ГЛАВА 16. СРЕДСТВА ЗАЩИТЫОТ ПРОИЗВОДСТВЕННОЙ ПЫЛИ
Одним из факторов, которые могут неблагоприятно воздействовать на человека, является повышенная запыленность и загазованность воздуха рабочей зоны. Настоящая глава посвящена изучению запыленности воздуха рабочей зоны.
ХАРАКТЕРИСТИКИ ПЫЛИ
Пыль – аэрозоль или аэродисперсная система, состоящая из мельчайших (в диапазоне примерно от 0,01 до 100 мкм) твердых частиц, взвешенных в газообразной среде. Пылеобразование имеет место при размоле, дроблении, шлифовке, переработке сельскохозяйственной продукции, сверлении, упаковке, погрузочно-разгрузочных работах и др. Высокая запыленность на рабочем месте встречается в шахтах, цементном и литейном цехах, в цехах обработки металла, в сварочном производстве, при производстве стройматериалов и т.п. (рис.16.1).
По размеру (дисперсности) пыль классифицируется на следующие группы:
- видимая пыль: грубодисперсная (размер более 100 мкм) и среднедисперсная (размер от 10 до 100 мкм);
- невидимая, высокодисперсная пыль: микроскопическая пыль (размер от 0,25 мкм до 10 мкм), ультрамикроскопическая пыль (размер менее 0,25 мкм).
По химическому составу пыль бывает органической, неорганической и смешанной, по характеру взаимодействия с человеком – токсичной и нетоксичной, по электрозаряженности – электрозаряженная и нейтральная, по взаимодействию с водой – гидрофобная и гидрофильная. Кроме того, отдельно выделяют пожаро- и взрывоопасную пыль. Например, к пожароопасной пыли относится пыль, содержащая в своем составе серу, нафталин и всевозможные красители.
Возможность воздействия пыли на человека, машины и механизмы, а также характер этого воздействия определяется такими параметрами как качественный состав пыли, ее концентрация в воздухе и время воздействия.
Рис. 16.1.Классификация производственной пыли.
ИЗМЕРЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ ПЫЛИ
В ВОЗДУХЕ РАБОЧЕЙ ЗОНЫ
Качественный состав пыли определяют экспертно на основе анализа потенциальных источников пыли. Источники пыли (станки, механизмы, материалы, люди и т.д.) содержат вещества, имеющие определенный химический состав и иные заранее известные свойства, которые можно установить путем проведения соответствующего исследования.
Для оценки возможности работы в конкретных условиях труда и допустимого стажа работы в этих условиях необходимо сопоставление фактических (ПН) и контрольных (КПН) уровней пылевой нагрузки. В случае, когда фактическое значение ниже допустимого, подтверждается возможность продолжения работы. В противном случае необходимо вычислить допустимый стаж работы в данных условиях (Т).
, (16.1)
где КПН25 – контрольная пылевая нагрузка за 25 лет в условиях соблюдения предельно допустимых концентраций;
K – фактическая среднесменная концентрация пыли;
N – количество смен в календарном году;
Q – объем легочной вентиляции за смену.
При этом величина K определяется по формуле среднеарифметической взвешенной за все периоды работы.
, (16.2)
где Ki – фактические среднемесячные концентрации пыли за отдельный i -тый период работы;
ti – i -тый период работы, когда концентрации были постоянны.
Величина Q определяется аналогично.
Методы измерения концентрации пыли подразделяются на методы, основанные на предварительном осаждении пыли (прямые) и методы без предварительного осаждения пыли (косвенные).
Методы первой группы позволяют измерять концентрацию пыли после того, как ее часть осела на фильтре. Методы второй группы позволяют измерить концентрацию пыли в самой пылевоздушной среде.
Нормативным методом измерения концентрации пыли в Российской Федерации принят «весовой метод» (ГОСТ 12.1.016-79 (2001) ССБТ). Весовой метод основывается на пропускании запыленного воздуха через предварительно взвешенный фильтр. После просасывания через фильтр запыленного воздуха фильтр взвешивается повторно. По разности масс с учетом количества пропущенного воздуха определяют концентрацию пыли.
