Создание научной методологии проектирования нейтрализатора современных автомобилей

При выполнении сварочных работ на высоте и отсутствии соответствующих предохранительных средств и ограждений возможно радение работающих. Движущиеся машины, механизмы изделия при отсутствии защитных устройств могут привести к травмированию работающих.

Требования к технологическим процессам

Технологический процесс и применяемое оборудование должны удовлетворять требованиям ГОСТ 12.3.002-75 (СТ СЭВ 1728-79), ГОСТ 12.2.003-74, ГОСТ (СТ СЭВ 1085 - 78); ГОСТ 12.2.007.8 - 75; ГОСТ 12.3.003-75; ГОСТ 12.2.049-80, а также санитарным правилам.

При выборе технологического процесса предпочтение следует отдавать тому, при котором будет обеспечена большая безопасность труда. Необходимо использовать флюсы, электрода и проволоку защитные газы, свариваемые материалы, которые выделяют вредные вещества в ограниченном количестве. Не допускается использование сварочных материалов, не прошедших гигиеническую оценку.

При проведении электросварочных работ в условии низких температур воздуха (ниже -20°С должно быть обеспечено выполнение требований СНиП III-4-80.

При ручной дуговой сварке электрододержатели должны соответствовать требованиям ГОСТ 14651-78*Е. Сварочные токоведущие кабели и шланги, подводящие защитный газ, должны быть защищены от механических повреждений. Источники постоянного тока должны иметь напряжение холостого хода не выше 65 В, а рабочее напряжение, подводимое от сварочного трансформатора к свариваемому изделию при переменном токе, не должно превышать 70 В. Постоянные рабочие места при питании от многопостовых источников должны быть оборудованы щитками с сигнальной лампой, указывающей сварщику на наличие или отсутствие напряжения В сварочной цепи.

К сварочным и наплавочным работам в замкнутых емкостях, проводимым по специальному разрешению администрация предприятия, допускаются лица только мужского пола не моложе 20 лет с квалификационной группой по технике безопасности не ниже II и не имеющие медицинских противопоказаний. Сварщик должен проводить работы под контролем наблюдающего, находящегося снаружи емкости. Проводить работы внутри емкости при наличия в них ядовитых, газо-пожаро- и взрывоопасных веществ без соблюдения соответствующих мер безопасности запрещается. Каждая емкость перед началом работы должна быть провентилирована (не менее чем пятикратной сменой воздуха). Во время работы должно осуществляться удаление воздуха из зоны сварки или подача чистого воздуха под маску сварщика

Емкости должны быть заземлены, а электрододержатель сблокирован с ограничителем напряжения холостого хода источника тока. Для изоляции от свариваемого металла должны использоваться диэлектрические маты и коврики, шлемы и рукавицы из диэлектрического материала.

Внутренние поверхности емкостей должны иметь температуру не выше 35С. При более высоких температурах необходимо использовать теплоизолирующие коврики, щиты, СИЗ. Работа внутри емкостей при температуре воздух выше 40 С должна проводиться с применением специальных мер защиты и СИЗ органов дыхания. Помимо СИЗ, сварщики, работающие внутри емкостей, должны быть обеспечены спасательным снаряжением.

Требования к производственным помещениям

Производственные помещения для сборочно-сварочных работ должны соответствовать требованиям СНиП II-90-81, СН 245-71, а также санитарных правил.

Объем производственного помещения на одного работающего 7 должен быть не менее 15 м3, а площадь - не менее 4,5 м2, исключая площадь, занимаемую оборудованием и проходами.

Участки работ со значительным образованием вредных веществ, как правило, следует размещать в одноэтажных зданиях у наружных стен с подветренной стороны. Если такие участки расположены в многоэтажных зданиях, необходимо исключить распространение вредных веществ между этажами.

Для уменьшения вредного влияния яркости сварочной дуги и снижения контраста между дугой и окружающими предметами интерьер помещений, оборудование цехов и участков электродуговых методов сварки нужно окрашивать в светлые тона (серый, желтый, голубой) с диффузным отражением света, применяя цинковые и титановые белила и желтый крон для поглощения ультрафиолетового излучения.

Ворот и проемы, через которые провозят длинномерные заготовки И сварные изделия и которые открывают не менее чем на 40 мин в смену, должны быть оборудованы воздушными или воздушно-тепловыми завесами, исключающими поступление холодного воздуха в помещение.

Полы в помещениях должны быть выполнены из негорючих материалов и удовлетворять гигиеническим, технологическим и эксплуатационным требованиям каждого конкретного производства в соответствия с требованиями СНиП II-В-8-71.

