Глава 5 вентиляторы

5.1. Назначение и классификация

Вентиляторы предназначены для пе­ремещения воздушных потоков в вен­тиляционных, аспирационных и пнев-мотранспортных установках, некото­рых сепарирующих машинах, для ак­тивного вентилирования и сушки зерна, кондиционирования, воздушно­го отопления зданий и для других це­лей.

Вентиляторами называют лопастные воздуходувные машины, развивающие давление до 15 000 Па. При дальней­шем совершенствовании методов рас­чета и развития конструкций вентиля­торов пределом развиваемого давления может стать 20 000 Па и более.

Воздуходувные машины, развиваю­щие давления более 15 000 Па, имеют другие названия: воздуходувки, турбо­насосы, вакуум-насосы и компрессоры.

В вентиляторах механическая энер­гия вращающегося рабочего колеса преобразуется в потенциальную и ки­нетическую энергии воздуха, расходуе­мые на преодоление всех сопротивле­ний при его перемещении.

Вентиляторы в соответствии с на­правлением движения воздуха в нем подразделяют на радиальные (центро­бежные), осевые и диаметральные.

В радиальных (центробежных) венти­ляторах (рис.81) поток воздуха под действием центробежных сил движется от оси рабочего колеса к его перифе­рии.

В осевых вентиляторах (рис. 82) по­ток под действием осевой силы давле­ния вращающихся лопастей рабочего колеса движется по направлению оси рабочего колеса. Лопасти рабочего ко­леса осевого вентилятора закреплены под углом к плоскости вращения колеса.

В диаметральных вентиляторах по­ток воздуха дважды пересекает враща­ющиеся лопасти рабочего колеса в диа­метральном направлении.

Схемы радиального (центробежно­го), осевого и диаметрального вентиля­торов показаны на рис. 81—83.

В промышленных вентиляционных и аспирационных установках применя­ют преимущественно радиальные (цен­тробежные) вентиляторы (см. рис. 81), так как они обеспечивают необходи­мые расходы воздуха и давления в ши­роких пределах.

Осевые вентиляторы применяют в установках активного вентилирования зерна и при общеобменной вентиля­ции помещений. Обычные осевые вен­тиляторы (см. рис. 82) развивают не­большие давления 5О...1ОООПа при больших объемных расходах воздуха — до 65 000 м³/ч. Их применяют в систе­мах общеобменной вентиляции. Спе­циальные шахтные осевые вентилято­ры используют для активного венти­лирования зерна и иногда в аспирационных сетях на очищенном воздухе. Они развивают давления до 2 000 Па при объемных расходах возду­ха до 10 000... 18 000 м³/ч. Особенность конструкции шахтных осевых вентиля­торов в том, что лопасти рабочего коле­са смонтированы на валу ротора в кор­пусе электродвигателя. Их техническую характеристику см. в приложении 9.

Осевые вентиляторы выпускают ти­пов ВО-13-200; ВО-06-290-11; ВО-06-300; ВО-2,3-130; ВОЭ-5; ВОЭ-6.

Диаметральные вентиляторы (см. рис. 83) используют в воздушных сепа­раторах с замкнутым и комбинирован­ным циклами воздуха для очистки зер­на от аэроотделимых примесей и разде­ления продуктов шелушения крупяных культур. Они развивают давление до

117

Л. Н. ГОРБАНЬ, И. П. ЛУБЯНОВА Киевский НИИ гигиены труда и профзаболеваний МЗ УССР

Интенсификация процессов дуговой сварки и проблемы сохранения здоровья сварщиков

Ускорение технического прогресса в современном сварочном производстве базируется на непрерывном росте уровня ме­ханизации и автоматизации сварочных работ, особенно на предприятиях, широко применяющих роботизированные техно­логические комплексы и гибкие автоматизированные систе­мы (ГАП). Это существенно влияет на характер и усло­вия труда рабочих сварочных профессий.

