Методическое пособие 806

Если при сварке концентрация газов (озон, оксиды углерода и азота) в зоне дыхания не превышает предельно допустимую, а концентрация пыли больше допустимой, то сварщики должны быть обеспечены противопылевыми респираторами, например, типов «Снежок», ШБ-1, «Лепесток» (рис. 133).

Рис. 133. Вид респиратора лепесток

Безопасность оборудования, применяемого сварщиком

Газораздаточные посты ацетилена и газов-заменителей, применяемых в народном хозяйстве для газопламенной обработки металлов (ГОМ), в большинстве своем оснащаются защитными устройствами (жидкостными либо работающими по принципу гашения пламени в узких каналах), предотвращающими попадание в магистраль открытого огня или ударной волны. Надежность указанных защитных устройств (ЗУ) высока и не вызывает сомнений, однако их эксплуатационные характеристики (например, удобство в обслуживании, чувствительность к морозу, пыли и влаге) низки и нуждаются в улучшении.

В настоящее время существуют быстродействующие пламеотсекатели, используемые в трубопроводах с пожаро- и взрывоопасными веществами. Они свободны от таких недостатков, как необходимость регенерации и применение антифриза, но сложны в изготовлении, эксплуатации и для нужд (ГОМ) не годны. Известны также зарубежные конструкции ЗУ, разработанные для нужд ГОМ и действующие по принципу отсекателя. Эти ЗУ снабжены фильтрами, системой скользящих колец, поэтому трудоемки в изготовлении, громоздки и неудобны в эксплуатации.

181

Пламеотсекатель пропускной способностью 1,25 м3/ч, применяемый в лабораторных и промышленных стендах, надежно локализует взрывной распад ацетилено-кислородной смеси низкого и среднего давления. Конструкция включает мембрану с коническим утолщением, размешенную в корпусе и разделяющую полость его на газоподводящий коллектор и взрывную камеру, соединенные петлевым трубопроводом. Пружина опирается на мембрану и поджимает коническое утолщение (клапан) к седлу. Газ под собственным давлением отжимает мембрану и беспрепятственно из газоподводящего коллектора через петлевой трубопровод проходит во взрывную камеру и далее к потребителю. При воспламенении газа взрывная волна действует на мембрану, которая перекрывает газоподводящий коллектор раньше, чем пламя достигнет коллектора по петлевому трубопроводу.

Поскольку клапан и мембрана в этой конструкции практически мгновенно испытывают две нагрузки (забивающую и выбивающую), потребовалась большая длина компенсирующего трубопровода (около 10 метров) для получения надежного заклинивания клапана в седле, чтобы противодавление новых порций ацетилена не выбивало его и не способствовало дальнейшему горению газа.

Особенно опасно поступление свежих порций горючего газа непосредственно после взрыва при богатых кислородом смесях, так как имеющиеся после взрыва в трубах или самом ЗУ микроочаги пламени (частицы сажи, пылинки т.д.) интенсивно поддерживаются в течение 5-25 с непрореагировавшими порциями кислорода и могут служить инициаторами загорания для новых порций свежего газа. Поэтому только надежное заклинивание клапана в седле и уверенная отсечка газа способны предотвратить это явление.

С цель уменьшения длины компенсирующего трубопровода был разработан пламеотсекатель пропускной способностью 1,25 м3/ч, В этой конструкции мембрана и клапан разделены таким образом, что усилие взрыва при срабатывании ЗУ мембраной способствует дальнейшему заклиниванию клапана в крышке. Разделение клапана и мембраны позволило сократить длину компенсирующего трубопровода (резинотканевый рукав) до 1200 мм. Данное ЗУ рекомендовано для серийного выпуска.

Пламеотсекатель был модифицирован. В конструкции пламеотсекателя в корпусе ЗУ просверливаются последовательно соединенные отверстия, выполняющие функцию компенсирующего трубопро-

182

вода. Детонационная волна, ограниченная прокладкой и нижней крышкой с одной стороны, мембраной и верхней крышкой - с другой, прежде чем достигнуть клапана, проходит сложный путь внутри ЗУ в корпусе.

