3 Безопасность и экологичность проекта

В данном разделе рассматриваются вопросы безопасности сборочно-сварочного участка, и определяются такие условия эксплуатации участка, которые исключают возможность травматизма, заболеваний, ухудшения самочувствия, аварий, загрязнения окружающей среды.

3.1 Анализ безопасности проектируемого участка

В данном проектированном участке предполагается изготовление рамы затвора шлюзовых ворот. Данная металлоконструкция относиться к гидротехническим сооружениям

Изготовление, монтаж, ремонт и обслуживание гидросооружений, должны производиться согласно требованиям СНиП III-18-75 «Металлические конструкции»

Согласно ГОСТ 12.0.003–74 “Система стандартов безопасности труда. Опасные и вредные производственные факторы” опасные и вредные производственные факторы по природе действия подразделяются на следующие группы:

- физические

- химические

- психофизиологические

На проектированном участке возможны возникновение таких факторов как:

- поступление в зону дыхания сварочных аэрозолей, содержащих в составе твердой фазы оксиды различных металлов (марганца, хрома, никеля, железа и др.) и токсичные газы (СО, О3, HF, NO2 и др.); сварочный аэрозоль относится к аэрозолям конденсации и представляет собой дисперсную систему, состоящую из твердой фазы и газа или смеси газов.

- чрезмерная запыленность и загазованность воздуха вследствие попадания пыли флюсов, подгорания масла и т.п.;

- повышенная температура поверхностей оборудования, материалов и воздуха в рабочей зоне (РЗ), особенно при сварке с подогревом изделий; рабочая зона - пространство высотой до 2 м над уровнем пола или площадки, где находятся рабочие места.

- излишняя яркость сварочной дуги, УФ- и ИК-радиация;

- воздействие переменных магнитных полей при КС и высокочастотных ЭМП - при сварке ТВЧ; - действие ионизирующих излучений при ЭЛС, проведении γ- и рентгеноскопии сварных швов, использовании торированных вольфрамовых электродов;

- влияние шума и вибраций имеет место при плазменной и газовой резке, работе пневмопривода (КС), различного оборудования (вакуум-насосов, вентиляторов, сварочных трансформаторов и др.), а также ультразвука и высокочастотного шума - при УЗС.

При ручной и механизированной сварке и резке характерна статическая нагрузка на руки, а при автоматических способах - нервнопсихические перегрузки из-за напряженности труда. Воздействие опасных производственных факторов может привести к травме или внезапному резкому ухудшению здоровья. Это действие электрического тока, искры и брызги расплавленного металла, движущиеся машины, механизмы и т.д. Использование открытого газового пламени, наличие расплавленного металла и шлака и т.п. увеличивают опасность возникновения пожара, а неправильное транспортирование, хранение и использование баллонов со сжатыми газами, нарушение правил эксплуатации газосварочного оборудования и т.п. - взрывов.

При сварке и резке металлов воздушная среда загрязняется сварочным аэрозолем, содержащим пыль, вредные газы и пары, например, газообразные фтористые соединения, окись углерода, окислы азота, озон и другие.

Характеристика сварочных и газопламенных работ по опасным вредным производственным факторам представлена в таблице 3.1.

При сварке и резке металла выделяется большое количество вредных веществ. Токсические свойства применяемых и образующихся веществ представлены в таблице 3.2.

Таблица 3.1 – Характеристика сварочных и газопламенных работ по опасным вредным производственным факторам

Производственные факторы		Виды работ
		Кислородная резка	Механизированная сварка
Вредные	Вредные вещества	++	++
	Ультрафиолетовое излучение	+	-
	Видимое излучение	++	-
	Инфракрасное излучение	++	-
	Шум	++	-
	Ультразвук	+	-
	Статическая нагрузка на руку	-	-
Опасные	Электрический ток	+	+
	Искры, брызги, расплавленного металла	++	+
	Движущиеся механизмы и изделия	+	+
	Системы под давлением	++	-

Условные обозначения: «+» - наличие фактора; «-» - отсутствие опасного (вредного) фактора.

