БЕЗОПАСНОСТЬ И ЭКОЛОГИЧНОСТЬ ТЕХНИЧЕСКИХ СИСТЕМ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ (ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ) ПРОЦЕССОВ

Идентификация травмирующих и вредных факторов

Реализация любой потенциальной опасности связана с возникновением опасной ситуации, т.е. такого сочетания условий и обстоятельств, которое создает значимую вероятность воздействия на человека опасного фактора. Значимость вероятности НС и гибели людей определяется прежде всего тем, насколько эта вероятность существенна с точки зрения ее восприятия обществом. Так, вероятность гибели человека порядка 1∙10^-8 и ниже считается пренебрежимо малой и не учитывается в обеспечении БЖД [14].

Развитие аварийной или опасной ситуации в подавляющем большинстве реализаций носит вероятностный характер, что наглядно подтверждается последовательной моделью развития НС. В модели рассматриваются этапы восприятия (1) и осознания (2) опасности, принятия (3) и реализации решения (4) по защите от нее и доказывается, что на каждом этапе присутствует элемент случайности из-за возможных ошибок восприятия, неправильного или запоздавшего осознания опасности, ошибочного решения по способу защиты и ошибок в процессе реализации решения.

Для эффективной профилактики аварий и НС необходимы, во-первых, выявление или идентификация опасностей, во-вторых, их количественная оценка, в-третьих, достоверное прогнозирование возникновения опасных ситуаций и, в-четвертых, обоснованный выбор мероприятий по предупреждению аварий и катастроф.

2.1.1. Идентификация вредных и опасных факторов на производстве реализуется при инспектировании предприятий, анализе установленной отчетности по производственному травматизму и заболеваемости работников, а также с помощью современных расчетно-аналитических методов оценки опасностей. В результате применения первых двух процедур уточнятся перечень существенных опасностей для конкретной формы и вида труда, конкретных производств и ТС. Задача состоит не только в обнаружении опасностей, но и в определении их локализации, времени появления, продолжительности действия, вероятных последствий и возможных путей и методов защиты. Локализация опасностей в первую очередь подразумевает определение зон действия НФ, размеров и структуры этих зон и т.д. Расчетно-аналитические методы направлены на получение количественных характеристик опасностей и будут рассмотрены ниже в п.п. 2.1.2.

Инспектирование производств в РФ реализуется в процедуре периодической аттестации конкретных РМ. Аттестация и оценка УТ на РМ проводится в соответствии с "Типовым положением об аттестации, рационализации, учете и планировании рабочих мест" (№ 588-БГ от 14.02.86) и "Типовым положением об оценке условий труда на рабочих местах и порядке применения отраслевых перечней работ, на которых могут устанавливаться доплаты рабочим за условия труда" (приложение к постановлению Госкомтруда № 387/22-78 от 03.10.86). Мероприятия, проводимые по указанным документам, учитывают только сами РМ и не оценивают оборудование общего пользования (переносные, сверлильные, заточные станки и подъемно-транспортные средства). Между тем, перечисленные исключения являются существенными источниками опасности, а подъемно-транспортные средства – источником повышенной опасности. Поэтому при идентификации опасностей помимо конкретных РМ должны проверяться грунтовые сооружения и фундаменты, здания и сооружения, все вспомогательные постройки, транспортные коммуникации, производственные помещения, машинное оборудование и инструменты общего пользования, склады и хозяйственные службы, нагрузка на полы и перекрытия, лестницы и подъемники, крыши и дымовые трубы.

Второй важный источник информации включает статистику травматизма и заболеваемости, т.е. акты о НС на производстве, больничные листы и другие формы учета и отчетности.

В США широко распространены формы и карты идентификации опасных факторов, которые заполняются самими рабочими или с их слов. Карты содержат 10 - 15 вопросов (наименование фактора, частота и время его появления, продолжительность действия, возможные последствия, пути устранения фактора и его связи с неосторожностью персонала и ошибочными действиями). Итоговая оценка таких карт показала, что 1% их требует немедленных действий, 24% - быстрых мер для предупреждения НС, 50% их не указывало на серьезные опасности, а 25% содержали жалобы личного характера.

