Охрана труда
 Скачать 5.35 Mb.
|
|
п.). В этом случае ток протекает по пути наименьшего электрического сопротивления. Указанные предметы практически накоротко соединены с землей, их электрическое сопротивление очень мало. Поэтому сопротивление цепи равно сопротивлению тела и через человека потечет ток мА 220 А 22 , 0 Ом 1000 В 220 ч R ф U ч I Эта величина тока смертельно опасна. При работе с электрическими устройствами не прикасайтесь второй рукой к предметам, которые могут быть электрически соединены с землей. Работа в сырых помещениях, при наличии вблизи от человека хорошо проводящих предметов, соединенных с землей, представляет исключительно высокую опасность и требует соблюдения повышенных мер электрической безопасности. В аварийном режиме (рис. 2.30, б), когда одна из фаз сети (другая фаза сети, отличная от фазы, к которой прикоснулся человек) оказалась замкнутой на землю, происходит перераспределение напряжения, и напряжение исправных фаз отличается от фазного напряжения сети. Прикасаясь к исправной фазе, человек попадает под напряжение, которое больше фазного, но меньше линейного. Поэтому при любом пути протекания тока этот случай более опасен. Однофазное включение в цепь в сети с изолированной нейтралью (рис. 2.31).На производстве для электроснабжения силовых электроустановок находят применение трехпроводные электрические сети с изолированной нейтралью. В таких сетях отсутствует четвертый заземленный нулевой провод, а имеются только три фазных провода. На этой схеме прямоугольниками условно обозначены электрические сопротивления C r , B r , А r изоляции провода каждой фазы и емкости C C , B C , А C каждой фазы относительно земли. Для упрощения анализа примем , r C r B r А r C C C B C А C Рис. 2.31. Однофазное прикосновение в сети с изолированной нейтралью: а — нормальный режим работы; б — аварийный режим работы (повреждена вторая фаза) Если человек прикоснется к одному из проводов или к какому нибудь предмету, электрически соединенному с ним, ток потечет через человека, обувь, основание и через изоляцию и емкость проводов будет стекать на два других провода. Таким образом, образуется замкнутая электрическая цепь, в которую, в отличие от ранее рассмотренных случаев, включено сопротивление изоляции фаз. Так как электрическое сопротивление исправной изоляции составляет десятки и сотни килоом, то общее электрическое сопротивление цепи значительно больше сопротивления цепи, образующейся в сети с заземленным нулевым проводом. Т. е. ток через человека в такой сети будет меньше, и прикосновение к одной из фаз сети с изолированной нейтралью безопаснее. Ток через человека в этом случае определяется по следующей формуле: , ) 2 C 2 ω 2 r (1 2 цч R 9 ) цч 6R (r r 1 цч R ф U ч I гдe ос R об R ч R цч R — электрическое сопротивление цепи человека, f 2 — круговая частота тока, рад/с (для тока промышленной частоты f = 50 Гц, поэтому 100 ). Если емкость фаз невелика (это имеет место для непротяженных воздушных сетей), можно принять С ≈ 0. Тогда выражение для величины тока через человека примет вид: , r цч R 3 ф U 3 ч I Например, если сопротивление пола 30 кОм, кожаной обуви 100 кОм, сопротивление человека 1 кОм, а сопротивление изоляции фаз 300 кОм, ток, который проходит через человека (для сети 380/220 В), будет равен мА 95 , 0 А 00095 , 0 Ом 300000 ) 1000 100000 30000 ( 3 В 220 3 ч I Такой ток человек может даже не почувствовать. Даже если не учитывать сопротивление цепи человека (человек стоит на влажной земле в сырой обуви), проходящий через человека ток будет безопасен: мА 2 , 2 А 0022 , 0 Ом 300000 В 220 3 ч I Таким образом, хорошая изоляция фаз является залогом обеспечения безопасности. Однако при разветвленных электрических сетях добиться этого нелегко. У протяженных и разветвленных сетей с большим числом потребителей сопротивление изоляции мало, и опасность возрастает. Для протяженных электрических сетей, особенно кабельных линий, емкостью фаз нельзя пренебрегать (С ≠ 0). Даже при очень хорошей изоляции фаз (г = ∞) ток потечет через человека через емкостное сопротивление фаз, и его величина будет определяться по формуле: 2 ) C f 6 1 ( 2 цч R ф U ч I Таким образом, протяженные электрические цепи промышленных предприятий, обладающие высокой емкостью, обладают высокой опасностью, даже при хорошей изоляции фаз. При нарушении же изоляции какой-либо фазы прикосновение к сети с изолированной нейтралью становится более опасным, чем к сети с заземленным нулевым проводом. В аварийном режиме работы (рис. 2.31, б) ток, проходящий через человека, прикоснувшегося к исправной фазе, будет стекать по цепи замыкания на земле на аварийную фазу, и его величина будет определяться формулой: ) з R цч R ( ф U ч I Так как сопротивление