При проведении сварочных работ в производственном помещении

⇐ ПредыдущаяСтр 2 из 9Следующая ⇒

При выполнении сварочных работ, резке и наплавке металла атмосферный воздух загрязняется сварочным аэрозолем, в состав которого, в зависимости от вида сварки, марки электродов и флюса, входят различные вредные для здоровья человека вещества. Основными компонентами аэрозоля являются пыль, оксиды металлов, газообразные вещества. Наибольшую опасность представляют фтористый водород (НF) и оксиды хрома (СrO₃ и Cr₂O₃), молибдена (MoO₃), марганца (MnO₂), никеля (NiO). Фтористый водород – ядовитый газ, который, растворяясь в воде, дает очень агрессивную плавиковую кислоту. Оксиды перечисленных металлов – сильные токсиканты и иммунодепрессанты.

Образующийся аэрозоль характеризуется очень высокой степенью дисперсности и малой скоростью перемещения частиц в воздухе. Однако при длительной работе и отсутствии принудительной вентиляции концентрация этих веществ достигает опасного для здоровья людей уровня, причем не только тех, кто непосредственно занят сварочными работами, но и для находящихся на расстоянии.

Существуют методы расчета концентрации загрязняющего вещества, поступающего в воздух в процессе сжигания электрода, в зависимости от марки электрода, свойств вещества и расстояния от места выброса (места сварки). Один из расчетных методов приведен ниже.

Концентрация любого загрязняющего вещества из состава аэрозоля может быть рассчитана по формуле:

, (2.1)

где С_х – концентрация загрязняющего вещества на расстоянии х (м) от источника загрязнения воздуха, мг/л;

С_о – концентрация этого же вещества над центром выброса, мг/м³;

k – коэффициент пропорциональности, учитывающий диффузионные свойства загрязняющего вещества;

v – скорость хаотичного движения частиц загрязняющего вещества вблизи центра выброса; эта величина принимается равной 0, 1 м/с;

А_х – коэффициент турбулентности процессе перемешивания частиц загрязнения с частицами воздуха; он принимается равным 0, 05 м²/с.

Значение концентрации С_о определяется по формуле:

, (2.2)

где m – количество загрязняющего вещества, поступающего в воздух при сжигании 1 кг сварочного материала (электродов), г/кг;

р – расход материала электродов, кг/ч

V – объем помещения, м³;

n – кратность обмена воздуха в производственном помещении, обусловленная централизованной вентиляцией, ч^-1.

Коэффициент k рассчитывается из соотношения:

. (2.3)

Здесь М_i – молярная масса загрязняющего вещества;

М_в – усредненная молярная масса воздуха; принимается равной 29.

Предложенная методика позволяет теоретически оценить степень опасности нахождения человека в той или иной точке производственного помещения, где проводятся сварочные работы. Для этого рассчитанную величину С_х конкретного необходимо сравнить с нормативом ПДК_р.з _. (предельно допустимой концентрацией загрязняющего вещества в рабочей зоне) для этого вещества.

Пример.

При ручной сварке стали с использованием электродов АНО-6 в воздух выделяется 16, 8 г/кг пыли, в том числе 1, 95 г/кг диоксида марганца МnО₂. Расход материала электрода составил 2 кг/ч. Сварку проводили в помещении площадью 200 м² и высотой 3, 5 м. Кратность обмена воздуха равна 10. Дать экологическую оценку уровня загрязнения воздуха оксидом марганца(IV) на расстоянии 40 см, 1 м, 4 м от места источника загрязнения. ПДК для МnО₂ равна 0, 003 мг/м³.

Решение:

Расчет начинают с определения С_о:

Далее рассчитывают коэффициент k. Для этого вначале рассчитывают молярную массу МnО₂. Относительная атомная масса марганца равна 55; кислорода – 16. расчет дает величину М_Mn = 87 (55 + 2∙ 16). М_в = 29 (см. выше). Подставив эти значения в формулу для определения k, получим следующее:

По условиям задачи необходимо провести расчеты для трех расстояний (х), поэтому предварительно определяют степенной показатель в формуле (2.1): для 40 см он равен 0, 8 (0, 4∙ 0, 1: 0, 05); для 1 м – 2 (1∙ 0, 1: 0, 05); для 4 м – 8 (4∙ 0, 1: 0, 05). Соответственно 2, 72^{-0, 8} = 1/2, 23; 2, 72^-2 = 1/7, 38; 2, 72^-8 = 1/3000.

