Усовершенствование методов, средств и приборов контроля вредных веществ в воздухе рабочей зоны в сварочном цеху

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

Качество воздуха внутри помещений здания является следствием ряда факторов, которые включают качество наружного воздуха, конструкцию системы вентиляции/кондиционирования, принцип по которому система работает и обслуживается, а также источники вредных веществ внутри помещений. В общем случае уровень концентрации любого вредного вещества будет определяться соотношением между генерированием загрязнения и скоростью его удаления.

Источники генерирования вредных веществ могут быть внешними или внутренними. К внешним источникам относятся атмосферные загрязнения от промышленных процессов сгорания, автомобильного движения, электростанций и т.п.; загрязнение, имеющееся около заборных труб, через которые воздух поступает в здание, например, от рефрижераторных колонн или выхлопа вентиляции других зданий; а также выделения из загрязненной почвы, такое как радон, продукты утечки из резервуаров с горючим или пестицидами.

Химический анализ воздуха уже давно используется на различных предприятиях в качестве необходимой меры безопасности. Как известно, на производстве, особенно связанном с использованием вредных химических веществ, существует опасность загрязнения воздуха, которая может стать для работников предприятия причиной различных опасных заболеваний.

Для того, чтобы избежать этой опасности на предприятиях используют газоанализаторы воздуха рабочей зоны. Сегодняшние разработки аналитических приборов позволяют организациям самостоятельно осуществлять контроль за состоянием качества воздуха в цехах и рабочих помещениях, в соответствии с последними экологическими нормативами.

Анализ позволяет выявить содержание в нем химических веществ, характерных для конкретной рабочей зоны. Газоанализатор способен оперативно определить повышенное содержание хлора, сероводорода, оксида углерода, диоксида азота, хлористого водорода и других химических веществ, что позволит принять меры и выбрать оптимальную систему очистки воздуха.

Также анализ воздушной среды необходим в промышленных помещениях насосных станций, АЗС, нефтебаз, на объектах нефтеперерабатывающих, газодобывающих и перерабатывающих предприятий, газовых хозяйств, помещений котельных и т.д.

Предельно допустимые концентрации вредных веществ в воздухе рабочей зоны установлены ГОСТом 12.1.005-88.

Использование газоанализаторов является самым эффективным способом при контроле качества воздуха рабочей зоны. Эти приборы могут проводить как длительный непрерывный, так и разовый анализ. Исходя из таких потребностей приборы для анализа воздуха разделяются на стационарные и переносные.

Переносные приборы незаменимы для определения пригодности воздуха для дыхания и применяется персоналом, работающим в таких замкнутых пространствах как коллекторы, колодцы, хранилища и т.д. Также портативные газоанализаторы способны осуществлять контроль утечек в местах хранения или транспортировки ядовитых газов.

Стационарные приборы применяются в помещениях котельных для контроля содержания метана, углекислого и угарного газа. Также их использование распространено в крытых автостоянках, в нефтехранилищах, на канализационных насосных станциях, хранилищах хлора, аммиака других газов.

1. Краткая характеристика предприятия, как источника загрязнения

Предприятие ОАО «Энергомаш» образованно в 2004 году и является производителем дизельных электростанций и сварочных комплексов, размещаемых в утеплённых блок-контейнерах типа «Север».

Предприятие разрабатывает и серийно выпускает дизельные электростанции на базе двигателей ЯМЗ, ТМЗ, ММЗ и синхронных генераторов отечественного и импортного производства.

Дизельные электростанции выпускаются различного исполнения исходя из выполняемых функциональных задач:

- мощностью от 4 до 630 кВт;

- передвижные и стационарные;

- автоматизированные по 1, 2 или 3-ей степени;

- размещённые в защитных металлических капотах или в блок-контейнерах типа «Север» собственного производства.

Технические решения, заложенные в строительные конструкции, блок-контейнеров, позволяют получать помещения свободной планировки с произвольным расположением окон, люков вентиляции, дверей, внутренних перегородок, применять разнообразные отделочные материалы. Контейнеры комплектуются системами жизнеобеспечения (электрика, отопление, вентиляция, пожарная сигнализация и автоматическое пожаротушение), а также технологическим оборудованием в зависимости от специфики эксплуатации.

Предприятие неоднократно признавалось победителем конкурсных торгов на поставку электростанций для различных отраслей промышленности России и Казахстана. Предприятие принимает активное участие в специализированных тематических выставках.

Награждено Дипломами выставок «Нефть и Газ» г. Оренбург, «Оборудование. Нефть. Газ. Химия» г. Волгоград, «Энергетика» г. Самара, «Нефтегаз. Нефтехимия» г. Ростов-на-Дону, «Нефть и Газ» г. Тюмень, «Нефть и Газ. Энерго» г. Астрахань и т.д.