замыкания аварийной фазы на земле обычно мало, то человек будет находиться под линейным напряжением, а сопротивление образовавшейся цепи будет равно сопротивлению цепи человека з R , что очень опасно. По этим соображениям, а также из-за удобства использования (возможность получения напряжения 220 и 380 В) четырехпроводные сети с заземленным нулевым проводом на напряжение 380/220 В получили наибольшее распространение. Мы рассмотрели далеко не все возможные схемы электрических сетей и варианты прикосновения. На производстве вы можете иметь дело с более сложными схемами электроснабжения, находящимися под значительно большими напряжениями, а значит, и более опасными. Однако основные выводы и рекомендации для обеспечения безопасности практически такие же. 2.3 Химические негативные факторы (вредные вещества) Пары, газы, жидкости, аэрозоли, химические соединения, смеси (далее вещества) при контакте с организмом человека могут вызывать изменения в состоянии здоровья или заболевания. Воздействие вредных веществ на человека может сопровождаться отравлениями и травмами. В настоящее время известно более 7 млн химических веществ и соединений, из которых около 60 тысяч находят применение в деятельности человека. 2.3.1 Классификация и воздействие вредных веществ на человека Химические вещества в зависимости от их практического использования классифицируются на: промышленные яды — используемые в производстве органические растворители (например, дихлорэтан), топливо (например, пропан, бутан), красители (например, анилин) и др.; ядохимикаты — используемые в сельском хозяйстве пестициды и др.; лекарственные средства; бытовые химикаты — применяемые в виде пищевых добавок (например, уксус), средства санитарии, личной гигиены, косметики и т. д.; биологические растительные и животные яды, которые содержатся в растениях, грибах, у животных и насекомых; отравляющие вещества (ОВ) — зарин, иприт, фосген и др. В организм человека вредные химические вещества могут проникать через органы дыхания, желудочно-кишечный тракт, кожные покровы. Основным же путем проникновения вредных веществ в организм являются органы дыхания. Распределение вредных веществ в организме подчиняется определенным закономерностям. Сначала происходит распределение вещества в организме, затем основную роль начинает играть поглощающая способность тканей. Вредное действие химических веществ на организм человека изучает специальная наука — токсикология. Токсикология — это медицинская наука, изучающая свойства ядовитых веществ, механизм их действия на живой организм, сущность вызываемого ими патологического процесса (отравления), методы его лечения и предупреждения. Область токсикологии, изучающая действие химических веществ на человека в условиях производства, называется промышленной токсикологией. Токсичность — это способность веществ оказывать вредное действие на живые организмы. Основным критерием (показателем) токсичности вещества является ПДК (единицей измерения концентрации является мг/м 3 ). Показатель токсичности вещества определяет его опасность. По степени опасности вредные вещества разделяют на четыре класса (табл. 2.15). Таблица 2.15 – Классы опасности веществ по ПДК в воздухе рабочей зоны (по ГОСТ 12.1.007-76) Показатель токсичности Класс опасности вещества и его название 1 чрезвычайно опасные 2 высокоопасные 3 Умеренно опасные 4 малоопасные ПДК в воздухе рабочей зоны, мг/м 3 Менее 0,1 0,1…1,0 1,0…10 Более 10,0 Кроме показателя ПДК, который определяет класс опасности по концентрации вещества в воздухе, используются и другие показатели. Средняя смертельная концентрация в воздухе ЛК 50 (мг/м 3 ) — концентрация вещества, вызывающая гибель 50 % животных при двух- четырехчасовом вдыхании. Средняя смертельная доза при нанесении на кожу ЛД 50 (мг/кг — миллиграмм вредного на кг массы животного) доза вещества, вызывающая гибель 50 % животных при однократном нанесении на кожу. Средняя смертельная доза ДЛ 50 (мг/кг) — доза вещества, вызывающая гибель 50 % животных при однократном введении в желудок. При определении указанных средних смертельных концентраций и доз испытания проводят на мышах и крысах. По указанным показателям класс опасности вещества определяют по следующим количественным значениям (табл. 2.16). Таблица 2.16 - Классы опасности веществ по значениям средних смертельных концентраций и доз (по ГОСТ 12.1.007—76) Показатель токсичности Класс опасности вещества и его название 1 чрезвычайно опасные 2 высокоопасные 3 Умеренно опасные 4 малоопасные ЛК 50 , мг/м 3 Менее 500 500…5000 5001…50000 Более 50000 ЛД 50 , мг/кг Менее 100 100…500 501…2500 Более 2500 ДЛ 50 , мг/кг Менее 15 15…150 151…5000 Более 5000 По характеру воздействия на человека вредные вещества подразделяются