陶瓷棉RCF在船舶的应用及危害

T107283

2019/07/01
华测检测认证集团

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环保指令综合讨论

文/周国华测检测（船舶产品线）
耐火陶瓷棉（RefractoryCeramic Fibers，RCF）自20世纪50年开始商业化运用以来，因其良好的高温热绝缘性能在各行业得到了广泛的运用。然而近些年来随着吸入毒理学对其跟踪研究发现陶瓷棉RCF在生产和使用过程中释放的可吸入性纤维在人体内具有生物耐久性。目前经动物实验表明，长期吸入陶瓷棉RCF纤维后，可产生肺纤维化，肺癌及间皮瘤（胸腔内壁的罕见肿瘤，通常仅于接触石棉有关）的潜在风险。CTI华测海事将在本文中结合丰富的海事检测经验介绍目前陶瓷棉RCF在船舶领域的应用及危害。
1. 陶瓷棉RCF定义及简介
陶瓷棉RCF（CASNo.142844-00-6），也称为铝硅酸盐玻璃棉（Alumino-Silicate GlassWool，ASW）。与玻璃棉（Glass wool）、岩棉（Rock Wool）、矿渣棉（Slag wool）等都属于合成玻璃纤维材料（SVF），也称为人造矿物纤维（MMMF）。陶瓷棉RCF通常由AL₂O₃和SiO₂的混合物按照不同比例熔制而成，目前在欧洲地区对于陶瓷棉RCF使用约25000吨/年，其中90%应用于工业热绝缘领域。
陶瓷棉RCF作为高温绝缘材料具有以下几种特性：热传导率低、低热储存性（热容小）、优异的抗热抗震性、耐腐蚀性好、易于安装。特别是根据配方的不同，其最高使用温度可高达1000℃。这些优异的绝缘特性在当今石棉严格管控禁用的背景下使得陶瓷棉RCF在海事领域的使用范围和数量呈现大幅提升的趋势。
2. 陶瓷棉RCF在船舶领域的运用
根据CTI华测海事多年的船舶调查及检测经验，目前陶瓷棉RCF在船舶领域的应用主要有以下几种情况：
a) 用于防火及热绝缘的船舶舱室结构；
b) 用于发热设备（主机、辅机、锅炉等）的阻热绝缘部分；
c) 用于管路系统（如蒸汽、重油、热水等）的保温绝缘层；

陶瓷棉RCF在船舶领域的应用
舱室结构 Hull and Structure	天花板 Ceiling	天花板壁板内绝缘（Panel Insulation）
		结构绝缘（Wall Insulation）
	壁板 Wall	壁板内绝缘（Panel Insulation）
		结构绝缘（Wall Insulation）
设备及管系 Equipment &Piping system	主机/辅机/应急发电机Main Engine Generator Engine Emergency G. E.	热油（水）管绝缘 Pipe Insulation
		涡轮增压器绝缘 Turbocharge Insulation
		排气管绝缘 Exhaust gas Insulation
	焚烧炉 Incinerator	炉体绝缘 Body Insulation
		排气管绝缘 Exhaust gas Insulation
	锅炉 Boiler	炉体绝缘 Body Insulation
		排气管绝缘 Exhaust gas Insulation
	热交换器 Heat Exchanger	内部绝缘 Body Insulation
	管路系统保温 Piping system Insulation	蒸汽、热水、燃油 Steam/ Hot water / Fuel oil etc. piping system Insulation