В собственности находятся:

1) сварочный цех - 1235 мІ (сварочные аппараты «Дуга-318» 7 шт, ПДГ-201, компрессорная установка СБ4/С-100V80/М, кран козловой ККК-10-3К ТУ 24.09.565-82 и т.д.);

2) заготовительный цех - 879 мІ (пресс листогибочный ИВ-1330, Ножницы листовые, грузовая платформа, весы ВСК-5000 и т.д.);

3) складская территория и погрузочно-разгрузочная площадка - 2080 мІ (кран мостовой 12,5 т).

А также ОАО «Энергомаш» имеет лицензии:

- лицензия «Производство работ по монтажу, ремонту и обслуживанию средств обеспечения пожарной безопасности зданий и сооружений» № 0010028 от 17 июня 2005 г. по 17 июня 2010 г., выданная Министерством РФ по делам гражданской обороны, чрезвычайным ситуациям и ликвидации последствия стихийных бедствий;

- лицензия «Деятельность по предупреждению и тушению пожаров» №0010027 от 17 июня 2005 г. по 17 июня 2010 г., выданная Министерством РФ по делам гражданской обороны, чрезвычайным ситуациям и ликвидации последствия стихийных бедствий.

мониторинг сварочный цех вредный

2. Контроль концентрации вредных веществ в воздухе рабочей зоны в сварочном цеху ОАО «Энергомаш»

Отбор проб проводиться в зоне дыхания при характерных производственных условиях сварочного цеха.

Для сварочного цеха определены вещества, которые могут выделяться в воздух рабочей зоны. При наличии в воздухе нескольких вредных веществ контроль воздушной среды рабочей зоны допускается проводить по наиболее опасным и характерным веществам, устанавливаемым органами государственного санитарного надзора.

Контроль содержания вредных веществ в воздухе проводится на наиболее характерных рабочих местах в сварочном цехе. При наличии идентичного оборудования или выполнении одинаковых операций контроль проводится выборочно на отдельных рабочих местах, расположенных в центре и по периферии цеха.

Содержание вредного вещества в данной конкретной точке сварочного цеха характеризуется следующим суммарным временем отбора: для токсических веществ - 15 мин., для веществ, преимущественно фиброгенного действия - 30 мин. За указанный период времени может быть отобрана одна или несколько последовательных проб через равные промежутки времени. Результаты, полученные при однократном отборе или при усреднении последовательно отобранных проб, сравнивают с величинами ПДКМР.РЗ - максимальное разовое в рабочей зоне.

В течение смены и на отдельных этапах технологического процесса в одной точке сварочного чеха должно быть последовательно отобрано не менее трех проб. Для аэрозолей преимущественно фиброгенного действия допускается отбор одной пробы.

При возможном поступлении в воздух рабочей зоны вредных веществ с остронаправленным механизмом действия сварочный цех обеспечен непрерывный контроль с сигнализацией о превышении ПДК.

Периодичность контроля устанавливается в зависимости от класса опасности вредного вещества: для I класса - не реже 1 раза в 10 дней, II класса - не реже 1 раза в месяц, III и IV классов - не реже 1 раза в квартал.

Среднесменные концентрации определяют для веществ, для которых установлен норматив - ПДКСС.РЗ. Измерение проводят приборами индивидуального контроля либо по результатам отдельных измерений. В последнем случае ее рассчитывают как величину, средневзвешенную во времени, с учетом пребывания работающего на всех (в том числе и вне контакта с контролируемым веществом) стадиях и операциях технологического процесса. Обследование осуществляется на протяжении не менее чем 75% продолжительности смены в течение не менее 3 смен.

Периодичность контроля за соблюдением среднесменной ПДК не реже кратности проведения периодических медицинских осмотров, установленной Минздравсоцразвития РФ.

Организационные аспекты мониторинга

Измерения показателей в целях контроля их соответствия гигиеническим требованиям должны проводиться в холодный период года - в дни с температурой наружного воздуха, отличающейся от средней температуры наиболее холодного месяца зимы не более чем на 5°С, в теплый период года - в дни с температурой наружного воздуха, отличающейся от средней максимальной температуры наиболее жаркого месяца не более чем на 5°С. Частота измерений в оба периода года определяется стабильностью производственного процесса, функционированием технологического и санитарно-технического оборудования.

При выборе участков и времени измерения необходимо учитывать все факторы, влияющие на рабочие места (фазы технологического процесса, функционирование систем вентиляции и отопления и др.). Измерения показателей следует проводить не менее 3 раз в смену (в начале, середине и в конце). При колебаниях показателей, связанных с технологическими и другими причинами, необходимо проводить дополнительные измерения при наибольших и наименьших величинах термических нагрузок на работающих.

