цельносварная конструкция

Охрана труда в сварочном производстве

Видео по технике безопасности:

Сварка металла уже в годы первых пятилеток приобрела видную роль, обеспечивая значительную экономию металла и рабочей силы. Внедрение сварки металла в промышленность имело не только экономическое, но и большое социальное значение. Заменив клепку, сварка дала возможность устранить вредное воздействие шума и вибрации на человека, снизить производственный травматизм.

Техника безопасности:

 

 

  • В то же время процесс дугового соединения металла сопровождался возникновением специфических неблагоприятных производственных факторов. И поскольку с первых дней становления Советской власти вопросам охраны труда уделялось боль-шое внимание, изучением этих факторов сразу же занялись специалисты различного профиля.
  • Это было выполнением задач, определенных принятой в 1919 г. на VIII съезде партии Прог-раммы, в которой сказано, что «в основу своей деятельности в области охраны народного здоровья РКП (б) полагает прежде всего проведение широких оздоровительных и санитарных мер, имеющих целью предупреждение заболеваний».
  • В первые годы применения нового технологического процесса проведение оздоровительных мероприятий затруднялось малой его изученностью с гигиенической точки зрения. Как в отечественной, так и в зарубежной литературе проблемы гигиены труда были слабо освещены, что отражалось на решении практических вопросов.

Возникла необ-ходимость в проведении научно-иссле-довательских работ с целью изучения условий труда сварщиков, что давало предпосылки для обоснования и разработки оздоровительных мероприятий, создания санитарно-технических средств борьбы с вредными факторами производства. В решении новой научной проблемы участвовали многие науч- но-исследовательские и научно-практические учреждения. К ним в первую очередь относятся ленинградские Институт организации, экономики и охраны труда и Институт по изучению профессиональных заболевалий, Всеукраинский государственный институт патологии и гигиепы (г. Харьков), Институт гигиены труда и профзаболоииний АМН СССР. В сжатые сроки были разработаны типовыо кабины для

 

определения условий труда, рациональная организация рабочего места, конструкции приспособлений для уменьшения пли полного устранения статического напряжения тела при типовых сварочных операциях; предпринимались попытки создать принципы удаления сварочного аэрозоля (смеси пыли и газа) с места работ и конструкции, основанные на этих принципах; разрабатывались проекты типового рационального освещения, санитарно-технических требовании при электросварочных работах. В первые годы в промышленности

для электросварочных работ применялись голые и меловые электроды. Считалось, что основное профессиональное вредное воздействие происходит от лучистой энергии, вызывавшей поражениеглаз и кожных покровов [1, 3, 15, 59].

Наряду с этим начались исследования действия сварочного аэрозоля. Часть

металлических и неметаллических ингредиентов, входящих в состав электрода, под влиянием высокой температуры превращается в газы, затем при переходе от высокой температуры в

области дуги к низкой в окружающей зоне конденсируется и попадает в воздух рабочего пространства в виде аэрозолей. Химический состав их тесно связан с химическим составом сварочных материалов. При сварке голыми электродами пыль состоит преимущественно из окислов железа и составляет 0,76—3,70% массы израсходованных электродов [30, 31]. Применение покрытых электродов качественно изменило состав выделяющейся пыли. Помимо

окислов железа, в сварочном аэрозоле было обнаружено относительно небольшое количество соединений марганца, хрома, силиция [34, 54]. Однако из-за токсичности они играют решающую

роль при определении степени вредности сварочного аэрозоля [8]. В пыли наиболее высокомарганцевых электродов марки ЦМ-7 окислов марганца

содержится в среднем 7,6%, двуокиси кремния —4,2%, окислов железа — 72%. При сварке электродами УОНИ-13/45 и ОММ-5 в аэрозоле обнаружено окислов марганца 4,2—5,5%,

двуокиси кремния — 4,58—7,06%, окислов железа — 35,8—47,2 % [9, 32].

Как показали исследования, количество выделяющихся продуктов сварки

прямо пропорционально силе сварочного тока и диаметру электродов. Так, на

1 кг расходуемых электродов ЦМ-7 диаметром 4 мм выделялось 7,05% окислов марганца, а при увеличении диаметра электродов до 6 мм выделения окислов марганца возросли до 11,35%

Ш Дисперсность сварочного аэрозоля чрезвычайно велика. В электронном микроскопе частицы электросварочной пыли выглядят сферическими, непрозрачными и полупрозрачными, размером

от 10 А до 1 мкм [5, 40]. Профессиональные заболевания у электросварщиков, вызываемые вдыханием сварочного аэрозоля, начали регистрироваться уже в 30-х годах [35].

