Расчет затрат

1. Затраты на электроды и электродную проволоку определяются по формуле:

(15)

где g_нм – масса наплавленного металла, кг;

k_п – коэффициент учитывающий отношение веса электродов или проволоки к весу наплавленного металла;

Ц_эм – стоимость 1 кг электродов или электродной проволоки, руб/кг.

	1 вариант	2 вариант		Разница
	РДС	Флюс авт.	Процесс STT
gнм	0,987	0,62	0,46	-0,093
	1,5	1,02	1,08
	140	42	46	52
на один шов	207,480	26,56	22,85	158,07
Затраты на флюс для двух швов	-	14,8	-	-14,8
Затраты на СО2	-	-	1,73	-1,73
Итог на два шва	207,48	65,94		141,54

Таблица 21 – Затраты на сварочные материалы

2. затраты на флюс

,руб/изд, (16)

где - коэффициент, выражающий отношение веса израсходованного флюса к весу сварочной проволоки (для автоматической сварки под флюсом )

- цена 1 кг флюса, 18 руб/кг;

Затраты на флюса для одного шва

3. затраты на зашитый и горючий газы

,руб/изд (17)

где - норма расхода газа, 12 л/мин;

- основное время на сварку , 7,32 мин/м;

- длина сварного шва, 1,978 м;

- цена за единицу газа , 0,01-0,02(руб/л).

Тогда затраты на защитный газ составят:

, руб/стык

Расчет затрат на труд

Затраты на основную заработную плату определяется по формуле:

(18)

где С_ср.м – месячная зарплата сварщика, руб ;

для РДС С_ср.м=40000 руб.

для сварки под флюсом С_ср.м=7000руб.

для полуавтоматической процессом STT С_ср.м=20000руб.

- месячный фонд времени, ( ).

t_шк – штучно-калькуляционное время сварки, мин.

Дополнительная заработная плата определяется по формуле:

(19)

Дополнительная заработная плата резервируется для оплаты отпуска.

Отчисление на социальные цели (пенсионный фонд, медицинское страхование, фонд занятости и т.д.) определяется по формуле:

(20)

Таблица 22 – Затраты на заработную плату, отчисления в социальные цели, страховой и пенсионный фонд.

1 вариант	2 вариант
РДС	Флюс авт.	Процесс STT
Итог общих затрат
С = 189руб.	С = 125,87руб.

Расчет затрат на электроэнергию

Затраты на электроэнергию определяется по формуле:

(21)

где U_д – напряжение дуги, В;

I_св – сварочный ток, А;

 - коэффициент полезного действия источника питания;

Ц_эл – тариф на электроэнергию, руб*кВт/ч.

Принимаем Ц_эл = 0,90 руб*кВт/ч.

Для удобства расчета затрат на электроэнергию приведём значения тока, напряжения и основного времени в одну таблицу.

Таблица 23 – Значения тока, напряжения и основного времени

	РДС			Флюс авт			Полуавтомат STT
	I	U	t0	U	I	t0	I	U	t0
Сварка стыков труб	160	26	1,66	34	500	3,53	180	28	7,32

Таблица 24 – Затраты на электроэнергию.

1 вариант	2 вариант
РДС	Флюс авт	Полуавтомат STT
0,25	Общие затраты 1,2 руб.

Расчет затрат на ремонт

Затраты на ремонт оборудования определяется по формуле:

(22)

где Ц_об – цена комплекта оборудования, руб.;

k_рем – коэффициент учитывающий затраты на ремонт;

F_д – действительный фонд времени работы оборудования в году, ч.

При односменной работе, F_д = 2000 ч.

Таблица 23 – Затраты на ремонт оборудования

1 вариант	2 вариант

Таблица 24 – Итоговые затраты

	РДС	Процессом STT и под флюсом	Разница
Сварочная проволока или электроды, углекислый газ, флюс	207,48	65,94	+141,54
Заработная плата	189	125,87	+63,13
Электроэнергия	0,25	1,2	-0,95
Ремонт	2,3	13,25	-11
Итого	399,03	206,26	+193

При сварке ручной дуговой сваркой покрытыми электродами наплавляется металла немного меньше, но цена электродов выше, чем суммарная цена на сварочные материалы для сварки в СО₂ и под флюсом и поэтому экономия достигается при сварке 2 вариантом.

Автоматизированная процессы сварки требуют меньшего вклада ручного труда и оплачиваются меньше, поэтому в сравнении с РДС достигается экономия на заработную плату. Но так как оборудование для полуавтоматической и автоматической сварки более сложное в обслуживании и требует больше электроэнергии, то по этим показателям экономии затрат нет.

Вторая ситуация

Анализ инвестиций

Замена существующей технологии на новую, в нашем случае, замена ручной дуговой сварки покрытыми электродами на автоматическую под слоем флюса, ведёт к затратам, т.е. требуются инвестиции.

Экономическая эффективность предлагаемых решений будет сводится к экономической оценке инвестиций. В соответствии с основами стандарта экономической оценки инвестиций, оценка инвестиций осуществляется путём расчёта четырёх показателей:

– NPV – чисто текущая стоимость;

– РР – срок окупаемости;

– IRR – внутренняя ставка доходности;

– PI – индекс доходности.

1. Метод расчёта чисто текущей стоимости. Этот метод основан на сопоставлении величины исходной инвестиции, с общей суммой дисконтированных чистых денежных поступлений, генерируемых ею в течении прогнозируемого периода.

