Анализ технологии сварки униполярным модулированным током

Если светильники и проводки подобраны неправильно, то это может стать причиной пожара.

Отклонение параметров микроклимата

Производственный микроклимат зависит от колебаний внешних метеорологических условий, времени дня и года, хода производственного процесса, условий воздухообмена с внешней атмосферой и т.д.

На производственный микроклимат установлены нормы системой стандартов безопасности труда по СанПиН 2.2.4.3359-16.

Микроклимат помещений для лёгкой категории работ включает определённую температуру и влажность.

Нормы метеорологических условий учитывают время года и характер производственного помещения.

Нормативные показатели микроклимата для категорий работ по IIа согласно СанПиН 2.2.4.3359-16 см. в таблице 5.2.

В настоящих нормах нормируется отдельно каждый компонент микроклимата в рабочей зоне производственного помещения: относительная влажность, температура, скорость воздуха в зависимости от способности человека к акклиматизации в разное время года, характера одежды,интенсивности производственной работы и характера тепловыделений в рабочем помещении.

Таблица 5.2 - Нормы метеорологических условий

Микроклимат производственных помещений, в основном, влияет на тепловое состояние организма человека и его теплообмен с окружающей средой.

Недостаточная влажность приводит к интенсивному испарению влаги со слизистых оболочек, их пересыханию и эрозии, загрязнению болезнетворными микробами. Длительное влияние высокой температуры в сочетании со значительной влажностью может привести к накоплению тепла в организме и к гипертермии. При гипертермии, и как следствие, тепловом ударе, наблюдается головная боль, головокружение, общая слабость, изменение цветового восприятия, сухость во рту, тошнота, рвота, потовыделение. При низкой температуре, значительной скорости и влажности воздуха возникает переохлаждение организма (гипотермия).

Снижение неблагоприятного воздействия микроклимата достигается использованием технологических (применение нового оборудования, замена технологий, автоматизация), санитарно-технических (вентиляция, правильная эксплуатация оборудования, имеющих высокую температуру поверхности) и медико-профилактических мероприятий (нормирование труда и отдыха).

Наличие вредных веществ в воздухе рабочей зоны.

Дым, выделяющийся при сварке - смесь очень мелких частиц и газов. Большинство компонентов выделяющегося при сварке дыма: хром, никель, мышьяк, асбест, марганец, кремний, бериллий, кадмий, окислы азота, хлороокись углерода, акролеин, соединения фтора, оксид углерода, кобальт, медь, свинец, озон, селен, и цинк могут быть чрезвычайно токсичны

Предельно допустимые концентрации этих веществ нормируются ГОСТ 12.1.005-88 Система стандартов безопасности труда (ССБТ). Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны.

Для защиты и удаления вредных газов и пыли с мест сварки и подачи чистого воздуха используют вентиляцию. Общая вентиляция бывает приточно-вытяжной. Свежий воздух обычно подают в цех через общецеховую вентиляционную установку, а загрязненный воздух удаляют из цеха общецеховой вентиляцией, а также местными устройствами.

Местная вытяжная вентиляция, удаляя вредные вещества из помещения, должна препятствовать их попаданию в зону дыхания. Местную вентиляцию можно считать удовлетворительно работающею, когда она удаляет вредности по принципу «от рабочего».

На рабочих местах в зоне сварки необходимо устанавливать аппаратуру с отсасывающим поворотным рукавом.

Сварочные участки, сообщающиеся проемами со смежными помещениями, где не проводится сварка, должны иметь вытяжную вентиляцию с механическим побуждением.

В таблице 5.3 представлены классы опасностей вредных веществ выделяющихся при сварке сталей.

Таблица 5.3 - Классы опасностей вредных веществ выделяющихся при сварке сталей

В сварочных цехах на стационарных рабочих постах, а также, где это возможно, на нестационарных постах следует устанавливать местные отсосы.

