Защита от инфразвука

ЛЕКЦИЯ. Негативные факторы.

Классификация негативных факторов:

1. Физические - вибрация, шум, ЭМ излучение, инфракрасное излучение, ультрафиолетовое излучение, лазерное, ионизирующее излучение, электрический ток, движущиеся машины, падающие предметы, повышенная и пониженная температура

2. Химические: запыленность, загазованность, опасные химические вещества.

3. Биологические (вирусы, бактерии, грибки).

4. Психофизиологические: физические перегрузки, нервно-психические перегрузки.

Ежедневно в мире от травм и болезней, полученных на работе умирает 6 тысяч человек, в год больше 2 миллионов. По данным международной организации труда в России почти у 50% работников условия труда не соответствуют санитарно-гигиеническим нормам, 200 тысяч человек ежегодно умирают из-за работы в опасных условиях. И это только официальная статистика, которая представляет собой 20 % от всех случаев.

Уровни воздействия негативных факторов.

Вредные и травмирующие факторы производственной среды обитания, воздействуя на человека, приводят к производственным травмам или вызывают профессиональные заболевания.

Опасный производственный фактор - фактор среды и трудового процесса, который может стать причиной травмы, острого заболевания, резкого ухудшения здоровья или смерти.

Вредный производственный фактор - фактор среды и трудового процесса, воздействие которого на человека при повышенной интенсивности и длительности вызывает профзаболевание, снижение работоспособности, повышает частоту обычных заболеваний, нарушает здоровье потомства.

Критерии безопасности.

Критерии безопасности были установлены на основе концепции устойчивого развития принятой в Рио-де-Жанейро в 1992 году.

Для человека существуют индивидуальные критерии безопасности:

ПДК - предельно-допустимая концентрация вредных веществ в воздухе и воде – ограничивает токсическое воздействии опасных химических веществ и запыленности.

ПДУ - Предельно допустимый уровень ионизирующих, электромагнитных излучений, шума и вибрации.

Данные критерии безопасности обуславливают гигиенические нормативы условий труда то есть уровень вредных производственных факторов которые при ежедневной работе(не более 40 часов в неделю), в течении всего рабочего стажа не должны вызывать заболеваний в процессе работы или в отдаленные сроки жизни или последующих поколений.

Пороговая концентрация устанавливается на основе реакции у наиболее чувствительных к действию данного вещества людей (учитываются результаты биологических экспериментов, наблюдений, теоретических рассчетов).

Вибрация

— это сложные механические колебания, возникающие при периодическом смещении центра тяжести или изменении формы твердого тела. Вибрационные технологические процессы используют в медицине, промышленности стройматериалов, машиностроении (кузнечное оборудование, смешивающие бегуны и др.). По способу передачи человеку вибрацию подразделяют на общую, передающуюся через опорные поверхности на тело сидящего или стоящего человека, и локальную, передающуюся через руки человека. По источнику возникновения вибрацию подразделяют на транспортную (при движении машин), транспортно-технологическую (при совмещении движения с технологическим процессом, при разбрасывании удобрений, косьбе или обмолоте самоходным комбайном и т. д.) и технологическую (при работе стационарных машин).

Действие на организм: под действием локальной вибрации появляются нейрососудистые расстройства рук. Наблюдаются спазмы сосудов, которые от фалангов пальцев распространяются на кисти рук, и к сердцу. Под действием общей вибрации нарушается сердечно сосудистая деятельность, расстраивается нервная система. Наиболее вредное воздействие на организм оказывает вибрация, частота которой совпадает с частотой колебаний отдельных органов. У желудка 2-3 Гц, сердце 4-6 Гц, глаза 40-100 Гц. При длительном воздействии вибраций возникает профессиональная вибрационная болезнь - при этом меняется сердечно-сосудистая деятельность, возбуждение или заторможенность, утомление, боли в области сердца, тошнота, ощущение тряски внутренних органов.

Производственная вибрация, характеризующаяся значительной амплитудой и продолжительностью действия, вызывает у работающих раздражительность, бессонницу, головную боль, ноющие боли в руках (у людей, имеющих дело с вибрирующим инструментом).

Защита от вибрации.

Нормированные требования по защите от вибраций установлены ГОСТ 12.1.012-04 «Вибрационная безопасность. Общие требования» и санитарными нормами 2.2.4/2.1.8.566-96 «производственная вибрация в помещениях жилых и общественных зданий». Эти документы устанавливают классификацию вибраций, методы гигиенической оценки, нормируемые параметры и их допустимые значения, а также режимы труда лиц виброопасных профессий, требования к обеспечению вибробезопасности и к вибрационным характеристикам машин.

