Порівняльні дослідження фізико-хімічних властивостей покриттів, одержаних із фосфатмістячих розчинів, на цинку

Морфологія покриття, отриманого із 6 % -го водного розчину натрію триполіфосфату (рис 2.7, в) представлена кристалами більших розмірів, сформованих перпендикулярно поверхні. Це покриття є більш щільним у порівнянні із покриттям № 2. Однак, слід зазначити, що на поверхні покриттів починають з'являтися пори невеликих розмірів.

2.2.6 Результати досліджень корозійної стійкості захисних покриттів після прискорених випробувань на атмосферну корозію

Наступним етапом визначення захисних властивостей покриттів, нанесених на оцинковану сталь, було перевірка їх ефективного захисту від атмосферної корозії. Для цього проведені прискорені та натурні випробування покриттів на атмосферу корозію.

Результати досліджень покриттів № 1 - 4, в кліматичній камері вологості, представлені в таблиці 2.1.

Аналіз результатів показав, що всі покриття показали хороші результати, майже після 30 діб випробувань у кліматичній камері вологості. Це є свідченням того, що в процесі осадження формуються достатньо тонкі, щільні покриття та мають високі захисні властивості.

Оцінка зовнішнього вигляду поверхні покриттів № 5 - 8, свідчить про те, що покриття нанесено рівномірно, без пухирів. Після проведення прискоренних випробувань на атмосферну корозію, вже після 9 діб випробувань, почали відбуватися зміни зовнішнього вигляду покриттів. Так, на поверхні зразків з покриттями № 5 - 6 почали з'являтися пухирі (табл. 2.2).

Таблиця 2.1 - Корозійна стійкість покриттів у камері вологості Г - 4

Зовнішній вигляд покриттів після прискорених випробувань у камері вологості Г - 4
Номер покриття	доба	Номер покриття	доба
	7	21		7	21
1			3
2			4

Результати досліджень покриттів № 5 - 8 в кліматичній камері вологості представлені в таблиці 2.2.

Слід відмітити, що на поверхні зразків, з покриттям № 6, пухирі займають більш ніж 60 % поверхні. На поверхні зразків з покриттями № 7 - 8 на 9 добу випробувань почало відбуватися коробління покриттів. Це, можливо, пов'язано з тим, що спочатку, після нанесення триполіфасфатного шару на оцинковану сталь, утворилося достатньо тонке покриття, з наявністю ділянок мікротріщин невеликих розмірів. Під час нанесення на нього лакофарбового покриття з'являються мікронапурження, покриття стає менш щільним, про що свідчить його коробління.

Таблиця 2.2 - Корозійна стійкість покриттів у камері вологості Г - 4

Зовнішній вигляд покриттів після прискорених випробувань у камері вологості Г - 4
Номер покриття	Початковий стан	Після випробувань
		10 доба
5
6
7
8

Термін прискорених випробувань на атмосферну корозію становив 45 діб.

Результати визначення від'ємного масового показника (К_m^?) покриттів № 1 - 4 після прискорених випробувань на атмосферну корозію представлені на рисунку 2.8.

Рисунок 2.8 - Корозійна стійкість покриттів після прискорених випробувань на атмосферну корозію

Результати визначення від'ємного масового показника покриттів № 1 - 4 після прискорених випробувань на атмосферну корозію показали, що всі покриття мають достатньо високі захисні властивості (значення Кm^- знаходять в інтервалі від 0,003 до 0,056 г/м²•год). В той же час, як видно із рис. 2.8, покриття № 1 є більш ефективним, значення Кm^- для нього становить 0,003 г/м²•год, у порівнянні із покриттями № 2, № 3 та № 4. Для них значення Кm^- становить 0,054; 0,053 та 0,046 г/м²•год відповідно.

Таким чином, результати визначення від'ємного масового показника покриттів показують, що усі покриття мають достатьо високі захисні властивості.

2.2.7 Результати натурних випробувань покриттів на атмосферну корозію

Результати натурних випробувань покриттів № 1 - 8 на атмосферну корозію представлені у таблиці 2.3 та на рисунку 2.9.

Таблиця 2.3 - Результати корозійної стійкості захисних покриттів після натурних випробувань в атмосферних умовах

Зовнішній вигляд покриттів після натурних випробувань в атмосферних умовах
Номер покриття	доба	Номер покриття	доба
	7		64
1		5
2		6
3		7
4		8

На 63 добу натурних випробувань в атмосферних умовах на покриттях № 1 - 8 корозії виявлено не було.

Рисунок 2.9 - Корозійна стійкість покриттів після натурних випробувань в атмосферних умовах

Результати корозійної стійкості натурних випробувань покриттів № 1 - 4 після натурних випробувань в атмосферних умовах (рис. 2.9) свідчать про те, що всі покриття після 60 діб випробувань проявили високі захисні властивості. Тобто, значення від'ємного масового показника знаходиться в інтервалі від 0,001 до 0,0035 г/м²•год. Однак, слід зазначити, що найкращі результати показали покриття № 2 та № 3. Значення Km^- для них становить 0,001 та 0,0013 г/м²•год, відповідно.

2.2.8 Результати визначення корозійної стійкості захисних покриттів в морських умовах

В таблиці 2.4 представлені результати прискорених випробувань покриттів на морську корозію.

Результати досліджень корозійної стійкості захисних покриттів № 1 - 4, після прискорених випробувань на морську корозію показали, що на деяких ділянках поверхні покриттів відбувається утворення білястого порошкоподібного нальоту вже на 4 добу випробувань.

