Анализ вредных и опасных факторов в технологическом процессе

При автоматической сварке под флюсом, полуавтоматической сварке в газе, ручной дуговой сварке одной из главных задач является создание здоровых и безопасных условий труда.

В разработанном технологическом процессе применяется автоматическая сварка под флюсом, полуавтоматическая сварка в защитных газах, ручная дуговая сварка. При данных способах сварки, в соответствии с ГОСТ 12.3.003–86, к вредным производственным факторам относятся:

а) Повышенная запыленность и загазованность рабочей зоны.

Серьезным потенциально опасным фактором является загрязнение воздушной среды в цехе пылью (сварочным аэрозолем) и газами. При сварке нагретые до высокой температуры и поэтому более легкие, чем окружающий воздух, пары металла, компонентов сварочного флюса или других сварочных материалов поднимаются над местом сварки и попадают в зону температур одного порядка с окружающим воздухом, поэтому быстро конденсируются и затвердевают. Образуется твердая фаза частиц сварочной пыли – аэрозоль конденсации (сварочный аэрозоль), состоящий из окислов железа, марганца, пыли содержащей двуокись кремния и других токсичных веществ, входящих в состав свариваемых изделий и сварочных материалов. Систематическое воздействие сварочного аэрозоля при отсутствии необходимых средств и мероприятий охраны труда может вызвать у рабочих профессиональные заболевания – силикоз, интоксикация марганцем, это приводит к тяжелым поражениям органов дыхания и нервной системы. В зоне дыхания сварщика при сварке в аргоне с добавлением 5% кислорода содержание пыли в зоне сварки незначительно.

б) Опасные уровни напряжения в электрических цепях.

При эксплуатации электрического оборудования возникает опасность поражения электрическим током. Это могут быть ожоги, металлизация, электрический удар при прикосновении к токоведущим частям, остановка сердца. Вследствие больших величин сварочного тока дуговой разряд является источником мощного электромагнитного поля, которое может привести к нарушениям функционирования внутренних органов и головного мозга.

в) Наличие предметов с высокой температурой поверхности.

Нагретые до высокой температуры поверхности изделия или оборудования, шлаковая корка, брызги и выбросы расплавленного металла могут привести к ожогам различной степени тяжести, также создают опасность возникновения пожара.

г) Движущиеся машины и механизмы, перемещающие грузы и изделие, незащищенные подвижные элементы сварочного оборудования и оснастки могут привести к ушибам, увечьям людей, вывести из строя установки.

д) Повышенный уровень электромагнитных излучений.

Основным источником электромагнитных излучений является сварочная дуга: видимые лучи ослепляют, так как их яркость превышает физиологически допустимую дозу; ультрафиолетовые лучи могут вызвать электроофтальмию; инфракрасные лучи, обладая главным образом тепловым эффектом, могут вызвать перегрев организма, ожог сетчатки глаза.

е) Наличие источников повышенной яркости вызывает необходимость частой переадаптации зрения, недостаточное освещение рабочего места может вызвать утомление глаз, снижение внимания, работоспособности.

ж) Неблагоприятный микроклимат может вызвать перегрев или переохлаждение организма рабочего, влиять на самочувствие, функциональное состояние, здоровье человека.

з) Высока вероятность возникновения пожаров, ожогов, так как на участке находится много нагретых до высокой температуры предметов.

и) Нервно – психические перегрузки.

к) Опасный уровень напряжения в электрической цепи, замыкание которой может произойти через тело человека.

л) Физические перегрузки.

3.2 Обеспечение санитарно-гигиенических условий труда на участке

3.2.1 Микроклимат производственных помещений (нормативные
параметры, мероприятия)

К нормируемым параметрам микроклимата относятся: температура окружающего воздуха, влажность, скорость его перемещения.

Нормируемые параметры не должны отличаться от величин, определенных СанПиН 2.2.4.548-96.

Микроклимат нормируется с учетом интенсивности энергозатрат работающих и периодами года. Различают 2 периода года: теплый и холодный. Холодный период года среднесуточная температура наружного воздуха + 10°С и ниже. Все выполняемые людьми работы, разграничиваются на категории работ, определяемые по их тяжести на основе общих энергозатрат организма. Работа в сварочных цехах относится к категории IIб работ, энергозатраты находятся в пределах 201...250 ккал/час. Оптимальные параметры микроклимата приведены в таблице 4.1, допустимые параметры микроклимата приведены в таблице 3.2.