на (рис. 2.32): общетоксические — вызывающие отравление всего организма или поражающие отдельные системы: центральную нервную систему, кроветворные органы, печень, почки (углеводороды, спирты, анилин, сероводород, синильная кислота и ее соли, соли ртути, хлорированные углеводороды, оксид углерода и др.); веществ по ПДК в воздухе рабочей зоны <•«> ГОСТ 12.1.007-76) раздражающие — вызывающие раздражение слизистых оболочек, дыхательных путей, глаз, легких, кожи (органические азотокрасители, диметиламинобензол и другие антибиотики и др.); сенсибилизирующие — действующие как аллергены (формальдегид, растворители, лаки и др.); мутагенные — приводящие к нарушению генетического кода, изменению наследственной информации (свинец, марганец, радиоактивные изотопы и др.); канцерогенные — вызывающие злокачественные опухоли (хром, никель, асбест, бензапирен, ароматические амины и пр.); Рисунок 2.32 Классификация вредных веществ влияющие на репродуктивную (детородную) функцию — вы- пивающие возникновение врожденных пороков, отклонений от нормального развития детей, влияющие на нормальное развитие плода (ртуть, свинец, стирол, радиоактивные изотопы, борная кислота и др.). Три последних вида вредных веществ (мутагенные, канцерогенные и влияющие на репродуктивную способность) характеризуются отдаленными последствиями их влияния на организм. Их действие проявляется не в период воздействия и не сразу после его окончания, а в отдаленные периоды, спустя годы и даже десятилетия. Приведенная классификация вредных веществ по характеру воздействия не учитывает большой группы веществ — аэрозолей (пыли), не обладающих выраженной токсичностью. Для этих веществ характерен фиброгенный эффект действия на организм. Аэрозоли угля, кокса, сажи, алмазов, пыли животного и растителього происхождения, силикат и кремнийсодержащие пыли, аэрозоли металлов, попадая в органы дыхания, вызывают повреждение слизистой оболочки верхних дыхательных путей и, задерживаясь в легких, вызывают воспаление (фиброзу) легочной ткани. Профессиональные заболевания, связанные с воздействием аэрозолей, — пневмокониозы. Пневмокониозы различаются на: силикозы — развиваются при действии пыли свободного диоксида кремния; силикатозы — развиваются при действии аэрозолей солей кремниевой кислоты; разновидности силикатоза: асбестоз (асбестовая пыль), цементоз (цементная пыль), талькоз (пыль талька); металлокониозы — развиваются при вдыхании металлической пыли, например бериллиевой (бериллиоз); карбокониозы, например антраноз, возникающий при вдыхании угольной пыли. Результатом вдыхания человеком пыли являются пневмосклерозы, хронические пылевые бронхиты, пневмонии, туберкулезы, рак легких. Наличие у аэрозолей фиброгенного эффекта не исключает их общетоксического воздействия. К ядовитым пылям относятся аэрозоли ДДТ, свинца, бериллия, мышьяка и др. При попадании их и органы дыхания, помимо изменений в верхних дыхательных путях и легких, развивается острое и хроническое отравление. На производстве работа, как правило, проводится с несколькими химическими веществами. При этом работник может подвергаться воздействию негативных факторов другой природы (физических — шуму, вибрации, электромагнитным и ионизирующим излучениям). При этом возникает эффект сочетанного (при одновременном действии негативных факторов различной природы) или комбинированного (при одновременном действии нескольких химических веществ) действия химических веществ. Комбинированное действие — это одновременное или последовательное действие на организм нескольких веществ при одном и том же пути их поступления в организм. Различают несколько типов комбинированного действия в зависимости от эффектов токсичности: суммация (аддитивное действие, аддитивность) — суммарный эффект действия смеси равен сумме эффектов входящих в смесь компонентов. Суммация характерна для веществ однонаправленного действия, когда вещества оказывают одинаковое воздействие на одни и те же системы организма (например, смеси углеводородов); потенцирование (синергетическое действие, синергизм) — вещества действуют так, что одно вещество усиливает действие другого. Эффект синергизма больше аддитивного. Например, никель усиливает свою токсичность в присутствии медистых стоков в 10 раз, алкоголь значительно повышает опасность отравления анилином; антагонизм (антагонистическое действие) — эффект меньше аддитивного. Одно вещество ослабляет действие другого. Например, эзерин значительно снижает действие антропина, является его противоядием; независимость (независимое действие) — эффект не отличается от изолированного действия каждого из веществ. Независимость характерна для веществ разнонаправленного действия, когда вещества оказывают различное влияние на организм и воздействуют на различные органы. Например, бензол и раздражающие газы, смесь продуктов сгорания и пыль действуют независимо. Наряду с комбинированным действием веществ необходимо выделить комплексное действие. При комплексном действии вредные вещества поступают в организм одновременно, но разными путями (через органы дыхания и кожу, органы дыхания и желудочно-кишечный тракт и т. д.). 