Измерения следует проводить на рабочих местах. Если рабочим местом являются несколько участков производственного помещения, то измерения осуществляются на каждом из них.

При наличии источников локального тепловыделения, охлаждения или влаговыделения (нагретых агрегатов, окон, дверных проемов, ворот, открытых ванн и т. д.) измерения следует проводить на каждом рабочем месте в точках, минимально и максимально удаленных от источников термического воздействия.

В помещениях с большой плотностью рабочих мест, при отсутствии источников локального тепловыделения, охлаждения или влаговыделения, участки измерения температуры, относительной влажности и скорости движения воздуха должны распределяться равномерно по площади помещения.

По результатам исследования необходимо составить протокол, в котором должны быть отражены общие сведения о производственном объекте, размещении технологического и санитарно-технического оборудования, источниках тепловыделения, охлаждения и влаговыделения, приведены схема размещения участков измерения параметров микроклимата и другие данные.

В заключении протокола должна быть дана оценка результатов выполненных измерений на соответствие нормативным требованиям.

Воздействие вредных веществ, находящихся в воздухе рабочей зоны в сварочном цехе на организм человека

Как известно, сварочные процессы отличаются интенсивными тепловыделениями (лучистыми и конвективными), пылевыделениями, приводящими к большой запыленности производственных помещений токсичной мелкодисперсной пылью, и газовыделениями, действующими отрицательно на организм работающих.

Основными компонентами пыли при сварке и резке сталей являются окислы железа, марганца и кремния (около 41, 18 и 6% соответственно). В пыли могут содержаться другие соединения легирующих элементов. Токсичные включения, входящие в состав сварочного аэрозоля, и вредные газы при их попадании в организм человека через дыхательные пути могут оказывать на него неблагоприятное воздействие и вызывать ряд профзаболеваний. Мелкие частицы пыли (от 2 до 5 мкм), проникающие глубоко в дыхательные пути, представляют наибольшую опасность для здоровья, пылинки размером до 10 мкм и более задерживаются в бронхах, также вызывая их заболевания.

К наиболее вредным пылевым выделениям относятся окислы марганца, вызывающие органические заболевания нервной системы, легких, печени и крови; соединения кремния, вызывающие в результате вдыхания их силикоз; соединения хрома, способные накапливаться в организме, вызывая головные боли, заболевания пищеварительных органов, малокровие; окись титана, вызывающая заболевания легких. Кроме того, на организм неблагоприятно воздействуют соединения алюминия, вольфрама, железа, ванадия, цинка, меди, никеля и других элементов.

Вредные газообразные вещества, попадая в организм через дыхательные пути и пищеварительный тракт, вызывают иногда тяжелые поражения всего организма. К наиболее вредным газам, выделяющимся при сварке и резке, относятся окислы азота (особенно двуокись азота), вызывающие заболевания легких и органов кровообращения; окись углерода (удушающий газ) - бесцветный газ, имеет кисловатый вкус и запах; будучи тяжелее воздуха в 1,5 раза, уходит вниз из зоны дыхания, однако, накапливаясь в помещении, вытесняет кислород и при концентрации свыше 1% приводит к раздражению дыхательных путей, вызывает потерю сознания, одышку, судороги и поражение нервной системы; озон, запах которого в больших концентрациях напоминает запах хлора, образуется при сварке в инертных газах, быстро вызывает раздражение глаз, сухость во рту и боли в груди; фтористый водород - бесцветный газ с резким запахом, действует на дыхательные пути и даже в небольших концентрациях вызывает раздражение слизистых оболочек.

3. Методы, средства и приборы для контроля вредных веществ в воздухе рабочей зоны в сварочном цехе

Структура, содержание методик выполнения измерений концентраций вредных веществ в воздухе рабочей зоны сварочного цеха соответствуют требованиям ГОСТ Р 8.563.

Разрабатываемые, пересматриваемые или внедряемые методики выполнения измерений концентраций вредных веществ в воздухе рабочей зоны в цехе должны быть аттестованы в соответствии с требованиями ГОСТ Р 8.563 и утверждены Минздравом России в установленном порядке.

Методики и средства обеспечивают избирательное измерение концентрации вредного вещества в цехе в присутствии сопутствующих компонентов на уровне ПДК.

Границы допускаемой погрешности измерений концентрации вредных веществ в воздухе рабочей зоны сварочного цеха, равных ПДК или более, должны составлять% от измеряемой величины при доверительной вероятности 0,95; при измерениях концентраций ниже ПДК - границы допускаемой абсолютной погрешности измерений должны составлять ПДК в мг/м³ при доверительной вероятности 0,95.(измерений, полученных при однократном отборе проб).

