Ковальсько-пресові і термічні цехи

Технологічні процеси у таких цехах характеризуються присутніс­тю в повітрі робочої зони оксиду вуглецю, оксидів азоту, пилу, пари олій, ціанистого водню та ін. Термічна обробка призначена для на­дання металу певних фізико-хімічних властивостей - твердості, в'яз­кості, пружності, електропровідності тощо - шляхом нагрівання до заданої температури (від 450 до 1300°С ) і наступного охолодження у певних середовищах. Розрізняють термічне загартування, відпуск, томління, відпал металу. У необхідних випадках у поверхневий шар металу додатково вводять різні хімічні елементи і сполуки: вуг­лець (цементація), ціанисті сполуки (ціанування), азот (азотування) таін.

Нагрівання заготовок виконують у полум'яних печах, що пра­цюють на газоподібному, рідкому чи твердому паливі, та в елек­тропечах. Для рівномірності нагрівання вироби можна вміщувати в спеціальні ванни з розплавленим свинцем, солями хлориду барію, селітри. Цементація здійснюється нагріванням у деревному вугіллі з домішкою вуглекислої соди або у ваннах з ціаністими сполуками; азотування - у струмені аміаку при температурі близько 500°С. До­сить поширеною є термообробка металу струмами високої частоти шляхом застосування індукційного нагрівання у високочастотному електромагнітному полі.

Найпоширенішим засобом термічної обробки є занурення виробів після нагрівання в гартівні ванни з мінеральними оліями.

Повітря робочої зони в термічних цехах забруднюється різними хімічними речовинами, склад яких визначається технологією ви­робництва. При застосуванні як палива вугілля з високим вмістом сірки і багатосірчаного мазуту повітряне середовище насичується сір­чистим газом. У повітря надходить також оксид вуглецю від нагрі­вальних і гартівних установок, його концентрація періодично може перевищувати ГДК.

Загартування у ваннах з мінеральними оліями супроводжується виділенням парів вуглеводнів і продуктів їх піролізу. При поганій роботі вентиляції концентрації цих речовин можуть бути значними.

При цементації виробів із використанням ціаніду натрію чи ка­лію, а також при ціануванні у ваннах з розплавленими солями ціа-ністої кислоти відбувається виділення ціанідів, однак при надійній роботі місцевої витяжної вентиляції концентрації ціаністого водню і ціаністих солей у повітрі робочої зони звичайно не перевищують гранично допустимих.

Робота на свинцевих ваннах супроводжується забрудненням повіт­ряного середовища парами свинцю; свинець виявляється у змивах рук і на спецодязі гартівників.

При азотуванні повітря забруднюється аміаком.

Застосування термообробки металів струмами високої частоти за відсутності надійного екранування призводить до впливу на операто­рів високочастотних електромагнітних полів.

Механічні та механоскладальні цехи. Технологічні процеси в цих цехах є джерелами туманів, емульсій, олій, дрібнодисперсного абра­зивного пилу на ділянках шліфування і полірування, парів бензину, етанолу на ділянках промивання і знежирення деталей.

У механічних цехах виконуються всі види холодної обробки мета­лу на верстатах. У процесі обробки металу необхідне охолодження рі­зального інструменту та оброблюваного виробу, у зв'язку з чим вони густо змочуються мастильно-охолоджуючою рідиною (МОР). Такими рідинами є мінеральні олії, їх емульсії, лужні розчини, розчини де­яких синтетичних речовин. Для надання певних якостей до складу МОР включають різні добавки (присадки): сульфонати, нітрати, ні­трити, сполуки молібдену, хрому, сірковмісні сполуки, триетанола-мін, поверхнево-активні речовини.

Найбільше застосування мають емульсії, які є 3-10% водяним розчином мінеральної олії, нафтенових та олеїнових кислот і неорга­нічних лугів (кальцинованої соди), деяких присадок.