2.3.2 Гигиеническое нормирование содержания вредных веществ в воздухе рабочей зоны Преимущественным путем поступления вредных веществ в организм человека в производственных условиях является поступление с вдыхаемым воздухом. Токсичность вредных веществ определяется прежде всего его концентрацией в воздухе рабочей и зоны. Поэтому на содержание вредных веществ в воздухе рабочей зоны устанавливаются предельно допустимые значения — предельно допустимые концентрации (ПДК рз ). Значения ПДК рз определены в нормативных документах — государственных стандартах (ГОСТ 12.1.005—88) и государственных нормативах ГН 2.2.5.1313—03) практически для всех известных и применяемых в промышленности веществ. ПДК измеряются в мг/м 3 Для новых веществ установлению ПДК может предшествовать введение временного ориентировочного безопасного уровня воздействия (ОБУВ). ОБУВ веществ приведены в ГН 2.2.5.1314—03. Если в воздухе рабочей зоны находятся несколько веществ, обладающих независимым действием, то концентрация С i , каждого не должна превышать установленное для него значение ПДК рз : рз ПДК i C Если в воздухе рабочей зоны находятся n веществ, обладающих суммацией действия, то сумма отношений концентрации С i , каждого вещества к его ПДК рз; не должна быть больше единицы: 1 n 1 i рзi ПДК i C Если в воздухе рабочей зоны находятся n веществ, обладающих синергизмом и антагонизмом действия, то должно выполняться условие 1 n 1 i рзi ПДК i X i C где Х i — поправка, учитывающая усиление или ослабление действия вещества. 2.4 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. Герметичные системы, находящиеся под давлением, при разрушении приводят к поражению человека осколками и обломками разлетающихся конструкций, ударной волной. В зависимости от степени опасности среды, находящейся в герметичных системах, возможно отравление людей, а при наличии горючих сред — возникновение пожара и взрыва. Статическое электричество может создавать электростатические поля большой напряженности, а возникшая при разряде электростатических зарядов искра может стать причиной пожара и взрыва. 2.4.1 Пожаровзрывоопасность Основные сведения о пожаре и взрыве Пожар — неконтролируемое горение вне специального очага наносящее материальный ущерб и создающее опасность для жизни и здоровья людей. Горение — окислительный 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 и детонационное — при распространении пламени со скоростью до нескольких тысяч метров в секунду. В процессе реакции горения сгорание веществ может быть полным и неполным. Концентрацию горючего вещества и окислителя, при которой происходит полное сгорание вещества, называют стехиометрической. Расчет стехиометрического содержания горючего вещества для углеводородов осуществляется по формуле: , объемных % , β 84 , 4 1 100 стх C где o n , н n , c n а , 2 o n 4 н n c n β соответственно число атомов и углерода (С), водорода (Н) и кислорода (О) в молекуле горючего. Например, для реакции сгорания (взрыва) метана СН 4 в воздухе С стх ≈ 9,36 % об. 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. Всe реакции горения веществ относятся к экзотермическим, т. е. сопровождающимся выделением теплоты. Из-за выделения теплоты реакции горение, возникнув в одной зоне вещества, распространяется на всю массу реагирующих веществ. В зависимости от агрегатного состояния реагируемых веществ горение бывает гомогенным (однородным), при котором исходные вещества (горючее и окислитель) находятся в газо- или парообразном состоянии, и гетерогенным (неоднородным), при котором одно из веществ (обычно горючее) находится в твердом или жидком состоянии, а другое (обычно окислитель) — в газообразном. Процесс возникновения горения подразделяется на несколько видов: вспышка, возгорание, воспламенение, самовозгорание, самовоспламенение, взрыв и детонация. Кроме того, существуют и особые виды горения: тление и холоднопламенное горение. Вспышка — процесс мгновенного сгорания паров легковоспламеняющихся 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. При детонации передача энергии от слоя к слою смеси осуществляется не за счет теплопроводности, а распространением ударной волны. Давление в детонационной волне значительно выше давления при взрыве, что приводит к сильным разрушениям. Тление — беспламенное горение твердого вещества, поверхность