В специальных помещениях или металлических шкафах для хранения баллонов со сжиженным газом должна быть предусмотрена естественная вентиляция через верхние и нижние части помещений или шкафов.

Скорость движения воздуха, создаваемая местными отсосами у источников выделения вредных веществ, должна быть больше 0,5 м/с.

Количество вредных веществ, локализуемых местными отсосами, составляет для вытяжных шкафов не более 90%, а для местных отсосов других видов не более 75%. Оставшееся количество вредных веществ (10-20%) должно разбавляться до ПДК с помощью общеобменной вентиляции.

ГОСТ 12.3.003-86 «Работы электросварочные. Требования безопасности» выделяет химический вредный фактор - сварочный аэрозоль.

Сварочный аэрозоль представляет собой совокупность мельчайших частиц, образовавшихся в результате конденсации паров расплавленного металла, обмазки электродов, содержимого порошковой проволоки или флюсов. В основном сварочный аэрозоль состоит из железа и его окислов, но в него могут также входить такие вещества и их соединения, как марганец, хром, никель, алюминий, медь, цинк, фтор, кремний, азот и другие.

Длительное воздействие на организм сварщиков этих аэрозолей может привести к возникновению таких профессиональных заболеваний, как пневмокониоз, хронический бронхит, интоксикация металлами и газами.

ПДК веществ приведены в таблице 5.3, а также ГОСТ 12.1.005-88.

В соответствии с ГОСТ 12.3.003-86 средства индивидуальной защиты органов дыхания следует применять при отсутствии местных отсосов. В некоторых случаях местные вытяжные устройства не могут обеспечить требуемых параметров воздушной среды, поэтому также необходимо применение средств индивидуальной защиты органов дыхания.

Когда концентрации газов в зоне дыхания невелики, можно применять противопылевые респираторы. Практика показывает, что ткань респираторов можно применять для защиты от микробных, ядовитых и нетоксических пылей. Ткань отличается хорошими пылезадерживающими свойствами, обладает малой массой и небольшим сопротивлением дыханию.

Расчет воздухообмена на сварочном посту выполняем исходя из выделяющихся при сварке газов, паров, пыли, которые являются основными факторами, определяющими загрязнение воздушной среды. Вредные вещества, которые будут выделяться при сварке, представлены в таблице 5.3.

Таблица 5.4 - Выдержки из ГОСТ 12.1.005-88 и СН-3086-84

Ввиду того, что вышеприведенные вещества разнонаправленного действия, для воздухообмена, принимаем наибольшее из полученных значений L, (принимаем = 30250 (м3/час)).

Итак, помещение должно быть не менее 3025 м3, однако для сварочного поста - это не выполнимое условие, поэтому необходимо предусмотреть местную вентиляцию.

Излучения сварочной дуги.

Горение сварочной дуги сопровождается излучением видимых ослепительно ярких световых лучей и невидимых глазом так называемых ультрафиолетовых и инфракрасных лучей. Интенсивность лучистой энергии в основном зависит от силы сварочного тока и величины напряжения.

Ультрафиолетовое излучение нормируется СанПиН 2.2.4.3359-16.

Допустимая интенсивность ультрафиолетового облучения работающих при наличии незащищенных участков поверхности кожи не более 0,2 м2 общей продолжительности воздействия излучения, равной 50% рабочей смены и длительности однократного облучения свыше 5 мин и более не должна превышать:

10,0 Вт/м2 - для области УФ-А (400-315 нм);

0,041 Вт/м2 - для области УФ-В (315-280 нм).

УФ-излучение прежде всего действует на глаза, вызывая повреждение роговицы, хрусталика и сетчатки.

Источником инфракрасных излучений в производственных условиях являются: открытое пламя; расплавленный и нагретый металл, материалы; нагретые поверхности стен, оборудования; источники искусственного освещения, различные виды сварки и др.

