умк_Чеботарев_ч

мещения можно создать зоны тишины. В месте, где необходимо уменьшить шум, устанавливается микрофон, сигнал от которого усиливается и излучается определенным образом расположенными динамиками. Уже разработан комплекс электроакустических приборов для интерференционного подавления шума.

Применение средств индивидуальной защиты от шума целесооб-

разно в тех случаях, когда средства коллективной защиты и другие средства не обеспечивают снижение шума до допустимых уровней.

СИЗ позволяют снизить уровень воспринимаемого звука на 0 – 45 дБ, причем наиболее значительное глушение шума наблюдается в области высоких частот, которые наиболее опасны для человека.

Средства индивидуальной зашиты от шума подразделяются на противошумные наушники, закрывающие ушную раковину снаружи; противошумные вкладыши, перекрывающие наружный слуховой проход или прилегающие к нему; противошумные шлемы и каски; противошумные костюмы. Противошумные вкладыши делают из твердых, эластичных и волокнистых материалов. Они бывают однократного и многократного использования. Противошумные шлемы закрывают всю голову, они применяются при очень высоких уровнях шума в сочетании с наушниками, а также противошумными костюмами.

1.15. Методы защиты от ультразвука, инфразвука

Ультразвук – упругие колебания с частотами выше диапазона слышимости человека (20 кГц), распространяющиеся в виде волны в газах, жидкостях и твердых телах или образующие в ограниченных областях этих сред стоячие волны.

Источниками ультразвука являются все виды ультразвукового технологического оборудования, ультразвуковые приборы и аппаратура промышленного и медицинского назначения. На применении ультразвука основаны современные высокоточные методы дефектоскопии металлов и других однородных материалов.

Ультразвук характеризуется:

–ультразвуковым давлением, дБ;

–интенсивностью, Вт/см2;

–частотой колебаний, Гц.

171

Ультразвук подразделяется:

1)на низкочастотный (от 1,12·104 до 1,0·105 Гц), распространяющийся воздушным и контактным путем;

2)на высокочастотный (от 1,0·105 до 1,0·109 Гц), распространяющийся только контактным путем.

При распространении в различных средах ультразвуковые волны поглощаются, причем тем больше, чем выше их частота. Поглощение ультразвука сопровождается нагреванием среды.

Низкочастотный ультразвук довольно хорошо распространяется в воздухе, а высокочастотный практически не распространяется. В упругих средах (вода, металл и др.) ультразвук мало поглощается и способен распространяться на большие расстояния, практически не теряя энергии.

Специфической особенностью ультразвука, обусловленной большой частотой и малой длиной волны, является возможность распространения ультразвуковых колебаний направленными пучками, получившими название ультрафиолетовых лучей. Они создают на относительно небольшой площади очень большое ультразвуковое давление. Это свойство ультразвука обусловило его широкое применение для очистки деталей, механической обработки твердых материалов, сварки, пайки, ускорения химических реакций, дефектоскопии, проверки размеров выпускаемых изделий, структурного анализа веществ и др. Ультразвук используется в установках по очистке воздуха от высокодисперсной пыли. Нашел применение ультразвук и в медицине для лечения заболеваний позвоночника, суставов, периферической нервной системы и т.п.

Нормируемыми параметрами контактного ультразвука в соот-

ветствии с СН 9-87 РБ 98 являются уровни звукового давления в третьоктавных полосах со среднегеометрическими частотами 12,5; 16,0; 20,0; 25,0; 31,5; 40,0; 50,0; 63,0; 80,0; 100,0 кГц (табл. 12).

Таблица 12

Предельно допустимые уровни звукового давления воздушного ультразвука на рабочих местах

172

Воздействие малых доз ультразвука на человека дает стимулирующий эффект (микромассаж, ускорение обменных процессов), а больших доз – поражающий эффект.

Наиболее опасным является контактное воздействие ультразвука, которое возникает при удержании ультразвукового инструмента во время пайки, лужения и т.п. Воздействие от работы мощных установок может привести к поражению периферической нервной и сосудистой систем человека в местах контакта (вегетативные полиневриты, мышечная слабость пальцев, кистей и предплечья).

