1.3. Анализ динамики количественных показателей производственного травматизма
Провести анализ динамики количественных показателей производственного травматизма согласно варианту задания (табл. 2). Анализ осуществляется в следующей последовательности:
1. Определить среднее значение коэффициента частоты несчастных
случаев [1, 4]:
n −1 И
∑n KЧ
|
|
|
|
Ч = |
i=1 |
|
|
|
, |
|
|
(9) |
|
|
К |
|
|
||||||||||
|
|
|
|
n |
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
Д |
|
|||||
где n – число лет в анализируемом периоде. |
|
||||||||||||
2. Найти среднее квадратичное отклонение S [4, 5]: |
|
||||||||||||
|
|
n |
2 |
n |
|
|
2 |
|
|
|
|||
|
|
∑KЧ |
|
− ∑KЧ |
|
/ n |
|
||||||
S = |
|
i=1 |
|
i=1 |
|
|
|
. |
(10) |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
А |
|
|||||||||||
3. Определить параметр распределения Стьюдента t по табл. 3 в за-
висимости от числа степеней свободы k=n-1 и доверительной вероятности
β=0,95. |
|
б |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Кч |
|
|
|
|||||||||||
4. Вычислить верхний предел изменения |
[6]: |
|
|||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
n |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
S |
|
|
|
∑KЧ |
|
|
|
|
|
S |
|
|
|
||||||
|
|
|
КЧВ = КЧ +t |
|
|
= |
i=1 |
|
+t |
|
|
|
|
. |
(11) |
||||||||||||||
|
Определить |
|
|
|
|
|
|
n |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
n |
|
|
|
|
|
|
n |
|||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
5. |
|
нижний предел изменения |
|
Кч |
[6]: |
|
|||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
n |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
S |
|
|
|
|
|
∑KЧ |
|
|
S |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
КЧН =КЧ −t |
|
|
|
= |
i=1 |
−t |
|
|
|
. |
|
|
(12) |
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
С |
|
|
n |
|
|
n |
|
|
|||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
n |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
6. Постро |
граф к зменения |
|
|
Кч. На этом же графике построить |
|||||||||||||||||||||||||
прямые, соответствующ е средним значениям коэффициента частоты не-
счастных случаев верхн м нижним пределам изменения Кч. |
|
||||||
Расчет среднего темпа kНС |
изменения частоты несчастных случаев |
||||||
проводится по следующей формуле [4]: |
|
||||||
|
∑n |
(KЧi |
− |
|
|
|
|
kНС = |
КЧ )(ti −t) |
|
|||||
i=1 |
|
|
, |
(13) |
|||
|
n |
|
|||||
|
|
∑(ti −t)2 |
|
||||
i=1
где n – число лет в анализируем периоде; t – средний год.
15
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
И |
|
Таблица 4 |
||
|
|
|
|
|
|
Исходные данные для оценки профессионального риска |
|
|
|
|
|||||||||
|
№ |
|
Продолжительнн |
Количе- |
|
Число случаев |
|
Число |
|
|
Число |
|
Число впервые |
Общее число |
Среднесписоч |
||||
|
вариан |
ость работы |
счастных |
|
утратой тру- |
|
выходом |
|
|
Д |
дней |
|
количество |
||||||
|
та |
|
предприятия, |
случаев |
|
доспособно- |
|
на инва- |
|
тальным |
|
нальных забо- |
нетрудоспособн |
работающих, |
|||||
|
|
|
годы |
|
|
|
|
ости |
|||||||||||
|
|
|
|
за год |
|
сти |
|
лидность |
|
исходом |
|
леваний |
|
чел. |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
1 |
|
|
4 |
|
20 |
4 |
|
1 |
|
1 |
2 |
215 |
480 |
|
|||||
2 |
|
|
12 |
|
5 |
2 |
|
– |
|
|
– |
1 |
78 |
80 |