У процесі використання мастильно-охолоджуючих рідин їх почат­ковий склад може змінюватися внаслідок забруднення металевими відходами, термічної деструкції, зникнення окремих речовин, а та­кож частково внаслідок мікробіологічних перетворень.

Вміст аерозолів мастил і МОР та продуктів їх термодеструкції у повітрі робочої зони коливається залежно від способу їх подавання, термостабільності, режиму обробки, ефективності санітарно-техніч­них пристроїв.

МОР і мастила при їх вдиханні здатні викликати подразнення слизових оболонок верхніх дихальних шляхів. Лужні розчини і деякі присадки, що входять до складу МОР, можуть викликати дерматити. Небезпека виникнення дерматитів збільшується при механічній об­робці легованих сталей, які містять такі сильні алергени, як хром і нікель, що здатні розчинятися в лужних середовищах.

Процеси абразивної обробки металу (шліфування, полірування, заточення) супроводжуються виділенням у повітря мінерально-ме­талевого пилу. Його концентрація залежить від виду абразивного інструменту, характеру оброблюваного металу, сухого чи вологого способу обробки, ефективності пиловідсмоктувальних пристроїв. Співвідношення мінерально-металевих компонентів пилу залежить від якості абразиву і міцності металу; звичайно на одну вагову части­ну абразивного пилу припадає 40-45 частин металевого. Абразивний пил складається з корунду А1₂0₃ чи карборунду віС. Вільний діоксид кремнію 8Ю₂, що входить до складу сполук, не перевищує 2-3,5%.

При правильній експлуатації місцевої пиловідсмоктувальної вентиляції концентрацію пилу можна підтримувати в допустимих межах. Пилові захворювання виявляються у вигляді катарів верх­ніх дихальних шляхів, пилових бронхітів і пневмоній у працівників механічних цехів із великим стажем.

Зварювальне виробництво. Технологічні процеси такого вироб­ництва включають велику групу процесів з'єднання, роз'єднання (різання), наплавлення, напилювання, спікання, пайки, локальної обробки та ін. Ці процеси проходять із застосуванням на місці оброб­ки термічної, термомеханічної або електричної енергії. Найширше застосовуються термічні процеси з використанням енергії хімічних реакцій (горіння пальних газів у кисні), електричної енергії (електро­дугові, електрошлакові, плазмові, електронно-променеві процеси та ін.), а також енергії звуку і світла (процеси ультразвукового, лазер­ного зварювання, різання, прошивання отворів, термообробки тощо). При термомеханічному зварюванні використовується гаряче механіч­не стискання (газопресове, індукційне, контактне, дифузійне зварю­вання тощо).

Основними шкідливими чинниками процесу електродугового зва­рювання є зварювальний аерозоль, що містить пил, пари і гази (на­приклад, фтористі сполуки, оксид вуглецю, оксиди азоту, озон тощо); УФ-випромінювання; бризки розплавленого металу і шлаку. Склад пилу і газів, які утворюються при зварюванні, залежить, головним чином, від складу електродних покриттів. Основу пилу складають оксиди заліза, а домішками є сполуки марганцю, хрому, нікелю, ва­надію, молібдену й інших металів, що входять у зварювальний дріт, покриття або в розплавлений метал.

Найбільш шкідливо впливають оксиди марганцю і фтористі спо­луки, їх вміст у порівнянні з оксидами заліза є звичайно невеликим, однак унаслідок своєї токсичності вони мають вирішальне значення при виборі типу електродів і покриттів. Необхідно застосовувати електроди з найменшим вмістом марганцевих і фтористих сполук.

При всіх видах зварювання утворюється озон і оксиди азоту (головним чином, оксид азоту, а в окремих випадках і діоксид азоту). При неповному згорянні вуглецю, що міститься в металі, утворюєть­ся оксид вуглецю. У зоні дуги оксид вуглецю з'являється за рахунок дисоціації вуглекислого газу, що використовується як захисний газ. Озон, оксид азоту й оксид вуглецю мають високу токсичність.