Таблиця 2.4 - Результати прискорених випробувань покриттів на морську корозію

Зовнішній вигляд покриттів після прискорених випробувань на морську корозію
Номер покриття	4 доба	Номер покриття	4 доба
1		3
2		4

В цілому, всі покриття показали високі захисні властивості, про що також свідчать значення від'ємного масового показника (рис. 2.10).

Рисунок 2.10 - Корозійна стійкість покриттів після прискорених випробувань на морську корозію

Як свідчать дані, представлені на рис 2.10, найбільш ефективними є покриття № 1 та № 2, значення Km^- яких становить 0,011 та 0,019 г/м²•год відповідно. Покриття № 3 та № 4 також мають достатньо високі захисні властивості, для них Km^- знаходиться в межах 0,033 - 0,055 г/м²•год відповідно.

2.2.9 Результати досліджень експлуатаційних властивостей захисних покриттів

Як відомо [17], дослідження експлуатаційних властивостей лакофарбових покриттів проводять у водопровідній та дистильованій воді.

Результати досліджень експлуатаційних властивостей покриттів у водопровідній та дистильованій воді, проведених згідно ГОСТ 9.401-91 [17] , представлені у таблиці 2.5.

Аналіз результатів досліджень експлуатаційних властивостей покриттів № 5 - 8 впродовж тижня у водопровідній та дистильованій воді свідчить про те, що зовнішній вигляд поверхні покриттів № 5 не змінився, тобто це покриття має високі захисні властивості в цих середовищах. В той час, на поверхні покриттів № 6 - 8 відбулися зміни впродовж 7 діб випробувань. На поверхні покриття № 6 почали з'являтися пухирі, при випробуваннях як у водопровідній, так і дистильованій воді.

На поверхні покриттів № 7 при випробуваннях у дистильованій воді почали з'являтися зміни зовнішнього вигляду покриттів, у вигляді коробління, а у водопровідній воді - можна відзначати появу значної кількості пухирів різного розміру.

На поверхні покриттів № 8 відзначено його суцільне коробління. Можливо, це свідчить про наявність кисню повітря під шаром лакофарбового покриття.

Таблиця 2.5 - Результати досліджень експлуатаційних властивостей захисних покриттів

Номер покриття	Зовнішній вигляд покриттів після випробувань у
	дистильованій воді	водопровідній воді	Номер покриття	дистильованій воді	водопровідній воді
	7 доба		7 доба
1			5
2			6
3			7
4			8

3. Економічна частина

Метою даної дипломної науково-дослідної роботи є порівняльні дослідження фізико-хімічних властивостей покриттів, одержаних із фосфатмістячих розчинів, на цинку.

Проводилися дослідження захисних властивостей оцинкованої сталі в різних корозійних середовищах нейтрального характеру. Як відомо сталі підвергаються атмосферній корозії, тому було запропоновано нанесення на сталь цинкового покриття гальванічним способом з подальшим фосфатуванням і нанесенням лакофарбового покриття. Фосфатне покриття забезпечує краще зчеплення лакофарбового покриття з металом і ефективно запобігає підтравленню шару фарби у місцях подряпин та інших дефектів, в яких утворюється іржа. Провевши дану роботу, виявилось, що при додаванні до ванн цинкового фосфатування та інших багатоосновних катіонів можливе здобуття фосфатних шарів, у яких значно покращена корозійна стійкість і адгезія з лакофарбовим покриттям.

Метою написання економічного розділу дипломної роботи є розрахунок витрат на проведення її дослідницької частини. Основними статтями витрат на здійснення випробувань є:

- основні матеріали;

- допоміжні матеріали;

- енергетичні витрати;

- амортизаційні відрахування;

- витрати на заробітну плату учасників НДР з нарахуваннями;

- накладні витрати.

Важливими складовими кошторису є витрати на основні й допоміжні матеріали. Заробітна плата є важливою складовою витрат, так само як і нарахування на неї, які містять у собі відрахування до пенсійного фонду, фонду зайнятості, фонду соціального страхування. Окремо будуть розглянуті амортизаційні відрахування. Знаючи потужність застосовуваного устаткування, можна здійснити розрахунок енерговитрат на дослідження.

Економія по кожній з вищезазначених статей витрат зможе забезпечити мінімальні витрати на дослідження в цілому.

3.1 Витрати на основні та допоміжні матеріали

Однією зі статей витрат економічної сторони досліджень є витрати на основні і допоміжні матеріали. Розрахунок витрат наведено в таблиці 3.1.

Таблиця 3.1 - Витрати на основні та допоміжні матеріали

Найменування матеріалів	Одиниця виміру	Кількість,од	Ціна, грн/од	Витрати, грн
Тріполіфосфат натрію	кг	0,7	30	21
Алюмокалеві квасци	кг	0,05	80	4
Сульфат цинку	кг	0,200	8,30	1,66
Глауберова сіль	кг	0,05	32,45	1,63
Папір наждачний	шт	6,000	1,20	7,20
Сода кальцинована	кг	0,170	4,50	0,77
Вода дистильована	л	20,000	2,00	40,00
Етиловий спирт 96%	л	0,025	55,00	1,38
Соляна кислота	л	0,200	10,40	2,08
Емаль алкідна	л	0,075	56,75	4,26
Разом	83,98

Таким чином, загальні витрати на основні та допоміжні матеріали становлять 83,98 грн.

3.2 Розрахунок витрат на електроенергію

Енерговитрати є важливою складовою витрат при проведенні досліджень. Витрати на електроенергію розраховуються виходячи з потужності устаткування і часу експлуатації кожної одиниці устаткування при проведенні експерименту. Розрахунок витрат наведено в таблиці 3.2. Тариф за 1кВт·год електроенергії, прийнятий за даними бухгалтерії НМетАУ, складає 0,93 грн.

