Разработка технологии получения фрикционных материалов для реставрации тормозных колодок железнодорожных вагонов

В_ПКМ=В_п+В_н+В_цк,

где В_п - поглощение полимера,

В_н - наполнителя и В_цк - целевых компонентов.

В связи с этим при проектировании и производстве ТЭП технологи практики вынуждены учитывать сорбционную способность минералов, используемых в качестве наполнителя и предусматривать эффективные методы их сушки. На рисунке 3.13 показана кинетика водопоглощения используемых наполнителей для получения ПКМ.

Из результатов исследований следует, что при использовании в качестве наполнителя за период испытаний (24ч) равновесное В_ТЭП не наступает, что, по-видимому, напрямую зависит от объема его пор. По данным ртутной порометрии [11] объем пор ПЭНД составляет 5,1-7,3 % от общего объема. Равновесное значение (В_ТЭП) достигается за 24 часа испытаний при влажности воздуха 78%..

Рисунок 3.13 - Кинетика водопоглощения ТЭП

Связующее ПЭНД; СКМС-30: 1 - 50 + М1; 2 - 40+ М1; 3 - 30 +М1 масс. % ; 4 - ПЭНД масс. %; 1`, 2`, 3`, 4` без КЖ «Силор». Влажность воздуха - 78%, температура испытаний 252⁰С

В таблице 3.6 представлены эксплуатационные свойства на основе исследуемых ПЭНД и СКМС-30.

При В=0,5-1,0% диэлектрические показатели снижаются, что показывает в ТЭП при воздействии электрического поля могут протекать процессы «перебоя» объема ТЭП, что приводит к разрушению сплошности материала. Особо следует отметить, что обработка поверхности наполнителей приводит к существенному повышению диэлектрических свойств ТЭП. Как показывают кривые 1 и 2 рисунка 3.14 на теплофизические свойства ТЭП в исследуемом диапазоне ВПКМ существенно не изменяются, что хорошо согласуется с литературными данными [12]. В таблице 3.7 представлены результаты испытания влияния предварительной сушки и подогрева на эксплуатационные свойства изделий и деталей на основе исследуемых ТЭП

Таблица 3.7 - Результаты предварительной тепловой обработки ПКМ

Композиционный материал	Вmax, %	Bд, % - после сушки	Параметры сушки
			T, 0С	t, час
ПЭНД	0,05	0,04	(85-90)5	0,8-1,0
ПЭНД + 30 масс. % СКМС-30 + 0,5 масс. % КЖ «Силор»	0,06	0,04	(85-90)5	0,8-1,0
ПЭНД + 40 масс.% СКМС-30 + 0,5 масс. % КЖ «Силор»	0,06	0,04	(90-95)5	1,0-1,2
ПЭНД + 50 масс. % СКМС-30 + 0,5 масс. % КЖ «Силор»	0,07	0,05	(95-100)5	1,2-1,5
ПЭНД + 40 масс. % СКМС-30 + 0,75 масс. % КЖ «Силор» или 1,0 масс. % КЖ «Силор»	0,07	0,05	(95-100)5	1,2-1,5

Результаты исследований показывают, что падение прочностных показателей составляет до 50% при влажности В_ПКМ = 0,75 - 1,5%. Такой же характер изменения имеют и другие технические параметры ТЭП. Так, отношение начальной ПТР₀ и текущей ПТР_i (измеренной при t_i) при В1,0% снижается до 10%, то есть переработка ТЭП при этих условиях становится невозможной.

Кривые 1 рисунка 3.20 а -г показывают, что эксплуатационные свойства (прочностные, теплофизические, диэлектрические и технологические) ТЭП удается сохранять при обработке поверхности наполнителей силоксанами (КЖ «Силор») на стадии получения ТЭП является предварительная сушка или подогрев гранул при формовании изделий.

Рисунок 3.14 - Стойкость ТЭП к циклическим испытаниям

4. Экономическая часть

4.1 Расчет капитальных вложений

В экономической части отражены технико-экономические и финансовые показатели предлагаемого проекта, необходимые для производства ПВХ - труб.

В таблице 4,1 представлена программа цеха по производству фрикционных труб на основе ТЭП - композиций.

Таблица 4.1. Программа цеха.

Изделие	Материал	Способ переработки	Масса изделия, кг/м	Годовая программа по перерабатываемому материалу, т
			готового	потери, %
Труба d Труба d Труба d	ПВХ-С-7058-М	экструзия	1,75 2,61 5,47	1,5 2,0 2,5	1000

Объем капитальных вложений рассчитывается по видам основных фондов.

4.2 Планирование технологического оборудования

Для производства БСП- накладок принимаем марку машины экструдера ЛТ 90*25-75/160 с мощностью 60 кВт/час.

Количество технологического оборудования определяется по формуле:

,

где Q_г- годовая программа по перерабатываемому материалу, т/год;

К - коэффициент, учитывающий потери времени на обслуживание. По Оленеву [ 2- ] К=0,9-0,95;

Ф_д(ч) - действительный годовой фонд времени оборудования, ч/год; Согласно Крыжановскому [ 1] при 2-х сменном режиме работы Ф_д(ч)=6100ч

где Q - производительность 1-го экструдера; Q= 180 кг/час.

Принимаем n_У=3 шт.

4.3 Расчет стоимости зданий и сооружений

Площадь производственного здания составляет 1008 м².

Стоимость 1 м² площади цеха составляет 350$.

Стоимость цеха определяется по формуле:

К_цеха = Ц_М² · f_цеха

где Ц_М² - цена одного метра квадратного площади, Цм2=350$

Курс доллара равен 128 тенге, тогда Ц_М²=350$=350•128=44800 тг;

f_цеха - площадь цеха.

К_цеха =44800•1008=45158400 тг.

Таблица 4.2. Расчет стоимости зданий и сооружений.

Наименование	Площадь, м2	Цена за 1 м2	Стоимость rz.	Норма амортизации, %	Сумма амортизационных отчислений, kz
Здание отдельное	1008	44800	45158400	7	3 161 088

4.4 Стоимость технологического оборудования

Капитальные вложения в технологическое оборудование рассчитывается по каждому виду оборудования:

К₀=Ц₀·N

Где Ц₀- оптовая цена оборудования, включая установку,

N - количество оборудований, шт

Экструзионный трубный агрегат К_Э=30000000тенге

Таблица 4.3. Стоимость основного оборудования

Наименование оборудования	Кол-во, шт	Цена единицы оборудования, млн. kz	Общая стоимость оборудования, млн. kz	Норма амортизации	Сумма амортизационных отчислений, млн. kz
Экструзионный трубный агрегат	3	30	90	9	8,1
Итого			90		8100000

Стоимость вспомогательного оборудования:

Таблица 4.4. Механический участок.

