Общая характеристика условий труда в отрасли машиностроения

Размещено на http://www.allbest.ru/

Тема: 1. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА УСЛОВИЙ ТРУДА В ОТРАСЛИ

Условия труда на рабочих местах в машиностроении определяются вредными и опасными производственными факторами, которые зависят от применяемых материалов, технологических процессов, оборудования.

Литейное производство характеризуется повышенной запыленностью, избыточной теплотой, повышенным уровнем шума, вибрацией, электромагнитными излучениями, наличием движущихся машин и механизмов. При очистке отливок выделяется пыль, которая содержит более 90 % двуокиси кремния, а при выбивке отливок - около 99 %. При плавке легированных сталей и цветных металлов в воздух рабочей зоны могут выделяться аэрозоли конденсации окислов марганца, цинка, ванадия, никеля и других материалов. Источники выделения окиси углерода - вагранки и другие плавильные агрегаты, сушильные печи.

Интенсивность теплового потока на ряде рабочих мест достигает высоких значений (загрузка вагранки вручную - 0,5-2,1 квт/м²; рабочие места у электропечей, у загрузочных проемов обжигательных печей - 1,65-3,15; работа выбивщика на вибраторе для выбивки стержней - 0,7-1,05 квт/м²; рабочее место крановщика - 0,21 квт/м²).

Основными источниками опасности поражения электрическим током в литейных цехах являются: электропечи, машины и механизмы с электроприводом (конвейеры, подъемно-транспортное оборудование). Применяемое электрооборудование - в основном напряжением до 1000В, при применении электротермических установок - выше 1000 В.

Литейные цехи оснащены транспортными и грузоподъемными механизмами, машинами для приготовления формовочных и стержневых смесей и составов, а также форм и стержней, устройствами для выбивки отливок. Выполнение любой из операций на указанном оборудовании связано с опасностью травмирования обслуживающего персонала из-за наличия опасных зон в машинах и механизмах.

Одним из основных средств защиты от теплового потока при плавке, транспортировании и разливке металла является тепловая изоляция плавильных и нагревательных печей, емкостей для металла. Для защиты работающих используют теплозащитные устройства.

Для отвода из помещения выделений теплоты, а также снижения концентрации пыли и газов в рабочей зоне необходимо максимально использовать аэрацию во всех производственных помещениях литейных цехов. Количество воздуха, поступающего для этих целей через проемы в стенах и удаляемого через аэрационные фонари, рассчитывают по формуле (м³/ч).

м³/ч,

где l - коэффициент, учитывающий высоту расположения приточных проемов от пола.

Расстояние до оси проема, м2345

Коэффициент, l1,041,11,21,35

k - коэффициент, рассчитываемый по формуле:

где t_вых. - температура удаляемого воздуха.

Значения коэффициента k в зависимости от отношения f/F (площади, занимаемой оборудованием, выделяющим теплоту, f, м² и площади цеха F, м², следующие:

Отношение f/F0,10,20,30,40,50,6

Коэффициент k0,250,450,620,680,830,87

G - выделения теплоты в помещении, Вт;

G₁ - потери теплоты наружными ограждениями в пределах рабочей зоны, Вт;

t_р.з. - температура воздуха в рабочей зоне, ⁰С;

t_н - расчетная температура наружного воздуха, ⁰С.

Эффективность работы механической приточно-вытяжной вентиляции зависит от размещения вентиляционных устройств в объеме здания. Для локализации вредных производственных факторов (газов, паров, пыли, теплоты, влаги) у источников их образования необходимо предусматривать местные отсосы: закрытые приемники, бортовые отсосы, вытяжные зонты, панели, защитно-обеспыливающие кожухи и др. Расход воздуха через указанные конструкции определяется по формуле (м³/с):

где F - площадь проемов, через которые засасывается воздух, м²;

v₁ - скорость воздуха в проемах, м/с.

Скорость воздуха в проемах для локализации паров и газов принимается следующей (м/с): при отсосе нетоксичных веществ (теплоты, влаги) 0,15 - 1,25.

Кузнечно-прессовое производство.

Санитарно-гигиенические условия труда в кузнечно-прессовых цехах характеризуются наличием в воздухе производственного помещения вредных токсичных веществ: масляного аэрозоля, образующегося при смазывании штампа, и продуктов сгорания смазочных материалов; сернистого газа, окиси углерода, сероводорода.

Концентрация пылевидных частиц, окалины и графита, сдуваемых сжатым воздухом с поверхности матриц, штампов, поковок, в воздухе рабочей зоны составляют 3,9-4,1 мг/м³, за прессами могут достигать 22-138 мг/м³ (при отсутствии местных отсосов).

Основными неблагоприятными факторами в кузнечно-прессовых цехах являются высокая температура (до 34-36 ⁰С), интенсивное инфракрасное излучение, вредные токсические выделения, вибрацию, шум.

Кузнечно-прессовые цеха характеризуются значительными выделениями теплоты, передаваемой излучением и конвекцией.

Интенсивность теплового потока у нагревательных печей, прессов и молотов составляет 1,4-2,1 кВт/м², у мест складирования заготовок, пультов управления 1-1,95 кВт/м².

Кузнечно-прессовые цеха характеризуются повышенным шумом (ковочный молот - f = 1000 гц L - 121 ДБ; кривошипный пресс L - 105 ДБ; обрезной автомат, L₃ = 112 ДБ) и вибрациями. Амплитуда колебаний шабота молота достигает 7-8 мм, фундамента молота 0,56-0,08 мм. Фундаменты молотов необходимо виброизолировать посредством пружин и резины или набора рессор.