которого раскалена и излучает свет и тепло. Тление сопровождается термическим разложением горючего вещества и обильным выделением горючих газов и парообразных продуктов, которые свободно рассеиваются в атмосфере. Тление твердого вещества возможно при недостатке кислорода в зоне горения, при недостатке выделяющейся в зоне теплоты, при очень быстром отводе выделяющейся теплоты из зоны возникшей реакции горения. Холоднопламенное горение — основная форма нетеплового самовозгорающегося режима реакции, которая при этом остается незавершенной, т. к. не вся химическая энергия реагирующей смеси расходуется на разогрев продуктов реакции. Для оценки пожаро- и взрывоопасности производств необходимо знать показатели пожаро- и взрывоопасности веществ, используемых в производственных процессах. 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 грѵппы: негорючие (несгораемые), грудногорючие (трудносгораемые); горючие (сгораемые). Принято считать негорючими такие материалы, которые не горят, не тлеют и не обугливаются под воздействием открытого м пламени или высокой температуры. Трудногорючие материалы — материалы, которые загораются и горят только при воздействии на них открытого огня. Горючие материалы — материалы, горение которых продолжается после удаления источника огня, которым они были подожжены. 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. К легковоспламеняемым веществам относятся прежде всего горючие жидкости (ЛВЖ — легковоспламеняемые жидкости). ЛВЖ — горючие жидкости с температурой вспышки в закрытом тигле не выше 61°С или в открытом тигле не выше 66°С. К горючим жидкостям (ГЖ) относятся такие, которые способны самостоятельно гореть после удаления источника зажигания, но имеют температуру вспышки выше 61°С в закрытом тигле. Температура вспышки — наименьшая температура горючего вещества, при которой образовавшиеся над его поверхностью пары и газы способны вспыхивать в воздухе от источника зажигания, однако скорость образования паров или газов еще недостаточна для поддержания устойчивого горения. Температура вспышки является одним из критериев, по которому устанавливают безопасные способы хранения, транспортирования и применения веществ. Ацетон имеет температуру вспышки -18°С, разные сорта бензина от -39 до - 17°С, керосин +40°С, масло трансформаторное +147°С. Основными показателями взрыво- и пожароопасности твердых и жидких веществ являются температура воспламенения и самовоспламенения. Температура воспламенения — наименьшая температура вещества, при которой вещество выделяет горючие пары и газы с такой скоростью, что после их зажигания начинается устойчивое горение. Температуру воспламенения применяют для установления группы горючести веществ, оценки пожарной опасности оборудования и технологических процессов, связанных с переработкой горючих веществ. Для ЛВЖ температура воспламенения отличается от температуры вспышки на 1...5°С, для других веществ — на 20°С и более. Температура самовоспламенения — самая низкая температура вещества, при которой происходит резкое увеличение скорости экзотермической реакции, заканчивающейся пламенным горением. Температура самовоспламенения газов и паров горючих жидкостей находится в пределах 250...700°С; для твердых веществ (цинка, магния, алюминия) — 450...800 °С; дерева, каменного угля торфа — 250...450°С. В зависимости от температуры самовоспламенения различают горючие вещества, имеющие температуру самовоспламенения выше температуры окружающей среды; горючие вещества, имеющие температуру самовоспламенения равную температуре окружающей среды; горючие вещества, имеющие температуру самовоспламенения ниже температуры окружающей среды. Последние вещества называют самовозгорающимися, т. к. они могут загораться без внесения тепла извне и представляют собой большую опасность. Самовозгорающиеся вещества подразделяют на три группы: вещества, способные самовозгораться от воздействия воздуха (например, растительные масла и животные жиры, бурый и каменный уголь, торф, обтирочные концы, древесные опилки и т. п.); вещества, подверженные самовозгоранию при действии на них воды (например, карбид кальция, карбиды щелочных металлов, металлические калий и натрий и др.); вещества, самовозгорающиеся в результате смешения друг с другом; в эту группу входят различные газообразные, жидкие и твердые окислители (галлоиды — хлор, бром; ацетилен, водород, метан и этилен в смеси с хлором самовозгораются). Основными показателями пожаро- и взрывоопасности горючих газов и паров являются нижний и верхний концентрационные пределы воспламенения (взрываемости), выраженные в объемной доле компонента в смеси (%) или в массовых концентрациях (мг/м 3 ). Минимальная концентрация горючих газов, паров, пыли