4.1 Санитарно-гигиеническая характеристика процесса плазменного напыления
По сравнению с дуговыми сварочными установками, работа на плазменных установках оказывает более интенсивное влияние на здоровье человека. Так же, возникает ряд новых вредных факторов, обусловленных физической сущностью образования плазмы и ее взаимодействия с окружающей средой. К неблагоприятным факторам, оказывающим воздействие на операторов плазменных установок, относятся: интенсивный высокочастотный шум, высокодисперсный аэрозоль металлов, токсичные газы, ультрафиолетовая и инфракрасная радиация.
При плазменном напылении в результате истечения плазменной струи возникает шум. Зависимость прямо пропорциональная: выше скорость струи – выше уровень шума. Скорость струи зависит от режима напыления и от расхода плазмообразующего газа. Скорость при напылении может достигать 1000 м/с. Суммарный уровень шума вместе с ультразвуком на расстоянии 25 см от плазмотрона составляет 115-130 дБ с диапазоном высокочастотных и низкочастотных ультразвуковых колебаний около 4000-40 000 Гц.
Аэрозоль образуется в воздушной среде из мелких металлических частиц и их соединений в виде оксидов, нитридов, конденсированных паров, напыляемых материалов [35].
Аэрозоль представляет собой многокомпонентную газопылевую смесь высокой дисперсности, обладающую большой проникающей способностью, что нередко приводит к поражению дыхательных путей. При горении плазменной струи образуется ослепительно яркое световое и невидимое инфракрасное и ультрафиолетовое излучение. Длительное облучение яркими
видимыми лучами приводит к ослаблению зрения. Даже кратковременное действие ультрафиолетового излучения вызывает заболевания глаз – электроофтальмию, основными признаками которой являются слезотечение, спазмы век, резь, боль в глазах.
Для снятия воспаления, существует несколько методов, которые обычно используют сварщики:
- Прикладывание ватного тампона, пропитанного крепкой чайной заваркой;
- Прикладывание растертого картофеля, обернутого в марлю;
- Закапывание обезболивающих капель "Лидокаин";
- Закапывание противовоспалительных капель типа "Визин"
- Применение репарирующего и снимающего раздражение препарата "Корнерегель" за нижнее веко [39].
В наиболее тяжелых случаях поражается не только конъюнктива, но и роговая оболочка. Через 2-3 дня острые явления постепенно проходят. Для облегчения тяжелых ощущений назначают холодные (иногда теплые) примочки на веки, слабые растворы анестезирующих средств). Однако частое повторение электроофтальмии может вызвать более серьезное заболевание - хронический конъюнктивит. Инфракрасное излучение - интенсивный источник радиации, и длительное его воздействие может привести к потере зрения [35].
В процессе работы плазмотрона происходит образование средних и тяжелых ионов, количество которых возрастает до 3х107; при длительном воздействии их на недостаточно защищенный организм здоровье оператора может значительно ухудшиться. Для устранения вредного воздействия перечисленных факторов при проведении процесса плазменного напыления необходимо создание в рабочей зоне здоровой воздушной среды, не превышающей предельные допустимые концентрации вредного вещества, и безопасных условий работы. ПДК р. з. — это концентрация вредного вещества в воздухе рабочей зоны в мгр/м3. Эта концентрация не должна вызывать у работающих при ежедневном вдыхании в течение 8 часов и не более 40 часов в неделю за всё время рабочего стажа, каких-либо заболеваний или отклонений от нормального состояния здоровья, которое могло бы быть обнаружены современным методами исследования непосредственно во время работы или в отдалённые сроки. Рабочая зона — пространство, высота до 3-х метров над уровнем пола или площадки, на которой расположены работающие. Промышленная площадка считается допустимым, присутствием вредных веществ с максимальной концентрацией не более 30 % от их допустимой концентрации в рабочей зоне ПДК р. пл. = 0,3 ПДК р. з.
В связи со значительным шумом и инфракрасным и ультрафиолетовым излучением участок для плазменного напыления необходимо располагать в изолированном помещении. При расположении участка в цехе в отдельной кабине стены следует облицовывать звукопоглощающим материалом с коэффициентом звукопоглощения не ниже 0,7 [35].
Площадь, не занятая оборудованием, должна быть не менее 10 м2, высота помещения от уровня пола до потолка не менее 3м. Полы должны быть несгораемыми с малой теплопроводностью, стойкими к механическим и химическим воздействиям, нескользкими.
Для усиления поглощающей способности ультрафиолетового излучения рекомендуется стены помещения, а также оборудование окрашивать масляной краской в светлые тона, добавляя в краску оксид цинка или титановые белила. Так же существует средство из костной ткани рыб для защиты кожи работников от ультрафиолетового излучения. Эффективный солнцезащитный крем на основе легированных железом гидроксиапатитных материалов, полученных из отходов рыбной промышленности – костей трески. В настоящее время компонентами коммерчески доступных солнцезащитных кремов обычно являются диоксид титана или оксид цинка, поглощающие ультрафиолетовое излучение для того, чтобы снизить его вредоносное действие на кожу. Тем не менее, существуют опасения, что эти вещества проявляют токсичность по отношению к человеку, а также оказывают отрицательное влияние на окружающую среду при накоплении в водной среде. Кости трески обрабатываются раствором дихлорида железа в течение трех часов при температуре 65-70°C. Затем кости сушатся в течение 12 часов и прокаливаются один час при 700°C, в результате чего получаются поглощающие ультрафиолет мультифазные материалы, представляющие собой смесь гидроксиапатитов, легированных железом и следовых количеств гематита. Такой крем поглощает ультрафиолет в широком спектральном диапазоне, степень поглощения не очень высока, однако крем абсолютно безопасен к применению на коже и не вызывает аллергических реакций [40].
На участке плазменного напыления требуется предусматривать естественное и искусственное освещение. При комбинированном и верхнем освещении коэффициент естественной освещенности должен быть порядка 5%, при боковом - не менее 1,5%. Искусственная освещенность при комбинированном освещении должна составлять 400-500 лк, при общем - 150-200 лк. Участок для плазменного напыления рекомендуется располагать на первом этаже.
Плазменное напыление рекомендуется выполнять в специальном закрытом шкафу с местным отсосом, обеспечивающим скорость движения воздуха в рабочей зоне не менее 1,3 м/с. С помощью местных отсосов из вытяжного шкафа удаляется до 90 вредных веществ, другими местными отсосами - не более 75%. Оставшиеся вредные вещества (10-25%) должны разбавляться до предельно допустимой концентрации с помощью общеобменной приточно-вытяжной вентиляции.
В дополнение к местной вентиляции должна быть установлена общеобменная вентиляция, предусматривающая равномерное распределение воздуха по всему помещению со скоростью, не превышающей 0,3 м/с. Если вредные вещества не разбавляются до предельно допустимой концентрации с помощью организованной вентиляции, то для защиты органов дыхания рекомендуется применять респираторы.
Для защиты органов слуха от шума следует применять антифоны. Для защиты органов зрения и лица от воздействия излучения применяют щитки, маски со светофильтрами Э-200, Э-300, Э-400.
Рисунок 4.1 – Маска со светофильтром и антифоном
Помещения с участками для плазменной обработки, в состав которых входит электросварочное оборудование, относятся к классу помещений повышенной электроопасности. Поэтому все электрооборудование должно соответствовать правилам устройств электроустановок, а его эксплуатация - правилам технической эксплуатации электроустановок потребителей и правилам техники безопасности при эксплуатации электроустановок потребителей.