于芹 (安徽勤霖信息科技有限公司)
摘要：粉末涂料磨机工序的工艺安全性和环保性直接影响产品质量和生产效率。PHA(工艺危害分析)是PSM(工艺安全管理)的核心要素，主要用于辨识工艺装置或设施的危害，为消除和减少工艺过程中的危害、减轻事故后果提供依据。基于此，概述了粉末涂料及其工艺相关内容，论述了杜邦PHA方法，分析了磨机PHA结果及并提出了一些建议。
0 引言
粉末涂料磨机工序是粉末涂料生产过程中的核心环节，其主要任务是将熔融混合的料片以机械研磨的方式加工成符合要求的粉末涂料产品。该工序通常包括料片投入、研磨、分级、收集和包装等步骤。在研磨过程中，原料在高速旋转的磨盘和磨柱之间被粉碎和混合，形成均匀的粉末涂料。然而，2025年2月15日，山东省某食品配料有限公司发生一起粉尘爆炸事故，造成多人伤亡，事故原因是混料机内部掉入的金属杂物因摩擦撞击产生机械火花，在设备内部引发淀粉等可燃粉尘发生初始爆炸，爆炸产生的冲击波扬起车间内存放的淀粉等原料引发二次爆炸。可见，粉末涂料磨机工序操作不当极易引发安全事故，通过分析粉末涂料生产企业磨机工序工艺危害，并提出相关建议，对企业加强安全生产管理具有重要意义。
1 粉末涂料及其工艺简介
与传统的液体涂料不同，粉末涂料不含溶剂，以粉末形式存在，主要由树脂、固化剂、颜料、填料和助剂等组成。粉末涂料通过静电喷涂、流化床或其他涂装工艺，将粉末均匀地附着在工件表面，再加热固化，形成一层坚固、均匀的涂层。粉末涂料广泛应用于家电、汽车、建筑、家具、管道、电子设备等行业，如冰箱、洗衣机、空调等家电产品的外壳和汽车轮毂、门窗框架、钢结构等部件。图1为粉末涂料生产过程。
2 杜邦PHA方法
杜邦公司在工艺安全管理(PSM)领域具有丰富的经验，其PHA(工艺危害分析)方法是预防重大事故、保障生产安全的有效手段，用于辨识和评估高危害工艺，如可能造成火灾、爆炸、化学反应性和毒性物料释放等事故，并使用系统性研究方法，在危害辨识和控制上达成专业一致，实现结果文件化，用于跟踪事故发展情况、制定应急计划以及组织人员培训。孙洪[1]指出杜邦PHA是杜邦PSM 14个要素之一，用于预防与工艺相关的严重事故。陈应虎[2]指出过程安全评估与风险控制在化学工程与工艺领域扮演着重要角色，其可确保生产过程的安全性和可靠性。
杜邦公司通常采用以下几种PHA方法来评估危害，具体选择取决于工艺的复杂性和分析目标。第一，HAZOP(危险与可操作性分析)：通过系统化的“引导词”分析工艺参数(如流量、压力、温度等)的偏差，识别潜在危害。第二， FMEA(失效模式与影响分析)：用于分析设备或系统的失效模式及其对工艺安全的影响。第三，What-If分析：通过提出“如果……会怎样”的问题，评估工艺可能发生的异常情况。第四，Checklist(检查表法)：基于经验或标准，使用预定义的检查表识别工艺中的潜在危害。第五，LOPA(保护层分析)：定量评估现有保护措施的有效性，确定是否需要采取额外的安全措施。
杜邦PHA通常包括以下步骤。第一，组建团队：包括工艺工程师、安全专家、操作人员等多学科专家。第二，收集资料：包括PFD(工艺流程图)、P&ID(管道和仪表图)、操作程序等。第三，危害识别：使用选定的PHA方法(如HAZOP、FMEA、What-If等)识别潜在危害。第四，风险评估：评估危害的可能性和后果，确定风险等级。第五，制定控制措施：针对高风险区域提出改进措施(如增加安全阀、改进操作规程等)。第六，记录与跟踪：及时记录分析结果，并跟踪控制措施的实施情况和成效。