 

Таблица3.1 — Оптимальные параметры микроклимата

Период года	Категория работ	Температура воздуха, 0С	Относительная влажность воздуха, %	Скорость движения воздуха, м/с
Холодный	IIб	17…19	40…60	0,2
Теплый	IIб	19…21	40…60	0,2

 

 Таблица 3.2 – Допустимые параметры микроклимата

Период года	Категория работ по уровню энергозатрат, Вт	Температура воздуха, °С		Температура поверхностей, °С	Относительная влажность воздуха, %	Скорость движения воздуха, м/с
		диапазон ниже оптимальных величин	диапазон выше оптимальных величин			для диапазона температур воздуха ниже оптимальных величин, не более	для диапазона температур воздуха выше оптимальных величин, не более
Холодный	IIб (233-290)	15,0-16,9	19,1-22,0	14,0-23,0	15-75	0,2	0,4
Теплый	IIб (233-290)	16,0-18,9	21,1-27,0	15,0-28,0	15-75	0,2	0,5

 

Для нормализации параметров микроклимата проводятся следующие мероприятия:

· теплоизоляция поверхности источников излучения;

· теплозащитные экраны;

· отопление;

· вентиляция воздуха;

· использование средств индивидуальной защиты;

· лечебно – профилактические мероприятия и рационализация режимов труда и отдыха.

 

3.2.2 Вредные вещества (перечень выделяемых вредных веществ, их характеристики, расчеты системы вентиляции)

Сварочное производство является вредным для организма человека, так как сопровождается выбросом тепловой энергии, выделением в воздух пыли и газа. В соответствии с ГОСТ Р 56164-2014 Выбросы загрязняющих веществ в атмосферу. Метод расчета выбросов при сварочных работах на основе удельных показателей. для сварочной проволоки Св 08Г2С характерно выделение следующих веществ:

- Fe203 – 7,68 г/кг;

- MnO ₂ – 1,90 г/кг;

- пыль содержащая SiO 3 – 0,43 г/кг.

Системы вентиляции должны обеспечить в сборочно-сварочных цехах и на участках микроклимат (температуру, относительную влажность и скорость движения воздуха) в соответствии с СанПиН 2.2.4.548 - 96, а также содержание вредных веществ в воздухе рабочей зоны в соответствии с ГН 2.2.5.1313-03.

Участок сварки следует снабжать местными и общеобменными механическими вентиляционными установками. Наиболее эффективным средством вентиляции являются местные отсосы, обладающие по сравнению с общеобменной вентиляцией следующими преимуществами:

– локализуя вредные вещества непосредственно в зоне их образования, они предотвращают распространение их по всему объему производственного помещения;

– благодаря близкому расположению к источнику вредных выделений местные отсосы могут удалять их с помощью минимальных объемов воздуха, что имеет большое экономическое преимущество по сравнению с общеобменной вентиляцией.

В данном дипломном проекте используются местные отсосы и общеобменная вентиляция.

По данным ГОСТ 12.3.003-86 п.2.12.2 при автоматической сварке под флюсом и полуавтоматической сварке в защитных газах местные отсосы должны удалять воздух не менее 50 м³/ч.

Для удаления продуктов горения из зоны сварки применяется устройство МВФ – 2500, с воздушным потоком 2500 м³/ч и эффективностью фильтрации – 95 – 99,5%. Данное устройство обеспечивает эффективную фильтрацию рабочей зоны и за счет передвижения по рельсу, удобно в эксплуатации при сварке длинных узлов.

Расчет вентиляции.

При сварке под флюсом, удаляемого местным встроенным отсосом:

В формуле для нахождения суммарного расхода воздуха, удаляемого местными отсосами, стоит множитель 2, так как на участке сборки и сварки планируется размещение автоматического и полуавтоматического устройств для сварки в среде защитных газов.

Расход воздуха (м³/ч), подаваемого в помещение системой общеобменной вентиляции, находят по формуле:

(3.1)

где:

L _м = 5000(м³/ч)  - расход воздуха, удаляемого из рабочей зоны системой местной вентиляции;

Z                 - количество вредных веществ, поступающих в помещение, мг/ч;

С _р.з., С _пр, С _уд - концентрации вредных веществ соответственно в воздухе рабочей зоны, в приточном и удаляемом воздухе, мг/м³.