Существуют следующие способы виброзащиты:

- снижение виброактивности источника вибрации;

К эффективным средствам снижения виброактивности источника относятся следующие способы защиты от вибрации: балансировка вращающихся частей машин; уменьшение зазоров в соединениях; повышение точности изготовления деталей; замена металлических деталей механизмов на пластмассовые, с высокими демпфирующими свойствами.

- вибропоглощение (вибродемпфирование) с использованием специальных материалов и покрытий;

Вибропоглощение (вибродемпфирование) - метод при котором снижение вибрации происходит за счет рассеивания энергии механических колебаний в результате необратимого преобразования ее в тепловую при деформациях, возникающих в материале, из которого изготовлена конструкция и в местах соединения ее элементов. Для количественной оценки виброполглощения обычно используют коэффициент потерь. Для конструкционных материалов (сталь, дюраль) коэффициент потерь имеет порядок 10^-4.

Используют несколько методов демпфирования конструкций:

1. изготовление элементов конструкций из материалов, обладающих большим коэффициентом потерь (чугун, сплав меди и марганца, пластмассы). У сплава меди коэффициент потерь – 0,2.

2. нанесение на элементы конструкций вибродемпфирующих покрытий. Они бывают жесткие, армированные, мягкие и комбинированные.

3. использование вибродемпфирующих засыпок из сухого песка, чугунной дроби, жидкостных прослоек.

- виброизоляция, когда между источником и защищаемым объектом размещается дополнительное устройство, так называемый, виброизолятор;

Виброизоляция – заключается в ослаблении связи между источником вибрации и объектом защиты путем размещения между ними виброизолятора. Виброизоляция машин и оборудования в зданиях и сооружениях проектируется с целью снижения колебаний последних до уровней, которые не опасны для их несущей способности или допустимы с гигиенической точки зрения. При виброизоляции используются опорный и подвесной варианты опоры механизма через виброизоляторы на основание. В качестве основания могут служить пластины, плиты, балки и более сложные конструкции.

Виброизоляторы включают в себя следующие детали:

- упругий элемент, воспринимающий массу машины и снижающий передачу вибрации (рессоры, пружины, резиновые и резино-металлические элементы);

- демпфирующий элемент, снижающий амплитуду колебаний;

- ограничители перемещений;

- элементы крепления виброизолятора к машине и к основанию.

Наиболее распространенным материалом, используемым для виброизоляторов является резина а также цельнометаллические виброизоляторы, в которых используется стальная пружина в сочетании с опорно-демпфирующим элементом из металлорезины.

- динамическое виброгашение, при котором к защищаемому объекту присоединяется дополнительная механическая система, изменяющая характер его колебаний.

Динамическое виброгашение заключается в присоединении к объекту виброзащиты дополнительных устройств с целью изменения характера его колебаний. Широко используется для снижения вибраций от работы кузнечного оборудования.

Средства индивидуальной защиты.

Средства коллективной защиты располагаются между источником вибрации и оператором (подставки, сиденья, кабины), а СИЗ Используются непосредственно оператором (перчатки, обувь (отличается от обычной наличием подошвы или вкладышем из упругодемпфирующего материала) накладки).

Шум

— беспорядочное сочетание различных по силе и частоте звуков.

По происхождению шумы подразделяют на следующие виды:

- шум механического происхождения – шум, возникающий вследствие вибрации поверхностей машин и оборудования, а также одиночных или периодических ударов в сочленениях деталей, сборочных единиц или конструкций в целом.

- шум аэродинамического происхождения – шум, возникающий вследствие стационарных или нестационарных процессов в газах (истечение сжатого воздуха или газа из отверстий; пульсация давлений при движении потоков воздуха или газа в трубах или при движении в воздухе тел с большими скоростями, горение жидкого или распыленного топлива в форсунках и др.).

- шум электромагнитного происхождения – шум, возникающий вследствие колебаний элементов электромеханических устройств под влиянием переменных магнитных сил (колебания статора и ротора электрических машин, сердечника трансформатора и др.).

- шум гидродинамического происхождения – шум, возникающий вследствие стационарных и нестационарных процессов в жидкостях (гидравлические удары, турбулентность потока, кавитация и др.).

- воздушный шум – шум, распространяющийся в воздушной среде от источника возникновения до места наблюдения.

- структурный шум – шум, излучаемый поверхностями колеблющихся конструкций стен, перекрытий, перегородок зданий в звуковом диапазоне частот.