 

  1. Особую опасность представляли марганцевые интоксикации.
  2. Случаи марганцевых отравлений наблюдались у сварщиков, использовавших электроды ЦМ-7 [29]. Институт гигиены труда и
  3. профзаболеваний АМН СССР обследовал 24 электросварщика со стажем работы 8—25 лет, работавших в сборочно-сварочных цехах или ремонтных мастерских с электродами ЦМ-7 и ОММ-5.
  4. У 11 сварщиков была обнаружена марганцевая интоксикация, у 9 — это же заболевание в виде начальных явлений, у двух выявлена хроническая интоксикация с явлениями паркинсонизма [10].

Профилактика заболеваний

Гигиенисты вместе с инженерами провели ряд мероприятий, направленных на профилактику профессиональных заболеваний. Решающая роль в оздоровлении условий труда принадлежит автоматизации сварочных процессов.

Как отмечал Б. Е. Патоп [44], комплексная механизация является не только важнейшим фактором ускорения технологических процессов в сварочном производстве, по также фактором, значительно оздоровляющим труд сварщиков. В настоящее время поставлена задача создания промышленных роботов для дуговой сварки плавящимися и неплавящимися электродами.

Автоматической дуговой сварке принадлежит большое будущее, однако уровень развития техники не дает возможности полностью освободить человека от выполнения технических операции. Квалифицированный сварщик, работая современными высокопроизводительными электродами, выполняет первоклассные швы [45]. Миллионы тонн сварных конструкций изготов-ляются в полевых условиях, при этом преобладает сварка покрытыми электродами [51].

Вследствие того что в сварочном производстве работает большое количество людей, возрастает необходимость дальнейших широких гигиенических исследований, содействующих оздоровлению условий их труда. В последние годы в этом направлении были достигнуты значительные успехи.

Основные усилия направлены на создание сварочных материалов и процессов с улучшенными гигиеническими характеристиками. В Институте электросварки им. Е. О. Патона решены многие теоретические вопросы, исследо-ваны закономерности выделения наиболее агрессивных компонентов сварочного аэрозоля и возникновения неблагоприятных факторов при сварочных процессах, намечены пути снижения их уровня. Особое место заняли работы по созданию низкотоксичных рутило- вых электродов и проволок. Во многом благодаря усилиям этого коллектива большое распространение в СССР получили электроды, шлакообразующая основа которых построена на базе двуокиси титана [52]. Результаты медико- биологических исследований показали, что рутиловые электроды с высоким содержанием в покрытии железного порошка по своим гигиеническим характеристикам значительно превосходят

электроды руднокислого типа [11). И а основе этих работ на Украине, а затем во всей стране органами сашггарной службы было запрещено применение высокотоксичных марганцевых элект-родов, взамен которых в производство внедрены рутиловые электроды, причем особенно широко серии АНО. Применение в народном хозяйстве рутиловых электродов дало возможность коренным образом улучшить условия труда сварщиков, за что И. К. Походня, Е. И. Воронцова, А. Е. Марченко, А. М. Бей- ниш, И. Р. Явдощин и другие были в 1971 г. удостоены Государственной премии СССР.

Вместе с Институтом электросварки им. Е. О. Патона АН УССР гигиенические проблемы сварки успешно решаются Институтом гигиены труда и профзаболеваний АМН СССР (Е. И. Воронцова, В. И. Киреев,

Н.           И. Мосолов и др.), Киевским НИИ гигиены труда и профзаболеваний (А. О. Навакатикян, Е. П. Тупчий, И. Т. Брахнова и др.), Ленинградским институтом охраны труда ВЦСПС (К. В. Мигай, О. К. Тимофеева, И. С. Алексеева и др.), Харьковским НИИ гигиены труда и профзаболеваний (Г. И. Евтушепко, В. Б. Карамы- шев, Н. Н. Гончарова и др.), Московским НИИ гигиены труда им. Ф. Ф. Эрис- мана (А. В. Ильницкая, В. С. Блохин, Е. В. Мельников и др.), Ленинградским НИИ гигиены труда и профзабо-леваний (Л. Н. Грацианская, М. М. Ту- ченко, Н. А. Семеновская и др.); вопросы гигиены в сварочном производстве исследуют Волгоградский, Тюменский, Азербайджанский, Астраханский, Ереванский, Рязанский и другие медицинские институты.