Уровни опасных и вредных производственных факторов в рабочей зоны не должны превышать установленных значений: содержание вредных веществ (ВВ) - предельно допустимых концентраций (ПДК) по ГОСТ 12.1.005-88 (ПДК ряда веществ для воздуха РЗ и населенных мест приведены в табл. 3.2); уровни шума - по ГОСТ 12.1.003-83^*; уровни локальной и общей вибрации - по ГОСТ 12.1.012-90; напряженность электрических полей токов промышленной частоты по ГОСТ 12.1.002-84; уровни ионизирующих излучений - по нормам радиационной безопасности НРБ-99.

Таблица 3.2 Предельно допустимые концентрации (ПДК) наиболее часто встречающихся вредных веществ (ВВ) в воздухе рабочей зоны (РЗ) сварочных цехов и атмосферном воздухе населенных пунктов

Наименование вещества	Агрегатное состояние	Класс опасности	ПДК, мг\м3	Характер воздействия на организм
Оксид железа двухвалентный FeO	твердое (пыль)	III	4	Вызывает патологические изменения функции легких
Оксид железа трехвалентный Fe2O3	твердое (пыль)	III	6
CO	газообразное	IV	20	Связывает гемоглобин крови
CO2	газообразное	IV	30	Вызывает головную боль, кислородное голодание, удушье, способствует развитию атеросклероза
Природный газ	газообразное	IV	300	Вызывает удушье
Озон	газообразное	I	0,1	Вызывает нарушение наследственного аппарата человека (мутагенные)
Фтористый водород	газообразное	I I	0,5	Действует на кровь, кроветворные органы, кожный покров.
Окислы азота (в пересчете на NO)	газообразное	I I	5,0	Раздражает слизистую оболочку глаз, носа, гортани и действует на кожные покровы

Потому как сварочные и газопламенные работы характеризуются наличием опасных и вредных производственных факторов, то в дальнейших разделах рассмотрены вопросы, связанные со снижением их влияния на работающий персонал и увеличении производительности труда.

3.2 Техника безопасности

Техника безопасности - система организационных мероприятий и технических средств, направленных на предотвращение воздействия на работающих опасных производственных факторов, являющихся причиной травм или внезапного резкого ухудшения здоровья. Тем более является частью охраны труда и включает такие мероприятия, как обучение и инструктаж работающих по вопросам безопасности труда, поддержание в технически безопасном состоянии зданий и сооружений, оснащение вновь создаваемого и эксплуатируемого производственного оборудования защитными и предохранительными устройствами, разработку средств коллективной и индивидуальной защиты работающих от воздействия опасных и вредных производственных факторов, а также организацию обеспечения этими средствами рабочих и служащих.

При разработке технологического процесса и оборудования, должны учесть соответствующие требования в проекте ГОСТ 12.3.002‑75 "Система стандартов безопасности труда. Процессы производственные." , ГОСТ 12.2.003-91 "ССБТ. Оборудование производственное. Общие требования безопасности. - Взамен ГОСТ 12.2.003-74", а также санитарным правилам.

При выборе технологического процесса предпочтение следует отдавать тому, при котором будет обеспечена большая безопасность труда.

В проекте предполагается использовать проволоку, защитные газы, свариваемые материалы, которые выделяют вредные вещества в ограниченном количестве. Не допускается использование сварочных материалов, не прошедших гигиеническую оценку.

К работе допускаются лица, достигшие 18 лет и прошедшие инструктаж по технике безопасности.

Электрооборудование и электроустройства сварочных и сборочно-сварочных цехов и участков было оборудовано в соответствие с требованиями "Правила техник безопасности при эксплуатации электротехнических установок промышленных предприятий" составленные Государственной инспекцией по энергетическому надзору (Госэнергонадзор) Министерства энергетики и электрификации.

Электросварщики обеспечиваются спецодеждой, спецобувью, а также средствами индивидуальной защиты (щитки или маски со специальными светофильтрами). В зависимости от условий работы выбирают стекло светофильтра определенного номера. С наружной стороны светофильтр закрывают обычным оконным стеклом, которое меняют по мере его загрязнения. Рабочая одежда должна быть наглухо застегнута, манжеты рукавов должны плотно обхватывать руки около кистей, волосы должны быть закрыты плотно облегающим головным убором. При работе внутри аппарата, сварщик снабжается резиновым ковриком, головным убором или шлемом для защиты головы от случайных соприкосновений с металлическими частями, находящимися под напряжением. При этом напряжение местного освещения должно быть не выше 12 В.

