30. Влияние на окружающую среду литейного производства, производства механической обработки металлов, сварочного и окрасочного производств.

1. Литейные цеха.

Источники пылегазовыделения:

1) вогранки (печи)

2) электродуговые и индукционные печи

3) участки складирования и переработки шихты и формовочных материалов

4) участки выбивки и очистки литья

Количество выделений зависит также от типа оборудования.

Неорганизованные выбросы составляют до 40% от общего количества выбросов. Причины их образования: неплотность оборудования, выпуск металлов без очистки паров (разливка) — при этом образуются фенолы, формальдегиды и т.д. Количество и состав подобных загрязнений зависит от состава формовочных смесей, оборудования и способа выплавки.

Гальванические цеха.

В гальванических цехах образуются наиболее опасные и токсичные загрязнения в виде туманов (тонкодисперсных), паров, газов. Наиболее интенсивно образуются в процессах травления металлов (кислотного и щелочного).

В процессах травления металла: пары и туманы кислот в концентрации до 20 г/мин*м² площади (для соляной кислоты — HCl); для серной кислоты H₂SO₄ — концентрация меньше. 

При нанесении гальванических покрытий (воронение, фосфатирование, анодирование) — HF, кислоты, соединения Cr и других тяжелых металлов, HCN.

При подготовительных операциях (механическая очистка и обезжиривание поверхности) — пыль, пары бензина, керосина, органических растворителей, туманы щелочей.

5. Цеха механической обработки.

При механической обработке металлов образуются пыль, туманы масел.

При обработке древесины, графита — образуется в основном пыль.

При обработке полимерных материалов — пыль, пары различных химических веществ, входящих в состав обрабатываемых материалов (фенол, формальдегид, стирол и др.)

6. Участки сварки и резки металлов.

Основные загрязнения: сварочный аэрозоль, вредные газы.

На 1 кг электродов образуются: 40г пыли, 2г HF, 1,5г оксидов азота и CO (при ручной сварке). При автоматической сварке — в 1,5-2 раза меньше.

Состав сварочной пыли:

99% — частицы размером 10^-3-1 мкм

1% — частицы размером 1-5 мкм

Химический состав определяется составом сварочных материалов и типом свариваемых металлов (Cr, Mg, фториды и т.д.)

При резке металлов образуется пыль (конденсат оксидов металла), вредные газы (CO, NO_x, при плазменной резке — озон).

7. Участки пайки и лужения.

Основные выделения: CO, HF, аэрозоли (свинец).

В процессе пайки: выделения до 0,04 мг на 100 паек.

В процессе лужения (методом погружения в припой) — до 500 мг/ч*м² 

8. Участки окраски (окрасочные цеха).

Основные загрязнения: пары органических растворителей (бензин, толуол) — до 10 г/м³.

Загрязнения образуются в процессе обезжиривания поверхностей, подготовки лакокрасочных материалов, нанесении лакокрасочных материалов на поверхность изделий, при сушке.

Если окраска производится распылением — выделяется окрасочный аэрозоль (до 1г/м³).

31. Загрязнение водной и воздушной среды отходами травильных и гальванических производств. Современные направления развития машиностроения и их воздействие на природную среду.

Технологические процессы гальванических покрытий сопровождаются выделением в воздух рабочей зоны паров органических растворителей, кислот, щелочей, аммиака, соединений цинка, олова, свинца, меди, никеля, цианистых соединений, брызг электролита и т.д. При этом подготовка поверхностей деталей под покрытия с применением шлифовальных и полировальных кругов, абразивных лент, гидропескоструйной, дробеструйной обработок сопровождается повышенными уровнями шума, значительными выделениями металлической, абразивной пыли. Процессы нанесения металлических покрытий сопровождаются повышенными уровнями вибрации и шума, значительными выделениями металлической пыли, опасными уровнями напряжения электрических цепей, большой опасностью возникновения пожаров.

Экологическая опасность гальванического производства определяется вредным воздействием его отходов на окружающую среду. В первую очередь от загрязнения компонентами технологических растворов страдают поверхностные водоемы. В них попадают сточные воды, образующиеся при промывке деталей. Во вторую очередь компонентами технологических растворов загрязняются почвы и подземные водоемы. Источником такого вида загрязнения окружающей среды служат твердые отходы гальванического производства, образующиеся после очистки сточных вод, отработанных технологических растворов, а также концентрированных жидких отходов, образующихся после некоторых методов очистки сточных вод. В составе сточных вод гальванического производства медь, цинк, никель, хром трехвалентный и шестивалентный, кадмий, железо общее.

