Разработка технологического процесса производства изделий из термопластов, армированных стекловолокном

4. Гранулятор

Гранулятор предназначен для вытяжки и резки стренг на гранулы заданных размеров. Основными составными узлами гранулятора являются:

- гранулирующая головка с неподвижным горизонтальным ножом и фрезой;

- основание, на котором установлен электродвигатель постоянного тока.

Вращение вала электродвигателя через клино-переменную передачу передаётся фрезе, которая режет стренги поступающие в гранулятор.

Определение мощности, затрачиваемой на резание стренг стеклонаполненного полиамида.

Исходные данные:

Q - требуемая производительность - 130 кг/час,

N - количество стренг, шт-14

Р - плотность при температуре 80°С - 1,4 г/см³.

L - длина гранул, мм - 3,5

Dп - диаметр гранул, мм - 2_5

Т - сопротивление материала срезу - 130 МПа.

Dф - диаметр среза, мм - 140.

Z - количество режущих элементов фрезы - 20.

D - угол наклона элементов фрезы, рад - 6п/180°.

Электропривод - двигатель постоянного тока, регулируемый бесступенчато в пределах 100-1000 об/мин. Общая кинематическая схема: клиноременная передача-фреза - зубчатая передача - приводной валок. Площадь поперечного сечения стренг:

Fс=0,785·с1п·14

F2=0,785·2² 14=43,96 мм2

FЗ=0,785·3³ 14=98,91 мм²

F4=0,785·4² 14=175,84 мм²

F5=0,785·5² 14=274,75 мм²

Линейная скорость стренг при производительности 130 кг/час:

Wс=(Q/Fnр)·(1000/3600);

W2 = 130/(43,96·1,36)·(1000/3600) = 0,694 м/с

W3 = 130/(98,91·1,36)·(1000/3600)=0,308 м/с

W4=130/(175,84·1,365)·(1000/3600)=0,173 м/с

W5 = 130/(274,75·1,365)·(1000/3600)=0,11 м/с

Частоты вращения фрезы при различных параметрах стренг и производительности 130 кг/час.

Щ=Wn/(Z·L)·1000·60

Щ2=0,694/(20·3,5)·1000·60=594,8 об/мин

ЩЗ=0,308/(20·3,5)·1000·60=264,oб/мин

Щ4=0,173/(20·3,5)·1000·60=148,oб/мин

Щ5 = 0,11/(20·3,5)·1000·60=95,142об/мин

Сила резания: Рп=т·Fn

Р2=43,96·130 = 5714,8 Н

РЗ = 130·98,8=12858,3Н

Р4=130·175,8 = 22859,2Н

Р5 = 274,7·130 = 35717,5Н

Мощность, затрачиваемая на резание стренг:

N = 1/2PWn = 1/2т·0,785·d² ·Z·I·Щ·n=n0,785·d²·т·I·Z·Щ

N2 = (30·0,785·2²·1З·3,5·20·594,85·0,104·9,81)/(2·1000)=26188

N3 = (30·0,785·3² ·13·3,5·20·264,5·0,104·9,81)/(2·1000) = 26200Вт

N4 = (30·0,785·4²·13·3,5·20·148,2·0,104·9,81) /(2·1000)=25299 Вт

N5 = (30·0,785·5²·13·3,5·20·1,42·0,104·9,81) /(2·1000)=25100Вт

Кроме того, необходимо предусмотреть вибросито и установку подогрева воздуха, находящиеся непосредственно у выгрузочного отверстия гранулятора. Горячий воздух необходим для конечной сушки стренг и гранул, произведённых гранулятором. Вибросито служит для просеивания гранул и их фракционирования. Частицы размером до 80 мкм -товарными не являются.

Применение вибросита и подогрева позволяет предотвратить слипание гранул, проникновение влаги в контейнеры, что недопустимо для ПА.

5. Стол со шпулярником. Весы

Металлический стол, имеющий размеры 2х1,5-площадь, высотой 130 см предназначен для установки и фиксирования на своей поверхности шпулярника, который в свою очередь предназначен для крепления катушек с непрерывным стекловолокном (в случае введения стекловолокна непосредственно в зону расплава).

6. Устройство обдувочное

Устройство предназначено для обдува стренг, вышедших из ванны охлаждения горячим воздухом, для очищения и осушения поверхности стренг от капель воды. Оно устанавливается между ванной охлаждения и гранулятором.

Отечественной промышленностью выпускается обдувочное устройство объёмной подачи воздуха с помощью вентилятора со следующими характеристиками;

Объёмная подача вентилятора, м³/час-780

Давление на выходе вентилятора, Па-2600

Мощность асинхронного двигателя привода вентилятора 2830 об/мин, 300В,-1,1 кВт

Габариты, мм - 520x820x1275

Масса, кг - 110

7. Бункер

Бункер, расположенный непосредственно над экструзионной установкой служит для временного хранения предварительно подготовленной сухой смеси термопласта с добавками, или если введение наполнителя непосредственно в цилиндр не предусматривается, то под смесью понимают смесь термопласта с мелкорубленным стекловолокном и добавками. Бункер рассчитан на 100 кг сыпучего материала насыпной плотностью менее 0,3 г/см³.

8. Питатель горизонтальный

Питатель шнековый служит для равномерной подачи и дозировки материала для экструзии, который находится в бункере.

9. Измельчитель

В процессе экструзии, на стадии формования стренг, их охлаждения и гранулирования неизбежен обрыв стренг, это приводит в брак достаточно длинные отрезки стренг. Теоретически, их переработка возможна в грануляторе путём прямой подачи, но это может привести к поломке других стренг, износу ножей гранулятора.

На участке литья предусмотрен измельчитель технологических отходов ИПР-300, способный переработать 300-400 кг/час отходов термопластичных материалов. Предлагаю отходы линии стеклонаполнения, отходы участка литья стеклонаполненных термопластов перерабатывать вместе в рассмотренном выше измельчителе.

Методы контроля

1. Производительность линии измеряется трёхразовым взвешиванием на весах РН-50Ш13П ТУ25-663-70, проб гранул, отобранных за 2 минуты на выходе из вибросита при установившемся режиме в течение 1 часа.

Принимается средне арифметическое значений трёх взвешиваний. Время измеряется секундомером. Расчёт производительности производится по формуле: С = 30·Спр,

где С - производительность линии, кг/час;

Спр - масса проб, отобранных за 2 минуты, кг.

2. Проверка качества гранул производится предприятием заказчиком на соответствие размеров полученных гранул данным, указанным в сопроводительной документации. Размер гранул измеряется штангенциркулем.

3. Электроснабжение линии проверяется на соответствие расчётным данным по показаниям приборов сети электроснабжения.

4. Объёмный расход воды измеряется манометром дифференциальным мембранником показывающим расход воды м*3/час. Класс точности-4 ГОСТ 18140-77.