При длительной работе с низкочастотными ультразвуковыми установками, генерирующими ультразвук, превышающий установленные ПДУ, могут произойти функциональные изменения центральной и периферической нервной системы, слухового и вестибулярного аппарата, сердечнососудистой системы (утомление, головные боли, бессонница ночью и сонливость днем, снижение остроты слуха и т.п.).

По сравнению с высокочастотным шумом ультразвук значительно слабее влияет на слуховую функцию, но вызывает более выраженные отклонения вестибулярной функции, болевой чувствительности, терморегуляции.

Степень выраженности изменений в организме человека зависит от интенсивности и длительности воздействия ультразвука и усиливается при наличии в спектре излучения высокочастотного шума, при этом присоединяется выраженное снижение слуха.

Основными документами, регламентирующими безопасность при работе с ультразвуком, являются ГОСТ 12.1.001-89 ССБТ «Ультразвук. Общие требования безопасности» и ГОСТ 12.2.051-80 ССБТ «Оборудование технологическое ультразвуковое. Требования безопасности», а также СН 9-87 РБ 98 «Ультразвук, передающийся воздушным путем. Предельно допустимые уровни на рабочих местах», СН 9-88 РБ 98 «Ультразвук, передающийся контактным путем. Предельно допустимые уровни на рабочих местах».

Методы защиты от ультразвука

Большинство традиционных методов защиты работающих от шума малоэффективны в отношении к ультразвуку. Поэтому для защиты от его воздействия следует использовать все способы снижения интенсивности генерации таких колебаний непосредственно в источнике.

173

В связи с этим СанПиН 9-88-98 определяют требования по ограничению неблагоприятного влияния контактного ультразвука:

–при разработке нового и модернизации существующего оборудования, приборов и аппаратуры должны предусматриваться меры по максимальному ограничению ультразвука, как в источнике возникновения, так и на пути его распространения;

–запрещается непосредственный контакт человека с рабочей поверхностью источника ультразвука и с контактной средой во время возбуждения в ней ультразвука;

–ультразвуковые искатели и датчики, удерживаемые руками оператора, должны иметь форму, обеспечивающую минимальное напряжение мышц, удобное для работы расположение и соответствовать требованиям технической эстетики;

–исключается передача ультразвука другим частям тела кроме рук;

–для защиты персонала, обслуживающего источник ультразвука, следует применять дистанционное управление; блокировки, обеспечивающие автоматическое отключение источников ультразвука в случае открытия звукоизолирующих устройств или проведения вспомогательных работ; приспособления для удержания источника ультразвука или предметов, которые могут служит в качестве твердой контактной среды;

–для защиты рук от неблагоприятного воздействия контактного ультразвука в твердых и жидких средах, а также от контактных смазок необходимо применять нарукавники, рукавицы или перчатки (наружные резиновые и внутренние хлопчатобумажные);

–в качестве СИЗ применяют противошумы (ГОСТ 12.4.051-87);

–к работе с источником ультразвука допускаются лица не моложе 18 лет, имеющие соответствующую квалификацию, прошедшие обучение

иинструктаж по технике безопасности.

Эффективным средством защиты работающих от воздействия ультразвука являются звукоизолирующие кожухи из дюралюминия или стали толщиной 1 мм, оклеенные резиной или покрытые противошумной мастикой. Прозрачные кожухи из органического стекла должны иметь толщину не менее 5 мм. Часто используют эластичные кожухи из трех слоев резины общей толщиной 3 – 5 мм. Кожухи позволяют снизить уровни звукового давления на 20 – 30 дБ в слышимом диапазоне частот и на 60 – 80 дБ – в неслышимом.

Для исключения контактного облучения работающих ультразвуком загрузку, выгрузку и другие работы следует проводить при выключенном источнике или пользоваться при этом специальными инструментами с ручками, покрытыми эластичным слоем из пористой резины, поролона и т.п.

174

Зоны помещений с уровнями ультразвука, превышающими предельно допустимые, должны быть обозначены предупреждающим знаком «Осторожно! Прочие опасности» по ГОСТ 12.4.026.