Для веществ, ПДК которых ниже 1,0 мг/м³, допускается увеличивать указанные нормы не более чем в 2 раза.

Измерение концентраций вредных веществ в воздухе рабочей зоны цеха индикаторными трубками должно проводиться в соответствии с ГОСТ 12.1.014.

Для автоматического непрерывного контроля за содержанием вредных веществ в воздухе рабочей зоны сварочного цеха должны быть использованы автоматические газоанализаторы и газоаналитические комплексы утвержденных типов, соответствующие требованиям ГОСТ 13320.

Аппаратура

Газоанализатор универсальный УГ-2

Газоанализатор УГ-2 универсальный предназначен для измерения массовых концентраций вредных газов (паров) в воздушной среде производственных помещений, промышленной зоны при аварийных ситуациях, промышленных выбросах, емкостях и каналах.

Принцип действия прибора основан на изменении окраски слоя индикаторного порошка в индикаторной трубке после просасывания через нее воздухозаборным устройством УГ-2 воздуха рабочей зоны производственных помещений. Длина окрашенного столбика индикаторного порошка в трубке пропорциональна концентрации анализируемого газа в воздухе и измеряется по шкале, градуированной в мг/м³.

Условия эксплуатации:

- температура окружающего воздуха от 10 до 35°С;

- относительная влажность воздуха не более 90%;

- атмосферное давление от 87 до 107 кПа (от 650 до 800 мм рт. ст.);

- массовая концентрация пыли не более 40 мг/м³.

Технические характеристики:

- масса воздухозаборного устройства УГ-2 не более 1,5 кг;

- масса комплекта индикаторных трубок не более 0,3 кг;

- габаритные размеры воздухозаборного устройства УГ-2 не более 110х105х200 мм;

- габаритные размеры комплекта индикаторных трубок не более 140 х 75х30 мм.

Относительная погрешность измерения массовых концентраций аммиака, ацетона, хлора, бензола, толуола, ксилола, углеводородов нефти, этилового эфира, бензина, оксидов азота, оксида углерода и сернистого ангидрида тремя индикаторными трубками при помощи газоанализатора универсального УГ-2 не превышает ± 25%.

Таблица 1 - Определяемые вещества газоанализатором УГ-2

№№ п/п		Определяемое вещество		Объем анализируемого воздуха, мл		Диапазон измерения, мг/м3		Продолжительность анализа, мин.
1		Аммиак		250 30		от 0 до 30 от 0 до 300		4 2
2		Ацетилен		255 60		от 0 до 1400 от 0 до 6000		5 3
3		Ацетон		300		от 0 до 2000		7
4		Бензин		300 60		от 0 до 1000 от 0 до 5000		7 4
5		Бензол		350 100		от 0 до 200 от 0 до 1000		7 4
6		Диоксид серы		300 60		от 0 до 30 от 0 до 200		5 3
7		Диоксид углерода		400 100		от 0 до 1500 от 0 до 80000		8 4
8		Дихлорэтан		1200 (3 х 400)		от 0 до 100		14
9		Диэтиловый эфир		400		от 0 до 3000		10
10		Ксилол		300		от 0 до 500		4
11		Метиловый спирт		400		от 0 до 500		6
12		Озон		800 (2 х 400)		от 0 до 1		12
13		Оксиды азота		325 150		от 0 до 50 от 0 до 200		7 5
14		Оксид углерода		220 60		от 0 до 120 от 0 до 400		8 5
15		Сероводород		300 30		от 0 до 30 от 0 до 300		5 2
16		Скипидар		400 150		от 0 до 2000 от 0 до 4000		8 4
17		Тетрахлорид углерода		800 (2 х 400)		от 0 до 100		14
18		Толуол		300 100		от 0 до 500 от 0 до 2000		7 4
19		Трихлорэтилен		220 400		от 0 до 80 от 0 до 30		5 7
20		Углеводороды нефти		300		от 0 до 1000		7
21		Хлор		350		от 0 до 15		7
22		Хлористый водород		400 150		от 0 до 30 от 0 до 100		6 3
23		Хлороформ		800 (2 х 400)		от 0 до 100		14
24		Этиловый спирт		300		от 0 до 4000		6

Подготовка и проведение измерений

При подготовке прибора УГ - 2 к работе перед проведением анализа необходимо выполнение следующих пунктов:

- проверить герметичность воздухозаборного устройства УГ-2;

- снарядить индикаторные трубки;

- снарядить фильтрующие патроны.