3.2 Разработка ТП изготовление изделий из термопластов

В настоящей главе проектируется участок литья под давлением изделий из стеклонаполненных термопластов, который находится в типовом цехе по переработке термопластов. В цехе имеется 25 литьевых машин; производительность цеха - 750 тонн литьевых изделий в год, 10-15% из которых составляют изделия из армированных термопластов. При средней производительности литьевой машины 30 тонн/год, производительность участка-до 100 тонн/год изделий из армированных термопластов.

Номенклатура разрабатываемых изделий представлена на листе №1. Проектируется производство этих изделий на участке, состоящем из 3-х литьевых машин, и технологический процесс производства этих изделий из стеклонаполненного полиамида-ПА-6,6. Исходными данными для выбора основного и вспомогательного оборудования являются масса, геометрические размеры и форма, тип изделия, материал изделия, технологичность изделия и материала, а также программа выпуска изделий, сроки поставки.

Разработка технологического процесса (ТП) изготовления изделий выполнена согласно ГОСТ 14301-83 (ЕСТПП); разработка маршрутной карты по ГОСТ 31121-83(ЕСТПП). Для изготовления изделий применим метод литья под давлением, который представляет собой типовой технологический процесс на стандартной литьевой машине по специальной технологии с учётом особенностей конструкции изделия и применяемого материала.

Технологический процесс получения изделий состоит из отдельных стадий, которые выполняются для любых изделий, в основном, в одной и той же последовательности, отмеченной в маршрутной карте. Для каждой стадии определяются необходимое оборудование, а также режимы её выполнения.

Все технологические схемы производства изделий из термопластов методом литья под давлением включают в себя следующие стадии [11]:

1. Приём, транспортирование, растаривание и хранение сырья. Входной контроль.

2. Подготовка сырья

3. Транспортирование сырья со склада в цех формования изделий

4. Формование изделий

5. Конфекционирование изделия

6. Контроль готовой продукции

7. Упаковка и хранение готовой продукции

8. Переработка отходов

Для каждой стадии необходимо выбрать оборудование, оснастку, приборное оснащение и средства измерений, вспомогательный инструмент и другое. Также необходимое число рабочих мест, уровень механизации и автоматизации ТП.

Цех, в котором находиться участок литья под давлением армированных стекловолокном термопластов, планируется расположить в заводском цеховом помещении на первом этаже, общей площадью 10000м². При этом желательно разместить линию стеклонаполнения рядом, отделив её от литьевого цеха кирпичной стеной, для уменьшения действия вредных факторов (шум, загрязнение). Помещение цеха необходимо оснастить вентиляционной системой, системами водо- и электроснабжения. Покрытие пола металлическим настилом исключить. Покрывать только кафельной плиткой. Также необходимо предусмотреть все необходимые подъездные пути к цеху.

Расчёт времени цикла формования (литья под давлением) типового изделия - «коромысло».

Время цикла формований

Tц = Ттехн+Тмаш+Твсп , где :

Ттехн - время технологическое;

Тмаш-время машинное;

Ттехн =Твпд+Твбд ,

где: Твпд-время выдержки под давлением, сек;

Твбд-время выдержки без давления, при охлаждении изделия в форме, сек;

Тмакс=Тсм+Тпо+Твпр+Тразм ,

где: Тсм-время смыкания литьевой формы, сек;

Тпо-время подвода и отвода узла пластикации и впрыска;

Тразм-время размыкания формы.

Время машинное является функцией быстродействия отдельных механизмов выбранной литьевой машины.

Примем Твсп (вспомогательные операции: смазка формы, очистка и т.д.)=0сек.

Тогда время технологическое можно рассчитать по формуле:

Ттехн=0_Л084(Н²/а)1д(0_/785(Тл-Тф)/(Тизд-Тф)) ,

где: Н - максимальная толщина стенки изделия, мм;

А - температуропроводность, м²/с;

Тл - температура литья, °С;

Тизд - температура извлекаемого изделия,°С (Тизд = Тф + 10_20°С)

Для изделия «коромысло» производимого из полиамида ПА 6,6НС30:

Н = 0,014 м

А = 1,4·10^-7 м/с

Тф = 90°С

Тизд = 110°С

Тл = 260°С

Ттехн = 0,084(0,014/1,4·10^-7)lg(0,785(260-90)/(110-90)) = 75,4 сек.

Твпд = (0,101в/А)(lgА-lg(Тизд-Тф)/(Тл-Тф))

где: В-размер впускного канала, м;

А-коэффициент формы изделия, для плоских рычагов = 1,15.

Размер впускного литникового канала примем равным 2 мм, таким образом:

Твпд = 0,101(0,002/1,8·10^-7) (ln1,15-ln(110-90)/(260-90)) = 5,1сек.

Таким образом,

Твбд = 75,38-5,11 = 70,27 сек.

Рассчитанное значение выдержки изделия при охлаждении Твбд является высоким, вследствие большой протяжённости изделия.

Для литьевой машины ДБ3130-125:

Тсмык = Тразм = 4сек; Тпо = 2сек;

Твпр = 2сек; Тмаш = 4·2 + 2 + 2 = 12сек.

Время цикла формования данного изделия будет равно:

Тц = 75,38 + 12 = 87,38сек.

В [10] и [8] приведены различные методы теоретического определения времени цикла литья, и они в значительной степени различаются. Можно сделать вывод о необходимости отработки временных режимов литья на практике.

Для других трёх изделий, учитывая их размеры, приблизительно можно принять время цикла литья:

1."Корпус" - Тц = 60 сек;

2."Крышка" - Тц = 60 сек;

3.'Зубчатое колесо" = 90 сек.

Кроме того, на примере типового изделия - "Коромысло", расчёт Тц для которого был приведён выше, можно рассчитать потребность в исходном материале за 1 час работы литьевой машины Д3130-125:

1. Масса отливки: Мотл = 1,15·Мизд·n = 1,15·15·6=103г/цикл.

2. Количество циклов за 1 час работы литьевой машины: Qлм=41·103=4223 г/час- часовая производительность машины. (Мц=60/Тц=41 цикл/час)

3. Часовая потребность в материале:

Мпотр = Мизд+Мизд(Кбс+Кбу+Кбпо+Кбо+Кво);

Технологические режимы формования изделия

Технологическими параметрами литья под давлением являются температура формы Тф, температура материального цилиндра Тмц, давление литья Рл, время цикла формования Тц.

Полиамид- кристаллизующийся термопластичный полимер, поэтому для него Тф выбирается на 40-60°С ниже температуры плавления. Также Тф зависит от свойств материала (рисунок 3.1)

Рисунок 3.1 - Термомеханическая кривая кристаллизующихся термопластов.

