Сварка переменным модулированным током деталей газопровода

Таблица 4.5 - Интерактивная матрица угроз и сильных сторон проекта

Сильные стороны проекта
Угрозы проекта		С 1	С 2	С 3	С 4	С 5
	У 1	-	-	-	+	+
	У 2	+	-	-	-	-

При анализе данной интерактивной таблицы можно выявить следующие коррелирующие сильных сторон и угроз: У 1С 4С 5, У 2С 1.



Таблица 4.6 - Интерактивная матрица угроз и слабых сторон проекта

		Сл 1	Сл 2
Угрозы проекта	У 1	+	+
	У 2	-	+

При анализе данной интерактивной таблицы можно выявить следующие коррелирующие слабых сторон и угроз: У 1Сл 1Сл 2, У 2Сл 2.

4.3 Определение возможных альтернатив проведения научных исследований

Возможные варианты решения технической задачи:

1) А 1Б 1В 1 - В первом случае, применяем сварку на постоянном токе это связанно со стандартными рекомендациями, высокой концентрацией тепловой мощности, наиболее эффективно сваривать металл на постоянном токе обратной полярности, увеличивается стабильность горения дуги, хорошее качество сварного шва

2) А 2Б 2В 2 - Во втором случае, применяем модуляцию в постоянном токе это связанно с тем, что при данном методе достигается мелкозернистость металла шва, что увеличивает его прочностные свойства, а это в свою очередь увеличивает долговечность эксплуатирования трубопроводов.

Таблица 4.7 - Морфологическая матрица методов получения качественного сварного шва

	1	2
А. Вид сварки	На постоянном токе	На постоянном модулированным током
Б. Вид полярности тока	Обратная	Униполярная
В. Вид используемых электродов	LB 52U	LB 52U



4.4 Планирование научно-исследовательских работ

4.4.1 Структура работ в рамках научного исследования

Таблица 4.8 - Перечень этапов, работ и распределение исполнителей

Основные этапы	№	Содержание работ	Должность
	раб		исполнителя
Создание темы	1	Составление и утверждение	Научный
проекта		темы проекта	руководитель
	2	Анализ актуальности темы
Выбор	3	Поиск и изучение материала	Студент
направления		по теме
исследования
	4	Выбор направления	Научный
		исследований	руководитель,
	5	Календарное планирование	студент
		работ
Теоретические	6	Изучение литературы по теме
исследования	7	Подбор нормативных
		документов	Студент
	8	Изучение свойств сварных соединений полученных с
		использованием переменного
		прямоугольного тока.
Практические	9	Наплавка на металл трубы.
исследования	10	Изучение результатов
		проведенной обработки	Студент
Оценка	11	Анализ результатов	Научный
полученных			руководитель,
результатов			студент
	12	Заключение	Научный
			руководитель,
			студент



4.4.2 Определение трудоемкости выполнения работ

,

где - ожидаемая трудоемкость выполнения i-ой работы чел. - дн.;

- минимально возможная трудоемкость выполнения заданной i-ой работы (оптимистическая оценка: в предположении наиболее благоприятного стечения обстоятельств), чел. - дн.;

- максимально возможная трудоемкость выполнения заданной

i -ой работы (пессимистическая оценка: в предположении наиболее неблагоприятного стечения обстоятельств), чел. - дн.

Исходя из ожидаемой трудоемкости работ, определяется продолжительность каждой работы в рабочих днях T_pi, учитывающая параллельность выполнения работ несколькими исполнителями. Такое вычисление необходимо для обоснованного расчета заработной платы, так как удельный вес зарплаты в общей сметной стоимости научных исследований составляет около 65 %.

,

где - продолжительность одной работы, раб. дн.;

- ожидаемая трудоемкость выполнения одной работы, чел. - дн.;

- численность исполнителей, выполняющих одновременно одну и ту же работу на данном этапе, чел.

4.4.3 Разработка графика проведения научного исследования

Диаграмма Ганта - горизонтальный ленточный график, на котором работы по теме представляются протяженными во времени отрезками, характеризующимися датами начала и окончания выполнения данных работ.

Для удобства построения графика, длительность каждого из этапов работ из рабочих дней следует перевести в календарные дни. Для этого необходимо воспользоваться следующей формулой:

,

где - продолжительность выполнения i-й работы в календарных днях;

- продолжительность выполнения i-й работы в рабочих днях;

- коэффициент календарности.

Коэффициент календарности определяется по следующей формуле:

,

где =365 - количество календарных дней в году;

=104 - количество выходных дней в году;

=14? количество праздничных дней в году.

.

Таблица 4.10 - Календарный план-график проведения ВКР по теме

№	Вид работ	Исполнители	Tki, кал.дн.	Продолжительность выполнения работ
				Март	Апрель	Май
				1	2	3	1	2	3	1	2	3
1	Составление и утверждение темы проекта	Руководитель	3
2	Анализ актуальности темы	Рук. - студ.	2
3	Поиск и изучение материала по теме	Студ. - рук.	2
4	Выбор направления исследований	Руководитель	2
5	Календарное планирование работ	Руководитель	3
6	Изучение литературы по теме	Студент	15
7	Проведение экспериментов	Студ. - рук.	5
8	Изучение результатов	Студент	3
9	Проведение расчетов по теме	Студент	10
10	Анализ результатов	Студ. - рук.	3
11	Вывод по цели	Студент	4

- студент; - руководитель.