Поскольку приток денежных средств распределён во времени, он дисконтируется с помощью коэффициента i, устанавливаемого инвестором самостоятельно, исходя, из ежегодного процента возврата, который он хочет или может иметь на инвестируемый им капитал.

Чисто текущая стоимость NPV рассчитывается по формуле:

(23)

где n – продолжительность использования данной технологии (жизненный цикл проекта), год;

- прирост чистой прибыли в t – ом году, руб.;

- прирост амортизационных отчислений в t – ом году, руб.;

i – ставка дисконтирования, которая выражает: альтернативную стоимость капитала; стоимость привлекаемых источников финансирования;

I₀ – инвестиции, которые необходимы для осуществления нашего проекта, руб.

Прирост чистой прибыли определяется по формуле:

(24)

где - разница в затратах существующей и предлагаемой технологий, руб;

- годовой объём производства, шт.;

Н_пр – налог на прибыль (берётся в размере 30% от прироста прибыли), руб.

Расчёт NVP, будет вестись при следующих условиях:

• Инвестиции равны цене комплекта оборудования;

• Прогнозируемый срок n равен 5 лет;

• Амортизация основных средств равна 20% от стоимости комплекта оборудования.

2. Метод расчёта индекса рентабельности. Этот метод является следствием предыдущего. Индекс рентабельности рассчитывается по формуле:

(25)

Данный показатель, характеризует «запас прочности» инвестируемого проекта и степень его риска.

Чем больше PI превышает единицу, тем больше этот запас.

В отличии от чистого приведённого эффекта, индекс рентабельности является относительным показателем. Он удобен при выборе одного проекта из ряда альтернативных.

3. Метод расчёта рентабельности. Под нормой рентабельности, или внутренней нормы прибыли, инвестиций (IRR) понимают значение коэффициента дисконтирования i, при котором чистый приведённый эффект NPV проекта равен нулю:

IRR, при котором NPV = f(t) = 0.

Смысл расчёта этого коэффициента при анализе эффективности планируемых инвестиций заключается в следующем. Норма рентабельности показывает максимально допустимый относительный уровень расхода, которые могут быть ассоциированы с данным проектом. Если проект будет полностью финансироваться за счёт ссуды коммерческого банка, то значение IRR показывает верхнюю границу допустимого уровня банковской процентной ставки, превышение которого делает проект убыточным.

4) метод расчёта срока окупаемости. Этот метод применяется в ситуации, когда предприятие в большей степени озабочено решением проблемы ликвидности, а не прибыльности проекта, т.е. чтобы инвестиции окупились в течении планируемого срока или как можно скорее. Чем меньше срок окупаемости, тем менее рискованным является проект.

Для внедрения полуавтоматической сварки в среде углекислого газа процессом STT и сварки под флюсом нужны следующие инвестиции:

-полуавтомат с источником питания Invertec STT2 в комплекте с источником питания стоит 130000 руб.

-расходомер (с подогревателем) 1200 руб.;

-баллон с 3200 руб.

- сварочная автомат ГДФ 1001 стоимостью 120000 руб.

Итого потребуется инвестиций 260000 руб.

Расчёт показателя NPV приведён в таблице 25.

Таблица 25 – расчёт NPV

Наименование	Распределение по годам
	0	1	2	3	4	5
1. Коэффициент загрузки, kз	0	0,5	0,75	1	1	1
2. Годовой объем производства, Q	0	943	1414,5	1886	1886	1886
3. Инвестиции Iо, тыс.руб	-260000	0	0	0	0	0
4. Экономия затрат ∆CрQ, руб где ∆Cр-разница затрат из первого случая (∆Ср = 193 )	0	181999	272998,5	363998	363998	363998
5. Амортизация Ca, руб	0	52000	52000	52000	52000	52000
6. Прирост прибыли = Экономия затрат- Амортизация	0	129999	220998,5	311998	311998	311998
7.Налог на прибыль = 24% от прибыли	0	31199,7	53039,64	78879,5	78879,5	78879,5
8.Чистая прибыль = Прирост прибыли – налог на прибыль, руб/год	0	98799,3	167958,8	233118,5	233118,5	233118,5
9. Прирост чистого денежного потока = чистая прибыль+амортизация, руб/год	0	150799,3	219958,8	285118,5	285118,5	285118,5
10. Коэффициент дисконтирования при ставке 10%, Кд	1	0,909	0,826	0,751	0,683	0,621
Кд =20%,	1	0,833	0,694	0,579	0,482	0,402
Кд =30%,	1	0,769	0,592	0,455	0,350	0,269
11. Дисконтированный чисто денежный поток = Прирост ЧПД Кд , при i = 10%	0	137076,5	181686	214124	194735,9	177058,6
Кд =20%,	0	125615,8	152651,4	165083,6	137427,1	114617,6
Кд =30%,	0	115964,6	130215,6	129728,9	99791,4	76696,8
12. Накопленный доход	-260000	-122923	58762,5	272886,5	467622	644681
Кд =20%,	-260000	-134384,2	18267,2	183350,8	320778	435395,5
Кд =30%,	-260000	-144035	-13819,8	115909,1	215700	292397,3

Рисунок 7 – Срок окупаемости

Срок окупаемости .

Индекс прибыльности (26)

где С₀ – инвестиции.

>1

т.к PI >1, то проект эффективен.