Потенциальная опасность облучения оценивается по величине плотности потока энергии инфракрасного излучения. Эту же величину используют для нормирования допустимой облученности на рабочих местах, которая не должна превышать 140 Вт/м2 по ГОСТ 12.1.005-88.

При воздействии на глаза наибольшую опасность представляет коротковолновое излучение. Возможное последствие - появление инфракрасной катаракты.

Для защиты от ультрафиолетового излучения применяются коллективные и индивидуальные способы и средства: экранирование источников излучения и рабочих мест; удаление обслуживающего персонала от источников ультрафиолетового излучения (защита расстоянием -- дистанционное управление); рациональное размещение рабочих мест; специальная окраска помещений; СИЗ и предохранительные средства (пасты и мази)

Основные мероприятия, направленные на снижение опасности воздействия инфракрасного излучения, состоят в следующем: снижение интенсивности источника, защитное экранирование источника или рабочего места, использование СИЗ, лечебно-профилактические мероприятия.

Электробезопасность

Несмотря на сравнительно низкое напряжение источников сварочного тока при электродуговой сварке, возможно поражение работающих электрическим током. При этом поражение может быть даже смертельным.

В связи с этим при электродуговой сварке необходимо строго выполнять правила техники безопасности в отношении защиты от поражения электрическим током. Основные пункты этих правил следующие:

- сварочные провода на всей длине должны иметь надежную изоляцию. Их присоединение к контактным болтам клемных досок источников сварочного тока необходимо производить с помощью наконечников;

- электрододержатель должен быть снабжен изолированной рукояткой. Место крепления сварочного провода к держателю также должно быть надежно изолировано. Особенно тщательно следует изолировать части электрододержателя при работе в труднодоступных, а также в сырых местах и при повышенной температуре окружающего воздуха;

- корпус мотора сварочной машины и кожух сварочного трансформатора должны быть подключены к общей сети заземления медным проводом сечением не менее 6 мм2 или стальной шиной сечением не менее 12 мм2. Кроме того, у сварочного трансформатора кожух должен быть соединен с магнитопроводом медной шиной сечением не менее 6 мм2. Медная шина к магнитопроводу крепится пайкой мягким припоем. К кожуху трансформатора шина крепится болтом для заземления;

- спецодежда электросварщика должна быть сухой и исправной. Куртка, брюки, фартук и рукавицы должны быть из брезента или сукна. Ботинки или кожаные сапоги должны иметь кожаную подошву, прикрепленную деревянными гвоздями. Резиновые подошвы ботинок и сапог должны быть приклеены путем горячей вулканизации или клеем;

- во время работы электросварщик должен находиться на резиновом коврике, сухих деревянных досках, сухом асбесте или другой изоляционной подкладке;

- при работе в сухих помещениях лампы местного электрического освещения должны питаться током с напряжением не выше 36 В, а в сырых помещениях и закрытых сосудах не выше 12 В;

Выполнение указанных выше пунктов правил техники безопасности позволяет предохранить работающих от поражения электрическим током. При сварочных работах необходимо всегда помнить, что напряжение в сварочной цепи (особенно при холостом ходе) опасно для жизни человека. Эта опасность возрастает в случае, когда кожа человека влажная или повреждена.

Пожарная безопасность.

Пожары на машиностроительных предприятиях представляют большую опасность для рабочих и могут причинить огромный материальный ущерб.

Опасными и вредными факторами пожара, воздействующими на людей, являются: открытый огонь, повышенная температура окружающей среды и предметов, токсичные продукты горения, дым, пониженная концентрация кислорода, падающие части строительных конструкций при взрыве - ударная волна, разлетающиеся части и вредные вещества.

Основными причинами возникновения пожаров в сварочных цехах машиностроительных предприятий, является:

- нарушение технологического режима;

- неисправность электрооборудования;

- искры;

- реконструкция установок с отклонением от технологических схем;

- возгорание промасленной ветоши и других легковоспламеняющихся материалов.