Места выполнения электросварочных работ открытой дугой должны быть ограждены несгораемыми ширмами и щитами. Изделия малых к средних размеров следует, сваривать в специальных кабинах с обшивкой из несгораемых материалов, причем между обшивкой и иолом необходимо оставлять зазор не менее 50 мм, а в защитных газах - не менее 300 мм. Свободная площадь на один сварочный пост в кабине не должна быть менее 3 м2

Требования пожаро-врывобезопасности

Сварочные и другие огневые работы должны проводиться в соответствии со СНиП II-90-81, СНиП II-2-80, с Типовыми правилами пожарной безопасности для промышленных предприятий.

Категории производств по взрывной, пожаровзрывной и пожарной опасности следует принимать по специальным ведомственным перечням, утвержденным министерствами в установленном порядке.

Цехи и участки, где ведутся работы по электродуговой сварке, Кислородно-ацетиленовой резке металлов, относятся к категории Г производств по пожарной и взрывной опасности. Количество огнетушителей и других первичных средств пожаротушения для таких цехов и участков должно выбираться в соответствии с указанными выше Типовыми правилами.

Помещения, в которых выполняются газовая сварка и резка металлов, должны быть построены из элементов конструкций по IV категория противопожарной безопасности (противопожарная стойкость не менее 2 ч).

Места, отведенные для проведения сварочных работ, установки оборудования должны быть очищены от легковоспламеняющихся материалов в радиусе не менее 5 м. Сварочные работы вне производственного помещения могут производиться только по согласованию с заводской пожарной охраной.

Запрещается производить сварку свежеокрашенных конструкций до полного высыхания краски, сосудов, аппаратов, трубопроводов коммуникаций, находящихся под напряжением, избыточным давлением, заполненных горючими и токсичными материалами.

Вблизи хранилища карбида кальция должны быть размещены средства пожаротушения (сухой песок, углекислотные огнетушители, тетрахлорные или порошковые огнетушители). В местах хранения карбида кальция должны быть вывешены хорошо видимые плакаты следующего содержания: «Не использовать воду для тушения пожара», «Для открытия барабанов использовать неискрящиеся инструменты» и т. д.

Вентиляция

Для снижения концентрации вредных веществ на рабочих местах до предельно допустимой концентрации необходимо прежде всего применять местные отсосы при полуавтоматической и автоматической в защитных газах плавящимся электродом, порошковой проволокой и под флюсом

Ручная сварка покрытыми электродами. На стационарных сварочных постах используют вытяжные устройства в виде боковых панелей, обеспечивающих отклонение факела вредных выделений от лица сварщика.

Для ручной в полуавтоматической сварки мелких изделий применяют сварочные столы со встроенными отсосами, выпускаемые в двух вариантах: со встроенным вентиляционным агрегатом и для присоединения к цеховой системе местной вытяжной вентиляции. Столы ССН-1 и ССН-3 оборудованы радиальными вентиляторами ЦЧ-70 № 2 1/2 (L= 1500 м3/ч) и присоединяются к воздуховодам для выброса загрязненного воздуха в атмосферу за пределы помещения, а стол ССН-2 подсоединяется к цеховой системе вентиляции. В столах новой конструкции С100.20 и С100.21, С100.40 и С100.41 размеры рабочих решеток составляют соответственно 800 x 800 мм и 1250 х 800 мм, а встроенный вентилятор Ц14-46 № 2 обеспечивает удаление воздуха с расходом 2000 и 2700 м3/ч.

Расчет расхода воздуха (м3/ч), подаваемого в помещение системой общеобменной вентиляции

Расход воздуха, (м3/ч) подаваемого в помещение системой общеобменной вентиляции находим по формуле:

Lпр = Lм + Z - Lм (Ср.з. - Спр) (6.1)

Суд - Спр

Где Lм - расход воздуха, удаляемого из рабочей зоны системой местной вентиляции, м3/ч;

Z - количество вредных веществ, поступающих в помещение, мг/ч;

Ср.з, Спр, Суд - концентрации вредных веществ соответственно в воздухе рабочей зоны, в приточном и удаляемом воздухе, мг/м3

Z = 1000m Zв (6.2)

Где m - масса расходуемого сварочного материала или газа кг/ч

Zв - удельные выделения вредных веществ на 1 кг сварочного материала или газа г/кг,

При использовании 1 кг электродов с рутиловым покрытием типа НИАТ - 1

Z = 1000*1*0,4

Z = 400 мг/ч

При ручной дуговой сварке коррозионностойкой жаропрочной и жаростойкой стали вышеуказанными электродами в рабочую зону сварщика выделяется Хромовый ангидрид