В качестве примера методов второй группы можно привести абсорбционный. Этот метод основывается на поглощении света при прохождении его через пылегазовую среду. Имеется источник света, пылегазовая среда и приемник света. Чем выше запыленность воздуха при прочих равных условиях, тем меньше количество света дойдет от источника к приемнику.
МЕТОДЫИ СРЕДСТВА ЗАЩИТЫОТ ПЫЛИ
Как и в случаях с другими производственными факторами, защита от действия производственной пыли производится техническими средствами – коллективными и индивидуальными, организационно-техническими и организационными. При этом защита техническими средствами точно также представляет собой защиту от мощности Z тφ, защиту по расстоянию Z тρ и защиту по времени Z тτ.
Защита по мощности Z тφ источника опасности может быть классифицирована следующим образом (рис. 16.2).
Использование «мокрых» технологических процессов представляет собой применение различных способов обеспыливания: гидрообеспыливание, парообеспыливание, обеспыливание пеной в месте образования пыли.
Гидрообеспыливание оборудования – увлажнение перерабатываемых материалов и осаждение взвешенной в воздухе пыли. Осуществляется орошением очагов запыления форсунками или другими оросителями.
Парообеспыливание оборудования – осаждение взвешенных в воздухе частиц за счет конденсации пара на их поверхности и, как следствие, увеличении их размеров и массы. Осуществляется за счет подачи пара в очаг пыления.
Обеспыливание пеной – осаждение взвешенных частиц пыли на пузырьках пены за счет инерционных, гравитационных и диффузионных сил, а также улавливание частиц пыли в массе пены. Осуществляется за счет подачи пены в транспортируемый пылящий материал или непосредственно в очаг пыления.
Указанные методы применяются в случаях, когда транспортируются или перегружаются пылящие материалы. Эффективность рассмотренных процессов зависит от расположения оросителей (устройств подачи пара, пеногенераторов), расходования жидкости (пара, пены), размеров частиц и их плотности, аэродинамических свойств частиц пыли и капель жидкости (пузырьков пены) и сочетания физико-химических свойств жидкости (пены) и обеспыливаемых материалов.
Если пылеподавление невозможно по условиям технологического процесса, то используется пылеулавливание. Классификация устройства пылеулавливания приведена на рис. 16.3.
В качестве примера рассмотрим достаточно часто встречающийся сухой инерционный пылеуловитель – циклон (рис.16.4). Работа циклона основана на использовании сил инерции при изменении направления движения воздушного потока. Запыленный воздух заходит в циклон через входной патрубок по касательной к горизонтальному сечению циклона и раскручивается. Частицы пыли, раскручиваясь с воздухом под действием сил инерции, отбрасываются к стенкам сосуда, теряют скорость и под действием сил тяжести оседают в пылесборнике. Чистый воздух выходит через выходную трубу.
Рис. 16.2. Методы защиты от производственной пыли.
Рис. 16.3. Классификация средств пылеулавливания.
Рис. 16.4. Схема работы циклона.
Эффективность очистки одним пылеуловителем вычисляется по формуле:
, (16.3)
где Q н – концентрация пыли до очистки, Q к – концентрация пыли после очистки.
Эффективность очистки серией пылеуловителей вычисляется по формуле:
, (16.4)
где h i – эффективность очистки i -тым пылеуловителем.
Эффективность очистки пылеуловителями это и есть Z тφ.
При недостаточной защите пылеуловителями или невозможности их использования защиту необходимо проводить с помощью пылеудаления. Это может быть естественная или искусственная вентиляция, причем искусственная может быть как общая – на все помещение, так и местная – непосредственно в месте образования пыли.
Наиболее распространенное средство коллективной защиты от пыли, позволяющее влиять на мощность источника опасности (качественный состав и концентрацию пыли) – противопылевая вентиляционная система (аспирация).