Зараженный воздух, проходя через индикаторную трубку, изменяет цвет наполнителя. Измеряя длину окрашенного столбика наполнителя в трубке по шкале, отградуированной в мг/м³, определяют концентрацию анализируемого АХОВ в воздухе. Продолжительность проведения одного анализа 2-10 минут.

Перед проведением анализа индикаторные трубки необходимо выдержать 30 минут для принятия температуры окружающей среды.

Для определения концентрации определяемого газа (пара) открывают крышку воздухозаборного устройства, отводят фиксатор, берут из гнезда исток и вставляют его в направляющую втулку так, чтобы наконечник фиксатора скользил по канавке штока, над которой указан объем просасываемого воздуха.

Давлением руки на головку штока сильфон сжимают до тех пор, пока конец фиксатора попадет в верхнее углубление в канавке штока. Берут индикаторную трубку, освобождают от герметизирующих колпачков, избегая засорения ее герметизирующим материалом.

Постукивая стержнем о стенки трубки, проверяют ее уплотнение и, если при этом между столбиком порошка и тампоном образовался просвет, его устраняют нажатием стержня на тампон.

После этого ее присоединяют к резиновой трубке воздухозаборного устройства. При наличии в анализируемом воздухе паров (газов), мешающих определению, их улавливают фильтрующим патроном, который присоединяют с помощью резиновой трубки к индикаторной трубке узким концом встык.

При определении концентрации окислов азота окисленную и поглотительно-окислительную трубку присоединяют к индикаторной трубке концом, который содержит темно - фиолетовый порошок.

Надавливая одной рукой на головку штока, другой отводят фиксатор. Как только шток начнет двигаться, фиксатор отпускают и включают секундомер.

Когда фиксатор войдет в нижнее углубление канавки штока, слышен щелчок, то просасывание воздуха еще продолжается.

При просасывании заданного объема воздуха продолжительность хода штока должна укладываться в пределы, указанные на этикетке измерительной шкалы для определяемого газа (пара).

Если продолжительность хода штока меньше указанного на шкале, то столбик порошка в трубке уплотнен слабо и наоборот.

Концентрацию определяемого газа находят, совмещая нижнюю границу столбика окрашенного порошка индикаторной трубки с началом измерительной шкалы этикетки.

Цифра на шкале, совпадающая с верхней границей окрашенного столбика порошка, указывает концентрацию определяемого газа (пара). Измерения на каждом объеме проводить не менее 2 - 3 раз.

После проведения анализа патрон отсоединяют от индикаторной трубки, закрывают заглушками и укладывают на хранение до следующего анализа.

Анализ приборов контроля вредных веществ в воздухе рабочей зоны в сварочном цехе

Газоанализатор «ФЛЮОРИТ-Ц»

Рисунок 1 - Газоанализатор «ФЛЮОРИТ-Ц»

Предназначен для измерений объёмной доли кислорода в инертных газах и азоте и представляет собой цифровой промышленный, стационарный прибор непрерывного действия.

Принцип действия газоанализатора основан на применении потенциометрической твёрдоэлектролитной ячейки.

Сверх широкий диапазон измерений газоанализатора (от 10^-6 до 100%) позволяет использовать его как при производстве особо чистых инертных газов и азота, так и при контроле технологических процессов в нефтехимической, химической, металлургической отраслях промышленности.

Показатели конкурентоспособности:

- широкий диапазон и высокая точность измерения, быстродействие;

- высокая надёжность и долговечность;

- возможность реализации альтернативной независимой поверки при отсутствии эталонов;

- простота эксплуатации и ремонта;

- возможность размещения блоков газоанализатора друг от друга на расстоянии до 300 м.

Таблица 2 - Технические характеристики газоанализатора «ФЛЮОРИТ-Ц».

Диапазоны измерений объёмной доли кислорода	от 110-6 до 110-4%; от 110-5 до 110-3%; от 110-4 до 110-2%; от 110-3 до 110-1%; от 110-2 до 1%; от 0,1 до 10%; от 1 до 100%
Основная относительная погрешность: - для области измерений от 110-6 до 110-5%, не более; - для области измерений от 110-5 до 110-3%, не более; - для области измерений от 110-3 до 100%, не более.	± 10% ± 6% ± 4%
Время установления показаний: - для области измерений от 110-6 до 110-3% (включительно), не более; - для области измерений более 110-3 до 0,1% (включительно), не более; - для области измерений более 0,1 до 100% (включительно), не более.	10 мин 1,5 мин 0,5 мин
Унифицированный выходной сигнал для каждого диапазона измерений	от 0 до 5 мА или от 4 до 20 мА
Параметры анализируемого газа: - температура в точке отбора; - давление на входе.	от -10 до +50°С от 4 до 600 кПа
Температура окружающего воздуха	от +5 до +50°С
Потребляемая мощность, не более	120 Вт
Габаритные размеры: - датчик; - блок измерений.	165х145х340 мм 250х145х350 мм
Масса: - датчик; - блок измерений.	4 кг 4,5 кг
Средняя наработка на отказ, не менее	20000 ч
Средний срок службы, не менее	10 лет

Газоанализатор «СВЕТ»

Рисунок 2 - Газоанализатор «СВЕТ»

Предназначен для измерений объемной доли азота в аргоне и представляет собой цифровой стационарный прибор непрерывного действия.