Таблиця 3.2 - Витрати на електроенергію

Найменування	Потужність, кВт	Час роботи, год	Витрати електроенергії, кВт·год	Вартість (кВтгод), грн	Витрати, грн
Сушильна шафа	2,80	9	25,20	0,93	23,44
Ваги лабораторні ВЛР-200	0,320	2,3	0,736	0,93	0,69
Піч електрична	1,0	4	4,00	0,93	3,72
Камера вологості Г-4	1,0	217	217	0,93	201,81
Разом	229,66

Після проведених розрахунків встановили, що загальні витрати на електроенергію становлять 229,66 грн.

3.3 Розрахунок витрат на амортизацію устаткування

Амортизація - це процес відшкодування зносу основних фондів у грошовій формі. Цей процес здійснюється постійно, тобто вартість основних фондів переноситься на вартість готового продукту, у даному випадку на вартість дослідницьких робіт, і накопичується для повного відшкодування зносу основних фондів.

Грошове вираження розміру амортизації - це амортизаційні відрахування, що є частиною поточних витрат на виробництво продукції (собівартості). Річна норма амортизаційних відрахувань для лабораторного й оптичного устаткування дорівнює 25 % від залишкової її вартості.

Залишкова вартість лабораторного устаткування прийнята за даними бухгалтерії НМетАУ.

Тривалість експлуатації устаткування під час проведення експерименту склала 3 місяці.

Амортизаційні відрахування (А) розраховуються виходячи із встановлених норм амортизації за формулою:

(3.1)

де ОФ - вартість основних фондів, грн;

- норма амортизаційних відрахувань, %.

Н_ам для лабораторного й обчислювально-вимірювальних приладів устаткування становить 6,25 % у квартал. Амортизаційні відрахування розраховують на один квартал роботи устаткування.

Результати розрахунку амортизаційних відрахувань приведені в таблиці 3.3.

Таблиця 3.3 - Амортизаційні відрахування

Найменування устаткування	Нам, %	Вартість устаткування, грн	Амортизаційні відрахування, грн
Сушильна шафа	6,25	3760	235
Камера вологості Г-4	6,25	4000	250
Ваги лабораторні ВЛР-200	6,25	500	31,25
Піч електрична	6,25	51	3,19
Разом	519,44

Після проведення розрахунків встановили, що загальна сума амортизаційних відрахувань становить 519,44 грн.

3.4 Витрати на оплату праці

Учасниками виконання дослідницької роботи були: СНС (керівник роботи) покриттів, композиційних матеріалів і захисту металів, молодший науковий співробітник (МНС) і лаборант. Час виконання дипломної роботи з урахуванням практики і безпосереднього дипломування складає 3 місяці. Заробітна плата учасників виконання дослідницької роботи нараховувалася з урахуванням посадових окладів наукових працівників і показана в таблиці 3.4

Таблиця 3.4 - Витрати на заробітну плату

Виконавці	Одиниця часу для оплати	Час роботи, міс.	Оплата одиниці часу, грн	Частка ставки з/п, %	Сума зарплатні, грн
СНС (керівник роботи)	місяць	3	1740	10	522,00
МНС	місяць	3	1450	5	217,50
Лаборант	місяць	3	1121	6	201,78
Разом	944,28

Таким чином загальна сума витрат на заробітну плату учасникам виконання дослідницької роботи становить 944,28 грн.

3.5 Нарахування на заробітну плату

Так як заробітна плата, що одержують співробітники, не ілюструє картину всіх витрат по даній статті, необхідно враховувати також відрахування на заробітну плату. Проводяться вони у відповідності з наступними ставками податків, %:

- Пенсійний фонд - 32;

- Фонд зайнятості - 2,1;

- Фонд соціального страхування - 2,9;

Всього 37%. Тоді нарахування на заробітну плату становлять

349,38 грн.

3.6 Інші витрати

Під іншими витратами мається на увазі витрати на поточний ремонт і накладні витрати.

Витрати на поточний ремонт обладнання визначаються з урахуванням сформованого співвідношення цих витрат та балансової його вартості. Орієнтовно приймаємо витрати на поточний ремонт для устаткування - 2,5 % від його вартості.

Розрахунок ремонту

В_рем = 8311 * 0,0025 = 207,77 грн.

Під накладними витратами розуміють загальновиробничі витрати, які становлять 20 % від усіх витрат.

В_нв. = C( В_{о., д.м} + В_е. + В_{а.в .}+ ЗП_заг + В_рем + З_нар), (3.2)

де C - ставка відрахувань на накладні витрати, затверджена в академії;

В_{о., д.м.} - витрати на основні і допоміжні матеріали, грн.;

В_е. - витрати на електроенергію, грн.;

В_а.в. - витрати на амортизаційні відрахування, грн.;

ЗП_заг - загальні витрати на заробітну плату, грн.;

З_нар - сумарні нарахування на заробітну плату;

В_рем - витрати на поточний ремонт.

В_н.в.=0,2(83,98+229,66+519,44+944,28+349,38 +207,77) =466,90 грн.

Після проведених розрахунків встановлено, що загальна сума накладних витрат становить 466,90 грн.

3.7 Загальна сума витрат на проведення дипломної роботи

Загальна сума витрат на проведення даної дипломмної роботи дорівнює:

В_заг = В_{о., д.м..}+ В_е. + ЗП_заг + З_нар+ В_а.в. + В_рем. + В_н.в, (3.3)

В_заг.= 83,98 + 229,66 + 944,28+ 349,38 + 519,44 + 207,77+ 466,90 = 2801,41 грн.