Предельно допустимая концентрация хромового ангидрида в воздухе рабочей зоны составляет 0,01 мг/м3

Концентрация Ср.з = ПДК, а Спр = 0,3ПДК, Суд = Ср.з, соответственно

Ср.з = 0,01 мг/м3

Спр = 0,3*0,01 = 0,003 мг/м3

Суд = 0,01 мг/м3

Следовательно

Lпр = 1500+ 400 - 1500(0,01 - 0,003)

0,01 - 0,003

Lпр = 57142,8 м3/ч

Защита от поражения электрическим током

Источники сварочного тока могут присоединяться к распределительным электрическим сетям напряжением не выше 660 В.

Корпус любой электросварочной установки необходимо заземлять. Последовательное включение в заземляющий проводник нескольких аппаратов запрещается.

Отдельные элементы сварочной цепи, а также отрезки сварочных кабелей при наращивании длины должны быть соединены разъемными соединительными муфтами. Запрещается соединять сварочные цепи скрутками с оголенным кабелем. Токоведущие кабели сварочной цепи должны быть по всей длине изолированы в защищены от механических повреждений.

В качестве обратного провода, соединяющего свариваемые изделия с источниками сварочного тока, могут служить гибкие, а также металлические шины достаточного сечения, сварочные штаты и сама свариваемая конструкция. Использование в качестве Обратного провода сети заземления металлических строительных конструкций здания, коммуникаций и несварочного технологического оборудования запрещается. Соединение между собой отдельных элементов, используемых в качестве обратного провода, должно выполняться тщательно (сваркой или зажимом струбциной). При сварке круговых швов допускается соединение обратного провода со сварным изделием вря помощи скользящего контакта.

Зажим вторичной обмотка трансформатора, к которому подключается обратный провод, а также аналогичные зажимы у сварочных выпрямителей и генераторов, у которых обмотки возбуждения подключаются к распределительной электрической сети без разделительного трансформатора, следует заземлять.

Если установка имеет несколько пультов управления, обслуживание которых с одного рабочего места невозможно, то каждый пульт должен быть оснащен аппаратом ручного аварийного отключения. На установках или автоматических линиях с большим фронтом обслуживания кнопки аварийного отключения должны располагаться друг от друга на расстоянии не более 10 м. Используемые в таких случаях кнопки управления должны иметь защелки, обеспечивающие только принудительное возвращение контактов в первоначальное состояние.

Если для обеспечения безопасности работающих требуется управление установкой одновременно двумя руками, то система управления должна обеспечить двуручное включение, допускающее возможность пуска установки только при одновременном включении пусковых кнопок (рукояток), которые должны располагаться на расстоянии 300--600 мм друг от друга. В особо ответственных случаях для двуручного включения должна быть предусмотрена противозаклинивающая схема, исключающая возможность работы на установке, когда одна из кнопок (рукояток) включения заклинена

Схема присоединения нескольких источников сварочного тока при работе на одну сварочную дугу должна исключать возможность получения между изделием и электродом напряжения, превышающего наибольшее напряжение холостого хода одного из источников сварочного тока.

Сварочные установки должны быть защищены предохранителями или автоматами со стороны питающей сети Многопостовые сварочные агрегаты кроме защиты со стороны питающей сети должны иметь отключающий автомат в общем проводе сварочной цепи и предохранители на каждом проводе в сварочном посту.

Все электросварочные установки с источниками переменного и постоянного токи при сварке в особо опасных условиях (сварка внутри металлических емкостей, колодцев, отсеков, на понтонах и т. д.) должны быть оснащены устройствами автоматического отключения холостого хода или ограничения его напряжения до 12 В не позже чем через 1 с после размыкания сварочной цепи. Ограничитель, выполненный в виде отдельной приставки, должен быть заземлен отдельным проводником.

Закрытые пространства резервуаров, котлов, металлических емкостей, отсеков и т. д. при выполнении работ по сварке, наплавке и резке должны освещаться светильниками с напряжением не выше 42 В, установленными снаружи свариваемого изделия, или ручными переносными светильниками закрытого исполнения с напряжением не более 12 В. Трансформатор для переносных светильников нужно устанавливать вне свариваемого изделия, а его вторичную обмотку -- заземлить.

Применение автотрансформаторов для понижения напряжения питания светильников запрещается.

Электросварочный инструмент (электрододержатели, электрогорелки, электрорезки) не должны иметь открытых токоведущих частей, а рукоятки их необходимо изготовлять из токоизолирующих материалов.