4.5 Бюджет научно-технического исследования (НТИ)

При планировании бюджета НТИ должно быть обеспечено полное и достоверное отражение всех видов расходов, связанных с его выполнением. В процессе формирования бюджета НТИ используется следующая группировка затрат по статьям:

- материальные затраты НТИ;

- затраты на специальное оборудование для научных (экспериментальных) работ;

- основная заработная плата исполнителей темы;

- дополнительная заработная плата исполнителей темы;

- отчисления во внебюджетные фонды (страховые отчисления);

- затраты научные и производственные командировки;

- контрагентные расходы;

- накладные расходы.

4.5.1 Расчет материальных затрат НТИ

Расчет материальных затрат осуществляется по следующей формуле:

,

где m - количество видов материальных ресурсов, потребляемых при выполнении научного исследования;

N_расхi - количество материальных ресурсов i-го вида, планируемых к использованию при выполнении научного исследования (шт., кг, м, м2 и т.д.);

- цена приобретения единицы i-го вида потребляемых материальных ресурсов (руб./шт., руб./кг, руб./м, руб./м2 и т.д.);

- коэффициент, учитывающий транспортно-заготовительные расходы.

Таблица 4.11 - Материальный затраты

Наименование	Единица измерения	Количество	Цена за ед., руб.	Затраты на материалы, (Зм), руб.
		Исп.	Исп	Исп.	Исп.	Исп.	Исп.	Исп.	Исп.	Исп.
		1	2	3	1	2	3	1	2	3
Бумага	лист	150	100	130	2	2	2	345	230	169
Картридж для принтера	шт.	1	1	1	1000	1000	1000	1150	1150	1150
Интернет	М/бит (пакет)	1	1	1	350	350	350	402,5	402,5	402,5
Ручка	шт.	1	1	1	20	20	20	23	23	23
Дополнительная литература	шт.	2	1	1	400	350	330	920	402,5	379,5
Тетрадь	шт.	1	1	1	10	10	10	11,5	11,5	11,5
		Итого					2852	2219,5	2135,5

4.5.2 Расчет затрат на специальное оборудование для научных (экспериментальных) работ

В данную статью включают все затраты, связанные с приобретением специального оборудования (приборов, контрольно-измерительной аппаратуры, стендов, устройств и механизмов), необходимого для проведения работ по конкретной теме.

При приобретении спецоборудования необходимо учесть затраты по его доставке и монтажу в размере 15 % от его цены.

4.5.3 Расчет фонда заработной платы

Заработная плата определяется в соответствии с количеством отработанного времени по теме и установленным штатно-должностным окладом [15]. Для техника (дипломника) месячный оклад составляет Збт=6595 руб/мес, для руководителя (ассистента с ПКГ ППС 1) - Збп =17272 руб/мес.

Заработная плата рассчитывается по формуле 4.7 [15]:

, (4.7)

где З_осн - основная заработная плата;

З_доп - дополнительная заработная плата.

Основная заработная плата (З_осн) руководителя (лаборанта, инженера) рассчитывается по следующей формуле 4.8 [15]:

, (4.8)

где З_осн - основная заработная плата одного работника;

Т_р - продолжительность работ, выполняемых научно-техническим работником, раб. дн.;

З_дн - среднедневная заработная плата работника, руб.

Среднедневную заработную плату можно рассчитать по формуле 4.9, [15]:

, (4.9)

где З_м - месячный должностной оклад работника, руб.;

Т - количество рабочих дней в месяце. Принимаем 6- дневную рабочую систему, значит Т=26 дней.

Месячный должностной оклад работника [15]:

, (4.10)

где З_б - базовый оклад, руб.;

k_р - районный коэффициент, равный 1,3 (для Томска).

Теперь рассчитываем месячную заработную плату работников проекта:

З_мт = 6595•1,3=8573,5 руб.;

З_мп = 17272•1,3=22454 руб.

Определяем среднедневную заработную плату:

руб.;

руб.

Основную заработную плату определим с допущением, что на данный проект его работники затратили 116 полных рабочих дней (8 часов в день):

З_осн.т=329,75•116=38251 руб.;

З_осн.т=864•116=100224 руб.

Результаты расчета фонда заработной платы представлены в таблице 4.13.

Таблица 4.13 - Фонд заработной платы

Исполнитель	Число исполнителей	Трудоемкость выполнения работы Тисп, д	Заработная плата по тарифной ставке руб./мес.	Среднедневная заработная плата, руб	Основная заработная плата исполнителя ЗПосн, руб.	Месячный должностной оклад, руб
Дипломник (техник)	1	116	6595	329,75	38251	8573,5
Руководитель (к.т.н.)	1	116	17272	864	100224	22454
Итого:	2	232			138475

В данном разделе были определены затраты на фонд заработной платы, который равен 138475 рублей.

4.5.4 Расчет дополнительной заработной платы

Дополнительная заработная плата рассчитывается исходя из 10-15 % от основной заработной платы, работников, непосредственно участвующих в выполнение темы [15]:

, (4.11)

где З_доп - дополнительная заработная плата, руб.;

k_доп - коэффициент дополнительной зарплаты;

З_осн-основная заработная плата, руб.