Применение ударопрочного полистирола АБС 2020 в основном узле защитного устройства, несущего взрывную нагрузку, принципиально новое решение, позволившее автоматизировать изготовление ЗУ в процессе производства. Главное же заключается в том, что использование полистирола обеспечило высокую надежность устройства на протяжении всего срока эксплуатации, поскольку исключило возможность корродирования основных рабочих элементов, предотвращающих прохождение пламени ацетилено-кислородных смесей.

Компенсирующий трубопровод в ЗУ выполнен в виде спиральных каналов, размещенных в крышках и разделенных между собой мембраной так, что верхняя спираль последовательно соединяется с нижней через отверстие в мембране. Конфигурация нижней камеры, профили мембраны и клапана во всех трех описанных конструкциях идентичны.

Пламеотсекатель пропускной способностью 1,25 м3/ч в настоящее время выпускается серийно в качестве затвора к переносному ацетиленовому генератору АСП-1, 25-7. Он рекомендован для газовзаменителей ацетилена как постовой затвор пропускной способностью до 5 м3/ч.

Для ацетилена высокого давления Воронежским филиалом ВНИИАвтогенмаш разработан и внедрен в производство пламеотсекатель пропускной способностью 80 мЗ/ч. Корпус его разделен перемычками на камеры А, В и С. Внутри корпуса размещен подвижный отсекатель, состоящий из клапана, штока и затыльника, жестко соединенных между собой. На штоке, в местах сопряжения с перемычками корпуса для пропуска газов, выполнены шлицевые пазы таким образом, что перемычка корпуса перекрывает поток газа при расположении отсекателя в крайнем правом положении (в нормальном положении ацетилен свободно проходит к потребителю).

В случае возникновения взрыва в трубопроводе детонационная волна, попадая в ЗУ, воздействует на затыльник и посылает весь отсекатель в седло. Сама же она, поступая через шлицевые каналы в камеры А, В и С, дважды расширяется, теряет скорость и подходит к выходу из ЗУ, когда клапан заклинен в седле, т. е. взрыв в трубопро-

183

воде локализуется. Данный пламеотсекатель, не имея водяных объемов и пористых вставок, не чувствителен к влаге, пыли, не нуждается

впериодической регенерации.

Втехнологических процессах получения, хранения и транспортировки горючих газов всегда имеется опасность их загорания. И если это происходит, то процесс, как правило, сопровождается взрывом с нанесением значительного материального ущерба, а иногда и гибелью людей.

Вкачестве импульсов, приводящих к возникновению горения транспортируемых газов, могут выступать: открытое пламя, искры от трения, удара, электрических разрядов, статического электричества, перегретые детали оборудования, ударные волны и др.

Для защиты технологического оборудования, зданий и сооружений, в которых оно размещено, а также обслуживающего персонала как на самом оборудовании, так и на магистральных трубопроводах устанавливают защитные устройства, локализирующие распространение пламени и предотвращающие возможность развития аварии.

Конструкции защитных устройств, применяемых в промышленности, весьма разнообразны, отличаются по принципу работы, устройства, виду, быстродействию и ресурсу элемента срабатывания, месту установки, виду запирающего элемента и др.

ВВГТУ на кафедре техносферной и пожарной безопасности проводились работы по созданию защитных устройств, обеспечивающих безопасность эксплуатации технологического оборудования, используемого для газопламенной обработки металлов.

Газопламенная обработка металлов осуществляется, в основном, с использованием температуры пламени горения ацитиленокислородных или пропан-бутано-кислородных смесей.

Концентрация горючего газа в смеси является важнейшим фактором, влияющим на скорость распространения пламени, которая может изменяться от дефлаграционного до детонационного режимов горения. Надежность работы защитного устройства должна быть обеспечена на всем диапазоне возможных скоростей распространения пламени горения ацетилено-кислородных или других взрывопожароопасных газов.