Наименование оборудования	Кол-во, шт	Цена единицы оборудования, тг	Общая стоимость оборудования, тг	Норма амортизации, %	Сумма амортизационных отчислений
Токарный станок	1	2250000	2250000	9	202500
Заточной станок	1	750000	750000	9	67500
Сверлильный станок	1	5000000	5000000	9	450000
Шлифовальный станок	1	2750000	2750000	9	247500
Итого			10750000		967500

Таблица 4.5. Участок регенерации

Наименование оборудования	Кол-во, шт	Цена единицы оборудования, тг	Общая стоимость оборудования,тг	Норма амортизации, %	Сумма амортизационных отчислений
Гранулятор	1	2750000	2750000	9	247500
Струйно-вихревая сушилка	1	3125000	3125000	9	281250
Смеситель двухстадийный СМ	1	4375000	4375000	9	393750
Итого			10250000		922500

Таблица 4.6. Склад сырья.

Наименование оборудования	Кол-во, шт	Цена единицы оборудования, тг	Общая стоимость оборудования, тг	Норма амортизации, %	Сумма амортизационных отчислений
Силоса для ПВХ V=100м3	3	250000	750000	9	67500
Силоса для ПВХ V=50м3	2	1875000	3750000	9	337500
Силоса для ПВХ V=20м3	1	1250000	1250000	9	112500
Емкость для ДОФ (пластификатор)	2	250000	500000	9	45000
Емкость для хлорпарафина ХП-470	1	1875000	1875000	9	168750
Емкость для красителя V=10 м3	1	1875000	1875000	9	168750
Силос для ХПЭ V=20м3	1	3750000	3750000	9	337500
Итого			13750000		1237500

Таблица 4.7. Лаборатория.

Наименование оборудования	Кол-во, шт	Цена единицы оборудования, тг	Общая стоимость оборудования, тг	Норма амортизации	Сумма амортизационных отчислений Цена единицы оборудования
Лабораторный комбайн Skamia	1	3125000	3125000	9	281250
Итого			3125000		287250

Таблица 4.8. Транспорт.

Наименование транспорта	Кол-во, шт	Цена Единицы транспорта, тг	Общая стоимость транспорта, тг	Норма амортизации, %	Сумма амортизационных отчислений
Электрокара	3	875000	2625000	9	236250
Итого			2625000		236250

Затраты на сырье включает стоимость основных и вспомогательных материалов, покупных изделий и полуфабрикатов с учетом расходов за вычетом выручки от реализации отходов материалов:

Затраты на сырье представлены в таблице 4.9

Таблица 4.9. Исходное сырье.

Компоненты композиции	содержание	Расход, кг на 1т. ПВХ -композиции	Рыночная цена 1 кг, тенге	Стоимость, тенге
	масс. ч.	%
ПВХ-С-7058-М	100,0	50	500	187,5	93750
Асбест	15,0	7,5	75	43,75	7656
Каолин	30,0	15,0	150	37,5	2812,5
Технический углерод	10,0	5,0	50	125,0	6250
Хлорированный полиэтилен	5,0	2,5	25	100,0	250
Хлорпарафин ХП-70	5,0	2,5	25	80,0	250
ДОФ	35,0	17,5	175	62,5	31250
Всего	200	100	1000	142,068	1420688

Где g_i - расход сырья, g_i=1000 кг;

Ц_Мi- цена сырья, Ц_Мi=142,068 тг/кг;

К_м - коэффициент, учитывающий транспортно-заготовительные расходы, К_м=1,02ч1,10;

g_oi- количество отходов; 2,5% от 1000 кг, тогда g_oi=25 кг

Ц_ОТХ- цена отходов, Ц_ОТХ=25·142,068=35571,7 тг.

тг/кг

4.5 Расчет стоимости технологической (силовой) электроэнергии

Расчет затрат на технологическую (силовую) электроэнергию определяется по формуле:

Где Е_э- общая годовая потребность в технологической электроэнергии, кВт·ч;

R_n.э- средний расход электроэнергии на 1 час работы оборудования n-го типа.

Среднечасовой расход технологической электроэнергии для оборудования можно определить по формуле:

Где N_y- установленная мощность машины, кВт;

К_N- коэффициент использования машины по мощности;

К_W-коэффициент учитывающий потери электроэнергии в сети предприятия.

Рассчитаем установленную мощность всех оборудований, согластно паспортным данным:



Среднечасовой расход технологической электроэнергии для оборудований:

Годовая потребность в электроэнергии на освещение помещений проектируемого цеха определяется по формуле:

где Е_э.о- годовая потребность в электроэнергии на всех помещений цеха, кВт/ч;

z - количество помещений цеха;

R_z - средний расход электроэнергии на освещение 1 м² площади помещения ;

К_оd - коэффициент одновременности горения ламп;

F_z - площадь помещения z-го вида;

Т_г - продолжительность горения электроламп в году, ч.

Коэффициент R_z принимается равным 0,015; коэффициент К_оd принимается равным 0,8; Т_г принимается равным 2500.

Подставляя в формулу принятые коэффициенты, находим годовую потребность в электроэнергии на освещение цеха:



Затраты на производственную воду определяются расходом на охлаждаемую ванну по формуле:

где g_вод - норма расхода воды в литрах на охлаждаемую ванну в час (30 литров в час);

w_вод - количество станков, работающих с охлаждением, w_вод=3;

k_з - коэффициент загрузки оборудования, k_з=0,7;

Ц_вод - цена 1 м³ технической воды, Ц_вод =34 тг/м³;

F_Д - действительный годовой фонд времени оборудования, ч/год.

где w_Р - расчетное количество оборудования, w_Р=2,22 шт;

w_ПР - принятое количество оборудования, w_ПР=3 шт.

К_З=2,22/3=0,7

Годовые затраты на сжатый воздух:

Принимаем максимальное давление магистрали сжатого воздуха равного 10 МПа с максимальным объемом равного 100 м³/час, тогда годовые затраты на сжатый воздух определяются по формуле:

где W_{эл.двиг.} - мощность электродвигателя,

W_{эл.двиг}=10 кВт/час.