Запрещается оставлять на рабочем месте электросварочный инструмент, находящийся под напряжением. Передвижные электросварочные установки во время их передвижения необходимо отключать от сети.

Присоединение и отсоединение от сети электросварочных установок, переключение сварочного тока рукоятками, расположенными внутри установки за дверцей, не имеющей блокировки, а также наблюдение за исправным состоянием установок в процессе эксплуатации должно производиться электротехническим персоналом.

Весь персонал, обслуживающий электросварочные установки, должен периодически проходить инструктаж об опасности электрического тока и способах оказания первой помощи.

Охрана окружающей среды

В соответствии со СНиП II - 33 - 75 допустимое содержание пыли в воздухе, выбрасываемом в атмосферу (мг/м3), определяем по формуле

С = (160 - 4х10-3L)К, (6.3)

где L - расход удаляемого воздуха, м3/ч;

К - коэффициент, равный 0,6.

Зная расход сварочных материалов, удельное выделение пыли и коэффициент одновременности работы сварщиков, равный 0,8, подсчитываем максимальную концентрацию сварочного аэрозоля в выбрасываемом воздухе:

Св = 0,8Z/L, (6.4)

где Z - количество выделяющегося аэрозоля, мг/ч, от сварочных установок, обслуживаемых данной системой вытяжной вентиляции производительностью L.

Если Св > С, то воздух должен подвергаться очистке.

С = (160 - 4х10-3 х 1500) 0,6

С = 159,4 х 0,6 = 95,64 мг/м3

Св = 0,8 х 400

1500

Св = 0,21 мг/м3

Следовательно, воздух должен подвергаться очистке. Для очистки вентиляционных выбросов от сварочного аэрозоли могут быть использованы пластинчатые электрофильтры, обеспечивающие эффективность очистки около 0,95. Такими фильтрами целесообразно оборудовать крупные вентиляционные установки, к которым должны подключаться небольшие системы местной вытяжной вентиляции. При этом необходимо обеспечить очистку фильтров от осаждаемой сварочной пыли.

Заключение

Тема моей дипломной работы посвящена изучению негативного воздействия автотранспорта на окружающую среду.

В работе произведен обзор законодательной и нормативной базы, из которой видно, что с введением весной 2006 г норм Евро II Россия отстает от Запада как минимум на десять лет, в то время как в Европе нормы Евро II введены еще в 1996 году, а с нынешнего действуют Евро IV, при том, что ряд моделей уже рассчитан под требования Евро V.

Представлена методика предотвращения и снижения токсичности выброса двигателя внутреннего сгорания автомобиля, которые отрицательно сказываются на здоровье человека и на степень загрязнения окружающей среды.

Разработаны конкретные схемы очистки ОГ на основе нейтрализатора, при использовании двигателя отечественного производства ЯМЗ-240.

Произведены расчеты основных параметров трехкомпонентного каталитического нейтрализатора, который обеспечивает выполнение самых жестких норм на выбросы окиси углерода и углеводородов.

Разработаны мероприятия безопасныхи безвредных условий труда при изготовлении выпускных деталей разработанного нейтрализатора.

В результате был показан экономический эффект от снижения платы за выбросы вредных веществ от двигателя внутреннего сгорания автотранспортных средств в воздушную атмосферу.

ИСПОЛЬЗОВАННАЯ ЛИТЕРАТУРА

1. ГОСТ Р 41.83-2004 (Правила ЕЭК ООН N 83) Единообразные предписания, касающиеся сертификации транспортных средств в отношении выбросов вредных веществ в зависимости от топлива, необходимого для двигателей

2. ГОСТ Р 41.49-2003 (Правила ЕЭК ООН N 49) Единообразные предписания, касающиеся сертификации двигателей с воспламенением от сжатия и двигателей, работающих на природном газе, а также двигателей с принудительным зажиганием, работающих на сжиженном...

3. Гигиенические нормативы ГН 2.1.6.1338-03"Предельно допустимые концентрации (ПДК) загрязняющих веществ в атмосферном воздухе населенных мест"

4. Постановление Правительства РФ от 12 июня 2003 г. N 344

«О нормативах платы за выбросы в атмосферный воздух загрязняющих веществ стационарными и передвижными источниками, сбросы загрязняющих веществ в поверхностные и подземные водные объекты, размещение отходов производства и потребления»