2.1.2. Количественная оценка аварийных ситуаций и НС на производстве представляет собой сложную и не до конца решенную проблему. На первый взгляд, наиболее пригодными являются экономические показатели, однако в последние два десятилетия чаще применяются другие подходы, среди которых наиболее перспективна концепция риска.

2.1.2.1. Методы оценки опасностей и концепция риска. Из экономических методов прежде всего привлекла внимание оценка материального ущерба из-за аварий и НС, в том числе ущерба из-за травм и болезней. На Западе в 1986 году прошла дискуссия на тему "Сколько надо потратить, чтобы спасти человеческую жизнь". Проблема не была решена и сняла из-за неэтичности самой постановки вопроса. Однако широкая практика личного страхования жизни, выплат наследникам погибших компенсаций по решению суда и объем финансирования программ по уменьшению смертельного риска позволили получить первые ориентировочные оценки. В США они колеблются между 650 тыс. и 7 млн. долларов.

Второй подход к экономической оценке опасности исходит из предпосылки, что средства, выделенные на уменьшение риска, предназначены для увеличения продолжительности жизни. Проведенные расчеты позволили сравнить величину расходов на конкретные мероприятия с полученным средним увеличением продолжительности жизни для всего населения США. При этом наибольший эффект при наименьших затратах (увеличение продолжительности жизни на несколько месяцев при затратах на 1 человека от 100 до 10000 долларов) дало введение мобильных реанимационных средств, автомобильных ремней безопасности и сернистых очистительных средств. Наибольшие расходы (10⁵...10⁸ долларов) и наименьшее увеличение продолжительности жизни (от 1 мин до 1 суток) отмечены при введении контроля за СО в отработанных газах автомобилей и установлении освещения на перекрестках.

Большее распространение получили подходы к оценке опасности, выраженные не в деньгах или удлинении жизни. Самой популярной мерой опасности стала концепция индивидуального риска. Разработка концепции риска ведется с 60-х годов [14] с установления первых статистических закономерностей развития НС, в частности, с установления того факта, что одна гибель пассажира в авиакатастрофах приходится на 1 млн. их посадок в самолет. Менее чем через 10 лет - в 1969 году - в США был введен первый стандарт с требованием учета риска аварий при проектировании новой техники. Сейчас принят термин "риск" и при количественной оценке НС. Опасности при этом рассматривается как постоянно действующий фактор, который реализуется при возникновении опасных ситуаций. Статистика таких реализаций позволяет вычислить их частоту, т.е. среднее число реализаций за интервал времени (обычно за год). Под риском НС понимается вероятность поражения людей при реализации опасности. Уровень риска НС зависит как от частоты реализации опасности, так и от вероятности присутствия человека в зоне ее действия. Поэтому риск НС можно рассчитать как произведение частоты реализации опасности на вероятность присутствия человека в зоне ее действия. Расчеты ведутся как относительно контингента "рискующих", т.е. занятых профессиональной деятельностью, например, с источником опасности, так и относительно более широких групп людей, вплоть до населения всей страны. Например, в США ежегодное чисто автоаварий составляет 50 млн., число смертельных исходов при них равно 10^-3. Общее число погибших в авариях равно (50∙10⁶ аварий/год) х (10^-3 смертей/аварию) = 50000. Вероятность гибели любого из 100 млн. владельцев автомобилей равна 5∙10⁴/10⁸ = 5∙10^-4, а вероятность гибели любого из 200 млн. жителей США равна 5∙10^-4/2∙10⁸= 2,5∙10^-4. Для 300 млн. жителей СНГ с общим числом погибших за год в автокатастрофах 60000 человек вероятности гибели от автодорожных происшествий составляет 6 ∙10⁴/3∙10⁸ = 2∙10^-4 смертей/год на человека. В качестве примера в табл. 2 приведен индивидуальный риск смертельного исхода для населения США для наиболее существенных источников опасных факторов.

