ОТ МУЛИКА / сакаев ДП / текстовая часть / 5 бжд 12 листов

7 БЕЗОПАСНОСТЬ И ЭКОЛОГИЧНОСТЬ ПРОЕКТА

7.1 Опасность при изготовлении печатных плат

анализатора глюкозы в крови

Анализатор глюкозы предназначен для определения концентрации сахара в крови и одной из важнейших задач при разработке, промышленном выпуске и эксплуатации прибора является обеспечение полной безопасности пациентов и обслуживающего персонала. Прибор также может применяться в домашних условиях, и рассчитан для среднего человека. Прибор полностью автоматизирован, следовательно, не требует никаких воздействий на него для проведения измерения.

Анализатор состоит из трех печатных плат: аналоговой части, цифровой части (обработка результатов измерений) и платы выдачи результатов на табло, которое состоит из четырех разрядной микросхемы индикации. Основную опасность при серийном изготовлении анализаторов составляет создание печатных плат, а именно: обработка, промывка и т. д.

В процессе изготовления печатной платы анализатора могут возникать ряд вредных и опасных факторов, ухудшающих работоспособность человека, его здоровья и в дальнейшем приводящие к профзаболеваниям.

Произведем анализ опасных для человека факторов, возникающих в процессе изготовления печатной платы анализатора. Изготовление печатной платы можно разделить на этапы.

Резка заготовок Промывка печатных плат

Рисунок 7.1.1 Этапы изготовления печатной платы

Травление печатных плат

Пайка

В начальной стадии, в изготовления печатной платы повышенная запыленность и загазованность воздуха рабочей зоны, высокий уровень шума и вибрации, недостаточная освещенность рабочей зоны.

Следующим этапом является промывка плат, которая производится в изопропиловом спирте и ацетоне. Эти вещества токсичные и пожароопасные, поэтому необходимо соблюдать требования по обеспечению чистоты воздуха в производственных помещениях и осуществлять меры пожаробезопасности. Химическая очистка плат производится смесями из фосфатов натриевой соды, натриевой щелочи и др. При постоянной работе с растворами возникают хронические поражения кожи.

Для химического меднения плат в основном применяются: серная, соляная и азотная кислоты, хлорная медь, гидроокись натрия и т.д. При травлении меди пробельных участков платы используется ряд травителей: хлорное железо, персульфат аммония, хромовый ангидрид с серной кислотой.

Травление — группа технологических приёмов для управляемого удаления поверхностного слоя материала с заготовки под действием специально подбираемых химических реактивов.

Если часть поверхности, подвергаемой травлению, требуется сохранить, то она защищается (химически или механически) путём наложения специальной маски.

Процесс травления включает в себя:

1. подготовку поверхности (например, механические шлифовка и полировка, обезжиривание);

2. взаимодействие травителя или электролита (растворы кислот, растворы и расплавы солей и щелочей, другие органические и неорганические жидкости, плазма) с обрабатываемым материалом;

3. очистку поверхности от травителя и продуктов травления (как правило, это отмывка каким либо растворителем).

Процесс травления может сопровождаться газовыделением. В частности, кислотное травление металлов часто сопровождается выделением водорода, что требует применения особых мер безопасности.

Последним этапом является монтаж печатной палаты. При монтаже печатной платы производится пайка оловянно-свинцовыми припоями, что приводит к выделению вредных веществ: аэрозоли свинца, олова, висмута, пары спирта и канифоли.

Недостаточная освещенность рабочего места ведет к отрицательному психофизическому воздействию на работающих, ухудшает безопасность работы, понижает работоспособность человека.

Широкое использование электроэнергии в процесс изготовления печатной платы приводит к повышенной опасности поражения электрическим током.

При изготовлении печатной платы содержание в воздухе рабочей зоны нескольких вредных веществ однонаправленного действия приводит к эффекту суммации. Т.е. сумма отношений фактических концентраций каждого из веществ (С_1, С₂,...С_n) в воздухе помещения к их ПДК_рз (ПДК_1, ПДК₂,...ПДК_n) не должны превышать единицы.

Предельные значения ПДК и средней смертельной концентрации для различных классов опасности и ПДК ряда веществ приведены в таблице (7.1)

Таблица 7.1 Предельные значения ПДК и средней смертельной концентрации для различных классов опасности

Вещества	ПДК, мг/	Класс опасности
Ацетон	200	4
Кислота серная	1	2
Кислота соляная	5	2
Изопропиленовый спирт	100	4
Щелочи едкие	0,5	2
Хлорная медь	0,8	2
Свинец	0,01	1

Вредные вещества могут поступать в организм человека через органы дыхания, пищеварительный тракт, кожные и слизистые оболочки. Они могут вызывать отравления как острые, так и хронические. Острые вызываются высокими концентрациями вредных паров и газов и развиваются быстро в течение малого промежутка времени. Хронические развиваются медленно, при длительном поступлении вредных веществ в организм в относительно небольших количествах.