Действие на организм: Человек работая при шуме, привыкает к нему, но продолжительное действие сильного шума вызывает общее утомление, ухудшение слуха, нарушается процесс пищеварения. Также при сильном уровне шума, человек может не заметить движущихся транспортных средств, что может привести к травме. Отрицательное действие шума на организм человека в наибольшей степени сказывается на органах слуха и центральной нервной системе. Даже незначительный шум создает значительную нагрузку на нервную систему, воздействует на нее психологически. Длительное воздействие сильного шума (более 80 дБ) вызывает общее утомление, снижает слуховую чувствительность, может привести к профессиональной тугоухости и даже к шумовой травме (при уровнях более 120 дБ). Шумовые травмы, как правило, бывают связаны с влиянием высокого звукового давления, что может наблюдаться, например, при взрывных работах. При этом у пострадавших отмечаются головокружение, шум и боль в ушах; может лопнуть барабанная перепонка.

Вредное влияние производственного шума сказывается не только на органах слуха. Под влиянием шума порядка 90-100 дБ снижается острота зрения, изменяются ритмы дыхания и сердечной деятельности, повышается внутричерепное и кровяное давление, появляются головные боли и головокружение, нарушается процесс пищеварения. При этом наблюдается понижение трудоспособности и уменьшение производительности труда на 10…20 %, а также рост общей заболеваемости на 20…30%.

Методы защиты от шума могут быть следующими:

- замена ударных механизмов безударными;

- замена подшипников качения на подшипники скольжения;

- применение пластмассовых деталей;

- спользование глушителей из звукопоглощающего материала;

- виброизоляция шумных узлов и частей машин;

- покрытие издающих шум поверхностей вибродемпфирующим материалом;

- звукопоглощение метод основан на поглощении звуковой энергии волн, распространяющихся по воздуху, звукопоглощающими материалами, которые трансформируют эту энергию в тепловую.

Звукопоглощающие материалы и конструкции подразделяют на следующие:

· Волокнисто-пористые поглотители (войлок, минеральная вата, фетр, акустическая штукатурка и др.);

· Мембранные поглотители (пленка, фанера, закрепленные на деревянных решетках);

Индивидуальные средства защиты. Суммарный уровень шума можно снизить на 5…20 дБ за счет использования различных противочумных вкладышей для ушных раковин человека (беруши, вата, губка) При уровне шума выше 120 дБ применяют наушники (антифоны) и специальные шлемы. Существуют шумопоглощающие кабины. Внедряется дистанционное управление сверхшумными процессами или испытаниями.

3. Инфразвук

Инфразвук – звуковые колебания и волны с частотами, лежащими ниже полосы слышимости частот – 20 Гц, которые не воспринимаются человеком. Низкая частота обуславливает ряд особенностей его распространения в окружающей среде. Вследствие большой длинны волны инфразвуковые колебания меньше поглощаются и легче огибают препятствия, что объясняет их способность распространяться на большие расстояния с небольшими потерями. Развитие техники и транспортных средств сопровождается увеличением мощности и габаритных размеров машин, что обусловливает тенденцию повышения низкочастотных составляющих в спектрах и появление инфразвука.

Источниками инфразвука могут быть средства транспорта, компрессорные установки, мощные вентиляционные системы, системы кондиционирования и др. часто инфразвук сопутствует шуму. Гром, взрывы, выстрелы, землетрясения.

Действие на организм. Реакция человека на инфразвук: головные боли, тошнота, снижается острота зрения, появляются утомление, беспокойство, чувство страха (особенно на частотах 4 … 12 Гц). Инфразвук оказывает неблагоприятное воздействие на работоспособность человека, вызывает изменения со стороны сердечнососудистой, дыхательной систем организма, отмечаются жалобы на раздражительность, рассеянность, головокружение. Под действием инфразвука возникает вибрация крупных предметов строительных конструкций, из-за резонансных эффектов в звуковом диапазоне имеет место усиление инфразвука в отдельных помещениях.

Защита от инфразвука.

Снижение интенсивности инфразвука может быть достигнуто различными способами: изменением режима работы устройства или его конструкции; звукоизоляцией источника, поглощением звуковой энергии, при помощи глушителей шума: интерференционного, камерного, резонансного и динамического типов, а также за счет использования механического преобразователя частоты.

Ультразвук.

очень часто используется в технологических процессах. Это механические колебания упругой среды с частотой превышающей предел слышимости – 20 кГц.

Источниками ультразвука являются пьезоэлектрические и магнитострикционные преобразователи, аэродинамические процессы. Он нередко сопутствует шуму при работе реактивных двигателей, газовых турбин и др.

Ультразвук передается человеку контактным или воздушным способом. Локальное воздействие на человека может приводить к поражению нервного и суставного аппарата. Длительное локальное воздействие вызывает изменения в работе нервной, сердечно-сосудистой и эндокринной систем, слухового и вестибулярного анализаторов. Возникает полиневрит рук, вплоть до пареза.