Таблица 2

Причина гибели	Число жертв в год	Риск гибели
Автомобильный транспорт	55791	3*10^-4
Падения	17827	9*10^-5
Пожары и ожоги	7451	4*10^-5
Утопления	6181	3*10^-5
Огнестрельное оружие	2309	1*10^-5
Производственное оборудование	2054	1*10^-5
Общественный транспорт	4405	2*10^-5
Падающие предметы	1271	6*10^-6
Ядерная энергия (100 реакторов)	-	2*10^-10
Электроток	1148	6*10^-6
Общее число жертв	115000	6*10^-4

Помимо индивидуального риска учитывается и социальный риск, под которым понимается зависимость между частотой реализации опасности и числом пораженных при этом людей. Социальный риск характеризует масштаб катастрофичности опасностей. Необходимость учета социального риска обусловлена большим значением общественного мнения при установлении уровня приемлемого риска и разработке стратегии обеспечения БЖД. В общественном мнении вызывают более резкую реакцию редкие аварии, но с большим числом погибших, например, аварии в шахтах, чем более число одиночных смертельных исходов (например, при электротравматизме). В то же время степень добровольного смертельного риска (например, в технических видах спорта) на 3 порядка выше, чем при вынужденном участии (например, при поражении не занятого в производстве населения при крупных промышленных авариях).

Приемлемый или допустимый уровень риска устанавливается в зависимости от конкретных социально-экономических условий общества. Он представляет собой определенный компромисс между стремлением к полной безопасности и технической реализуемостью полного обеспечения БЖД. Существенное значение могут иметь и экономические возможности повышения безопасности.

2.1.2.2. Методы количественной оценки индивидуального риска базируются на теории надежности ТС и широко используют ее основные понятия и полученные ею количественные характеристики надежности конкретных технических элементов и устройств (вероятность отказов, время наработки на отказ и т.д.) перед проведением расчетов уточняется перечень опасных факторов и определяются элементы технического оборудования и этапы технологического процесса (имеются ввиду периодические процессы с этапами загрузки и выгрузки реагентов и т.д.), которые требуют повышенного внимания с точки зрения БЖД. При этом применяются методы предварительного анализа опасностей (ПАО) и идентификации отказов. В процессе ПАО выявляются характерные для данного объекта опасности, определяются элементы объекта или этапы технологического процесса, с которым связано появление и действие установленных опасностей, и вводятся ограничения на анализ (например, исключаются возможности аварий из-за саботажа). Установленные в процессе ПАО опасности классифицируются по 4 группам: 1). пренебрежимые (обычно ошибки персонала и недостатки конструкции), которые не ведут к существенным нарушениям и НС; 2). граничные, которые хотя и нарушают функционирование объекта, но могут быть компенсированы или взяты под контроль; 3). критические, требующие принятия немедленных мер; 4). катастрофические опасности, ведущие к авариям и НС.

Идентификация отказов предусматривает их отнесение к одной из следующих 4 категорий: 1). потенциально приводящие к жертвам; 2).приводящие к невыполнению основной задачи; 3). приводящие к задержкам или снижению работоспособности; 4). приводящие к дополнительному обслуживанию.

Применение перечисленных методов позволяет выделить наиболее значимые опасности, для количественной оценки которых используется метод построения и анализа дерева отказов (или, по другой терминологии, дерева неполадок, опасностей, причин). В основе построения дерева опасностей лежит логико-аналитический метод установления причинно-следственных связей между опасными событиями, что обеспечивает возможность вычисления вероятности каждого такого события.

При установлении причинно-следственных связей целесообразно различать первичные отказы, причина которых заключена в самом объекте (обычно его естественное старение), и вторичные отказы, вызванные избыточными напряжениями при воздействии соседних элементов, ОС (например, потеря прочности при низких температурах) и персонала предприятия. Особую группу отказов составляют отказы из-за ошибочных команд, вызванные самопроизвольными сигналами управления, помехами и ошибками персонала. Многие глобальные аварии нашего времени связаны с такими ошибками (например, Чернобыль и Бхопал). При анализе причин каждого события решаются 2 вопроса: чем оно вызвано и достаточно ли только одной установленной причины для его возникновения. Установленная причина может быть необходимой и достаточной для изучаемого события, она может определять не одно, а несколько событий. Она может быть необходимой, но не является достаточной для возникновения события (следовательно, существует еще одна или несколько других необходимых причин).

