Калинин А.А. (рук.) Безопасность жизнедеятельности. Учебное пособие по самостоятельной работе

Подождите немного. Документ загружается.

регатов с возвратно-поступательным движением деталей, неуравновешенны-

ми вращающимися массами, механизмами ударного действия и др.

Основными параметрами, характеризующими вибрацию, являются час-

тота колебаний f, величина амплитуды смещения точек (вибросмещение) А,

скорость перемещения точек (виброскорость) V, ускорение, с которым идет

нарастание и убывание виброскорости (виброускорения) а.

В практике оценки вибрации используют также и относительные зна-

чения вибросмещения L

, виброскорости L

и виброускорения L

в децибелах

по отношению к их пороговым значениям:

(

)

,/lg20

AAL

⋅=

(

)

,/lg20

VVL

⋅=

(

)

/lg20 aaL

⋅=

где А

− пороговое значение амплитуды, А

= 8⋅10

-12

м; V

− пороговое зна-

чение виброскорости, V

= 5⋅10

-8

м/с; а

− пороговое значение виброускоре-

ния, а

= 3⋅10

-4

м/с

По воздействию на организм человека различают общую и локальную

вибрацию. Общей вибрации организм подвергается под воздействием коле-

баний рабочего места (рабочей площадки, пола, сиденья). Общую вибрацию

подразделяют на три категории:

транспортная вибрация (общая вибрация первой категории) воздейст-

вует на человека на рабочих местах самоходных и прицепных машин, транс-

портных средств при движении по местности и дорогам. К источникам

транспортной вибрации относят сельскохозяйственные и промышленные

тракторы, грузовые автомобили, снегоочистители и др.;

транспортно-технологическая вибрация (общая вибрация второй кате-

гории) воздействует на человека на рабочих местах машин, передвигающих-

ся по специально подготовленной поверхности производственных помеще-

ний, промышленных площадок. К источникам транспортно-технологической

вибрации относят экскаваторы, краны промышленные, машины для загрузки

мартеновских печей в металлургическом производстве, напольный производ-

ственный транспорт и др.;

технологическая вибрация (общая вибрация третьей категории) воздей-

ствует на человека на рабочих местах стационарных машин или передается

на рабочие места, не имеющие источников вибрации. К источникам техноло-

гической вибрации относят станки металло- и деревообрабатывающие, куз-

нечно-прессовое оборудование, литейные машины, вентиляторы и др. Об-

щую вибрацию третьей категории по месту действия подразделяют на сле-

дующие типы:

на постоянных рабочих местах производственных помещений;

на рабочих местах на складах, в столовых, бытовых, дежурных и дру-

гих производственных помещениях, где нет машин − источников вибрации;

на рабочих местах в помещениях заводоуправления, конструкторских

бюро, лабораторий, учебных пунктов, вычислительных центров, здравпунк-

тов, конторских помещениях, рабочих комнатах и других помещениях для

работников умственного труда.

Источники возникновения локальных вибраций: ручные машины с

двигателями, органы ручного управления машинами и оборудованием, руч-

ные машины без двигателей, обрабатываемые детали.

Систематическое воздействие общей вибрации на человека приводит к

стойким нарушениям опорно-двигательного и вестибулярного аппарата, цен-

тральной и периферической нервной системы, желудочно-кишечного тракта

и др. Последствия воздействия вибрации зависят от ее вида, продолжитель-

ности и направления воздействия, частоты и амплитуды колебаний, а также

от уровня шума, микроклиматических условий на рабочем месте и других

сопутствующих факторов.

Систематическое неконтролируемое воздействие локальной вибрации

вызывает спазмы кровеносных сосудов рук, поражает нервные окончания,

мышечные и костные ткани, что приводит к снижению чувствительности ко-

жи, ухудшению, а в тяжелых случаях прекращению кровоснабжения мышц,

окостенению сухожилий, отложению солей в суставах, деформации и потере

подвижности суставов. Совокупность болезненных изменений в организме,

вызванных воздействием вибраций, называют виброболезнью.

