Проектирование безопасности технологического процесса при выполнении работ на фрезерных станках

Низкочастотная общая вибрация вызывает длительную травматизацию межпозвоночных дисков и костной ткани, изменение подвижности гладкой мускулатуры желудка и кишечника, возникновение и прогрессирующие изменение позвоночника. Систематическое изменение общих вибраций может быть причиной стойких нарушений физиологических изменений организма, обусловленных преимущественно воздействием вибраций на центральную нервную систему. Эти нарушения проявляются в виде головных болей, головокружений, плохого сна, пониженной работоспособности, плохого самочувствия, нарушения сердечной деятельности. Внизу показана вибрационная болезнь на Рис.1.2.1 .

 

Рис.1.2.1 . Вибрационная болезнь. Трофические нарушения пальцев кистей, а — деформация межфаланговых суставов, дистальных фаланг, пахидермия: б -изменение конфигурации пальцев,

ГОСТ 12.1.012-90 (2000) ССБТ Вибрационная безопасность.

 

 

 

 

1.3 Электрический  ток

Электрический ток используется повсеместно. Проходя через тело человека ток оказывает сложное воздействие, являющееся совокупностью термического, электролитического разложения крови плазм и биологического воздействия.         В результате прохождения тока через человека может произойти нарушение его жизнедеятельных функций. Опасность поражения электрическим током усугубляется тем, что, во первых, ток не имеет внешних признаков и как правило человек без специальных приборов не может заблаговременно обнаружить грозящую ему опасность; во вторых, воздействия тока на человека в большинстве случаев приводит к  серьезным нарушениям наиболее важных жизнедеятельных систем, таких как центральная нервная, сердечно-сосудистая и дыхательная, что увеличивает тяжесть поражения; в третьих, переменный ток способен вызвать интенсивные судороги мышц, приводящие к не отпускающему эффекту, при котором человек самостоятельно не может освободиться от воздействия тока; в четвертых, воздействие тока вызывает у человека резкую реакцию отдергивания, а в ряде случаев и потерю сознания, что при работе на высоте может привести к травмированию в результате падения.

Электрический ток, проходя через тело человека, может оказывать биологическое, тепловое, механическое и химическое действия. Биологическое действие заключается в способности электрического тока раздражать и возбуждать живые ткани организма, тепловое – в способности вызывать ожоги тела, механическое – приводить к разрыву тканей, а химическое – к электролизу крови.

Воздействие электрического тока на организм человека может явиться  причиной электротравмы. Электротравма – это травма, вызванная воздействием электрического тока или электрической дуги. Условно электротравмы делят на местные и общие. При местных электротравмах возникает местное повреждение организма, выражающиеся в появлении электрических ожогов, электрических знаков, в металлизации кожи, механических повреждениях и электроофтальмии (воспаление наружных оболочек глаз). Общие электротравмы, или электрические удары, приводят к поражению всего организма, выражающемуся в нарушении или полном прекращении деятельности наиболее жизненно важных органов и систем –

легких (дыхания), сердца (кровообращения).

Характер воздействия  электрического тока на человека и  тяжесть поражения пострадавшего зависит от многих факторов. Оценивать опасность воздействия электрического тока на человека можно по ответным реакциям организма. С увеличением тока четко проявляются три качественно отличные ответные реакции. Это прежде всего ощущение, более судорожное сокращение мышц (неотпускание для переменного тока и болевой эффект постоянного) и, наконец, фибрилляция сердца. Электрические токи, вызывающие соответствующую ответную реакцию, подразделяют на ощутимые, неотпускающие и фибрилляционные.

Факторы, определяющте исход поражения электрическим  током

К факторам, влияющим на исход поражения электрическим  током, относят:

величину тока, величину напряжения, время действия, род и частоту тока, путь замыкания, сопротивление человека, окружающую среду, фактор внимания.

По величине тока, токи подразделяются на:

-         неощущаемые (0,6 – 1,6мА);

-         ощущаемые (3мА);

-         отпускающие (6мА);

-         неотпускающие (10-15мА);

-         удушающие (25-50мА);

-         фибрилляционные (100-200мА);

-         тепловые воздействия (5А и  выше).

По ГОСТ 12.1.038-82 ССБТ «Предельно допустимые величины напряжений и токов. Электробезопасность». Факторы величины напряжения и время воздействия электрического тока, приведены в табл. 1.                                                                         Таблица 1    

Время действия, сек.	Длител	До 30	1	0,5	0,2	0,1
Величина тока, мА.	1	6	50	100	250	500
Величина напряжения, В.	6	36	50	100	250	500

 

При кратковременном  воздействии (0,1-0,5с) ток порядка 100мА не вызывает фибрилляции сердца. Если увеличить длительность воздействия до 1с, то этот же ток может привести к смертельному исходу. С уменьшением длительности воздействия значение допустимых для человека токов существенно увеличивается.