Концентрация МnО₂ на расстоянии 40 см от места сварки С_{х=0, 4}:

. Эта величина почти в 100 раз превышает допустимую, следовательно работать без местной вытяжной вентиляции или индивидуальных средств защиты органов дыхания – опасно.

Концентрация МnО₂ на расстоянии 1 м от места сварки С_х=1:

. Полученное значение в 30 раз превышает допустимое, поэтому и расстояние 1 м от места сварки также является опасным.

Концентрация МnО₂ на расстоянии 4 м от места сварки С_х=4:

. В этом случае значение С_х=4 в 12 раз меньше величины ПДК, и, следовательно, расстояние 4 м является безопасным для человека.

Вывод:

Для обеспечения безопасных условий труда работающих вблизи места проведения сварочных работ необходима местная вытяжная вентиляция.

Для удобства решения размещенных ниже задач в табл. 2.1 и 2.2 приведены справочные данные, касающиеся опасных загрязняющих веществ, входящих в состав сварочных аэрозолей.

Таблица 2.1

Относительные атомные массы химических элементов,

образующих опасные вещества в составе сварочных аэрозолей

№ п/п
Элемент	H	C	N	O	F	Cr	Mn	Ni	Mo
Относительная атомная масса	1, 0	12, 0	14, 0	16, 0	19, 0	52, 0	54, 9	58, 7	95, 9

Таблица 2.2

Предельно допустимые концентрации опасных веществ

в составе сварочных аэрозолей

№ п/п
Вещество	HF	CO	NO₂	MnO₂	Cr₂O₃	CrO₃	NiO	MoO₃
ПДК, мг/м³	0, 0025	5, 0	0, 06	0, 003	0, 0007	0, 0001	0, 0003	0.003

Задача 1.

При ручной дуговой сварке электродами ЭА 606/11 в воздух выделяются вредные вещества (в расчете на 1 кг расходуемых материалов): MnO₂ – 0, 68 г; CrO₃ – 0, 60 г; Cr₂O₃ – 0, 30 г; HF – 0, 004 г; CO – 1, 40 г; NO₂ – 1, 30 г. Расход материала электродов – 2 кг/ч. Площадь производственного помещения – 100 м², высота – 3, 5 м. Кратность обмена воздуха в помещении n = 12. При помощи приведенных выше формул и справочных данных рассчитать концентрации загрязняющих веществ на расстоянии 40 см, 1 м, 4 м от места сварки и дать экологическую оценку уровня загрязнения воздуха в этих точках пространства помещения.

Задача 2.

При проведении сварочных работ электродами ЦТ-28 в воздух выделяются вредные вещества (в расчете на 1 кг расходуемых материалов): MnO₂ – 0, 93 г; CrO₃ – 0, 21 г; МоO₃ – 0, 93 г; HF – 1, 05 г;. Расход материала электродов – 2 кг/ч. Площадь производственного помещения – 200 м², высота – 3, 5 м. Кратность обмена воздуха в помещении n = 12. При помощи приведенных выше формул и справочных данных рассчитать концентрации загрязняющих веществ на расстоянии 40 см, 1 м, 4 м от места сварки и дать экологическую оценку уровня загрязнения воздуха в этих точках пространства помещения.

Задача 3.

При ручной дуговой сварке электродами ВИ-ИМ-1 в воздух выделяются вредные вещества (в расчете на 1 кг расходуемых материалов): MnO₂ – 0, 31 г; CrO₃ – 0, 12 г; NiO – 0, 60 г; HF – 0, 63 г. Расход материала электродов – 2, 2 кг/ч. Площадь производственного помещения – 180 м², высота – 3, 5 м. Кратность обмена воздуха в помещении n = 12. При помощи приведенных выше формул и справочных данных рассчитать концентрации загрязняющих веществ на расстоянии 40 см, 1 м, 4 м от места сварки и дать экологическую оценку уровня загрязнения воздуха в этих точках пространства помещения.