Различают гигиеническое и техническое нормирование производст-

венной вибрации. В первом случае производят ограничение параметров виб-

рации рабочих мест и поверхности контакта с руками работающих, исходя из

физиологических требований, исключающих возникновение вибрационной

болезни. Во втором случае осуществляют ограничение параметров вибрации

с учетом не только указанных требований, но и технически достижимого на

сегодняшний день для данного вида машин уровня вибрации.

Гигиенические требования при работах с источниками вибрации регла-

ментируют следующие документы:

СН 2.2.4/2.1.8.566−96 «Санитарные нормы. Производственная вибра-

ция, вибрация в помещениях жилых и общественных зданий»;

СанПиН 2.2.2.540−96 «Гигиенические требования к ручным инстру-

ментам и организации работ»;

ГОСТ 12.1.012−90. ССБТ «Вибрационная безопасность. Общие требо-

вания».

Гигиеническая оценка вибраций, воздействующая на человека, произ-

водится следующими методами:

частотным (спектральным) анализом нормируемого параметра;

интегральной оценкой по частоте нормируемого параметра;

интегральной оценкой с учетом времени вибрационного воздействия.

Нормируемый диапазон частот устанавливается:

для локальной вибрации в виде октавных полос со среднегеометриче-

скими частотами 8; 16; 31,5; 63; 125; 250; 500; 1000 Гц;

для общей вибрации в виде октавных или 1/3 октавных полос со сред-

негеометрическими частотами 0,8; 1; 1,25; 1,6; 2,0; 2,5; 3,15; 4,0; 5,0; 6,3; 8,0;

10,0; 12,5; 16,0; 20,0; 25,0; 31,5; 40,0; 50,0; 63,0; 83,0 Гц.

Техническое нормирование вибрации машин, технологического обору-

дования, транспортных средств и т. п., действующей на организм человека,

также служит для обеспечения вибробезопасных условий труда; оно заклю-

чается в ограничениях уровней вибрации элементов машин, с которыми со-

прикасается тело человека (сиденье, платформа, люлька, органы управления

и др.).

Вибрационная защита − это совокупность средств и методов уменьше-

ния производственной вибрации, воспринимаемой защищаемым объектом.

Под уменьшением вибрации понимается снижение значений каких-либо оп-

ределенных параметров, характеризующих вибрацию, как по отношению к

источнику колебаний, так и на пути их распространения. Методы и средства

защиты от вибрации регламентирует ГОСТ 26568–85.

Снижение интенсивности колебаний объекта может быть достигнуто:

1) уменьшением уровней механических воздействий, возбуждаемых

источником; такой способ виброзащиты называют снижением виброактивно-

сти источника;

2) изменением конструкции объекта, при котором заданные механиче-

ские воздействия будут вызывать менее интенсивные колебания объекта или

его отдельных частей; этот метод называют внутренней виброзащитой объ-

екта. Например, для рассеяния энергии колебаний по ограждающим поверх-

ностям конструкции кабин; используют листовые и мастичные вибродемп-

фирующие материалы Агат, ВМЛ-25, Антивибрит-2, Антивибрит-3, № 579 и

др. Вибродемпфирующие материалы Агат (ТУ 6-05-5091–77) и ВМЛ-25 (ТУ

6-05-211-980–75) выпускаются в виде листов толщиной 1 мм и выше. К виб-

рирующей поверхности их приклеивают с помощью клея ЭПК-519 или 88Н.

Мастичные материалы Антивибрит-2, Антивибрит-3 представляют собой

густую однородную массу, приготовленную на основе эпоксидных смол. На-

носятся на вибрирующую поверхность вручную шпателем. Перед примене-

нием в мастику добавляют отвердитель. Мастичный материал № 579 (ТУ 6-

10-1268–82) приготовлен на основе битума и растворителей, наносятся на

поверхность вручную шпателем или распылителем. Общая толщина слоя

мастики составляет 2–3 толщины демпфируемой поверхности, площадь по-

крытия не менее 60 % поверхности;

3) присоединением к объекту дополнительной механической системы,

изменяющей характер его колебаний. Такую систему называют динамиче-

ским гасителем колебаний, а метод виброзащиты, основанный на ее приме-

нении, – динамическим гашением колебаний. Динамические виброгасители

по конструктивному признаку могут быть пружинными, маятниковыми, экс-

центриковыми, гидравлическими. Обычно они представляют собой дополни-

тельную колебательную систему, закрепляемую на объекте и настроенную

таким образом, что в каждый момент времени возбуждаются колебания, на-

ходящиеся в противофазе с колебаниями объекта;

4) установкой между объектом защиты и источником колебаний до-

полнительной системы (рис. 4.108), защищающей объект от механических

воздействий, возбуждаемых источником; это метод виброзащиты называют

виброизоляцией, а устройства, устанавливаемые между объектом и источни-

ком, – виброизоляторами.