По тому насколько превышает единицу, судят о запасе финансовой устойчивости проекта и его риске. Величина равная 3,48 свидетельствует о высокой устойчивости проекта к изменению различных факторов и о высокой степени риска. Даже самое незначительное увеличение текущих или инвестиционных затрат не делает данный проект не эффективным.

Данный индекс прибыльности означает, что на каждый вложенный рубль мы получим 248 копеек прибыли .

Расчет внутренней нормы доходности (IRR)

Данный показатель имеет богатое экономическое содержание. Во-первых, по тому насколько превышает ставку дисконтирования можно судить о степени эффективности инвестиции. Во-вторых, по разности данных показателей ( ) можно судить о запасе финансовой прочности и риска проекта. Чем больше эта разность, тем устойчивее проект к неблагоприятным изменениям важнейших параметров проекта. В-третьих, внутренняя норма доходности показывает предельную плату за привлечение финансовых ресурсов, при превышении которой инвестиционный проект становится не эффективным.

Количественно данный показатель может быть установлен графическим путем. Для этого необходимо построить график зависимости . Для построения графика необходимо получить для нескольких (как минимум трех) значений ставок дисконтирования, чтобы построить кривую. Точка пересечения кривой и оси абсцисс позволит установить внутреннюю норму доходности .

Для построения графика необходимо определить для нескольких значений ставок дисконтирования табличным путем. Причем для одного значения ставки ( ) показатель мы уже установили. Он равен 303280 руб. Тогда необходимо рассчитать как минимум еще для двух значений (например, для 20% и 30% или для 0 и 15%).

В зависимости от ставки дисконтирования показатель примет следующие значения:

Таблица 26 – Показатель

Ставка дисконтирования, %,	0	10	20	30
Чистая текущая стоимость, руб,	966113	644681	435395,5	292397,3

На основе полученных данных строится график зависимости от ставки дисконтирования.

Рисунок 8 – Определение внутренней ставки доходности

Из графика видно, что IRR данного проекта достаточно высок. Это означает, что вклад инвестиции будет эффективным.

Вывод: В результате проведённого сравнительного экономического анализа делаем вывод, что дуговая сваркам в защитном газе СО₂ проволокой сплошного сечения процессом STT корневого слоя шва и автоматической сваркой под флюсом в данном случае наиболее выгодный вариант по сравнению с дуговой сваркой покрытыми электродами. Внедрение в производство новой технологии позволяет ежегодно экономить в деньгах. Это достигается за счёт: экономии на сварочные материалы, заработную плату и за счет общей производительности автоматизированного процесса.

Таким образом однозначно можно судить, что новый вариант экономически предпочтительнее базового.

6 ПРОИЗВОДСТВЕННАЯ И ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ БЕЗОПАСТНОСТЬ

6.1 Анализ сварочного производства

Все рассмотренные ниже вопросы относятся к монтажно-сварочным работам на строительстве нефтепроводов присущих предприятию ОАО «Томскгазстрой».

Применение электродуговой сварки требует такой организации сварочных работ, которая обеспечила бы максимально безопасность труда сварщиков и вспомогательных рабочих.

Целью данного раздела – выявление и предупреждение всех возможных опасных и вредных для здоровья человека факторов, которые могут возникнуть при работе на сварочном производстве.

Виды и причины промышленного травматизма в сварочном производстве следующие:

– ожоги (вследствие того, что в процессе сварки оголенные участки тела не были защищены от воздействия лучей сварочной дуги);

– слезотечение (вследствие того, что глаза во время сварки не были защищены очками от действия лучей сварочной дуги);

– отравление организма (причинами отравления являются: образующиеся при сварке пары окислов цинка, свинца, меди, марганца кремния, большая концентрация в воздухе углекислого газа, азота и плохая вентиляция);

– падения и переломы (причины: 1) рабочий невнимательно осмотрелся вокруг и не принял необходимых мер предосторожности, например не проверил, как положены, подмости или как сделано ограждение и т.п.; 2), рабочий не привязался монтажным ремнем при работе на высоте; это может привести к падению с высоты);

– травматизм при взрывах получается вследствие нарушения правил ведения производства сварочных работ, как, например: сварка или резка близко от емкостей с взрывоопасными веществами без соответствующей их дегазации;

– поражение электрическим током (причина: не были соблюдены правила техники безопасности);

– облучение гамма- или рентгеновским излучением во время просвечивания сварных швов (в период просвечивания рабочий персонал не был удален из зоны просвечивания).

6.2 Охрана труда и техника безопасности

Охрана труда представляется комплексом технических и орга­низационных мероприятий, направленных на создание безопасных и здоровых условий труда работающих. Охрана труда, прежде всего, предусматривает предотвращение производственного травматизма. Главной материальной основой улучшения условий труда являются новые методы производства, новая техника, комплексная механи­зация и автоматизация производства. Трудовым законодательством предусмотрен ряд льгот для рабочих-сварщиков. К сварочным работам допускаются лица не моложе 18 лет после сдачи техмини­мума по правилам техники безопасности.

Сварщикам ежегодно предоставляется дополнительный оплачиваемый отпуск в зависимости от условий работы. Им выда­ётся сварочная спецодежда, защитные щитки и маски. При тяжелых и вредных работах сварщики получают специальное питание. Обязанность создания нормальных условий труда сварщикам непосредственно на производственных участках и рабочих местах возлагается на мастеров и начальников участков. Организация каждого рабочего места должна обеспечивать безопасное выполнение работ. Рабочие места должны быть оборудованы различного рода ограждениями, защитными и предохранительными устройствами и приспособлениями. При правильно организованном производстве, обеспечении условий охраны труда и соблюдении правил техники безопасности и производственной санитарии сварка не представляет собой особо вредного и опасного технологического процесса. Однако для созда­ния безопасных условий работы сварщиков необходимо учитывать кроме общих положений техники безопасности на производстве также и особенности выполнения различных сварочных работ.