Для защиты окружающих рабочих от действия электрической дуги стационарные рабочие места электросварщиков ограждаются переносными ограждениями (щитами или ширмами), которые должны быть легкими, прочными и изготавливаться из листовой стали, фанеры или брезента. Щиты, ограждающие сварочный пост, устанавливаются с трех сторон (прежде всего со стороны основных проходов).

При эксплуатации контейнера со сжиженным СО₂ рабочее давление автоматически поддерживаться в пределах 0,8…1,2 МПа. Во время отбора газа из контейнера запрещается отогревать трубы и аппараты открытым огнем, резко перегибать подсоединительные шланги.

Требования к оборудованию, работающему под давлением, учитываемые при проектировании и конструировании

1. Оборудование, работающее под давлением, спроектировано, изготовлено, испытано и, если это требуется, оснащено и установлено таким образом, чтобы была обеспечена его безопасность при вводе в эксплуатацию в соответствии с инструкциями изготовителя и в реально прогнозируемых условиях.

2. При выборе наиболее приемлемых решений изготовитель последовательно руководствуется следующими принципами:

- устранить или уменьшить опасности в той степени, в которой это реально осуществить на практике,

- использовать соответствующие эффективные меры защиты от опасностей, которых нельзя избежать,

- при необходимости сообщать потребителям об остаточной опасности и предупреждать о необходимости принятия соответствующих специальных мер, обеспечивающих уменьшение опасности во время установки и/или эксплуатации.

3. При проектировании оборудования, работающего под давлением, учтены все известные или в достаточной мере прогнозируемые последствия его несоответствующего использования, что позволит предотвратить возникновение потенциальных опасностей. Если это конструктивно не представляется возможным, то в этом случае предусмотрено соответствующая информация, предупреждающая о ненадлежащем применении этого оборудования.

4. Оборудование, работающее под давлением, спроектировано на надлежащем техническом уровне с учетом всех существенных для его безопасности факторов, что позволит обеспечить безопасную эксплуатацию в течение всего срока службы.

В конструкции учтены возможные факторы, которые обеспечивают безопасность, использованы все известные универсальные методы, гарантирующие соответствующий запас прочности (надежности) или предусматривающие комплекс предупредительных мер в отношении всех возможных неисправностей.

3.3 Производственная санитария

Производственная санитария — это система органи­зационных мероприятий и технических средств, предот­вращающих или уменьшающих воздействие на рабо­тающих вредных производственных факторов. К произ­водственной санитарии относятся гигиена труда (область профилактической медицины, изучающая ус­ловия сохранения здоровья на производстве, и меро­приятия, способствующие этому) и санитарная тех­ника (мероприятия и устройства технического характе­ра).

Санитарно - гигиенические условия и обязательные мероприятия по охране труда в сварочном производстве регламентируются «Системой стандартов безопасности труда», «Строительными нормами и правилами» (СНиП), правилами техники безопасности и производственной санитарии при выполнении отдельных видов работ, правилами устройства и безопасной эксплуатации от-

дельных видов оборудования, едиными требованиями безопасности к конструкциям оборудования, нормами технологического проектирования, различными инструкциями, указаниями, правилами и другими документами.

3.3.1 Метеорологические условия

Метеорологические условия - состояние атмосферы в определенный момент или промежуток времени, обусловленное происходящими в ней процессами. Метеорологические условия производственных помещений (микроклимат) определяют действующими на организм человека сочетаниями температуры, влажности и скорости движения воздуха, а также температуры окружающих поверхностей их тепловым излучением. Параметры микроклимата определяют теплообмен организма человека и оказывают существенное влияние на функциональное состояние различных систем организма, самочувствие, работоспособность и здоровье.

Температура в производственных помещениях является одним из ведущих факторов, определяющих метеорологические условия производственной среды.

Микроклимат в производственных условиях определяется следующими параметрами:

1. Температура воздуха, t°, C;

2. Относительная влажность, , %;

3. Скорость движения воздуха на рабочем месте;

4. Интенсивность теплового излучения;

5. Температура поверхности.