Поэтому для предотвращения пожаров необходимо следовать следующим правилам:

- о предстоящих работах по сварке необходимо заблаговременно сообщать лицу, ответственному за пожарную безопасность;

- рабочие места сварщиков следует предварительно очистить от древесных стружек, сгораемого мусора в радиусе не менее 10 метров, а также удалить из этой зоны другие взрывоопасные и огнеопасные вещества;

- необходимо соблюдать осторожность при перемещении сварочных проводов. Особую опасность при этом представляет собой искрение проводов (при их недостаточной или нарушенной изоляции) в местах, удаленных от сварщика или недоступных его наблюдению;

- при длительном или концентрированном воздействии искр и капель расплавленного металла, образующимся при сварке, необходимо защищать деревянные настилы или подмостки от возгорания листовым железом или асбестом;

- по окончании смены нужно тщательно проверять рабочую зону и не оставлять открытого огня, нагретых до высокой температуры предметов, а также тлеющих сгораемых материалов, мусора и т. д.

По взрывопожарной и пожарной опасности помещения подразделяются на категории: А, Б, В1-В4, Г и Д, а здания - на категории А, Б, В, Г и Д.

Категории помещений по взрывопожарной и пожарной опасности принимаются в соответствии с таблицей 5.4.

Основы противопожарной защиты предприятий определены техническим регламентом о требованиях пожарной безопасности ФЗ-123.

Мероприятия по пожарной профилактике разделяются на организационные, технические, режимные и эксплуатационные.

В случае возникновения пожара необходимо отключить подачу электроэнергии, вызвать пожарную команду и, если это, возможно, приступить к ликвидации очагов возгорания силами персонала цеха.

Для быстрой ликвидации пожара вблизи места сварки всегда должна быть бочка с водой и ведро, ящик с песком и лопата, а также ручной огнетушитель. Огнетушители, применяемые при тушении пожара на участке с электроустановками, должны быть углекислотными. Для быстрой ликвидации пожара нормами первичных средств пожаротушения сварочного цеха на каждые 200 м2 площади предусмотрен один огнетушитель ОУ - 5, ящик с песком 0,5м3 и две лопаты.

Таблица 5.5 - Категории помещений по взрывопожарной и пожарной опасности

Пожарные краны, рукава, стволы огнетушители и другие средства тушения пожара необходимо содержать в исправности и хранить в определенных местах по согласованию с органами пожарного надзора.

5.2 Охрана окружающей среды

Загрязнение окружающей среды промышленными предприятиями связано в большей степени с загрязнением атмосферы и воды, используемой для различных целей производства (для охлаждения оборудования, для термической обработки изделий и др.)

Поэтому мероприятия по повышению экологической чистоты производства можно разделить на следующие группы:

- охрана и рациональное использование водных ресурсов;

- охрана и рациональное использование воздушного бассейна.

Первая группа мероприятий направлена на создание сооружений по очистке сточных вод и применения систем оборотного водоснабжения. Так, при охлаждении технологического оборудования вода, выполнившая свою роль, поступает на охлаждение и затем через насос снова подается в технологический водопровод.

Вторая группа мероприятий связанна с сооружением установок, для очистки воздуха, удаляемого вытяжной вентиляцией из цехов промышленных предприятий.

Одним из наиболее совершенных видов очистки газов от взвешенных в них частиц пыли являются электрофильтры. Также широкое применение для очистки газов от частиц пыли получили сухие пылеуловители - циклоны.

Для очистки технологических и вентиляционных выбросов от газов и паров применяют адсорберы.

При разработке и внедрении технологических процессов предпочтение должно отдаваться безотходным и малоотходным технологиям.

Под экологической безопасностью, которая не менее важна для охраны окружающей среды, понимают комплекс организационно-технических мер, направленных на обеспечение соответствия природоохранной деятельности предприятия нормативным требованиям. В свете повышения уровня экологической ответственности безопасность предприятия для окружающей среды и населения в известной степени определяет его конкурентоспособность.