При изменении  времени воздействия от 1 до 0,1с  допустимый ток возрастает в 16 раз. Кроме того, сокращение длительности воздействия электрического тока уменьшает опасность поражения человека исходя из некоторых особенностей работы сердца.

Продолжительность одного периода кардиоцикла (рис. 1.3.1.) составляет 0075- 0,85с.

    

В каждом кардиоцикле наблюдается период систолы, когда желудочки сердца сокращаются (пик QRS) и выталкивают кровь в артериальные сосуды. Фаза Т соответствует окончанию сокращения желудочков и они переходят в расслабленное состояние. В период диастола желудочки наполняются кровью. Фаза Р соответствует сокращению предсердий. Установлено, что сердце наиболее чувствительно к воздействию электрического тока во время фазы Т кардиоцикла. Для того чтобы возникла фибрилляция сердца, необходимо совпадение по времени воздействия тока с фазой Т, продолжительность которой 0,15-0,2с. С сокращением длительности воздействия электрического тока вероятность такового совпадения становится меньше, а следовательно, уменьшается опасность фибрилляции сердца. В случае несовпадения времени прохождения тока через человека с фазой Т токи, значительно превышающие пороговые значения, не вызовут фибрилляции сердца.

    

Значение	Характер воздействия
тока, мА	Переменный  ток 50 Гц	Постоянный  ток
0,6—1,6	Начало ощущения — слабый зуд, пощипывание кожи под электродами	Не ощущается
2—4	Ощущение тока распространяется и на запястье руки, слегка сводит руку	Не ощущается
5—7	Болевые ощущения усиливаются во всей кисти руки, сопровождаются судорогами; слабые боли ощущаются во всей руке, вплоть до предплечья. Руки, как правило, можно оторвать от электродов	Начало ощущения. Впечатление нагрева кожи под  электродом
8—10	Сильные боли и  судороги во всей руке, включая предплечье. Руки трудно, но в большинстве случаев  еще можно оторвать от электродов	Усиление ощущения нагрева
10—15	Едва переносимые  боли во всей руке. Во многих случаях  руки невозможно оторвать от электродов. С увеличением продолжительности протекание тока боли усиливаются	Еще большее  усиление ощущения нагрева как под  электродами, так и в прилегающих областях кожи
20—25	Руки парализуются мгновенно, оторваться от электродов невозможно. Сильные боли, дыхание затруднено	Еще большее  усиление ощущения нагрева кожи, возникновение  ощущения внутреннего нагрева. Незначительные сокращения мышц рук
25—50	Очень сильная  боль в руках и груди. Дыхание  крайне затруднено. При длительном токе может наступить паралич дыхания или ослабление деятельности сердца с потерей сознания	Ощущение сильного нагрева, боли и судороги в руках. При отрыве рук от электродов возникают едва переносимые боли в результате судорожного сокращения мышц
50—80	Дыхание парализуется через несколько секунд, нарушается работа сердца. При длительном протекании тока может наступить фибрилляция сердца	Ощущение очень  сильного поверхностного и внутреннего нагрева, сильные боли во всей руке и в области груди. Затруднение дыхания. Руки невозможно оторвать от электродов из-за сильных болей при нарушении контакта
100	Фибрилляция сердца через 2-3 с; еще через несколько  секунд — паралич сердца	Паралич дыхания  при длительном протекании тока
300	То же действие за меньшее время	Фибрилляция сердца через 2-3 с; еще через несколько  секунд — паралич дыхания
более 5000	Дыхание парализуется немедленно — через доли секунды. Фибрилляция сердца, как правило, не наступает; возможна временная остановка сердца в период протекания тока. При длительном протекании тока (несколько секунд) тяжелые ожоги, разрушения тканей

 

Род и частота  тока

Постоянный  и переменный токи оказывают различные  воздействия на организмглавным образом при напряжениях до 500 В. При таких напряжениях степень поражения постоянным током меньше, чем переменным той же величины. Считают, что напряжение 120 В постоянного тока при одинаковых условиях эквивалентно по опасности напряжению 40 В переменного тока промышленной частоты. При напряжении 500В и выше различий в воздействии постоянного и переменного токов практически не наблюдаются. Исследования показали, что самыми неблагоприятными для человека являются токи промышленной частоты (50Гц). При увеличении частоты (более 50Гц) значения неотпускающего тока возрастает. С уменьшением частоты (от 50Гц до 0) значения неотпускающего тока тоже возрастает и при частоте, равной нулю (постоянный ток – болевой эффект), они становятся больше примерно в три раза. Значения фибрилляционного тока при частотах 50-100Гц равны, с повышением частоты до 200Гц этот ток возрастает примерно в 2 раза, а при частоте 400Гц –почти в 3,5 раза.