Большое практическое значение имело решение вопроса динамики пневмокониоза электросварщиков и экспертизы их трудоспособности. К. П. Молокановым, Е. П. Крапухиной, Е. И. Воронцовой, А. В. Гринберг, О. Г. Золотокрылиной и другими исследователями было доказано, что пневмокониоз электросварщиков характеризуется доброкачественностью течения, малой выраженностью клинических данных, медленным прогрессированием. Такая реакция организма на вдыхаемые вещества объясняется его высокой резистентностью, интенсивным самоочищением бронхогенным путем, посредством фагоцитоза и т. д. Учитывая благоприятное течение пневмокониотического процесса у сварщиков, мало влияющего или совсем не влияющего на трудоспособность, отсутствие более или менее выраженных нарушений функций внешнего дыхания и сердечно-сосудистой системы, электросварщиков с пневмокониозом следует оставлять на работе по специальности, используя их лишь при сварке на открытых участках и применяя оздоровительные мероприятия [36].

Важное научное положение советских ученых нашло отражение в документах Комиссии VIII «Гигиена и безопасность при сварке и смежных процессов» Международного института сварки. В них зафиксировано, что газовая среда и электрические параметры сварочных процессов, применяемые в течение многих лет, не приводят к серьезным заболеваниям сварщиков.

Однако с внедрением новых способов сварки, сварочных материалов возникает необходимость в дальнейшем развитии исследований, направленных на улучшение условий труда рабочих.

  1. Еще в 30-х годах отечественные ги-гиенисты, добиваясь радикального оздо-ровления труда сварщиков, начали изучение закономерностей выделения сварочного аэрозоля и его ингредиентов [20, 54].
  2. Прогнозированию, созданию сварочных материалов и оборудования с наперед заданными гигиеническими свойствами, разработке биологических экспресс-методов исследования с каждым годом уделяется все больше внимания сварочной и гигиенической науками.
  3. Широким фронтом ведутся поиски путей снижения токсичности сварочных материалов, для чего применяются

новейшие физико-химические и биологические методы исследований, разрабатываются новые [49, 50]. В Институте гигиены труда и профзаболеваний АМН СССР при исследовании сварочного аэрозоля впервые в профес-сиональной патологии параллельно с гистологической обработкой материалов использовались новые методы: растровая электронная микроскопия, позволяющая изучить объемную ультраструктуру поверхности ткани легких и клеточных элементов, а также рент-геновский микроанализ, дающий возможность без разрушения тканей легких изучать количественный и качественный химический состав содержимого

А. Ф. Фроловым с сотрудниками разработан биологический экспресс-метод оценки сварочных материалов на культуре человеческой эмбриональной ткани, дающий возможность в сжатые сроки получать количественную харак-теристику токсичности электросварочного аэрозоля.

Группа сотрудников ИЭС им. Е. О. Патона провела комплекс исследований, давший возможность осуществлять оздоровительные мероприятия технологического характера, снижая токсичность сварочных электродов и проволок [51]. В частности, установлено влияние массы плавикового шпата на количество и состав выделяющихся соединений фтора, параметров сварочных материалов на количество и физические характеристики сварочной пыли и т. д. Исследована взаимосвязь между химическим составом покрытия электродов и дисперсностью, формой и структурой пыли [40], а также показано гигиени-ческое преимущество комбинированного натриево-калиевого связующего в электродах фтористо-кальциевого типа [39]. При исследовании зависимости выделения сварочного аэрозоля от параметров режима сварки в С02 установлено, что выделение сварочного аэрозоля определяется в основном режимом сварки. Выведенная формула дает возможность прогнозировать оптимальные в гигиеническом отношении режимы и продолжительность сварки [17].

Высоколегированные электроды с рутилфтористо-кальциевым покрытием имеют преимущества в гигиеническом отношении перед фтористо-кальциевыми. Высокопроизводительные электроды, легирующие металл шва через стержень, обеспечивают уменьшение выделений сварочного аэрозоля по сравнению с электродами, легирующими металл через покрытие [18].

Совместными исследованиями, проведенными сотрудниками Киевского НИИ гигиены труда и профзаболеваний и киевского завода «Ленинская кузница» [62] установлено, что при сварке в углекислом газе и смеси его с кислородом при обычном вылете на идентичных режимах выделяется практически одинаковое количество пыли и окиси углерода. С повышением скорости подачи электродной проволоки от 176 до 283 м/ч выделение пыли независимо от вида защиты возрастает на 60—70%. При сварке же с вылетом 100 мм увеличение скорости подачи не приводит к большему выделению пыли; количество окиси углерода также не изменяется. Сварка в смеси углекислого газа с кислородом при вылете 100 мм дает возможность снизить выделение пыли на 30—35% по сравнению со сваркой в СО2 с обычным вылетом при той же скорости подачи. Значительный интерес представляет возможность сократить выделение пыли путем управления переносом электродного металла [48]. Глубоко изучены гигиенические аспекты сварки цветных металлов [6,14,46].

