Дипломная (вкр): Выбор линейных размеров 4-осной цистерны для перевозки сжиженных газов

 км².

Предел допустимой концентрации аммиака 20мг/м³.

Концентрация аммиака в зоне фактического заражения 1,00625мг/м³.

Выводы из оценки химической обстановки.

.        При данных метеоусловиях облако аммиака может достичь станции в пороговых концентрациях и не достигнет в поражающих концентрациях. Большая опасность угрожает персоналу железнодорожной станции.

.        Авария с выбросом аммиака имеет быстротечный характер (быстрое перемещение зараженного облака, быстрое испарение разлившегося аммиака).

.        В этих условиях особое значение приобретает быстрое оповещение персонала станции и населения, а также заблаговременная разработка необходимых мер их защиты.

11.2 Охрана труда при сварочных работах

Электрическая сварка котла цистерны характеризуется высокой концентрацией теплового потока (более 30 кал/г на 1 мм² площади дугового пятна). Имеет место быстрый переход свариваемого металла и сварочных материалов из твердого в жидкое состояние. Процесс носит взрывной характер и проходит при очень высоких температурах (несколько тысяч градусов в зоне дуги).

При электросварке организм человека может подвергаться воздействию следующих видов энергии:

электромагнитной;

механической.

Каждая из указанных составляющих представляет опасность для человека.

Сварочные работы на машиностроительных заводах производятся главным образом в сборочно-сварочных цехах или отделениях. Возникающие в процессе сварки вредные факторы могут стать причиной травм (поражение электрическим током, ожоги брызгами расплавленного металла и др.) и профессиональных заболеваний (электроофтальмия, пневмокониозы, интоксикация марганцем...).

При ручной электродуговой сварке в процессе работы сварщик имеет дело с электроустановками - сварочными агрегатами и подвижными трансформаторами, а также с различным электрооборудованием. В связи с этим возникает опасность поражения электрическим током.

При сварке дугой переменного тока рабочее напряжение, подводимое от сварочного трансформатора к изделию, не должно превышать 70 В. Все корпуса сварочных установок, генераторов, электродвигателей должны быть заземлены. Сварочные агрегаты, машины и трансформаторы снабжают кожухом для защиты токоведущих частей первичной цепи. Кожухи должны быть надежно закреплены. Вторичную обмотку трансформатора для снижения опасности перехода на нее первичного напряжения при пробое следует надежно заземлять вместе с металлическим кожухом.

Напряжение холостого хода источника питания постоянного и, особенно, переменного тока, представляет опасность в тех случаях, когда сварщик соприкасается с большими металлическими поверхностями, поэтому при работе в особо опасных условиях, например при сварке внутри металлической емкости (котла цистерны), во избежание длительного воздействия напряжения холостого хода, электросварочные установки должны иметь блокировку, при которой автоматически происходит включение сварочной цепи при соприкосновении электрода со свариваемым изделием и автоматическое отключение при холостом ходе. При работе внутри котла обеспечивается полная электробезопасность сварщика.

Схема блокировки представлена на рис. 11.2. Откуда видно, что как только сварщик перед началом работы прикоснется электродом к свариваемым деталям, цепь вспомогательного трансформатора, рассчитанная на напряжение 12-24В, оказывается замкнутой. В результате этого катушка контактора возбуждается и замыкает контакты К1 и К2, включает первичную обмотку сварочного трансформатора и, одновременно с этим размыкает контакты КЗ. При этом катушка конденсатора окажется включенной параллельно дросселю.

Сварочный ток, проходя через дроссель, вызывает на нем падение напряжения, которое питает катушку контактора. При окончании работы или смене электрода дуга обрывается, напряжение на дросселе падает до нуля и катушка контактора, теряя питание, размыкает с помощью контактов К2 первичную цепь сварочного трансформатора и этим отключает его от сети. Одновременно происходит размыкание контактов К1 и замыкание КЗ. Помимо электробезопасности, такое решение имеет большое экономическое значение, т.к снижается время холостого хода и тем самым сокращаются потери от холостого хода, повышается коэффициент мощности машины.

Схема замкнутого заземления

Схема зануления

Рис. 11.2 Схема автоматического отключения трансформатора

Сварка внутри емкостей характеризуется быстрым образованием высоких концентраций газов и аэрозоля в зоне дыхания, а также неблагоприятными метеорологическими условиями, поэтому требует специальных санитарно -технических мероприятий. Условия работы при сварке внутри цистерн усугубляются повышенным тепловым излучением и неудобным положением тела сварщика. Исследованиями Института гигиены и трудозаболеваний установлено, что температура воздуха в замкнутых пространствах небольших объемов повышалась за 30 минут работы на 6-10 ⁰С, а интенсивность теплового излучения на уровне лица сварщика 300 -450 ккал/м²*ч. По санитарным нормам СН 245-71 при облучении более 300 ккал/м²*ч для создания нормальных условий труда, необходимо применить воздушное дутирование рабочего места.