Годовые затраты на отопление определяются по формуле:

где f_ЦЕХА - площадь цеха, м²; f_ЦЕХА=1008 м²;

Ц_ОТ - цена отопления за м² площади в месяц, Ц_ОТ=57,73 тг.;

6 - количество отапливаемых месяцев в году.

Затраты на вспомогательные материалы включают затраты на смазочные, обтирочные материалы и тому подобное. Укрупнено затраты на вспомогательные материалы составляют 3000 тенге в год на 1 рабочего.

Затраты на топливно-энергетические ресурсы сведены в таблицу 4.10.

Таблица 4.10. Сводная ведомость годовой потребности в топливно- энергетических ресурсах.

Наименование ресурсов	Единица измерения	Годовая потребность, тыс.kz	Оптовая цена единицы ресурса, тыс.kz	Сумма, тыс.kz
1.Электроэнергия
технологическая	кВт·ч	371768	3,07	1110627,5
осветительная	кВт·	30240	3,07	92836,8
2. Вода
на производственные нужды	м3	2194,8	34	11609,64
на хозяйственные нужды	м3	396,8	34	13491,2
3. Отопление	м2	6048	57,73	349151,04
4. Сжатый воздух		37939	3,07	116475

4.6 Расчет численности рабочих цеха

В расчет включены несколько категорий персонала - руководители, специалисты, служащие. В таблице 3 приведено штатное расписание персоналов по категориям, учитывая характер рабочего цикла технологического оборудования и фонд времени работы машин.

4.6.1 Расчет численности производственных рабочих цеха по рабочим местам на основании норм обслуживания по агрегатам

Рабочие работают на автоматической линии, тогда число производственных рабочих, занятых обслуживанием машины рассчитывается по формуле:

где П_аг- число обслуживающих агрегатов, равно 3;

р -число рабочих, необходимых для обслуживания одного агрегата в течении смены (норма обслуживания), равно 1;

h - число смен в сутки, равно 2;

F_H - номинальный фонд времени одного рабочего за год, равный 4068 ч. (таблица 3);

F_d - действительный фонд времени одного рабочего за год, равный 3824 ч. (таблица 3).

Таблица 4.11. Расчет действительного фонда времени рабочих.

Прод-ть рабочей недели в ч.	Прод-ть основного отпуска в днях	Номинальный фонд рабочего времени	% потерь от номинального фонда времени	Действительный фонд времени в ч.
41	24	4068	12	3824

Таблица 4.12. Руководители цеха.

Профессия	Количество рабочих в смену	Количество рабочих в 2 смены
Начальник цеха	1	1
Старший мастер	1	2
Инженер по контролю качества	1	2
Экономист	1	1

Расчет вспомогательных рабочих.

Таблица 4.13. Состав основных рабочих

Профессия	Количество рабочих в смену	Количество рабочих в 2 смены
Мастер	1	2
Механик цеха	1	1
Оператор экструзионного трубного агрегата	3	6

Таблица 4.14. Состав вспомогательных рабочих

Профессия	Количество рабочих в смену	Количество рабочих в 2 смены
Электрик цеха	1	2
Технолог-контролер	1	1
Токарь-фрезеровщик	1	1
Оператор регенерации	1	2
Лаборант	1	2
Кладовщик - раздатчик инструмента	1	2
Упаковщик	1	2
Разнорабочие	3	6
Уборщица	1	2

Подоходный налог и отчисления в пенсионный фонд осуществляются в соответствии с нормами действующего законодательства РК и составляют 10% соответственно от фонда основной и дополнительной заработной платы.

Калькуляция себестоимости продукции.

Себестоимость продукции представляет собой затраты предприятия в денежном выражении на ее производство и сбыт.

Предприятие согласно программе цеха работает с мощностью 1000 тонн год.

Масса 1 п/м трубы=450 г.

Тогда в год производят N_г п/м ПВХ- труб:

Стоимость С_Г=N_Г·Ц_п/м=2941176·90=200000000 тг.

Капитальные вложения в проект:

К=К_оборуд+К_здания=127875000+45158400=173033400 тг.

Найдем прибыль 200000000-41459861=158540139 тг.

Срок окупаемости:

Примем Т= 2 года.

Основные технико-экономические и финансовые показатели цеха по производству БСК - накладок отражены в таблице 4.15.

Таблица 4.15 Основные технико-экономические показатели.

Показатели	Единицы измерения	Количество
		базовая	проектная
Годовой выпуск продукции	м/п		2222222
Списочный состав рабочих:			28
-производственных рабочих			16
-вспомогательные рабочие			12
Полная себестоимость годовой годной продукции			41459861

5. Охрана труда

5.1 Нормативно правовая база

Реализация государственной политики осуществляется через систему правовых и нормативных актов, соблюдение которых при организации рабочих мест и выполнении работ на предприятиях в любой сфере профессиональной деятельности является по существу основой в создании здоровых и безопасных условий труда и предупреждении производственного травматизма [14].

Значение охраны труда и её основные принципы закреплены законодательно в Конституции РК и Трудовом кодексе РК (ТК РК).

Условия безопасности труда на рабочем месте должны соответствовать требованиям государственных стандартов, правил по безопасности и охране труда [1].

В ТК РК используются следующие основные понятия:

- охрана труда - система обеспечения безопасности жизни и здоровья работников в процессе трудовой деятельности, включающая в себя правовые, социально-экономические, организационно-технические, санитарно-гигиенические, лечебно-профилактические, реабилитационные и иные мероприятия и средства;

- безопасные условия труда - условия труда, созданные работодателем, при которых воздействие на работника вредных и опасных производственных факторов отсутствует либо уровень их воздействия не превышает нормы безопасности;

- вредный производственный фактор - производственный фактор, воздействие которого на работника может привести к заболеванию или снижению трудоспособности;

- опасный производственный фактор - производственный фактор, воздействие которого на работника может привести к временной или стойкой утрате трудоспособности (трудовому увечью или профессиональному заболеванию) или смерти и др.

Согласно ТК РК работник имеет право:

- на безопасность и охрану труда;

- на рабочее место, защищенное от воздействия вредных и (или) опасных производственных факторов, которые могут вызвать производственную травму, профессиональное заболевание или снижение работоспособности;

- на обеспечение средствами индивидуальной и коллективной защиты, специальной одеждой в соответствии с требованиями, предусмотренными законодательством Республики Казахстан о безопасности и охране труда, а также индивидуальным трудовым и коллективным договорами и пр.