Для объектов с частотой вращения менее 1800 мин-1 рекомендуется

применять пружинные виброизоляторы, с частотой вращения более 1800

мин-1 – резиновые.

Пружинный виброизолятор состоит из двух металлических пластин,

между которыми помещается пружина, изготовленная из специальной стали.

Они долговечны и надежны в работе, но эффективны только для снижения

вибрации низких частот и недостаточно снижают передачу вибрации более

высоких частот (слухового диапазона), что обусловлено внутренними резо-

нансами пружинных элементов.

Для уменьшения передачи высокочастотной вибрации рекомендуются

резиновые виброизоляторы (прокладки) толщиной 10–20 мм, существенным

недостатком которых является ограниченный срок службы (не более 3 лет).

Кроме того, применяя виброизоляторы из резины, учитывают ее малую сжи-

маемость, обусловленную боковыми деформациями. В связи с этим резино-

вые виброизоляторы должны иметь форму, допускающую свободное растя-

гивание резины в стороны, например форму ребристых или дырчатых плит.

Виброизоляторы размещают в четырех точках по углам прямоугольни-

ка. При необходимости устанавливают дополнительные виброизоляторы

симметрично относительно центра тяжести установки. Для лучшего доступа

к виброизоляторам при монтаже и эксплуатации дополнительные виброизо-

ляторы помещают на линиях, соединяющих два угловых виброизолятора.

Допускается применять кустовые виброизоляторы (от 2 до 6 в кусте).

Учитывая достоинства и недостатки пружинных и резиновых виброи-

золяторов, широкое применение на практике нашли комбинированные виб-

роизоляторы – резинометаллические, в которых упругим элементом является

резиновый массив, соединенный с деталями металлической арматуры с по-

мощью вулканизации. Пружина в комбинированных виброизоляторах обес-

печивает их большую механическую прочность и уменьшает вибрацию в ее

низкочастотном спектре, а резиновая часть – в области высоких частот и

снижает шум.

СИЗ от вибрации в зависимости от контакта с вибрирующим объектом

подразделяют:

на СИЗ рук – рукавицы, перчатки, полуперчатки, наладонники;

СИЗ ног – специальная обувь, стельки (вкладыши), наколенники;

СИЗ тела – нагрудники, пояса, специальные костюмы.

Виброзащитные рукавицы отличаются от обычных рукавиц тем, что на

их ладонной части или в накладке закреплен упругодемпфирующий элемент.

Этот элемент выполняют из поролона, однако более эффективно использова-

ние пенопласта, губчатой резины. Применяют рукавицы с эластично-

трубчатыми элементами; на рукавице имеются трубчатые элементы, закреп-

ленные накладками и расположенные вертикальными рядами параллельно

друг другу и перпендикулярно оси рукавицы. Такие рукавицы могут выпол-

няться с накладным карманом, в который вставляется накладка с эластично-

трубчатыми элементами. Виброзащитная обувь изготовляется в виде сапог,

полусапог, полуботинок и др. и отличается от обычной обуви наличием по-

дошвы или вкладыша на упругодемпфирующем материале.

При выборе СИЗ от вибрации учитывают весь комплекс вредных про-

изводственных факторов, возникающих при различных видах работ с источ-

никами вибрации, а также конкретные условия труда (повышенный уровень

шума, возможность переохлаждения организма и др.).

Для обеспечения безопасных условий труда человека установлены ме-

тоды контроля параметров производственной вибрации на рабочих местах в

диапазонах частот, регламентированных соответствующими нормами.