в воздухе, при которой они способны загораться и распространять пламя называется нижним концентрационным пределом воспламенения (НПВ). Максимальная концентрация горючих газов, паров и пыли, при которой еще возможно распространение пламени, называется верхним концентрационным пределом воспламенения (ВПВ). Область смесей горючих газов и паров с воздухом, лежащих между нижним и верхним концентрационными пределами воспламенения, называется областью воспламенения. Нижнему и верхнему концентрационным пределам соответствуют нижний и верхний температурные пределы. Температурные пределы воспламенения паров — это такие значения температуры вещества, при которых его насыщенные пары образуют в окислительной среде концентрации, равные соответственно НПВ и ВПВ, и называются соответственно нижним (НТПВ) и верхним (ВТПВ) температурными пределами воспламенения. При определении степени опасности пыли, находящейся во взвешенном состоянии в производственном помещении, необходимо учитывать в первую очередь ее способность образовывать с воздухом (кислородом) взрывоопасные смеси, а также чувствительность таких смесей к различным источникам воспламенения. Пыль, осевшая на поверхностях различных предметов, может взрываться только после ее перехода во взвешенное состояние (аэрозоль). Для начала ее горения или взрыва необходим источник зажигания. В осевшем состоянии степень пожаровзрывопасности пыли определяется возможностью ее самовозгорания. Основные причины и источники пожаров и взрывов. Основные причины пожаров на предприятиях: нарушение технологического режима — 33%; неисправность электроустановок —16%; самовозгорание промасленной ветоши и других материалов, склонных к самовозгоранию, — 10%. Открытое пламя и искры наиболее часто являются источником зажигания различной горячей среды (открытое пламя и искры возникают при сварке, резке металлов, заточке инструмента, зачистке швов и целом ряде других технологических процессов). Наиболее частой причиной пожара из-за неисправности электроустановок являются: короткие замыкания, особенно с образованием электрической дуги; перегрузка электрической сети в результате подключения потребителей (машин, оборудования и т. д.) повышенной мощности, на которую не рассчитана электрическая сеть. Причиной пожара могут быть разряды статического электричества, а также разряды молнии. Опасные факторы пожара. 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). Пламя чаще всего поражает открытые части тела. Очень опасны ожоги, получаемые от горящей одежды, которую трудно потушить и сбросить. Особенно легко воспламеняется одежда из синтетических тканей. Температурный порог жизнеспособности тканей человека составляет около 45°С. Повышенная температура окружающей среды, поверхностей предметов нарушает тепловой режим тела человека, вызывает перегрев, ухудшение самочувствия из-за интенсивного выведения необходимых организму солей, нарушения ритма дыхания, деятельности сердца и сосудов. Необходимо избегать длительного облучения инфракрасными лучами интенсивностью около 540 Вт/м 2 и кратковременного облучения с интенсивностью 1050 Вт/м 2 . Температура тела человека в зоне облучения при пожаре не должна превышать 39...40 °С, т. к. при этом возникает опасность теплового удара, а при 60...70°С в организме человека происходят необратимые изменения, при которых наступает смерть. Токсичные продукты горения. Состав продуктов сгорания зависит от состава горящего вещества и условий, при которых происходит его горение. При горении прежде всего выделяется большое количество оксида углерода (СО), углекислого газа (С0 2 ), оксидов азота (NO x ), которые заполняют объем помещения, в котором происходит горение, и создают опасные для жизни человека концентрации. Концентрация СО может достигать 100% от объема помещения, в то время как при 1% объемной концентрации человек теряет сознание, а затем может наступить смерть. Концентрация углекислого газа С0 2 более 3...4% становится опасной при вдыхании воздуха с такой концентрацией более получаса. Концентрация углекислого газа в 8...10% вызывает быструю потерю сознания и смертельный исход. Однако в продуктах сгорания могут быть и значительно более токсичные вещества, например цианистый водород (HCN) и др. Наиболее опасны продукты сгорания различных синтетических веществ, пластмасс. Дым, выделяющийся при пожаре, очень разнообразен по своему составу и свойствам. По цвету он может быть белым, серым, черным и представляет собой аэрозоль, состоящий из мельчайших твердых частиц, находящихся во взвешенном состоянии в продуктах сгорания. В дыме содержатся раздражающие и токсичные вещества, дым снижает видимость, в результате чего теряется ориентация человека в помещении и усложняются