|
||||
3 |
|
|
7 |
|
10 |
2 |
|
А |
3 |
32 |
220 |
|
|||||||
|
|
|
|
1 |
|
|
– |
|
|||||||||||
4 |
|
|
2 |
|
18 |
4 |
|
2 |
|
|
|
2 |
120 |
320 |
|
||||
5 |
|
|
29 |
|
6 |
4 |
|
1 |
|
1 |
- |
48 |
45 |
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
б |
|
|
|
|
|
|
Таблица 5 |
||||
|
|
Исходные данные для анализа динамики количественных показателей производственного травматизма |
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
Количество несчастных случаев за год |
|
|
Годы |
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
№ варианта |
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
1 |
|
|
2 |
|
|
|
3 |
|
|
4 |
|
|
5 |
|
|
|
|
|
|
15 |
|
|
3 |
|
|
8 |
|
|
|
18 |
|
|
3 |
|
2001 |
|
|
|
|
12 |
|
|
5 |
|
|
7 |
|
|
|
15 |
|
|
5 |
|
2002 |
|
|
|
|
10 |
|
|
6 |
|
|
9 |
|
|
|
15 |
|
|
7 |
|
2003 |
|
|
|
|
11 |
|
|
2 |
|
|
5 |
|
|
|
12 |
|
|
6 |
|
2004 |
|
|
|
|
|
С |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
14 |
|
|
1 |
|
|
7 |
|
|
|
15 |
|
|
3 |
|
2005 |
|
|
|
|
17 |
|
|
5 |
|
|
8 |
|
|
|
11 |
|
|
4 |
|
2006 |
|
|
|
|
13 |
|
|
8 |
|
|
8 |
|
|
|
9 |
|
|
4 |
|
2007 |
|
|
|
|
12 |
|
|
1 |
|
|
9 |
|
|
|
12 |
|
|
3 |
|
2008 |
|
|
|
|
11 |
|
|
5 |
|
|
7 |
|
|
|
10 |
|
|
3 |
|
2009 |
|
|
|
Примечание |
|
|
Имеются основания данные |
|
|
|
Имеются основания данные о не- |
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
ио несчастных случаях счи- |
|
|
|
счастных случаях считать зани- |
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
тать заниженными |
|
|
|
женными |
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
16 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица значений t |
|
И |
Таблица 6 |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
n |
|
|
|
|
|
γ |
|
|
|
|
|
|
|
|
0,95 |
|
0,99 |
|
|
|
0,999 |
|
|
5 |
|
|
2,78 |
|
Д |
|
8,61 |
|
|
||
|
|
|
4,6 |
|
|
|
|
|
|||
6 |
|
|
2,57 |
|
4,03 |
|
|
|
6,86 |
|
|
7 |
|
|
2,45 |
|
3,71 |
|
|
|
5,96 |
|
|
8 |
|
|
2,37 |
|
3,5 |
|
|
|
5,41 |
|
|
9 |
|
|
2,31 |
|
3,36 |
|
|
|
5,04 |
|
|
10 |
|
|
2,26 |
А |
|
|
|
4,78 |
|
|
|
|
|
|
3,25 |
|
|
|
|
|
|||
11 |
|
|
2,23 |
|
3,17 |
|
|
|
4,59 |
|
|
12 |
|
|
2,2 |
|
3,11 |
|
|
|
4,44 |
|
|
13 |
|
|
2,18 |
|
3,06 |
|
|
|
4,32 |
|
|
14 |
|
|
2,16 |
|
3,01 |
|
|
|
4,22 |
|
|
15 |
|
|
б |
2,88 |
|
|
|
3,92 |
|
|
|
|
|
2,15 |
|
|
|
|
|
|
|||
|
и |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
С |
|
|
17 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1.4. Оценка уровня безопасности при эксплуатации сосудов под давлением
Эксплуатация сосудов под давлением относится к работам повышенной опасности. Такие виды работ выполняются по наряду-допуску. Федеральные нормы и правила в области промышленной безопасности, утвержденные Приказом Федеральной службы по экологическому, технологическому и атомному надзору от 25 марта №116 дают следующие определения:
Сосуд – герметически закрытая емкость, предназначенная для ведения химических, тепловых и других технологических процессов, а также для хранения и транспортировки газообразных, жидких и других веществ.
железнодорожного вагона, на шасси автомобиляД(прицепа) или на других средствах передвижения, предназначенный для транспортировки и хранения газообразных, жидких и других веществ.
Границей сосуда являются входные и выходные штуцера.