Кристаллизующиеся термопласты из-за различной структуры кристаллитов, т е морфологии полимеров, дают разную структуру отформованного материала. В области 1-мелкокристаллическая структура, и как следствие получаемые изделия будут обладать высокой прочностью и большим удлинением при разрыве. Область 2 -получение твёрдых, но более хрупких изделий, из-за крупнокристаллической структуры. Эти области разделяются между собой температурой максимальной кристалличности полимера. Необходимо найти компромисс при решении конкурирующих задач:

получение высокопрочных,

жёстких и одновременно обладающих высокой ударной вязкостью,

не хрупких полиамидов.

Для полиамидов, наполненных стекловолокном рекомендуется назначать Тф=80-90°С. Для равномерности кристаллической структуры отформованного изделия Тф назначается в 90°С.

Для материального цилиндра назначается температура для трёх зон:

температура зоны 1 будет равна Тпл+10°С;

второй зоны Тпл+20°С,

третьей зоны Тпл+30°С.

То есть Тмц(1)=240°С; Тмц(2)=25Г/С; Тмц(3)=260°С.

Точность поддержания температуры ±5°С.

Давление литья в общем случае рассчитывается по формуле:

Рл = У ДРтеч г+ УДРвх.потерь + Рф

Для того, чтобы определить давление литья, для этого необходимо рассчитать потери давления в процессе течения расплава по литниковой системе литьевой формы. Поэтому необходимо воспользоваться справочной литературой, где видно, что стеклонаполненные полиамиды обладающие низкой вязкостью, перерабатываются литьём под давлением при высоких уровнях давления. Литьевая машина должна обеспечить Рл=100-140 МПа. Эти данные будут использованы при выборе оборудования для литья.

Выбор оборудования для литья под давлением

Тип литьевой машины выбирается исходя из: массы и размеров изделия, режимов литья, площади литья, материала изделия, объема производства, конструктивных особенностей изделия, требований к прочности и чистоте поверхности изделия [11].

Задачей даннного раздела является выбор литьевого оборудования- литьевой машины для формования изделий из стеклонаполненных термопластов, в которых наиболее эффективно использовалась бы мощность запирающей форму системы, пластикационная производительность, габариты плит машины при различных вариантах гнёздности формы, которая выбирается оптимальная при анализе машин с различным объёмом впрыска.

1. Расчёт величины объёма впрыска литьевой машины:



V=Миз·n·К2/р·К1

где Миз - масса изделия;

n - гнёздность литьевой формы;

К1 - коэффициент, учитывающий использование мощности машины по объёму впрыска;

Р - плотность материала изделия;

К2 - коэффициент, учитывающий массу литниковой системы;

К1 = 0,6_0,8

К2 = 1,05_1,15

Рассчитаем объём впрыска литьевой машины для изделия «коромысло» при различной гнёздности формы- n=1_10. Если это изделие производится из стеклонаполненного полиамида ПА-6НС30 и имеет массу 40г, при плотности материала р=1,36г/см ³

При n = 1, V1= (40·1,1·1) / (1,36·0,75) = 43,13см³

При n = 2, V2= (40·1,1·2) / (1,36·0,7) = 86,27 см³

При n= 3, V2= (40·1,1·3) / (1,36·0,75) = 129,411 см³

При n=4, V2= (40·1,1·4) / (1,36·0,75) = 172,55 см³

При n = 5, V2= (40·1,1·5) / (1,36·0,75) = 219,0 см³

При n=6, V2 = (401,1·6) / (1,36·0,75) = 270,58 см³

При n=7, V2= (40·1,1·7) / (1,36·0,75) = 315,68 см³

При n=8, V2= (40·1,1·8) / (1,36·0,75) = 360,78 см³

При n=9, V2= (40·1,1·9)/ (1,36·0,75) = 405,88 см³

При n=10, V2=(40·1,1·10)/(1,36·0,75) = 450,0 см³

Использование литьевых машин с большей гнёздностью формы нецелесообразно, из-за сложности конструкции изделия и т.д.

Литьевые машины для литья термопластов по ГОСТ 10767-71 имеют номинальный объём впрыска/ 16,32,64,96,125,170,250,340,500 см³ за цикл. Находим коэффициенты использования объёма впрыска этих машин, учитывая расчётную величину объёма впрыска при различной гнёздности формы:

Кn = 1 = 43,137/63=0,68

Кn = 2 = 86,274/95 = 0,9

Кn = 3 = 129,411/170 = 0,76

Кn=4 = 172,549/190=0,908

Кn = 5 = 219/250=0,87

Кn = 10 = 450/500=0,9

Следовательно, по данным расчётам лучше всего номинальный объём впрыска реализуется в 8-ми, 7-ми, 2-х, 4-х. Но данный расчёт не является объективным, так как при расчёте объёма впрыска при различных n, коэффициент К₂ учитывал использование мощности впрыска машины на 75% (К₂=0,75). В [11] отмечается, что выбор машины с требуемым узлом инжекции повышает К₂ до 0,85. При расчётах объёма впрыска, при n>5 коэффициент учитывающий массу литниковой системы выбирается максимальным К₂=1,15. Уменьшив массу литниковой системы конструктивно, можно с уверенностью сказать, что при n=3 можно использовать машину с объёмом впрыска 125 см³, при n=6 -машину с объёмом впрыска =250 см³ при n=8- машину с объёмом впрыска= 340 см³.

2. Расчёт необходимого усилия смыкания формы для формования данного изделия.

Nсмык = Рф·Sф,

где Sф - площадь формования изделия-площадь проекции изделия на поверхность плиты (формы), с учётом гнёздности;

Рф - давление формования изделия;

Nсмык - требуемое для формования усилие смыкания.

Для изделий из стеклонаполненных полиамидов давление литья составляет 100-140 МПа. Таким образом, учитывая потери давления течения и входовые потери литниковой системы формы, давление литья можно принять 140 МПа. Площадь формования изделия равна:

Sф=рR·2=3,14·2,2·2=15,21 см³

N_см= 1000·15,21 = 15205 кгс.

Из ряда типовых литьевых машин выбираем машину, которая наиболее эффективно использует мощность запирающей системы:

Коэффициенты использования мощности запирающей форму системы:

К₂₅=15,205/25=0,608 ;

К₅₀=3·15,205/50=0,91

K₁₆₀=10·15,205/160 = 0,95

Несмотря на высокие расчётные показатели использования мощности запирающей системы, ограничения по объёму впрыска не дают возможности применить максимальную гнёздность формы. При n=1 V₁=43см³ и реально можно использовать машину с номинальным усилием запирания формы 500кН, аналогично:

При n = 2 V2=86 сmЗ-Nст = 1000кН (Д3130-95)

При n = 3 V2=129 сmЗ-Nсm = 1000кН (Д3130-125)

При n =4 V2 = 172,2 сmЗ-Nсm=1000кН (Д3130-190)

При n = 5 V2=219 сmЗ-Nст=1600кН (Д3130-250)

При n = 10 V2=450 сmЗ-Nст=2500кН (Д3130-500)

С учётом необходимого для формования изделия объёма впрыска, коэффициенты реализации мощности усилия смыкания формы, будут равны:

Кn = 1 = 1·15,205/100=0,15

Кn = 2 = 2·15,205/100=0,3

Кn=3 = 1·15,205/100=0,45

Кn=4=4·15,205/100=0,68

Кn = 5 = 5·15,205/160=0,

Кn=9=9·15,205/250 = 0,54

Кn=10=10·15,205/250=0,6

По данным расчёта, лучше всего номинальное усилие смыкания формы реализуется в 2-х и 4-х гнёздной форме, на соответствующем оборудовании. Сравнивая эти коэффициенты с соответствующими расчётными данными видно, что наиболее рационально использовать 2-х, 4-х гнёздную форму для формования. Использование чётного числа гнёзд в форме даёт возможность разработать уравновешенную симметричную литниковую систему, что положительно скажется на качестве изделий.