Задача 4.

В процессе дуговой наплавки стали электродами ОМГН-1 в воздух выделяются токсичные вещества (в расчете на 1 кг расходуемых материалов): MnO₂ – 0, 92 г; CrO₃ – 0, 60 г; Cr₂O₃ – 1, 54 г; NiO – 0, 016 г, HF – 1, 74 г. Расход материала электродов – 2, 5 кг/ч. Площадь производственного помещения – 250 м², высота – 3, 5 м. Кратность обмена воздуха в помещении n = 12. При помощи приведенных выше формул и справочных данных рассчитать концентрации загрязняющих веществ на расстоянии 40 см, 1 м, 4 м от места сварки и дать экологическую оценку уровня загрязнения воздуха в этих точках пространства помещения.

Задача 5.

При ручной дуговой наплавке стали с использованием электродов 034-37-Н в воздух в составе аэрозоля выделяются вредные вещества (в расчете на 1 кг расходуемых материалов): MnO₂ – 0, 49 г; CrO₃ – 0, 21 г; Cr₂O₃ – 0, 16 г; NiO –1, 62 г, HF – 1, 93 г. Расход материала электродов – 1, 8 кг/ч. Площадь производственного помещения –250 м², высота – 3, 5 м. Кратность обмена воздуха в помещении n = 12. При помощи приведенных выше формул и справочных данных рассчитать концентрации загрязняющих веществ на расстоянии 40 см, 1 м, 4 м от места сварки и дать экологическую оценку уровня загрязнения воздуха в этих точках пространства помещения.

Задача 6.

При ручной дуговой наплавке стали в процессе ремонта двигателя с использованием электродов ОМГН-1 в воздух выделяются вредные вещества (в расчете на 1 кг расходуемых материалов): MnO₂ – 0, 92 г; CrO₃ – 1, 54 г; NiO – 0, 016 г; HF – 1, 74 г. Расход материала электродов – 2, 4 кг/ч. Площадь производственного помещения – 240 м², высота – 3, 5 м. Кратность обмена воздуха в помещении n = 10. При помощи приведенных выше формул и справочных данных рассчитать концентрации загрязняющих веществ на расстоянии 40 см, 1 м, 4 м от места сварки и дать экологическую оценку уровня загрязнения воздуха в этих точках пространства помещения.

Задача 7.

При ручной дуговой сварке электродами ЧМКТ-10 в воздух выделяются вредные вещества (в расчете на 1 кг расходуемых материалов): MnO₂ – 0, 34 г; CrO₃ – 0, 12 г; NiO –1, 02 г; МоO₃ – 0, 32 г, HF – 01, 29 г. Расход материала электродов – 2, 8 кг/ч. Площадь производственного помещения – 400 м², высота – 3, 5 м. Кратность обмена воздуха в помещении n = 10. При помощи приведенных выше формул и справочных данных рассчитать концентрации загрязняющих веществ на расстоянии 40 см, 1 м, 4 м от места сварки и дать экологическую оценку уровня загрязнения воздуха в этих точках пространства помещения.

Задача 8.

При ручной дуговой сварке штучными электродами ОЗЛ-9А в воздух в составе сварочного аэрозоля выделяются вредные вещества (в расчете на 1 кг расходуемых материалов): MnO₂ – 0, 97 г; CrO₃ – 0, 27 г; NiO –0, 39 г; HF – 0, 13 г. Расход материала электродов – 2, 5 кг/ч. Площадь производственного помещения – 300 м², высота – 3, 5 м. Кратность обмена воздуха в помещении n = 10. При помощи приведенных выше формул и справочных данных рассчитать концентрации загрязняющих веществ на расстоянии 40 см, 1 м, 4 м от места сварки и дать экологическую оценку уровня загрязнения воздуха в этих точках пространства помещения.