Дерево опасностей строится с использованием 6 стандартных логических символов и 6 стандартных символов событий. Основными логическими символами являются "и" и "или":

Знак "и" означает, что выходное событие происходит, если все входные

события случаются одновременно;

Знак "или" означает, что выходное событие происходит, если случается любое

из входных событий.

Для построения сравнительно простого дерева отказов достаточно использовать следующие два символа событий:

Анализируемое далее событие, в том числе вводимое логическим элементом;

Исходное событие, обеспеченное достаточными данными для количественных

оценок.

Головным событием дерева опасностей (верхом дерева) является производственная авария или НС. Само дерево состоит из последовательности событий, которые ведут к конечному событию и соединяются логическими знаками. Построение дерева ведется до исходных событий.

При построении дерева опасностей следует заменять абстрактные события менее абстрактными, разделять события на более элементарные, точно определять причину событий и находить совместно действующие причины и точно указывать место отказа элемента.

На рис. 5 приведен пример дерева отказов для сравнительно простого НС вследствие взрыва аппарата. В приведенном примере ограничено число возможных исходных событий и не все события анализируются с достаточной полнотой.

При анализе такого дерева определяют максимальные аварийные сочетания и минимальную траекторию, приводящую к конечному событию.

При сложном дереве опасностей возможны различные наборы исходных событий, ведущие к вершине дерева (аварийные сочетания). Полная совокупность таких сочетаний представляет собой все варианты событий, при которых возможна авария. При этом сравниваются различные маршруты, ведущие к вершине дерева, и определяются наиболее короткие, т.е. наиболее опасные. При необходимости разрабатываются рекомендации по введению изменений в системах контроля, управления и обеспечения безопасности (например, вводятся дополнительные блокировки и т.д.).

В основе количественной оценки риска аварии и НС лежит математический аппарат теории вероятности. Для простых примеров, когда отсутствуют условные вероятности, достаточно всего двух формул:

При знаке "и" Р(в) = П Р(Аi) (16)

i=1

при знаке "или" Р(в) = П [1 - Р (Аi)], (17)

i=1

где Р(в) – вероятность выходного события; Р(А₁), Р(А₂), …, Р(А_n) – вероятность входных событий.

В расчетах используются справочные данные (например, концентрационные пределы распространения пламени), данные технологического расчета (например, расчетная концентрация горючего вещества) и результаты дополнительных исследований. Данные по отказам различных элементов технических систем приведены в литературе по надежности. Относительно большой объем таких данных представлен в приложении 3 к ГОСТ 12.1.004-91.

Рис. 5. Дерево опасностей для НС при взрыве аппарата.

2.1.3. Прогнозирование и моделирование возникновения опасных ситуаций. Категорирование производства по степени опасности. Под прогнозированием понимается определение перспектив какого-либо явления. Необходимым условием успешного обеспечения БЖД является достоверный прогноз уровня травматизма и заболеваемости. Прогноз травматизма базируется на прогнозировании опасных ситуаций, определении риска их реализации. Общепринятыми методами научного прогнозирования являются экстраполяция, математическое моделирование и экспертные оценки, экстраполяций основывается на анализе временных рядов или результатах оценки тенденций развития современной техники. Именно так был обоснован прогноз комиссии акад. В.А. Легасова в начале 80-х годов о повсеместном назревании крупных аварий и катастроф (один из самых достоверных прогнозов в БЖД). При этом в качестве главной причин тяжелых последствий был назван недостаточных учет эргономических требований при разработке и эксплуатации современной техники.

На уровне предприятия необходимость прогноза аварий и НС возникает при каждом изменении технологии и установке новых машин и аппаратов. Только обоснованный прогноз обеспечит в этом случае успешную профилактику производственного травматизма и заболеваемости.

Математические модели при анализе и прогнозировании НС и травматизма разрабатываются для получения обоснованных прогнозов, установления количественных зависимостей, выявления скрытых закономерностей процессов, особенно в ситуациях, когда отсутствует возможность экспериментальной проверки безопасности новых конструкций и технологий.

