Безопасность труда

Для увеличения коэффициента звукопоглощения в узком диапазоне частот до очень высоких значений (порядка 0,9-0,95 и выше) применяются резонансные поглотители с резонаторами Гельмгольца, перфорированные панели на относе от стены, внутренняя поверхность которых покрыта тканью или ЗПМ, а также многослойные (2-3 слоя) резонансные панели, позволяющие получить высокие значения коэффициента звукопоглощения в широком диапазоне частот.

3.3. Промышленная вибрация

Промышленная вибрация - это колебания поверхностей, которые характеризуются виброперемещением Х (t), виброускорением A (t), виброскоростью v (t) и частотой f. В простейшем случае гармонических колебаний поверхности эти величины связаны соотношениями:

X(t) X0 sin( t );V(t ) X(t ); A(t ) V(t )

где = 2 f - циклическая частота, рад/с; - начальная фаза колебаний, рад; Xo - амплитудное значение виброперемещения, м,.

В производственной санитарии для исследования, нормирования и контроля вибрации приняты:

среднеквадратичные значения виброcкорости v, м/с;

среднеквадратичные значения виброускорения а, м/с2;

уровень виброскорости Lv дБ;

уровень виброускорения La, дБ,

которые определяются как:

	L 20 Lg	V	, L 20 Lg	а	.
		5 10 8		10 6
	v		а

По способу передачи на человека вибрация делится на общую

и локальную.

Общая вибрация - это вибрация, которая передается через опорные поверхности (ягодицы в положении сидя и ступни в положении стоя) на тело сидящего или стоящего человека.

Локальная - вибрация, которая передается на руки человека при работе с ручным инструментом (вибрация, действующая на ноги сидящего человека и на предплечья, контактирующие с вибри-

59

рующими поверхностями рабочих столов, может быть отнесена к локальной вибрации).

По временной характеристике вибрация подразделяется на:

постоянную (спектральный или корректированный по частоте контролируемый параметр за время наблюдения меняется не более чем в 2 раза или его логарифмический уровень меняется не более чем на 6 дБ);

непостоянную (спектральный или корректированный по частоте контролируемый параметр за время наблюдения меняется более чем в 2 раза или его логарифмический уровень меняется более чем на 6 дБ).

3.3.1.Действие вибрации на организм

Вибрация в зависимости от ее параметров (частота, амплитуда) может оказывать как положительное, так и отрицательное влияние на отдельные ткани и организм в целом. С физиотерапевтической целью вибрацию используют для усиления обменных процессов и кровообращения в тканях при лечении некоторых заболеваний. Однако производственная вибрация, передаваясь здоровым тканям и органам и имея значительную амплитуду и продолжительность действия, может стать фактором, оказывающим вредное влияние на человека.

Вибрация вызывает прежде всего нарушение нормального питания и обмена веществ в центральной и вегетативной нервных системах и гемодинамические нарушения. В мелких сосудах (капилляры, артериолы) возникают спастикоатонические состояния, возрастает их проницаемость, нарушается нервная регуляция, изменяется вибрационная, температурная и болевая чувствительность кожи.

При работе с ручными механизированными инструментами может возникнуть акроасфиксия (симптом мертвых пальцев) - потеря чувствительности и побеление пальцев, кистей рук. Повышается зябкость рук и появляются ноющие боли в них после работы и по ночам. Кожные покровы между приступами имеют мраморный вид. В некоторых случаях обнаруживается отечность, изменение кожи на кистях (трещины, огрубение), гипергидроз (повышенная потливость) ладоней. Характерны костно-суставные и мышечные изменения. Дистрофические процессы вызывают изменение структуры костей (остеопороз, разрастания и др.), атрофию мышц. Возможна деформация лучезапястного, локтевого, плечевого суставов с нарушением опорно-двигательной функции. Заболевание имеет общий характер, о чем свидетельствуют быстрая утомляемость, головные боли, го-

60

ловокружение, повышенная возбудимость. Возможны жалобы на боли в области сердца и желудка, повышенную жажду, похудание, бессонницу. Астеновегетативный синдром сопровождается сердеч- но-сосудистыми нарушениями: гипотонией, брадикардией, изменениями ЭКГ. При врачебном осмотре могут быть выявлены изменения кожной чувствительности, тремор рук, языка и век.