Загальний кошторис витрат на виконання дипломної роботи наведений у таблиці 3.5.

Таблиця 3.5 - Кошторис витрат на виконання дипломної роботи

№	Найменування витрат	Сума, грн	Структура, %
1	Основні та допоміжні матеріали	83,98	2,99
2	Електроенергія	229,66	8,19
3	Заробітна плата учасників виконання науково-дослідної роботи	944,28	33,71
4	Нарахування на заробітну плату	349,38	12,47
5	Амортизаційні відрахування	519,44	18,55
6	Ремонтний фонд	207,77	7,42
7	Накладні витрати (20% від всіх витрат)	466,90	16,67
Разом	2801,41	100

Таким чином, у даному розділі дипломної роботи був складений кошторис витрат на її виконання. Загальна сума витрат на проведення дипломної роботи становить 2801,41 грн. У структурі витрат найбільш питому вагу займають витрати на заробітну плату учасників виконання досліджень які складають 33,71%.

4. Охорона праці

Охорона праці - це система правових, соціально-економічних, організаційно-технічних, санітарно-гігієнічних і лікувально-профілактичних заходів і засобів, спрямованих на збереження здоров'я й працездатності людини в процесі праці. Головним завданням охорони праці є створення на підприємствах здорових і безпечних умов праці. Основними засобами рішення цієї задачі є забезпечення безпеки устаткування і технологічних процесів, також послідовне підвищення якості і ефективності всіх засобів колективного і індивідуального захисту від шкідливих і небезпечних чинників.

Важливим значенням для створення оптимальних умов охорони праці є його організація - удосконалення трудових процесів на основі новітніх досягнень науки й техніки з урахуванням вимог фізіології, психології й гігієни праці [18].

Значно підвищити безпеку виробничих процесів й обладнання можна реалізацією комплексних заходів, у яких разом із впровадженням нової, більш безпечної технології вирішуються питання автоматизації процесів і забезпечення обладнання, пристосуваннями захисту, які працюють від дії небезпечних і шкідливих факторів. Ці напрямки підвищення безпеки праці реалізуються на металургійних підприємствах, де останні роки впроваджений ряд принципово нових технічних рішень, що значно поліпшує умови праці.

Охорона праці забезпечується дотриманням стандартів по охороні праці, правил по техніці безпеки, санітарних норм і правил, інструкцій з охорони праці.

У даному розділі розглянуті основні шкідливості й небезпеки, які можуть виникнути у зв'язку з порівняльними дослідженнями фізико - хімічних властивостей покриттів покриттів, одержаних із фосфатомістячих розчинів на цинку.

4.1 Аналіз санітарно - гігієнічних умов праці в науково-дослідній лабораторії

Науково-дослідна лабораторія кафедри «Покриттів, композиційних матеріалів і захисту металів» Національної металургійної академії України розташована на другому поверсі корпуса «Б» у кімнаті 208. Корпус являє собою чотириповерхову будівлю, виконану з цегли і залізобетонних плит. Загальна площа лабораторії складає 28 м², висота приміщення складає 4 м. Дана науково-дослідна лабораторія має одне вікно розміром 2,5 х 2,4 м. Параметри приміщення лабораторії відповідають допустимим нормам відповідно до СН 245-71 [19].

Стіни й стеля лабораторії пофарбовані в білі кольори, підлогу заслано лінолеумом блакитного кольору. Інтер'єр приміщення оформлений спеціальними лабораторними меблями й аксесуарами з метою підвищення ефективності дослідницьких процесів і зручності працюючих.

Метеорологічні умови в робочих приміщеннях нормуються за трьома основними показниками: температурі, відносній вологості і рухливості повітря. Ці показники різні для теплого і холодного періодів року, для різних за важкістю видів робіт, які виконуються в цих приміщеннях (легкі, середньої важкості та важкі).

Відповідно до ДСН 3.3.6.042-99 [20] робота, проведена в науково-дослідній лабораторії відноситься до категорії Іб (роботи, що виконуються сидячи, стоячи або пов'язані з ходінням та супроводжуються деяким фізичним напруженням) у залежності від загальних енерговитрат 141-175 Вт (121-150 ккал/год.). Дослідницька лабораторія відноситься до приміщень з нормальними умовами середовища: сухе приміщення (температура в приміщенні постійно або періодично, більше 1 доби, не перевищує +23°С; якщо в лабораторії і ведуться дослідницькі роботи із застосуванням вибухопожежонебезпечних та хімічно активних речовин, то одночасна наявність їх у приміщенні, як правило, обмежена).

За ступенем впливу на тепловий стан людини мікрокліматичної умови поділяють на оптимальні та допустимі.

У таблиці 4.1 наведені оптимальні значення температури, відносної вологості й швидкості руху повітря в науково-дослідній лабораторії відповідно до ДСН 3.3.6.042-99 [20].

Таблиця 4.1 - Фактичні та оптимальні норми температури, відносної вологості та швидкості руху повітря у робочій зоні

Період року	Категорія робіт	Температура повітря, єС	Відносна вологість, %	Швидкість руху, м/сек
		Реальна	Оптимальна	Реальна	Оптимальна	Реальна	Оптимальна
Теплий	Іб	23	22 - 24	50	60 - 40	0,1	0,2
Холодний	Іб	22	21 - 23	50	60 - 40	0,1	0,1

Слід зазначити, що у ході здійснення процесу досліджень в лабораторії в повітря можуть потрапляти шкідливі речовин як: триполіфосфатнатрію, сульфат цинку, соляна кислота, лакофарбові матеріали. Забруднення повітряного середовища обумовлене характером виробничих операцій, мірою механізації технологічних процесів, особливістю технологічного устаткування.