Очевидно, что с точки зрения максимального использования мощности объёма впрыска и усилия смыкания наиболее эффективно использование литьевой машины с объёмом впрыска 340см³ и усилием запирания формы 1600 кН при гнёздности 4.

Предварительный выбор оборудования для изготовления типовых изделий проводится по методике [11] на основании данных о массе изделия и средней производительности литьевых машин (см.таблицу 3.2).

Таблица 3.2

Усреднённая производительность литьевых машин, данные для выбора оборудования по усилию смыкания в зависимости от массы изделия

Тип оборудования по номинальному усилию смыкания, кН.	500	1000	1600	2500
Масса изделия, г	14-40	20-80	40-250	80-860
Производительность Кг/час Т/год	5,2 12	6,5 35	8,3 45	11,1 60
Производительность при введении добавок Кг/час Т/год	6,4 34	8 43	10 54	13 72



Итак, изделие «коромысло» имеет массу 40 г и может производиться на литьевой машине Д3130-170. Аналогично изделие «силовая планка»- 80 г Д3140-340. Изделие «крышка»- 40 г Д3132-250, так как имеет большую площадь формования.

Таким образом, зная продолжительность цикла литья, массу отливки, норму расхода (потерь) исходного сырья, можно определить потребность материала и производительность участка литья стеклонаполненных термопластов, состоящую из 4-х выбранных литьевых машин, будет приблизительно равна:

Пр=Пр1+Пр2+ПрЗ+Пр4,

где Пр1-4 - производительность литьевых машин, кг/час

Производительность литьевых машин рекомендуется принимать согласно данным для полистирола

Пр=9,2+12+12+15=48,2 кг.

3.2.1 Разработка маршрутной карты. Технические вопросы

1 - Приём сырья

Технологический процесс производства изделий на литьевом участке переработки стеклонаполненных термопластов следует организовать таким образом, чтобы избежать больших транспортных затрат.

Термопласт должен поступать на участок литья в контейнерах размером 1,5х 2,0x1,5 м. Эти контейнеры сделаны из стали и представляют собой типичный для транспортировки на электрокаре внутрицеховой контейнер.

Термопласт поступает на линию в виде гранул. Приём и учёт осуществляет мастер или бригадир участка. Контролируется уровень насыпанного в контейнер материала, который должен соответствовать массе, необходимой для непрерывной работы литьевых машин участка. Предварительно завешенное сырьё засыпается в контейнер, уровень материала- маркируется. Производительность литьевого участка по переработке стеклонаполненных термопластов приблизительно равна 48-50 кг/час, за семичасовую смену-350 кг/смена. Рекомендуется принимать сырьё 2 раза в смену (контейнер массой 175 кг).

2. Хранение сырья

Эта стадия ТП производства изделий является наиболее продолжительной. Заводские склады рекомендуется проектировать из расчёта 10-15 суточного запаса сырья.

В данной работе предлагается использовать одно складское помещение для хранения сыпучего гранулята в силосах хранения и второе помещение для хранения гранулята в мешках в штабель и для готовой продукции.

Так как производство стеклонаполненных термопластов и производство изделий из них сконцентрировано в одном заводском цеховом помещении, предлагается использовать в качестве материала для литья под давлением гранулят, выпущенный по истечении не более 5-ти часов с момента его поступления в бункер-сушилку, то есть гранулят, не нуждающийся в сушке.

Таким образом, хранение гранулята стеклонаполненных термопластов будет проводиться непосредственно на участке литья в бункере-сушилке, с помощью которого можно полностью исключить влагопоглощение полимера, что особенно важно для полиамида. Температура в помещении поддерживается на уровне 20°С, а влажность до 50%. Для улучшения использования имеющихся площадей применяют штабелеры.

3. Растаривание сырья

В случае применения любых типов упаковок необходимо принять во внимание возможность проникновения влаги в контейнер с растаренным сырьём. В данном технологическом процессе, засыпанный в контейнер термопласт транспортируется автотранспортом (внутрицеховым) к месту, в котором произойдёт выгрузка гранулята в бункер хранения.

Но в любом случае, чтобы предотвратить проникновение влаги в контейнер, необходимо:

1. Обеспечить минимальные пути перевозки контейнеров;

2. Исключить попадание воды в контейнер особенно на участках пути прилегающих к источникам влаги и воды.

Все перечисленные требования выполняются в случае если место складирования гранулята и участок литья находятся в соседних помещениях.

При поступлении сырья со стороны, как правило в мешках, обязательно произвести контроль мешков на герметичность и проверить сопроводительные документы.

4. Транспортирование сырья

Системы транспортировки сырья предлагают два типа перемещения: транспортировку материалов с перевозящих средств (автомобили, вагоны) в промежуточные хранилища и транспортирование материалов в пределах цеха [12]. По способу транспортировки системы бывают: механические и пневматические.

В разрабатываемом технологическом процессе транспортирование затаренного в контейнер гранулята происходит внутрицеховым транспортом- электрокаром. Далее из установленного контейнера гранулят подаётся в бункер временного хранения, который, кроме того, служит сушилкой. При этом предлагается применить вакуумную пневмотранспортную систему, которая отличается малыми потерями материала, отсутствием запылённости и относительно низкой стоимостью. При расстояниях транспортировки до 300 м и высоте подъёма до 10 м, пневмотранспорт обеспечивает производительность до 7500 кг/час.

Подробный расчёт скорости воздуха в системах пневмотранспорта и общая производительность системы приведена в [10].

5. Входной контроль качества сырья

Основной контролируемый показатель качества стеклонаполненных термопластов степень наполнения волокном. При создании стеклонаполненного термопласта основными требованиями к материалу являются, прежде всего, стабильность степени наполнения и количество (массовая доля) стекловолокна, а также разброс и распределение длины волокон в грануляте, по площади гранулы.

