методички для студентов / Vishnjak-БЖД
.pdfоградительные устройства подразделяют: по конструктивному исполнению – на кожухи, дверцы, щиты, козырьки, планки, барьеры и экраны; по способу изготовления–на сплошные, несплошные (перфорированные, сетчатые, решетчатые) и комбинированные; по способу установки–на стационарные и передвижные. Примерами полного стационарного ограждения служат ограждения распределительных устройств электрооборудования, кожуха галтовочных барабанов, корпуса электродвигателей, насосов и т. п.; частичного– ограждения фрез или рабочей зоны станка.
Возможно применение подвижного (съемного) ограждения. Оно представляет собой устройство, сблокированное с рабочими органами механизма или машины, вследствие чего закрывает доступ в рабочую зону при наступлении опасного момента.
Средства автоматического контроля и сигнализации
Наличие контрольно-измерительных приборов – одно из условий безопасной и надежной работы оборудования. Это приборы для измерения давления, температур, статических и динамических нагрузок, концентраций паров и газов и др. Эффективность их использования повышается при объединении их с системами сигнализации, как это имеет место в газосигнализаторах, срабатывающих при определенных уровнях концентрации паров, газов, пыли в воздухе.
Устройства автоматического контроля и сигнализации
подразделяют: по назначению – на информационные, предупреждающие, аварийные и ответные; по способу срабатывания – на автоматические и полуавтоматические; по характеру сигнала – на звуковые, световые, цветовые, знаковые и комбинированные; по характеру подачи сигнала – на постоянные и пульсирующие.
Информативную сигнализацию используют для согласования действий работающих, в частности крановщиков и стропальщиков. Такую же сигнализацию применяют в шумных производствах, где нарушена речевая связь. Подвидом информативной сигнализации являются всякого рода схемы, указатели, надписи. Как правило, надписи делают непосредственно на оборудовании либо в зоне его обслуживания на специальных табло.
Устройства предупредительной сигнализации предназначены для предупреждения об опасности. Чаще всего в них используют световые и звуковые сигналы, поступающие от различных приборов, регистрирующих ход технологического процесса, в том числе уровень опасных и вредных факторов. Большое применение находит предупредительная сигнализация, опережающая включение оборудования или подачу высокого напряжения. К предупредительной сигнализации относятся указатели и плакаты: «Не включать –работают люди», «Не входить», «Не открывать – высокое напряжение» и др.
Указатели желательно выполнять в виде световых табло с переменной
по времени (мигающей) подсветкой.
Подвидом предупредительной сигнализации является сигнальная окраска. Травмоопасные элементы оборудования выделяют чередующимися (под углом 45° к горизонтали) полосами желтого и черного цвета. На станках в красный цвет окрашивают обратные стороны дверец, ниш для электрооборудования, а также поверхности схода стружки.
Знаки безопасности установлены ГОСТ 12.4.026–76*. Они могут быть запрещающими, предупреждающими, предписывающими и указательными и отличаются друг от друга формой и цветом. В производственном оборудовании и в цехах применяют предупредительные знаки, представляющие собой желтый треугольник с черной полосой по периметру, внутри которого располагается какой-либо символ (черного цвета). Например, при электрической опасности –это молния, при опасности травмирования перемещаемым грузом – груз, при опасности скольжения – падающий человек, при прочих опасностях – восклицательный знак.
Защита от опасностей автоматизированного и роботизированного производства
Она обеспечивается прежде всего технологией проведения работ. Для периодической смены инструмента, регулировки и подналадки станков и автоматов, их смазывания и чистки, а также для мелкого ремонта в цикле работы автоматической линии должно быть предусмотрено специальное время. Все перечисленные работы должны выполняться на обесточенном оборудовании. Требования безопасности к промышленным работам и робототехническим комплексам установлены ГОСТ 12.2.072–82.
Контроль за обеспечением оборудования средствами защиты от механического травмирования и за их исправностью возложен на службу главного механика предприятий и на механиков подразделений.
