Глава 6 защита от вредных веществ и теплового воздействия

Высокая производительность труда, безопасность работы, нормальное функциональное состояние организма человека невозможны без создания и поддержания чистоты воздуха и определенных метеорологических усло­вий в производственных помещениях.

Нормализация воздушной среды достигается предотвращением посту­пления в помещение вредных производственных газов, паров, пыли, избы­точной теплоты и влаги.

6.1. Загрязнение воздушной среды на авиационных предприятиях

В атмосферном воздухе по объему содержится: 78,08% азота, 20,95% кислорода, 0,93% аргона и других инертных газов, 0,03% углекислоты, 0,01% остальных газов.

На предприятии состав воздуха чаще всего отличается от приведен­ного под влиянием различных технологических процессов.

На авиационных предприятиях технологические процессы на всех стадиях изготовления авиационной техники - заготовительных, сбороч­ных, испытании готовых изделий - сопровождаются выделением вредных веществ, теплоты и влаги.

При изготовлении двигателей летательных аппаратов наиболее мас­совыми деталями являются лопатки компрессоров и турбин. Заготовки лопаток авиационных двигателей получают различными способами, в том числе штамповкой с использованием энергии взрыва и применением взрыв­чатых веществ бризантного действия: аммонита, тротила, гексагена.

Для повышения надежности и долговечности деталей двигателей ле­тательных аппаратов применяют различные методы поверхностного упроч­нения и поверхностной термической обработки: цементация, азотирование, хромирование, порошковое борирование и цианирование металла. При этих операциях образуется углекислый газ, используются предель­ные углеводороды (метан, этан, пропан, бутан), бенз(а)пирен, синтин, триэтиламин.[4]

При планировании насыщение поверхностного слоя металла осуще­ствляется из солевых расплавов, содержащих цианистые соли NaCN, Ca(CN)₂, являющиеся сильнодействующими ядами.

В присутствии влаги, содержащейся в воздухе, цианистые соли образуют цианистый водород (синильная кислота HCN), вызывающий быстрое удушье вследствие паралича тканей дыхательных путей.

Для лопаток турбин газотурбинных двигателей применяют алитирование - насыщение поверхностного слоя металла алюминием.

Перед алитированием лопатки обезжиривают, используя эфир, бен­зин, бензол, ацетон, спирт, щелочные растворы соды или карбоната аммония.

Для упрочнения деталей, изготовленных из алюминия и его спла­вов, применяют химическое и электрохимическое оксидирование. Хими­ческое оксидирование алюминия производится в щелочном растворе хро­мовокислого натрия или фосфорнокислых растворах, содержащих хромо­вый ангидрид и ионы фтора.

Электрохимическое оксидирование алюминия и его сплавов произ­водится в серной, хромовой и щавелевой кислотах.

В авиадвигателестроении жаростойкое эмалевое покрытие наносят на детали горячего тракта двигателя: жаровую трубу, камеры сгорания, сопловые и рабочие лопатки турбины и другие детали. Для изготовле­ния жаростойкой эмали используют борную кислоту, углекислый барий, углекислый кальций, оксид цинка и диоксид титана.

На лопатки компрессора газотурбинного двигателя и детали хими­ческой аппаратуры для повышения износостойкости наносят пластмассовые пленки, получаемые газопламенным напылением порошка, состоя­щего из полиэтилена, полипропилена, фторопласта-3.

Летучие продукты пластмасс могут вызывать наркотическое дейс­твие, изменения со стороны кроветворных органов, нервной системы, сосудистой системы, а также кожно-трофические нарушения.

Для обработки профиля пера турбинных и компрессорных лопаток применяется электрохимическая размерная обработка с использованием электролитов, состоящих из водных растворов хлористых солей.

Шлифование наружных поверхностей (валов газотурбинных двигате­лей) осуществляется абразивными кругами, зерна которых состоят из электрокорунда, карбида кремния, карбида циркония, борсиликарбида, кубического нитрида бора. Связь зерен осуществляется бакелитовыми, силикатными, металлическими материалами.

В авиационной технике пластмассы применяются для изготовления деталей двигателей, самолетных обтекателей, радиолокационных антенн, лопастей винтов, системы кондиционирования и т.д. Пластмассы изго­тавливаются на основе термопластичных и термореактивных полимеров. К числу термопластов относятся: полиэтилен, полипропилен, поливинилхлорид, полистирол и др.

Из термореактивных полимеров наибольшее значение приобрели фенольно-формальдегидные, непредельные полиэфиры, полисилоксаны.

Для изготовления металлокерамических и керамических изделий применяют порошки железа, олова, свинца, алюминия, никеля, хрома, а также порошки оксидов карбидов, боридов, нитридов, состоящих из очень мелких частиц (0,5-5000 мкм).

Керамические материалы приобретают особое значение и стано­вятся перспективными материалами с ростом скоростей полета летате­льных аппаратов, подвергающихся действию высоких температур.

Например, перспективные высокоскоростные самолеты должны работать длительно в окислительной среде воздуха при температуре свыше 1000С. В таких условиях могут работать бескислородные соединения металлов - карбиды, бориды, нитриды, а также окислы Al₂O₂, ZnO₂, ВеО, TiO₂, имеющие рабочий диапазон температур 1700-2600^0.

Тепловая защита многоразовых воздушно-космических самолетов мо­жет быть осуществлена с помощью теплозащитных плиток, изготовленных из керамических волокон на керамической связке (SiO₂ - SiO₂).

Технологические процессы изготовления изделий из керамики и металлокерамики состоят из приготовления порошка, его нагрева, прессования, напыления, при которых порошкообразная смесь смешивает­ся с фенольно-формальдегидными или кремнеорганическими связующими, нагревается и напыляется на нагретую поверхность оправки. Эти про­цессы сопровождаются выделением пыли, вредных испарений и тепла.

При сборке самолета широко применяется пайка и сварка. Сварны­ми изготавливаются шасси, баки, каркасы фонарей, панели фюзеляжей, крыла, оперения, створки люков и т.д.

Пайка используется для соединения трубопроводов, изготовления многослойных панелей.

Процессы сварки и пайки могут оказать вредное воздействие на работающих действием световых, ультрафиолетовых, инфракрасных лучей электрической дуги, загрязнением атмосферы пылью, вредными парами и газами, образующимися при плавлении металлов, припоев и флюсов.

В отечественном авиастроении широко применяются клеевые соеди­нения. Применяются клеи: фенольно-каучуковые, фенольнополивинилацетальные с кремнийорганическими и другими стабилизирующими добавками, полиуретановые, эпоксидные, кремнийорганические. Во всех этих клее­вых соединениях выделяются пары вредных свободных продуктов и раст­ворителей, клеевая пыль, пары обезжиривающих веществ.

В конструкциях самолетов и вертолетов во все возрастающих масштабах применяются волокнистые композиционные материалы. Как из­готовление, так и обработка деталей из композиционных материалов сопровождается выделением весьма вредных для человека паров, газов и пыли, являющихся составными элементами этих материалов.

На этапах окончательной сборки авиационной техники используют­ся топливо, масло, противооблединительная жидкость, различные крас­ки, оказывающие вредное воздействие на человека.