Интенсивность облучения на рабочих местах:

Нагревальщиков на тяжелых и средних молотах - 0,55-0,65 кВт/м² на легких молотах - 0,035-0,18 кВт/м²; штамповщиков и прессовщиков - 0,037-0,2 кВт/м². Выделения токсических газов от нагревательных печей в молотовых и прессовых пролетах достигает 3-7 г СО при сжигании 1 кг природного газа и 2,2-5,2 г SO₂ при сжигании 1 кг мазута. Опасность поражения электрическим током возникает при использовании печей сопротивления для нагрева заготовок, потребляющих электрическую мощность - 15-350 кВт при напряжении на клеммах 50-80 В. При индукционном нагреве средняя мощность, передаваемая от генератора к индуктору, составляет 15-350 кВт, напряжение до 1000 В. При пуске газовых нагревательных печей вследствие неправильного зажигания, при внезапной остановке дутья, просачивание газа в производственном помещение, а также при подносе воздуха внутрь газовых устройств может произойти взрыв.

Причинами травм работающих в кузнечно-прессовых цехах являются: отсутствие ограждения движущихся и вращающихся частей оборудования, отсутствие ограждений рабочей опасной зоны прессов; необеспеченность пресса двуручным управлением с такой электросхемой включения, при которой нельзя заклинить одну из кнопок; отсутствие блокировки пультов управления; отсутствие автоматической подачи заготовок в штамп и удаление деталей и отходов из зоны штамповки.

Эксплуатация электропечей должна осуществляться согласно «Правилам технической эксплуатации электроустановок потребителей». К рабочим местам каждой печи необходим приток свежего воздуха. Нагревательные печи должны иметь тепловую изоляцию стен, обеспечивающую нагрев наружных поверхностей не выше 45⁰С. Для защиты от теплового потока возле боковых стенок печей устанавливают экраны на высоту не менее 2,5м, охлаждаемые проточной водой, с отверстиями против смотровых и рабочих окон печи. труд литейный сварочный кузнечный

Безопасность труда при термической обработке. Опасные и вредные факторы, возникающие при термической обработке изделий, зависят от операций, оборудования. К основному оборудованию термических цехов относят печи, нагревательные и охлаждающие устройства.

Основными вредными или опасными производственными факторами при термической обработке могут быть следующие:

? повышенная загазованность или запыленность воздуха рабочей зоны. Токсичными газами, содержащимися в составе атмосферы, являются: окись углерода СО, аммиак NНз, диоксид серы S0₂,сероводород Н₂S, бензол С₆Н_6, др. В процессах термической обработки могут применяться цианистые соли - сильнейшие яды;

? повышенная температура материалов или поверхностей оборудования, повышенный уровень теплового излучения. Помещения термических цехов оборудуются общеобменной приточно-вытяжной вентиляцией. Воздух подается в верхнюю зону помещения, подвижность воздуха на рабочем месте не более 0,3 м/с;

? повышенная напряженность электомагнитных полей. При эксплуатации высокочастотных установок на организм человека могут воздействовать электрические и магнитные поля;

? уровень шума на рабочих местах: при работе печей, например при перемагничивании сердечников в индукционных нагревательных печах;

? движущиеся машины и механизмы.

Помещения термических цехов оборудуются общественной приточно-вытяжной вентиляцией. У нагревательных печей над загрузочными окнами устанавливают либо зонты-козырьки, либо вытяжные комбинированные зонты.

- определяем тепло от всех поверхностей печи; лучеиспускание;

- тепловыделения через закрытые дверки печи;

- тепловыделения от зонтов;

- тепловыделения от остывающего металла;

- тепло, выделяемое горячими газами, вырывающимися в помещение через зонты и неплотности дверок печи;

- теплоотдача печи в помещение конвекцией;

- количество газов, прорывающихся в помещение из печи через открытое загрузочное отверстие.

Воздухообмен по теплу определяем по формуле:

,

где Z - количество воздуха в м³/с, вводимого в помещение для поглощения теплоизбытков. Такое же количество нужно удалять.

m - для термических цехов, m = 0,45;

c - удельная теплоемкость , Дж/ кг • к

с = 1,004 Дж/ (кг • к)

t_yx - температура воздуха, удаляемого из цеха, ⁰С

,

t_пр - температура воздуха наружного, подаваемого в помещение

t_пр + 5⁰ = t_р.з.

,

k₂ - ПДК, мг/м³

В термических цехах оборудование, являющееся источником выделения вредных и взрывоопасных веществ, оснащается местными отсосами.

Окраска изделий.

Основным неблагоприятным фактором, характеризующим условия труда маляров на промышленных предприятиях, является загрязненность воздушной среды, особенно рабочего места, вредными веществами - парами растворителей и красочным аэрозолем. Как уже говорилось выше, степень загрязненности зависит от многих причин:

Составов лакокрасочных покрытий, организации технологического процесса; способа окраски; особенностей используемых при окраске вентиляционных устройств. Концентрация вредных выделений в зоне дыхания на постах окраски (без вентиляции) в зависимости от метода окраски:

пневматический, с = 65 - 96 мг/м ³;

безвоздушное распыление, с = 16-16 мг/м³;

кистью,с =130 мг/м³;

- гидроэлектрический, с = 925 мг/м³ (ксилол, ПДК = 50 мг/м³).

Помещения окрасочных цехов оборудуют механической приточно-вытяжной вентиляцией. Удаление воздуха с помощью местных отсосов технологического оборудования осуществляется из нижней (рабочей) зоны цеха (окрасочные камеры, напольные вытяжные решетки). Дополнительно к местной вытяжной вентиляции осуществляется удаление воздуха из верхней зоны помещения. Количество удаляемого воздуха из верхней зоны определяется из расчета 6 м³/ч на 1 м² площади пола цеха. Когда окрашивают крупные изделия кистью на непостоянных рабочих местах, допускается устройство только общеобменной механической приточно-вытяжной вентиляции.