Принимаем коэффициент дополнительно зарплаты равным 0,1 и получаем:

руб.;

руб.;

В данном разделе был сделан расчет дополнительной заработной платы. Итоговая сумма дополнительной заработной платы участников проекта равна 13847 рублей.

4.5.5 Расчет отчислений во внебюджетные фонды

Также необходимо рассчитать отчисления во внебюджетные фонды (социальные нужды) по формуле 4.12 [15]:

, (4.12)

где k_внеб - коэффициент отчислений на уплату во внебюджетные фонды (пенсионный фонд, фонд обязательного медицинского страхования и пр.). Принимаем k_внеб=0.302.

Отчисления с основной заработной платы:

С_внеб.т=0,302•138475=41820 руб.

Отчисления с основной дополнительной заработной платы:

С_внеб.п=0,302•13847=4182 руб.

В данном разделе был сделан расчет отчислений во внебюджетные фонды. Итоговая сумма отчислений равна 46002 рублей.

4.5.6 Расчет накладных расходов

Накладные расходы учитывают прочие затраты организации, не

попавшие в предыдущие статьи расходов: печать и ксерокопирование

материалов исследования, оплата услуг связи, электроэнергии, почтовые и телеграфные расходы, размножение материалов и т.д. Их величина определяется по следующей формуле:

, (4.13)

где k_накл - коэффициент накладных расходов. Принимаем k_накл=0.16.

Накладные расходы составляют 16 % от суммы основной и дополнительной заработной платы, работников, непосредственно участвующих в выполнение темы.

Расчет накладных расходов ведется по следующей формуле 4.13 [15]:

С_накл.т=0,16•(7207+138475+13847+46002+8229)/7= 4886 руб.

В данном разделе был сделан расчет накладных расходов.

4.5.7 Формирование бюджета затрат НТИ

Расчет сметы затрат на разработку приведены в таблице 4.14.

Таблица 4.14 - Смета затрат на разработку технологического процесса

Статья затрат	Сумма затрат, руб.
Материальные затраты НТИ	7207
На спец.оборудование	8229
Основная заработная плата	138475
Дополнительная заработная плата	13847
Отчисления во внебюджетные фонды	46002
Накладные расходы	4886
Итого	218646

В данном разделе были определены основные источники расходов для реализации данного проекта. Всего потребуется 218646 рублей.

4.6 Определение ресурсной (ресурсосберегающей), финансовой, бюджетной, социальной и экономической эффективности исследования

Определение эффективности происходит на основе расчета интегрального показателя эффективности научного исследования. Его нахождение связано с определением двух средневзвешенных величин: финансовой эффективности и ресурсоэффективности.

Интегральный финансовый показатель разработки определяется как:

,

Где - интегральный финансовый показатель разработки;

- стоимость i-го варианта исполнения;

- максимальная стоимость исполнения научно-исследовательского проекта (в т.ч. аналоги).

.

,

где - интегральный показатель ресурсоэффективности для i-го варианта исполнения разработки; a_i - весовой коэффициент i-го варианта исполнения разработки; b_ia, b_ip - бальная оценка i-го варианта исполнения разработки, устанавливается экспертным путем по выбранной шкале оценивания; n - число параметров сравнения.

Расчет интегрального показателя ресурсоэффективности рекомендуется проводить в форме:

Iр?исп 1 = 5 • 0,2 + 4 • 0,2 + 4 • 0,15 + 5 • 0,2 + 5 • 0,1 + 4 • 0,15 = 4,5;

Iр?исп 2 = 5 • 0,2 + 4 • 0,2 + 4 • 0,15 + 5 • 0,2 + 5 • 0,1 + 4 • 0,15 = 4,5;

Iр?исп 3 = 4 • 0,2 + 5 • 0,2 + 5 • 0,15 + 5 • 0,2 + 5 • 0,1 + 5 • 0,1 = 4,55.

Интегральный показатель эффективности вариантов исполнения разработки (I_испi.) определяется на основании интегрального показателя ресурсоэффективности и интегрального финансового показателя по формуле:

,

Сравнение интегрального показателя эффективности вариантов исполнения разработки позволит определить сравнительную эффективность проекта (см. таблицу 4.15) и выбрать наиболее целесообразный вариант из предложенных. Сравнительная эффективность проекта (Э_ср):

.

Таблица 4.15 - Сравнительная эффективность разработки

№ п/п	Показатели	Исп.1	Исп.2	Исп.3
1	Интегральный финансовый показатель разработки	0,8	1	0,52
2	Интегральный показатель ресурсоэффективности разработки	4,5	4,5	4,55
3	Интегральный показатель эффективности	5,625	4,5	8,75
4	Сравнительная эффективность вариантов исполнения	0,64	0,51	1

Сравнив значения интегральных показателей эффективности можно сделать вывод, что реализация технологии в третьем исполнении является более эффективным вариантом решения задачи, поставленной в данной работе с позиции финансовой и ресурсной эффективности.



5. Социальная ответственность

В бакалаврской работе проводятся исследования свойств сварных соединений, полученных с использованием постоянного модулированного тока, поэтому в работе приводится анализ вредных и опасных факторов характерных именно для этой сферы производственной деятельности.