Путь замыкания  тока

При прикосновении  человека к токоведущим частям путь тока может быть различным. Всего существует 18 вариантов путей замыкания тока через человека.

Основные из них:

-         голова – ноги;

-         рука – рука;

-         правая рука – ноги;

-         левая рука – ноги;

-         нога – нога.

Степень поражения в этих случаях зависит от того, какие органы человека

подвергаются воздействию  тока, и от величины тока, проходящего

непосредственно через сердце. Так при протекании тока по пути «рука – рука» через сердце проходит 3,3% общего тока, по пути «левая рука - ноги» 3,7%, «правая рука – ноги» 6,7%, «нога – нога» - 0,4%. Величена неотпускающего тока по пути «рука – рука» приблизительно в два раза меньше, чем по пути «рука – ноги».  Величина тока походящего через какой-либо участок тела человека, зависит от приложенного напряжения (напряжения прикосновения) и электрического сопротивления оказываемого току данным участком тела.

     Между  воздействующим током и напряжением  существует нелинейная зависимость:  с увеличением напряжения ток растет быстрее. Это объясняется главным образом нелинейностью электрического сопротивления тела человека. На участке между двумя электродами лектрическое сопротивление тела человека в основном состоит из сопротивлений двух тонких наружных слоев кожи, касающихся электродов, и внутреннего сопротивления остальной части тела. Плохо проводящий ток наружный слой кожи, прилегающий к электроду, и внутренняя ткань, находящаяся под плохо проводящим слоем, как бы образуют обкладки конденсатора емкостью С и сопротивлением его изоляции V_н . С увеличением частоты тока сопротивление тела человека уменьшается и при больших частотах практически становится равным внутреннему сопротивлению. При напряжении на электродах 40-45В в наружном слое кожи возникают значительные напряженности поля, которые полностью или частично нарушают полупроводящие свойства этого слоя. При увеличении напряжения сопротивление тела уменьшается и при напряжении 100-200В падает до значения внутреннего сопротивления тела. Это сопротивление для практических расчетов может быть принято равным 1000 Ом.

 

1.4 Освещение

При  освещении  производственных  помещений  используют   естественное освещение,  искусственное,  осуществляемое  электролампами  и   совмещенное. СНиП 23-05-95.

Естественное  освещение  подразделяется  на  боковое  (осуществляется  через  окна),   верхнее   (через   аэрроционные   фонари,    проемы    перекрытий), комбинированное. Искусственное освещение может  быть  двух  видов:  общее  и комбинированное. Общее освещение бывает равномерное без  учета  расположения объекта  и  общее  локализированное  с  учетом  расположения  рабочих  мест. Применение  одного  местного  освещения  внутри  здания  не  допускается.  В административных и складских  помещениях  может  быть  использована  система общего  освещения.  На  машиностроительных   предприятиях   при   выполнении слесарных  и  токарных  работ  используется  комбинированное  освещение.  По функциональному назначению искусственное  освещение  подразделяют:  рабочее, аварийное,   эвакуационное,   охранное   и   дежурное.   Рабочее   освещение обязательно для всех помещений для обеспечения  нормальной  работы  движения людей.  Аварийное  освещение  используется  для  продолжения  работ  в   тех случаях,  когда  внезапно  отключается  рабочее   освещение.   Эвакуационное освещение  используется  при  аварийном  отключении  рабочего  освещения   в местах, опасных для прохода людей.

Системы   и   виды   производственного   освещения.   При    освещении  производственных помещений используют  естественное  освещение,  создаваемое  прямыми солнечными лучами и  рассеянным  светом  небосвода  и  меняющемся  в зависимости  от  географической  широты,  времени  года  и  суток,   степени облачности и прозрачности атмосферы;  искусственное  освещение,  создаваемое электрическими источниками  света,  и  совмещенное  освещение,  при  котором недостаточное по нормам естественное освещение дополняют искусственным.

      Конструктивно естественное освещение подразделяют на боковое (одно-  и двухстороннее), осуществляемое через  световые  проемы  в  наружных  стенах; верхнее —через  аэрационные и зенитные  фонари,   проемы   в   кровле   и перекрытиях; комбинированное — сочетание верхнего и бокового освещения.

      Искусственное освещение по конструктивному исполнению может быть  двух видов — общее  и  комбинированное.  Систему  общего  освещения  применяют  в помещениях, где по всей площади  выполняются  однотипные  работы  (литейные, сварочные, гальванические цехи), а также в  административных,  конторских  и складских помещениях. Различают общее равномерное освещение (световой  поток распределяется равномерно по всей площади  без  учета  расположения  рабочих мест) и  общее  локализованное  освещение  (с  учетом  расположения  рабочих мест).