Рассмотрим защитные устройства, локализующие распространение пламени путём механического перекрытия проходного сечения трубопровода, по которому распространяется пламя. Принципиаль-

184

ным отличием этих устройств является наличие в их конструкциях компенсирующего трубопровода, обеспечивающего опережение времени срабатывания механизма перекрытия канала, по которому поступает газ (τдв.), скорости распространения пламени (τгор.)

Математически надежность работы защитного устройства можно записать в виде

(τдв.)≤ (τгор). (25) Время горения газа в компенсирующем трубопроводе зависит от

длины трубопровода и скорости детонации и может быть определено по формуле

%

где L - длина компенсирующего трубопровода (м), D - скорость детонации (м/с).

Время движения элемента срабатывания зависит от геометрических размеров этого элемента и давления взрыва газовой смеси, может быть определено по формуле Ньютона:

где m - масса элемента срабатывания (г); 1 - перемещение элемента срабатывания (мм); S - площадь элемента срабатывания (мм); Р - давление взрыва (Па); τ - время срабатывания (с).

Из выражения (27), интегрируя его при начальных условиях, когда

защитное устройство находится в режиме ожидания, т.е. &+ = 0 при

&)дв

τ = 0, находим

Подставляя в (1) значение входящих величин, получим

Выражение (29) характеризует зависимость между длинной компенсирующего трубопровода, линейными размерами элемента запирания, давлением и скоростью распространения детонации при взрыве газа.

Оптимальные размеры конструктивных элементов защитных устройств определялись на основании длительных экспериментальных исследований, при проведении которых диаметр мембраны изменялся в пределах 50 ÷ 100 мм, ход мембраны в пределах 3 ÷ 8 мм, давление взрыва от 0,1 до 10 МПа, при начальных давлениях газа в пределах от 0,003 до 0,333 МПа.

185

Контрольные вопросы

1.Каким образом обеспечивают безопасность при производстве земляных работ?

2.Каким образом обеспечивают безопасность при производстве свайных работ?

3.Каким образом обеспечивают безопасность при производстве железобетонных работ?

4.Каким образом обеспечивают безопасность при производстве каменных работ?

5.Каким образом обеспечивают безопасность при производстве монтажных работ?

6.Каким образом обеспечивают безопасность при выполнении отделочных работ?

7.Каким образом обеспечивают безопасность при выполнении кровельных и изоляционных работ?

8.Каким образом обеспечивают безопасность при выполнении плотничных и столярных работ?

9.Каковы особенности обеспечения безопасности труда сварщиков?

10.Каковы особенности обеспечения безопасности высотных

зданий?

Заключение

Повседневная деятельность, человека осуществляется в условиях техносферы, которая своими негативными элементами – машинами, оборудованием, различными сооружениями и т.д. – оказывает на него негативное воздействие.

Неблагоприятные условия труда на производстве обусловливают высокий уровень травматизма и профессиональные заболевания. В строительстве, по данным статистики, имеет место большое количество несчастных случаев с летальным исходам.

Безопасность жизнедеятельности может быть обеспечена только при комфортном или допустимом состоянии человека со средой обитания, называемой техносферой.

Представленные в настоящем пособии материалы помогут студентам в своей будущей деятельности создать условия комфортного состояния и взаимодействия со средой обитания.

186

Как пример научных исследований по вопросам безопасности труда в библиографическом списке приведены учебные и научные наработки сотрудников кафедры техносферной и пожарной безопасности Воронежского государственного технического университета [34 - 50], в основе большинства из которых лежат научные разработки по соответствующей предметной области. Работы [34 - 50] можно использовать как примеры решения технических задач по безопасно-

сти труда.

Библиографический список

1.Конституция (Основной закон) Российской Федерации: офиц. текст. – М. : Маркетинг, 2001. – 39 с.