На различных этапах технологических процессов образуются следующие виды отходов: гальваношламы, загрязненный опил, ветошь, металлолом, отработанные минеральные масла, бумага упаковочная, термопласты, отходы бумаги парафинированной, отходы абразивных кругов, песок от пескоструйных установок, абразивная и металлическая пыль от заточных станков, отработанная полиэтиленовая пленка, загрязненная ветошь, мусор бытовой и другое. Преобладают гальваношлам, металлическая дробь и отходы песка.

В выбросах гальванического производства преобладают натрия гидроокись, тринатрийфосфат, натрия карбонат.

Машиностроение является наиболее крупной комплексной отраслью мировой промышленности. Оно определяет уровень развития промышленности каждой страны и общий уровень ее развития. Такая роль машиностроения связана с тем, что именно оно обеспечивает все остальные отрасли производства необходимыми машинами, приборами и другим оборудованием, а население – предметами потребления.

Загрязнения атмосферы происходит от выбросов предприятий. В этих выбросах содержатся такие вредные вещества как диоксид серы и оксид углерода, а также очень опасный шестивалентный хром. При работе машиностроительных предприятий образуются отходы, попадающие в почву. Наиболее опасными из которых являются цианиды, свинец, ртуть и кадмий. Эти вещества накапливаются в почве и пагубно влияют на растения и человеческий организм. Важной проблемой при работе машиностроительных предприятий является загрязнение водных ресурсов. Это связано, во-первых, со сточными водами, в которых содержатся различные тяжелые металлы. При работе атомной промышленности возникают отходы, которые, попадая в воду, делают ее радиоактивной и непригодной для питья и опасной для здоровья и жизни человека.

Для современного машиностроения характерно повышение требований к техническому уровню, качеству и надежности изделий, сокращение сро­ков морального старения средств техники. Это приводит к необходимо­сти постоянного сокращения сроков проектирования при одновремен­ном совершенствовании конструкций новых машин и технологии их изготовления, внедрения новых материалов, более точных методов рас­чета.

Показателем высокого уровня машиностроения является гибкое автоматизированное производство (ГАП) — производство изделий, осно­ванное на комплексной автоматизации собственно технологического процесса и таких операций производственного процесса, как контроль качества, диагностика технологического оборудования, складирование и транспортировка, а также процедур и операций проектирования и технологической подготовки производства. В связи с этим технологи­ческий процесс реализуется в ГАП с помощью роботизированного технологического оборудования — гибких производственных модулей (ро­бот—станок, робот—пресс, робот — сварочный центр). Управление модулями осуществляется с помощью сменяемых программ, при этом широко используются микропроцессоры (устройства для автоматиче­ской обработки информации и управления этим процессом). Проекти­рование объектов в ГАП выполняют с помощью систем автоматизи­рованного проектирования (САПР, см. ниже) и автоматизированных систем технологической подготовки производства.

Характерным является применение материало-, трудо- и энергосбе­регающей технологий, станков с программным управлением, гибких производственных систем, в которых технологическое оборудование и си­стемы его обеспечения функционируют в автоматическом режиме и обладают свойством автоматизированной переналадки в пределах ус­тановленного класса изделий и диапазонов их характеристик.

Применение промышленных роботов позволяет повысить производи­тельность оборудования, улучшить условия и безопасность труда рабо­чих, уменьшить влияние субъективного фактора и повысить качество за счет оптимизации и автоматизации технологических процессов.

Дальнейшее повышение технико-экономического уровня и каче­ства машиностроительной продукции связано с тем, насколько ус­пешно будут решены следующие задачи:

1. расширение областей применения автоматизированного проек­тирования;

1. повышение надежности и ресурса машин;

2. уменьшение материалоемкости конструкций;

3. уменьшение энергозатрат, повышение КПД механизмов.

В основе решения многих из этих задач лежит совершенствова­ние расчетов и оптимизация конструкции, которые, в свою очередь, могут быть решены с применением современной вычислительной техники.