Средства защиты.

Четко выполнять инструкции по эксплуатации прилагаемой к изделию. При систематической работе - устраивать два 10 минутных перерыва до обеда и 15 минутный каждый час после обеда. Использование звукоизолированного оборудования (в кожухе, с экраном). Для защиты рук - применять рукавицы или перчатки. Не контактировать с рабочей поверхностью источника ультразвука.

5. Электрический ток

Опасность поражения человека электрическим током зависит от ряда факторов, из которых существенное значение имеют следующие: эксплуатационное напряжение, окружающая производственная среда и квалификация обслуживающего персонала.

Согласно «Правилам устройства электроустановок» (ПУЭ) все электроустановки подразделяются по напряжению на электроустановки до 1000 В и свыше 1000 В.

Анализ травматизма показывает, что до 80 % смертельных поражений током происходит в электроустановках напряжением до 1000 В и в первую очередь в установках от 127 до 380В из-за широкого распространения таких установок на производстве и в быту.

Проходя через организм человека, электрический ток производит термическое, электролитическое и биологическое воздействия. Термическое действие тока проявляется в ожогах отдельных участков тела, нагреве кровеносных сосудов, нервов, крови и т.п. Электролитическое действие тока проявляется в разложении крови и других органических жидкостей, вызывающем значительные нарушения их состава и свойств. Биологическое действие тока выражается в раздражении и возбуждении живых тканей организма, что приводит к непроизвольным судорожным сокращениям мышц, в результате чего может произойти полное прекращение деятельности органов кровообращения и дыхания.

(слайд) Различают два основных вида поражения человека электрическим током - электрические травмы и электрические удары. Электрические травмы представляют собой четко выраженные местные повреждения тканей организма. Различают следующие электрические травмы: электрические ожоги, электрические знаки, металлизация кожи, электроофтальмия и механические повреждения. (щелчок)

(слайд) Электрический удар - это возбуждение живых тканей электрическим током, проходящим через организм, сопровождающееся судорожным сокращением мышц. Электрический удар приводит к нарушению и полному прекращению деятельности легких и сердца, т. е. к гибели организма. Клиническая (мнимая) смерть наступает с момента прекращения деятельности сердца и легких и продолжается до начала гибели клеток коры головного мозга (длится до 7…8 мин). Биологическая (истинная) смерть — необратимое явление, характеризующееся прекращением биологических процессов в клетках и тканях организма и распадом белковых структур; она наступает по истечении периода клинической смерти.

Тело человека является проводником электрического тока. Со­противление тела человека при сухой и неповрежденной коже выше, чем когда кожный покров смочен или поврежден. В действительности сопротивление тела — величина нелинейная и зависит от силы тока, проходящего через человека, длительности его воздействия, пути прохождения в теле человека, рода и частоты тока, величины напряжения, индивидуальных особенностей пострадавшего, состояния окружающей среды.

Основным фактором, обусловливающим исход поражения человека током, является сила тока, проходящего через тело человека.

(слайд) Степень опасности переменного тока промышленной частоты и постоянного тока приводится в таблице. Из таблицы видно, что условно безопасная сила переменного тока составляет 10 мА, а постоянного тока — 50 мА (такие значения тока, при которых че­ловек может самостоятельно оторваться от токоведущей части).

Путь прохождения тока в теле человека играет существенную роль в исходе поражения. (слайд)

Возможных путей прохождения тока в теле человека, которые именуются также иногда «петлями тока», очень много.

Рисунок. Наиболее распространенные пути прохождения тока в теле человека («петли тока»): 1 - рука - рука; 2 - правая рука - ноги; 5 - левая рука - ноги; 4 - нога - нога; 5 - голова - ноги; 6 - голова – руки. В табл. указана также опасность, которой подвергается человек в каждом из вариантов. (слайд).

Состояние окружающей воздушной среды может усиливать или ослаблять опасность поражения током. Так, например, сырость, токопроводящая пыль, едкие пары и газы разрушающе действуют на изоляцию электроустановок, резко снижая ее сопротивление и создавая угрозу попадания под напряжение нетоковедуших металлических частей электрооборудования, к которым может прикасаться человек.

Характеристика помещений по степени опасности поражения электрическим током. Все помещения по степени опасности поражения электрическим током подразделяются на три класса: без повышенной опасности, с повышенной опасностью и особо опасные. (слайд)

Помещения без повышенной опасности: сухие, беспыльные, с нормальной температурой воздуха, с изолирующими полами.