Применение современных способов дуговой сварки метал­лов связано с рядом вредных производственных факторов: загрязнением воздушной среды сварочными аэрозолями (СА), генерированием излучений в ультрафиолетовой видимой и инфракрасной областях спектра, электромагнитных полей промышленной частоты и др. Для ручной и механизирован­ной сварки характерны достаточно выраженные статические и динамические нагрузки на организм.

Анализ сложившейся в сварочном производстве гигиени­ческой ситуации показывает, что интенсификация процес­сов сварки, достигаемая увеличением мощности дуги, исполь­зованием высокопроизводительных электродов и проволок, в большинстве случаев влечет за собой ухудшение состояния воздушной среды в сборочно-сварочных цехах, рост тяжести и напряженности труда [1—3].

В частности, при механизированной сварке стали СтЗ в ССЬ проволокой Св-08Г2С диаметром 1 мм (/_£В= 180-^200 А, f/=214-23 В) удельные выделения твердой составляющей СА (ТССА) составляют 4,6 г/кг; проволокой диаметром 1,2 мм (режимы те же) — 7,0 г/кг, а диаметром 2,0 мм (/_св=4ООч-43О А, £/_я=34 В) — 13,5 г/кг. При этом удель­ные выделения основного токсического ингредиента ТССА — марганца (вещества II класса опасности) возрастают с 0,63 до 1,5 г/кг.

Аналогичным образом происходит увеличение выделений вредных веществ при замене ручной дуговой сварки электро­дами с покрытием механизированной. Так, если при ручной сварке стали СтЗ электродами рутилового типа АНО-18 диаметром 4 мм (/_св=200 А (У_д=25-т-27 В) интенсивность (скорость) образования ТССА составляет 0,53 г/мин, то при механизированной сварке проволокой Св-08Г2С диаметром 2 мм в СО₂ (/_св=400—430 А У_д=34 В) — 1,62 г/мин. При этом важно заметить, что указанным рост отмечается на фоне примерного равенства удельных выделений ТССА, от­несенных к 1 кг сварочных материалов (13,3—13,5 г/кг). Обнаруживаемые же в зоне дыхания сварщиков концентра­ции ТССА и других вредных ингредиентов СА возрастают пропорционально скорости их образования в зоне дуги и уве­личиваются также примерно в 3 раза.

При механизированных способах сварки, как правило, на­блюдается увеличение плотности работ, что еще в большей ме­ре усугубляет неблагоприятное воздействие производственных факторов, в первую очередь СА, на работающих.

Согласно данным Всесоюзного НИИ охраны труда (Ленин­град) в целом по стране в условиях, не соответствую­щих гигиеническим требованиям и нормам, сегодня трудится

около 80 % сварщиков [2]. По данным клиники профзаболе­ваний института, в течение последних 25 лет интенсификация сварочных работ способствовала неуклонному росту профес­сиональной заболеваемости сварщиков. Так, удельный вес профессиональной патологии у электросварщиков (среди лиц всех профессий с впервые выявленными заболеваниями) в период с 1976 по 1980 гг. составил 3,9 % в 1981 — 1986 гг.— 5,3%, в 1987 г.— 9,7%, а в 1989 г.—уже 13,9%. Отсю­да следует, что на сегодняшний день практически каждый седьмой среди больных с впервые выявленными профессио­нальными заболеваниями — рабочий сварочной профессии. Две трети из них составляют сварщики, выполняющие преимущественно механизированную сварку сталей прово­локами сплошного сечения в СОг и порошковыми. Сварщики же, занятые ручной дуговой сваркой, несмотря на их относи­тельно большую численность, составляет одну треть.

В структуре профессиональной заболеваемости электросвар­щиков более 80 % занимают болезни бронхов и легких (хронический бронхит и пневмокониоз), т. е. заболевания, основной причиной которых является вдыхание СА [4, 5]. В равной мере это характерно для рабочих, выполняю­щих как механизированную, так и ручную дуговую сварку. Вместе с тем, сроки развития указанной профессиональ­ной патологии бронхолегочной системы у сварщиков, заня­тых механизированной сваркой, на 6 лет короче, чем у свар­щиков, выполняющих ручную дуговую сварку, и составляют около 15 лет. Соответственно и возраст заболевших свар­щиков примерно на 7 лет меньше (см. таблицу).