Уровни вредных производственных факторов в производственных поме­щениях и на рабочих местах не должны превышать предельно допустимых значений, предусмотренных ГОСТ 12.1.005—76, санитарными нормами на про­ектирование промышленных предприятий.

Согласно требованиям к производственным помещениям ГОСТ 12.1.005-88, помещения в которых производятся сборочные работы, работы с применением припоев, флюсов, кислот должны быть оборудованы общеобменной и местной вытяжной вентиляцией, рециркуляция воздуха в них не разрешается.

Эффективным средством нормализации воздуха в производственном помещении является вентиляция. Механическая вентиляция выполняется в виде приточной, вытяжной и приточно- вытяжной.

Приточная вентиляция обеспечивает подачу чистого воздуха в помещение.

Вытяжная вентиляция предназначена для удаления из помещения нагретого и загрязненного воздуха.

Приточно-вытяжная вентиляция обеспечивает наиболее повышенный и особо надежный воздуха обмен рисунок 5.1.2

Рисунок 7.1.2 Приточно-вытяжная вентиляция:

1-воздухозаборник; 2-воздухоотводы; 3-фильтр-пылиуловитель; 4- колорифер; 5-вентиляторы; 6-воздухораспрелелители; 7-вытяжные трубы: 8-регуляторы воздуха; 9-воздухозаборные отверстия; 10- воздуховод рециркуляции; 11-помещения с приточно-вытяжной вентиляцией.

7.2 Расчет местной вентиляции

Местную вентиляцию применяют во всех случаях, где происходит выделение вредных веществ в результате выполнения технологического процесса, при обработке металлов резанием, сварочных, литейных, кузнечных, термических, окрасочных, шиноремонтных, медницких работах, а также при пайке металла, зарядке аккумуляторов, химических процессах и других видах работ.

Удаление вредных веществ может осуществляться с помощью различных газопылеприемников, расположенных на оборудовании или рабочем месте, где происходит выделение вредных веществ (или с помощью отсосов, встроенных в оборудование или в отдельные его элементы). В настоящее время наибольшую опасность, при проведении операций монтажа элементов на печатную плату, представляют припои и флюсы, так как в них содержится наибольшее количество вредных веществ. Поэтому производственные помещения, в которых находятся участки пайки, должны также быть оборудованы постоянно действующей общеобменной и местной приточно-вытяжной вентиляцией с разводкой притока в рабочую зону.

Местные отсосы, удаляющие вредные вещества от производственного оборудования, следует блокировать с включением этого оборудования для исключения его работы при выключенной вентиляции.

Для снижения концентрации вредных веществ на рабочих местах паяльщиков до ПДК необходимо применять местные отсосы в виде вытяжных зонтов.

Вытяжные зонты — воздухоприёмники, имеющие обычно форму пирамид, конусов. Расположены на некотором расстоянии от источника вредных выделений. Окружающий воздух свободно подтекает к источнику вредных выделений и при определенной скорости может отклонить поток от зонта. Расход воздуха через зонт вследствие подмешивания окружающего воздуха значительно больше, чем в закрытых отсосах. На рисунке 5.2 показаны виды зонтов.

Рисунок 7.2 Виды зонтов: а- индивидуальный зонт, б- зонт с откидным свешивающимся фартуком, в- козырек над загрузочным окном печи, г- кольцевой отсос.

Зонты устраивают с естественной и с откидным свешивающимся эффект, если выделение вредных веществ сопровождается интенсивным выделением теплоты, то есть когда поток воздуха обладает собственной энергией. Зонты устанавливают на высоте 1,7-1,8 м от пола. Размеры прямоугольного зонта в плане, м, можно определить из выражений: А = а + 0,8 Н; В = b + 0,8 Н, где а и b — размеры источника вредных выделений в плане, м; Н — расстояние от оборудования до низа зонта, м.

Расход воздуха, удаляемого отсосами, определяется по формуле:

,

где F - площадь всасывающего отверстия отсоса, м²; v - скорость воздуха в этом отверстии, м/с.

Рассчитаем диаметр вытяжного отверстия вентиляционного устройства d, которое будет удалять необходимое количество воздуха за 1час при выделении в воздух свинца при следующих условиях: v=0,6 м/с; , где d- диаметр вытяжного отверстия.

Для определения диаметра вытяжного отверстия вентиляционного устройства, необходимо рассчитать количество воздуха которое будет удалятся отсосами за 1час.

Где G – это удельный показатель выделения аэрозолей свинца и олова при пайке свинцово-оловянными припоями для одного рабочего места г/ч.

Удельный показатель выделения аэрозолей свинца и олова G выбираем по таблице 7.2

Таблица 7.2 Вредные выделения при пайке свинцово-оловянными припоями на одно рабочее место

Тип припоя	Удельные выделения qпп, г/ч
	Аэрозоли свинца	Аэрозоли олова
ПОС - 30	0.0028	0.0012
ПОС - 40	0.0019	0.0012
ПОС - 61	0.0011	0.0017

ПДК_рз – это предельно допустимые концентрации вещества в воздухе рабочей зоны, мг/м³

ПДК_рз выбираем в соответствии с ГН 2.2.5.1313-03 и принимаем равным 0,05 мг/м³.