Лекция 8. Опасные факторы комплексного характера
К опасным факторам комплексного характера относятся такие факторы, при возникновении которых имеют место различные ОВПФ: механические, химические, физические и др.
Например, при возникновении пожара при горении выделяются вредные вещества, человек подвергается воздействию теплового излучения большого уровня, возможно обрушение конструкций и механическое травмирование и т. д. Пожар — это чрезвычайная ситуация, и совокупность возникающих при нем ОВПФ определяется характером пожара и объекта возгорания.
Пожаровзрывоопасность
Пожар — неконтролируемое горение вне специального очага, наносящее материальный ущерб и создающее опасность для жизни и здоровья людей.
Горение — окислительно-восстановительный процесс, возникающий при контакте горючего вещества, окислителя и источника зажигания.
По скорости распространения пламени горение подразделяется на:
-нормальное (дефлаграционное), при котором пламя распространяется со скоростью до нескольких десятков метров в секунду;
-взрывное — при скорости распространения пламени до нескольких сотен метров в секунду;
-детонационное — при распространении пламени со скоростью до нескольких тысяч метров в секунду.
В условиях пожара полного сгорания веществ в воздухе чаще всего не происходит, о чем свидетельствует наличие дыма — дисперсной системы из продуктов горения и воздуха, содержащей твердые и жидкие частицы.
Процесс возникновения горения подразделяется на несколько видов: Вспышка — процесс мгновенного сгорания паров легковос-
пламеняющихся и горючих жидкостей, вызванный непосредственным воздействием источника воспламенения.
Возгорание — явление возникновения горения под действием источника зажигания.
Воспламенение — возгорание, сопровождающееся появлением пламени. При этом вся остальная масса горючего вещества остается относительно холодной.
Самовозгорание — явление резкого увеличения скорости экзотермических реакций в веществе, приводящее к возникновению горения при отсутствии источника зажигания.
Самовоспламенение — это самовозгорание, сопровождающееся появлением пламени. В производственных условиях могут самовозгораться древесные опилки, промасленная ветошь. Самовоспламеняться может бензин, керосин.
Взрыв — быстрое химическое превращение вещества (взрывное
горение), сопровождающееся выделением энергии и образованием сжатых газов, способных производить механическую работу.
Тление — беспламенное горение твердого вещества, поверхность которого раскалена и излучает свет и тепло.
Холоднопламенное горение — основная форма нетеплового самоускоряющегося режима реакции, которая при этом остается незавершенной, т. к. не вся химическая энергия реагирующей смеси расходуется на разогрев продуктов реакции.
Горючие вещества, применяемые в производстве, подразделяются на:
•газообразные — вещества, абсолютное давление паров которых при температуре 50 °С равно или выше 300 кПа;
•жидкие — вещества с температурой плавления не более 50 °С;
•твердые — вещества с температурой плавления, превышающей
50 °С;
•пыли — размельченные твердые вещества с размером частиц менее 850 мкм.
Горючесть — это способность вещества или материала к горению под воздействием источника зажигания.
По горючести (возгораемости) материалы подразделяются на три группы:
Негорючие материалы, которые не горят, не тлеют и не обугливаются под воздействием открытого пламени или высокой температуры.
Трудногорючие материалы — материалы, которые загораются и горят только при воздействии на них открытого огня.
Горючие материалы — материалы, горение которых продол жается после удаления источника огня, которым они были подо жжены.
Горючие материалы и вещества подразделяются на:
•легковоспламеняющиеся вещества и материалы, которые способны воспламеняться от кратковременного (до 30 с) воздействия источника зажигания с низкой энергией (пламя спички, искра, тлеющая сигарета и т. п.);
•вещества средней воспламеняемости, которые воспламеняются от длительного воздействия источника зажигания с низкой температурой;
•трудновоспламеняющиеся вещества, которые способны воспламеняться только под действием мощного источника зажигания.