3. 陶瓷棉RCF的使用危害
前面提高陶瓷棉RCF 属于人造矿物纤维的一种，由硅酸盐纤维组成。因此，在生产及使用的过程中会将硅酸盐纤维的扩散至周围环境中，能对处于环境中的人引起皮肤、眼睛和上呼吸道等的刺激。特别是当纤维足够细时，可以被吸入并沉积在肺部。
若长期处于陶瓷棉RCF的扩散纤维环境中，具有潜在的严重健康影响。目前已有动物实验表明，长期吸入陶瓷棉RCF纤维可以产生肺纤维化，甚至是肺癌及间皮瘤。
同时特别值得注意的是若陶瓷棉RCF长时间在高温（超过1000℃）烧灼下，陶瓷棉RCF会析出结晶二氧化硅，这也是一种有害物质，其最大暴露限值是0.3mg/m³。若多年暴露于结晶二氧化硅的环境里会导致矽肺病，同时二氧化硅也是公认的肺癌病因。
另外，陶瓷棉RCF纤维暴露环境的一个主要长期健康问题是这些纤维可能会产生与石棉相同的健康影响。研究人员发现石棉对于健康的影响在于石棉纤维的形状和生物耐久性。直径小于5μm且长度大于5-10μm的石棉纤维能够数月甚至数年的停留在人体内，并由此带来较大的健康风险。同样的，陶瓷棉RCF纤维具有与石棉纤维相类似的形状并能长期停留在肺中。虽然陶瓷棉RCF的纤维相较于石棉纤维稍大些，但相对来说仍能进入人体肺部并具有一定的生物耐久性。目前虽然缺乏足够的流行病学数据，但普遍认为在患癌症风险方面暴露于陶瓷棉RCF中的中的风险要低于石棉。然而经过欧洲工业和工会代表专家工作组的多年讨论，在1998年将纤维加权平均直径小于6mm的陶瓷棉RCF纤维定义为2类致癌物质。
4. 陶瓷棉RCF的管控
目前虽然没有禁用陶瓷棉RCF，但对于陶瓷棉RCF的管控也日趋严格，这也意味着进行任何与陶瓷棉RCF相关的工作都将受到更严格的管控措施。
根据《1994年有害健康物质管制条例》(COSHHRegulations)、《致癌物批准业务守则》(COSHHCarcinogens ACOP)的条例要求，雇主应评估使用危险物品的风险，并确保采取适当的控制措施。COSHH致癌物质ACOP规定，使用致癌物质的第一选择是避免使用或使用危害性较低的替代物。如果不能做到避免接触或使用，那么必须实施必要的暴露风险管控措施。目前，对于所有的人造纤维（包括陶瓷棉RCF）职业卫生暴露极限的管控限制有两种，分别是在8小时内的平均暴露极限为5mg/m³或2 fibres/ml.
另外，基于上述陶瓷棉RCF的使用危害，欧盟法规《化学品的注册、评估、授权和限制》（REGULATIONconcerning the Registration, Evaluation，Authorizationand Restriction of Chemicals，简称“REACH”）对可能致癌的陶瓷棉RCF纤维进行了管控。
2012年06月18日，欧盟化学品管理机构（EuropeanChemicals Agency，简称“ECHA”）发布第七批SVHC清单(13项)。同时，将第二批中的硅酸铝耐火陶瓷纤维(Al-RCF)和氧化锆硅酸铝耐火陶瓷纤维(ZrAl-RCF)整合到第六批SVHC清单中。
5. 陶瓷棉RCF的防护要求
对于陶瓷棉RCF的防护根本在于避免与其接触或控制接触区域的纤维暴露限值。CTI华测海事基于丰富的海事经验对船舶领域的陶瓷棉RCF作业防护提出以下建议：
1) 陶瓷棉RCF作业场所的防尘要求
ž 在处理（如分割陶瓷棉RCF）时应注意通风，建议在陶瓷棉RCF作业时设置通风排气设施，以便及时将作业过程中散布于作业场所的陶瓷棉RCF纤维排出；
ž 购买已处置好的陶瓷棉RCF模块。建议购买预先包裹好的陶瓷棉模块，减少现场分割作业，减少陶瓷棉RCF的散布机会；
ž 取出或移动陶瓷棉RCF时应进行彻底湿润，根据进行空气取样的经验表明，充分湿润可减少暴露于空气中的陶瓷棉RCF纤维含量10倍以上；
ž 在指定的区域存放陶瓷棉RCF，并用塑料薄膜包装好。同时注意张贴警告标识，进行风险提示。
2) 配备呼吸防护设备
采用适当的呼吸防护设备（RPE）可减少暴露于陶瓷棉RCF纤维中的风险。
根据不同的健康公害性物质控制（COSHH）的评估结果应采用不同等级的呼吸防护设备，同时应注意这些防护设备必须经过CE认证或HSE认证。
ž 一次性过滤式面罩呼吸器，如FFP2和FFP3等级的口罩
ž 重复使用的配有微粒过滤器的P2/P3型半面罩
ž 动力呼吸器，包括带头盔或头罩的呼吸器。它们具有更高的保护系数
3) 防护服

处理陶瓷棉RCF时应穿戴防护工作服。对于多尘的操作，应使用整体式的一次性工作服，最好带有头罩，因工作服上往往会有残留的纤维，所以也应谨慎的处理使用过的工作服。同时在进行陶瓷棉RCF的作业过程中注意佩戴手套以防止皮肤过敏。