Для ручного окрашивания изделий необходимо использовать камеры. При этом изделие должно располагаться в камере, а маляр - вне камеры или в ее открытом проеме, воздух, отсасываемый с постов окраски распылением (от камер, напольных решеток и т.д.), подвергается очистке от образующегося аэрозоля краски. Очистка производится мокрым способом (в гидрофильтрах).

В зависимости от характера окрашиваемых изделий и организации технологического процесса камеры могут быть тупиковыми или проходными с горизонтальным или вертикальным движением воздуха в них. Если при окраске крупных изделий маляр в процессе работы вынужден перемещаться по всей площади камер, в ней осуществляется вертикальное движение воздуха сверху вниз. Приточный воздух поступает через всю перфорированную поверхность потолка, заполняя рабочую зону и оттесняя вниз красочный аэрозоль и пары растворителей, удаляемые через решетки в полу камеры (камеры с нижним отсосом).

Для обеспечения благоприятных условий труда в камерах с горизонтальным движением воздуха (с боковым отсосом) главным является правильное положение рабочего. Наиболее благоприятные условия труда достигаются, если маляр находится за пределами камеры и проводит окраску через рабочий проем. Исследования подтверждают, что эффективность местных отсосов от постов окраски находится в прямой зависимости от скоростей просасывания воздуха через рабочее место маляра, т.е. от интенсивности удаления вредных выделений из зоны дыхания рабочего. Установлено, что минимальная скорость, способная увлечь вредные выделения с рабочих мест при окраске в производственных камерах, приблизительно 0,5 м/с (а на напольных решетках при больших массах подтекающего к ним воздуха - 0,3 м/с).

Количество выделяющихся вредностей в помещение паров каждого растворителя и разжижителя можно определить по формуле:

g = m• G_кр • С (г/ч)

где G_кр - расход лакокрасочных материалов в г/ч; m - величина компонента растворителя или разжижителя в долях к весу лакокрасочных материалов; С - коэффициент испарения, значение которого принимаются: С = 0,3 ч 0,8 - при окраске масляными эмалями; С = 0,5 ч 1 - окраска нитроэмалями;

Весовой состав раствора в %-80

В краску вводится - 70% ацетона, 30% разжижителя;

кистевая окраска - 160-180 г/м²;

ацетон > m₁ = 0,8• 0,7 + 0,3 • 0,3 = 0,74

g = 0,74 • 160 • 0,74

Количество воздуха, удаляемого из камер (шкафов) с боковым отсосом, определяется по скорости всасывания воздуха в открытые проемы по формуле:

L = F V 3600 м3/ч ,

где F - суммарная площадь рабочих проемов;

V - средняя скорость воздуха в проемах, принимаемая в зависимости от способа окраски и состава лакокрасочных материалов по табл. 1.

Таблица 1. Расчетные скорости всасывания воздуха в проемах окрасочных камер с боковым отсосом

Метод нанесения	Лакокрасочные материалы	Расчетная скорость, м/с
Пневматическое распыление	Содержащие диизоцианаты, эпоксидные, полиуретановые и акриловые соединения	1,7
	Содержащие свинцовые соединения или ароматические углеводороды	1,3
	Не содержащие ароматические углеводороды и свинцовые соединения	1,0
Безвоздушное распыление	Содержащие свинцовые соединения или ароматические углеводороды	0,7
	Не содержащие ароматические углеводороды и свинцовые соединения	0,6
Электроручное распыление	Различные	0,4 - 0,5

Пневматическое распыление - лакокрасочный материал, захватываясь из емкости воздушной струей, распыляется, образуя факел красочного аэрозоля. Нанесение краски производится краскораспылителем, к которому подводится краска и сжатый воздух.

Безвоздушное распыление - лакокрасочный материал подается к соплу распылителя под высоким давлением (40-250 кг•с/см) и распыляется без помощи сжатого воздуха.

Лакокрасочный материал при выходе может быть нагрет до 40-100⁰С (безвоздушное распыление с нагревом лакокрасочного материала) и наносится под давлением 40-100 кг•с/см² или при температуре окружающего воздуха 18-25⁰С наносится под давлением 100-250 кг•с/см². Метод рекомендуется для окраски средних, крупных и слабокрупных деталей и изделий І и ІІ групп сложности, (при данном методе по сравнению с пневматическим распылением) сокращается удельный расход лакокрасочных материалов, сокращается расход растворителей и сокращается время окраски, повышается производительность труда в 1,5-2 раза.

Электроручное распыление (лакокрасочные материалы наносятся ручными электрокрасочными установками различных типов). Метод удобен при окраске мелких изделий любой конфигурации и изделий типа сеток, решеток. Метод электроокраски основан на переносе заряженных частиц в электрическом поле высокого напряжения, которое создается между двумя электродами, находящимися под разными потенциалами. Одним из электродов является окрашиваемое изделие, а другим (отрицательным) - распыляющее устройство, к которому подается высокое напряжение и лакокрасочный материал.

Количество вентиляционного воздуха (м³/ч) для камер с нижним отсосом определяется по формуле

L = gF,

где g - удельный расход воздуха на 1 м² площади пола камеры (м³/ч), принимаемый в зависимости от способа нанесения и состава лакокрасочных материалов по донным табл.2;

F - площадь камеры, м².

Таблица 2. Удельный расход на 1 м² площади пола камеры с нижним отсосом.

Метод нанесения	Лакокрасочные материалы	Расчетные объемы воздуха, м3/ч
Пневматический	Не содержащие свинец и ароматические углеводороды	1800
	Содержащие свинец и ароматические углеводороды	2200
Безвоздушный	Не содержащие свинец и ароматические углеводороды	1200
	Содержащие свинец и ароматические углеводороды	1500

Бескамерную окраску применяют в условиях производства крупных изделий мелкосерийного выпуска, когда использование окрасочных камер невозможно.