Независимо от причин пожар характеризуется рядом опасных факторов, воздействующих на людей и материальные ценности в условиях производства.
Опасный фактор пожара (ОФП) — фактор пожара, воздействие которого приводит к травме, отравлению или гибели человека, а также к материальному ущербу. К ОФП относятся следующие:
•открытое пламя и искры;
•повышенная температура окружающей среды;
•токсичные продукты горения;
•дым;
•пониженная концентрация кислорода;
•последствия разрушения и повреждения объекта;
•опасные факторы, проявляющиеся в результате взрыва (ударная волна, пламя, обрушение конструкций и разлет осколков, образование вредных веществ с концентрацией в воздухе существенно выше ПДК).
Категорирование помещений и зданий по степени взрывопожарной опасности. Согласно нормам пожарной безопасности НПБ 105—03, предусматривается категорирование промышленных и складских помещений, зданий и сооружений по взрывопожарной и пожарной опасности.
Категория самого здания определяется согласно следующим рекомендациям:
•здание относится к категории А, если в нем суммарная площадь помещений категории А превышает 5 % всех помещений или 200 м2. В случае оборудования помещений установками автоматического пожаротушения допускается не относить к категории А здания и сооружения,
вкоторых доля помещений категории А менее 25 % (но не более 1000 м2);
•к категории Б относятся здания и сооружения, если они не
относятся к категории А и суммарная площадь помещений категорий А и Б превышает 5 % суммарной площади всех помещений или 200 м2. Допускается не относить здание к категории Б, если суммарная площадь
помещений категории А и Б в здании не превышает 25 % суммарной площади всех размешенных в нем помещений (но не более 1000 м2) и эти помещения оборудуются установками автоматического пожаротушения;
•здание относится к категории В, если оно не относится к категории А или Б и суммарная площадь помещений категории А, Б и В превышает 5 % (10 %, если в здании отсутствуют помещения категорий А и Б) суммарной площади всех помещений. В случае оборудования помещений категории А, Б и В установками автоматического пожаротушения
допускается не относить здание к категории В, если суммарная площадь помещений категорий А, Б и В не превышает 25 % (но не более 3500 м2) суммарной площади всех размещенных в нем помещений;
•если здание не относится к категориям А, Б и В и суммарная площадь помещений А, Б, В и Г превышает 5 % суммарной площади всех помещений, то здание относится к категории Г. Допускается не относить здание к категории Г, если суммарная площадь помещений категорий А, Б, В
и Г в здании не превышает 25 % суммарной площади всех размещенных в нем помещений (но не более 5000 м2), а помещения категорий А, Б, В и Г оборудуются установками автоматического пожаротушения;
•здания, не отнесенные к категориям А, Б, В и Г, относят к категории Д.
Пожарнаязащитанапроизводственныхобъектах Меры противопожарной защиты можно разделить на пассивные и
активные.
Пожарная безопасность предусматривает обеспечение безопасности людей и сохранения материальных ценностей предприятия на всех стадиях его жизненного цикла (научная разработка, проектирование, строительство и
эксплуатация).
Основными системами пожарной безопасности являются системы предотвращения пожара и противопожарной защиты, включая орга- низационно-технические мероприятия.
Пассивные меры. Архитектурно-планировочные решения заключаются в зонировании территории предприятия и установлении между отдельными зданиями противопожарных разрывов.
Зонирование территории предприятия осуществляют исходя из технологической связи и характера пожарных опасностей, присущих различным технологическим процессам. Здания, сооружения, склады с повышенной пожарной опасностью располагают с подветренной стороны.
Противопожарные разрывы делают для предупреждения распространения пожара с одного здания на другое.
Противопожарные стены (брандмауэры) применяют для разделения цеха на противопожарные отсеки. Противопожарные стены опираются на фундаменты или фундаментные балки, возводятся на всю высоту здания.