Измерение вибрации производят с использованием виброметров по

ГОСТ 12.4.012–83 и полосовых фильтров по ГОСТ 17168–81, а также вспо-

могательных приборов (самописцев уровня, магнитографов и т. п.). Основная

погрешность для средств измерений с отсчетными устройствами, градуиро-

ванными в абсолютных единицах (или в дБ) должна удовлетворять классу

точности не хуже 20 (или 2 дБ) соответственно.

Измерение эквивалентных уровней в октавных полосах можно произ-

водить с помощью интегрирующего шумомера 2218 с интегратором ZR-0020

и набора октавных фильтров 1613 в октавах 31,5–1000 Гц. В настоящее время

выпускаются интегрирующие виброметры 2513, виброметры 2512 с фильт-

ром 1618 фирмы «Брюль и Къер», а также дозиметр 1084 фирмы «Вартсиля»

(Финляндия).

Для измерения общей вибрации рекомендуются следующие датчики:

ДН-7, ДН-13, ДН-19 («Виброприбор», г. Таганрог); КВ-11, КВ-12, датчики

типа KD40, 41, 42 и 45 (РФТ, ГДР); 4366, 4368, 4370 и 4381 («Брюль и Къер»,

Дания). Для измерения локальной вибрации – ДН-3 и ДН-4 («Виброприбор»,

г. Таганрог); вибродатчики KD моделей с 29 по 39 (РФТ, ГДР); 4363, 4369,

4371 и др. («Брюль и Къер», Дания).

Точки контроля, т. е. места установки вибродатчиков, должны распола-

гаться на поверхностях в местах, предназначенных для контакта с телом че-

ловека-оператора:

на сидении, рабочей площадке, педалях и полу рабочей зоны оператора

и обслуживающего персонала;

в местах контакта рук оператора с рукоятками, рычагами управления и

т. п.

Для непостоянных рабочих мест или рабочих зон выбирают не менее

трех точек контроля в местах наибольших колебаний.

В каждой точке контроля вибродатчик устанавливают на ровной, глад-

кой посадочной площадке последовательно по трем взаимно перпенди-

кулярным направлениям:

для общей вибрации – вертикальная перпендикулярная опорной по-

верхности (ось Z); горизонтальная от спины к груди (ось X); горизонтальная

от правого плеча к левому (ось Y);

локальной вибрации – направление подачи или приложения силы на-

жатия (ось Z); ось рукоятки (ось X); перпендикулярно первым двум направ-

лениям (ось Y).

Литература: [17, 39, 40, 66, 151].

Вопросы для самоконтроля

1. Каково физиологическое воздействие вибрации на организм челове-

ка? Предельно допустимые уровни.

2. Почему необходима виброизоляция? Способы ее выполнения.

3. Классификация СИЗ от вибрации.

4. Расскажите о параметрах вибраций и виброизмерительной аппа-

ратуре.

5. Защита от вибрации в источнике ее образования и на пути ее распро-

странения.

Тема 11. Безопасность эксплуатации сосудов и систем,

работающих под давлением

Причины аварий систем и сосудов находящихся, под давлением. Сис-

темы и сосуды, подлежащие регистрации и особому контролю в органах Рос-

технадзора.

Технический надзор за безопасной эксплуатацией сосудов со сжатыми,

сжиженными и растворенными газами. Классификация сосудов (баллоны,

газгольдеры, ресиверы и др.) по назначению, давлению и объему. Безопасная

арматура и контрольно-измерительные приборы (КИП). Проверка и окраска

емкостей.

Безопасность эксплуатации компрессорных установок. Безопасная ар-

матура и КИП компрессорных установок. Правила приемки и испытаний.

Основные опасности, сопряженные с эксплуатацией систем газоснаб-

жения. Правила безопасной эксплуатации газовых коммуникаций в произ-

водственных устройствах.

Указания по изучению темы

В различных отраслях промышленности используют сосуды и системы,

работающие под давлением (баллоны, цистерны, бочки, компрессорные

станции, котлы).

Сосуды и системы, работающие под давлением, представляют опас-

ность взрыва из-за расширения газа вследствие нагрева баллона солнцем, от-

крытым огнем, а также быстрого наполнения баллона при зарядке; падения

баллонов и ударов о твердые предметы (поверхности), особенно при высоких

или низких температурах, попадания масел на горловину кислородных бал-

лонов; низкого качества или осадка пористой массы в ацетиленовых балло-

нах; быстрого выпуска газа из баллона, могущего вызвать искры в струе газа

и др.