Назначение именно аспирационных систем – обеспечить вытяжку от пылящего оборудования запыленного воздуха. Основными показателями, определяющим качество работы аспирационной системы, является объем воздуха, который она в состоянии удалить от пылящего оборудования и степень герметизации очагов пылевыделения от окружающей среды. Эффект аспирационной системы зависит от сравнения фактической концентрации пыли в воздухе производственного помещения с предельно допустимой концентрацией.
Как средство борьбы с пылью наиболее востребованы местные вытяжные вентиляционные системы, поскольку они предназначены не допускать попадание пыли в помещение, удаляя ее непосредственно от источника пылеобразования (рис. 16.5).
Местные вентиляционные системы как средство защиты от пыли реализуются в виде вытяжных шкафов, вытяжных зонтов, отсосов у станков, укрытий и т.п.
Рис. 16.5. Пункт перегрузки пылящих материалов с укрытием.
Расчет вентиляции проводится по необходимому объему удаляемого воздуха, обеспечивающего допустимое значение концентрации пыли в воздухе рабочей зоны.
Если средств коллективной защиты Z ткφ недостаточно, могут быть использованы средства индивидуальной защиты Z тиφ (СИЗ), тогда
Z тφ = Z ткφ + Z тиφ.
Средствами индивидуальной защиты от производственной пыли могут служить респираторы, маски, противогазы, спецодежда, спецобувь и средства защиты рук.
Средства индивидуальной защиты от пыли имеют маркировку. Маркировка двуцветного знака, на котором ярко-желтый и белый с желтыми горошками сектора разделены красной полосой. А – от нетоксичной пыли, В – от пыли стекловолокна, асбеста, С – от мелкодисперстной пыли. При этом используются следующие обозначения: Пс – пыль стекловолокна, асбеста, Пм – пыль мелкодисперстная, Пк – пыль крупнодисперстная, Пв – пыль взрывоопасная.
При этом одежда может иметь следующую маркировку: Пн, Пс, Пм, обувь – Пс, Пв, перчатки, рукавицы – Пк, Пс, Пм.
Защита по расстоянию опасного воздействия Z ρ состоит в использовании для транспортировки пылящих веществ герметичных средств: герметичных рукавов или труб, контейнеров, мешков из непропускающих пыль материалов и т.п. Важно то, что человек защищен от пылящих материалов.
Если по каким-то причинам невозможно защитить человека от пыли, то устанавливается сокращенное время работы Z τ.
Очевидно, что самым эффективным средством защиты является комплексная защита Z φρτ, которая возможна при автоматизации производства, когда человек удален от собственно технологического процесса и управляет им дистанционно. В этом случае он не контактирует непосредственно с оборудование и материалами и не находится под воздействием пыли.
Организационно-технические средства защиты от пыли включают в себя: предупреждающие таблички, надписи; специальную маркировку; недоступность источников опасности и защищаемых объектов; рациональное размещение рабочих мест.
Организационные методы защиты от пыли включают в себя следующие мероприятия:
- обучение работающих безопасным приемам работы;
- систематический контроль запыленности в зоне дыхания;
- контроль за поддержанием допустимых условий труда и состоянием здоровья работающих;
- медицинское обслуживание работников;
- рациональная организация труда и отдыха работающих.
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
1. Определите понятие пыли.
2. Приведите известные вам классификации пыли.
3. Укажите, какие параметры, характеризующие воздействие пылящего процесса на человека подлежат изучению при анализе вопросов обеспечения безопасности.
4. Приведите примеры методов измерения концентрации пыли в воздухе рабочей зоны.
5. Укажите основные группы мероприятий, направленных на борьбу с пылью.
6. Определите такие понятия как гидрообеспыливание, парообеспыливание и обеспыливание воздушно-монтажной пеной.
7. Приведите классификацию пылеуловителей.
8. Опишите принцип работы циклона.
9. Укажите, как оценивается эффективность работы пылеуловителей.