Противопожарные зоны — это разделительные зоны для ограничения распространения пожара в здании. Обычно это пролет здания, отделяемый стенами и покрытиями, который разделяет здание на пожарные отсеки с разной пожарной опасностью.
Противопожарные перекрытия исключают распространение пожара по вертикали здания, они выполняются без проемов и отверстий и примыкают к глухим (не имеющим остекления) участкам наружных стен.
Легкосбрасываемые конструкции (ЛСК) обеспечивают снижение нагрузки на конструкцию здания при взрывном горении. В качестве легкосбрасываемых конструкций используют остекление зданий, двери, распашные ворота, поворотные панели, сбрасываемые участки крыши. При взрыве ЛСК сбрасываются за счет повышенного давления внутри здания (ударной волны), предотвращая тем самым разрушение здания.
Огнепреградители — это устройства, пропускающие паровоз душные смеси, но препятствующие распространению пламени Огнепреградители устанавливают в трубопроводах горючих газов, на резервуарах горючих жидкостей. Они представляют собой металлический корпус, заполненный негорючими насадка ми, гравием, металлической сеткой и т. п.
Противодымная защита снижает задымление здания при по жаре и обеспечивается конструктивными решениями, которые не позволяют распространяться дыму по горизонтальным и вертикальным каналам в здании. К таким конструктивным решен и ям можно отнести:
•создание незадымляемых лестниц путем устройства воздушных зон с подпором воздуха;
•использование оконных проемов, фонарей для удаления дыма;
•устройство дымовых люков, проемов, шахт, через которые из помещения удаляется дым.
Активные меры защиты заключаются в обнаружении пожара (автоматической сигнализации о пожаре) и его тушении.
Пожарная сигнализация может быть электрическая и автоматическая.
При использовании электрической пожарной сигнализации извещение о пожаре осуществляется в течение нескольких секунд. Сигнал о пожаре подается нажатием кнопки извещателя. Извещатели устанавливают на видных местах в производственных помещениях, а также и вне помещений для того, чтобы возникший вблизи пожар не мог препятствовать пользованию извещателем.
В автоматической пожарной сигнализации используются термостаты, которые при повышении температуры до заданного предела включают извещатели.
Тушение пожара осуществляется следующими основными способами:
•изоляция очага горения от воздуха или поступления горючего
(изоляция);
•снижение концентрации кислорода в воздухе до значения, при котором не может происходить горение (разбавление);
•охлаждение очага горения до температуры ниже темпера туры воспламенения (самовоспламенения, вспышки) (охлаждение);
•торможение скорости химических реакций окисления (ингибирование);
•механический срыв пламени в результате воздействия на него струи газа или жидкости (механический срыв).
Организационно-технические мероприятия включают организацию пожарной охраны предприятия; паспортизацию веществ, материалов, изделий, технологических процессов, зданий и сооружений в части обеспечения пожарной безопасности, привлечение общественности к вопросам обеспечения пожарной безопасности; организацию обучения работающих правилам пожарной безопасности; разработку инструкций о порядке обращения с пожароопасными веществами и материалами; изготовление средств наглядной агитации; нормирование численности людей на объекте по условиям безопасности их при пожаре; разработку мероприятий по действиям администрации и работающих на случай возникновения пожара и организацию эвакуации людей; обеспечение необходимых количеств и видов пожарной техники.
К огнетушащим веществам относят воду, подаваемую в очаг горения сплошной струей или в распиленном состоянии и обеспечивающую главным образом охлаждающий эффект; воздушно-механическую пену, оказывающую и основном изолирующее действие; инертные газы (углекислый газ, азот, водяной пар), оказывающие разбавляющее действие; галогенуглеводородные составы, обладающие свойствами химических ингибиторов; порошковые составы, обладающие универсальными огнетушащими свойствами; комбинированные составы (сочетание порошковых и пенных составов, водогалогенуглеводородные эмульсии).
Первичные средства тушения пожара. К ним относятся огнетушители, ведра, емкости с водой, ящики с песком, ломы, топоры, лопаты и т. п.