условия эвакуации. Недостаток кислорода. Нормальное содержание кислорода в атмосферном воздухе примерно 21% по объему. При пожаре атмосферный кислород расходуется как окислитель в реакции горения, и его концентрация в помещении резко снижается. Человек теряет сознание при концентрации кислорода примерно 18 % по объему, возникает удушье. Практика показывает, что наибольшее количество людей погибает при пожарах не от прямого воздействия огня, а от удушья, связанного с недостатком кислорода, и от отравления токсичными продуктами сгорания. Обрушение и разрушение несущих конструкций здания. При воздействии высоких температур, возникающих в очаге пожара, несущие конструкции здания теряют свою механическую прочность, и происходит их обрушение. Это приводит к гибели людей и большим материальным потерям. Взрыв приводит к быстрому обрушению конструкции. Человек может быть также поражен ударной волной, разлетающимися осколками и элементами конструкций. Таким образом, пожары наносят большой материальный и моральный ущерб, ведут к разрушению промышленных зданий, гибели людей. Категорирование помещений и зданий по степени взрывопожарной опасности. Согласно НПБ 105—95, предусматривается категорирование промышленных и складских помещений, зданий и сооружений по взрывопожарной и пожарной опасности. Категории помещений и зданий определяются по табл. 2.17. Таблица 2.17 - Категории помещений по взрывопожарной опасности Категория помещения Характеристика веществ и материалов, находящихся в помещении А Взрывопожароопасная Горючие газы, легковоспламеняющиеся жидкости с температурой вспышки не более 28˚С в таком количестве, что могут образовывать парогазовоздушные смеси, при воспламенении которых развивается избыточное давление взрыва в помещении, превышающее 5 кПа. Вещества и материалы, способные взрываться и гореть при взаимодействии с водой, кислородом воздуха или друг с другом в таком количестве, что расчетное избыточное давление взрыва в помещении превышает 5 кПа Б Взрывопожароопасная Горючие газы, легковоспламеняющиеся жидкости с температурой вспышки не более 28˚С в таком количестве, что могут образовывать парогазовоздушные смеси, при воспламенении которых развивается избыточное давление взрыва в помещении, превышающее 5 кПа. Вещества и материалы, способные взрываться и гореть при взаимодействии с водой, кислородом воздуха или друг с другом в таком количестве, что расчетное избыточное давление взрыва в помещении превышает 5 кПа В1 - В4 Пожароопасные Горючие и трудногорючие жидкости, твердые горючие и трудногорючие вещества и материалы (в том числе пыли и волокна), вещества и материалы, способные при взаимодействии с водой, кислородом воздуха или друг с другом только гореть, при условии, что помещения, в которых они имеются в наличии или обращении, не относятся к категориям А или Б Г Негорючие вещества и материалы в горячем, раскаленном или расплавленном состоянии, процесс обработки которых сопровождается выделением лучистой теплоты, искр и пламени; горючие газы, жидкости и твердые вещества, которые сжигаются или утилизируются в качестве топлива Д Негорючие вещества и материалы в холодном состоянии Категорирование помещений и зданий применяется для установления нормативных требований по обеспечению взрывопожарной и пожарной безопасности. Категории помещений определяются путем последовательной проверки принадлежности помещения к категориям от высшей (А) к низшей (Д). 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 м 2 . В случае оборудования помещений установками автоматического пожаротушения допускается не относить к категории А здания и сооружения, в которых доля помещений категории А менее 25% (но не более 1000 м 2 ); 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 м 2 . Допускается не относить здание к категории Б, если суммарная площадь помещений категории А и Б в здании не превышает 25% суммарной площади всех размещенных в нем помещений (но не более 1000 м 2 ) 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 м 2 ) 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 м 2 ), 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. На объектах категорий В, Г и Д возникновение отдельных пожаров будет зависеть от степени огнестойкости зданий, а образование сплошных пожаров — от плотности застройки. 