Кроме того, рекомендуется соблюдать следующий режим труда и отдыха:

–при систематической работе с контактным ультразвуком в течение более 50 % рабочего времени необходимо устраивать перерывы через каждые 1,5 ч на 15 мин. Перерывы могут быть заполнены другими видами работ, которые не сопровождаются воздействием на организм повышенных уровней шума и вибрации;

–с целью предупреждения и ранней диагностики профессиональных заболеваний у работающих с контактным ультразвуком необходимо проводить предварительный (при приеме на работу) и периодические медицинские осмотры.

Инфразвук

Инфразвук представляет собой механические колебания упругой среды, имеющие одинаковую с шумом физическую природу, но распространяющиеся с частотами менее 20 Гц. В воздухе инфразвук мало поглощается и поэтому способен распространяться на большие расстояния. Инфразвук характеризуется инфразвуковым давлением (Па), интенсивностью (Вт/м2), частотой колебания (Гц). Уровни интенсивности инфразвука и инфразвукового давления выражаются в децибелах (дБ).

Многие явления природы (землетрясения, извержения вулканов, морские бури) сопровождаются излучением инфразвуковых колебаний. В производственных условиях инфразвук образуется, главным образом, при работе тихоходных крупногабаритных машин и механизмов (компрессоров, дизельных двигателей, электровозов, вентиляторов, турбин, реактивных двигателей и др.), совершающих вращательное или возвратнопоступательное движение с повторением цикла менее чем 20 раз в секунду (инфразвук механического происхождения). Инфразвук аэродинамического происхождения возникает при турбулентных процессах в потоках газов или жидкостей.

Инфразвук оказывает неблагоприятное воздействие на весь организм человека, в том числе и на органы слуха, понижая слуховую чувствительность на всех частотах. Инфразвуковые колебания воспринимаются как физическая нагрузка: возникают утомление, головная боль, головокруже-

175

ния, вестибулярные нарушения, снижается острота зрения и слуха, нарушается периферическое кровообращение, появляется чувство страха и т.п. Тяжесть воздействия зависит от диапазона частот, уровня звукового давления и длительности воздействия.

Низкочастотные колебания с уровнем инфразвукового давления свыше 150 дБ совершенно не переносятся человеком.

Особенно неблагоприятные последствия вызывают ультразвуковые колебания с частотой 2 – 15 Гц в связи с возникновением резонансных явлений в организме человека, причем наиболее опасна частота 7 Гц, так как возможно ее совпадение с альфаритмом биотоков мозга.

В соответствии с действующими нормами уровни инфразвукового давления в октавных полосах со среднегеометрическими частотами 2, 4, 8, и 16 Гц не должны превышать 105 дБ, а в полосе с частотой 32 Гц – 102 дБ.

Эффективных методов защиты от инфразвука в настоящее время не существует, поэтому борьба с неблагоприятным воздействием инфразвука ведется в тех же направлениях, что и борьба с шумом. Наиболее целесообразно уменьшать интенсивность инфразвуковых колебаний на стадии проектирования машин или агрегатов, поскольку такие методы, как звукоизоляция, звукопоглощение для снижения инфразвука малоэффективны.

1.16. Производственная вибрация. Средства и способы защиты от вибрации

Вибрация – сложный колебательный процесс, возникающий при периодическом смещении центра тяжести какого-либо тела от положения равновесия, а также при периодическом изменении телом формы, которую оно имело в статическом состоянии.

Вибрация возникает под действием внутренних или внешних динамических сил, вызванных плохой балансировкой вращающихся и движущихся частей машин, неточностью взаимодействия отдельных деталей узлов, ударными процессами технологического характера, неравномерной рабочей нагрузкой машин, движением техники по неровностям дороги и т.д. Вибрации от источника передаются на другие узлы и агрегаты машин и на объекты защиты, т.е. на сиденья, рабочие площадки, органы управления, а вблизи стационарной техники – и на пол (основание). При контакте с колеблющимися объектами вибрации передаются на тело человека.

Простейшим видом вибрации является вибрация, действующая по синусоидальному закону.