3 磨机PHA结果及建议
粉末涂料的生产过程中，磨机工序是关键的工艺环节。南仁植等[3]指出磨机工序的作用是将原料粉末进行精细研磨，以达到所需的粒径分布和流动性。通过分析粉末涂料磨机工序的工艺流程、设备结构、操作规范等，识别其潜在的工艺危害，并提出相应的预防措施。该分析涉及的区域为粉末涂料生产车间磨机工序，主要设备包括电控柜、进料器、OK粉喂料器、旋转筛、旋转阀、吸尘管、压缩空气管、旋风分离器、布袋除尘器、风机、磨机、分级机等，范围包括料片准备、研磨、筛分、成品包装和粉尘收集。
3.1 磨机工序工艺描述
第一，物料准备：将原料粉末按照配方比例进行称量，经高速混合机进行预混，预混后的物料挤出机熔融混合均匀，成为待磨料片。第二，研磨：将料片送入磨机进行研磨，通过磨机内部的研磨介质(如磨柱)对粉末进行冲击和摩擦，使其粒径减小。第三，筛分：研磨后的粉末通过筛分设备(如旋风分离器)进行分级，去除过大和过小的颗粒，获得符合粒径要求的粉末涂料。第四，包装：将筛分后的粉末涂料进行包装，储存。第五，粉尘收集。利用布袋除尘器对粉尘进行过滤。
3.2 磨机工作原理
导流圈将磨机分为内外两个腔，内部为分离腔，外部为粉碎腔。磨机工作时，进入粉碎腔的料片被高速运转的磨柱打到磨体的磨齿上击碎后，在引风机吸力作用下从导流圈进入分离腔。由于分级叶轮旋转，颗粒较大的物料通过时受阻，被挡回磨盘上进入粉碎腔再次粉碎，只有颗粒达到一定粒径以下(引风吸力＞分级叶轮阻力)，物料才能通过分级叶轮被吸出。引风机的风量、磨盘转速、分级机叶轮转速、磨柱形状以及气流的温度和湿度等均会影响磨机的性能。
3.3 磨机工序涉及的物料危害
OK粉会刺激皮肤和呼吸系统，还会严重刺激眼睛。粉末成品及微粉有引发粉尘爆炸的风险。由表1可知，吸入粉尘导致职业病和粉尘爆炸是粉末涂料磨机工序中最主要的危害。
3.4 PHA建议
考虑到粉末涂料磨机工艺不涉及化学反应也没有液体原辅料，是纯物理研磨工艺过程，选择What-If分析(如果……会怎样)作为本次评估危害的工具。对磨机工序料片准备、研磨、筛分、成品包装及粉尘收集每一个步骤进行危害评估，得出以下危害结果并提出预防措施(表2)。
4 结语
通过使用杜邦PHA对粉末涂料磨机工序进行全面分析，识别该工序存在的主要工艺危害，如机械危害、粉尘危害、噪声危害和电气危害。针对这些危害，提出了设备改进、工艺优化、个人防护和管理措施等策略。通过系统分析危害并提出有效的控制措施，可以显著降低磨机工序的安全风险，提高生产效率，保障员工健康。未来，研究人员可以进一步探索新型材料和技术的应用，如纳米材料涂层提高设备耐磨性，智能传感器实现实时监控等。同时，涂料行业也应加强标准化建设，制定更完善的安全生产规范和职业健康标准，重视员工培训和安全文化建设，从根本上提高安全生产水平。
参考文献
[1]孙洪. 国内外化工工艺安全管理体系对比[J]. 现代职业安全,2019(6): 26-28.
[2]陈应虎. 化学工程与工艺中的过程安全评估与风险控制[J]. 中国石油和化工标准与质量, 2024, 44(19): 1-3.
[3]南仁植, 叶小兵. 浅谈粉末涂料制造设备和生产工艺中应注意的问题[J]. 现代涂料与涂装, 2010, 13(6): 19-21, 27.
来源：粉末涂料与涂装25年会刊
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