В процессе сварки, сварщик, подвержен воздействиям комплекса опасных и вредных производственных факторов различной природы: излучение, сварочные аэрозоли, искры и брызги расплавленного металла и шлака, электромагнитные поля, газы, сильный акустический эффект. Все вышеперечисленные факторы вызывают болезни либо отклонения в здоровье человека.

В этом разделе определены потенциально вредные и опасные факторы, выявлен источник их появления, приведены нормативные документы, определяющие предельно-допустимый уровень или предельно-допустимую концентрацию, а также предложены мероприятия по технике безопасности и производственной санитарии, направленные на снижение или устранение опасных и вредных факторов. Также описаны мероприятия по противопожарной профилактике, охране окружающей среды и чрезвычайным ситуациям [16].

5.1 Анализ вредных и опасных производственных факторов и перечень мероприятий по их устранению

Процессы сварки, наплавки и резки металлов являются источниками образования опасных и вредных факторов, способных оказывать неблагоприятное воздействие на работников.

К опасным и вредным производственным факторам относятся:

- твердые и газообразные токсические вещества в составе сварочного аэрозоля,

- интенсивное излучение сварочной дуги в оптическом диапазоне (ультрафиолетовое, видимое, инфракрасное),

- интенсивное тепловое (инфракрасное) излучение свариваемых изделий и сварочной ванны,

- искры, брызги и выбросы расплавленного металла и шлака,

- электромагнитные поля,

- шум,

- статическая нагрузка [16].

5.1.1 Повышенный уровень шума

Шум на рабочих местах при дуговой сварке является фантором умеренной интенсивности. Источники шума - сварочная дуга, источники питания, плазмотроны, пневмоприводы.

Чрезмерный шум в процессе сварки приводит к повреждению слуха сварщика. Высокий уровень шума также вызывает нервное напряжение и увеличивает кровяное давление, и может способствовать развитию болезней сердца.

Согласно СанПиН 2.2.4.3359-16 "Санитарно-эпидемиологические требования к физическим факторам на рабочих местах" нормативным эквивалентным уровнем звука на рабочих местах является 80дБА [17].

Для снижения шума, создаваемого оборудованием, это оборудование целесообразно помещать в звукоизолирующие ограждения. Технологическое и вентиляционное оборудование, создающее шум и вибрацию, нужно устанавливать на виброизолирующие основания. Присоединение воздуховодов к вентиляторам следует выполнять с помощью виброизолирующих брезентовых вставок. Создающие высокие уровни шума вентиляторы высокого давления и вакуум-насосы необходимо устанавливать в отдельных звукоизолированных помещениях.

Для защиты органов слуха от шума рекомендуется пользоваться индивидуальными средствами защиты - противошумными наушниками или вкладышами (ГОСТ 15762-70 Средства индивидуальной защиты от шума. Технические требования). Для защиты от высокочастотного шума эффективны наушники ВЦНИИОТ-2, наушники ПН-2К, также вкладыши "Беруши".

5.1.2 Недостаточное освещение

Сварщикам приходится выполнять операции, различающиеся по точности зрительной работы: разметку, сборку, чтение чертежей, сварку, контроль сварных соединений и др. Наличие источников повышенной яркости вызывает необходимость частой переадаптации зрения: каждый раз при переходе от вспомогательных операций, выполняемых без щитка, к сварке, выполняемой обязательно со щитком.

Уровни освещенности для сварочных и сборочно-сварочных цехов установлены в соответствии СанПиН 2.2.4.3359-16 и ВСН 196-83 "Отраслевые нормы проектирования искусственного освещения основных цехов промышленных предприятий Минтрансстроя" (табл.5.1) [17].

Таблица 5.1 - Нормы освещенности

Наименование	Поверхность нормирования освещенности	Плоскость нормирования освещенности	Фон	Разряд зрительной работы	Освещенность, лк
					Комбинированное освещение	Общее освещение
					Общее+местное	Общее
Общий уровень освещенности по цеху	0,8 м от пола	Горизонтальная	Темный	-			200
Разметка, керновка	Стол	Горизонтальная		IVа	750	150	300
Сварка, резка, наплавка	Место обработки металла	Горизонтальная		VII	-	-	200

В переносных светильниках необходимо предусматривать ограничение прямой блесткости. Под кранами должны быть повешены дополнительные светильники, компенсирующие затемнение рабочих мест. При сварке внутри емкостей следует использовать светильники направленного действия, расположенные снаружи, или ручные переносные светильники, имеющие защитную сетку (трансформатор должен быть установлен снаружи, его вторичная обмотка заземлена; не допускается применение автотрансформаторов).

Светильники, окна и световые фонари необходимо очищать по мере загрязнения (не реже одного раза в три месяца).

Окраску стен целесообразно выполнять специальными красками, обладающими высоким коэффициентом отражения для видимой части спектра и низким коэффициентом - для ультрафиолетовых лучей.

Правильно спроектированное освещение в производственных помещениях обеспечивает хорошую освещенность рабочей поверхности, а также рациональное направление света, при этом отсутствуют резкие тени и блики на поверхностях. Неправильное устроение освещения в производственном помещении может затруднить работу, вследствие чего повышается утомляемость, снижается производительность труда, а также это может стать причинами травматизма и глазных заболеваний. Если светильники и проводки подобраны неправильно, то это может стать причиной пожара.