176

В соответствии с ГОСТ 12.1.012-90 ССБТ «Вибрационная безопасность. Общие требования» и СанПиН 2.2.4/2.1.8.10-33-2002 «Производственная вибрация, вибрация в помещениях жилых и общественных зданий» вибрация делится:

1)на общую;

2)на локальную;

3)на фоновую.

Общая вибрация передается через опорные поверхности на тело стоящего или сидящего человека. Общую вибрацию по источнику воз-

никновения классифицируют на 3 категории:

Категория 1 – транспортные вибрации, воздействующие на человека на рабочих местах транспортных средств (тракторов, сельхозмашин, автомобилей, в том числе тягачей, скреперов, грейдеров, катков, снегоочистителей, самоходных машин).

Категория 2 – транспортно-технологические вибрации, воздействующие на человека на рабочих местах машин с ограниченной подвижностью, которые перемещаются только по специально подготовленным поверхностям производственных помещений, площадок. К таким источникам вибрации относят экскаваторы, краны, машины для загрузки, бетоноукладчики, напольный производственный транспорт, рабочие места водителей легковых автомобилей, автобусов и т.д.

Категория 3 – технологические вибрации, воздействующие на человека на рабочих местах стационарных машин или передающиеся на рабочие места, не имеющие источников вибрации. К источникам технологических вибраций относят металло- и деревообрабатывающие станки, кузнеч- но-прессовое оборудование, электрические машины, вентиляторы, буровые станки, сельхозмашины и т.д.

Общую вибрацию технологической категории по месту ее действия подразделяют на следующие типы:

1)на постоянных рабочих местах производственных помещений предприятий;

2)на рабочих местах складов, столовых, бытовых, дежурных и других производственных помещений, где нет машин, генерирующих вибрацию;

3)на рабочих местах помещений заводоуправлений, конструкторских бюро, лабораторий, учебных пунктов, вычислительных центров, здравпунктов, конторских помещений, рабочих комнат и других помещений для работников умственного труда.

177

Локальная вибрация передается через руки человека или другие части его тела, контактирующие с вибрирующими поверхностями.

К виброопасному оборудованию относятся отбойные молотки, бетоноломы, трамбовки, гайковерты, шлифовальные машины, дрели и др.

По источнику возникновения локальные вибрации подразделяются на передающиеся:

–от ручных машин с двигателями (или ручного механизированного инструмента), органов ручного управления машинами и оборудованием;

–от ручных инструментов без двигателей (рихтовочные молотки разных моделей и т.п.) и обрабатываемых деталей.

По временным характеристикам локальные вибрации подразде-

ляются:

1)на постоянные, для которых величина виброскорости изменяется более чем в 2 раза (на 6 дБ) за время наблюдения не менее 1 мин;

2)на непостоянные, для которых величина виброскорости изменяется не менее чем в 2 раза (на 6 дБ) за время наблюдения не менее 1 мин.

Всвою очередь, непостоянные вибрации подразделяются:

1)на колеблющиеся во времени, для которых уровень виброскорости непрерывно изменяется во времени;

2)на прерывистые, когда контакт оператора с вибрацией в процессе работы прерывается, причем длительность интервалов, в течение которых имеет место контакт, составляет более 1 с;

3)на импульсные, состоящие из одного или нескольких вибрационных воздействий (например, ударов), каждый длительностью менее 1 с.

Фоновая вибрация – вибрация, регистрируемая в точке измерения и не связанная с исследуемым источником.

По характеру спектра вибрации подразделяются:

1)на узкополосные, у которых контролируемые параметры в 1/3- октавной полосе частот более чем на 15 дБ превышают значения в соседних 1/3-октавных полосах;

2)на широкополосные, которые не отвечают указанному требованию.

По частотному составу вибрации подразделяются:

1)на низкочастотные с преобладанием максимальных уровней в октавных полосах 8 и 18 Гц (локальная), и 1 и 4 Гц (общая);

2)на среднечастотные – 31,5 и 63 Гц (локальная); 8 и 16 Гц (общая);

3)на высокочастотные – 125, 250, 500 и 1000 Гц (локальная); 31,5 и 63 Гц (общая).