Принцип действия газоанализатора основан на эмиссионном спектральном методе измерения.

Газоанализатор применяется при производстве чистых газов, на воздухоразделительных установках, в криогенной промышленности, а также при проведении сварочных работ с использованием аргона.

Показатели конкурентоспособности:

- автоматический контроль измеряемого параметра;

- автоматическое переключение диапазонов измерения;

- широкий диапазон входного давления;

- наличие обзорного диапазона объёмной доли азота от 0 до 1000 млн^-1;

- световая сигнализация о режиме работы термостата и о достижении предельных значений измеряемого компонента;

- простота монтажа и удобство эксплуатации.

Таблица 3 - Технические характеристики газоанализатора «СВЕТ»

Диапазоны измерений	от 0 до 10 млн -1 от 0 до 100 млн -1
Основная приведенная погрешность: - для диапазона измерений от 0 до 10 млн -1; - для диапазона измерений от 0 до 100 млн -1.	± 20% ± 10%
Унифицированный выходной сигнал	от 4 до 20 мА
Время установления показаний и выходного сигнала	2 мин.
Параметры анализируемого газа: - температура; - избыточное давление.	от +5 до +50°С от 0,1 до 15 Мпа (от 1 до 150 кгс/см2)
Расход анализируемого газа через газоанализатор	до 300 см3/мин.
Температура окружающего воздуха	от +5 до +50°С
Потребляемая мощность, не более	100 Вт
Габаритные размеры, не более	530х220х530 мм
Масса, не более	20 кг
Средняя наработка на отказ, не менее	20000 ч
Средний срок службы, не менее	8 лет

Газоанализатор «ОНИКС»

Рисунок 3 - Газоанализатор «ОНИКС»

Предназначен для одновременного измерения объемных долей влаги, кислорода и водорода в азоте и инертных газах и представляет собой цифровой, стационарный прибор непрерывного действия.

Принцип действия газоанализатора основан на комбинированном применении кулонометрических и твердоэлектролитного чувствительных элементов.

Газоанализатор применяется в технологических процессах на предприятиях металлургической, химической, электронной промышленности, в других отраслях, связанных с производством особо чистых газов, а также на наземных космических объектах. Газоанализатор может использоваться для проведения научных исследований в различных областях науки и техники.

Показатели конкурентоспособности:

- возможность одновременного измерения концентрации трёх компонентов - кислорода, водорода, влаги;

- считывание данных об объемных долях влаги, кислорода и водорода по цифровому табло производится выборочно по желанию оператора нажатием соответствующей кнопки переключателя режима измерений, при этом выбор области измерений каждого компонента производится автоматически;

- возможность одновременной записи значений измеряемых компонентов при использовании многоточечного регистрирующего прибора;

- газоанализатор выдерживает перегрузки по измеряемым компонентам и не требует установки нуля;

- газоанализатор имеет устройство сигнализации о перегрузке по каждому измеряемому компоненту, а также устройство сигнализации о неисправности прибора;

- наличие диапазона показаний объёмной доли измеряемых компонентов от 500 до 1000 млн^-1;

- возможность реализации альтернативной независимой поверки при отсутствии эталонов.

Таблица 4 - Технические характеристики газоанализатора «ОНИКС»

Диапазон измерений для каждого компонента по цифровому табло	от 0 до 500 млн -1
Основная приведенная (к наибольшему значению объёмной доли измеряемого компонента) погрешность: - для области значений объёмной доли от 0 до 10 млн -1; - для области значений объёмной доли свыше 10 до 500 млн -1.	± 6% ± 4%
Время установления показаний, не более	5 мин
Общий расход анализируемого газа через газоанализатор, не более	1000 см3/мин
Унифицированный выходной сигнал	от 0 до 5 мА или от 4 до 20 мА
Рабочие условия применения: - избыточное давление анализируемого газа; - температура окружающего воздуха; - относительная влажность окружающего воздуха, не более.	от 30 до 200 кПа (от 0,3 до 2 кгс/см2) от +5 до +50°С 80%
Потребляемая мощность в рабочем режиме, не более	150 Вт
Габаритные размеры	480х220х520 мм
Масса	20 кг
Средняя наработка на отказ, не менее	20000 ч
Средний срок службы, не менее	10 лет

Обоснование использования выбранного средства контроля

Проанализировав газоанализаторы УГ-2, используемые на предприятии ОАО «Энергомаш» и современные газоанализаторы «ФЛЮОРИТ-Ц», «СВЕТ», «ОНИКС» мною был сделан вывод, что газоанализатор УГ-2 не только морально устарел, но и не отвечает многим современным требованиям эксплуатации, точности измерений и.т.д.