Для определения этих показателей качества в заводской лаборатории или на специальном участке входного контроля имеется муфельная печь, способная сжигать термопластичные полимеры при высоких температурах. Исследуемый термопласт массой 30 грамм насыпается в буксу, которая помещается в печь. При полном сжигании полимерной фазы термопласта в буксе остаётся только стекловолокно. Зная массу ёмкости для сжигания полимера и имея весы с точностью измерений до 0,001 грамма, можно судить о точности процесса стеклонаполнения, взвесив ёмкость со стекловолокном и вычислив массу чистого волокна. Кроме того, с помощью оптического микроскопа можно получить информацию о качестве поверхности волокон, особенностей и характерных повреждениях структуры волокна во время переработки. Одним словом, с помощью относительно несложных приборов и измерительной техники легко определяются размеры стекловолокон и их массовая доля в полимере.

При производстве стеклонаполненного материала для изготовления рассмотренных выше изделий, степень наполнения и распределение волокон по длине реализуется с определённой точностью.

Степень наполнения ПА-6,6 стекловолокном 30% веса; минимальная длина волокон в термопласте 120 мкм; распределение волокон по размеру гранулы: 120 мкм - не более 5% веса -более 150 мкм - неограниченно; средняя квадратичная длина волокна-135 мкм.

Организационно, входной контроль качества сырья необходимо проводить при отработке технологии стеклонаполнения, после профилактического ремонта, при смене устаревших шнеков, при износе элементов материального цилиндра. Регулярно контроль качества сырья проводится 1 раз в смену, исследование плоского изображения стекловолокон отожжённых из 30 грамм термопласта

1 раз в 5 дней. При этом проводиться статистическая обработка информации.

В случае использования сырья, поставляемого другим предприятием, входной контроль предусматривает физико-механические испытания образцов изготовленных из материала прибывшей партии и проверку соответствия его стандартным параметрам.

5. Сушка сырья

При литье под давлением очень важно [13] чтобы влагопоглощение полимера, поступающего в загрузочный бункер, не превышало 0,2%, в противном случае формование затрудняется и на поверхности изделий появляются заметные разводы и другие дефекты.

В разрабатываемом технологическом процессе сырьё поступает сразу же после начала работы линии стеклонаполнения и гранулирования, которая расположена в одном заводском помещении с участком литья. Таким образом обеспечив быструю транспортировку сырья, предотвратив попадание влаги в контейнер, в цех литья поступит сырьё не нуждающееся в дополнительной сушке. Это возможно лишь в случае, когда получаемый гранулят попадает в бункер временного хранения на небольшое время (до 5-ти часов) или сразу транспортируется к участку литья, где перегружается в бункер.

6. Формование изделия

Цикл изготовления изделия в литьевой машине обеспечивается за счёт взаимосвязанной работы узлов литьевой машины и технологической оснастки:

- узел смыкания, размыкания литьевой формы;

- узел пластикации и впрыска литьевой машины;

- механизм подвода и отвода узла пластикации и впрыска; [12]

Цикл изготовления изделия в выбранных литьевых машинах производиться автоматически. Происходит смыкание формы сначала медленно, потом ускоренно, потом снова медленно, чтобы не повредить поверхность формы; перемещение механизма пластикации к форме. Материал в узле пластикации расплавляется при заданной формы. При вращательном движении шнека производиться набор заданной дозы материала в передней части цилиндра. При поступательном движении шнека вперёд, производиться впрыск расплава в замкнутую прессформу. После выдержки материала под давлением, до тех пор, пока не остынет и не затвердеет впускной литник, производит охлаждение материала в форме без давления. После чего форма раскрывается и изделие удаляется из формы выталкивателями.

Для обеспечения технологии производства изделия «коромысло» необходимо соблюсти ранее рассчитанные и аналитически выбранные параметры процесса литья. Для этого необходимо:

- установить нужную температуру материального цилиндра по зонам: Т1=240°С, T2=2504; T3=260°С.

- показатель температур на терморегуляторах должен учитывать перепад температур между стенкой материального цилиндра и перерабатываемым материалом ±5°С;

- установить величину удельного давления Р=140Мпа;

- температура литьевой формы Tф=90°С;

- частота вращения шнека выбирается 140-200 об/мин;

- установить величину выдержки материала в форме под давлением равную 5-11 сек;

- время охлаждения материала = 70 сек;

- литьевая машина настраивается на рабочий режим;

- начать отливку изделий;

- при обнаружении внешних дефектов, произвести переналадку режимов Т-Р, изменить дозировку расплава;

- после окончания работы полимерный расплав необходимо удалить из цилиндра полиэтиленом высокой прочности (ПЭНД).

термопласт стекловолокно армированный гранулят



4. Экология и безопасность производства

В настоящее время одной из важных задач в современной промышленности является [20]:

- создание благоприятной экологической обстановки на производстве;

- повышение безопасности производства;

- улучшение условий труда.

Больше внимания необходимо уделять проблемам промышленной экологии и безопасности на производстве.

В дипломном проекте раздел "Экология и безопасность" был разработан чтобы:

- обеспечить безопасность условий труда, в результате достижение максимальной производительности;

- максимально снизить опасные и вредные производственные факторы (ОВПФ), неблагоприятно влияющие на организм человека;

Охрана труда - это система законодательных актов, социально-экономических, гигиенических и лечебно-профилактических мероприятий и средств, обеспечивающих безопасность, сохранение здоровья и работоспособности человека в процессе труда.

Основной задачей охраны труда является:

- сведение к минимуму вероятности заболеваний работающего персонала;

- обеспечение комфорта при максимальной производительности труда.

В дипломном проекте разрабатывается технологический процесс изготовления изделий из термопластов, армированных стекловолокном. Анализ условий труда по изготовлению изделий проводится в соответствии с последовательностью выполнения технологических операций [20].



4.1 Безопасность процессов производства стеклонаполненных термопластов и изделий из них

Целью анализа условий труда является:

- идентификация опасных и вредных производственных факторов (ОВПФ);

- количественная оценка ОВПФ.

Опасный производственный фактор (ОПФ) - это фактор, воздействие которого на организм человека в определенных условиях приводит к травме или другому внезапному, резкому ухудшению здоровья [21-25].

Вредный производственный фактор (ВПФ) - это фактор, воздействие которого на работающего в определенных условиях приводит к заболеванию или резкому снижению трудоспособности.

Признаки опасных и вредных производственных факторов - нарушение нормального состояния элементов производственного процесса, в результате которого могут возникнуть аварии, пожары, травмы, а также возможность воздействия на организм человека. Если хоть один из отрицательных признаков присутствует в процессе производства, то это является достаточным условием для отнесения этого фактора к разряду опасных и вредных.

Реальные производственные условия характеризуются наличием некоторых опасных и вредных факторов. Полностью безвредных и безопасных производств не существует.

4.1.1 Идентификация опасных и вредных факторов производства стеклонаполненных термопластов и изделий из них

Комплексный анализ технологического процесса (ТП) выявляет опасные и вредные факторы и оценивает их количество. Влияние этих факторов может травмировать работающих людей в цехе. Анализ проводится в соответствии с ТП.