Количество вредных веществ, поступающих в помещение Z, выделяемое из сварочной проволоки Св 08Г2С, определяется по формуле:

 

(3.2)

где:

m = 2,43(кг/ч)     - масса расходуемой электродной проволоки в час;

Z _в                            - удельное выделение вредных веществ на 1кг сварочной проволоки, г/кг;

В соответствии с методикой расчета выделений (выбросов) загрязняющих веществ в атмосферу при сварочных работах (по величинам удельных выделений) для сварочной проволоки Св-04Х19Н9 ГОСТ 2246-70, при сварке под флюсом марки 48-ОФ-10.

– удельные выделения пыли;

– удельные выделения MnO ₂;

– удельные выделения Fe 2 O 3;

,

,

,

Концентрация вредных веществ в воздухе рабочей зоны C _р.з = ПДК принимается в соответствии с ГН 2.2.5.1313 – 03:

ПДК: -для пыли – 4 мг/м³;

-для MnO ₂ – 0.3 мг/м;

-для Fe 2 O ₃ – 6 мг/м;

Концентрация вредных веществ в приточном воздухе C _пр £ 0,3×ПДК:

;

;

;

При удалении воздуха за пределами рабочей зоны:

 

(4.3)

где:

k_z = 1,3 - коэффициент воздухообмена.

;

;

;

Определяется расход воздуха для разбавления пыли:

.

Определяется расход воздуха для разбавления MnO₂:

.

Определяется расход воздуха для разбавления Fe 2 O₃:

.

Необходимый расход воздуха принимается по наибольшему значению, полученному при расчете на Fe 2 O₃.

Для очистки вентиляционных выбросов от сварочного аэрозоля могут быть использованы пластинчатые электрофильтры, обеспечивающие эффективность очистки около 95%. Такими фильтрами целесообразно оборудовать крупные вентиляционные установки, к которым должны подключаться небольшие системы местной вытяжной вентиляции. Фильтры должны очищаться от осаждаемой сварочной пыли.

Выбирается схема общеобменной вентиляции (рисунок 3.1). Эта схема применима в высоких цехах, не требует протяженных воздуховодов и эффективно выполняет функции отопления, так как при подаче в верхнюю зону приточный воздух можно нагреть до 70–80^оС. По этой схеме воздух интенсивно перемешивается и достигается равномерное распределение аэрозоля во всем объеме цеха.

Рисунок 4.1 – Схема общеобменной вентиляции

3.2.3 Производственное освещение (классификация, нормативные показатели, расчет системы искусственного освещения, мероприятия)

Освещение является одним из важнейших условий нормальной жизнедеятельности. Правильно устроенное освещение обеспечивает хорошую видимость и создает благоприятные условия труда. Неудовлетворительное освещение вызывает преждевременное утомление, притупляет внимание работающего, снижает производительность труда, ухудшает качественные показатели и может оказаться причиной несчастного случая. Неудовлетворительное освещение в течении длительного времени может также привести к ухудшению зрения.

Проектирование искусственного освещения ставит целью решение следующих задач: выбор системы освещения, типа источника света, светильника, расположение светильников, выполнение светотехнического расчета и определения мощности осветительной установки.

Расчет искусственного освещения

Расчет количества светильников

(3.4)

Число светильников N:

(3.1*)

где:

Е_н=300 – нормированная минимальная освещенность для сварочных цехов (по СП 52.13330.2011);

Ф – световой поток одной лампы, лм;

 n =1 – количество ламп в одном светильнике;

ƞ – коэффициент использования светового потока лампы (зависит от КПД, коэффициента отражения потолка р _п и стен р _ст, высоты подвеса светильника Н _с и показателя помещения i);

S = 648(м²) – площадь помещения;

z = 1,15 – коэффициент минимальной освещенности;

k _з=1,8 – коэффициент запаса.

Индекс помещения рассчитывается по формуле:

(3.5)

где:

А = 36(м) - длина участка;

В = 18(м) ширина участка;

Н _р - высота от светильника до рабочей поверхности:

(3.6)

где:

H = 12,4(м) - общая высота здания;

h _с = 1(м) - расстояние между нижней частью светильника и потолком;

h _пр = 1(м) - высота рабочей поверхности над полом:

Так как высота цеха составляет 12,4 м, то для освещения цеха выберем лампы дуговые ртутные ДРЛ 700, т.к. лампы ДРЛ более мощные и имеют большую светоотдачу.

Характеристика лампы:

- мощность - 700 Вт;

- средняя продолжительность горения лампы - 20000 ч;

- световой поток Ф = 41000 лм;

- напряжение - 220 В.