Такими особенностями являются возможные поражения электрическим током, отравления вредными газами и парами, ожоги излучением сварочной дуги и расплавленным металлом, поражения от взрывов баллонов со сжатыми и сжиженными газами. Воздействие излучения дуги вредно не только для сварщиков, но и для подручных рабочих сварщиков.

6.2.1 Электробезопасность

Поражение электрическим током проис­ходит при соприкосновении человека с токоведущими частями оборудования.

Сопротивление человеческого организма в зависимости от его состояния (утомленность, влажность кожи, состояние здоровья) меняется в широких пределах от 1000 до 20 000 Ом. Напряжение холостого хода источников питания дуги достигает 90В, а сжатой дуги 200В. В соответствии с законом Ома при неблагоприятном состоянии сварщика через него может пройти ток, близкий к предельному:

.

Для предупреждения возможного поражения электрическим током при выполнении электросварочных работ необходимо соблюдать основные правила.

– Корпуса оборудования и аппаратуры, к которым подведен электрический ток, должны быть надежно заземлены, сопротивление защитного контура должно быть меньше максимально допустимого, Rм.д=4Ом .

– Все электрические кабеля, идущие от распределительных щитов, генераторов на рабочие места должны быть надежно изолированы и защищены от механических повреждений.

– запрещается использовать контур заземления, металлоконструкций и зданий, а также магистральные нефте и газопроводы в качестве обратного провода сварочной цепи.

При выполнении сварочных работ внутри замкнутых сосудов (котлов, емкостей, резервуаров и т.п.) следует применять деревян­ные щиты, резиновые коврики, перчатки, галоши. Сварку необхо­димо проводить с подручным, находящимся вне сосуда. Следует помнить, что для осветительных целей внутри сосудов, а также в сырых помещениях применяют электрический ток напряжением не выше 12В, а в сухих помещениях не выше 36В. В сосудах без вентиляции сварщик должен работать не более 30 мин с перерывами для отдыха на свежем воздухе.

– Монтаж, ремонт электрооборудования и наблюдение за ним должны выполнять электромонтеры. Сварщикам категорически запрещается исправлять силовые электрические цепи.

Для спасения человека попавшего под напряжение, в первую очередь его изолируют от токоведущих частей или проводов. Это выполняется либо выключением тока, либо заземлением провода.

При оказании помощи пострадавшему необходимо быть в резиновых перчатках и надежно изолированным от земли (встать на сухую доску, резину, надеть калоши и т.д.). Брать пострадавшего следует только за сухую одежду. Если нельзя оттащить пострадавшего от токоведущих частей или заземлить провод, следует с большой осторожностью поочередно, не касаясь других проводов, удалить провод.

Пострадавшему необходимо оказать первую помощь – сделать искусственное дыхание, для этого следует расстегнуть ему воротник, ослабить ремень и пояс брюк. При более тяжелом повреждении нужно немедленно вызвать врача.

6.2.2 Защита зрения и открытой поверхности кожи.

Электрическая сварочная дуга излучает яркие видимые световые лучи и невиди­мые — ультрафиолетовые и инфракрасные. Световые лучи оказы­вают ослепляющее действие, так как их яркость значительно превышает норму, допускаемую для человеческого глаза (до 10000 раз).

Ультрафиолетовые лучи даже при кратковременном воздейст­вии в течение нескольких секунд вызывают заболевание глаз, называемое электроофтальмией. Оно сопровождается острой болью, резью в глазах, слезоточением, спазмами век. Продолжительное действие ультрафиолетовых лучей приводит к ожогам кожи. Инфракрасные лучи при длительном воздействии вызывают помут­нение хрусталиков глаз, (катаракта), что может привести к ослабле­нию и потере зрения, тепловое действие этих лучей вызывает ожоги кожи. Защита зрения и кожи лица при дуговой сварке обеспечива­ется применением щитков, масок или шлемов, в смотровые отвер­стия которых вставляют светофильтры, задерживающие и поглощающие излучение дуги. В зависимости от мощности дуги применяют различные светофильтры По ГОСТ 9497–79 существует несколько видов защитных светофильтров . Например защитное стекло С-1 рекомендуется при сварке на силе тока 30-75 А, стекло типа С-5 при сварке на силе тока 200-400 А и так далее до С-10.

Защитные стекла, вставленные в щитки и маски, снаружи закрываются простым стеклом для предохранения от брызг расплавленного металла. Щитки изготовляются из изоляционного материала типа фибры, фанеры и по форме и размерам они должны полностью защищать лицо и голову сварщика [ГОСТ 1361–79].

Для защиты окружающих от изучения дуги в стационарных условиях устанавливают закрытые кабины, а при строительных и монтажных работах применяют переносные щиты и ширмы. Для предохранения рук сварщиков от ожогов от излучения дуги, а также брызг расплавленного металла необходимо надевать защитные рукавицы, а тело прикрывать спе­циальной одеждой (обычно брезентовые куртки и брюки). При выполнении вертикальных, горизонтальных и потолочных швов рекомендуется надевать брезентовые нарукавники.