В соответствии с «Санитарными правилами при сварке, наплавке и резке металлов» №1009-73 подвижность подаваемого в замкнутые объемы воздуха должна быть 0,7-2 м/с, чтобы исключить возможность простудных заболеваний сварщиков. Температура подаваемого воздуха в холодный период года должна быть не ниже 20 ⁰С.

В соответствии с «Правилами техники безопасности и производственной санитарии при электросварочных работах» сварка внутри замкнутых пространств без вентиляции не допускается.

Перед сваркой цистерн должны быть проведены: очистка, промывка и вентилирование их.

В цехах, где производится сварка внутри цистерн, необходимо устройство обще обменной и местной вентиляции. В ряде случаев необходимо применить индивидуальные средства защиты органов дыхания.

Вентилирование замкнутых пространств можно осуществить по следующим принципиальным схемам:

)        создания организованного обмена воздуха в емкости: механическая подача чистого наружного воздуха в емкость; механическое удаление воздуха из нее; совместное действие притока и вытяжки;

)        удаление загрязненного воздуха непосредственно вблизи электросварочной дуги;

)        вентилирование только зоны дыхания сварщика (путем подачи чистого воздуха под маску или под щиток).

Характерной особенностью вентилирования емкостей является необходимость применения в большинстве случаев гибких шлангов и вентиляторов высокого давления.

При вентилировании емкости приточной струей от стационарной вентиляционной установки в емкость подается чистый (наружный) подогретый в холодное время воздух. Цистерну следует при этом способе устанавливать на фиксированных местах. Можно применять и гибкие шланги больших диаметров (~200-300мм) при наличии в торцевой части резервуара готового фланца. При определении объема подаваемого воздуха важно, чтобы скорость воздуха на рабочем месте была 0,7-2,0 м/с при ручной сварке, а при сварке в среде защитных газов в пределах, указанных соответствующими нормами.

Подаваемая струя чистого воздуха должна иметь направление от сварщика к дуге с тем, чтобы вредные выделения не попадали в зону дыхания.

Недостаток рассматриваемой схемы заключается в том, что загрязненный воздух выбрасывается в цех и должен удаляться обще обменной вентиляцией.

Этого можно избежать, если устраивать одновременно удаление загрязненного воздуха из емкости со стороны, противоположной притоку воздуха, с помощью вытяжной вентиляции.

Устройство одной вытяжки из емкости (с выбросом вне цеха) обладает тем недостатком, что в емкость поступает воздух из цеха уже частично загрязненного. Рекомендуемый объем удаляемого воздуха на один пост 2000м³/ч. При таком способе вентиляции создаются меньшие скорости воздуха, чем при подаче приточной струи, но воздух в холодный период не нагревается от температуры цеха (16-18°) до рекомендуемой для подачи в емкости (не ниже 20°).

При сварке емкостей на нестационарных местах, когда невозможно устройство описанных выше систем, применяются передвижные агрегаты.

Передвижные агрегаты передают из цеха в емкость уже частично загрязненный воздух, а отработанный воздух с высоким содержанием аэрозоля и газов поступает обратно в помещение.

Для удаления загрязненного воздуха непосредственно от сварочной дуги разработана воздушная установка с малогабаритными размерами переносных местных отсосов. Удаление пыли и газа осуществляется непосредственно от сварочной дуги малогабаритными пылегазоприемниками с гибкими облегченными шлангами небольшого диаметра.

В качестве побудителей движения воздуха, могут быть использованы:

А) в системах большой протяженностью - различные вакуум насосы, при малом числе постов сварки следует применять водокольцевые вакуум насосы типа РМК или ВВН при большом - многоступенчатые центробежные машины марок ТВ - 50-1,5, ТВ - 70-1,6 и ТВ - 175-1,6, создающие разряжение 2500 -3000 мм вод ст.

Б) в системах с малой протяженностью фронта работ (до 6-8м) могут быть использованы вентиляторы высокого давления, создающие разряжение 1500 мм вод ст.