Для снижения коэффициента до допустимого значения нужно использовать электронные пускорегулирующие аппараты (ЭПРА).

Для выбранной лампы ДРЛ 700 выберем светильник РСП 12-700 и ЭПРА 700 ДРЛ.

По данным СП 52.13330.2011, исходя из класса зрительных работ, освещенность E _н должна быть не меньше 300 лк.

Исходя из расчета для освещения сварочного участка, потребуется 28 лампочек и 28 светильников типа РСП 12-700.

Светильники необходимо очищать от загрязнений (пыль, дым, копоть) не реже 3 раз в месяц.

3.2.4 Производственный шум, вибрация (источники, нормативные параметры, мероприятия)

Источниками шума на участке являются работающие сварочные полуавтоматы, сварочная дуга, ушм, вентиляционные установки и мостовой кран.

Предельно допустимые уровни звука и эквивалентные уровни звука на рабочих местах с учетом напряженности и тяжести трудовой деятельности (СН 2.2.4/2.1.8.562-96) представлены в таблице 3.4

Таблица 3.4 - Предельно допустимые уровни звукового давления, уровни звука и эквивалентные уровни звука для основных наиболее типичных видов трудовой деятельности и рабочих мест.

Вид трудовой деятельности, рабочее место	Уровни звукового давления, дБ, в октавных полосах со среднегеометрическими частотами, Гц									Уровни звука и эквива­лен­тные уровни звука (в дБА
	31,5	63	125	250	500	1000	2000	4000	8000
Выполнение всех видов работ на постоянных рабочих местах в произ­водственных помещениях и на территории предприятий	107	95	87	82	78	75	73	71	69	80

Мероприятия по защите от шума:

1. технические:

- снижение шума в источнике возникновения (виброгасящие прокладки);

- применение средств индивидуальной защиты (противошумные вкладыши).

2. лечебно – профилактические и организационные мероприятия:

- рациональные режимы труда и отдыха;

- медосмотры.

3.2.5 Электромагнитное излучение

Вредное воздействие сварочной дуги заключается в том, что она является источником светового, инфракрасного и ультрафиолетового излучений.

Инфракрасные лучи обладают главным образом тепловым эффектом, их интенсивность зависит от мощности дуги. При современных способах сварки тепловая радиация на рабочем месте может составлять 0.5-6 кал/см²·мин. Источниками тепловой радиации являются дуга и в меньшей степени нагретый металл.

Защита органов зрения и кожи лица при дуговой сварке обеспечивается с помощью щитков, масок или специальных шлемов со светофильтрами.

Для того, чтобы защитить тело, необходимо работать в одежде из плотного брезента или аналогичного материала.

Световые лучи оказывают ослепляющее действие, так как их яркость значительно превышает допустимые нормы. Ультрафиолетовое излучение даже при кратковременном действии (в течение нескольких секунд) вызывает заболевание глаз, называемое электроофтальмией. Оно сопровождается острой болью, резью в глазах, слезотечением, спазмами век. Продолжительное действие ультрафиолетового излучения приводит к ожогам кожи.

При использовании специальной одежды и средств защиты лица и рук, не пропускающих излучение (спилк, кожа, ткани с пленочным покрытием и т.п.), допустимая интенсивность облучения в области УФ-В+УФ-С (200-315 нм) не должна превышать 1 Вт/м²

Рабочие места электросварщиков ограждены светонепроницаемыми ограждениями из несгораемого материала.

Для индивидуальной защиты электросварщиков предусмотрены следующие средства.

 

Таблица 4.5 – Средства индивидуальной защиты.

Наименование	Тип, марка, ГОСТ	Примечание
Костюм брезентовый	ГОСТ Р ИСО 11611-2011	Предназначены для защиты от излучения сварочной дуги, брызг расплавленного металла
Ботинки кожаные	ГОСТ 12.4.137-84
Рукавицы брезентовые	ГОСТ РЕН 407-2009
Каска	ГОСТ РЕН 397/А-2010 ССБТ	Выдаются дополнительно и в зависимости от характера и условий, выполняемой работы
Диэлектрические перчатки, галоши, резиновый коврик	ГОСТ Р 12.4.246-2008
Сварочный щиток с наголовным креплением	ГОСТ Р 12.4.238-2007 ССБТ
Противопылевые респираторы из фильтрующих материалов	ШБ–1, «Астра», «Лепесток», Ф–62Ш, РП – К