Полученные при расчетах значения индивидуального и социального риска, результата прогнозирования и математического моделирования должны использоваться для нормирования опасности НС, обоснования нормативов для численности службы ОТ на предприятиях и количества обязательных занятий с рабочими по ОТ. В ФРГ, например, в зависимости от опасности и вредности труда устанавливается одночисловой нормативных показатель, меняющийся от 0,2 (работники управления) до 5,0 (поземные работы). С учетом этого показателя и количества работающих определяется и количеств работников по ОТ. В некоторых странах, например, в Голландии установлен в законодательном порядке приемлемый уровень индивидуального риска – 10^-6 гибели/год, а в РФ - минимально допустимый риск пожаров – 10^-6 (по ГОСТ 12.1.004-91). Максимально приемлемый риском для экосистем считается тот, при котором страдает 5% видов биогеоценоза. В ряде стран разрабатываются классификации профессиональной безопасности, один из примеров которой приведен в табл. 3 для РФ. Данные табл. 3, основанные на статистике реального травматизма, наглядно показывают, насколько резко различаются уровни опасности труда для представленных видов профессиональной деятельности. Такие обобщенные оценки мало пригодны при решении сложных социально-экономических проблем производственного травматизма.

Таблица 3

Категории	Условия профессиональной деятельности	Риск смерти (на человека в год)	Профессия
1	Безопасные	Менее 1•10^-4	Текстильщики, обувщики и др.
2	Относительно опасные	1•10^-4...1•10^-3	Судостроители, строители и др.
3	Опасные	1•10^-3...1•10^-2	Верхолазы, трактористы, рыбаки и др.
4	Особо опасные	Более 1•10^-2	Летчики-испытатели, летчики-реактивщики и др.

2.1.4. Определение зон действия НФ при проектировании ТС и технологических процессов имеет большое значение для обеспечения БЖД как в процессе труда, так и при техногенных ЧС. Правда, зоны действия техногенных ЧС все чаще выходят за пределы предприятий, а основным контингентом пострадавших становятся люди, не связанные с этими предприятиями. Такие зоны действия можно устанавливать фактически для всех НФ производственной среды. Но попадание вредных химических веществ в воздух производственных помещений превращает весь их объем в одну зону с одинаковой концентрацией этих веществ. Практически не устанавливаются опасные зоны для шумов и вибраций, при воздействии которых обычно реализуется защита временем, а не расстоянием. Поэтому определение опасных зон в производственных условиях проводится для механических факторов, поражающего действия электротока, электромагнитных излучений и ИР.

СНиП Ш-4-80* различают постоянно опасные и потенциально опасные зоны. К первым относят зоны вблизи неизолированных токоведущих частей ЭУ, неогражденных перепадов по высоте на 1,3 м и более, в местах, где содержание ВВ в концентрациях выше ПДК или воздействует шум и/или вибрация выше ПДУ. К потенциально опасным зонам относят участки территории вблизи строящихся зданий или сооружений, этажи (ярусы) зданий и сооружений в одной захватке, над которыми происходит монтаж (демонтаж) конструкции или оборудования; зоны перемещения машин, оборудования или их частей, рабочих органов; места, над которыми происходит перемещение грузов грузоподъемными средствами.

СНиП Ш-4-80* также устанавливает границы опасных зон, в пределах которых действует опасность поражения электротоком и возможно падение предметов. Так, при повышении U от 1 до 500 кВ (при постоянном токе до 800 кВ) расстояния, ограничивающие опасную зону неогражденных неизолированных частей ЭУ или проекции на землю ближайшего провода воздушной ДЭЛ, увеличиваются с 1,5 до 9 м. Границы опасных зон вблизи движущихся частей и рабочих органов машин составляют 0,5...5 м и более (например, радиус опасной зоны экскаватора равен вылету стрелы + 5 м). Опасные зоны вблизи места перемещения грузов устанавливаются с учетом их габаритов и высоты возможного падения (при увеличении последней с 10 до 300...450 м граница опасной зоны увеличивается с 4 до 25...30 м).