В таблице 4.1 приведены основные элементы производственного процесса, которые формируют ОВПФ.

В проведении анализа ТП было выявлено, что элементы производственной среды, предметы и продукты труда содержат в себе различные опасные и вредные производственные факторы.

Таблица 4.1

Качественная идентификация опасных и вредных факторов

№	1. Технологический процесс получения стеклонаполненного гранулята
	О.В.П.Ф.
	Наименов. операций	Материалы сырьё, комплект. изделия	Уровень механизации	Оборудование, приспособления, инструменты	Готовы изделия	Производст-венная среда	Окруж. среда
1	Приём и хранение сырья	Гранулы полиамида ПА-6,6	Автомати-зирован	Пневмотранспорт Электрокары	Мешки с гранулами ПА-6,6	Пыль, механические травмы	Пыль
2	Входной контроль качества сырья	Гранулы ПА-6,6	Вручную	Вискозиметр РВ-6 разрывные машины ИИРТ	Россыпи гранул ПА-6,6	Электроопас-ность механические травмы нагретые элементы	Пыль
3	Растаривание сырья	Гранулы ПА-6,6	Автомати-зирован	Растарочные машины	Гранулы ПА-6,6	Пыль ПА-6,6	Пыль ПА-6,6
4	Сушка сырья	Гранулы ПА-6,6	Автомати-зрован	Сушка горячим воздухом, вакуум, сушилки	Гранулы ПА-6,6	выход летучих в виде пара, электроопасно	летучие мономеры ПА6,6
5	Дозирование материалов	Гранулы ПА-6,6	Автомати-зирован	Шнековые питатели Весы	Гранулы ПА-6,6, стекло-волокно	Пыль, электро-опасность	Пыль
6	Смешение компонентов (предварит.)	Гранулы ПА-6,6 стекловолокно	Автоматизирован	Роторный смеситель	Гранулы ПА-6,6, стекло-волокно	Пыль, шум, вибрация электро-опасность	Пыль ПА-6,6
7	Загрузка сухой смеси в бункер экструдера	Гранулы ПА-6,6 стекловолокно	Вручную	Пневмотранспорт, бункер-силос	Гранулы ПА-6, стекловолокно	Пыль, механические травмы	Пыль ПА-6,6
8	Экструзия, Введение волокна	Гранулы ПА-6,6, стекловолокно	Автоматизирован	Экструдер 4П63-20	Гранулы ПА-6,6 стекловолокно	Электроток, высокие температуры, шум, выход летучих	Выход летучих: окись углерода, мономеры полиамида
9	Охлаждение жгутов	ПА-6,6	Автоматизирован	Ванна, обдувочное устройств	Жгуты ПА-6,6	Электроток, механические травмы, пары загрязнённой воды	Загрязнённая вода
10	Гранулиро-вание	ПА-6,6, стекловолокно	Автоматизирован	Гранулятор, режущий, инструмент, фреза	ПА-6,6 , стекловолокно	Запылённость, шум, вибрация, электроток
11	Транспор-тировка полуфабриката	ПА-6,6	Автоматизирован	Пневмо-транспорт	ПА-6,6	Шум
12	Переработка отходов	ПА-6,6, наполненный	Автоматизирован	Измельчитель ИПР-300	ПА-6,6, стекло-волокно	Запылённость, вибрация, шум
13	Хранение продукта полуфабриката	Гранулы ПА-6,6		Силосы заводского хранения	Гранулы ПА-6,6
2. Технологический процесс производства изделий из армированных термопластов.
14	Входной контроль качества	Гранул ПА-6,6	Вручную	Муфельная печь, оптический микроскоп	Гранулы ПА-6,6	Высокие температуры, выход, летучих	Выход летучих: моно меры ПА-6,6
15	Сушка Сырья	ПА-6,6	Автоматизирован	Сушильные камеры	ПА-6,6	Высокие температуры Электро-опасность, летучие	Выход летучих: моно меры ПА-6,6 окись углерода
16	Загрузка полуфабр. в литьевую машину	Гр ПА-6,6	Автоматизирован	Пневмо-транспорт Ленточные податчики,	Гранулы ПА-6,6	Запылённость шум	Пыль
17	Литьё под давлением	ПА-6,6	Автоматизирован	Литьевая машина ДБ 3130125	Готовые изделия	Высокие температуры Выход летучих мономеры ПА-6,6	Выход летучих мономеры ПА-6,6
18	Механическая Обработка	Готовые изделия	Вручную	Фрезерный станок	Готовые изделия	Механические травмы, электротравмы, Шум, Пыль	Пыль полиамида
19	Переработка отходов	Отходы процесса литья ПА-6,6	Автоматизирован	ИПР-300 измельчитель	Агломерат ПА-6,6	Запылённость Вибрация, шум	Пыль полиамида
10	Контроль качества готовой продукции	Готовые изделия	Вручную	Разрывная машина, испытательный стенд	Готовые изделия	Механические травмы - шум
20	Хранение готовой - продукции		Готовые изделия упаков-е в картонные коробки		Склад	Готовые изделия Упакованные в коробки

(пп. 1-3) аналогично этапу №1

Таблица 4.2

Качественная характеристика ОВПФ производства

	ОВПФ Производства	Наименование операции (№ по таблицы)	Значение действующ. фактора (час)	Регламентир. нормами предельно допустимое значение	Продолж. воздействия (час)	Вероятн. воздейств.	К-во работ-х, подверж. воздейст.
		Этап 1	Этап 2
1	Выход летучих (загазованность)	6,10,11	4,5,7	7	15 мг/м3	7	7/7	10
2	Выход пыли (запылённость)	7,8,9,10, 5	8,9,6	7	20-50м г/м3	7	2/7	15
3	Шум	1,2,8,9 10,11	1,2,6. 7 8,9	7	Не более 110 дБ	7	1/7	15
4	Высокая температура поверхности оборудования	4,6,10	4,5,7	7	Не более 45 °С	7	1/7	10
5	Опасность поражения электротоком	1,2,4,6 7,8,9,1 0	1,2,5, 8 9	7	Поражение при 20 25 мА	7	0,3/7	15
6	Загрязнение воды	11				7	0	0

Величины выбросов при экструзии и гранулировании полиамида ПА-6 выше, чем при изготовлении изделий из ПА-6,6 . Это объясняется тем, что:

1) Экструзия характеризуется более высокой производительностью. Процесс непрерывный Q =130кг/час

2) В технологическом процессе стеклонаполнения термопластов, вводят добавки дисперсных наполнителей, дозирование, смешение, транспортировка которых сопровождается попаданием пыли порошков в окружающую среду (производственную среду).

3) Дегазация расплава при экструзии обеспечивает в дальнейшем минимальный выброс летучих компонентов при литье конечного изделия.