38 [м³/ч]

Подберем вытяжное устройство DELI-75-15-H/SP с диаметром вытяжного отверстия 75 мм.

Для исключения дополнительного попадания в воздух рабочей зоны вредных паров, излишки припоя и флюса следует снимать с «жала» паяльника. Для этого применяются хлопчатобумажные салфетки или поролоновые губки, увлажнённые водой.

При использовании при сборке устройства токсичных веществ (клей, лаки) работники обязаны использовать средства индивидуальной защиты (маски, респираторы) согласно ГОСТ 12.4.034-2001 «ССБТ. Средства индивидуальной защиты органов дыхания. Классификация и маркировка».

7.3 Расчет системы общего искусственного освещения в производственном помещении

Одним из важнейших факторов безопасной работы на производстве, является правильная освещенность рабочего места.

Выбираем тип люминесцентных ламп низкого давления: Лампа ЛТБ-20, световой поток 975 лм; Лампа ЛТБ-30, световой поток 1720 лм; Лампа ЛТБ-40, световой поток 3000 лм

Размеры помещения: длина 5 м, ширина 4 м, высота 3 м.

Потолок, пол и стены окрашены краской. Метод светового потока сводится к определению количества светильников по следующей формуле:

N = (Е_норм∙ S_п∙К∙Z) / (F ∙К_з ∙n)

где Е_норм - нормируемая минимальная освещённость на рабочем месте, лк;

Е_норм= 400лк;

S_n - площадь производственного помещения, м²;

S=20 м2;

К - коэффициент запаса светового потока, зависящий от степени загрязнения ламп, К=1.4;

Z – коэффициент минимальной освещенности, для люминесцентных ламп Z = 1.1;

F – световой поток лампы, лм;

коэффициент использования светового потока ламп;

n – число ламп в светильнике, n = 2.4;

коэффициент затенения, К_з = 0.9

Индекс помещения определяется по формуле:

А и В - длина и ширина помещения, м;

Н_р - высота подвеса светильника над рабочей поверхностью, м.

После подстановки данных, находим индекс помещения:

i = (5∙4) / (2∙(5+4)) = 1,11

Коэффициенты отражения потолка и пола принимаем 0,75 и 0,5 соответственно. В зависимости от индекса помещения и коэффициентов отражения потолка и пола находим коэффициент использования светового потока по таблице.

Выбираем тип люминесцентных ламп низкого давления:

Лампа ЛТБ-20, световой поток 975 лм;

Лампа ЛТБ-30, световой поток 1720 лм;

Лампа ЛТБ-40, световой поток 3000 лм.

Подставив все значения, найдем количество светильников:

N = (400∙20∙ 1,4∙1,1)/(975∙0,54∙2,4∙0,9)=10,8 = 11 [шт];

N = (400∙20∙1,4∙1,1)/(1720∙0,54∙2,4∙0,9)=6,1 = 6 [шт];

N = (400∙20∙1,4∙1,1)/(3000∙0,54∙2,4∙0,9)=3,52 = 4 [шт].

Из трех вариантов выбираем наиболее экономичный и рациональный.

Для определения оптимального варианта надо рассчитать: Р_осв = N∙Р_о

Р_осв = 20∙12=240 [Вт];

Р_осв = 30∙6=180 [Вт];

Р_осв = 40∙4=160 [Вт].

Следовательно, наиболее целесообразным будет второй вариант - ЛТБ-30, и поэтому конструктивно выбираем его.

Для создания равномерной освещённости рабочих мест при общем освещении светильники с люминесцентными лампами встраиваются непосредственно в потолок помещения и располагается в равномерно-прямоугольном порядке. Наиболее желательное расположение светильников в непрерывный сплошной ряд вдоль длинной стороны помещения. Коэффициент наивыгоднейшего расположения светильников определяется по формуле:

L_m = L_c / H_p ,

где L_m - коэффициент наивыгоднейшего расположения светильников,

L_с - расстояние между центрами светильников, м

L_m =2,6/2=1,3.

.

Рисунок 7.3 Расположение светильников в помещении

Таким образом, спроектированная система общего освещения создает равномерную освещенность в рабочей зоне паяльщика.

Вывод

В ходе проведенной работы были рассмотрены основные опасные производственные факторы и произведен их анализ.

Так же были произведены расчеты системы общего искусственного освещения, потому что одним из важнейших факторов безопасной работы на производстве является организация освещения рабочего места.

Так как, одним из приоритетных вредных факторов, действующих на рабочем месте, является повышенная загазованность воздуха, то был проведен расчет системы местной вентиляции для рабочей зоны паяльщика.