Среди, предложенных мною газоанализаторов был выбран газоанализатор «ФЛЮОРИТ-Ц» так как он соответствует всем требованиям к измерениям воздуха рабочей зоны на сегодняшний день.

Газоанализатор защищён патентом Российской Федерации, зарегистрирован в Государственном реестре средств измерений под №20628-00 и допущен к применению в Российской Федерации в качестве средства измерений. Имеет российский и военный сертификаты.

Газоанализатор может применяться на воздухоразделительных установках, установках для получения и тонкой очистки инертных газов и азота для контроля готовой продукции, а также для промежуточного технологического контроля.

Газоанализатор выполнен в климатическом исполнении УХЛ, категории размещения 4.2 по ГОСТ 15150-69 при температуре окружающего воздуха от плюс 5 до плюс 50°С.

Газоанализатор представляет собой изделие третьего порядка по ГОСТ 12997-84, состоящее из датчика и блока измерений.

По защищенности от воздействия окружающей среды газоанализатор имеет исполнение, защищенное от попадания внутрь твердых тел со степенью защиты JP20 по ГОСТ 14254-96.

По устойчивости к воздействию температуры и влажности окружающего воздуха газоанализатор имеет исполнение В4 по ГОСТ 12997-84.

По устойчивости к воздействию атмосферного давления газоанализатор имеет исполнение Р1 по ГОСТ 12997-84.

Газоанализатор предназначен для эксплуатации во взрывобезопасных помещениях. Газоанализатор не требует установки нуля. Газоанализатор не является источником радиопомех и шума.

Газоанализатор имеет выходной линейный унифицированный сигнал постоянного тока 0-5 мА или 4-20 мА по ГОСТ 26.011-80 для каждого диапазона измерений.

Газоанализатор имеет диапазон показаний ЭДС чувствительного элемента от 0 до 2 В.

Допускаемая основная относительная погрешность (do) по показаниям газоанализатора и по выходному сигналу не более:

- ± 10% при измерении объемной доли кислорода от 1·10^-6 до 1·10^-5%

- включительно;

- ± 6% при измерении объемной доли кислорода от 1·10^-5 до 1·10^-3%

- включительно;

- ± 4% при измерении объемной доли кислорода от 1·10^-3 до 100% включительно.

Допускаемое изменение показаний газоанализатора в течение 7 суток на одной и той же газовой смеси не превышает 0,5 do.

Дополнительная погрешность газоанализатора при изменении температуры окружающей среды на каждые ± 10°С от температуры плюс (20 ± 2)°С в диапазоне от + 5 до + 50°С не превышает 0,5 dop.

Дополнительная погрешность газоанализатора, обусловленная отклонением расхода анализируемого газа через чувствительный элемент на ± 30% от значения (от 2,4 до 2,6) см³/с, не превышает 0,4d0.

Время прогрева газоанализатора не превышает 30 мин.

Температура рабочей зоны чувствительного элемента 634°С (907 К).

Массы составных частей газоанализатора не более:

- датчика - 4,0 кг;

- блока измерений - 4,5 кг.

Габаритные размеры составных частей газоанализатора не более:

- датчика - 165х145х340 мм;

- блока измерений - 250х145х350 мм.

Потребляемая газоанализатором мощность в рабочем режиме не более 120 Вт.

Газоанализатор в транспортной таре выдерживает воздействие температуры от - 50 до + 50°С и относительной влажности до (95 ± 3)% при температуре + 35°С.

Газоанализатор в транспортной таре выдерживает вибрации по группе N2 по ГОСТ 12997-84 (транспортной тряски) в направлении, указанном на таре "ВЕРХ".

Средняя наработка на отказ Т_о не менее 20000 ч.

Газоанализатор имеет устройство сигнализации о достижении заданного верхнего и нижнего значения объемной доли кислорода и выдает информацию посредством срабатывания контактов электромагнитных реле, а также высвечивания световых индикаторов на передней панели блока измерений. Ток через контакты электромагнитного реле не более 0,5 А при постоянном напряжении не более 30 В.