Таблица 4.3

Характеристика вредных веществ и пылей в технологическом процессе.

Наименование	Величины выбросов (кг/час)	Пдк, Мг/м*3	Класс опасности
Летучие соединения. Не прореагировавшие Мономеры полиамида	Этап 1	Этап 2	15	3
	0,35	0,01
Пыли 1.Трихлорвин ил сульфат натрия	0,01	0,001	15	2
2.Дисульфат молибдена	0,01	0,001	18	4
3. Двуокись титана	0,62	0,05	20	4
4. Пыль полиамида	0,9	0,05	50	3

Разработка мер защиты от идентифицированных ОВПФ производства

Для устранения ОПФ и ВПФ на производстве необходимо провести мероприятия в соответствии со стандартными методами. К таким мероприятиям следует отнести:

механизация и автоматизация ручного труда;

автоматизация и механизация процессов, являющихся источником опасных и вредных факторов;

стремление к применению менее вредных веществ;

ведение всех процессов в строгом соответствии с технологическими требованиями.

1. Для обеспечения полной электробезопасности, оборудование производств снабжается заземлительными контактами и заземляется. Сопротивление заземления R3< 4 Ом. ГОСТ 12.1.030-8 [12].

2. Для уменьшения уровня шума, согласно СниП 11-12-77, ГОСТ 12.1.029-80 [2] предусматриваются следующие меры:

звукопоглощающие экраны и конструкции;

глушители шума, звукопоглощающие облицовки;

применение наушников, берушей;

правильная застройка производства;

регулярное проведение осмотра оборудования, подтягивание гаек и болтов, устранение дребезжащих помех.

3. Для предотвращения травм работающего персонала (ожогов):

защита нагретых частей кожухами;

выдача перчаток;

применение различных ограждений и экранов, устанавливаемых на сопловые части экструдера и литьевой машины.

4. Для избежания механических травм персонала от воздействия подвижных частей (механизма запирания литьевой машины, подъёмного крана, движущихся внутрицеховых транспортных средств) необходимо строго и правильно обозначить транспортные пути. На полу маркируются краской яркого цвета наиболее опасные части транспортных путей, их необходимо оградить решётчатыми ограждениями (материал- сталь 3 , сетка 1x1 мм). ГОСТ 12.4.026-76 [6].

5. При монтаже и сборке оборудования, которое подвержено колебаниям и вибрации, применять амортизирующие прокладки, поглощающие колебания. ГОСТ12.1.012-90 [4].

6. Для предотвращения стока загрязнённой воды и её интенсивного, применяют циклическое охлаждение. В данном случае основной источник загрязнения воды - пыль полиамида. Она не является токсичной. Очистку производят путём установки пористых фильтров. Размер улавливаемых частиц < 0,01 мм.

7. Естественное и искусственное освещение должно соответствовать требованиям СНиП 23-05-79. Для местного освещения применять светильники установленные на оборудовании.

8. Необходимо соблюдение эргономических требований согласно ГОСТ 12.2.033-78 [13].

9. Для защиты от воздействия выделяемых при переработке летучих и пыли: проводят дегазацию расплава термопласта на этапе экструзии; откачка газов и пыли при помощи вытяжных устройств. СНиП 2.04.05-86 [11].

Необходимо установить в местах наибольшей запылённости и загазованности местные отсосы. Такими местами, как правило, являются: растарочная машина, рабочее место дозирования и взвешивания, зона экструзионной головки; сопловая часть литьевой машины и участок переработки отходов.

Для очистки воздуха от пыли применяют пылеуловитель типа «Циклон». Если скорость воздуха =2,5-3 м/с, и количество очищаемого воздуха 4м³/сек, то оптимальный диаметр цилиндра пылеуловителя будет равен: Dy=0,8 м, при средней скорости 2,75 м/с.

Высота корпуса: Н = (1,5-2); Н= 1,2_1,6 м. Угол, необходимый для оптимальной эффективности очистки, есть угол между горизонталью и направлением введения пыли в пылеуловитель, равен: б= 11°-20°;

Внутренний диаметр «Циклона»: dвн=0,48 м.

Производительность пылеуловителя: Qп= 14400 м³/час.

Эффективность очистки 0,83-0,95 при среднем диаметре частиц 10 15 мкм.

При вакуум дегазации, не прореагировавший мономер, имеющийся в полимере при температурах порядка 200°С начинает испарение и с помощью системы вакуумирования выводится из цилиндра экструдера, где конденсируется.

При вакуумировании расплава полимера эффективность поглощения газов, паров и летучих до 98%. При этом утечки летучих соединений 0,36 кг/час - попадает в помещение цеха. Если считать эффективность вытяжной системы на рабочем месте равной 70%, то 1,28 кг/час - попадает в помещение цеха. Остаток пыли и летучих соединений нейтрализуется общей системой вентиляции.

4.2 Устойчивость производства в чрезвычайных ситуациях (ЧС)

Таблица 4.4

Влияние факторов технологического процесса, способствующих возникновению ЧС

ФАКТОР	ЧС
1. Запылённость, утечка летучих веществ в результате деструкции полимера, при экструзии или литье под давлением, утечка взрывоопасных веществ при деструкции полиамида.	1. Отравление парами, обслуживающего персонала. 2.Взрыв горючей смеси. 3. Пожар.
2. Короткое замыкание электропроводки и искрение электрических частей оборудования. 3. Поломка узлов оборудования.	1. Короткое замыкание. 2. Пожар. 3. Взрыв, отравление персонала, увечия.

1. Общие требования безопасности к производственным процессам определены ГОСТ 12.3.002-75 [5]. Производственное оборудование должно соответствовать требованиям ГОСТ 12.2.003-74 [9]

2. Требования к естественному и искусственному освещению должны удовлетворять нормам и правилам СНиП 23-05-95 [10] . Для общего освещения производственных помещений механических цехов рекомендуется применять преимущественно люминесцентные лампы типа ЛБ и ЛД со светильниками типа ОД и ПВЛ. Для местного освещения должны использоваться светильники с непросвечивающими отражателями с защитным углом не менее 30°. Кроме того должны быть предусмотрены меры по снижению отражательной блёсткости. Чистка стекол, оконных проемов и световых фонарей должна производиться не реже двух раз в год.

3. Предельные величины шума на рабочих местах регламентируются ГОСТ 12.1.003-83 [3]. Эти нормы построены на принципе предельных спектров (предельно допустимых уровней звукового давления в октановых полосах частот), однако в ряде случаев допускается применение уровней звука в дБ.

4. Необходимо также предусмотреть средства пожаробезопасности в соответствии с ОНТП 24 - 86 [14]. Для тушения пожаров водой по ГОСТ 10.1.004-85 используются внешние и внутренние трубопроводы, а в качестве первичных средств пенные огнетушители ОХВП-10, углекислотные огнетушители ОУ-2, ОУ-5.