В лаборатории используют люминесцентные лампы, которые содержат в себе опасные для организма человека вещества. Поэтому данные лампы утилизируются на специализированные предприятия.

А также на предприятии скапливается бытовой мусор, который вывозится для утилизации. Для этого составляются договоры на вывоз бытового мусора.

Образующийся металлом в процессе изготовления сварочных изделий сдается в металлолом.

5.3 Защита в чрезвычайных ситуациях

Электросварщик обязан знать расположение средств пожаротушения и уметь ими пользоваться. Применение инвентаря пожаротушения для других целей запрещается.

Во время работы нельзя допускать попадания искр расплавленного металла и выбрасывать электродные огарки на сгораемые конструкции и материалы. Для огарков необходимо иметь несгораемый ящик.

В помещениях, где производят сварку, запрещается хранить сгораемые и огнеопасные материалы. Если в помещении применяют (или ранее применяли) растворители и другие легкосгораемые воспламеняющиеся материалы, то сварку можно производить только с разрешения администрации и по согласованию с пожарной охраной.

На строительно-монтажной площадке опасными факторами пожара являются: открытый огонь (сварочная дуга, пламя газовой сварки и резки); искры и частицы расплавленного металла, которые возникают при электросварке и резке; повышенная температура изделий, которые подвергаются сварке и резке.

Травмы от пожаров могут возникнуть от воспламенения горючих материалов, находящихся вблизи мест производства сварочных и газорезательных работ, а также от неисправного состояния электрической проводки.

Причинами пожаров технического характера на строительно-монтажной площадке являются: неисправность электрооборудования (короткое замыкание, перегрузки и большие переходные сопротивления); плохая подготовка оборудования к ремонту; несоблюдение графика планового ремонта; износ и коррозия оборудования и т. д. Причинами пожаров организационного характера являются: небрежное отношение с открытыми источниками огня, неправильное хранение пожароопасных веществ; несоблюдение правил пожарной безопасности и т. д.

Согласно «Правилам пожарной безопасности при производстве строительно-монтажных работ» предусматривается комплекс мероприятий по пожарной безопасности, обеспечивающих снижение опасности возникновения пожара и создание условий быстрой ликвидации пожара на строительно-монтажной площадке. Предусмотренные на строительно-монтажной площадке мероприятия, устраняющие причины возникновения пожаров, подразделяются на организационные, эксплуатационные, технические и режимные.

К организационным мероприятиям относятся: обучение рабочих сварщиков (резчиков) противопожарным правилам, проведение бесед, инструкций, организация добровольных дружин, пожарно-технических комиссий, издание приказов по вопросам усиления пожарной безопасности.

К эксплуатационным мероприятиям относятся; правильная эксплуатация, профилактические ремонты, осмотры и испытания сварочного оборудования и устройств и т. д.

К техническим мероприятиям относятся: соблюдение противопожарных норм и правил при устройстве и установке сварочного оборудования, систем вентиляции, подвода электропроводки, защитного заземления, зануления и отключения.

К режимным мероприятиям относятся: запрещение курения в неустановленных местах, проведение сварочных и других огневых работ в пожароопасных местах.

К ручным огнетушителям относятся пенные, углекислые, углекислотно-бромэтиловые и порошковые.

Огнетушитель ручной углекислотный ОУ-2 предназначен для тушения очага горения различных веществ (за исключением тех, которые могут гореть без доступа воздуха) и электроустановок, находящихся под напряжением.

Для приведения в действие раструб огнетушителя направляют на очаг горения и поворачивают маховичок вентиля до упора.

Углекислотно-бромэтиловые огнетушители предназначены для тушения горячих твердых и жидких металлов, а также электроустановок, находящихся под напряжением.

Порошковые огнетушители предназначены для тушения небольших очагов загораний щелочных металлов, кремнийорганических соединений.