При воздействии общей вибрации более выражены изменения со стороны центральной нервной системы: жалобы на головокружение, шум в ушах, сонливость, боли в икроножных мышцах. Объективно выявляются изменения ЭЭГ, условных и безусловных рефлексов, ухудшение памяти, нарушение координации движений. Наблюдается возрастание энергозатрат и похудание. Чаще, чем при действии локальной вибрации, выявляются вестибулярные расстройства. В сочетании с шумом вибрация ведет к ухудшению слуха. При этом характерно снижение восприятия звуков не только высоких, но и низких частот. Иногда выявляются зрительные расстройства: изменение цветоощущения, границ поля зрения, снижение остроты зрения. Со стороны сердечно - сосудистой системы наблюдается неустойчивость артериального давления, преобладание гипертонических явлений, а иногда резкое падение артериального давления к концу работы. Возможны случаи спазма коронарных сосудов, развития миокардиодистрофии. Поражения костно-суставного аппарата преимущественно локализуются в ногах и позвоночнике. Действие общей вибрации может способствовать расстройствам функционального состояния внутренних органов, появлению болей в желудке, отсутствию аппетита, тошноте, частоте мочеиспускания. Патологические изменения в органах малого таза могут сопровождаться у мужчин импотенцией, у женщин нарушением менструального цикла, опущением органов малого таза, повышенной гинекологической заболеваемостью.

Начальные формы вибрационной болезни легче поддаются лечению после временного прекращения контакта с источниками вибрации, внедрения рационального режима труда, использование массажа, водных процедур. В более поздних стадиях болезни необходимо более длительное лечение и полное устранение действия вибрации во время работы.

3.3.2. Нормирование вибрации

Для ограничения воздействия промышленной вибрации на че-

ловека нормируются показатели вибрационной нагрузки на рабочих местах в установленных частотных диапазонах для общей и ло-

61

кальной вибрации в зависимости от категории вибрации, ее вре-

менной характеристики и направления действия.

3.3.2.1. Частотные диапазоны и направления действия вибраций

Нормируемый частотный диапазон частот устанавливается различным для локальной и общей вибрации:

для локальной вибрации - в виде октавных полос со среднегео-

метрическими частотами: 1; 2; 4; 8; 16; 31,5; 63; 125; 250; 500; 1000, Гц;

для общей вибрации:

в виде октавных полос со среднегеометрическими частотами: 1,0; 2,0; 4,0; 8,0; 16,0; 31,5; 63,0 Гц;

в виде третьоктавных полос со среднегеометрическими час-

тотами: 0,8; 1,0; 1,25; 1,6; 2,0; 2,5; 3,15; 4,0; 5,0; 6,3; 8,0; 10,0; 12,5; 16,0; 20,0; 25,0; 31,5; 40,0; 50,0; 63,0; 80,0 Гц.

По направлению действия общая вибрация подразделяется на:

вертикальную (координата Zo) - направление действия перпендикулярно к опорной поверхности;

горизонтальную:

координата Хo - направление действия от спины к груди;

координата Yo - направление действия от правого плеча к ле-

вому; Для локальной вибрации направления координатных осей уста-

новлены:

Xл - совпадает или параллельна оси места охвата источника вибрации;

Yл - направлена от ладони к тыльной стороне кисти руки, охватывающей источник вибрации;

Zл - лежит в плоскости, образованной осью Хл и направлением подачи или приложения силы и направлена вдоль предплечья.