Сварочное производство.

Химический состав выделяющихся вредностей зависит в основном от состава сварочных материалов: проволоки, покрытий электродов, флюсов.

В ряде случаев существенное влияние на состав выделяющихся аэрозолей оказывает также способ сварки. Так при ручной сварке штучными электродами и полуавтоматической сварке в углекислом газе проволокой, идентичной по составу стержню электрода, количество окислов марганца в аэрозоле различное: при полуавтоматической сварке несколько выше, чем при ручной. Это можно объяснить тем, что в процессе сварки в углекислом газе пары марганца, выделяющиеся с открытой поверхности сварочной ванны, контактируют со свободными атомами кислорода, в то же время как при сварке покрытыми электродами их взаимодействие тормозится слоем шлака. При сварке преобладают такие профессиональные заболевания электросварщиков, как пневмокониозы и интоксикации марганцем.

Механизация сварочных работ во многом зависит от способа сварки, наличия сварочных материалов и аппаратуры, позволяющих выполнять автоматическую и полуавтоматическую сварку во всех пространственных положениях шва. За последние годы все большее значение приобретает сварка в среде углекислого и других защитных газов.

Сущность технологического процесса этого вида сварки заключается в том, что в зону дуги сварки из баллона или другого источника через сопло специальной горелки подается защитный газ. К защитным газам относятся аргон, гелий, азот, углекислый газ и др. Применяются два вида сварки в среде защитных газов: неплавящимся и плавящимся электродами.

Электросварка в среде защитных газов имеет ряд технологических, производственных и экономических преимуществ по сравнению с ручной электродуговой сваркой и завоевывает право на широкое внедрение.

Важнейшими преимуществами её являются: высокая тепловая мощность дуги, обеспечивающая скорость и производительность сварки, высокие механические сварного шва и его хороший вид, возможность сварки разнообразных и разнородных металлов и тонкостенных изделий. При сварке плавящимся электродом выделяется в большом количестве пыль, озон, окись углерода.

Более 50 % объема сварочных работ на предприятиях выполняется на нестационарных местах, на крупногабаритных изделиях; из них примерно половина - внутри закрытых объемов. Сварка на столах составляет лишь 10-15 % по числу занятых электросварщиков. Распространение сварочного аэрозоля по мере удаления от места сварки в горизонтальном и вертикальном направлении характеризуется резким падением концентрации. При ручной и полуавтоматической сварке достичь снижения концентрации аэрозоля на рабочем месте сварщика до допустимой средствами общеобменной вентиляции невозможно. Радикальным и экономичным решением является устройство местной вытяжки 1. Все устройства местной вытяжной вентиляции делятся на две основные группы:

1) для стационарных и

2) для нестационарных постов.

К наиболее надежным и экономичным конструкциям местных вытяжных устройств стационарных постов сварки относятся отсосы типа вытяжного шкафа. Практически полное улавливание пыли и газов при сварке в укрытии достигается при скорости входа воздуха через рабочий проем 0,5-0,7 м/с в зависимости от режима сварки и токсичности выделений, определяемой маркой применяемых электродов. Однако область использования вытяжных шкафов весьма ограничена; во многих случаях ограждения шкафа мешают выполнению технологических операций.

Широкое распространение при сварке на столах получили панели равномерного всасывания - наклонные и вертикальные. При сварке на сварочных столах деталей длиной не более 1 м, высотой до 0,5 м используется наклонная панель конструкции С.А.Чернобережского и панель конструкции Т.С.Карачарова. Наклонная панель крепится над сварочным столом с противоположной стороны от рабочего места сварщика под углом 45° к вертикали и на высоте 300 - 350 мм от поверхности стола, причем промежуток между столом и панелью закрывается, а сверху устанавливается горизонтальный козырек.

Во всасывающем отверстии панели установлены неподвижные металлические пластинки, которые уменьшают ее живое сечение до 25 % от габаритного. Благодаря этому создается достаточно равномерное скоростное поле, что приводит к лучшему улавливанию пыли и газов. Сварку следует производить на расстоянии не более 0,6 м по горизонтали от нижнего края панели. Расход воздуха на 1м габаритного сечения всасывающего отверстия составляет 3300 м /ч при скорости его 0,9 м/с.

В ряде случаев на практике более удобны вертикальные панели равномерного всасывания или нижние отсосы через решетку в плоскости стола. Для эффективного улавливания ими пыли и газов при тех же размерах свариваемых деталей объем удаляемого воздуха необходимо увеличить по сравнению с наклонной панелью соответственно на 25 и 100%, так как нагретый поток загрязненного воздуха следует отклонить от направления его естественного движения на 90 и 180° вместо 45 - 55° при наклонной панели. На стационарных стендах сварки изделий размером не более 2 м находят применение поворотно-подъемные воздухоприемники различной конструкции. К ним относятся воздухоприемники ЛИОТА. Подвижная часть приемника смонтирована на поворотном кронштейне, который позволяет отводить вытяжное устройство в сторону во время перестановки свариваемых изделий. С помощью неподвижного кронштейна все устройство крепится к стене или колонне. Приемник подвешивается на тросе к подвижной части воздуховода и с помощью этого троса и телескопического устройства может перемещаться по вертикали на 300 мм и поворачиваться на 360 . Необходимый объем удаляемого воздуха - 2000 м /ч.

При сварке однотипных конструкций на постоянных стендах, в частности на механизированных поточных линиях, эффективным и экономичным средством могут быть местные вытяжные устройства, встроенные в механическое сварочное оборудование.