Баллон – сосуд, имеющий одну или две горловины для установки вентилей, фланцев или штуцеров, предназначенный для транспортировки, хранения и использования сжатых, сжиженных или растворенных под
давлением газов. |
И |
|
|
Резервуар – стационарный сосуд, предназначенный для хранения га- |
|
зообразных, жидких и других веществ. |
|
Цистерна – передвижной сосуд, постоянно установленный на раме
Сосуд конструктивно состоит из следующих элементов:
– |
– неотъемная часть корпуса сосуда, ограничивающая внут- |
|||
реннюю полость с торца; |
А |
|||
– заглушка |
|
|||
– о ъемная деталь, позволяющая герметично закрывать |
||||
отверст я штуцера ли о ышки; |
|
|||
– корпус – основная |
|
единица, состоящая из обечаек и |
||
дн щ; |
|
сборочная |
|
|
– крышка – отъемная часть, закрывающая внутреннюю полость со- |
||||
суда ли отверст |
е люка; |
|
|
|
– люк – устройство, обеспечивающее доступ во внутреннюю полость |
||||
сосуда;днище |
|
|
||
– обечайка – цилиндрическая оболочка замкнутого профиля, откры- |
||||
тая с торцов. |
|
|
|
|
Произведем оценку влияния изменения внешних физических факто- |
||||
Сров на уровень безопасности использования таких технических элементов. В качестве примера рассмотрим порошковый огнетушитель ОП-4.
18
Основные эксплуатационные характеристики огнетушителя порошкового ОП-4:
|
• полная масса огнетушителя – около 6,3 кг, при этом вес заряда – 4 кг; |
||
|
• размеры – 42 и 15 см; |
|
|
|
• тип – закачной (газогенераторный); |
|
|
|
• используемый наполнитель – огнетушащий порошок; |
||
|
• рабочее давление в огнетушителе – 1,4 МПа; |
И |
|
|
|
||
|
• длина струи – до 3 м; |
|
|
|
• время выхода порошка огнетушащего – не меньше 10 с; |
||
|
• рабочие температуры – от -30 до +500 °С; |
|
|
|
• срок эксплуатации – до 10 лет. |
|
|
|
|
АД |
|
|
• Предельное допустимое минимальное давление 0,8 МПа. |
||
|
Устанавливать подобную модель рекомендуется по 1 на каждые |
||
100 кв |
|
|
|
но 1, |
|
|
|
|
|
б |
|
|
Рис |
|
|
С |
. 3. Манометр порошкового огнетушителя |
||
|
|
||
Эксплуатация порошкового огнетушителя подразумевает широкий температурный диапазон, как следствие, интенсификация термодинамических процессов в газе внутри огнетушителя. Принимая допущение, что в огнетушителе идеальный газ, можно говорить о протекании изохорного процесса в газе порошкового огнетушителя.
Изохорный, или изохорический процесс, – термодинамический процесс, который происходит при постоянном объёме. Для осуществления
19
изохорного процесса в газе или жидкости достаточно нагревать (охлаждать) вещество в сосуде, который не изменяет своего объёма.
При изохорическом процессе давление идеального газа P прямо пропорционально его температуре T. В реальных газах закон Шарля не
выполняется. |
|
|
Закон можно записать в виде [7] |
И |
|
P1T2 = P2T1 . |
||
(14) |
В случаях нарушения целостности сосудов под давлением возникает
целый ряд опасных производственных факторов. Рассмотрим некоторые |
|||
|
|
|
Д |
из них на примере кислородного баллона: |
|||
– масса без газа mп 67 кг; |
|
||
– масса с газом 73 кг; |
|
|
|
– давление газа в баллоне 15 МПа; |
|
||
|
|
А |
|
– объем газа в баллоне 6 м3; |
|
||
– объем баллона V 4 дм3; |
|
||
– цвет баллона – синий; |
|
|
|
– цвет надписи – черный. |
|
||
|
б |
|
|
и |
|
|
|
С |
|
|
|
Рис. 4. Сосуд с горючим газом без защитного колпака, а также отсутствует навес
20
|
|
И |
|
Д |
|
А |
|
|
б |
|
|
Рис. 5. Нарушение требований безопасности: сосуды хранятся совместно и без колпаков
Происходит разгерметизация сосуда под давлением. В результате этого начинается истечение газа из сосуда и на сосуд начинает действо-
вать реактивная сила [8]: |
|
|
С |
R = u dmdt . |
(15) |
21