3.3.2.2.Показатели вибрационной нагрузки

3.3.2.3.Категории и критерии оценки воздействия вибрации

Категории и соответствующие им критерии оценки неблагоприятного воздействия общей вибрации устанавливаются в зависимости от характеристик условий труда (табл. 3.7), а для локальной вибрации норма вибрационной нагрузки должна обеспечивать отсутствие вибрационной болезни, что соответствует категории 1 и критерию оценки неблагоприятного воздействия вибрации "безопасность".

Таблица 3.7

62

Критерии оценки неблагоприятного воздействия вибрации

	Категории
	вибрации и	Характеристика	Примеры источ-
	критерии	условий труда	ников
	оценки
		Транспортная вибрация, воздей-	Тракторы,
	Категория 1	ствующая на операторов подвиж-	бульдозеры,
	Критерий	ных самоходных и прицепных ма-	скреперы, катки,
	оценки:	шин и транспортных средств при	снегоочистители,
	"Безопас-	их движении по местности и доро-	горношахтный
	ность"	гам, в том числе и при их строи-	транспортт
		тельстве
	Категория 2	Транспортно-технологическая	Экскаваторы,
		вибрация, воздействующая на	краны промыш-
	Критерий	операторов машин с ограничен-	ленные и
	оценки: "Гра-
		ной подвижностью, перемещаю-	строительные,
	ница сниже-	щихся только по специально под-	напольный про-
	ния произво-	готовленным поверхностям про-	изводственный
	дительности	изводственных помещений, пром-	транспорт
	труда"
		площадок и горных выработок.
	Категория 3	Технологическая вибрация, воз-	Станки, кузнечно-
	тип "а"	действующая на операторов ста-	прессовое обо-
	Критерий	ционарных машин и оборудования	рудование, элек-
	оценки: "Гра-	или передающаяся на рабочие	трические маши-
	ница сниже-	места, не имеющие источников	ны, насосные
	ния произво-	вибрации	агрегаты, венти-
	дительности		ляторы
	труда
	Категория 3	Вибрация на рабочих местах ра-	Диспетчерские,
	тип "в"	ботников умственного тру-да и	ВЦ,
	Критерий	персонала, не занима-	лаборатории,...
	оценки: "Ком-	ющегося физическим трудом.
	форт"

Показатели вибрационной нагрузки - это величины, с помощью которых оценивается степень и характер неблагоприятного воздействия вибрации: риск проявления различных патологий вплоть до профессиональной вибрационной болезни.

В производственной санитарии показатели вибрационной нагрузки подразделяются на контролируемые и нормируемые и формируются из следующих параметров: виброускорения, виброскорости, диапазона частот, время воздействия вибрации.

63

Контролируемые параметры вибрационной нагрузки - параметры, которые могут быть измерены непосредственно с помощью виброизмерительной аппаратуры. К контролируемым параметрам относятся: среднеквадратичные значения виброcкорости, среднеквадратичные значения виброускорения, а также их логарифмические уровни: уровень виброскорости Lv и уровень виброускорения

La. При оценке вибрационной нагрузки на оператора предпочтительным параметром является виброускорение.

Нормируемые показатели вибрационной нагрузки - это показатели, непревышение установленных (нормативных) значений которых на рабочих местах исключает риск проявления различных патологий вплоть до профессиональной вибрационной болезни в течение всего рабочего стажа и включающие в себя как контролируемые параметры, так и параметры, которые могут быть определены расчетным путем при известных контролируемых параметрах.

Нормируемыми показателями вибрационной нагрузки на рабочих местах являются спектр вибрации и одночисловые параметры, определяемые расчетным путем: корректированное по частоте значение контролируемого параметра или его логарифмический уровень; доза вибрации; эквивалентное корректированное значение контролируемого параметра.

Спектр вибрации - это совокупность значений контролируемых параметров (среднеквадратичных значений виброускорения или виброскорости либо значений их логарифмических уровней) в октавных и третьоктавных полосах частот.