6.2.3 Правила обращения с баллонами для сжатых и сжиженных газов

Электросварщику в процессе работы приходится пользоваться баллонами для сжатых (аргон, гелий и др.) и сжиженных (углекислый газ) газов.

Азот - газ, не имеющий ни запаха, ни вкуса. При нормальной температуре азот вредно действует на организм человека, так как с увеличением его в воздухе уменьшается количество кислорода, что вызывает удушье. При обычной температуре азот мало активен, но при высоких температурах он, соединяясь с кислородом, образует окись азота. В соединении с водородом азот образует аммиак. Каждое из указанных соединений вредно действует на организм человека.

Аргон – нейтральный газ, без запаха и без цвета. Токсическое действие аргона такое же, как и у азота.

Углекислый газ – бесцветный газ, без запаха, с кисловатым вкусом. Углекислый газ сам по себе не вызывает отравлений, но его скопление сопровождается вытеснением кислорода из воздуха.

Кислород – при нормальной температуре и давлении бесцветный газ, без запаха и вкуса. Кислород весьма активный газ, поддерживает и усиливает горение различных веществ. С маслом и жирами кислород взрывоопасен.

Водород – самый легкий из всех газов, не имеющий цвета, запаха и вкуса. Основная опасность, связанная с применением водорода, заключается в образовании взрывчатых водородно-воздушных и водородно- кислородных смесей.

При работе с ними необходимо соблюдение следующих мер безопасности:

– хранить баллоны следует в вертикальном положении с плотно навинченными предохранительными колпаками в специальных гнездах или клетках с барьерами;

– не следует допускать падения баллонов, а также ударов их друг о друга;

– баллоны нужно переносить на носилках или перевозить на тележках;

– в летнее время баллоны необходимо защищать от нагрева солнечными лучами брезентом или другими средствами;

– открывать вентиль баллона следует плавно, без рывков, пользоваться специальным ключом;

– при замерзании баллонных вентилей и редукторов (что бывает при интенсивном отборе газа) отогревать можно только горячей водой (применять открытый огонь нельзя);

– для понижения давления до рабочего следует пользоваться исправными газовыми редукторами, предназначенными для данно­го газа и окрашенными в соответствующий этому газу цвет.

Защита от ушибов и порезов.

Ушибы и порезы чаще всего случаются при выполнении сборочно-сварочных работ и являются результатом неправильной организации рабочего места, нарушения правил ручного подъема и переноса тяжестей и небрежного отно­шения к работе. В процессе сборки тяжелых и громоздких изделий необходимо применять кантователи, подъемники и другие, механи­зированные подъемно-транспортные устройства. При этом нужно соблюдать все правила безопасности труда, предусмотренные для такелажных работ. Чтобы избежать порезов, уколов и других ранений детали, имеющие острые кромки, следует собирать только в рукавицах.

Основными мерами по снижению травматизма являются продуманная с позиций безопасности работ технология заготовительных работ, сборки и сварки, правильное освещение рабочих мест и соблюдение персоналом правил техники безопасности.

6.3 Воздушная среда и микроклимат. Вентиляция

Работы по сварке на машиностроительных предприятиях выполняют, как правило, внутри производственных помещений. Выполнение работ в иных местах допускается на действующих предприятиях в соответствии с Правилами техники безопасности и производственной санитарии по отраслям промышленности.

Микроклимат в производственном помещении и на рабочем месте оказывает существенное влияние на самочувствие работающего. Значительные колебания микроклимата могут приводить к перегреву или переохлаждению организма, что снижает производительность труда и влечет за собой заболевания и травматизм.

Важнейшими мероприятиями по нормализации микроклимата в производственных помещениях и в зонах рабочих мест являются: отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха.

Нормы производственного микроклимата установлены системой стандартов безопасности труда ГОСТ 12.1.005–88 Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны. В этих нормах отдельно нормируется каждый компонент микроклимата в рабочей зоне производственного помещения: температура, относительная влажность, скорость воздуха в зависимости от способности человека к акклиматизации в разное время года, характера одежды, интенсивности производственной работы и характера тепловыделений в рабочем помещении.

Вредными основными веществами, выделяющимися при сварке сталей, являются: окись углерода, хром, марганец и фтористые соединения. В таблице 12 представлены классы опасностей вредных веществ выделяющихся при сварке сталей [15]

Согласно ГОСТ 12.1.005–88 предельно допустимая концентрация (ПДК) вредных веществ в воздухе рабочей зоны производственных помещений не должна превышать величин, указанных в таблице 27

Таблица 27 – Классы опасностей вредных веществ выделяющихся при сварке сталей

Вещество	ПДК, мг/м3	Класс опасности	Агрегатное состояние
Марганец	0,05	1	аэрозоли
Хром	0,1	1	аэрозоли
Фтористые соединения	0,5	2	аэрозоли
Окись углерода	20	4	пары или газы

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 соответствовать нормам приведенным в таблице 28 .

Таблица 28 – Скорость движения воздуха, создаваемая местными отсосами у источников выделения вредных веществ

Процесс	V, м/с
Сварка ручная	≥0,5

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

6.4 Расчёт защитного заземления

Всё применяемое сварочное оборудование питается от сети напряжением 380 В.

В качестве электродов–заземлителей принимаем трубы диаметром 40 мм, толщиной стенки 4 мм, и длиной 3000 мм. Трубы присоединяются к соединительной полосе и устанавливаются на глубину 800 мм от поверхности земли.

Расстояние между электродов–заземлителей вычисляем по формуле:

(27)

где l₀ – длина электрода–заземлителя, мм.