2.Трудовой Кодекс РФ: официальный текст – М., 2007. – 424 с. http://kodeks.systecs.ru/tk_rf/

3.Постановление Госстроя РФ от 23 июля 2001 г. № 80 «О принятии строительных норм и правил Российской Федерации «Безопасность труда в строительстве. Часть 1. Общие требования». http://base.garant.ru/12123914/

4.Постановление Госстроя РФ от 17 сентября 2002 г. № 123 «О принятии строительных норм и правил Российской Федерации «Безопасность труда в строительстве. Часть 2. Строительное производство». http://base.garant.ru/12128553/

5.Постановление Госстроя РФ от 8 января 2003 г. № 2 «О Своде правил «Безопасность труда в строительстве. Отраслевые типовые инструкции по охране труда». http://base.garant.ru/12130336/

6.Приказ Министерства здравоохранения и социального развития РФ от 16 июля 2007 г. № 477 «Об утверждении Типовых норм бесплатной выдачи сертифицированных специальной одежды, специальной обуви и других средств индивидуальной защиты работникам, занятым на строительных, строительно-монтажных и ремонтностроительных работах с вредными и (или) опасными условиями труда, а также выполняемых в особых температурных условиях или связанных с загрязнением». http://base.garant.ru/12156639/

7.Постановление Правительства РФ от 25 февраля 2000 г. № 162 «Об утверждении перечня тяжелых работ и работ с вредными или опасными условиями труда, при выполнении которых запрещается применение труда женщин». http://base.garant.ru/181761/

8.Приказ Министерства труда и социальной защиты РФ от 28

187

марта 2014 г. № 155н «Об утверждении Правил по охране труда при работе на высоте» (с изменениями и дополнениями). http://base.garant.ru/70736920/

9.Приказ Министерства труда и социальной защиты РФ от 17 сентября 2014 г. № 642н «Об утверждении Правил по охране труда при погрузочно-разгрузочных работах и размещении грузов». http://base.garant.ru/70788876/

10.Приказ Федеральной службы по экологическому, технологическому и атомному надзору от 12 ноября 2013 г. № 533 «Об утверждении Федеральных норм и правил в области промышленной безопасности «Правила безопасности опасных производственных объектов, на которых используются подъемные сооружения» (с изменениями и дополнениями). http://base.garant.ru/70564990/

11.Приказ Федеральной службы по экологическому, технологическому и атомному надзору от 25 марта 2014 г. № 116 «Об утверждении Федеральных норм и правил в области промышленной безопасности «Правила промышленной безопасности опасных производственных объектов, на которых используется оборудование, работающее под избыточным давлением» (с изменениями и дополнениями). http://base.garant.ru/70661606/

12.Приказ Министерства труда и социальной защиты РФ от 19 августа 2016 г. № 438н «Об утверждении Типового положения о системе управления охраной труда». http://www.garant.ru/hotlaw/federal/955370/

13.Постановление Госстроя РФ от 8 января 2003 г. N 2 "О Своде правил "Безопасность труда в строительстве. Отраслевые типовые инструкции по охране труда". http://base.garant.ru/12130336/

14.ГОСТ 12.4.280-2014. Система стандартов безопасности труда. Одежда специальная для защиты от общих производственных загрязнений и механических воздействий. Общие технические требования. (Дата введения 01.12.2015). https://www.gost.ru/

15.ГОСТ 12.4.284.2-2014. Система стандартов безопасности труда. Одежда специальная для защиты от токсичных химических веществ в виде газа и паров. Технические требования и методы испытаний. (Дата введения 01.12.2015). https://www.gost.ru/

16.ГОСТ EN 795-2014. Межгосударственный стандарт. Система

стандартов безопасности труда. Средства индивидуальной защиты от падения с высоты.Устройства анкерные. Общие технические требо-

188

вания. Методы испытаний. (Дата введения 01.12.2015). https://www.gost.ru/

17.ГОСТ 12.4.270-2014. Межгосударственный стандарт. Система стандартов безопасности труда. Обувь специальная дезактивируемая с текстильным верхом для работ с радиоактивными и химически токсичными веществами. Общие технические требования и методы испытаний. (Дата введения 01.12.2015). https://www.gost.ru/

18.ГОСТ 12.0.230-2007. Межгосударственный стандарт. Система стандартов безопасности труда. Системы управления охраной труда. Общие требования. (Дата введения 01.07.2009). https://www.gost.ru/