178

Вибрацию характеризуют следующие параметры:

–частота колебаний f, Гц – количество циклов колебаний в единицу

времени;

–амплитуда смещения А, м – наибольшее отклонение колеблющейся точки от положения равновесия;

–виброскорость v, м/с – максимальное из значений скорости колеблющейся точки;

–виброускорение а, м/с2 – максимальное из значений ускорений колеблющейся точки.

Виброскорость определяется по формуле

Гигиеническую оценку вибрации, воздействующей на человека в производственных условиях, по санитарным нормам рекомендуют производить частотным (спектральным) анализом, интегральной оценкой по частоте нормируемого параметра и дозой вибрации.

Основными нормативными документами в области вибрации явля-

ются ГОСТ 12.1.012-90 ССБТ «Вибрационная безопасность. Общие

требования», а также СанПиН 2.2.4/2.1.8.10-33-2002.

Основным методом, характеризующим вибрационное воздействие на человека, является частотный анализ.

Предельно допустимый уровень вибрации – уровень параметра вибрации, при котором ежедневная (кроме выходных дней) работа, но не более 40 ч в неделю в течение всего рабочего стажа не должна вызывать заболеваний или отклонений в состоянии здоровья, обнаруживаемых современными методами исследований, в процессе работы или в отдаленные сроки жизни настоящего и последующих поколений. Соблюдение ПДУ вибрации не исключает нарушения здоровья у сверхчувствительных лиц.

Нормируемый диапазон частот для локальной вибрации уста-

навливается в виде октавных полос со среднегеометрическими частотами

8; 16; 31,5; 63; 125; 250; 500 и 1000 Гц.

Нормируемый диапазон частот для общей вибрации, в зависимо-

сти от категории, устанавливается в виде октавных или третьоктавных полос со среднегеометрическими частотами 0,8; 1,0; 1,25; 1,6; 2,0; 2,5; 3,15; 4; 5; 6,3; 8; 10; 12,5; 16; 20; 25; 31,5; 40; 50; 63; 80 Гц.

179

Нормируемыми параметрами постоянной вибрации являются:

–средние квадратические значения виброускорения и виброскорости, измеряемые в октавных (третьоктавных) полосах частот, или их логарифмические уровни;

–корректированные по частоте значения виброускорения и виброскорости или их логарифмические уровни.

Нормируемыми параметрами непостоянной вибрации являются

эквивалентные (по энергии), корректированные по частоте значения виброускорения и виброскорости, или их логарифмические уровни.

Предельно допустимые величины нормируемых параметров общей и локальной производственной вибрации при длительности вибрационного воздействия 480 мин (8 ч) приведены в табл. СанПиН 2.2.4/2.1.8.10-33-2002.

При частотном (спектральном) анализе нормируемыми парамет-

рами являются средние квадратичные значения виброскорости (и их логарифмические уровни) или виброускорения для локальной вибрации в октавных полосах частот, а для общей вибрации – в октавных или 1/3- октавных полосах частот.

Вибрацию, воздействующую на человека, нормируют отдельно для каждого установленного направления, учитывая, кроме того, при общей вибрации ее категорию, а при локальной – время фактического воздействия.

Степень и характер действия вибрации на организм человека за-

висит от вида вибрации, ее параметров и направления воздействия.

Общая вибрация воздействует на весь организм человека, локальная – на отдельные части тела. Однако такое разделение вибрации является условным, так как и локальная вибрация в итоге влияет на весь организм. Этому в значительной степени способствует хорошая проводимость механических колебаний тканями тела человека, особенно костной тканью. Поэтому кажущиеся локальными вибрации в действительности нередко распространяются на самые отдаленные участки поверхности тела и могут достигать там значительных амплитуд. Следует учитывать также и то, что вибрации, встречающиеся в производственных условиях, нередко бывают близки к частотам собственных колебаний тела человека и его органов и по этой причине могут вызывать резонансные явления в организме.

Местная вибрация малой интенсивности может оказать благоприятное воздействие на организм человека: восстановить трофические изменения, улучшить функциональное состояние центральной нервной системы, ускорить заживление ран и т.п. Полезное свойство вибрации используют для интенсификации определенных производственных процессов (например, виброуплотнения бетона, грунта, сыпучих материалов из емкостей и т.п.).

180