2.4.2 Герметичные системы, находящиеся под давлением Герметизированные системы, в которых под давлениемнаходятся сжатые газы и жидкости (нередко токсичные, пожаровзрывоопасные или имеющие высокую температуру), широко применяются в современном 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. Принцип герметичности, используемый при организации рабочего процесса ряда устройств и установок, является важным с точки зрения безопасности их эксплуатации. Из множества герметичных устройств и установок можно выделить те, которые наиболее широко применяются в промышленности. К ним следует отнести: Трубопроводы. Жидкости и газы, транспортируемые по трубопроводам, разбиты на следующие десять укрупненных групп, в соответствии с которыми установлена опознавательная окраска трубопроводов (табл. 2.18). Таблица 2.18 – Окраска трубопроводов Транспортируемая по трубопроводу среда Цвет окраски трубопровода Вода Зеленый Пар Красный Воздух Синий Газы горючие и негорючие Желтый Кислоты Оранжевый Щелочи Фиолетовый Жидкости горючие и негорючие Коричневый Прочие вещества Серый Чтобы выделить вид опасности, на трубопроводы наносят предупреждающие (сигнальные) цветные кольца (табл. 2.19). Таблица 2.19 – Сигнальные цветные кольца, наносимые на трубопроводы Характеристика опасности транспортируемой среды Цвет колец Взрывоопасные, огнеопасные, легковоспламеняющиеся вещества Красный Безопасные и нейтральные вещества Зеленый Вещества токсичные Желтый Глубокий вакуум, высокое давление, радиация и т.д. Желтый 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.), которые располагаются на наиболее ответственных местах коммуникаций. 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. Баллоны малой и средней вместимости изготовляют на рабочие давления 30, 15 и 20 МПа из углеродистой стали и на рабочие давления 15 и 20 МПа из легированной стали. Для того чтобы легко и быстро распознать баллоны, предназначенные для определенных газов, предупреждать их ошибочное наполнение и предохранять наружную поверхность от коррозии, на заводах-изготовителях баллоны окрашивают в установленные стандартом цвета, наносят соответствующие надписи и отличительные полосы (табл. 2.20). Таблица 2.20 - Окраска баллонов Вещество находящееся в баллоне Цвет окраски баллона Азот Черный Ацетилен Белый Водород Темно зеленый Кислород Голубой Углекислота Черный Этилен Фиолетовый 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 Госгортехнадзора (например, при изготовлении баллонов в марте 1999 г. и последующем их испытании в марте 2004 г. ставят клеймо 3—99—04); вид термообработки, рабочее и пробное гидравлическое давление (МПа); емкость баллона (л); массу баллона (кг); клеймо ОТК; обозначение действующего стандарта. Баллоны для сжатых газов, принимаемые заводами-наполнителями от потребителей, должны иметь остаточное давление не менее 0,05 МПа, а баллоны для растворенного ацетилена — не менее 0,05 и не более 0,1 МПа. Остаточное давление позволяет определить, какой газ находится в баллонах, проверить герметичность баллона и его арматуры и гарантировать непроникновение в баллон другого газа или жидкости. Кроме того, остаточное давление в баллонах для ацетилена препятствует уносу ацетона-растворителя ацетилена (при меньшем давлении унос ацетона увеличивается, а уменьшение количества ацетона в бал- лоне повышает взрывоопасность ацетилена). Сосуды для сжиженных газов. Сжиженные газы хранят и перевозят в стационарных и транспортных сосудах (цистернах), снабженных высокоэффективной тепловой изоляцией. Для хранения и транспортирования криогенных продуктов (азота, аргона, кислорода и воздуха) изготовляют специальные криогенные сосуды. Транспортные сосуды (цистерны) обычно имеют объем до 35 тыс. л. Наружную поверхность резервуаров окрашивают эмалью, масляной или алюминиевой красками в светло-серый цвет. На транспортных сосудах наносят надписи и отличительные полосы (табл. 2.21). 3 Газгольдеры. Они могут быть низкого (постоянного) и высокого (переменного) давления. Газгольдеры высокого давления служат для создания запаса газа высокого давления. Расходуемый из него газ проходит через редуктор, который понижает давление и поддерживает его постоянным в течение всего процесса подачи газа потребителю. Обычно такие газгольдеры собирают из баллонов большого объема, изготовляемых на рабочее давление меньше 25, 32 и 40 МПа. Таблица 2.21 - Маркировка транспортных сосудов (резервуаров) Газ Надпись Цвет надписи Цвет полосы Аммиак Аммиак, ядовитый сжиженный газ Черный Желтый Хлор Хлор, ядовитый сжиженный газ Зеленый Защитный Фосген Ядовитый сжиженный газ Красный Защитный Кислород Опасно Черный Голубой Все остальные газы Негорючие Наименование газа и слово «Опасно» Желтый Черный Горючие Наименование газа и слово «Огнеопасно» Черный Красный Газгольдеры низкого давления имеют большой объем 10 5 —3 ∙ 10 7 л и применяются для хранения запаса газа, сглаживания пульсаций, выдачи газов, отделения механических примесей и других целей. Кроме герметичных устройств и установок, рассмотренных выше, в промышленности широко применяют сосуды, предназначенные для ведения химических и тепловых процессов, компрессоры, котлы. |