Все больше внимания гигиенисты уделяют механизированным способам сварки, особенно сварке под флюсом и контактной стыковой. Интенсивное внедрение в народное хозяйство сварки под флюсом началось после Постановления ЦК ВКП(б) и Совнаркома СССР от 20 декабря 1940 г. Этому способствовали не только соображения экономического характера, но и гигиенические: меньшее по сравнению с ручной дуговой сваркой выделение пыли и газов, отсутствие светового излучения, малое образование искр и брызг. К создаваемым флюсам, кроме технологических требований, добавляются специфические. Флюсы должны содержать небольшое количество вредных примесей [47]. Физико-химические исследования [33] показали, что количество выделяющихся при сварке фтористых соединений зависит не только от химического состава флюса, но и от режима сварки, скорости, диаметра проволоки, силы и напряжения тока. Наиболее значительное выделение фтористых соединений наблюдается при использовании флюса АН-348-А и ОСЦ-45 (соответственно 160 и 280 мг на 1 кг флюса в пересчете на HF), минимальное — при сварке под флюсом ФЦ-50 и АН-50.

До недавнего времени контактностыковая сварка, несмотря на значительный объем работ, выполняемых этим методом в промышленности, была недостаточно полно изучена с гигиени-ческой точки зрения. Благодаря работам кафедры охраны труда и техники безопасности Киевского политехнического института, Харьковского НИИ гигиены труда и профзаболеваний получены данные, свидетельствующие о том, что контактно-стыковая сварка сопровождается образованием аэрозоля, брызг расплавленного металла, ионизацией атмосферы, наведением магнитного поля промышленной частоты и шума [13, 22, 24, 38], что вызывает необходимость оздоровительных мероприятий, в первую очередь организацию местной вытяжной вентиляции, а также разработки средств защиты и профилактики от электромагнитного облучения [57].

Исследуются и другие виды сварки — электрошлаковая, электронно-лучевая, лазерная, плазменная сварка и резка [7, 56, 61].

Большой и убедительный материал получен при ’углубленном клиническом обследования сварщиков [25, 33, 37, 43, 55], в частности сотрудниками Тюменского мединститута, которые под руководством Ю. И. Кардакова изучали состояние здоровья и заболеваемости с временной утратой трудоспособности рабочих основных профессий трубопроводного строительства Тюменской области. Анализ заболеваемости показал, что среди трубоукладчиков, бульдозеристов, токарей, электромонтеров, транспортных рабочих электросварщики чаще подвержены болезням органов дыхания простудного характера (пневмонии, тензилиты, острые респираторные заболевания) и болезням нервной системы, возникающим в результате переохлаждения и вынужденного положения тела по время работы (пояснично-крестцовые радикулиты, миозиты, полиартриты и тендовагиниты). Установлено, что для северных районов и для районов с умеренным климатом основным неблагоприятным производственным фактором при механизированных способах сварки являются низкие температуры.

Авторы, проводившие исследования, предполагают, что повышенную заболеваемость электросварщиков можно объяснить отрицательной радиацией и возможностью контактных охлаждений организма. Нарушение терморегуляции наблюдается уже при субнормальных температурах. Так, при —5° С после трех часов работы средневзвешенная температура кожи снижалась с 32,7 до 32,4° С. При 0° С наблюдалась аналогичная вялость терморегуляторных восстановительных реакций организма. Следует отметить, что, несмотря на отрицательный тепловой баланс, многие рабочие не ощущают холода и оценивают свои теплоощущения как удовлетворительные. С понижением температуры до —10° С процесс охлаждения организма протекал более интенсивно.

Наиболее выраженный охлаждающий эффект наблюдается при температуре окружающего воздуха —40 С.