Огнетушители в зависимости от применяемого в них огнетушащего вещества подразделяются на пять классов: водные, пенные, углекислотные, порошковые, хладоновые.
Виды пожарной техники. Пожарная техника, предназначенная для защиты промышленных предприятий, классифицируется на следующие группы: пожарные машины, установки пожаротушения, средства пожарной и охранной сигнализации, огнетушители, пожарное оборудование, ручной инструмент, инвентарь и пожарные спасательные устройства.
Герметичные системы, находящиеся под давлением
Герметизированные системы, в которых под давлением находятся сжатые газы и жидкости (нередко токсичные, пожаровзрывоопасные или имеющие высокую температуру), широко применяются в производстве. Такие системы являются источником повышенной опасности, и поэтому при их проектировании, изготовлении, эксплуатации и ремонте должны строго соблюдаться установленные правила и нормы. К рассматриваемым установкам, сосудам и системам относят паровые и водогрейные котлы, экономайзеры и пароперегреватели; трубопроводы пара, горячей воды и сжатого воздуха; сосуды, цистерны, бочки; баллоны; компрессорные установки; установки газоснабжения.
Одним из основных требований, предъявляемых к системам, находящимся под давлением, является их герметичность.
Герметичность — это непроницаемость жидкостями и газами стенок и соединений, ограничивающих внутренние объемы устройств и установок.
Принцип герметичности, т. е. непроницаемость, используется во всех устройствах и установках, в которых в качестве рабочего тела применяется жидкость или газ. Этот принцип является также обязательным для вакуумных установок.
Любые системы повышенного давления всегда представляют собой потенциальную опасность.
Классификация герметичных систем:
1.Трубопроводы. Жидкости и газы, транспортируемые по трубопроводам, разбиты на следующие десять укрупненных групп, в соответствии с которыми установлена опознавательная окраска трубопроводов.
Чтобы выделить вид опасности, на трубопроводы наносят предупреждающие (сигнальные) цветные кольца.
.При нанесении колец желтого цвета на трубопроводы с опознавательной окраской газов и кислот, а также при нанесении колец зеленого цвета на трубопроводы с опознавательной окраской воды кольца имеют соответственно черные или белые каемки шириной не менее 10 мм. Число предупреждающих колец какого-либо цвета должно соответствовать степени опасности транспортируемого вещества.
Кроме цветных сигнальных колец применяют также предупреждающие знаки, маркировочные щитки и надписи на трубопроводах (цифровое обозначение вещества, слово «вакуум» для вакуум-проводов, стрелки, указывающие направление движения жидкости, и др.).
2.Баллоны для хранения и перевозки сжатых, сжиженных и
растворенных газов при температурах 223...333 °К (-50...+60 °С). Баллоны изготовляют малой вместимости 0,4—12 л, средней — 20—50 л и большой вместимости 80—500 л. На заводах-изготовителях баллоны окрашивают в установленные стандартом цвета, наносят соответствующие надписи и отличительные полосы.
Кроме того, на баллоне указывают наименование газа, а у горловины каждого баллона на сферической части отчетливо должны быть выбиты следующие данные: товарный знак предприятия-изготовителя, дата (месяц, год) изготовления (испытания) и год следующего испытания в соответствии с правилами Росгортехнадзора, клеймо 3—99—04); вид термообработки, рабочее и пробное гидравлическое давление (МПа); емкость баллона (л); массу баллона (кг); клеймо ОТК; обозначение действующего стандарта.
3.Сосуды для сжиженных газов. Сжиженные газы хранят и перевозят в стационарных и транспортных сосудах (цистернах), снабженных высокоэффективной тепловой изоляцией. Наружную поверхность резервуаров окрашивают эмалью, масляной или алюминиевой красками в светло-серый цвет. На транспортных сосудах наносят надписи и отличительные полосы.