Каждый сосуд должен поставляться изготовителем заказчику с паспор-

том установленной формы, к которому должна быть приложена инструкция

по монтажу и эксплуатации.

Элементы сосудов (корпуса, обечайки, днища, крышки, трубные ре-

шетки, фланцы корпуса, укрупненные сборочные единицы), предназначен-

ные для реконструкции или ремонта, должны поставляться изготовителем с

удостоверением о качестве изготовления, содержащим сведения в объеме со-

гласно требованиям соответствующих разделов паспорта.

На каждом сосуде должна быть прикреплена табличка, выполненная в

соответствии с ГОСТ 12971. Для сосудов наружным диаметром менее 325 мм

допускается табличку не устанавливать. При этом все необходимые данные

должны быть нанесены на корпус сосуда электрографическим методом. На

табличке должны быть нанесены:

товарный знак или наименование изготовителя;

наименование или обозначение сосуда;

порядковый номер сосуда по системе нумерации изготовителя;

год изготовления;

рабочее давление, МПа;

расчетное давление, МПа;

пробное давление, МПа;

допустимая максимальная и/или минимальная рабочая температура

стенки,

масса сосуда, кг.

Для управления работой и обеспечения безопасных условий эксплуата-

ции сосуды в зависимости от назначения должны быть оснащены:

запорной или запорно-регулирующей арматурой;

приборами для измерения давления;

приборами для измерения температуры;

предохранительными устройствами;

указателями уровня жидкости.

Сосуды, снабженные быстросъемными крышками, должны иметь пре-

дохранительные устройства, исключающие возможность включения сосуда

под давлением при неполном закрытии крышки и открывании ее при нали-

чии в сосуде давления. Такие сосуды также должны быть оснащены замками

с ключом-маркой.

Запорная и запорно-регулирующая арматура должна устанавливаться

на штуцерах, непосредственно присоединенных к сосуду, или на трубопро-

водах, подводящих к сосуду и отводящих из него рабочую среду. В случае

последовательного соединения нескольких сосудов необходимость установ-

ки такой арматуры между ними определяется разработчиком проекта.

Арматура должна иметь следующую маркировку:

наименование или товарный знак изготовителя;

условный проход, мм;

условное давление, МПа (допускается указывать рабочее давление и

допустимую температуру);

направление потока среды;

марку материала корпуса.

Количество, тип арматуры и места установки должны выбираться раз-

работчиком проекта сосуда исходя из конкретных условий эксплуатации и

требований правил безопасности.

На маховике запорной арматуры должно быть указано направление его

вращения при открывании или закрывании арматуры. Сосуды для взрыво-

опасных, пожароопасных веществ, веществ первого и второго классов опас-

ности по ГОСТ 12.1.007, а также испарители с огневым или газовым обогре-

вом должны иметь на подводящей линии от насоса или компрессора обрат-

ный клапан, автоматически закрывающийся давлением из сосуда. Обратный

клапан должен устанавливаться между насосом (компрессором) и запорной

арматурой сосуда.

Каждый сосуд и самостоятельные полости с разными давлениями

должны быть снабжены манометрами прямого действия. Манометр устанав-

ливается на штуцере сосуда или трубопроводе между сосудом и запорной

арматурой.

Манометры должны иметь класс точности не ниже: 2,5 – при рабочем

давлении сосуда до 2,5 МПа (25 кгс/см

), 1,5 – при рабочем давлении сосуда

выше 2,5 МПа (25 кгс/см

На шкале манометра владельцем сосуда должна быть нанесена красная

черта, указывающая рабочее давление в сосуде. Взамен красной черты раз-

решается прикреплять к корпусу манометра металлическую пластину, окра-

шенную в красный цвет и плотно прилегающую к стеклу манометра.

Манометр должен быть установлен так, чтобы его показания были от-

четливо видны обслуживающему персоналу. Установка манометров на высо-

те более 3 м от уровня площадки не разрешается. Поверка манометров с их

опломбированием или клеймением должна производиться не реже одного

раза в 12 месяцев. Кроме того, не реже одного раза в 6 месяцев владельцем

сосуда должна производиться дополнительная проверка рабочих манометров

контрольным манометром с записью результатов в журнал контрольных про-

верок.