Пил, що утворюється при зварюванні, є високодисперсним, кіль­кість часток діаметром менше 5 мкм становить 98-99%. Тривалий вплив зварювального аерозолю може стати причиною захворювання електрозварників на пневмоконіози.

Концентрація електрозварювального аерозолю в зоні дихання зварника становить 5,1-12,2 мг/м³. Концентрація оксидів марганцю в зоні дихання робітників, що обслуговують автомати, коливається від 0,11 до 0,7 мг/м³.

При зварюванні вольфрамовим електродом, що не плавиться у се­редовищі аргону, основними шкідливими чинниками є озон, а також тепловий вплив відкритої дуги. Виділення при цьому електрозварю­вального аерозолю й оксидів марганцю незначне.

Найбільш несприятливі санітарно-гігієнічні умови мають міс­це при напилюванні та різанні металів електродуговим способом і з використанням плазмового струменя. Ці процеси супроводжу­ються сильною загазованістю і запиленням повітряного середовища, що у багато разів перевищують гранично допустимі значення. Ток­сичність шкідливих речовин залежить від оброблюваних матеріа­лів. При плазмовому напилюванні та різанні металів шкідливими факторами є пил, гази, теплове й ультрафіолетове випромінювання.

Гальванічні цехи. Технологічні процеси гальванічних цехів є дже­релами виділення в повітря робочої зони токсичних речовин.

Поверхні багатьох виробів машинобудівної промисловості для захисту від корозії, забезпечення міцності та з декоративною метою покривають іншими металами (нікелем, міддю, цинком, хромом, кадмієм, оловом, сріблом, золотом тощо). Одним із найбільш поши­рених способів металопокриття є гальваностегія. Суть цього способу полягає в осадженні на поверхні металовиробу тонкого шару захис­ного металу з розчину електроліту шляхом пропускання постійного електричного струму. Цей процес проводиться в спеціальних галь­ванічних ваннах, заповнених водяними розчинами кислих солей (сірчанокислий нікель, сірчанокисла мідь, сірчанокислий цинк) або лужних комплексних солей (ціаністих сполук цинку, міді, кадмію, алюмінію, срібла).

У ванну вміщують виріб, який підлягає обробці (покриванню) і який служить катодом, другим електродом (анодом) є вугільний чи металевий стрижень. У результаті дисоціації електроліту відбуваєть­ся відкладення іонів металу на виробі (катоді). При цьому з поверхні рідини виділяються пухирці газу (водню, кисню та ін.), що несуть із собою електроліт у вигляді туману.

Поверхню деталей перед нанесенням покриття піддають меха­нічній, хімічній чи хіміко-механічній обробці. До механічної оброб­ки належать шліфування і полірування, очищення за допомогою ультразвуку; хімічна обробка полягає в травленні та знежиренні за допомогою сильних неорганічних кислот (соляної, азотної, сірчаної) та органічних розчинників (бензину, трихлоретилену) тощо. Завер­шальним етапом гальванічного покриття є, як правило, полірування виробів на верстатах із повстяними (з абразивною накаткою) чи тка­нинними кругами, на верстатах із нескінченою абразивною стрічкою із застосуванням спеціальних полірувальних паст.

Умови праці робітників-гальваників характеризуються насампе­ред постійним контактом із різноманітними хімічними сполуками. Потрапляння концентрованих кислот і лугів на шкіру і в очі може викликати хімічні опіки. Пари і тумани багатьох хімічних сполук (аміаку, оксидів азоту, хлористого водню, сірчаної кислоти та ін.) по­дразнюють верхні дихальні шляхи. Застосовувані для знежирення деталей бензин, дихлоретан та інші речовини також є джерелами за­бруднення повітря виробничих приміщень.

Отруєння ціаністим воднем у гальванічних цехах потенційно можливе при випадковому змішуванні ціаністих електролітів і силь­них кислот.