Фактичні значення і величини ПДК шкідливих речовин згідно ДСН 3.3.6.042-99 приведені в таблиці 4.2 [20].

Таблиця 4.2 - Фактичні і гранично допустимі концентрації шкідливих речовин, що потрапляють в повітря

№ з/п	Речовина	Фактична концентрації, мг/м3	ПДК, мг/м3	Клас небезпеки
1	Триполіфосфатнатрію	0,3	3	3
2	Соляна кислота	0,5	5	2
3	Сульфат цинку	0,5	6	2

Концентрація таких речовин в зоні дихання що працюють знаходиться залежності від самого процесу, розмірів випробовуваних виробів, ефективності вентиляції.

В лабораторії є загально обмінна припливно-витяжна вентиляційна система для видалення і збору забрудненого і перегрітого повітря, для видалення шкідливих парів і газів, в яку входять: одна витяжна шафа з комбінованим відсмоктуванням і два вентилятори. Мінімальна кількість зовнішнього повітря, що подається в приміщення, становить 20-60 м³/год на одну людину.

У приміщенні лабораторії передбачена локальна система опалення. Вода надходить у систему водопостачання та опалювальні пристрої по трубах, які розташовані під вбудованими шафами і вікнами. Регулювання температури в приміщенні можна регулювати перекриваючи або відкриваючи вентиль подачі гарячої води в систему опалення. У випадку раптового виникнення течі або прориву, систему опалення можна швидко відключити в аварійному порядку, не відключаючи загальну систему опалення всієї будівлі. Вентиляція, кондиціювання та опалення відповідають нормам СНіП 41-01-2003 [21].

Серед чинників зовнішнього середовища, що впливають на організм людини в процесі праці, світло займає одне з перших місць. Світло впливає не лише на функцію органів зору, a й на діяльність організму в цілому. При поганому освітленні людина швидко втомлюється, працює менш продуктивно, зростає потенційна небезпека помилкових дій і нещасних випадків. Правильно спроектоване й виконане освітлення забезпечує можливість нормальної діяльності, схоронність зору людини, стан його нервової системи.

У лабораторії встановлена система штучного освітлення, що забезпечує необхідний рівень освітленості робочих місць. Штучне загальне освітлення виконується лампами накалювання.

Раціонально виконане освітлення надає психофізіологічна дія на людину, сприяє підвищенню ефективності діяльності, знижує напруженість органів зору, підвищує безпеку праці. Система освітлення в лабораторії складається з двох видів:

- система з люмінесцентних ламп загальною потужністю 432 Вт. Система ділиться на секції, кожна з яких забезпечена відбивачами, що забезпечує велику освітлювальну здатність кожною з ламп. Завдяки цьому ККД системи освітлення збільшується на 10-15%;

– система стійка до пар кислот. Освітлювальні лампи захищені плафонами, що забезпечують велику безпеку.

Природне освітлення здійснюється через бічний віконний проріз (у лабораторії є 1 бічне вікно розміром 180Ч220см). Згідно ДБН В.2.5-28-2006 [22] нормативні значення освітленості (Е) і коефіцієнта природного освітлення (КПО) можна визначити, користуючись наступними даними:

- характеристика зорової роботи - роботи малої точності;

- найменший розмір об'єкта розрізнення - 1-5 мм;

– розряд зорової роботи - IVа.

Значення КПО дорівнює 1, освітленість становить не менше 300 лк.

Джерелами шуму в лабораторії є робота вентиляційних систем та магнітних мішалок. Дія шуму може спричинити нервові, серцево - судинні захворювання, виразкову хворобу, порушення обмінних процесів та функціонування органів слуху. Шум надає дратівливу дію на кору головного мозку, прискорює процес стомлення, ослабляє увагу і уповільнює психічні реакції. Відповідно до ДсанПіН 3.3.2.007-98 [23] гранично допустимий рівень складає 75 дБ, при рівні шуму в дослідницької лабораторії - 60 дБ.

Дослідницький процес у лабораторії з санітарно-гігієнічної характеристики, згідно СНіП 2.09.04-87 [24] відноситься до I групи та підгрупи а. Для цієї групи передбачений наступний склад побутових приміщень: гардеробні, убиральні - в будівлі інституту на поверсі, їдальня і буфет, здоровпункт, умивальники та мийки з поведінкою до них холодної та гарячої води.

У лабораторії передбачається розміщення групового вмивальника з одним краном, виходячи з норми 1 кран умивальника на 7 чоловік.

Убиральні віддалені від робочих місць не далі 75 м. Кількість санітарних приладів у них визначається по нормі 1: санітарний прилад для обслуговування 15 чоловік.

Значення параметрів, що характеризують санітарно-гігієнічні умови праці занесені в таблицю 4.2.

Таблиця 4.2 - Параметри санітарно-гігієнічних умов праці

№ з/п	Параметри	Фактичне значення	Норматив	Відповідність фактичних значеннь нормативним
1	Температура повітря; 0С -теплий період -холодний період	23 22	23-25 22-24	відповідає
2	Відносна вологість, %	50	40-60	відповідає
3	Швидкість руху повітря, м/с	0.1	0.2	відповідає
4	Запиленість, мг/м3	-	-	-
5	Освітленість, лк	700	300	відповідає
6	Рівень шуму, дБ(А)	60	75	відповідає

4.2 Техніка безпеки і протипожежна профілактика

Небезпечним фактором у лабораторії є можливість поразки електричним струмом від приладів, які перебувають під напругою. Випадки виникнення електротравм можливі через незадовільну експлуатацію мереж та електроустаткування, недостатньої уваги до профілактичних випробувань і ремонтів, незадовільній організації робочого місця, недостатнього інструктажу і навчання працівників, незадовільного стану ізоляції і контактів електроустаткування [25, 26]. Небезпека ураження, а також можлива його тяжкість перш за все залежить від номінальної напруги.