Задача 9.

При ручной дуговой сварке электродами ИМЕГ-10 в воздух выделяются вредные вещества (в расчете на 1 кг расходуемых материалов): MnO₂ – 0, 34 г; CrO₃ – 0, 18 г; NiO –1, 02 г; МоO₃ – 0, 31 г, HF – 1, 29 г. Расход материала электродов – 2, 8 кг/ч. Площадь производственного помещения – 380 м², высота – 3, 5 м. Кратность обмена воздуха в помещении n = 10. При помощи приведенных выше формул и справочных данных рассчитать концентрации загрязняющих веществ на расстоянии 40 см, 1 м, 4 м от места сварки и дать экологическую оценку уровня загрязнения воздуха в этих точках пространства помещения.

Задача 10.

В процессе ручной дуговой наплавки стали электродами ОГМН в воздух выделяются вредные вещества (в расчете на 1 кг расходуемых материалов): MnO₂ – 0, 92 г; CrO₃ – 1, 54 г; NiO –0, 016 г, HF – 1, 74 г. Расход материала электродов – 2, 5 кг/ч. Площадь производственного помещения –360 м², высота – 3, 5 м. Кратность обмена воздуха в помещении n = 10. При помощи приведенных выше формул и справочных данных рассчитать концентрации загрязняющих веществ на расстоянии 40 см, 1 м, 4 м от места сварки и дать экологическую оценку уровня загрязнения воздуха в этих точках пространства помещения.

Задача 11.

При ручной дуговой сварке электродами ЧМКТ-10 в воздух выделяются вредные вещества (в расчете на 1 кг расходуемых материалов): MnO₂ – 0, 34 г; CrO₃ – 0, 12 г; NiO –1, 02 г; МоO₃ – 0, 32 г, HF – 01, 29 г. Расход материала электродов – 2, 2 кг/ч. Площадь производственного помещения –380 м², высота – 3, 5 м. Кратность обмена воздуха в помещении n = 10. При помощи приведенных выше формул и справочных данных рассчитать концентрации загрязняющих веществ на расстоянии 40 см, 1 м, 4 м от места сварки и дать экологическую оценку уровня загрязнения воздуха в этих точках пространства помещения.

Задача 12.

Задача 13.

Задача 14.

Задача 15.

Задача 16.

При ручной дуговой сварке электродами ЦТ-28 в воздух выделяются вредные вещества (в расчете на 1 кг расходуемых материалов): MnO₂ – 0, 93 г; CrO₃ – 0, 21 г; МоO₃ – 0, 93 г; HF – 1, 05 г. Расход материала электродов – 2 кг/ч. Площадь производственного помещения – 200 м², высота – 3, 5 м. Кратность обмена воздуха в помещении n = 12. При помощи приведенных выше формул и справочных данных рассчитать концентрации загрязняющих веществ на расстоянии 40 см, 1 м, 4 м от места сварки и дать экологическую оценку уровня загрязнения воздуха в этих точках пространства помещения.

Задача 17.

Задача 18.

В процессе дуговой наплавки стали электродами ОМГН-1 в воздух выделяются вредные вещества (в расчете на 1 кг расходуемых материалов): MnO₂ – 0, 92 г; CrO₃ – 0, 60 г; Cr₂O₃ – 1, 54 г; NiO – 0, 016 г, HF – 1, 74 г. Расход материала электродов – 2, 5 кг/ч. Площадь производственного помещения – 250 м², высота – 3, 5 м. Кратность обмена воздуха в помещении n = 12. При помощи приведенных выше формул и справочных данных рассчитать концентрации загрязняющих веществ на расстоянии 40 см, 1 м, 4 м от места сварки и дать экологическую оценку уровня загрязнения воздуха в этих точках пространства помещения.

Задача 19.

Задача 20.