Исходя из изложенного, очевидно, что интенсификация производства в результате замены ручной дуговой сварки более высокопроизводительной механизированной без соот­ветствующего санитарно-технического и организационного обеспечения ведет, как правило, не к улучшению, а, напро­тив, к ухудшению условий труда, росту профессиональной заболеваемости сварщиков. На фоне наблюдающегося в последние годы снижения притока молодых кадров в свароч­ные профессии это ведет также и к своеобразному демогра­фическому «постарению» сварщиков, ухудшению показателей их здоровья в целом. При сохранении указанных отрица­тельных тенденций и неуклонном увеличении техногенных нагрузок, обусловленных интенсификацией процессов, «чело­веческий» фактор в ближайшей перспективе может оказаться

Способ сварки		Пнеамокониоз			Хронический бронхит
	Возраст		Стаж		Возраст	Стаж
Механизированная в СО эучная дуговая элект­родами с покрытием	39 47	4 + 0,9 5±1.3	15,3 + 0 20,6+1	8 6	39.8+1,0 46,3+0,9	15,0 + 0,9 21,5±0,8
В целом	40	8±0,8	16,2±0	7	43,8 + 0,7	19,0 + 0,6

существенно лимитирующим развитие сварочного производства [1]. Сказанное находит свое подтверждение, в частности, при сравнительной гигиенической оценке условий труда рабо­чих, выполняющих механизированную сварку в СО₂ и обслу­живающих сварочные автоматы [6]. При работе на постах, не оборудованных устройствами для локализации и удаления СА, концентрации вредных веществ в зоне дыхания персона­ла оказались в 1,5—2 раза выше, чем при работе на полу­автоматах. 3 первом случае выполняли автоматическую сварку в ССЬ стали СтЗ проволокой Св-08Г2С диаметром 1,6 мм (/_св=550-н600 А и (7_д=25-^26 В), во втором — механизированную той же проволокой (/_св=240 A, U_л=24~ 26 В). Более высокопроизводительный процесс сопровождал­ся более высокими (~ в 3 раза) уровнями ультрафиоле­тового излучения дуги.

Таким образом, повышение производительности дуговой сварки должно в обязательном порядке сочетаться с опере­жающим ростом безопасности труда, санитарно-техническим обеспечением рабочих мест, учетом возможных отрицатель­ных последствий влияния условий труда на здоровье свар­щиков, их трудоспособность и профессиональную сохранность. И хотя указанное во многих случаях реализуется путем все большего внедрения в производство современных сани-тарно-технических устройств, обеспечивающих локализацию и удаление СА из зон их образования (фильтровентиляцион-ных установок, отсосов СА, встроенных в сварочное обору­дование, инструмента сварщиков и т. д.), этих мер пока недостаточно для радикального изменения сложившейся в сварочном производстве гигиенической, экологической и социально-демографической ситуации.

С- Результаты производственно-гигиенических исследований а⁼)идетельствутот о том, что использование большинства ^Г'"п!ыпускаемых в стране фильтровентиляционных установок ФВУ) й

у р ф

(ФВУ) и горелок с отсосом сварочной пыли и газов, имеющих эффективность улавливания СА на уровне 75— 80 %, не позволяет снизить концентрации вредных веществ в зоне дыхания сварщиков до предельно допустимых. Так, согласно результатам оценки гигиенической эффективности ряда горелок со встроенным и совмещенным отсосом СА (разработки ВНИКТИ Стальконструкции, ОКБ Киевского НИИ гигиены труда и профзаболеваний и др.), прове­денной на Житомирском заводе металлоконструкций, при механизированной сварке стали СтЗ проволокой ПП-АН8 диаметром 2,2 мм «остаточные» концентрации неулавливае-мых этими устройствами вредных веществ в зоне дыхания сварщиков (при коэффициенте улавливания СА на уровне 78—93%) составляют по ТССА 9,4—64,0 мг/м³. Очевидно, что в этих случаях надежная защита сварщика от СА должна обеспечиваться при использовании дополнительных средств индивидуальной защиты органов дыхания (фильтрую­щих респираторов типа «Снежок-ГП», наголовных щитков, оснащенных устройствами для подачи чистого воздуха в зону ^ дыхания и др.).