Работник обязан:

- соблюдать требования норм, правил и инструкций по безопасности и охране труда, а также требования работодателя по безопасному ведению работ на производстве;

- использовать по назначению спецодежду, индивидуальные и коллективные средства защиты и пр.

В ТК РК изложены права и обязанности работодателя в области безопасности и охраны труда.

Работодатель имеет право:

- издавать в пределах своих полномочий акты по вопросам безопасности и охраны труда;

- требовать от работников соблюдения норм безопасности, правил и инструкций по безопасности и охране труда и пр.

Работодатель обязан:

- обеспечивать безопасные условия труда;

- осуществлять контроль за состоянием безопасности и охраны труда;

- проводить инструктажи, обеспечивать работников соответствующими инструктивными документами (инструкциями, правилами, методическими указаниями) по безопасному ведению производственного процесса и работ и пр.

Основными направлениями политики в области охраны труда являются:

- обеспечение приоритета сохранения жизни и здоровья работников;

- государственный надзор и контроль за соблюдением требований охраны труда;

- установление компенсаций за тяжелую работу и работу с вредными и опасными условиями труда, неустранимыми при современном технологическом уровне производства;

- распространение передового опыта по улучшению условий труда;

- защита законных интересов работников, пострадавших от несчастных случаев на производстве и профессиональных заболеваний;

- порядок обеспечения работников средствами индивидуальной и коллективной защиты за счет средств работодателя и др.

5.2 Анализ опасных и вредных факторов

Переработка полимеров относится к категории пожароопасных и взрывоопасных технологических процессов (категория А), так как применяемые в процессе переработки материалы выделяют газы образующие с воздухом взрывчатые смеси.

В данном дипломном проекте проводятся исследования физико-механических и технологических свойств термоэластопластов. Процесс исследования связан с оборудованием, предназначенным для определения теплостойкости, текучести, влажности, ударной вязкости, разрушающего напряжения при растяжении, а также определение прочности при сжатии и изгибе термоэластопластов.

В процессе исследования свойств термоэластопластов при нагреве материала выше 150 °С возможно выделение в воздух летучих продуктов термоокислительной деструкции, содержащих стирол, углеводороды, окись углерода [15].

Оборудование, используемое при исследовании свойств полимеров, должно снабжаться укрытиями с местными отсосами. Предельно допустимые концентрации вредных веществ в воздухе рабочей зоны не должны превышать значений, указанных в ГОСТ 12.1.005-76. Конструкция вентиляционных систем должка исключать возможность отложения или скопления в них пожаро- и взрывоопасных веществ. Вытяжные и приточные системы должны иметь контрольно-измерительную аппаратуру, позволяющую регулировать их работу в пределах заданных режимов.

Гранулированный термоэластопласт, а так же изделия из него при комнатной температуре не выделяет в окружающую среду токсических веществ и не оказывают вредного влияния на организм человека при непосредственном контакте. Работа с ним не требует особых мер предосторожности.

На опасность поражения электрическим током существенное влияние оказывает состояние окружающей воздушной среды, а так же окружающая обстановка.

Факторами, повышающими опасность воздействия тока на человека в производственном помещении, являются:

- сырость; относительная влажность воздуха длительно превышающая 75% (с учетом того, что относительная влажность в рабочих помещениях по переработке полимеров в соответствии с правилами пожаро- и взрывоопасности должна быть не ниже 50%) и токопроводящая пыль;

- высокие температуры (температура, необходимая для эксперимента - 210 °C).

Постоянную опасность представляет эксплуатация электроустановок и оборудования, работающих под напряжением до 250-380 В. Наименьшую опасность представляют установки с постоянным током.

Так как некоторые процессы исследования протекают при средней температуре 210 °C, существует опасность получить ожог. Температура наружных поверхностей оборудования и трубопроводов, а также ограждений и защитных устройств не должна превышать 318 К (45 єС).

5.3 Мероприятия по повышению безопасности труда

Периодический контроль воздушной среды рекомендуется производить:

- в местах непосредственного выделения взрыво- и пожароопасных веществ (кабинах реакторов, кожухах местных отсосов, траншеях с газовыми или жидкостными коммуникациями, сушильных камерах и т.п.);

- на постоянных рабочих местах и в местах возможного пребывания обслуживающего персонала (например, на рабочих площадках, антресолях, в проходах и т.п.);

- в нейтральной зоне помещения;

- на слабо вентилируемых участках;

- в тамбурах-шлюзах, эвакуационных коридорах или проходах (переходах), предназначенных для эвакуации людей в аварийных условиях и в случае возникновения пожара;

- в магистральных воздуховодах, перед вентилятором и очистными устройствами вентиляционных установок, перемещающих взрывоопасные пыли, пары или газы.

При неудовлетворительном состоянии воздушной среды наряду с выявлением и установлением причин технологического характера необходимо проверить эффективность работы вентиляционной установки.

Для контроля за состоянием воздушной среды в исследовательских, производственных и складских помещениях, в которых применяют, производят или хранят вещества и материалы, способные образовывать газы и пары взрывоопасных концентраций, должны быть установлены автоматические газоанализаторы. В случае отсутствия серийно выпускаемых газоанализаторов необходимо осуществлять периодический анализ воздушной среды.

Исследование свойств термоэластопластов следует производить в помещениях, оборудованных местной вытяжной и общеобменной вентиляцией. Рабочие места должны быть организованы по ГОСТ 12.2.003-91, ГОСТ 12.2.061-81. Относительная влажность в рабочих помещениях должна быть не ниже 50 %. [17]

Концентрация огнеопасных или токсичных паров, газов или пылей в помещениях, а также в устройствах, требующих непрерывного или периодического пребывания людей, не должна превышать предельно допустимых значений, указанных в таблице 5.1.

- регулярная очистка воздуховодов от отложений пыли и конденсата должна производится безопасными в пожарном отношении способами;

- с целью устранения утечки вредных газов необходима герметичность воздуховодов;

- антикоррозионное покрытие воздуховодов, регулирующих и огнезадерживающих устройств должно быть в исправном состоянии;

- самозакрывающиеся обратные клапаны на воздуховодах приточных вентиляционных систем (в пределах вентиляционной камеры), изолирующие приточную камеру от взрывоопасных помещений при остановке приточного вентилятора, должны быть исправными и иметь указатель рабочего положения.