При ручной дуговой сварке штучными электродами ОЗЛ-9А в воздух в составе сварочного аэрозоля выделяются вредные вещества (в расчете на 1 кг расходуемых материалов): MnO₂ – 0, 97 г; CrO₃ – 0, 27 г; NiO –0, 39 г; HF – 0, 13 г. Расход материала электродов – 2, 4 кг/ч. Площадь производственного помещения – 320 м², высота – 3, 5 м. Кратность обмена воздуха в помещении n = 10. При помощи приведенных выше формул и справочных данных рассчитать концентрации загрязняющих веществ на расстоянии 40 см, 1 м, 4 м от места сварки и дать экологическую оценку уровня загрязнения воздуха в этих точках пространства помещения.

Задача 21.

При проведении сварочных работ с использованием электродов ВИ-ИМ-1 в воздух выделяются вредные вещества (в расчете на 1 кг расходуемых материалов): MnO₂ – 0, 31 г; CrO₃ – 0, 12 г; NiO – 0, 60 г; HF – 0, 63 г. Расход материала электродов – 2, 6 кг/ч. Площадь производственного помещения – 160 м², высота – 3, 5 м. Кратность обмена воздуха в помещении n = 12. При помощи приведенных выше формул и справочных данных рассчитать концентрации загрязняющих веществ на расстоянии 40 см, 1 м, 4 м от места сварки и дать экологическую оценку уровня загрязнения воздуха в этих точках пространства помещения.

Задача 22.

При ручной дуговой сварке электродами ЦТ-28 в воздух выделяются вредные вещества (в расчете на 1 кг расходуемых материалов): MnO₂ – 0, 93 г; CrO₃ – 0, 21 г; МоO₃ – 0, 93 г; HF – 1, 05 г. Расход материала электродов – 2, 2 кг/ч. Площадь производственного помещения – 240 м², высота – 3, 5 м. Кратность обмена воздуха в помещении n = 12. При помощи приведенных выше формул и справочных данных рассчитать концентрации загрязняющих веществ на расстоянии 40 см, 1 м, 4 м от места сварки и дать экологическую оценку уровня загрязнения воздуха в этих точках пространства помещения.

Задача 23.

При проведении сварочных работ с использованием электродов ЭА 606/11 в воздух выделяются вредные вещества (в расчете на 1 кг расходуемых материалов): MnO₂ – 0, 68 г; CrO₃ – 0, 60 г; Cr₂O₃ – 0, 30 г; HF – 0, 004 г; CO – 1, 40 г; NO₂ – 1, 30 г. Расход материала электродов – 2, 6 кг/ч. Площадь производственного помещения – 220 м², высота – 3, 5 м. Кратность обмена воздуха в помещении n = 12. При помощи приведенных выше формул и справочных данных рассчитать концентрации загрязняющих веществ на расстоянии 40 см, 1 м, 4 м от места сварки и дать экологическую оценку уровня загрязнения воздуха в этих точках пространства помещения.

Задача 24.

При ручной дуговой наплавке стали с использованием электродов 034-37-Н в воздух в составе аэрозоля выделяются вредные вещества (в расчете на 1 кг расходуемых материалов): MnO₂ – 0, 49 г; CrO₃ – 0, 21 г; Cr₂O₃ – 0, 16 г; NiO –1, 62 г, HF – 1, 93 г. Расход материала электродов – 2, 3 кг/ч. Площадь производственного помещения –240 м², высота – 3, 5 м. Кратность обмена воздуха в помещении n = 12. При помощи приведенных выше формул и справочных данных рассчитать концентрации загрязняющих веществ на расстоянии 40 см, 1 м, 4 м от места сварки и дать экологическую оценку уровня загрязнения воздуха в этих точках пространства помещения.

Задача 25.

В процессе дуговой наплавки стали электродами ОМГН-1 в воздух выделяются опасные загрязняющие вещества (в расчете на 1 кг расходуемых материалов): MnO₂ – 0, 92 г; CrO₃ – 0, 60 г; Cr₂O₃ – 1, 54 г; NiO – 0, 016 г, HF – 1, 74 г. Расход материала электродов – 2, 4 кг/ч. Площадь производственного помещения – 350 м², высота – 3, 5 м. Кратность обмена воздуха в помещении n = 10. При помощи приведенных выше формул и справочных данных рассчитать концентрации загрязняющих веществ на расстоянии 40 см, 1 м, 4 м от места сварки и дать экологическую оценку уровня загрязнения воздуха в этих точках пространства помещения.