Условия в рабочей зоне в проектируемом нами сварочном участке соответствует нормам и требованиям ГОСТ 12.1.005-88 "Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны" и СанПиН 2.24.548-96 "Гигиенические требования к микроклимату производственных помещений". Данные условия, в соответствии с категорией работы на сварочном участке приведены в таблице 3.3.

Таблица 3.3 – Нормы метеорологических условий в рабочей зоне

Характеристика помещения	Категория работы	Период года	Температура воздуха, С			Относительная влажность воздуха, %			Скорость движения воздуха, м/с
			Опт.	Доп.	Опт.		Доп.	Опт		Доп.
Сборочно-сварочный участок	Средней тяжести (2а)	Теплый	20-22	18-27	40-60		Не более 70 (при 25С)	0,3		0,2-0,5
	Тяжелая		18-20	15-26	40-60		Не более 75 (при 24С)	0,4		0,2-0,6
	Средней тяжести (2а)	Холодный и переходный	17-19	15-21	40-60		Не более 75	0,2		Не более 0,4
	Тяжелая		16-18	13-19	40-60		Не более 75	0,3		Не более 0,5

Вызываемое метеорологическими условиями интенсивное тепловое или холодовое воздействие может привести к значительным изменениям жизнедеятельности организма и вследствие этого к снижению производительности труда, повышению общей заболеваемости работающих. Поэтому проблеме создания благоприятных метеорологических условий на производстве уделяется в гигиене труда большое внимание.

3.3.2 Вентиляция

Вентиляция - это комплекс мероприятий и агрегатов, которые применяют для организации воздухообмена для поддержания заданных параметров воздушной среды в помещениях различного назначения, в том числе и на рабочих местах в соответствии со строительными нормами и правилами.

В проектируемом нами цехе предполагается использовать следующие виды вентиляции:

– естественная;

– общеобменная;

– местная.

Системы вентиляции обеспечивают на сборочно-сварочных участках и на участках метеорологические условия (температуру, относительную влажность и скорость движения воздуха), а также содержание вредных веществ в воздухе рабочей зоны в соответствии с «Санитарными нормами проектирования промышленных предприятий» СН 245—71. Сборочно-сварочные участки характеризуются незначительными (менее 20 ккал/м³ч) удельными избытками явного тепла, воздействующего на изменение температуры воздуха. Выполняемые в них технологические операции в основном можно отнести к категории работ средней тяжести (п. 11. 5,6) СН 245—71.

На сварочном участке общеобменную вентиляцию устанавливают в помещениях, где имеет место, рассеянное выделение вредностей с целью доведения их количества до предельно допустимых концентраций.

Местная вытяжная вентиляция – вентиляция, предназначенная для удаления воздуха непосредственно от мест образования или выхода вредных выделений.

Местная вентиляция сводится к созданию различного типа укрытий для источника выделения вредностей или создания местных отсосов, встроенных в технологическое оборудование. Количество отсасываемого из укрытий под оборудованием, должно быть таким, чтобы на рабочих местах обеспечивалась требуемая степень чистоты.

Наиболее эффективным средством вентиляции сборочно-сварочных цехов, как и всех других производств, являются местные вытяжки, обладающие по сравнению с общеобменной вентиляцией следующими преимуществами:

а)   локализуя вредные вещества непосредственно в зоне их образования, они предотвращают распространение их по всему объему производственного помещения;

б)    благодаря близкому расположению к источнику  вредных выделений местные отсосы могут удалять их с помощью минимальных объемов воздуха, что имеет большое экономическое преимущество по сравнению с общеобменной вентиляцией.

Принципиальное различие между местными и общеобменными вытяжными установками можно показать, введя понятие активной зоны спектра всасывания. Это область пространства, ограниченная поверхностью, внутри которой скорость воздуха направлена в воздухоприемное отверстие и превышает 5% от средней скорости в его сечении. Вытяжные отверстия общеобменной вентиляции удалены от источника вредных выделений на такое расстояние, при котором подвижность воздуха в зоне источника всегда меньше 5% средней скорости в вытяжном отверстии. Взаимное расположение местного отсоса и источника вредных выделений в первую очередь определяет указанные выше преимущества местной вытяжной вентиляции. Наилучшим вариантом для сварочных цехов является сочетание местной вытяжной и общеобменной приточно-вытяжной механической вентиляции. Эффективность местных вытяжек следует принимать не более 75%, остальные 25% вредных выделений следует учитывать в расчете общеобменной вытяжной вентиляции.