Приміщення лабораторії згідно правил улаштування знаходяться електроустановки з номінальною напругою до 1000 В, згідно ПУЕ [27] приміщення лабораторії відноситься до приміщень без підвищеної небезпеки поразки електричним струмом (характеризується відсутністю умов що створюють особливу або підвищену небезпеку).

У приміщенні лабораторії встановлене наступне технічне обладнання: потенціостат ПІ-50-1 - 3 шт.;ваги лабораторні - 2 шт.; піч електрична; випрямляч ТЕС-14 - 2 шт.; програматор ПР-8 - 3 шт.; термокамера; гідрокамера Г-4.; мішалка магнітна ММ-5 - 2 шт.

Всі перераховані вище установки працюють під напругою 220 В, при цьому захисне заземлення та занулення відповідає ГОСТ 12.1.030-81 [28]. Електропроводка приміщення виконана з ізольованих проводів і прокладена в каналах, що знаходяться у стінах і стелі. По периметру лабораторії на відстані 90 - 100см один від одного розташовані 13 розеток.

Захист від поразки при торканні до металевих неструмовидних частин, що можуть опинитися під напругою внаслідок руйнування ізоляції, здійснюється захисним заземленням, зануленням, захисним вимиканням. При цьому захисне заземлення та занулення повинно відповідати ГОСТ12.1.030-81 [28]. Тобто захисне заземлення або занулення забезпечує захист людей від поразки електричним струмом при дотику до металевих нетоковедучих частин, які можуть виявитися під напругою в результаті пошкодження ізоляції. Занулення виконано електричним з'єднанням металевих частин електроустановок з заземленою точкою джерела живлення електроенергією за допомогою нульового захисного провідника. Захисного заземлення або занулення зазнали всi металеві частини електроустановок, доступні для дотику людини.

Для зменшення й запобігання нещасних випадків при проведенні досліджень регулярно проводяться інструктажі з техніки безпеки. Забороняється залишати без нагляду включеними електроприлади. Розчини і хімікати необхідно зберігати в добре закритому посуді, закритих шафах. Дослідницькі процеси, які супроводжуються виділенням шкідливих речовин, необхідно виконувати при працюючій вентиляції з використанням індивідуальних засобів захисту. Все це фіксується у відповідному журналі.

Виробничий процес у лабораторії кафедри "Покриттів, композиційних матеріалів і захисту металів" по вибуховій, вибухово-пожежній і пожежній небезпеці згідно НАПБ Б.03.002-2007 відноситься до категорії "В", тому що до рідин, які легко загоряються, відноситься етиловий спирт, з температурою спалаху 14 єС (при самоспаласі - не менше 300 єС) [29]. Концентраційна нижня межа, при якій можливе виникнення вибуху при 20 С становить 50000 мг/м³. Фактична концентрація спирту набагато нижче, і становить 300 мг/м³, тому вибух не відбудеться навіть при наявності джерела ініціювання вибуху.

Відповідно до класифікації вибухонебезпечних і пожежонебезпечних зон лабораторія відноситься до класу В-1б - приміщення, у яких горючі гази й легкозаймисті рідини є в невеликих кількостях, недостатніх для створення вибухонебезпечної суміші в об'ємі 5 % вільного об'єму приміщення, і в якій робота з горючими газами й легкозаймисті рідини виробляється без застосування відкритого полум'я.

Грозозахист виробничих, суспільних будинків і споруджень чиниться відповідно до СН 305-77 [30]. Так як по класифікації ПУЭ приміщення лабораторії ставиться до класу В-1б і з огляду на інтенсивність грозової діяльності в Дніпропетровській області - 60-80 годин у рік, визначаємо тип зони захисту А та категорію пристрою грозозахисту II.

У відповідності до СНиП 2.01.02-85 [26] категорія ступеня вогнестійкості будинку I. Мінімально припустимі границі вогнестійкості внутрішніх капітальних стін 0,5-2,5. При I ступені поширення вогню не допускається.

Причинами пожежі в лабораторії можуть в результаті: загоряння електроустаткування при перевантаженнях, перегрівах і коротких замиканнях (клас пожару Е); загоряння етилового та ізопропілового спирту, який використовується в лабораторії (клас пожару В2); несправності електроприладів (клас пожару Е).

Внаслідок цього пожежу, що може виникнути, можна визначити як Е клас. Щоб усунути можливі причини пожежі в лабораторії необхідно дотримувати правила пожежної безпеки. Всі електроустановки рекомендується піддавати профілактичному ремонту 1 раз на місяць, дотримуватися правил експлуатації.

Входи в приміщення лабораторії, внутрішні проходи передбачено нічим не загороджувати. Приміщення лабораторії кафедри "Покриттів, композиційних матеріалів і захисту металів" передбачається забезпечити відповідно до типових норм первинних засобів пожежогасіння для наукових установ, виходячи з норм, зазначених у [30]. Повинні використовуватися вуглекислотні ручні вогнегасники типу ОУ 5(8) у кількості 2 штук або ОП - 10 у кількості 1 штука у зв'язку з тим, що клас пожежі Е.