Сосуды, работающие при изменяющейся температуре стенок, должны

быть снабжены приборами для контроля скорости и равномерности прогрева

по длине и высоте сосуда и реперами для контроля тепловых перемещений.

Каждый сосуд (полость комбинированного сосуда) должен быть снаб-

жен предохранительными устройствами от повышения давления выше до-

пустимого значения.

В качестве предохранительных устройств применяются:

пружинные предохранительные клапаны;

рычажно-грузовые предохранительные клапаны;

импульсные предохранительные устройства (ИПУ), состоящие из глав-

ного предохранительного клапана (ГПК) и управляющего импульсного кла-

пана (ИПК) прямого действия;

предохранительные устройства с разрушающимися мембранами (мем-

бранные предохранительные устройства – МПУ);

другие устройства, применение которых согласовано с Ростехнадзором.

Количество предохранительных клапанов, их размеры и пропускная

способность должны быть выбраны по расчету так, чтобы в сосуде не созда-

валось давление, превышающее избыточное рабочее более чем на 0,05 МПа

(0,5 кгс/см

) для сосудов с давлением до 0,3 МПа (3 кгс/см

), на 15 % - для

сосудов с давлением от 0,3 до 6,0 МПа (от 3 до 60 кгс/см

) и на 10 % - для со-

судов с давлением свыше 6,0 МПа (60 кгс/см

100

При работающих предохранительных клапанах допускается превыше-

ние давления в сосуде не более чем на 25 % рабочего при условии, что это

превышение предусмотрено проектом и отражено в паспорте сосуда.

Мембранные предохранительные устройства устанавливаются:

вместо рычажно-грузовых и пружинных предохранительных клапанов,

когда эти клапаны в рабочих условиях конкретной среды не могут быть при-

менены вследствие их инерционности или других причин;

перед предохранительными клапанами в случаях, когда предохрани-

тельные клапаны не могут надежно работать вследствие вредного воздейст-

вия рабочей среды (коррозия, эрозия, полимеризация, кристаллизация, при-

кипание, примерзание) или возможных утечек через закрытый клапан взры-

во- и пожароопасных, токсичных, экологически вредных и т. п. веществ. В

этом случае должно быть предусмотрено устройство, позволяющее контро-

лировать исправность мембраны;

параллельно с предохранительными клапанами для увеличения пропу-

скной способности систем сброса давления;

на выходной стороне предохранительных клапанов для предотвраще-

ния вредного воздействия рабочих сред со стороны сбросной системы и для

исключения влияния колебаний противодавления со стороны этой системы

на точность срабатывания предохранительных клапанов.

Необходимость и место установки мембранных предохранительных

устройств и их конструкцию определяет проектная организация.

При необходимости контроля уровня жидкости в сосудах, имеющих

границу раздела сред, должны применяться указатели уровня. Кроме указа-

телей уровня на сосудах могут устанавливаться звуковые, световые и другие

сигнализаторы и блокировки по уровню.

На сосудах, обогреваемых пламенем или горячими газами, у которых

возможно понижение уровня жидкости ниже допустимого, должно быть ус-

тановлено не менее двух указателей уровня прямого действия.

Конструкция, количество и места установки указателей уровня опреде-

ляются разработчиком проекта сосуда. На каждом указателе уровня жидко-

сти должны быть отмечены допустимые верхний и нижний уровни. Верхний

и нижний допустимые уровни жидкости в сосуде устанавливаются разработ-

чиком проекта. Высота прозрачного указателя уровня жидкости должна быть

не менее чем на 25 мм соответственно ниже нижнего и выше верхнего допус-

тимых уровней жидкости. При применении в указателях уровня в качестве

прозрачного элемента стекла или слюды для предохранения персонала от

травмирования при разрыве их должно быть предусмотрено защитное уст-

ройство.

Сосуды должны устанавливаться на открытых площадках в местах, ис-

ключающих скопление людей, или в отдельно стоящих зданиях. Допускается

установка сосудов: