 安全、衛生管理機構
10．3．1 根據國家有關規定，建立和健全安全、衛生管理組織。
10．3．2 安全、衛生管理組織應按國家及有關部門規定的職能和職責，檢查、監督和貫徹國家、部門下達的指令和規定，制訂必要的規章制度，實行全面、系統的標準化管理。
發布單位：國家技術監督局
提出單位：全國熱處理標準化技術委員會
起草單位：機械工業部北京機電研究所、機械工業部北京機床研究所、第一汽車制造廠、第二汽車制造廠、天津市熱處理研究所
批準單位：國家技術監督局1995-9-26

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