5.1.3 Отклонение параметров микроклимата

Производственный микроклимат зависит от колебаний внешних метеорологических условий, времени дня и года, хода производственного процесса, условий воздухообмена с внешней атмосферой и т.д.

На производственный микроклимат установлены нормы системой стандартов безопасности труда по СанПиН 2.2.4.3359-16.

Микроклимат помещений для лёгкой категории работ включает определённую температуру и влажность. Нормы метеорологических условий учитывают время года и характер производственного помещения. Нормативные показатели микроклимата для категорий работ по II а согласно СанПиН 2.2.4.3359-16 см. в таблице 5.2.

В настоящих нормах нормируется отдельно каждый компонент микроклимата в рабочей зоне производственного помещения: относительная влажность, температура, скорость воздуха в зависимости от способности человека к акклиматизации в разное время года, характера одежды, интенсивности производственной работы и характера тепловыделений в рабочем помещении [17].

Таблица 5.2 - Нормы метеорологических условий

Период года	Категория работ по уровню энергозатрат, Вт	Температура воздуха, єС	Температура поверхностей, єС	Относительная влажность воздуха, %	Скорость движения воздуха, м/с
Холодный	Iа (до 139)	22-24	21-25	60-40	0,1
	Iб (140-174)	21-23	20-24	60-40	0,1
	IIа (175-232)	19-21	18-22	60-40	0,2
	IIб (233-290)	17-19	16-20	60-40	0,2
	III(более 290)	16-18	15-19	60-40	0,3
Теплый	Iа (до 139)	23-25	22-26	60-40	0,1
	Iб (140-174)	22-24	21-25	60-40	0,1
	IIа (175-232)	20-22	19-23	60-40	0,2
	IIб (233-290)	19-21	18-22	60-40	0,2
	III (более 290)	18-20	17-21	60-40	0,3

Микроклимат производственных помещений, в основном, влияет на тепловое состояние организма человека и его теплообмен с окружающей средой.

Недостаточная влажность приводит к интенсивному испарению влаги со слизистых оболочек, их пересыханию и эрозии, загрязнению болезнетворными микробами. Длительное влияние высокой температуры в сочетании со значительной влажностью может привести к накоплению тепла в организме и к гипертермии. При гипертермии, и как следствие, тепловом ударе, наблюдается головная боль, головокружение, общая слабость, изменение цветового восприятия, сухость во рту, тошнота, рвота, потовыделение. При низкой температуре, значительной скорости и влажности воздуха возникает переохлаждение организма (гипотермия).

Снижение неблагоприятного воздействия микроклимата достигается использованием технологических (применение нового оборудования, замена технологий, автоматизация), санитарно-технических (вентиляция, правильная эксплуатация оборудования, имеющих высокую температуру поверхности) и медико-профилактических мероприятий (нормирование труда и отдыха).

5.1.4 Наличие вредных веществ в воздухе рабочей зоны

Дым, выделяющийся при сварке - смесь очень мелких частиц и газов. Большинство компонентов выделяющегося при сварке дыма: хром, никель, мышьяк, асбест, марганец, кремний, бериллий, кадмий, окислы азота, хлороокись углерода, акролеин, соединения фтора, оксид углерода, кобальт, медь, свинец, озон, селен, и цинк могут быть чрезвычайно токсичны

Предельно допустимые концентрации этих веществ нормируются ГОСТ 12.1.005-88 Система стандартов безопасности труда (ССБТ). Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны.

Для защиты и удаления вредных газов и пыли с мест сварки и подачи чистого воздуха используют вентиляцию. Общая вентиляция бывает приточно-вытяжной. Свежий воздух обычно подают в цех через общецеховую вентиляционную установку, а загрязненный воздух удаляют из цеха общецеховой вентиляцией, а также местными устройствами.

Местная вытяжная вентиляция, удаляя вредные вещества из помещения, должна препятствовать их попаданию в зону дыхания. Местную вентиляцию можно считать удовлетворительно работающею, когда она удаляет вредности по принципу "от рабочего".

На рабочих местах в зоне сварки необходимо устанавливать аппаратуру с отсасывающим поворотным рукавом.

Сварочные участки, сообщающиеся проемами со смежными помещениями, где не проводится сварка, должны иметь вытяжную вентиляцию с механическим побуждением.

В таблице 5.3 представлены классы опасностей вредных веществ выделяющихся при сварке сталей.

Таблица 5.3 - Классы опасностей вредных веществ выделяющихся при сварке сталей

Вещество	ПДК, мг/м3	Класс опасности	Состояние	Удельные выделения веществ, г на 1кг электродов, nу
Марганец	0,05	1	аэрозоли	1,1
Диоксид азота	2	3	пары или газы	1,0
Фтористые соединения	0,5	2	аэрозоли	1,0
Окись углерода	20	4	пары или газы	13,3

В сварочных цехах на стационарных рабочих постах, а также, где это возможно, на нестационарных постах следует устанавливать местные отсосы.

В специальных помещениях или металлических шкафах для хранения баллонов со сжиженным газом должна быть предусмотрена естественная вентиляция через верхние и нижние части помещений или шкафов.

Скорость движения воздуха, создаваемая местными отсосами у источников выделения вредных веществ, должна быть больше 0,5 м/с.