5.4 Организационные вопросы обеспечения безопасности

В качестве основных нормативных документов использовались следующие:

1 Постановление Главного государственного санитарного врача РФ от 21 июня 2016 г. N 81 «Об утверждении СанПиН 2.2.4.3359-16 «Санитарно-эпидемиологические требования к физическим факторам на рабочих местах»;

2 ГОСТ 15762-70 Средства индивидуальной защиты от шума. Технические требования;

3 ВСН 196-83 «Отраслевые нормы проектирования искусственного освещения основных цехов промышленных предприятий Минтрансстроя»;

4 Государственный стандарт СССР ГОСТ 12.1.005-88 "Система стандартов безопасности труда. Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны" (утв. постановлением Госстандарта СССР от 29 сентября 1988 г. N 3388) (с изменениями и дополнениями);

5 ГОСТ 12.3.003-86 «Работы электросварочные. Требования безопасности»;

6 Федеральный закон от 22 июля 2008 г. N 123-ФЗ Технический регламент о требованиях пожарной безопасности (принят Государственной Думой 4 июля 2008 года; одобрен Советом Федераций.

Заключение

В результате выполнения выпускной квалификационной работы были рассмотрены технологические тонкости применения таких видов сварки газопровода как ручная дуговая сварка постоянным током покрытыми электродами и ручная дуговая сварка униполярным модулированным током покрытыми электродами. В ходе работы доказана практическая целесообразность применения сварки униполярным модулированным током в виду более высокой технологичности (удержание сварочной ванны в пространственных положениях отличных от нижнего, регулируемый каплеперенос электродного материала), лучшего формирования шва (меньшее выгорание легирующих элементов, образование мелкозернистой структуры, увеличение механических свойств сварного шва).

Литература

1. Дудко Д.А., Сидорук B.C., Зацерковный С.А., Махлин Н.М,, Федотенков В.Г., Векулов В.Г, Технология ручной дуговой сварки покрытыми электродами с модуляцией параметров режима. // Автоматическая сварка. - 1991. - № 12. С.59 - 60.

2. Дудко Д.А., Зацерковный С.А., Сидорук B.C., Тараборкин Л.А., Махлин Н.М. Влияние параметров режима ручной дуговой сварки модулированным током на форму шва. // Автоматическая сварка. - 1987.-№6-С.19-22.

3. Князьков В.Л. Повышение эффективности ручной дуговой сварки модулированным током электродами с покрытием за счет автоматической адаптации параметров режима к технологическому процессу: дис. на соиск. учен. ст. канд. тех. наук/ Виктор Леонидович Князьков; Кемерево, 2006 - 165с.

4. Строительство магистральных трубопроводов: справочник/В.Г. Чирсков, Березин В.Л., Телегин Л.Г. и др. - М.: Недра, 1991. - 475 с.

5. Сварка трубопроводов: учеб. пособие / Ф.М. Мустафин, Н.Г. Блехерова, О.П. Квятковский и др. - М.: Недра, 2002. - 350c.

6. Петров Г.Л., Тумарев А.С. Теория сварочных процессов: учебник для вузов. / Г.Л. Петров, А.С. Тумарев. - М.:"Высш. шк.", 1977. - 392с.

7. Шигаев, Т. Г. Сварка модулированным током // Итоги науки и техники. Сварка. Том 17. М. - 1989. - С. 91 - 132.

8. Сердюк Г.Б. К расчету сварочной дуги в поперечном магнитном поле. // Автоматическая сварка 1960. - №11. - С. 31-38.

9. Лесков Г.И., Лугин В. П. Переменному току - дорогу в сварку. // Приок. книж. изд-во. Тула, 1969, С. 59.

10. Гаген Ю.Г., Таран В.Д. Сварка магнитоуправляемой дугой.// - М.: Машиностроение, 1970.- 160с.

Размещено на Allbest.ru