В нестационарных условиях сварки, в частности при сборке крупногабаритных изделий, монтаже различных агрегатов, при работе внутри закрытых объемов, возможно использование пылегазоприемников, имеющих малые габариты, легко транспортабельных и фиксируемых вблизи места сварки.

При сварке в среде защитных газов плавящимся электродом применение вытяжных систем общего и местного назначения оказались малоэффективными, вследствие того, что газопылевыделения необходимо удалять из окружающей среды сварщика без нарушения газовой защиты зоны сварки. Основными элементами такой отсасывающей установки должны быть компактные пылегазоприемники. Требование компактности и возможно малых габаритов местных отсосов привело к необходимости создания пылегазоотсасывающих установок повышенного вакуума.

Для ручной сварки разработан малогабаритный переносной пылегазоприемник с пневматическим присосом - держателем, который позволяет быстро переносить и закреплять приемник вблизи свариваемого шва.

Действие присоса основано на использовании для крепления приемника, созданного вытяжным агрегатом разрежения. Присос - держатель монтируется за пылегазоприемником в легком и гибком, армированном пылесосном шланге. Основными элементами присоса - держателя являются: резиновая полусфера, диффузорный пережим и полая втулка. Экспериментальной проверкой в производственных условиях установлено, что при сварке в различных пространственных положениях удовлетворительный эффект пылегазоулавливания и надежное крепление пылегазоприемника достигается при объеме удаляемого воздуха 150 м³/ч. Радиус действия такого отсоса - 150 мм.

Перестановка приемника в процессе эксплуатации должна осуществляться регулярно - при каждой смене электродов при сварке горизонтальных швов, реже при сварке вертикальных и потолочных швов. При работе сварщика внутри закрытых отсеков, на перемещение приемника он затрачивает до 10% рабочего времени в зависимости от сложности выполнения электросварочных работ.

С целью обоснования исходных данных для разработки местных отсосов, встроенных в сварочные горелки, были изготовлены различные по конструкции пылегазоприемники. Экспериментально доказано, что при полуавтоматической сварке в углекислом газе горелкой, имеющей форму полукольца при силе Y = 200А направленный поток воздуха со скоростью в зоне сварки от 0,2 до 0,5 м/с не оказывает отрицательного влияния на качество сварного шва и в то же время способствует снижению концентрации сварочного аэрозоля на рабочем месте сварщика. Необходимый объем удаляемого воздуха зависит от высоты расположения всасывающего отверстия приемника. Подача углекислого газа для обеспечения качественной защиты сварного шва была 0,6 - 0,7 м /ч. За рубежом также уделяется внимание созданию «бездымных» полуавтоматических горелок для сварки в среде защитных газов.

Сборочно-сварочные цеха помимо систем местной вытяжки оборудуются общеобменной вентиляцией. Местными отсосами обычно обеспечивается 50-60% постов ручной сварки, причем средний коэффициент улавливания переносных местных отсосов составляет около 75%. Не обеспечиваются местной вытяжкой нестационарные посты полуавтоматической сварки. Поэтому в воздух цеха поступает сварочный аэрозоль, разбавление которого до допустимых концентраций является задачей систем общеобменной вентиляции. Приточные системы общеобменной вентиляции несут частично или полностью функцию воздушного отопления.

Воздухообмен рассчитывается на разбавление до предельно допустимых концентраций сварочного аэрозоля и его основных токсичных компонентов. Расчет производится для каждого вида используемого в цехе сварочного материала по суммарному выделению аэрозоля, а также по содержащимся в нем основным токсичным компонентам. Полученные значения воздухообмена должны быть просуммированы по каждому виду вредных выделений и большая сумма принята в качестве проектной производительности систем вентиляции цеха. По мнению некоторых гигиенистов, воздухообмены, рассчитанные по соединениям меди и цинка, следует суммировать, как воздухообмены для веществ однонаправленного действия.

Выбор рационального способа организации воздухообмена зависит от характера распространения в производственном помещении вредных выделений. Выбор схемы организации воздухообмена определяется также характером распределения концентрации аэрозоля в воздухе цеха вне сварочного факела. Исследования в действующих сборочно-сварочных цехах большого объема, оборудованных различными системами механической вентиляции, обеспеченных естественной вентиляцией или не имеющих организованной вентиляции, показали, что средняя запыленность воздуха в цехах на различных уровнях практически одинакова.

Характер распределения концентрации сварочного аэрозоля в воздухе производственного помещения таков, что воздухообмен в сборочно-сварочных цехах следует рассчитывать, исходя из полного количества выделяющегося аэрозоля (естественно за вычетом уловленного местными отсосами), принимая коэффициент эффективности воздухообмена равным единице.

Практическое постоянство концентраций аэрозоля по высоте цеха позволяет рекомендовать сосредоточенную подачу приточного воздуха как один из наиболее рациональных, экономичных и эстетичных способов раздачи воздуха. Этот способ раздачи желателен и с точки зрения обеспечения равномерной температуры в объеме помещения приточно-отопительными системами. В результате исследований было установлено также, что концентрация пылевых частиц около рабочего места сварщика зависит и от степени запыленности воздуха во всем производственном помещении. Наилучшие условия для работы сварщика создаются тогда, когда стационарные сварочные посты находятся в конце воздушного потока, создаваемого приточно-вытяжной вентиляцией.

При общей вентиляции для повышения ее эффективности создаются параллельные потоки воздуха. Общая вентиляция на основе параллельных потоков воздуха производится тремя способами: вентиляция с параллельными горизонтальными потоками воздуха, вентиляция с параллельными, направленными вверх потоками воздуха и вентиляция с параллельными, направленными вниз потоками воздуха.