4.Газгольдеры. Они могут быть низкого (постоянного) и высокого (переменного) давления. Газгольдеры высокого давления служат для создания запаса газа высокого давления.
Кроме герметичных устройств и установок, рассмотренных выше, в промышленности широко применяют сосуды, предназначенные для ведения химических и тепловых процессов, компрессоры, котлы.
Основными причинами разрушения или разгерметизации систем повышенного давления являются:
• внешние механические воздействия;
• снижение механической прочности;
• нарушения технологического режима;
• конструкторские ошибки;
• изменение состояния герметизируемой среды;
• неисправности в контрольно-измерительных и предохра-
нительных устройствах;
•ошибки обслуживающего персонала.
Опасности, возникающие при нарушении герметичности.
Во-первых, нарушение герметичности может быть связано с взрывом. Здесь следует различать две причины. С одной стороны, взрыв может являться следствием нарушения герметичности, например, воспламенение взрывчатой смеси внутри установки. С другой, нарушение герметичности может стать причиной взрыва, например, при нарушении герметичности ацетиленового трубопровода вблизи участков нарушения образуется ацетиленовоздушная смесь, которая может воспламениться самыми слабыми тепловыми импульсами. Незамеченное длительное горение приводит к такому сильному разогреву трубопровода, что ацетилен в нем самовоспламеняется.
Во-вторых, при разгерметизации создаются опасные и вредные
производственные факторы, зависящие от физико-химических свойств рабочей среды, т. е. возникает опасность:
•получения ожогов под воздействием высоких или, наоборот, низких температур (термические ожоги) и из-за агрессивности среды (химические ожоги);
•травматизма, связанного с высоким давлением газа в системе, например, нарушение герметичности баллона с газом при давлении 20 МПа с образованием отверстия диаметром 15 мм приведет к появлению начальной реактивной тяги около 3,5 кН; при массе баллона 70 кг он может приобрести ускорение и переместиться на некоторое расстояние;
•радиационная, возникающая, например, при использовании в установках в качестве теплоносителя жидких радиоактивных металлов, обладающих высоким уровнем ионизирующего излучения;
•отравления, связанные с применением инертных и токсичных
газов и др.
Для обеспечения надежной и безопасной работы герметичных систем и установок, находящихся под давлением, необходимо выполнять технические мероприятия по предупреждению аварий и взрывов. Конструкция установок должна обеспечивать их надежную и безопасную работу, возможность осмотра и очистки, промывки, продувки и ремонта, а также проведения необходимых испытаний.
Все установки, работающие под давлением, маркируют. Трубопроводы, баллоны, цистерны окрашивают в цвета, со-
ответствующие их содержимому, и снабжают надписью с наименованием хранимого или транспортируемого вещества.
Сосуды, работающие под давлением, должны быть оснащены:
•запорной и запорно-регулирующей арматурой;
•предохранительными устройствами;
•контрольными приборами для измерения давления и тем-
пературы.
Для предотвращения чрезмерного повышения давления в сосуде служат предохранительные устройства, при срабатывании которых избыточное давление сбрасывается из сосуда или установки.
Каждый сосуд и самостоятельные полости с разными давлениями должны быть снабжены манометрами (приборами для измерения давления). Манометры должны иметь класс точности не ниже 2,5 — при рабочем давлении до 2,5 МПа и 1,5 — при рабочем давлении свыше 2,5 МПа.
Регистрации в органах Ростехнадзора не подлежат сосуды,
работающие при температуре стенки не выше 200 °С, у которых произведение PV (Р — давление в МПа, V — объем сосуда в м3) не превышает 0,15, а также сосуды с температурой стенки свыше 200 °С, но с PV< 0,1. Остальные сосуды (за исключением ряда сосудов специального назначения, например сосуды холодильных установок; резервуары воздушных электрических выключателей; баллоны для сжатых, сжиженных
ирастворенных газов емкостью до 100 л; бочки для перевозки сжиженных газов и некоторые другие) регистрируются органами Ростехнадзора.