При этих показателях внешней среды температура кожи бедра к концу 7-часового пребывания на воздухе снизилась с 31,1 ± 0,7° С до 28,0 =*= 0,8° С. Столь значительные теплопотерп возникают в связи с технологической необходимостью выполнять работу лежа на спине, стоя на колене, облокотившись на свариваемую деталь и т. д. Анализ данных хронометражных исследований показал, что при плотности труда сварщика на трассе трубопровода 81—83% рабочего времени, 53—60% из них он работает так, что значительные участки тела контактируют с холодным металлом и грунтом. При этом кондуктивные и радиационные тепло- потери намного возрастают. Так, если тепловой поток в области плеча при температуре окружающей среды —10° С составлял 29,8 Вт/м2, то при контакте локтя с металлом он возрос до 34,4 Вт/м2. Большие теплопотери отмечались при работе сварщика на спине за счет охлаждения обширных участков тела: тепловой поток в области спины возрастал с 34,5 до 50,6 Вт/м2, температура кожи понижалась с 33,7 до 33,0° С.

Результаты исследования теплопотерь при температуре —40° С показали, что, например, суммарная мощность дополнительных теплопотерь при сварке верхней четверти стыка с земли и с лестницы составляла 24,7 Вт, за счет обширного контакта спины с землей дополнительные теплопотери составляли 53,9 Вт.

Итак, спецификой труда сварщика является вызываемый технологической необходимостью длительный контакт участков тела с охлажденным металлом и грунтом, что приводит к значительным теплопотерям организма. Этим объясняется повышенная подверженность сварщиков болезням, возникающим в результате действия низких температур [43].

В СССР наряду с исследованием условий труда сварщиков гигиенисты глубоко изучали производство электродов,

 

флюсов и других сварочных материалов. Большие работы в этом направлении проведены Ленинградским НИИ гигиены труда и профзаболеваний. Установлено, что основным неблагоприятным фактором является высокое выделение марганец- и фторсодержащей пыли [60], в связи с чем были разработаны вопросы ранней диагностики марганцевых интоксикаций [21], составлены санитарные правила, служившие руководящими материалами для проектных организаций и предприятий.

Институт гигиены труда и профзаболеваний АМН СССР, Ленинградский институт охраны труда ВЦСПС и другие учреждения разработали основные положения к проектированию вентиляции для сварочных процессов, создали эффективные средства защиты [12, 23, 32, 58]. Наиболее значительные исследования выполнены Т. С. Карачаровым и О. Н. Тимофеевой. Т. С. Карачаровым определены основные принципы общеобменной вентиляции больших сварочно-сборочных цехов в машиностроительной промышленности и на заводах металлоконструкций.

Весомый вклад в разработку местных отсосов при сварке на нестационарных постах, в организацию вентиляции при сварке и резке высокомарганцевых сталей и легких сплавов внесла О. Н. Тимофеева. Как показал опыт, методами общеобменной вентиляции нельзя существенно улучшить состояние воздушной среды на рабочем месте сварщика. Используемые в промышленности местные отсосы можно разделить на две основные группы: отсосы от стационарных постов и от нестационарных рабочих мест.

Наиболее перспективными в этом направлении являются вытяжные устройства, встроенные непосредственно в сварочное оборудование [19]. Сотрудники Вильнюсского отделения ВНИИ электросварочного оборудования, добиваясь улучшения условий труда сварщиков и повышения безопасности при сварочных работах, создали серии изолированных электродо-держателей пассатижного, винтового и пластинчатого типа, комплект инструмента для электросварщика, включающий средства обеспечения безопасности при производстве сварочных работ, электробезопасные контактные разъемы для подсоединения сварочных приборов к источнику питания, автоматические устройства для снижения напряжения при холостом ходе источников питания сварочной дуги переменного и постоянного тока, щитки улучшенного качества для защиты электросварщика [53]. Этот институт разработал промышленный образец принципиально нового щитка с активной защитой органов дыхания, созданный в ИЭС им. Е. О. Патона. Высокоэффективную защиту органов дыхания обеспечивает струя воздуха, которая в отличие от конструкций подобных щитков подается не внутрь щитка, а снаружи, вызывая эффект эжекции. Этим исключено неприятное охлаждающее действие подаваемого воздуха на лицо. На щиток получено авторское свидетельство, и он запатентован в США, ГДР, Англии, Бельгии, Чехословакии, Италии и других странах.

В разработке защитных средств сварщика, эффективного инструмента, основ НОТ активно участвуют сотрудники ВНИИмонтажспецстроя [28]. Рациональная конструкция электродо- держателя, созданного этим институтом, имеет существенное значение в предотвращении развития профессиональных заболеваний рук [26].

Значительное место в планах научно-исследовательских работ ЦНИИ технологии судостроения занимают проблемы гигиены и безопасности труда при сварочных работах. Вопросам эргономики сварочных операции посвящены работы кафедры сварки Брянского института транспортного машиностроения [16].

Добавить комментарий