Наибольшее допустимое сопротивление заземлителя равно 4 Ом.

Для почвы «суглинок» удельное сопротивление, _г = Ом*см.

С учётом возможности просыхания грунта летом и промерзания зимой, расчётное сопротивление для электрода–заземлителя _э и для соединительной полосы _п, вычисляем по формулам:

(28)

(29)

где К_э, К_п – повышающие коэффициенты.

Величину сопротивления одной трубы, забитой в землю, вычисляем по формуле:

(30)

где l_т – длина трубы, см;

h_т – глубина заложения трубы в грунт, равная расстоянию от поверхности земли до середины трубы, см;

d – наружный диаметр трубы, см;

_э – удельное расчётное сопротивление для электрода–заземлителя, Ом*см.

В соответствии с [14, рис.31] принимаем R_э = 58 Ом.

Требуемое количество заземлителей n, вычисляем по формуле:

(31)

где r_э – допустимое сопротивление заземлителя, равное 4 Ом.

Так как трубы соединяются полосой, уменьшаем количество труб до 14 штук.

Длина соединительной полосы l_n, вычисляем по формуле:

(32)

Сопротивление соединительной полосы R_n, вычисляем по формуле:

(33)

где _п – удельное сопротивление грунта для полосы, Ом*см;

h_n – глубина заложения полосы в землю, см;

l_n – длина полосы, см;

b – ширина полосы, см.

Результирующее сопротивление R_c, вычисляем по формуле:

(34)

где _п,_э – коэффициенты использования полосы и трубы соответственно.

Так как R_c>4 Ом, то принимаем а = 6000 мм.

Полученная величина сопротивления удовлетворяет требуемым нормам.

Рисунок 9 – Схема установки заземлителей

6.5 Противопожарная безопасность

Причинами пожара при сварочных работах могут быть искры и капли расплавленного металла и шлака, неосторожное обращение с пламенем горелки при наличии горючих материалов вблизи рабочего места сварщика. Опасность пожара особенно следует учитывать на строительно-монтажных площадках и при ремонтных работах и не приспособленных для сварки помещениях. Для предупреждения пожаров необходимо соблюдать следую­щие противопожарные меры:

– нельзя хранить вблизи от места сварки огнеопасные или легковоспламеняющиеся материалы, а также производить сварочные работы в помещениях, загрязненных промасленной ветошью, бумагой, отходами дерева и т.п.;

– запрещается пользоваться одеждой и рукавицами со следами масел, жиров, бензина, керосина и других горючих жидкостей;

– нельзя выполнять сварку и резку свежевыкрашенных масляными красками конструкций до полного их высыхания;

– запрещается выполнять сварку аппаратов, находящихся под электрическим напряжением, и сосудов, находящихся под давлением;

– нельзя проводить без специальной подготовки сварку и резку емкостей из-под жидкого топлива;

– при выполнении в помещениях временных сварочных работ деревянные полы, настилы и помосты должны быть защищены от воспламенения листами асбеста или железа;

– нужно постоянно иметь и следить за исправным состоянием противопожарных средств — огнетушителей, ящиков с песком, лопат, ведер, пожарных рукавов и т.п., а также содержать в исправности пожарную сигнализацию;

– после окончании сварочных работ необходимо выключить сварочный аппарат, а также убедиться в отсутствии горящих или тлеющих предметов. Средствами пожаротушения являются вода, пена, газы, пар, порошковые составы и др.

Для подачи воды в установки пожаротушения используют спе­циальные водопроводы. Пена представляет собой концентрирован­ную эмульсию диоксида углерода в водном растворе минеральных солей, содержащих пенообразующее вещество. При тушении пожа pa газами и паром используют диоксид углерода, азот, дымовое газы и др.

При тушении керосина, бензина, нефти, горящих электрических проводов запрещается применять воду и пенные огнетушители. В этих случаях следует пользоваться песком, углекислотными/или сухими огнетушителями.

6.6 Освещение

Основной задачей производственного освещения является поддержание на рабочем месте освещенности, соответствующей характеру зрительной работы.

Неудовлетворительное освещение может исказить информацию, получаемую посредством зрения; кроме того, оно утомляет не только зрение, но и вызывает утомление организма в целом. Неправильное освещение может явиться причиной травматизма: плохо освещенные опасные зоны, слепящие лампы и блики от них, резкие тени ухудшают или вызывают полную потерю ориентации работающих. Кроме того, при неудовлетворительном освещении снижается производительность труда и увеличивается брак продукции.

Во всех производственных помещениях, в которых постоянно пребывает человек, должно быть предусмотрено естественное освещение, создаваемое светом неба.

В вечернее или ночное время, а также при недостаточности естественного освещения в дневное время применяют искусственное освещение, создаваемое электрическими лампами.

Естественное и искусственное освещение в помещениях регламентируется нормами СНиП 23–05–95 в зависимости от характера зрительной работы, системы и вида освещения, фона, контраста объекта с фоном.

Искусственное освещение нормируется количественными (минимальной освещенностью) и качественными показателями (показателями ослепленности и дискомфорта, коэффициентом пульсации освещенности).

Для ограничения слепящего действия светильников общего освещения в производственных помещениях показатели ослепленности не должны превышать 20 - 80 единиц в зависимости от продолжительности и разряда зрительной работы. При освещении производственных помещений газоразрядными лампами, питаемыми переменным током промышленной частоты 50 Гц, глубина пульсаций не должна превышать 10 - 20 % в зависимости от характера зрительной работы.