Количество вредных веществ, локализуемых местными отсосами, составляет для вытяжных шкафов не более 90 %, а для местных отсосов других видов не более 75 %. Оставшееся количество вредных веществ (10-20 %) должно разбавляться до ПДК с помощью общеобменной вентиляции.

ГОСТ 12.3.003-86 "Работы электросварочные. Требования безопасности" выделяет химический вредный фактор - сварочный аэрозоль.

Сварочный аэрозоль представляет собой совокупность мельчайших частиц, образовавшихся в результате конденсации паров расплавленного металла, обмазки электродов, содержимого порошковой проволоки или флюсов. В основном сварочный аэрозоль состоит из железа и его окислов, но в него могут также входить такие вещества и их соединения, как марганец, хром, никель, алюминий, медь, цинк, фтор, кремний, азот и другие.

Длительное воздействие на организм сварщиков этих аэрозолей может привести к возникновению таких профессиональных заболеваний, как пневмокониоз, хронический бронхит, интоксикация металлами и газами.

ПДК веществ приведены в таблице 5.3, а также ГОСТ 12.1.005-88.

В соответствии с ГОСТ 12.3.003-86 средства индивидуальной защиты органов дыхания следует применять при отсутствии местных отсосов. В некоторых случаях местные вытяжные устройства не могут обеспечить требуемых параметров воздушной среды, поэтому также необходимо применение средств индивидуальной защиты органов дыхания.

Когда концентрации газов в зоне дыхания невелики, можно применять противопылевые респираторы. Практика показывает, что ткань респираторов можно применять для защиты от микробных, ядовитых и нетоксических пылей. Ткань отличается хорошими пылезадерживающими свойствами, обладает малой массой и небольшим сопротивлением дыханию.

Расчет воздухообмена на сварочном посту выполняем исходя из выделяющихся при сварке газов, паров, пыли, которые являются основными факторами, определяющими загрязнение воздушной среды. Вредные вещества, которые будут выделяться при сварке, представлены в таблице 5.3.

Расход электродов при ручной дуговой сварке равен 1-1,2 кг/час.

Определяем выделение каждого газа, пыли при работе принятого сварочного оборудования в течение 1 часа:

,

где - выделение вредного вещества, г/час;

- расход электродов при ручной дуговой сварке, 1,1 кг/час;

- удельное выделение вещества в граммах на 1 кг электродов.

.

.

.

.

Потребный воздухообмен определяется по формуле:

,

Где - потребный воздухообмен, м3/ч;

- выделение вредного вещества, г/час;

- предельно допустимая концентрация вредности в воздухе рабочей зоны помещения, согласно ГОСТ 12.1.005-88, мг/м3;

- максимально возможная концентрация той же вредности в воздухе населенных мест, согласно СН-3086-84 "Предельно допустимые концентрации загрязняющих веществ в атмосферном воздухе населенных мест", мг/м3.

Таблица 5.4 - Выдержки из ГОСТ 12.1.005-88 и СН-3086-84

Вещество	, мг/м 3	, мг/м 3
Марганец	0,05	0,01
Диоксид азота	2,0	0,085
Фтористые соединения	0,5	0,02
Окись углерода	20	5,0

.

.

.

.

Ввиду того, что вышеприведенные вещества разнонаправленного действия, для воздухообмена, принимаем наибольшее из полученных значений L, (принимаем = 30250 (м 3/час)).

Необходимость дополнительной вентиляции определяется исходя из кратности воздухообмена.

,

где - кратность воздухообмена, 1/ч;

- потребный воздухообмен, м3/ч;

- объем проектируемого помещения, м3.

Если n>10, значит проектируемый участок нуждается в механической вентиляции.

Рассчитаем критическое значение объема помещения, при котором механическая вентиляция необходима.

.

Итак, помещение должно быть не менее 3025 м 3, однако для сварочного поста - это не выполнимое условие, поэтому необходимо предусмотреть местную вентиляцию [18].

5.1.5 Излучения сварочной дуги

Горение сварочной дуги сопровождается излучением видимых ослепительно ярких световых лучей и невидимых глазом так называемых ультрафиолетовых и инфракрасных лучей. Интенсивность лучистой энергии в основном зависит от силы сварочного тока и величины напряжения.

Ультрафиолетовое излучение нормируется СанПиН 2.2.4.3359-16.

Допустимая интенсивность ультрафиолетового облучения работающих при наличии незащищенных участков поверхности кожи не более 0,2 м 2 общей продолжительности воздействия излучения, равной 50 % рабочей смены и длительности однократного облучения свыше 5 мин и более не должна превышать:

10,0 Вт/м 2 - для области УФ-А (400-315 нм);

0,041 Вт/м 2 - для области УФ-В (315-280 нм).

УФ-излучение прежде всего действует на глаза, вызывая повреждение роговицы, хрусталика и сетчатки.

Источником инфракрасных излучений в производственных условиях являются: открытое пламя; расплавленный и нагретый металл, материалы; нагретые поверхности стен, оборудования; источники искусственного освещения, различные виды сварки и др.

Потенциальная опасность облучения оценивается по величине плотности потока энергии инфракрасного излучения. Эту же величину используют для нормирования допустимой облученности на рабочих местах, которая не должна превышать 140 Вт/м ² по ГОСТ 12.1.005-88.

При воздействии на глаза наибольшую опасность представляет коротковолновое излучение. Возможное последствие - появление инфракрасной катаракты.