Заключение

Известно, что загрязнение в процессе сварки воздуха рабочей зоны мелкодисперсной пылью, газами, аэрозолями наносит значительный вред здоровью рабочим, оседая в легких, что является предпосылкой к образованию профессионального заболевания.

В данном работе я рассмотрел улучшение системы контроля за выбросами в сварочном цеху.

С целью усовершенствования контроля за концентрациями вредных веществ, выделяющихся в воздухе рабочей зоны в сварочном цеху.

Для решения проблемы мною был проведен анализ современных стационарных газоанализаторов и предложен новый газоанализатор, отвечающий современным требованиям, предъявляемым к измерениям.

Таким образом, достигнуты цели данной работы, а именно была усовершенствована система контроля измерений объёмной доли кислорода в инертных газах и азоте. Сверх широкий диапазон измерений газоанализатора позволяет использовать его как при производстве особо чистых инертных газов и азота, так и при контроле технологических процессов в нефтехимической, химической, металлургической отраслях промышленности.

Список используемых источников

1) В.В. Юшин, В.М. Попов, П.П. Кукин и др. Техника и технология защиты воздушной среды: Учеб. пособие для Т38 вузов/ - 2-е изд., доп.-М.: Высш. шк., 2008. - 399с.: ил.

2) Морачевскнй А.Г., Вайсгант З.И. Применение электрохимических методов в технологии производства вторичного свинца // Журнал прикладной химии. 1993. Т. 66. Вып. 1.

3) Морачевский А.Г. Новые направления в технологии переработки лома свинцовых аккумуляторов (обзор) // Журнал прикладной химии. 1997. Т. 70. Вып. 1.

4) Исаева Н.В., Сердюк А.И. Проблемы и перспективы электрохимической переработки свинцово-кислотных аккумуляторов // Экотехнологии и ресурсосбережение. Киев. 2005. № 5.

5) Исаева-Парцвания H.B., Сердюк А.И., Ступин А.Б. Выбросы вредных веществ при электрохимической переработке свинцово-кислотных аккумуляторов в электролитах на основе кремнефтористоводородной кислоты // Вгсник Донецького университету. Сер. А. Природнич1 науки.

6) Бакутин В.Н., Заика Ж.А., Карпов В.И. Определение дефектов пайки радиационным методом // Дефектоскопия. 1972. № 6. С. 75-80.

7) Буслович С.Л., Гельфгат Ю.М., Коциныш И.А. Автоматизация пайки печатных плат. М: Энергия, 1976. 216 с.

8) Румянцев С.В., Добромыслов В.А., Борисов О.И. Неразрушающие методы контроля сварных соединений. М.: Машиностроение, 1976.335 с.

9) Ремизов А.Л. Ультразвуковая дефектоскопия паяных соединений строительных металлоконструкций / В сб.: Пайка 2000. Тольятти, 2000. С. 89 - 95.

10) Ковшиков Е.К. Неразрушающий контроль качества эвтектической пайки кристалла кремния при сборке интегральных схем / В сб.: Неразрушающий контроль и системы управления качеством сварных и паяных соединений. М.: ЦРДЗ, 1992. С. 129 - 133.

11) Источник: Справочник по пайке. Под ред. И.Е. Петрунина. Москва, Машиностроение, 2003

12) Петрунин И.Е. "Физико-химические процессы при пайке. М., «Высшая школа», 1972;

13) Максимихин М.А. Пайка металлов в приборостроении. Л.: Центральное бюро технической информации, 1959

14) С.Н. Лоцманов, Руководство по пайке металлов, Издательство: ОБОРОНГИЗ, 1960

15) Межотраслевые правила по охране труда при проведении работ по пайке и лужению изделий ПОТ Р М 022-2002

16) Санитарные правила организации процессов пайки мелких изделий сплавами, содержащими свинец (утв. Главным государственным санитарным врачом СССР 20.03.1972 - 952-72)

17) Кузьмин В.И. Технологическое оборудование для производства печатных узлов с поверхностно-монтируемыми элементами. // Экономика и производство. Технологии. Оборудование. Материалы, № 8-9 (август-сентябрь), 1998 г.

18) Кузьмин В.И. Технология, оборудование и системы управления в электронном машиностроении. // Энциклопедия машиностроения. Раздел III. «Технология производства машин», том III.8

19) Технология поверхностного монтажа. Будущее технологии сборки в электронике. Авторы: Ч.-Г. Мэнгин, С. Макклелланд, Издательство «Мир», Москва, 1990.

20) Ежемесячный журнал «EPP Europe». Electronics production and test Konradin ISSN 0172-6250.

Размещено на Allbest.ru