В Японии во вновь построенных сварочных цехах фирмы «Хитати дзосэн» применена вентиляция с параллельными потоками, направленными вверх (дутье вверх). При этом параллельные потоки и сварочный дым перемещаются в одном направлении, что благоприятно сказывается на удалении дыма. Для повышения эффективности необходимо, чтобы масса параллельных потоков была меньше или равна количеству удаляемых газов в помещении.

С помощью продувочных вентиляторов, установленных под полом цеха, происходит подача свежего воздуха снаружи в цех через вентиляционные решетки на полу со скоростью 4,5 м/с. Свежий воздух, растекаясь над решеткой, образует параллельно направленные вверх потоки воздуха, которые захватывают сварочный дым.

Помимо газов и аэрозолей, не исключена возможность загрязнения воздуха и другими веществами. Например, при ремонтной сварке цистерн для перевозки жидких углеводородов возможно появление огнеопасных и взрывоопасных паров и газов.

Такие резервуары перед началом сварочных работ тщательно очищаются. Если предварительная подготовка резервуара оказалась безуспешной, необходимо резервуар заполнить или водяным паром, или защитным газом (азотом, двуокисью углерода). Для надежной защиты сварщика или газорезчика, работающих внутри резервуара, необходимо обеспечить обязательный отсос газов и дыма от места работы, а также приток свежего воздуха. Длина воздушного шланга при этом не должна превышать 15 м. При концентрации токсичных газов, превышающей 2об %, сварщик должен немедленно покинуть резервуар, даже, если он снабжен защитной маской с фильтрами. Очень удобна для работы в закрытых резервуарах специальная маска для сварщика, разработанная институтом охраны труда ГДР, снабженная легким шлангом для подачи под небольшим напором чистого воздуха непосредственно к органам дыхания работающего.

Совершенно недопустимо подавать внутрь резервуара чистый КИСЛОРОД, ибо он может адсорбироваться на спецодежде сварщика, и при попадании случайных искр способствовать мгновенному возгоранию одежды. Сварщик, работающий в закрытом резервуаре или в узком помещении, должен быть одет в чистую спецодежду.

Выводы

? неблагоприятные условия воздушной среды помещений, помимо нарушения здоровья работающих и повышения производительности труда, могут отрицательно влиять на состояние оборудования и строительных конструкций;

? борьба с загрязнением воздуха должна идти в первую очередь по пути совершенствования технологических процессов и оборудования;

? борьбу с вредностями ведут при помощи вентиляции (местной и общеобменной);

? местная вытяжная вентиляция предназначена для улавливания и удаления загрязненного воздуха непосредственно от мест образования или выхода вредных выделений.

Если источники выделения не могут быть в полной мере локализованы действием местной вытяжной вентиляции, то осуществляют общеобменную вытяжную вентиляцию.

Плазменная резка и напыление металлов. Плазменная обработка металлов относится к прогрессивным технологическим процессам, однако в нашей стране, к сожалению, она еще не получила большого применения.

Плазма -- высокоионизированный и электропроводящий нагретый газ. Он образуется при помощи генератора, основной частью которого является электродуговая горелка, представляющая камеру с узким отверстием для выхода плазмы. Плазмообразующий газ (азот, аргон, водород) подают в камеру и создают разность потенциалов. Температура плазменной струи колеблется от 6000 до 30000⁰ С. В плазменную струю и камеру вводится напыляемый материал в виде порошка или проволоки. В качестве напыляемого материала чаще всего применяют металлы -- вольфрам, цирконий, окись алюминия и др.

При плазменном напылении и резке металлов действуют следующие вредные факторы: шум, пыль, газы, тепловая и ультрафиолетовая радиация. Шум при плазменной обработке металлов аэродинамического происхождения. Он возникает вследствие прохождения плазмы со сверхзвуковой скоростью через узкое отверстие сопла горелки. Интенсивность шума зависит от режима сварки и природы плазмообразующего газа: при аргоне он составляет 117 ДБ, а при смеси аргона с водородом -- 130 ДБ.

Плазменно-дуговая резка сопровождается выделением в воздух пыли. Количество и состав пыли зависит от марки разрезаемой стали. Выделяемые газы - окислы азота, окись углерода. Концентрация пыли в зоне дыхания газорезчика при отсутствии местного отсоса достигает 40-80 мг/м³, причем с увеличением толщины разрезаемого металла она повышается, пыль содержит большое количество окислов марганца. Электрическая дуга и плазменная струя являются источником излучения инфракрасной и ультрафиолетовой радиации, а также светового потока большой яркости. Основная масса пылегазового облака при плазменной резке уходит вместе с факелом газов под разрезаемый лист. Наиболее эффективное удаление вредных примесей из зоны дыхания рабочего достигается рациональной конструкцией местного отсоса. Наиболее эффективной конструкцией является раскроечный стол с нижним отсосом вредностей.

? Улучшение условий труда гальванических цехов.

1. Профессиональные вредности, выделяющиеся в гальваническом цехе.

Защита черных металлов от коррозии приобретает все большее значение в народном хозяйстве. Большой удельный вес в общей системе мероприятий по защите черных металлов от коррозии занимают гальванические покрытия цветными металлами и металлическими окислами.

Технологические операции, выполняемые в гальванических цехах, весьма разнообразны. Они основаны на химических или электрохимических процессах, для проведения которых в гальванических цехах применяется постоянный токбольшой мощности.

Весь цикл операций гальванического цеха в основном можно разделить на три части:

а) подготовка изделий под покрытие -- обезжиривание деталей, очистка их от окалины, коррозии, неровностей, шероховатостей;

б) электрическое покрытие -- хромирование, цинкование, никелирование, меднение, кадмирование, оксидирование, и т.д;

в) обработка деталей после покрытия -- полирование, пропитка.

Процесс обезжиривания связан с применением вредных веществ. На обезжиривание часто поступают детали, загрязненные минеральными маслами, которые приходится удалять с помощью органических растворителей.