Профілактичні й оздоровчі заходи. Архітектурно-планувальні за­ходи мають передбачати максимальне розділення виробничних діля­нок. Це дасть змогу попередити поширення несприятливих факторів виробничого середовища: пилу, токсичних газів і речовин.

Докорінному поліпшенню умов праці сприяє укрупнення, цен­тралізація різних виробництв у машинобудуванні (наприклад, ли­варних). На таких великих щойно створених підприємствах, а також реконструйованих ливарних виробництвах проводять потокові ме­тоди лиття, комплексну механізацію й автоматизацію трудомістких і шкідливих процесів та операцій. До профілактичних та оздоров­чих заходів належать: автоматизація процесів землеприготування (подрібнення, дозування, змішування); використання пневмотран-спорту для переміщення сипких матеріалів; обладнання вузлів, де утворюється пил, витяжною вентиляцією; застосування автома­тичних формувальних машин і вибивних ґрат; упровадження елек­трогідравлічної вибивки стрижнів, заміна обрубки литва газоплаз-менним різанням, електроіскровою обробкою й іншими сучасними способами.

Скороченню трудомістких і шкідливих умов праці з очищення литва сприяє впровадження прогресивних технологічних методів лиття - в оболонкові форми, за виплавлюваними моделями, кокіль­не лиття, лиття під тиском та ін.

Створенню необхідних параметрів повітряного середовища сприяє раціонально організована вентиляція. На ділянках із підвищеним пи­лоутворенням використовуються місцеві відсмоктувачі, вони також ефективні на ділянках із газовиділенням. Поліпшує склад повітряно­го середовища переведення плавильних печей на електронагрівання (замість полум'яного).

На ділянках без надлишкового пиловиділення організується загальнообмінна припливно-витяжна вентиляція. Робочі місця по­близу плавильних печей, на розливанні металу тощо обладнуються місцевою припливною вентиляцією - повітряними душами.

При застосуванні способів лиття, при яких до складу формуваль­них матеріалів входять шкідливі хімічні речовини або речовини утворюються внаслідок сублімації чи деструкції хімічних сполук, необхідно здійснювати систему спеціальних заходів: готування осо­бливо агресивних сумішей має проводитися у спеціальних герметич­них установках, в ізольованих приміщеннях, при повній механізації всіх операцій; місця заливання мають бути обладнані ефективною місцевою і загальнообмінною вентиляцією, що також застосовується для видалення електрозварювального пилу, шкідливих речовин і га­зів з робочого приміщення, де виконуються різні види зварювальних технологічних процесів.

Першорядне значення в оптимізації умов праці гальваників нале­жить автоматизації, механізації виробничих процесів і дистанцій­ному управлінню ними, що дає змогу виключити контакт оператора з небезпечними і шкідливими виробничими факторами. Із метою ло­калізації і видалення шкідливих речовин, що виділяються з поверх­ні рідин гальванічних ванн, останні мають бути обладнані місцевою витяжною вентиляцією типу бортових відсмоктувачів. Залежно від ширини ванни влаштовують одно-, двобортові відсмоктувачі та дво-бортові відсмоктувачі зі здуванням. При правильному влаштуванні й експлуатації місцевої витяжної вентиляції забезпечується позитив­ний гігієнічний ефект. Щоб запобігти утворенню і виділенню ціані-стого водню в результаті контакту ціаністих солей із сильними кис­лотами і лугами, ціаністі ванни необхідно встановлювати в окремих приміщеннях або на вилучених ділянках. Категорично не допуска­ється спільне спускання ціаністих і кислих розчинів у каналізацію. Ціаністі і кислотні ванни слід обладнати самостійними системами витяжної вентиляції, щоб попередити можливість утворення ціані-стого водню у витяжних установках. Потужна витяжка гальваніч­них ванн має бути компенсована організованим припливом.