Для защиты от ультрафиолетового излучения применяются коллективные и индивидуальные способы и средства: экранирование источников излучения и рабочих мест; удаление обслуживающего персонала от источников ультрафиолетового излучения (защита расстоянием - дистанционное управление); рациональное размещение рабочих мест; специальная окраска помещений; СИЗ и предохранительные средства (пасты и мази).

Основные мероприятия, направленные на снижение опасности воздействия инфракрасного излучения, состоят в следующем: снижение интенсивности источника, защитное экранирование источника или рабочего места, использование СИЗ, лечебно-профилактические мероприятия.

5.1.6 Электробезопасность

Несмотря на сравнительно низкое напряжение источников сварочного тока при электродуговой сварке, возможно поражение работающих электрическим током. При этом поражение может быть даже смертельным.

В связи с этим при электродуговой сварке необходимо строго выполнять правила техники безопасности в отношении защиты от поражения электрическим током. Основные пункты этих правил следующие:

- сварочные провода на всей длине должны иметь надежную изоляцию. Их присоединение к контактным болтам клемных досок источников сварочного тока необходимо производить с помощью наконечников;

- электрододержатель должен быть снабжен изолированной рукояткой. Место крепления сварочного провода к держателю также должно быть надежно изолировано. Особенно тщательно следует изолировать части электрододержателя при работе в труднодоступных, а также в сырых местах и при повышенной температуре окружающего воздуха;

- корпус мотора сварочной машины и кожух сварочного трансформатора должны быть подключены к общей сети заземления медным проводом сечением не менее 6 мм ² или стальной шиной сечением не менее 12 мм². Кроме того, у сварочного трансформатора кожух должен быть соединен с магнитопроводом медной шиной сечением не менее 6 мм². Медная шина к магнитопроводу крепится пайкой мягким припоем. К кожуху трансформатора шина крепится болтом для заземления;

- спецодежда электросварщика должна быть сухой и исправной. Куртка, брюки, фартук и рукавицы должны быть из брезента или сукна. Ботинки или кожаные сапоги должны иметь кожаную подошву, прикрепленную деревянными гвоздями. Резиновые подошвы ботинок и сапог должны быть приклеены путем горячей вулканизации или клеем;

- во время работы электросварщик должен находиться на резиновом коврике, сухих деревянных досках, сухом асбесте или другой изоляционной подкладке;

- при работе в сухих помещениях лампы местного электрического освещения должны питаться током с напряжением не выше 36 В, а в сырых помещениях и закрытых сосудах не выше 12 В;

Выполнение указанных выше пунктов правил техники безопасности позволяет предохранить работающих от поражения электрическим током. При сварочных работах необходимо всегда помнить, что напряжение в сварочной цепи (особенно при холостом ходе) опасно для жизни человека. Эта опасность возрастает в случае, когда кожа человека влажная или повреждена.

5.1.7 Пожарная безопасность

Пожары на машиностроительных предприятиях представляют большую опасность для рабочих и могут причинить огромный материальный ущерб.

Опасными и вредными факторами пожара, воздействующими на людей, являются: открытый огонь, повышенная температура окружающей среды и предметов, токсичные продукты горения, дым, пониженная концентрация кислорода, падающие части строительных конструкций при взрыве - ударная волна, разлетающиеся части и вредные вещества.

Основными причинами возникновения пожаров в сварочных цехах машиностроительных предприятий, является:

- нарушение технологического режима;

- неисправность электрооборудования;

- искры;

- реконструкция установок с отклонением от технологических схем;

- возгорание промасленной ветоши и других легковоспламеняющихся материалов.

Поэтому для предотвращения пожаров необходимо следовать следующим правилам:

- о предстоящих работах по сварке необходимо заблаговременно сообщать лицу, ответственному за пожарную безопасность;

- рабочие места сварщиков следует предварительно очистить от древесных стружек, сгораемого мусора в радиусе не менее 10 метров, а также удалить из этой зоны другие взрывоопасные и огнеопасные вещества;

- необходимо соблюдать осторожность при перемещении сварочных проводов. Особую опасность при этом представляет собой искрение проводов (при их недостаточной или нарушенной изоляции) в местах, удаленных от сварщика или недоступных его наблюдению;

- при длительном или концентрированном воздействии искр и капель расплавленного металла, образующимся при сварке, необходимо защищать деревянные настилы или подмостки от возгорания листовым железом или асбестом;

- по окончании смены нужно тщательно проверять рабочую зону и не оставлять открытого огня, нагретых до высокой температуры предметов, а также тлеющих сгораемых материалов, мусора и т. д.

По взрывопожарной и пожарной опасности помещения подразделяются на категории: А, Б, В 1-В 4, Г и Д, а здания - на категории А, Б, В, Г и Д.

Категории помещений по взрывопожарной и пожарной опасности принимаются в соответствии с таблицей 5.4.

Основы противопожарной защиты предприятий определены техническим регламентом о требованиях пожарной безопасности ФЗ-123.

Мероприятия по пожарной профилактике разделяются на организационные, технические, режимные и эксплуатационные.

В случае возникновения пожара необходимо отключить подачу электроэнергии, вызвать пожарную команду и, если это, возможно, приступить к ликвидации очагов возгорания силами персонала цеха.