Обезжиривание растворы подогревают до 70°С. При этом интенсивно выделяются пары воды, несущие следы щелочи, которые образуют туман. При работе по обезжириванию деталей возможно поражение обслуживающего персонала при контакте с растворами и парами вредных обезжиривающих и пассивирующих веществ и растворителей (едкие щелочи, дихлорэтан, трихлорэтилен).

Кратковременное вдыхание паров трихлорэтилена при малых его концентрациях вызывает головокружение и шум в голове.

Травление металлических изделий производится для удаления с их поверхности окалины, ржавчины, загрязнений с целью подготовки их для последующей прокатки, волочения, штамповки или для нанесения декоративных и защитных покрытий. Травление производится преимущественно водными растворами серной, соляной кислоты и их смесью.

После травления изделия промываются в горячей и холодной воде и нейтрализуются в водном растворе соды. Температура растворов 70-90°.

Травление металла сопровождается: 1) обильным выделением водяных паров из травильных ванн и из ванн промывки и нейтрализации, а также с поверхности вынимаемых из ванн материалов при перемещении их в другие ванны; 2) выделением полых капель-пузырьков водорода, заключенного в пленку из жидкости, находящейся в ванной (раствора серной кислоты). Пузырьки газа, поднимаясь над ванной и лопаясь, насыщают воздух мельчайшими частичками кислоты. Травление может сопровождаться выделением мышьяковистого водорода, если применяется плохо очищенная кислота с примесью мышьяковистой кислоты. Выделение указанных вредностей происходит с зеркала ванн и с поверхности травильных изделий. При травлении чугуна образуются вредные для здоровья сернистые соединения. Сильно токсичны пыль и соединения бериллия. При травлении концентрации вредных выделений по СН 245-71 следующие: серная кислота (туманообразная) - 1 мг/м³, хромовый ангидрид - 0,1 мг/м³.

Для удаления вредных выделений с поверхности ванн наилучшими являются бортовые отсосы. Идеальным способом удаления вредных выделений являлось бы полное укрытие мест выделения их, при этом необходимо оставлять отверстия для отсасывания загрязненного воздуха из рабочей зоны. Тогда в укрытия было бы всегда разрежение, которое препятствовало бы утечке вредностей в помещении. Однако технология производства требует открытых поверхностей. При этом скорости в рабочем отверстии шкафа, расположенного над ваннами травления рекомендуется порядка 0,7 м/с.

Выбор типа бортового отсоса зависит от размеров изделий, погружаемых в ванну. Если выделяющаяся вредность обладает подъемной силой (ванна с нагретыми растворами, ванны с растворами комнатной температуры, но выделяющиеся газы легче воздуха, например, водород), то над ванной образуется восходящий поток. Этот поток транспортирует вредность и распространяет ее по помещению. Задача бортового отсоса заключается в том, чтобы направить образующийся поток к вытяжному отверстию и там его уловить. При бортовых отсосах имеет место взаимодействие скоростей, создаваемых подъемной силой и подсасыванием. Двусторонние бортовые отсосы рекомендуется устраивать при ширине ванны 0,8 м и более.

В последнее время находят применение опрокинутые бортовые отсосы, у которых всасывающие отверстия расположены параллельно зеркалу ванны. Сфера действия опрокинутого отсоса при одинаковых расходах более обширна по сравнению с обычными. Опрокинутые бортовые отсосы вызывают уменьшение полезной ширины ванны примерно на 20% и понижение уровня электролита в ванне. Предварительными расчетами и по данным исследований Московского института охраны труда было установлено, что при одинаковой полезной эффективности объемы отсасываемого воздуха через бортовые опрокинутые отсосы составляют в среднем 50% объемов вытяжки через обычные бортовые отсосы. При эксплуатации опрокинутых бортовых отсосов, так как на них налипают сгустки хромового ангидрида, уменьшающие живое сечение.

Бортовые отсосы эффективны только для удаления вредностей, выделяющихся с поверхности ванн. После извлечения из ванн на участке хромирования, никелирования, оксидирования детали некоторое время находятся в приподнятом положении над ней, чтобы дать возможность раствору стечь обратно в ванну. В данном случае бортовые отсосы не в состоянии захватить выделений с поверхности деталей, когда они вынуты из ванны, а также при перемещении из одной ванны в другую. Так как поверхность вынимаемых деталей невелика, то вредные выделения могут раствориться приточным воздухом. Организованный приток принимаем на концентрации вредных выделений по СН 245-71 следующие: серная кислота (туманообразная) - 1 мг/м³, хромовый ангидрид - 0,1 мг/м³.

Для удаления вредных выделений с поверхности ванн наилучшими являются бортовые отсосы. Идеальным способом удаления вредных выделений являлось бы полное укрытие мест выделения их, при этом необходимо оставлять отверстия для отсасывания загрязненного воздуха из рабочей зоны. Тогда в укрытия было бы всегда разрежение, которое препятствовало бы утечке вредностей в помещении. Однако технология производства требует открытых поверхностей. При этом скорости в рабочем отверстии шкафа, расположенного над ваннами травления рекомендуется порядка 0,7 м/с.

Выбор типа бортового отсоса зависит от размеров изделий, погружаемых в ванну. Если выделяющаяся вредность обладает подъемной силой (ванна с нагретыми растворами, ванны с растворами комнатной температуры, но выделяющиеся газы легче воздуха, например, водород), то над ванной образуется восходящий поток. Этот поток транспортирует вредность и распространяет ее по помещению. Задача бортового отсоса заключается в том, чтобы направить образующийся поток к вытяжному отверстию и там его уловить. При бортовых отсосах имеет место взаимодействие скоростей, создаваемых подъемной силой и подсасыванием. Двусторонние бортовые отсосы рекомендуется устраивать при ширине ванны 0,8 м и более.