При проектировании систем вентиляции необходим всесторонний учет конкретных технологических условий и объемно-планировочных решений.

При сварке в закрытых сосудах применяют местный отсос вблизи сварочной дуги или установки по так называемому общему вентилированию высокого давления и гибких рукавов диаметром 125 мм облегченной конструкции.

Расчет местной вентиляции (при полуавтоматической сварке в со2)

(3.1)

- Площадь открытых проемов, отверстий, неплотностей, через которые засасывается воздух, м2; - скорость воздуха в этих проемах, м/с.

= 2 м/с, если необходимо преодолеть инерцию частиц, движущихся с большими скоростями.

3.3.3 Освещение

Освещение – использование световой энергии солнца и искусственных источников света для обеспечения зрительного восприятия окружающего мира. Правильно спроектированное и выполненное освещение обеспечивает сохранность зрения человека, его центральной нервной системы, а также безопасность и повышение производительности труда на производстве.

На проектируемом участке предполагается использование естественного и искусственного освещение.

Естественное освещение - это освещение, создаваемое направленным или рассеянным солнечным светом, или светом неба, проникающим через световые проемы помещения. Единственным источником естественного освещения является солнце.

Естественное освещение более благоприятно для зрения и более экономично. Интенсивность естественного освещения оценивают коэффициентом естественной освещенности КЕО, показывающим, во сколько раз освещенность в помещении меньше наружной; этот показатель выражают в процентах.

Искусственное освещение - это освещение, создаваемое человеком при отсутствие солнечного света или недостаточном естественном освещении.

К группе средней точности относят операции по сборке сосудов под давлением, для которых наименьший объект различения составляет 0,5…1 мм.

Характеристика естественного освещения представлена в таблице 3.4.

Таблица 3.4 – Характеристика естественного освещения

Наименование помещения	Вид освещения	Характеристика зрительной работы	Наименьший размер объекта различения, мм	Норма КЕО, %
Сборочно-сварочный участок	Боковое	Наивысшей точности	Менее 0,15	3,5
		Высокой точности	0,3-0,5	2
		Средней точности	0,5-1	1,5

Норма КЕО в таблице для III светового пояса. Россия находится в IV световом поясе.

КЕО_IV = e_Н·m (3.2)

m – коэффициент светового климата, определяемого в зависимости от района расположения здания на территории СНГ. Для проектируемого участка m=0,9;

КЕО_IV = 3,5·0,9 = 3,15%

КЕО_IV = 2·0,9 = 1,8%

КЕО_IV = 1,5·0,9 = 1,35%

В вечернее и ночное время используют искусственное освещение, которое находится в соответствии с правилами СНиП 23-05-95 («естественное и искусственное освещение»). Характеристика искусственного освещения представлена в таблице 3.5.

Таблица 3.5 – Характеристика искусственного освещения

Наименование помещения	Вид освещения	Характеристика зрительной работы	Наименьший размер объекта различения, мм	Норма освещенности Ен, лк
Сборочно-сварочный участок	Общее	Высокой точности	0,3-0,5	300
		Средней точности	0,5-1	200

Расчет общего искусственного освещения

(6.3)

где Ф_о – общий световой поток необходимый для освещения участка, лм;

Е_н – нормируемая освещенность рабочей поверхности, лк;

S – площадь освещаемого участка, м²;

z – коэффициент равномерности освещения, принимаем z = 1,2

к_з – коэффициент запаса, учитывающий запыленность помещений и ухудшение светового потока в процессе эксплуатации; к_з принимаем для участка равным 1,8;

η –коэффициент использования светового потока, принимаем для участка равным 0,69;

(6.4)

где n – количество ламп, шт;

Ф_л - световой поток лампы, лм;

N=1557078/47000=33

На проектируемом участке для нормируемой освещенности установим 33 лампы ДНаТ 400. Данная модель лампы предусмотрена для освещения производственных помещений, потребляет мало электроэнергии и у нее большая продолжительность работы 20 000- 25000 ч. Коэффициент пульсации меньше 2%