5. Согласно ГОСТ 12.1.005-88 [7] устанавливается комплекс оптимальных и допустимых метеорологических условий для рабочей зоны помещения, включающей значение температуры, относительной влажности и скорости движения воздуха. Для категории 16 - легкие физические работы, при которых энерго затраты составляют 121-147Вт оптимальные нормы параметров микроклимата приведены в таблице 4.5.



Таблица 4.5

Оптимальные нормы температуры и скорости движения воздуха в рабочей зоне производственных помещений

Период года	Категория работ 16	Оптимальная температура, °С	Оптимальная скорость движения, м/с
Холодный	Легкая	21-23	<0,1
Теплый	Легкая	22-24	<0,2

Физиологически оптимальной влажностью воздуха в рабочей зоне является влажность в пределах 40-60%.

Рациональная организация рабочего места и оснащение его вспомогательными устройствами в значительной степени способствует повышению безопасности технологического процесса.

Воздух рабочей зоны

В условиях производства полимерных материалов их обработки и производства изделий большое значение, с точки зрения загрязнения воздуха рабочей зоны имеют разнообразные пыли взвешенные в воздухе частицы твердых веществ.

Основным параметром, ограничивающим содержание вредных примесей в воздухе рабочей зоны являются их предельно допустимые концентрации ПДК. Все вредные вещества рабочей зоны и требования безопасности регламентированы ГОСТ 12.1.007-76.[9]

В соответствии с требованиями СНиП 2.04.05-86 [11] ворота, двери и технологические проемы должны быть оборудованы воздушными и воздушно-тепловыми завесами.

Для снятия статического электричества пылеприемники и воздуховоды вентиляционных установок должны иметь заземление по ГОСТ 12.1.030-81[12].

Вентиляция

Помещения в цехах и на участках обработки для обеспечения чистоты воздуха и нормализации параметров микроклимата должны быть обеспечены местной вентиляцией (вытяжные шкафы, зонты, отсасывающие устройства) для удаления вредных веществ из зоны обработки (пыли, мелкой стружки и аэрозолей СОЖ), а также должна быть предусмотрена общеобменная система вентиляции. Приточно-вытяжная система механической вентиляции, обеспечивает более устойчивый режим общего обмена воздуха по сравнению с аэрацией. Для вытяжки воздуха из небольших помещений, а также в тех случаях, когда нет возможности устроить аэрационные фонари, используют дефлекторы. Простой по конструкции и наиболее современный в аэродинамическом отношении круглый дефлектор ЦАГИ (рисунок. 4.1). Размеры дефлектора даны в долях диметра шахты.

Рисунок 4.1 -Дефлектор

1 - шахта дефлектора; 2 - диффузор; 3- обечайка дефлектора;4 - конус, защищающий от задувания внутрь дефлектора; 5 - защитный колпак. Д₁ = 1,25Д; Н = 1,2Д; H₁= Д; Н₂ = 0,7Д; внутрь дефлектора; 5 - защитный колпак.

Таблица 4.6

Воспламеняемость веществ, выделяемых в технологическом процессе

№ п/п	Наименование вещества	Агрегатное состояние	Температура, °С	Предельная концентрация
			Вспышки	Воспламенения	Само-воспламенения	ПДК, мг/м3
1	ПА-6,6	Твёрдое вещество			560	25,0
2	Т1О2	твёрдое			800	20,0
3	Мо52	порошок			1200	22,0
4	Трихлорвинил сульфат	порошок			1600	20,0
5	Стеорат кальция	порошок			825	17,6
6	Мономеры ПА	-	450		650	15,0

4.3 Промышленная экология

Проведение экологической экспертизы

А) при первом технологическом процессе:

Пояснение:

А) Технологический процесс гранулирования и стеклонаполнения

Б) Технологический процесс производства литьевых изделий рассмотрен на примере изделия «коромысло» масса=40гр.

Экспертиза выполнена из расчёта на 1 изделие.

Разработка мер экологической защиты окружающей среды от выбросов ТП

В технологическом процессе наполнения полимера стекловолокном, гранулирования, производства изделий и приготовления гранулята, выделяющиеся вещества собираются:

1. Местными отсосами вытяжной вентиляции;

2. Вакуум насосами из материальных цилиндров экструдера и литьевых машин;

3. Обще обменной вентиляцией.

В разрабатываемом технологическом процессе предполагается основную часть вредных выбросов обезвредить с помощью систем пыле уловления - «Циклон», систем термообезвреживания, а также при использовании адсорбционного метода каталитического окисления. Оставшиеся в воздухе частицы выбросов летучих и пыли, концентрация которых ниже ПДК, рассеиваются в атмосфере.

Рассеивание вредных выбросов в атмосферу должно учитывать допустимую концентрацию вредных веществ в приземном слое: сумма выбросов, подлежащих рассеиванию в приземном слое не должна превышать ПДК [19]. Какие бы методы очистки не применялись, полностью очистить газовый выброс от вредных включений не удаётся.

На распределение вредных выбросов в атмосфере оказывает влияние состояние атмосферы, физические свойства выбросов, вид и форма трубы, диаметр трубы, особенности местности.

Минимальная высота вытяжной трубы - это высота выброса вредных веществ при Т выброса >Т окруж.

Для обезвреживания загрязнённого воздуха при переработке пластмасс рекомендуется [19] применять следующие методы и типы оборудования:

- Сухие пылеуловители, К ним относятся все аппараты, в которых

отделение частиц примесей от воздушного потока происходит механическим путём, за счёт сил инерции и гравитации.

В разделе был произведён расчёт размеров и производительность традиционного пылеуловителя - «Циклон», широко распространённого в химической промышленности.

По данным предыдущих расчётов:

Dц=0,8 м при со=2,5-3 м/с;

Н= 1,2_1,6 м, для очистки 4м³/с;

H=(1,5-2)Dц;

Dвн= 0,6·Dц,

ниже показана схема пылеуловителя:

Рисунок 4.2 - Схема пылеуловителя «Циклон»: 1 - корпус; 2 - патрубок; 3 - входной патрубок; 4 - пылесборник

Поток пыли и газа попадает в патрубок-2 тангенциально (по касательной) к внутренней поверхности корпуса-1 и совершает вращательно-поступательное движение вдоль стенок корпуса. Частицы пыли образуют на стенках корпуса пылевой слой, который опускается под действием сил тяжести. Очищенный от пыли газовый поток покидает пылеуловитель, через входной патрубок-3.

Кроме того, для очистки газов эффективно использовать физико-химические методы очистки, основанные на поглощении газов или паров твёрдыми или жидкими поглотителями с образованием новых химических соединений, утилизируемых после очистки воздуха [19].

Каталитическое окисление воздуха заключается в нагревании загрязнённого воздуха до 300-500°С и пропускание его через систему катализаторов в присутствии которых органические вещества окисляются в СО₂.