3; Следует особо подчеркнуть, что нынешнее,состояние и не-

2: благоприятные перспективы гигиенической и экологической

■ ситуации в сварочном производстве настоятельно требуют

включения проблемы оздоровления условий труда сварщиков

"'tor число важнейших приоритетов сварочной науки и тех-

^оаД) ики. Среди основных путей решения этой проблемы необ-

О 'ходимо выделить следующие:

н- разработку новых технологических процессов создания не-^ разъемных соединений, в том числе без использования сва-О рочных материалов;

jjj создание безлюдных и малолюдных безопасных и эколо-X гически чистых производств на основе комплексной автома-О тизации и роботизации;

С создание и серийное производство нового сварочного обору-ш дования с улучшенными техническими, гигиеническими и эрго-О номическими показателями;

т разработку унифицированного, механического сварочного О оборудования со встроенными системами отсосов СА; < создание, серийное производство и широкое внедрение типо-Ц вых решений — модулей вентиляционных систем очистки возду-⁸ ха от вредных веществ, в том числе рециркуляционных — систем местной и общеобменной вентиляции, переносных, 5 передвижных и стационарных ФВУ;

^д разработку методов и средств очистки воздуха от ТССА и °j газов с применением недефицитных фильтрующих материалов; © создание и организацию массового выпуска эффективных Z средств индивидуальной защиты органов дыхания и зрения ^> сварщиков;

расширение санитарно-гигиенических исследовании влияния на человека вредных факторов сварочного производства, разработку мер медицинской профилактики и реабилитации, совершенствование режимов труда, отдыха, питания;

корректировку пенсионных и других льгот и компенса­ций рабочим сварочных профессий с учетом реальной гигиенической ситуации в сварочном производстве;

разработку экономических рычагов воздействия, способст­вующих улучшению гигиенической ситуации в сварочном производстве (определение социально-экономической эффек­тивности и рациональных областей применения различных методов и средств оздоровления производственной и окру­жающей среды, налоговой политики, политики цен, экологи­ческого прогнозирования и др.);

совершенствование системы стандартов по безопасности тру­да, в том числе на сварочное оборудование и материалы;

обучение и переподготовку кадров, введение курсов гигие­ны и экологии при подготовке техников и инженеров-сварщиков.

Решение этих вопросов позволит в значительной мере снизить, а в ряде случаев полностью исключить воздейст­вие на рабочих и окружающую среду вредных факторов сварочного производства, обеспечить его дальнейшую интенси­фикацию при одновременном оздоровлении условий труда сварщиков, а также получить значительный социальный и экономический эффект.

Выводы

1. Повышение производительности дуговой сварки в ре­ зультате замены ручных процессов механизированными, оптимизации режимов сварки, использования высокопроизво­ дительных электродных материалов без требуемого комплекс­ ного санитарно-технического, гигиенического и организацион­ ного обеспечения, направленного на защиту работающих от вредных производственных факторов, способствует ухудшению условий труда, росту профессиональной заболеваемости, снижению престижности профессии сварщика.

2. Основной причиной развития профессиональных заболе­ ваний у рабочих, занятых дуговой сваркой, является воз­ действие на организм Сварочных аэрозолей. В структуре профессиональной заболеваемости электросварщиков более 80 % занимают болезни бронхов и легких.

3. С целью улучшения гигиенической, социально-демогра­ фической и экологической ситуации в сварочном произ­ водстве необходимо включение этих проблем в число важ­ нейших приоритетов сварочной науки и техники и реали­ зация соответствующих технологических, организационных, санитарно-технических, экономических, гигиенических и ме­ дико-профилактических мероприятий.