Для обеспечения взрыво- и пожаробезопасности электроустановок эксплуатация электрооборудования должна соответствовать требованиям:

- технической эксплуатации электроустановок потребителей и правил техники безопасности при эксплуатации электроустановок потребителей;

- устройства электроустановок;

- инструкции по монтажу электрооборудования взрывоопасных установок (в помещениях и наружных);

- инструкции по монтажу электрооборудования пожароопасных установок напряжением до 1000 В;

- инструкции по ремонту взрывозащищенного электрооборудования.

Для обеспечения безопасности работ в действующих электроустановках выполняют ряд организационных мероприятий:

- организуют инструктаж и обучение безопасным методам труда, проверку знаний правил безопасности и инструкций, проведение работ под контролем ответственного лица.

Технические мероприятия должны предусматривать:

- отключение установки от электроснабжения, снятие предохранителей и другие мероприятия, обеспечивающие невозможность ошибочной подачи напряжения к месту работы;

- установку знаков безопасности и ограждение остающихся под напряжением токоведущих частей рабочих мест и другие мероприятия.

В пожароопасных зонах горючие материалы любых видов должны находиться на расстоянии не менее 1м от электрооборудования.

Для тушения термоэластопластов применяют огнетушители любого типа, воду, водяной пар, огнегасительные пены, инертные газы, песок, асбестовые одеяла [15].

Для защиты от токсичных продуктов, образующихся в условиях пожара, при необходимости применяют изолирующие противогазы любого типа или фильтрующие противогазы марки БКФ.

Средства индивидуальной защиты работающих на переработке пластических масс должны отвечать требованиям ГОСТ 12.4.011-89. Лица, занятые на производстве полимерных изделий, должны быть обеспечены в соответствии с типовыми отраслевыми нормами спецодеждой из хлопчатобумажной ткани и средствами индивидуальной защиты - перчатками по ГОСТ 12.4.068.

Средства защиты в каждом отдельном случае следует выбирать с учетом требований безопасности для данного процесса или вида работ.

В помещениях с взрывоопасными производствами (категории А, Б, и Е) следует применять системы воздушного отопления, совмещенные с приточной вентиляцией без рециркуляции воздуха [19]. Не допускается применять печное отопление и отопление с инфракрасными или высокотемпературными излучателями.

Экраны и нагревательные приборы при любой температуре теплоносителя должны быть устранены в помещениях для хранения легковоспламеняющихся жидкостей (бензина) с температурой вспышки паров 28°С и ниже, а также в помещениях для хранения самовозгорающихся веществ и материалов.

Запрещается складывать спецодежду, промасленную ветошь и другие горючие материалы на нагревательные приборы и трубопроводы отопления.

Механизмы узлов включения и выключения должны действовать безотказно, обеспечивать остановку подвижных органов машины в заданных положениях.

Для машин, постоянно работающих в автоматическом и полуавтоматическом режимах, должна предусматриваться возможность работы в ручном и наладочном режимах, обеспечивающих независимое перемещение узлов и механизмов. Самопроизвольное включение оборудования или его переключение с одного режима работы на другой должно исключаться.

Переключатель режимов работы и способов управления должен устанавливаться в закрываемом шкафу.

Техника безопасности при эксплуатации электроустановок в соответствии с ГОСТ 12.1.019-79 обеспечивается:

- конструкцией электроустановки;

- техническими средствами и способами защиты;

- организационными техническими мероприятиями;

К техническим способам и средствам защиты относятся:

- защитное заземление, задача которого - устранение опасности поражения током в случае прикосновения к корпусу и другим токоведущим частям электроустановки;

- изоляция токоведущих частей - основное условие, обеспечивающее безопасность эксплуатации и надежность электроснабжения электроустановок;

- оградительные устройства - применяют для того, что бы исключить случайные прикосновения к токоведущим частям электроустановки;

- предупредительная сигнализация, блокировка, знаки безопасности.

5.4 Мероприятия по противопожарной безопасности

В Законе РК «О пожарной безопасности» от 22.11.1996 г. используются следующие основные понятия:

пожарная безопасность - состояние защищенности людей, имущества, собственности, общества и государства от пожаров;

требования пожарной безопасности - специальные условия социального и (или) технического характера, установленные в целях обеспечения пожарной безопасности законодательством Республики Казахстан;

нарушение требований пожарной безопасности - невыполнение или ненадлежащее выполнение норм, правил и инструкций по обеспечению пожарной безопасности, установленных в соответствии с законодательством Республики Казахстан;

меры пожарной безопасности - действия по выполнению требований пожарной безопасности;

Основными принципами обеспечения пожарной безопасности (ст. 3 Закона РК «О пожарной безопасности» от 22.11.1996 г.) являются:

- охрана жизни и здоровья людей, собственности, национального богатства и окружающей среды в области пожарной безопасности;

- заблаговременное определение степени риска в деятельности организаций и граждан, обучение мерам предупреждения и осуществление профилактических мероприятий в области пожарной безопасности;

- обязательность тушения пожара, проведения первоочередных аварийно-спасательных и других необходимых работ, оказания медицинской помощи, социальной защиты граждан и пострадавших работников, возмещения вреда, причиненного вследствие пожара здоровью и имуществу граждан, окружающей среде и объектам хозяйствования.

Для обеспечения противопожарной защиты в опытно-экспериментальном цехе проводятся технические и организационные меры.

Технические меры - соблюдение противопожарных норм при эвакуации, систем вентиляции, отопления, освещения, электрического обеспечения и использование разнообразных защитных систем, соблюдение параметров технологических процессов и режимов работы оборудования.

Организационные меры - проведение обучения по пожарной безопасности, соблюдению мер по пожарной безопасности.

Требования пожарной безопасности согласно Инструкция о мерах пожарной безопасности для рабочих, ИТР и служащих включают в себя требования безопасности во время работы.