К побудителю подводится коллектор герметичная тонкостенная, стальная труба, проложенная вдоль возможного фронта элекро-сварочных работ. Длина коллектора может быть 100м и более. К коллектору приваривают штуцера для подключения переносных шлангов. Все штуцера снабжают заглушками для герметичного перекрывания.

В высоковакуумных установках используют специальные резинотканевые шланги облегченной конструкции. На входе воздуха в шланги устанавливают малогабаритные переносные пылегазоприемники с пневматическими присосами - держателями.

Действие пневматического присоса основано на использовании разряжения, создаваемого побудителем тяги. Необходимое для удержания приемника и шланга разряжение в присосе обеспечивается путем местного повышения величины разряжения с помощью вмонтированного в шланге диффузорного пережима, суженое сечение которого сообщается полой втулкой с полостью резиновой полусферы. Крепление присоса осуществляется автоматически при соприкосновении с поверхностью за счет быстрого возникновения вакуума.

Отрыв присоса производится сжатием пальцами краев полусферы. Перестановка присоса осуществляется, как правило, при каждой смене электродов. При правильной эксплуатации таких местных отсосов обеспечивается необходимый санитарно-гигиенический эффект. Концентрация пыли и газов в зоне дыхания сварщика снижается до уровня, близкого предельно допустимой концентрации. Такой эффект достигается при удалении воздуха от одного сварочного поста 100-150 м³/ч.

При ручной сварке конструкций на нестационарных местах могут быть использованы постоянно перемещаемые приемники вытяжной вентиляции, прикрепленные шарнирами к ручкам защитных щитков. Шарнирные соединения позволяют изменить угол поворота патрубка приемника, как в вертикальной, так и в горизонтальной плоскостях.

При сварке внутри цилиндрических плоскостей, осуществляемой на кантователях, т. е выполняемой только в нижнем положении, может быть использован, только передвижной пылегазоприемник, который передвигается на роликах по мере вращения свариваемого цилиндра. Для обеспечения нужного гигиенического эффекта через такой приемник нужно удалять 250м³/ч воздуха.

Требуемый воздухообмен при выделении в помещение вредных веществ (газов, паров и пыли) определяется по формуле:

, (11.8)

где    К_д - предельно допустимая концентрация выделяемых вредностей в помещение Кд = 6 для электродов Э46А марки УОНИ-13/55 по ГОСТ 12.1.005-88;

К_п - концентрация вредностей в приточном воздухе, принимаем Кп = 0;

К_в - количество вредностей, выделяющихся в помещение в течении часа, мг/ч.

, (11.9)

где    Q_п - среднее отношение веса пыли, выделяемой в окружающее пространство к весу расходных электродов, принимаем:_п = 0,01 при автоматической сварке;_п = 0,04 при ручной сварке;

Ф_н - годовой действительный фонд рабочего времени._э - годовое потребление проволоки и электродов для электросварки, кг;

, (11.10)

где    П - годовая программа;

К_э - отношение массы электродного покрытия к массе электродной проволоки, принимаем К_э = 0,25 - 0,4 при автоматической сварке с флюсом;

К_п - коэффициент перехода в шов;

G_н - масса потребляемого металла на одно изделие, кг.

, (11.11)

где    g - масса наплавляемого металла на один метр;

t - длина всех швов на котле, м.

При автоматической сварке длина швов равна 130 м, а при ручной - 85 м. Определяем массу металла на один метр шва.

, (11.12)

где    - удельный вес наплавленного металла, принимаем  г/см³;

 - объем наплавленного металла.

, (11.13)

где    К_Ш - катет шва, принимаем К_Ш = 8 мм.

Подставив числовые значения в формулу (11.13), получим

мм²м².

Подставив числовые значения в выражение (11.12), получим

 кг/м.

Масса наплавленного металла на один метр при автоматической сварке g = 0,46 кг/м, тогда, подставив числовые значения в формулу, получим

 кг,

 кг.

Подставив числовые значения в формулу (11.10), получим годовое потребление проволоки

 кг.

Годовое потребление электродов по формуле составит

 кг.

Годовой фонд рабочего времени можно вычислить из выражения

, (11.14)

где    Р₀ - коэффициент, учитывающий отдых в рабочее время;

Ф_к - годовой фонд времени работы оборудования.

, (11.15)

где    t_Н - время работы в неделю, принимаем t_Н = 35 часов;

n_см - число смен, принимаем n_см = 2.

Подставив числовые значения в выражение (11.15), получим

 ч.

Подставив числовые значения в формулу (11.14), получим

 ч.

Подставив числовые значения в выражение (11.9), получим среднечасовое выделение пыли в цехе при автоматической сварке