Задача 26.

При ручной дуговой сварке электродами ИМЕГ-10 в воздух выделяются токсичные вещества (в расчете на 1 кг расходуемых материалов): MnO₂ – 0, 34 г; CrO₃ – 0, 18 г; NiO –1, 02 г; МоO₃ – 0, 31 г, HF – 1, 29 г. Расход материала электродов – 2, 8 кг/ч. Площадь производственного помещения – 380 м², высота – 3, 5 м. Кратность обмена воздуха в помещении n = 10. При помощи приведенных выше формул и справочных данных рассчитать концентрации загрязняющих веществ на расстоянии 40 см, 1 м, 4 м от места сварки и дать экологическую оценку уровня загрязнения воздуха в этих точках пространства помещения.

Задача 27.

При ручной дуговой наплавке стали с использованием электродов 034-37-Н в воздух в составе аэрозоля выделяются вредные вещества (в расчете на 1 кг расходуемых материалов): MnO₂ – 0, 49 г; CrO₃ – 0, 21 г; Cr₂O₃ – 0, 16 г; NiO –1, 62 г, HF – 1, 93 г. Расход материала электродов – 1, 6 кг/ч. Площадь производственного помещения –200 м², высота – 3, 5 м. Кратность обмена воздуха в помещении n = 12. При помощи приведенных выше формул и справочных данных рассчитать концентрации загрязняющих веществ на расстоянии 40 см, 1 м, 4 м от места сварки и дать экологическую оценку уровня загрязнения воздуха в этих точках пространства помещения.

Задача 28.

При проведении сварочных работ с применением штучных электродов ВИ-ИМ-1 в воздух выделяются вредные вещества (в расчете на 1 кг расходуемых материалов): MnO₂ – 0, 31 г; CrO₃ – 0, 12 г; NiO – 0, 60 г; HF – 0, 63 г. Расход материала электродов – 2, 5 кг/ч. Площадь производственного помещения – 280 м², высота – 3, 5 м. Кратность обмена воздуха в помещении n = 10. При помощи приведенных выше формул и справочных данных рассчитать концентрации загрязняющих веществ на расстоянии 40 см, 1 м, 4 м от места сварки и дать экологическую оценку уровня загрязнения воздуха в этих точках пространства помещения.

Задача 29.

В процессе ручной дуговой наплавки стали электродами ОГМН в воздух выделяются вредные вещества (в расчете на 1 кг расходуемых материалов): MnO₂ – 0, 92 г; CrO₃ – 1, 54 г; NiO –0, 016 г, HF – 1, 74 г. Расход материала электродов – 2, 1 кг/ч. Площадь производственного помещения –380 м², высота – 3, 5 м. Кратность обмена воздуха в помещении n = 10. При помощи приведенных выше формул и справочных данных рассчитать концентрации загрязняющих веществ на расстоянии 40 см, 1 м, 4 м от места сварки и дать экологическую оценку уровня загрязнения воздуха в этих точках пространства помещения.

Задача 30.

При ручной дуговой наплавке стали с использованием электродов 034-37-Н в воздух в составе аэрозоля выделяются вредные вещества (в расчете на 1 кг расходуемых материалов): MnO₂ – 0, 49 г; CrO₃ – 0, 21 г; Cr₂O₃ – 0, 16 г; NiO –1, 62 г, HF – 1, 93 г. Расход материала электродов – 2, 3 кг/ч. Площадь производственного помещения –200 м², высота – 3, 5 м. Кратность обмена воздуха в помещении n = 12. При помощи приведенных выше формул и справочных данных рассчитать концентрации загрязняющих веществ на расстоянии 40 см, 1 м, 4 м от места сварки и дать экологическую оценку уровня загрязнения воздуха в этих точках пространства помещения.

⇐ Предыдущая 123 4 5 6 7 8 9 Следующая ⇒