Корректированное по частоте значение контролируемого параметра (U) или его логарифмический уровень (LU) характеризу-

ют воздействие постоянной вибрации, контролируемые параметры которой не изменяются с течением времени, в зависимости от вибрационной чувствительности человека на различных частотах.

Эквивалентное корректированное значение контролируемого параметра (Uэкв) определяет вибрационную нагрузку на оператора за время Т при действии переменной вибрации, контролируемые параметры которой изменяются с течением времени, как эквивалентную действию постоянной вибрации при U = Uэкв за то же время.

Те или иные показатели вибрационной нагрузки выбираются в зависимости от временной характеристики вибрации. По временной характеристике вибрация подразделяется на:

постоянную (спектральный или корректированный по частоте контролируемый параметр за время наблюдения меняется не

64

более чем в 2 раза или его логарифмический уровень меняется не более чем на 6 дБ);

непостоянную (спектральный или корректированный по частоте контролируемый параметр за время наблюдения меняется более чем в 2 раза или его логарифмический уровень меняется более чем на 6 дБ).

Вкачестве нормативных показателей вибрационной нагрузки для постоянной вибрации принимают:

спектр вибрации в октавных и третьоктавных полосах частот

(табл.3.8 и табл. 3.9);

корректированное по частоте значение контролируемого параметра или его логарифмический уровень (табл.3.10).

Таблица 3.8 Санитарные нормы спектральных показателей вибрационной на-

грузки (общая вибрация, категория 3 тип "а")

	Нормативные значения в направлениях Xo, Yo, Zo
fсг, Гц	виброускорения		Виброскорости
	м/с-2	дБ	см/с	дБ
2,0	0,14	103	1,3	108
4,0	0,1	100	0,45	99
8,0
16,0	0,20	106	0,2	92
31,5	0,40	112	0,20	92
63,0	0,80	118	0,20	92

В качестве нормативных показателей вибрационной нагрузки для непостоянной вибрации принимается эквивалентное корректированное значение контролируемого параметра (виброускорения или виброскорости) или его логарифмический уровень (см.

табл.3.10).

Таблица 3.9 Санитарные нормы вибрационной нагрузки (локальная вибрация)

fсг,	Нормативные значения в направлениях Xл, Yл, Zл
Гц	виброускорения		виброскорости
	м/с2	дБ	см/с	дБ

65

8	1,47	123	2,8	1
16	1,4	123	1,4	109
31,5	2,7	129	1,4	109
63	5,4	135	1,4	109
125	10,7	141	1,4	109
250	21,3	147	1,4	109
500	42,5	153	1,4	109
1000	85,0	159	1,4	109

Таблица 3.10 Санитарные нормы одночисловых показателей вибрационной на-

грузки

				Kорректированные по частоте
			Направление	и эквивалентные корректиро-
	Тип виб-	Категория			ванные значения
			действия
	рации	вибрации		виброускоре-			виброскоро-
			вибрации
					ния		сти
				м/с2		дБ	см/с		дБ
	Локальная	-	Хл Yл Zл	2,0		126	2,0		112
		1	Zo	0,56		115	1,1		107
	Общая		Xo Yo	0,4		112	3,2		116
		2	Xo Yo Zo	0,28		109	0,56		101
		3"a"	Xo Yo Zo	0,1		100	0,2		92
		3"в"	Xo Yo Zo	0,014		83	0,028		75

Норма вибрационной нагрузки по спектральным и корректированным по частоте значениям контролируемого параметра при длительности воздействия менее 8 ч (480 мин) определяется по формуле:

	U	t	U	480		480
						T

где U480 - норма вибрационной нагрузки на оператора для длительности воздействия 8 ч (480 мин); Т - время воздействия.

При Т < 30 мин в качестве нормы вибрационной нагрузки принимают значение, вычисленное для Т = 30 мин.

3.3.3. Защита от вибрации

Методы виброзащиты оператора подразделяются на методы коллективной защиты и методы индивидуальной защиты.