1. Для определения величины реактивной силы воспользуемся следующими соотношениями [9]:
где |
|
|
|
|
R = ωQ , |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(16) |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
k +1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
k |
|
|
P2 |
k |
|
P2 |
k |
|
P2 |
|
|
|
|||||
Q = 2 × |
|
|
|
− |
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
k −1 |
|
P |
|
|
|
P |
|
|
|
И |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
V , |
(17) |
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
k −1 |
|
|
|
|
|
|
||
|
|
k |
|
|
|
|
|
|
|
|
P2 |
|
|
k |
|
|
|
|
|
|
|
||
ω = 2 |
k −1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
P |
|
|
|
, |
|
|
|
|
(18) |
||||
287,68 T1 1− |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Д |
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
P |
= 287,68 |
m1T |
|
, |
(18) |
||||
|
|
|
|||||||||
|
|
1 |
|
|
|
|
|
V |
|||
|
|
А |
|
||||||||
|
|
m1 |
= m0 |
−Q ∆t , |
(19) |
||||||
где t – время, |
с; k – коэффициент |
k=1,29 [10]; Rm – |
постоянная, |
||||||||
Rm= 8314 J/kg [10]; T – температура, T = 293 K; P2 – атмосферное давление, |
|||||||||||
Pa; P1 – давление, Pa; μ – молекулярная масса, μ = 28,9 kg/mole [10]. |
|||||||||||
2. При скольжении сосуда по опорной поверхности на него действует |
|||||||||||
сила трения и реактивная сила. Сила трения пропорциональна силе тяжести: |
|||||||||||
из |
F = fmпg , |
|
|
|
(20) |
||||||
|
|
|
|
|
|||||||
где mп – масса сосуда; f – коэффициент трения. |
|
||||||||||
Ускорен е |
аллона по формуле |
|
|
|
|
|
|
||||
С |
б |
R − F |
|
= |
ωQ |
− fg . |
(21) |
||||
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
x |
= |
mп |
mп |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
Так же возникает истекающая газовая струя, профиль которой может |
|||||||||||
быть получен |
следующих соотношений: |
|
|
|
|
||||||
– длина начального участка осесимметричной струи: |
|
||||||||||
|
|
Xn = 6,1 d0 , |
|
(22) |
|||||||
22
– скорость в произвольной точке струи за начальным участком осесимметричной струи:
ω |
|
6,1 |
|
|
|
|
Y |
2 |
|
|
|
|
d |
|
|
|
|
|
|||||
|
= |
X |
0 |
exp |
−74,5 |
|
|
|
, |
(23) |
|
ω |
|
|
|||||||||
|
|
|
|
X |
|
||||||
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
где ω0 определяем по формуле (16). |
|
|
И |
|
Давление, которое газовая струя может оказывать на человека, легко |
||||
оценить по формуле |
|
|
|
|
Fаэро = Cx |
ρω2 |
Д |
(24) |
|
2 S , |
|
|||
где Sx – коэффициент лобового сопротивления, Cx=0,6; S – площадь тела человека, S=1,75 м2.
Задание для самопроверки
1. Пусть при температуре воздуха 293 К давление в сосуде 1,4 МПа. Определить, при какой температуре давление станет критическим 0,8 МПа. Построить график зависимости температуры огнетушащего состава от давления в огнетушителе.
2. |
Построить график изменения реактивной силы для разгерметиза- |
|
ции кислородного аллона. |
|
|
4. |
Найти скорость движения кислородного баллона и нарисовать |
|
граф к |
зменен я скорости. |
А |
5. |
|
|
Определ ть путь, который удет пройден сосудом, содержащим |
||
кислород под давлен ем до его остановки. |
||
6. |
Постро ть проф ль газовой струи, истекающей из кислородного |
|
баллона, спользуябсоотношения (22), (23). |
||
7. Оцен ть давлен е газовой струи (истекающего кислорода) на тело |
||
9. |
Определитьвероятность попадания человека под воздействие газо- |
|
Сделать |
|
|
человека по формуле (24).
8. Построить график изменения давления по длине струи кислорода.
вой струи в зависимости от расстояния от места разгерметизации сосуда. 10. Построить график изменения вероятности попадания человека
под действие газовой струи.
11. вывод и дать рекомендации по безопасной эксплуатации сосуда под давлением.
23