5. Леонид Голованов. «Дышать! Лучше поздно, чем никогда». «Авторевю» №1, 1998

6. Алексей Воробьев-Обухов. «Освежить дыхание». «За рулем» №12, 2000

7. Юрий Дацик. «Дизельный лямбда-зонд». «Автоцентр» №47, 2002

8. Алексей Воробьев-Обухов. «Задержать и уничтожить». «За рулем» № 12, 2003

9. Юрий Гоголев. «Будут сверхчистые Mercedes». «Автоцентр» №6, 2004

10. Алексей Воробьев-Обухов, Витольд Стрелков. «Плазматрон-нейтрализатор». «За рулем» №3, 2001

11. Владимир Корницкий. «Катализаторы с обратной связью». «Автоцентр» №49, 2002

12. Алексей Воробьев-Обухов. «Датчик кислорода на дизеле». «За рулем» №9, 2002

13. Юрий Макаров. «Нейтрализатор или наше будущее?». «За рулем» №7, 1997

14. Михаил Гзовский. «Твердый курс ЕВРО». «За рулем» №5, 2002

15. Игорь Мельников. «Не пора ли очиститься?» «Автопрофи» №23, 2003

16. Оксана Сердюк. «Экология и автомобилестроение». «Автостандарт» №4, 2004

17. Николай Казаков, Ирина Масленникова. «Экологическая безопасность транспорта». «Автобизнесмаркет» №14, 2004

18. 16. Жегалин О.И., Патрахальцев Н.Н. и др. Каталитические нейтрализаторы транспортных двигателей.-М.: Машиностроение, 1989.-80 с.

19. 17. Малов Р.В., Ерохов В.И. и др. Автомобильный транспорт и защита окружающей среды. -М.:Транспорт,-1992. -200 с.

20. А.Б.Левин; Е.Б.Петров «Охрана природы» Москва-1995г МИИСП.

21. А.Г.Банников; А.К.Рустамов; А.А.Вакулин «Охрана природы» Москва Агропромиздат 1995г.

22. http://www.dist-cons.ru/modules/Ecology/chap10.html#1

23. http://abs.msk.ru/01.2006.htm

24. «Освежить дыхание» Материал - статья журнала "За рулём" № 12.2000

25. «Нейтрализатор-и наше будущее?» Материал - статья журнала "За рулём" № 07.1997

26. Инженерная экология: Учебник / Под ред. Проф. В.Т. Медведева. - М.:Гардарики, 2002. - 687с.: ил.

27. Марков В.А., Баширов Р.М., Габитов И.И. Токсичность отработавших газов дизелей. М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2002.376с.

28. К.т.н. Лупачев П.Д. Володин В.М. Маев В. Е. Конькова Р.Г. Снижение выбросов сажи с отработавшими газами тракторных дизелей «ЦНИИТЭИавтосельхозмаш» Москва 1992 г. 28с.

29. Тыричев А.Г. Снижение шумности и токсичности транспортных дизелей. Аналитический обзор. Всероссийский научно-технический информационный центр. Москва 1999г.

30. Амбарцумян В.В. Носов В.Б. Тагасов В.И. Экологическая безопасность автомобильного транспорта. - М.: ООО «Научтехлитиздат»,1999г.

31. Аксенов И.Я. Аксенов В.И. Транспорт и охрана окружающей среды. - М.: Транспорт, 1988г. - 176с.

32. Луканин В.Н. Буслаев А.П. Трофименко Ю.В. Автотранспортные потоки и окружающая среда: Учебное пособие для ВУЗов. М.:ИНФРА-М, 1998 - 408с.

33. Валова В.Д. Основы экологии: Учебное пособие. -- 2-е изд., перераб. и доп. М.: Издательский Дом «Дашков и К •», 2001.

34. Куров Б.М. Как уменьшить загрязнение окружающей среды автотранспортом? // Россия в окружающем мире. - Аналитический ежегодник. 2000 г.

35. Акимова Т.А., Хаскин В.В. Экология.Человек -- Экономика -- Биота -- Среда: Учебник для вузов. -- 2-е изд., перераб. и доп. -- М.: ЮНИТИ-ДАНА. 2000-- 30с.

36. Тверетнев М. Чтобы дизель не дымил // Автомобильный транспорт, 1997. № 12.С.26-27

37. Ермолович И.В., Фомин В.М., Салахеддин Муса. Комплексная очистка ОГ дизеля // Тракторы и сельхозмашины, 1997.№4. С.15-16.

38. Вардамов В.Н. Способы улучшения экологии автомобиля // Машиностроитель, 1997.№4. С.45-48.

39. Новиков Л.А. Технологии снижения вредных выбросов тепловозов // Двигателестроение, 1997.№1-2. С.50-52.

40. Перспективы разработки автомобильных топлив с улучшенными экологическими свойствами; А.А. Гуреев М., 1990 г..

Размещено на Allbest.ru