66

Методы коллективной виброзащиты по отношению к источнику вибрации (ИВ) подразделяются на:

методы снижения параметров вибрации воздействием на ИВ;

методы снижения параметров вибрации на путях распространения;

методы, снижающие передачу вибрации путем исключения контакта оператора с ИВ (дистанционное управление; автоматический контроль вибрации и сигнализация; недоступность вибро-

опасных зон).

Наиболее распространенными методами коллективной защиты от вибрации в металлургии являются виброгашение, вибродемпфирование и виброизоляция.

3.3.3.1. Виброизоляция

Виброизоляция является одним из наиболее эффективных методов защиты от вибрации, и сущность ее состоит в замене жесткой связи между источником вибрации и защищаемым объектом на упругую путем установки между ними специальных упругих опор - виброизоляторов.

Показателем эффективности виброизоляции является коэффициент передачи (амортизации) kп = Х/Хи = V/Vи = A/Aи, где Х, Хи, V, Vи, A, Aи - вибросмещение, виброскорость и виброускорение изолируемого объекта и ИВ соответственно.

Если пренебречь вязким трением в виброизоляторах (что с большой степенью точности справедливо для стальных пружинных виброизоляторов), то коэффициент передачи kп определяется как

kп 1 2 / o2 .

Условием хорошей виброизоляции, когда величина kп < 1 и, следовательно, значения вибросмещения, виброскорости или виброускорения защищаемого объекта меньше соответствующих величин ИВ, является

/ o 2.

(4.2)

Технически приемлемой следует считать величину отношения/ 0 пределах от 4 до 5, при которой величина коэффициента передачи kп будет лежать в диапазоне от 0,066 до 0,042. Большие значения отношения / 0 обеспечивают более эффективную виброизоляцию, но, как правило, труднодостижимы.

67

Виброизоляторы могут быть металлическими (стальными) пластинчатыми или пружинными с цилиндрическими, коническими или бочкообразными пружинами; резиновыми (коврики, прокладки, опоры) или комбинированными, являющиеся комбинацией пружинных виброизоляторов с резиновыми опорами или изготовленные из вибропоглощающего материала МР (металлорезина), обладающего свойствами металла (прочность, долговечность) и резины (высокие вязкие потери на внутренне трение).

Металлические виброизоляторы имеют очень малый коэффициент вязких потерь (0,01-0,001) и применяются в тех случаях, когда отношение / 0 имеет величину 2-3 и более, а частота возмущающей силы постоянна или меняется в узких пределах так, что всегда выполняется условие (4.2) и система не попадает в область резонанса (см. рис.4.1, кривая 1).

Если частота возмущающей силы в процессе работы изменяется в широких пределах так, что отношение / 0 может принимать значения близкие или равные единице и система попадает в область резонанса, то в качестве виброизоляторов следует использовать резиновые или комбинированные виброизоляторы, у которых коэффициент вязких потерь весьма велик (0,03-0,1), вследствие чего резонансный пик (см. рис.4.1, кривая 2) получается сглаженным.

Вибрации от тяжелых механизмов, распространяющиеся через грунт, могут быть вредны не только для людей, но и для зданий, механизмов, трубопроводов, расположенных даже на значительных (сотни метров) расстояниях от ИВ, поскольку могут привести к неравномерности осадки фундаментов и опор, и, как следствие этого, к появлению дополнительных механических напряжений в конструкциях, образованию трещин и разрушениям. Для защиты от вибраций, генерируемых тяжелыми машинами и механизмами и распространяющимися через грунт, применяются виброизолирующие фундаменты.

Виброизоляция для защиты от вибрации, распространяющейся по трубопроводам, осуществляется с помощью устройства эластичных, гибких или гофрированных патрубков из резины или брезента на разрывах трубопроводов.

3.3.3.2. Виброгашение

Виброгашение - это снижение уровня вибрации за счет присоединения к колеблющейся системе дополнительных масс или введения дополнительных жестких связей. Чаще всего виброгашение применяется для снижения уровня вибрации на пути распростране-

68