19.ГОСТ 12.4.234-2012. Межгосударственный стандарт. Система стандартов безопасности труда. Средства индивидуальной защиты органов дыхания. Фильтрующие СИЗОД с принудительной подачей воздуха, используемые со шлемом или капюшоном. Общие технические требования. Методы испытаний. Маркировка. (Дата введения 01.09.2013). https://www.gost.ru/

20.ГОСТ 12.4.026-2015. Система стандартов безопасности труда (ССБТ). Цвета сигнальные, знаки безопасности и разметка сигнальная. Назначение и правила применения. Общие технические требования и характеристики. Методы испытаний. (Дата введения 01.03.2017). https://www.gost.ru/

21.ГОСТ 12.1.005-88. Межгосударственный стандарт. Система стандартов безопасности труда. Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны. (Дата введения 01.01.1989). https://www.gost.ru/

22.ГОСТ 12.2.011-2012. Межгосударственный стандарт. Система стандартов безопасности труда. Машины строительные, дорожные

иземлеройные. Общие требования безопасности. (Дата введения 01.03.2014). https://www.gost.ru/

23.ГОСТ EN 397-2012. Межгосударственный стандарт. Система стандартов безопасности труда. Каски защитные. Общие технические требования. Методы испытаний. (Дата введения 01.09.2013). https://www.gost.ru/

24.ГОСТ EN 340-2012. Межгосударственный стандарт. Система стандартов безопасности труда. Одежда специальная защитная. Общие технические требования. (Дата введения 01.09.2013). https://www.gost.ru/

189

25.ГОСТ Р 12.4.233-2012. Национальный стандарт Российской Федерации. Система стандартов безопасности труда. Средства индивидуальной защиты органов дыхания. Термины, определения и обозначения. (Дата введения 01.12.2013). https://www.gost.ru/

26.Федеральный закон «Градостроительный кодекс Российской Федерации от 29.12.2004 г. № 190-ФЗ (ред. от 03.08.2018, с изм. и доп., вступ. в силу с 01.09.2018). http://www.consultant.ru/document/cons_doc_LAW_51040/

27.Федеральный закон «Технический регламент о требованиях пожарной безопасности» от 22.07.2008 г. № 123-ФЗ (ред. от 29.07.2017, с изм. и доп., вступ. в силу с 31.07.2018). http://www.consultant.ru/document/cons_doc_LAW_78699/

28.Федеральный закон «О пожарной безопасности» от 21.12.1994 г. № 69-ФЗ. Актуальная редакция закона 69-ФЗ от 29.07.2018 г. с изменениями, вступившими в силу с 30.07.2018 г. http://kodeks.systecs.ru/zakon/fz-69/

29.Федеральный закон «Технический регламент о безопасности зданий и сооружений» от 30.12.2009 г. № 384-ФЗ (ред. от 02.07.2013) http://www.consultant.ru/document/cons_doc_LAW_95720/

30.Федеральный закон «О специальной оценке условий труда» от 28.12.2013 г. № 426-ФЗ (ред. от 19.07.2018). http://legalacts.ru/doc/federalnyi-zakon-ot-28122013-n-426-fz-o/

31.СНиП 12-03-2001 Безопасность труда в строительстве. Часть

1.Общие требования (актуализированная редакция 2010 год). – М.: Стройиздат, 2001. – 40 с. http://docs.cntd.ru/document/1200083051

32.СНиП 12-04-2001. Безопасность труда в строительстве. Часть

2.Строительное производство. – М.: Стройиздат, 2001. – 29 с. http://dokipedia.ru/document/1724181

33.СП 52.13330.2011. Естественное и искусственное освещение. Актуализированная редакция СНиП 23-05-95*. – М.: Стройиздат, 2011. – 85 с. http://docs.cntd.ru/document/1200084092

34.Манохин М.В. Рентгеноспектральный микроанализ пыли в решениях задачи безопасности труда на асфальтобетонных заводах / М.В. Манохин, С.А. Сазонова, С.Д. Николенко, В.Я. Манохин // Научный вестник Воронежского государственного архитектурностроительного университета. Серия: Физико-химические проблемы и

высокие технологии строительного материаловедения. - 2017. - № 1 (14). - С. 65-70.

190