Цветовая отделка интерьеров помещений и оборудования в сварочных цехах должна соответствовать указаниям по проектированию цветовой отделке интерьеров производственных зданий промышленных предприятий.

6.7 Шумы и вибрации

При сварке и сборке часто используют инструменты ударного воздействия: пневмомолоток, шлифовальная машина и т.д., которые создают лишний шум, вредно действующий на организм. У лиц, работающих в условиях постоянного шума, наблюдается повышенная утомляемость, нарушается концентрация внимания, точность и координированность движений, ухудшается восприятие звуковых и световых сигналов опасности, что способствует росту травматизма на производстве.

Вибрации, воздействуя на организм человека, могут явиться причиной функциональных расстройств нервной и сердечно - сосудистой системы, а также опорно-двигательного аппарата. Увеличение интенсивности и длительности вибрации, в ряде случаев, приводит к развитию вибрационной болезни.

Нормируемые параметры шума на рабочих местах определены ГОСТ 12.1.003–83* и санитарными нормами СН 2.2.4/2.1.8.562–96 Шум на рабочих местах, в помещениях жилых, общественных зданий и на территории жилой застройки.

Наиболее эффективной мерой борьбы с шумом является уменьшение шума в его источнике. Так, при выбросе струи сжатого воздуха из пневматических цилиндров и магистралей машины шумы могут быть снижены на 20 дБ путем установки глушителя в магистрали сброса воздуха.

При вибрациях, возбуждаемых работой оборудования и передаваемых на рабочие места, в производственных помещениях нормируемыми параметрами являются среднеквадратичные величины колебательной скорости в октавных полосах частот или амплитуды перемещений. Борьбу с вибрациями желательно проводить в источнике их возникновения при конструировании и изготовлении машин и проектировании технологических процессов. Снижение уровня вибраций может быть достигнуто виброгашением, которое чаще реализуется путем установки вибрирующих агрегатов на самостоятельные виброгасящие основания.

Для работающих с вибрирующим оборудованием рекомендуется организовывать 10-15 минутные перерывы после каждого часа работы и проводить комплекс физиопрофелактических мероприятий. Одним из направлений борьбы с шумом является созданием шумопоглощающих устройств в самом технологическом образовании, например шумопоглощающих насадок на горелку плазменой резки.

6.8 Чрезвычайные ситуации

Чрезвычайная ситуация - это совокупность исключительных обстоятельств, сложившихся в определенной зоне в результате чрезвычайного события техногенного, антропогенного и природного характера.

Чрезвычайные ситуации разделяют на чрезвычайные ситуации мирного и чрезвычайные ситуации военного времени.

К чрезвычайным ситуациям мирного времени относятся транспортные аварии и катастрофы, аварии с выбросом ядовитых сильнодействующих веществ (СДЯВ), аварии с выбросом радиоактивных веществ, аварии с выбросом биологически опасных веществ, внезапные обрушения, наводнения, землятресения и др.

Чрезвычайные ситуации военного времени возникают в результате применения противником современных средств поражения, к которым относят оружие массового поражения (ядерное, химическое, биологическое) и современные обычные виды оружия, приближающиеся по своим поражающим факторам к ОМП.

Своевременное оповещение населения, организаций, органов управления о возникновении чрезвычайных ситуаций, как в мирное, так и в военное время, его достоверность и четкость, является одной из важнейших задач гражданской обороны (ГО).

Основными принципами защиты при чрезвычайных ситуациях являются:

– укрытие населения в защитных укрытиях ГО (специальных убежищах, противорадиационных укрытиях) и других сооружениях, приспособленных для этих целей в конкретной ситуации (метро, подземные выработки, подземные пространства городов и др.);

– эвакуация населения из зон возможных стихийных бедствий, аварий, катастроф или при угрозе их возникновения, из зон национальных конфликтов и в военное время, рассредоточение рабочих и служащих предприятий, продолжающих свою производственную деятельность в зонах возможных сильных разрушений и эвакуация всего остального населения из этих зон в загородную зону;

– использование средств индивидуальной защиты (СИЗ) и мдицинских средств защиты (МСЗ).

Таким образом, защита населения и хозяйства достигается путем сочетания комплекса основных способов защиты (укрытие, эвакуация, применение СИЗ и МСЗ).

Организация и осуществление мероприятий противорадиационной, противохимической защиты населения возлагается на службу противорадиационной и противохимической защиты (ПР и ПХЗ), противобактериологической - на медицинскую службу ГО.

Эти службы обязаны: организовать радиационное, химическое и бактериологическое наблюдение, разведку и лабораторный контроль за соответствующими видами заражения и дозиметрический контроль облучения людей; обеспечить проведение санитарно - гигиенических, профилактических и противоэпидемических мероприятий; предотвратить потребление зараженного продовольствия и воды, обеспечить их обеззараживание; обеспечить правильное хранение, своевременную выдачу и надежное использование СИЗ и МЗС.

Решение вопросов защиты населения от всех видов заражения зависит также от тесного взаимодействия указанных служб с другими службами ГО, в том числе, инженерной службы, службой убежищ и укрытий и др., так как защита населения зависит не только от своевременного обнаружения и оповещения о заражении или угрозе заражения, но и от умелого использования средств индивидуальной и коллективной защиты, других организационных и инженерно - технических мероприятий, осуществляемых в интересах защиты населения.