Помещения с повышенной опасностью: сырые (относительная влажность превышает 75 %), жаркие (температура воздуха превышает +30°С), пыльные с токопроводящей пылью, с токопроводящими полами (металлическими, железобетонными, земляными, кирпичными и т. п.).

(слайд) Особо опасные помещения: особо сырые (относительная влажность близка к 100 %), с химически активной средой.

Защита от электрического тока. Для предотвращения поражения человека электрическим то­ком при прикосновении к нетоковедущим частям, которые могут оказаться под напряжением вследствие замыкания фазы сети на корпус, применяется:

(слайд) Защитное заземление — это преднамеренное электрическое со­единение с землей или ее эквивалентом металлических нетоковедущих частей электрооборудования, которые могут оказаться под напряжением вследствие замыкания на корпус и по другим при­чинам. Принцип действия защитного заземления — снижение напря­жения между корпусом электрооборудования, оказавшимся под напряжением, и землей до безопасного значения.

(слайд) Зануление — преднамеренное электрическое соединение с ну­левым защитным проводником металлических нетоковедущих ча­стей, которые могут оказаться под напряжением вследствие замы­кания на корпус и по другим причинам. Принцип действия зануления — превращение замыкания на корпус в однофазное короткое замыкание (т. е. замыкание между фазным и нулевым проводами) в целях вызвать большой ток, спо­собный обеспечить срабатывание защиты и тем самым автомати­чески отключить поврежденное электрооборудование от питаю­щей сети. Такой защитой являются: плавкие предохранители или автоматические выключатели, устанавливаемые перед потребите­лями энергии для защиты их от токов короткого замыкания, маг­нитные пускатели с встроенной тепловой защитой.

(слайд) Защитное отключение — быстродействующая защита, обеспе­чивающая автоматическое отключение электроустановки при воз­никновении в ней опасности поражения человека электрическим током. Такая опасность может возникнуть при замыкании фазы на корпус электрооборудования, снижении сопротивления изо­ляции фаз ниже допустимого предела, случайном прикоснове­нии человека к токоведущей части, находящейся под напряже­нием, и т. п. Основными частями устройства защитного отключения явля­ются прибор защитного отключения и автоматический выключа­тель.

(слайд) Выравнивание потенциалов Достигается путем искусственного повышения потенциала опорной поверхности ног до уровня потен­циала токоведущей части (металлическое соединение токоведущей части и опорной поверхности), а также путем разме­щения одиночных заземлителей по контуру (периметру) площадки, на которой находится заземляемое оборудование. Выравнивание потенциалов применяется при ремонте высоко­вольтной линии электропередачи под напряжением. Человек под­нимается с помощью телескопической изоляционной вышки до уровня провода. Затем с помощью изолирующей штанги он на­кладывает перемычку между металлической люлькой, изолиро­ванной от земли, и фазным проводом. После этого работа выпол­няется без электрозащитных средств. Ток утечки протекает через перемычку и изоляцию вышки в землю. Человек не попадает под напряжение, так как разность потенциалов между проводом, ко­торого он касается, и опорной поверхностью ног равна нулю. После окончания работ перемычка снимается с помощью изоли­рующей штанги и человек опускается на землю. Выравнивание потенциалов, обеспечивающее снижение напряжения прикосно­вения и напряжения шага, применяется также при контурном за­щитном заземлении.

(слайд) Двойная изоляция — это совокупность рабочей и защитной (до­полнительной) изоляции, при которой доступные прикосновению части электрооборудования не приобретают опасного для челове­ка потенциала при повреждении рабочей или защитной изоляции. Наиболее совершенный способ применения двойной изоляции — это изготовление корпусов электрооборудования из изолирующе­го материала.

(слайд) Малое напряжение — это номинальное напряжение не более 42 В, применяемое в электроустановках для обеспечения электро­безопасности. Малые напряжения — 12 и 42 В применяются в по­мещениях с повышенной опасностью, особо опасных и вне поме­щений для питания ручных электрифицированных инструментов (дрель, рубанок, пила и т. п.) и переносных ручных ламп.

Дополнительные меры защиты от поражения электрическим током.  (слайд) Изолирующие защитные: изолирующие штанги, изолирующие и электроизмеритель­ные клещи, диэлектрические перчатки, инструмент с изолирую­щими рукоятками, диэлектрические боты, галоши, коврики, изо­лирующие подставки. (щелчки) (слайд) Ограждающие: ограждения (щиты), изолирующие накладки, времен­ные переносные заземления, предупредительные плакаты. (слайд) Предохранительные- защитные очки, специ­альные рукавицы, каски, монтерские пояса. (щелчки)