1. В рабочее время каждый рабочий и служащий должен:

- постоянно содержать в чистоте и порядке свое рабочее место;

- проходы, выходы не загромождать различными предметами и оборудованием;

- строго соблюдать на рабочем месте установленные нормы хранения производственных материалов и готовой продукции;

- не допускать нарушение пожарной безопасности со стороны посторонних лиц;

- промасленную одежду, тряпки и горючие отходы хранить только в металлических ящиках с плотно закрывающимися крышками;

- протирать полы, стены и оборудование горючими растворами запрещается;

- горючие жидкости, легковоспламеняющиеся жидкости (ГЖ, ЛВЖ) хранить в строго отведенных местах, соблюдая требования пожарной безопасности;

- переносить ГЖ и ЛВЖ только в специальной таре с плотно закрытыми крышками, в случае пролива необходимо немедленно убрать;

- не подключать самовольно электроприборы, исправлять электрическую сеть и предохранители;

- не пользоваться открытым огнем в служебных и рабочих помещениях;

- не курить, не бросать окурки и спички в служебных и рабочих помещениях;

- не накапливать и не разбрасывать бумагу и другие легковоспламеняющиеся материалы и мусор;

- не хранить в столах, шкафах и помещениях ЛВЖ (бензин, керосин и др.);

- не пользоваться электронагревательными приборами в личных целях с открытыми спиралями;

- не оставлять включенными без присмотра электрические приборы и освещение;

- не вешать плакаты, одежду и другие предметы на электророзетки, выключатели и другие электроприборы.

2. Действие рабочих и служащих на случай пожара:

- в случае возгорания немедленно сообщить начальнику добровольной пожарной дружины, руководителю предприятия;

- для вызова городской пожарной команды звонить 01;

- немедленно эвакуироваться, согласно плану эвакуации при пожаре.

Под пожаротушением подразумевается комплекс мероприятий, направленных на ликвидацию возникшего пожара. Существуют следующие способы пожаротушения:

- охлаждение очага горения или горящего материала ниже определенных температур;

- изоляция очага горения от воздуха или снижение концентрации кислорода в воздухе путём разбавления негорючими газами;

- торможение (ингибирование) скорости реакции окисления;

- механический срыв пламени сильной струей газа или воды

- создание условий огнепреграждения, при которых пламя распространяется через узкие каналы, сечение которых ниже тушащего диаметра.

Для достижения этих эффектов применяют различные огнетушащие вещества и составы (называемые в дальнейшем средствами тушения). В настоящее время в качестве средств тушения используют:

- воду, которая может подаваться в очаг пожара сплошнымиили распыленными струями;

- пены (воздушно-механическая различной кратности и химическая), представляющие собой коллоидные системы, состоящие из пузырьков воздуха (в случае воздушно-механической пены) или диоксида углерода (в случае химической пены), окруженных пленками воды;

- инертные газовые разбавители (диоксид углерода, азот, аргон, водяной пар, дымовые газы);

- гомогенные ингибиторы - низкокипящие галогеноуглеводороды (хладоны);

- гетерогенные ингибиторы - огнетушащие порошки;

- комбинированные составы.

Проектирование противопожарного водопровода производят в соответствии со СНиП 2.04.02-84 "Водоснабжение. Наружные сети и сооружения" и СНиП 2.04.01-85 "Внутренний водопровод и канализация зданий". Для отбора воды из наружного водопровода на нем устанавливают на расстоянии 100-150 м. пожарные гидранты.

Пожарные краны должны устанавливаться на высоте 1,35 м. над полом помещения и размещаться в шкафчиках, которые должны быть снабжены пожарным рукавом одинакового с краном диаметра и длиной от 10 до 20 м, а также пожарным стволом. В жилых зданиях пожарные краны устанавливают обычно на лестничных площадках. Диаметр крана при расходе одной пожарной струи 4 л/с должен быть 50 мм, а при большем расходе - 65 мм.

В качестве первичных средств пожаротушения используют различные огнетушители, которые могут быть ручными, передвижными (установленными на колеса и перемещаемые вручную), стационарными (оборудованными гибкими шлангами и ручными стволами). Огнетушители маркируют знаками, обозначающими состав заряда огнетушителя и его емкость (например, 10-литровый порошковый огнетушитель - ОП-10). В настоящее время выпускают следующие огнетушители:

- порошковые с зарядами ПСБ-3, П-2АП, "Пирант А", ПФ: ручные ОП-1 "Момент 2", ОП-2Б, ОП-5, ОП-8Б, ОП-10А,ОП-10 "Прогресс", ОП-10 (закачной), ОП-50 (закачной);передвижные ОП-50; стационарные ОП-250;

- пенные: ручные ОХП-10 (химпенные), ОХВП-10 (химпенные и с зарядом воздушно-механической пены), ОВП-10 (воздушно-механическая пена), ОВП-5; передвижные ОВП-10; стационарные ОВП-250;

- углекислотные с зарядом диоксида углерода: ручные ОУ-2,ОУ-5; передвижные ОУ-25, ОУ-80, ОУ-400.

По степени опасности развития пожара предприятия по переработке полимеров относят к третьей группе помещений [20].

После установления группы помещения устанавливаются параметры установки по таблице 5.1 [20]. Для обеспечения пожаробезопасности в соответствии с таблицей 5.2 на территории цеха необходимо разместить оросители. Расход воды определяется по формуле (5.1):

Q=I·S•n (5.1)

где Q - расход воды, л/с;

I - интенсивность орошения, л/(м² с);

S - площадь для расчета расхода, м²;

n - количество оросителей.

Таблица 5.1. Параметры водопенных установок пожаротушения.

Группа	Интенсивность орошения, л/(м2 с)	Площадь орошения спринклер, м2	Площадь для расчета расхода, м2	Время работы установки, с	Расстояние между оросителями, м
	воды	раствор ПО
1	0,08	--	12	120	30	4
2	0,12	0,08	12	240	60	4
3	0,24	0,12	12	240	60	4
4	0,3	0,15	12	360	60	4
5	0,32	0,16	9	180	60	3
6	0,4	0,24	9	180	60	3
7	1	0,4	9	180	--	3

Проектирование системы защиты с использованием набора генераторов аэрозольного тушения типа "Габар-П" производится на основе расчета потребного количества генераторов (n) по формуле (5.2). Расчет может быть произведен для генератора типа Габар-П-10:

(5.2)

где q_h = 0.05 кг/м³- нормативная огнетушащая концентрация АОС, кг/м³;

V = 7257.6 м³ - объем помещения, м³;

Q = 10 кг - масса заряда ТТК одного генератора, кг;

K₁ = 1,3 - коэффициент, учитывающий неравномерность заполнения помещения;

K₂ = 1,6 - коэффициент, учитывающий негерметичность помещения.