Поэтому противорадиационная, противохимическая и противобактериологическая защита населения представляет собой сложный комплекс мероприятий, средств и способов защиты, осуществляемый с целью защиты населения от воздействия СДЯВ, ОВ, РВ в экстремальных ситуациях мирного и военного времени.

Противорадиационная, противохимическая и противобактериоло-гическая защита населения основывается на принципах изоляции органов дыхания и тела человека от вредных агентов, находящихся в окружающем воздухе (СДЯВ, ОВ, ВС и радиоактивной пыли) или фильтрации зараженного воздуха средствами защиты. Защита от внешнего гамма и нейтронного излучения строится на принципах поглощения и экранизации ионизирующих излучений защитными сооружениями, производственными, жилыми и другими помещениями.

На предприятиях, производственная деятельность, которых должна продолжаться в условиях радиоактивного, химического и бактериологического заражения, проводиться герметизация основных производственных зданий и сооружений путем устройства тамбуров, герметизацией дверей, оконных и технологических проемов. В системах приточно-вытяжной вентиляции устанавливают фильтры и герметические задвижки, устанавливают устройства для обеззараживания воды, поступающей на хозяйственные, бытовые и производственные нужды. Создают запасы СИЗ, дезактивирующих и дезинфицирующих веществ, подготавливают технические средства для их применения.

Ликвидацию чрезвычайных ситуаций осуществляют силами и средствами организаций, органами местного самоуправления, органами исполнительной власти субъектов РФ, на территории которых сложилась чрезвычайная ситуация. При недостаточности этих сил и средств в установленном законодательством РФ порядке, привлекают силы и средства федеральных органов исполнительной власти.

6.9 Охрана окружающей среды

В соответствии с конституцией в интересах ныне живущего и будущих поколений принимаются меры для охраны и рациональ­ного использования земли и ее недр, водных ресурсов, раститель­ного и животного мира, для сохранения в чистоте воздуха и воды, обеспечения воспроизводства природных богатств и улучшения окружающей человека среды.

Эти мероприятия в годовых планах предприятий группируются по разделам: охрана и использование водных ресурсов, охрана воздушного бассейна, охрана и рациональ­ное использование земель, охрана и использование минеральных ресурсов.

Охрана и использование водных ресурсов предусматривают мероприятия по возведению сооружений для забора воды из водо­емов, очистки сточных вод, систем оборотного водоснабжения с целью уменьшения безвозвратных потерь воды и др.

В сварочном производстве на многих предприятиях применяют систему оборотного водоснабжения, воду, используемую для охлаж­дения сварочного оборудования, многократно используют после ее естественного охлаждения.

Охрана воздушного бассейна предусматривает мероприятия по обезвреживанию вредных для человека и окружающей среды ве­ществ, выбрасываемых с отходящими газами: сооружение очистных установок в виде мокрых и сухих пылеуловителей, для химической и электрической очистки газов, а также для улавливания ценных веществ, утилизации отходов и др.

Например, из отходящих продуктов сгорания производят сжиженный углекислый газ для сварочных и других целей.

Охрана и рациональное использование земель предусматривают мероприятия, направленные на сокращение выхода земель из сельскохозяйственного оборота, предохранение их от эрозии и других разрушительных процессов, рекультивацию земель и др.

Охрана и рациональное использование минеральных ресурсов предусматривают мероприятия по совершенствованию систем и методов разработки месторождений полезных ископаемых и схем обогащения руд, использованию отходов металлургического производства и машиностроения, повышению извлечения из руд ценных попутных компонентов и др.

Деятельность предприятия не должна нарушать нормальных условий работы других предприятий и организаций, ухудшать бытовые условия населения. С этой целью в годовых планах предусматриваются также меры борьбы с производственными шумами, вибрациями, воздействиями электрических и магнитных полей. Шум, создаваемый сварочным оборудованием, должен быть минимальным.

Источники питания сварочной дуги, а также ряд электрических устройств, применяемых в сварочных автоматах и полуавтоматах, создают помехи радио- и теле приему. С целью устранения этого явления во всех типах сварочного оборудования, создающего такие помехи, устанавливают помехозащитные устройства.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В выпускном квалификационном проекте разработана технология сборки и сварки труб диаметром 630х9 мм, посредством замены ручной дуговой покрытыми электродами на комбинированный способ сварки, полуавтоматической процессом STT корневого слоя шва и автоматической под флюсом заполняющего и облицовочного слоев шва.

В результате работы была определена свариваемость материала сварной конструкции, выбраны необходимые источники питания, оборудование, сварочные материалы и был проведен технико-экономический анализ.

В результате технико-экономического анализа можно сделать следующий вывод: что дуговая сваркам в защитном газе СО₂ проволокой сплошного сечения процессом STT корневого слоя шва и автоматической сваркой под флюсом наиболее выгодный вариант по сравнению с дуговой сваркой покрытыми электродами.

Перечисленный способ сварки имеет резерв времени на сварку одного изделия, ввиду того, что расчёты производились по укрупненным нормативам, которые дают возможность лишь примерно оценить основное время и вспомогательное время на сварку одного изделия. Возможно, что в реальном производстве время на сварку одного изделия будет меньше, ввиду того, что будут уточнены режимы сварки, штучно-калькуляционное время также может быть уменьшено за счёт того, что некоторые вспомогательные операции могут выполняться во время сварки.

В соответствии с выше изложенным можно сказать, что данный способ сварки является наиболее производительным и экономичным по сравнению с применяемым видом сварки.