В последнее время находят применение опрокинутые бортовые отсосы, у которых всасывающие отверстия расположены параллельно зеркалу ванны. Сфера действия опрокинутого отсоса при одинаковых расходах более обширна по сравнению с обычными. Опрокинутые бортовые отсосы вызывают уменьшение полезной ширины ванны примерно на 20% и понижение уровня электролита в ванне. Предварительными расчетами и по данным исследований Московского института охраны труда было установлено, что при одинаковой полезной эффективности объемы отсасываемого воздуха через бортовые опрокинутые отсосы составляют в среднем 50% объемов вытяжки через обычные бортовые отсосы. При эксплуатации опрокинутых бортовых отсосов, так как на них налипают сгустки хромового ангидрида, уменьшающие живое сечение.

Бортовые отсосы эффективны только для удаления вредностей, выделяющихся с поверхности ванн. После извлечения из ванн на участке хромирования, никелирования, оксидирования детали некоторое время находятся в приподнятом положении над ней, чтобы дать возможность раствору стечь обратно в ванну. В данном случае бортовые отсосы не в состоянии захватить выделений с поверхности деталей, когда они вынуты из ванны, а также при перемещении из одной ванны в другую. Так как поверхность вынимаемых деталей невелика, то вредные выделения могут раствориться приточным воздухом. Организованный приток принимаем на 10-15% меньше вытяжки для воспрепятствования проникновению воздуха из этих отделений в смежные помещения. Приточный воздух нагнетается в рабочую зону помещений на высоте 2,5 м от пола, распределяется равномерно по всему помещению и выпускается из приточных отверстий с малыми скоростями. При подаче воздуха из отверстий воздуховодов следует стремиться распределить его на обе стороны помещения. В отверстиях устанавливают направляющие щитки (плоские лопатки). Площадь сечения отверстий следует выбирать из расчета в них скоростей не больше 2 м/с. При вынимании гильз из травильных ванн с температурой 60° происходит интенсивное испарение с поверхности изделий. Так как их суммарная поверхность велика, расчет общеобменной вентиляции производится по теплу и влаге.

Вытяжку из верхней зоны предусматриваем в размере 1-1,5 кратного объема помещения в час, вытяжку из верхней зоны принимаем естественной через открываемые фрамуги.

Для ограничения образующегося над ванными тумана, для защиты зеркала открытых отделочных ванн от испарения, выделения агрессивных паров и потери тепла применяют различные средства. Такими средствами могут служить плавающие на поверхности электролита стеклянные или пластмассовые пустотелые шарики, которые полностью укрывают «зеркало» ванны. Выделяющиеся пузырьки газообразного водорода и кислорода, встречаясь с шариками, лопаются и освобождаются от уносимых ими частиц электролита. Такую же роль могут сыграть цилиндрики из пластмассы и пенопласта, плавающие на поверхности электролита. Защитные слои следует рассматривать как вспомогательное средство и они не могут заменить бортовые отсосы, особенно у таких ванн, как ванны хромирования, ванны травления. Применение укрытия пластмассовыми шариками зеркала испарения ванн гальванического цеха, позволяет упростить вентиляционные устройства и улучшить санитарно-гигиенические условия труда.

Расчет воздухообмена для гальванического участка

Рассчитать бортовой отсос -- значит найти тот необходимый и достаточный расход воздуха, т.е. высоту щели отсоса и скорости в ней, который гарантировал бы наиболее полное улавливание вредности.

Расход воздуха на бортовые отсосы зависит от скорости восходящих, потоков над ванной. Чем выше разность температур раствора ванны t_b и помещения t_n, т. е. t_b - t_n, тем значительнее скорость тепловых потоков над поверхностью ванны и тем больше расход воздуха на бортовые отсосы. Расход воздуха зависит также от токсичности выделяющихся паров и газов.

При этом рекомендуются следующие правила для проектирования:

а) ванны оборудованы двухбортовыми опрокинутыми отсосами, как наиболее экономичными и устойчивыми в отношении расхода воздуха и сдува спекторов вредностей посторонними токами воздуха и устойчивыми при понижении раствора;

б) подвижность воздуха в помещении принимаем = 0,4 м/сек. Объем воздуха, удаляемый однобортовыми, двухбортовыми и опрокинутыми отсосами определяем по формуле МИОТ (Московский институт охраны труда);

где б - удельный расход воздуха, отнесенный к корню кубическому из разности температур жидкости ванны и воздуха в помещении, определяется по графикам, в м /час;

t - разность температур жидкости ванны и воздуха в помещении °С;

k_n - коэффициент, учитывающий расстояние от зеркала жидкости до борта ванны, выбираем из таблицы 1;

k_v - коэффициент, учитывающий подвижность воздуха в помещении, определяем по графикам;

l - длина ванны в м;

k_t - коэффициент, учитывающий токсичность выделяющихся вредностей.

Использованная литература

1. В.А.Кострюков. Отопление и вентиляция, ч.2. Изд. Москва, 1965 г.

2. В.В.Батурин. Основы промышленной вентиляции. Изд. ВЦСПС, 1956г.

3. Санитарные правила при сварке, наплавке и резке металлов, Москва, 1970 г.

4. С.А.Рысин. Вентиляционные установки машиностроительных заводов. Справочник. МашГиЗ. 1961 г.

5. М.И.Гримитлин, О.Н.Тимофеева. Вентиляция и отопление. Изд. «Судостроение», Ленинград, 1978 г.

6. О.Н.Тимофеева. Местная вытяжная вентиляция при электросварочных работах. Профиздат, 1961 г.

7. Экспресс - информация «Сварка», ВИНИТИ, 1974 г., № 9.

Размещено на Allbest.ru

...