Для быстрой ликвидации пожара вблизи места сварки всегда должна быть бочка с водой и ведро, ящик с песком и лопата, а также ручной огнетушитель. Огнетушители, применяемые при тушении пожара на участке с электроустановками, должны быть углекислотными. Для быстрой ликвидации пожара нормами первичных средств пожаротушения сварочного цеха на каждые 200 м² площади предусмотрен один огнетушитель ОУ - 5, ящик с песком 0,5м³ и две лопаты.

Таблица 5.4 - Категории помещений по взрывопожарной и пожарной опасности

Категория помещения	Характеристика веществ и материалов, находящихся в помещении
А (взрывопожароопасная)	Горючие газы, легковоспламеняющиеся жидкости с температурой вспышки не более 28 °С в таком количестве, что могут образовывать взрывоопасные парогазовоздушные смеси, при воспламенении которых развивается расчетное избыточное давление взрыва в помещении, превышающее 5 кПа. Вещества и материалы, способные взрываться и гореть при взаимодействии с водой, кислородом воздуха или друг с другом в таком количестве, что расчетное избыточное давление взрыва в помещении превышает 5 кПа
Б (взрывопожароопасная)	Горючие пыли или волокна, легко воспламеняющиеся жидкости с температурой вспышки более 28 °С, горючие жидкости в таком количестве, что могут образовывать взрывоопасные пылевоздушные или паровоздушные смеси, при воспламенении которых развивается расчетное избыточное давление взрыва в помещении, превышающее 5 кПа
В 1-В 4 (пожароопасные)	Горючие и трудногорючие жидкости, твердые горючие и трудногорючие вещества и материалы (в том числе пыли и волокна), вещества и материалы, способные при взаимодействии с водой, кислородом воздуха или друг с другом только гореть, при условии, что помещения, в которых они имеются в наличии или обращаются, не относятся к категориям А или Б
Г	Негорючие вещества и материалы в горячем, раскаленном или расплавленном состоянии, процесс обработки которых сопровождается выделением лучистого тепла, искр и пламени; горючие газы, жидкости и твердые вещества, которые сжигаются или утилизируются в качестве топлива
Д	Негорючие вещества и материалы в холодном состоянии

Пожарные краны, рукава, стволы огнетушители и другие средства тушения пожара необходимо содержать в исправности и хранить в определенных местах по согласованию с органами пожарного надзора.

5.2 Охрана окружающей среды

Загрязнение окружающей среды промышленными предприятиями связано в большей степени с загрязнением атмосферы и воды, используемой для различных целей производства (для охлаждения оборудования, для термической обработки изделий и др.)

Поэтому мероприятия по повышению экологической чистоты производства можно разделить на следующие группы:

- охрана и рациональное использование водных ресурсов;

- охрана и рациональное использование воздушного бассейна.

Первая группа мероприятий направлена на создание сооружений по очистке сточных вод и применения систем оборотного водоснабжения. Так, при охлаждении технологического оборудования вода, выполнившая свою роль, поступает на охлаждение и затем через насос снова подается в технологический водопровод.

Вторая группа мероприятий связанна с сооружением установок, для очистки воздуха, удаляемого вытяжной вентиляцией из цехов промышленных предприятий.

Одним из наиболее совершенных видов очистки газов от взвешенных в них частиц пыли являются электрофильтры. Также широкое применение для очистки газов от частиц пыли получили сухие пылеуловители - циклоны.

Для очистки технологических и вентиляционных выбросов от газов и паров применяют адсорберы.

При разработке и внедрении технологических процессов предпочтение должно отдаваться безотходным и малоотходным технологиям.

Под экологической безопасностью, которая не менее важна для охраны окружающей среды, понимают комплекс организационно-технических мер, направленных на обеспечение соответствия природоохранной деятельности предприятия нормативным требованиям. В свете повышения уровня экологической ответственности безопасность предприятия для окружающей среды и населения в известной степени определяет его конкурентоспособность.

В лаборатории используют люминесцентные лампы, которые содержат в себе опасные для организма человека вещества. Поэтому данные лампы утилизируются на специализированные предприятия.

А также на предприятии скапливается бытовой мусор, который вывозится для утилизации. Для этого составляются договоры на вывоз бытового мусора.

Образующийся металлом в процессе изготовления сварочных изделий сдается в металлолом.

5.3 Защита в чрезвычайных ситуациях

Электросварщик обязан знать расположение средств пожаротушения и уметь ими пользоваться. Применение инвентаря пожаротушения для других целей запрещается.

Во время работы нельзя допускать попадания искр расплавленного металла и выбрасывать электродные огарки на сгораемые конструкции и материалы. Для огарков необходимо иметь несгораемый ящик.

В помещениях, где производят сварку, запрещается хранить сгораемые и огнеопасные материалы. Если в помещении применяют (или ранее применяли) растворители и другие легкосгораемые воспламеняющиеся материалы, то сварку можно производить только с разрешения администрации и по согласованию с пожарной охраной.

На строительно-монтажной площадке опасными факторами пожара являются: открытый огонь (сварочная дуга, пламя газовой сварки и резки); искры и частицы расплавленного металла, которые возникают при электросварке и резке; повышенная температура изделий, которые подвергаются сварке и резке.

Травмы от пожаров могут возникнуть от воспламенения горючих материалов, нах...