Для евакуації людей у випадку пожежі застосовують вхідні двері розмірами 2100 х 950 мм, які ведуть в коридор і безпосередньо до виходу. У коридорі розміщається план евакуації людей при пожежі.

4.3 Розробка заходів щодо охорони праці

При проведенні дослідницьких робіт, пов'язаних з тимчасовим захистом металу, доцільно виробити розрахунок витяжної шафи. Розрахунок витяжної шафи полягає у визначенні кількості повітря того, що відсмоктується витяжною шафою.

Вихідні дані: швидкість повітря в перетині отворів шафи V = 0,8 м/с; сумарна площа всмоктуючи отворів ZS = 2 м²; коефіцієнт запасу Z = 1.1.

Кількість повітря, що відсмоктується витяжною шафою, визначається по формулі:

V _шк = 3600*V*S* Z,

де ZS - сумарна площа всмоктуючих отворів, м²;

Z - коефіцієнт запасу (1,1 - 1,15);

V - швидкість повітря в перетині отворів шафи, м³/ч. Швидкість повітря залежить від концентрації токсичних газів в робочій зоні витяжної шафи (таблиця 4.3).

Таблиця 4.3 - Залежність швидкості відсмоктування від вигляду шкідливих виділень

Види шкідливих виділень	Швидкість відсмоктування повітря, м/с
- виділення пари води	0,3
- шкідливі речовини з ГДК від 100 до 10 мг/м2	0,5
- травлення соляною кислотою	0,5ч0,7
- ПДК від 2 до 1 мл/м3	0,7ч1,5

Підставивши наші значення у формулу, отримаємо:

V _шк = 3600*0,8*2*1,2 = 6912 м³/ч.

Висновки

При виконанні дипломної роботи теоретично обґрунтовано та експериментально доведено доцільність використання водних розчинів натрію триполіфосфату для створення захисного підшару на оцинкованій сталі перед фарбуванням.

У розділі «Аналітична частина» проведено аналіз літературних джерел, який свідчить про відсутність даних щодо можливості використання водних розчинів натрію триполіфосфату для створення захисного підшару на оцинкованій сталі перед фарбуванням. Так, відсутні дані впливу концентрації водного розчину натрію триполіфосфату на фізико-хімічні властивості підшару та лакофарбових захисних покриттів, нанесених на нього.

У розділі “Основна частина” обґрунтована методика створення захисного підшару із водних розчинів натрію триполіфосфату різної концентрації на оцинкованій сталі та дослідження його фізико-хімічних властивостей, а також захисних лакофарбових покриттів, нанесених на нього.

Експериментально досліджені закономірності формування захисного підшару, одержаного із водних розчинів натрію триполіфосфату різної концентрації на оцинкованій сталі, та захисних лакофарбових покриттів, нанесених на нього.

Встановлено вплив концентрації водного розчину натрію триполіфосфату на питому масу, адгезійну міцність, пористість та захисні властивості підшару на оцинкованій сталі, а також захисних лакофарбових покриттів, нанесених на нього. Це дозволило одержати покриття з підвищеними захисними властивостями.

Експериментально визначено, що гальванічне цинкове покриття, нанесене на сталь 08 КП, має товщину приблизно 14 мкм та відмінну адгезійну міцність відносно сталі.

Встановлено, що із збільшенням концентрації водного розчину натрію триполіфосфату, питома маса підшару на оцинкованій сталі збільшується. Так, підшар, отриманий із 4 % -го водного розчину натрію триполіфосфату має питому масу 3,52 г/м², а підшар, отриманий із 6 та 12 % -го водних розчинів натрію триполіфосфату - 8,93 г/м² та 11,87 г/м² відповідно.

Результати мікроструктурного аналізу свідчать про те, що вихідна структура цинкового покриття, отриманого гальванічним методом, є дендритною. Покриття № 2, тобто захисний підшар, отриманий із 4 % -го водного розчину натрію триполіфосфату на оцинкованій сталі, має більш дрібнокристалічну структуру, яка явно виражена кристалами, у вигляді дендритів цинку. Одержане покриття достатньо тонке та щільне.

Морфологія покриття, отриманого із 6 % -го водного розчину натрію триполіфосфату, представлена кристалами більших розмірів, сформованих перпендикулярно поверхні. Це покриття є більш щільним у порівнянні із покриттям № 2. Однак, слід зазначити, що на поверхні покриттів починають з'являтися пори невеликих розмірів.

Морфологія поверхні покриття № 4 свідчить про наявність на її поверхні більшої кількості пор, плівка більш товста, але, в той же час, вона є крихкою, з наявністю мікротріщін.

Результати визначення від'ємного масового показника покриттів № 1 - 4 після прискорених випробувань на атмосферну корозію показали, що всі покриття мають достатньо високі захисні властивості (значення Km^- знаходяться в інтервалі від 0,003 до 0,056 г/м²•год). Найбільш ефективним є покриття № 1, значення Km^- для нього становить 0,003 г/м²•год.

Результати корозійної стійкості натурних випробувань покриттів № 1 - 4 після натурних випробувань в атмосферних умовах показали, що всі покриття після 60 діб випробувань проявили високі захисні властивості. Значення їх від'ємного масового показника знаходиться в інтервалі від 0,001 до 0,0035 г/м²•год. Однак, найкращі результати показали покриття № 2 та № 3. Значення Km^- для них становить 0,001 та 0,0013 г/м²•год, відповідно.

Результати досліджень корозійної стійкості захисних покриттів № 1 - 4 після прискорених випробувань на морську корозію показали, що найбільш ефективними є покриття № 1 та 2, значення від'ємного масового показника становить 0,011 та 0,019 г/м²•год відповідно. Покриття № 3 - 4 також мають достатньо високі захисні властивості, для них Km^- знаходиться в межах 0,033 - 0,055 г/м²•год відповідно.