По значению показателя токсичности продуктов горения по ГОСТ 12.1.044 [16] полипропилен относится к классу высокоопасных. При тушении сырья (полипропилен низкого давления) необходимо пользоваться промышленными противогазами марки «В» с фильтром или изолирующими противогазами для защиты от фтороводорода и окиси углерода, выделяющихся при горении. Температура воспламенения полипропилена - 440єС.

Контрольной станции, передающий сигнал и включающей световую и звуковую сигнализацию, а также автоматические установки пожаротушения и дымоудаления.

6. Промышленная экология

6.1 Нормативно-правовая база

Охрана окружающей природной среды и рациональное использование ее ресурсов в условиях развития научно-технического прогресса и бурного роста промышленного производства стала одной из актуальнейших проблем современности.

В Законе Республики Казахстан от 15 июля 1997 года N 160-1 «Об охране окружающей среды» в ст. 35 излагается необходимость экологического нормирования, целью которой является установление, научно обоснованных предельно допустимых норм воздействия на окружающую среду, гарантирующих экологическую безопасность и охрану здоровья населения, и, обеспечивающих предотвращение загрязнения окружающей среды, воспроизводство и рациональное использование природных ресурсов.

В основные задачи экологического нормирования входят:

- установление экологических норм и определение их влияния на здоровье человека, охрану, воспроизводство и рациональное использование природных ресурсов;

- установление предельно допустимых величин и уровней вредных воздействий на окружающую среду.

Не допускается завышение установленных нормативов качества окружающей среды или замена их на временные и заниженные нормы.

Допускаются изменения величин нормативов в сторону ужесточения в зависимости от конкретных экологических условий территорий.

Утвержденные экологические нормативы являются обязательными для всех юридических и физических лиц, подлежат опубликованию и свободному распространению.

В ст. 36 [21] раскрыты основные виды экологических нормативов.

К основным видам экологических нормативов относятся:

- нормативы предельно допустимых концентраций вредных веществ в окружающей среде;

- нормативы предельно допустимых выбросов и сбросов загрязняющих веществ в окружающую среду;

- нормативы предельно допустимых уровней шума, вибрации, магнитных полей и иных вредных физических воздействий;

- нормативы предельно допустимого уровня радиационного воздействия;

- предельно допустимые нормы применения агрохимикатов в сельском и лесном хозяйстве;

- нормативы охранных, санитарно-защитных и иных защитных зон;

- удельные нормативы выброса, сброса вредных (загрязняющих) веществ;

- нормативы обращения с отходами.

Законодательство Республики Казахстан может предусматривать и иные виды экологических нормативов.

В целях охраны здоровья населения, растительного и животного мира, сохранения их генетических фондов устанавливаются нормативы предельно допустимых концентраций потенциально опасных химических и биологических веществ, загрязняющих атмосферный воздух, воду, почву и недра [21].

В Законе Республики Казахстан от 15 июля 1997 года N 160-1 «Об охране окружающей среды» изложены экологические требования при эксплуатации объектов промышленности, энергетики, транспорта и связи, объектов сельскохозяйственного назначения и мелиорации.

Эксплуатация объектов промышленности, энергетики, транспорта и связи, объектов сельскохозяйственного назначения и мелиорации должна осуществляться с учетом установленных экологических требований и с использованием экологически обоснованных технологий, необходимых очистных сооружений и санитарно-защитных зон, исключающих загрязнение окружающей среды.

Запрещаются проектирование, строительство атомных и гидроэлектростанций на территориях с большой концентрацией населения, в сейсмически опасных зонах, традиционных местах массового отдыха и лечения населения [21].

Экологические требования при обращении с отходами производства и потребления определены в главе 10 Закона РК 15 июля 1997 года N 160-1 «Об охране окружающей среды»:

- складирование, уничтожение и захоронение отходов производятся в местах, определяемых решениями местных исполнительных органов областей (города республиканского значения, столицы) по согласованию с уполномоченным органом в области охраны окружающей среды и иными исполнительными органами Республики Казахстан, осуществляющими функции охраны окружающей среды.

- ввоз для переработки, захоронения или хранения отходов в Республику Казахстан может осуществляться только по специальному разрешению Правительства Республики Казахстан.

- запрещается импорт продукции, не имеющей технологии для ее обезвреживания или утилизации после использования.

- экологические требования при обращении с отходами, наряду с настоящим Законом, определяются законодательством об отходах и иными нормативными правовыми актами.

- образование и использование производственных и коммунально-бытовых отходов подлежат государственному учету.

В соответствии с этой главной задачей бюро экологии выполняет следующие функции:

1. Разрабатывает с участием заинтересованных подразделений, цехов, служб предприятия годовые перспективные планы мероприятий по охране природы и рациональному использованию природных ресурсов, подготавливает их к утверждению в порядке, определяемом руководством предприятия, согласовывает их с инспектирующими органами и осуществляет контроль за их выполнением.

2. Организует систематический контроль за качеством сточных вод, газовых выбросов, за содержанием вредных веществ в воздухе рабочей зоны, работой общезаводских и локальных установок очистки сточных вод и газовых выбросов, сооружений для обезвреживания и захоронения отходов производства, уровнем освещенности и шума в производственных помещениях.

3. Организует и осуществляет контроль за выполнением предписаний инспектирующих организаций по вопросам охраны природы.

4. Осуществляет методологическое руководство, координацию и контроль природоохранительной деятельностью отделов, служб и подразделений предприятия, принимает участие в рассмотрении и согласовании технологических регламентов производств в части промышленных выбросов в окружающую среду, а также норм расхода материальных ресурсов.

5. Участвует в работе комиссий вышестоящих инспектирующих организаций, обследующих состояние охраны природы на предприятии.

6. Участвует в работе комиссии по приемке в эксплуатацию промышленных объектов и производств по указаниям и в порядке, определяемом руководством предприятия.

7. Осуществляет сводный учет количества отходов, выбрасываемых в окружающую среду.

8. Организует расследование причин и последствий залповых выбросов вредных веществ в окружающую среду, разбор действий персонала и руководителей подразделений по предотвращению и ликвидации последствий залповых выбросов, подготавливает предложения руководству о мерах по недопущению подобных выбросов и наказанию виновных.

9. Подготавливает справки, доклады, проекты приказов, ответы на письма, жалобы, а также другие документы, касающиеся вопросов охраны окружающей среды [23].