Експериментально визначено, що покриття № 5 - 8 не пористі. Тобто, ці покриття мають достатньо високі захисні властивості, що підтверджується дослідженнями їх в атмосферних умовах. Цей факт дає можливість обрати та рекомендувати для створення захисного підшару, одержаного із 4 та 6 % -го водних розчинів натрію триполіфосфату, під нанесення фарби.

В розділі “Економічна частина” розраховані витрати на проведення дослідницької роботи (в умовах лабораторії кафедри покриттів, композиційних матеріалів Національної металургійної академії України). Загальний обсяг витрат склав 2801,41 грн. Найбільшу частину витрат займають витрати на заробітну плату учасників виконання досліджень, які складають 33,71 %.

У розділі “Охорона праці” описані основні шкідливі та небезпечні чинники при проведенні досліджень в лабораторії. В даному розділі були проаналізовані санітарно-гігієнічні умови праці в приміщенні, техніка безпеки та пожежна профілактика, а також розроблені заходи з охорони праці. Крім цього було проведено розрахунок витяжної шафи.

Перелік посилань

1. Атмосферна корозія [Електронний ресурс]: - http://www.spt-ukr.com.

2. Диффузионные цинковые покрытия. Проскуркин Е.В., Горбунов Н.С. Изд-во «Металлургия», 1972. - 22 - 39 с.

3. Методические указания к выполнению лабораторного практикума по дисциплине «Коррозия и защита металлов» для студентов всех специальностей. Разраб.: С.И. Пинчук, А. П. Стовпченко, И.Г. Рослик, А.А. Внуков. Днепропетровск: НМетАУ, 2005. - 42 с.

4. П.С.Мельников, Справочник по гальванопокрытиям в машиностроении. - М.: Машиностроение, 1979. - 137 с.

5. Лакофарбові покриття [Електронний ресурс]: - http://ua-referat.com

6. Получение фосфатных покрытий на оцинкованной стали и исследование их свойств. О.И. Кропачева, Т.С. Девяткина, Н.А. Скорнякова, С.И. Саунина., 2003. - 367с.

7. Гальванотехника при изготовлении предметов бытового назначения. Грачева М.П. Изд-во «Легкая индустрия», 1970, - 229 с.

8. Методы фосфатирования поверхности перед окраской 2005, - 2 с.

9. Брегман Д.И. Ингибиторы коррозии. - Л.:Химия, 1966. - 309 с.

10. Розенфельд И.М. Ингибиторы коррозии. - М.: Химия, 1977. - 350 с.

11. Соколов Ю.Н., Кадек В.М.. Трушинская В.А, Клявина С.А. Защита черных метал лов от коррозии в водних середах: Обзор. Ряга: Лат НИИНТИ, 1987. - 40 с.

12. Хаин И.И. Теория и практика фосфатированния металлов. - Л.: Химия, 1973. - 310 с.

13. Розенфелд И.Л. Замедлители коррозии в нейтральних середах. - М.: изд - во АН / СССР, 1953. - 247 с.

14. Е.А. Продан, Л.И. Продан, Н.Ф.Ермоленко. Триполифосфаты и их применение. Минск «Наука и техника», 1969, - 241 с.

15. ГОСТ 15140-78 / Материалы лакокрасочные. Методы определения адгезии.

16. ГОСТ 9.308-85 / Единая система защиты от коррозии и старения. Покрытия металлические и неметаллические неорганические. Методы ускоренных коррозионных испытаний.

17. ГОСТ 9.401-91 / Единая система защиты от коррозии и старения. Покрытия лакокрасочные. Общие требования и методы ускоренных испытаний на стойкость к воздействию климатических факторов.

18. Злобинский Б.М. Охрана труда в металлургии. - М.: Металлургия, 1975. - 535 с.

19. СН 245-71 / Санитарные нормы проектирования промышленных предприятий. ? М.: Стройиздат, 1972.

20. ДСН 3.3.6.042-99 / Санітарні норми мікроклімату виробничих приміщень.- К.: Держстандарт, 1999. - 7 с.

21. СНіП 41-01-2003 / Отопление, вентиляция и кондиционирование.- М.: Стройиздат, 2003.

22. ДБН В.2.5-28-2006 "Природне і штучне освітлення" - Прийнятий: 01.10.2006. - К.: Держстандарт, 2006.

23. ДСанПіН 3.3.2.007 - 98 / Державні санітарні правила і норми роботи з візуальними дисплейними терміналами електронно-обчислювальних машин. - К.: МОЗ України,1998.

24. СНиП 2.09.04-87 / Административные и бытовые здания. - М.: Стройиздат, 1989. - 15 с.

25. СНиП 2.09.02-85 / Производственные здания.- М.: Стройиздат, 1987.- 24

26. СНиП 2.01.2-85 / Противопожарные нормы.- М.: Стройиздат, 1986. - 26

27. Правила устройства электроустановок. ? М.: Энергоатомиздат, 1987

28. ГОСТ 12.1.030 - 81 / Электробезопасность. Защитное заземление, зануление. Изменения 1987.

29. НАПБ Б.03.002-2007 / Нормы определения категорий помещений, зданий и наружных установок по взрывопожарной и пожарной опасности. Принятый 03.12.2007. - К.: МЧС Украины, 2007.

30. Инструкция по проектированию и устройству молниезашиты зданий и сооружений. СН 305-77. - М.: Стройиздат, 1978. - 35 с.

Размещено на Allbest.ru