В задачи службы входит также планирование средств на охрану окружающей среды. Что касается качества работы экологической службы. То залогом его повышения является активизация научно-прикладных исследований, более активное внедрение новых информационных технологий, инженерных решений, привлечение высококвалифицированных специалистов в области охраны окружающей среды..

6.2 Анализ состояния окружающей среды

В научной лаборатории НТЦ «Композиционные материалы» проводятся исследования физико-механических и технологических свойств полимерных материалов, в которых применены оборудование и процессы, исключающие образование вредных веществ или попадание их в рабочую зону.

Начато изучение особенностей термоэластопластов. Основными операциями при изучении являются:

- изготовление образцов материала с требуемыми параметрами;

- исследования их на прочность при сжатии, растяжении и изгибе;

- определение плотности, влажности, текучести, теплостойкости и других технологических параметров материала.

Лицензирование деятельности фирмы в области охраны окружающей среды регламентируются законом Республики Казахстан «О лицензировании отдельных видов деятельности», постановленном Правительством Республики Казахстан от 26.02.96 № 168. В соответствии с этими нормативно-правовыми документами лицензированию подлежат следующие виды деятельности фирмы:

- экологическая паспортизация оборудования, применяемого при исследовании;

- проведение экологической сертификации оборудования, сырья и отходов;

- утилизация, складирование, перемещение, размещение и уничтожение производственных и иных отходов.

Объектом исследования в данном дипломном проекте является термоэластопласт.

Также некоторые типы ТЭП - композиций производятся твердофазной полимеризацией, например, на основе дивинилстирольных каучуков и полистиролов по ТУ 2243-154-00300209-2001. Кроме полимеров композиции содержат мягчители, наполнители, парообразователи (для вспенивающихся композиций) и другие ингредиенты, изначально подобранные таким образом, чтобы обеспечить практически безвредное производство. Композиции выпускаются в гранулах с размерами от 2 до 10 мм, что в свою очередь не способствует запылению помещения и не требует установки пылеуловителей. Воздух в рабочей зоне остается чистым на протяжении всего рабочего времени.

Термоэластопласт - представитель полиолефинов - является безопасным с точки зрения экологии и токсичности полимером. Термоэластопласт может иметь слабый парафиноподобный запах или может вообще его не иметь. Вещества, которые могут мигрировать из него, являются практически безвредными. Термоэластопласт не обладает способностью образовывать токсичные соединения в воздушной среде и сточных водах в присутствии других веществ или факторов при температуре окружающей среды.

При производстве изделий в процессе переработки материалов может происходить выделение газообразных продуктов (уксусная кислота, оксид углерода, аэрозоли и эфиры). Работа с термоэластопластами в лабораторных условиях позволяет не допустить перегрева материала, тем самым избежать большого количества выбросов токсичных веществ [22].

Устройства контроля и регулирования технологических операций для локализации выделяющихся веществ предусмотрена система вытяжной вентиляции, отвечающая требованиям ГОСТ 12.4.021-75.

Источником энергии для работы машин служит электричество, таким образом исключены выбросы в атмосферу, которые образуются при использовании тепловой энергии в топливно-энергетическом комплексе при сжигании топлива. Все это, безусловно, будет являться преимуществом любого завода по производству пластмассовых изделий, так как не требует огромных затрат на выплаты за загрязнение окружающей среды, а только осуществляет плановые платежи.

Температура в рабочем помещении в холодный период поддерживается оптимальной в пределах 18-20 єС от местного отопления. Тепловое излучение, исходящее от лабораторного оборудования, практически отсутствует. В теплый период излишний нагрев рабочей зоны устраняется с помощью стационарных или передвижных вентиляторов.

Термоэластопласт, соответствующий ТУ, запускается в производство, после выдачи лабораторией заключения о годности.

Готовая продукция из термоэластопластов не выделяет в окружающую среду токсичных веществ, не оказывают вредного воздействия на организм человека. Радиоактивные излучения исключены. Готовая продукция должна обеспечивать требования ГОСТ Р 51958 - 2002.

6.3 Утилизация и ликвидация полимерных отходов

При переработке термоэластопластов образуются отходы возвратные и безвозвратные отходы сырья. Возвратные потери могут использоваться вторично для производства изделий. В случае изменения свойств полимера его вторичное использование не возможно и возникает проблема утилизации отходов.

Производственные отходы на предприятиях, производящих полимеры, не превышают 0,3-0,5% от объема выпуска и утилизируются самостоятельно предприятиями [25].

Однако уничтожение полимерных отходов является не менее сложным и дорогостоящим, чем их производство, поэтому эти отходы вместе с другим мусором складируют на свалки. Содержимое свалок, постепенно разлагаясь, отравляет окружающую среду продуктами распада, и, хотя полимеры и являются достаточно инертными компонентами мусора, они также постепенно разрушаются, выделяя опасные для живых организмов вещества, в том числе сверхтоксичные соединения диоксинового и фуранового ряда.

Для решения проблемы переработки полимерных отходов необходимо решение следующих задач:

- разработка прогрессивных технологий переработки полимеров, но менее дорогостоящих, чем её зарубежные аналоги;

- проектирование необходимого оборудования, и модернизация уже функционирующих мощностей;

- анализ номенклатуры и источников отходов, определение возможной номенклатуры продукции из отходов и ее потребителей;

- разработка технологических процессов утилизации отходов и сопутствующей нормативной документации;

- создание мобильных опытных производств или модернизация уже существующих для переработки отходов.

Утилизация отходов термоэластопластов возможна всеми известными для термопластов способами [26].

- переработка отходов в полимерное сырьё и повторное его использование для получения изделий;

- сжигание вместе с бытовыми отходами;

- пиролиз получение жидкого и газообразного топлива;

- захоронение на полигонах и свалках в составе бытовых отходов.

Утилизация имеет целью использование полезных свойств отходов или их компонентов (повторно). Отходы выступают в качестве вторичного сырья.

В первом случае полезную продукцию изготавливают термомеханическими методами: экструзией, экструзионно-прессовым и вальцево-прессовым методами или методом непрерывного литья под давлением, применяемым для переработки полимерных материалов с неоднородными реологическими параметрами. Основное требование к продукции - большой срок эксплуатации, по крайней мере не менее 20 лет, чтобы ограничить ее попадание на полигоны ТБО и на следующую переработку.