Радиус опасной зоны при взрыве аппарата R_ВЗ, м, определяется по формуле:

где Р_ВЗ - давление взрыва (определяется расчетными методами или принимается равным 1 МПа); Р_АТМ - атмосферное давление -0,1 МПа; V_ГС - объем горючей смеси, м³ (приблизительно равен объему аппарата).

Размеры опасных зон, возникающих при стекании тока в землю, приведены в п.п. 1.4.7. Вокруг опасных производств (например, АЭС, химических и других предприятий) устанавливаются соответствующие санитарные и противопожарные разрывы (зоны), которые будут рассмотрены в п.п. 2.3.

2.1.5. Особенности современных аварий и катастроф и ПУТИ снижения их вероятности. Выше уже рассматривались причины резкого увеличения частоты и масштабов производственных аварий и катастроф и механизмы из развития. К настоящему времени определены направления хозяйственной деятельности, для которых в наибольшей степени характерны крупномасштабные аварии, выявились особенности их течения и специфика вызываемых ими нарушений и потерь. Наибольшее внимание общества привлекают аварии в атомной энергетике, химических производствах, угольной промышленности и на транспорте, так как в них значения социального риска наиболее велики. Причины же большой частоты аварий в перечисленных отраслях заключаются в повышенном уровне остаточного риска применяемых в них ТС и технологий.

Характерными особенностями аварий в атомной энергетике являются, во-первых, глобальный характер их последствий и, во-вторых, выраженная радиофобия общества, его обостренная реакция на все неполадки и отказы объектов атомной энергетики. После установления методами математического моделирования (одновременно в США и в нашей стране) наступления наиболее вероятных последствий масштабных ядерных взрывов ("ядерной зимы" и фактического уничтожения земной цивилизации) и серии реальных ядерных катастроф типа Чернобыльской каждый отказ оборудования АЭС вызывает бурную реакцию населения о требованиями закрытия АЭС.

В химической промышленности крупномасштабные аварии выделены в отдельную группу основных опасностей химических производств, к которым относят крупномасштабные пожары, взрывы и токсические выбросы. При громадных запасах исходного сырья (на крупных нефтехимических предприятиях эти запасы могут достигнуть сотен тысяч тонн нефти), промежуточных и конечных горючих продуктов такие пожары могут охватить площади до сотен тысяч м² и сопровождаться большими разрушениями и человеческими жертвами. При авариях на химпроизводствах возможно образование парогазовых облаков, переобогащенных топливом, которые при наличии источника зажигания горят вокруг внешней оболочки, образуя огневой шар диаметром от десятков до сотен метров. Радиус поражения людей при этом перекрывает все установленные НТД противопожарные разрывы, а число пострадавших исчисляется десятками и сотнями. Так, от огневого шара 19.11.84г. в пригороде Мехико погиб 561 чел., получили ожоги более 7000 чел. При крупных разливах горючего вещества пожар может привести к "огненному шторму" с ветрами ураганной силы, направленными к центру пожара, и образованием смерчевых структур.

Вторым видом основных опасностей химпроизводств являются взрывы КВВ (станция Арзамас-1 в 1988 году) и объемные взрывы пыли, газа и паровых облаков. Примером разрушительной силы таких взрывов может служить взрыв вследствие разрушения продуктопровода под Уфой 4.06.89, когда в зону взрыва попали 2 пассажирских поезда, а число пострадавших превысило 780 человек.

Третьим видом основных опасностей являются токсические выбросы, наиболее известным из которых является выброс метилизоцианита в г. Бхопале. В РФ самыми частыми являются выбросы хлора, неоднократно приводившие к человеческим жертвам.

Для угольной промышленности характерны частые взрывы метана, число жертв при которых нередко достигает нескольких десятков человек. Помимо элементарных нарушений ТБ одной из ведущих причин таких взрывов явились заведомо опасные условия добычи угля на ряде шахт.

Значительное место среди крупных аварий занимают транспортные. Гибель пассажирского парохода "Адмирал Нахимов", многочисленные крушения поездов, недавняя (октябрь 1995г.) авария в Бакинском метро сопровождались каждое гибелью десятков и сотен людей. Еще большие потери - до нескольких тысяч человек - были при авариях морских паромов (в Эстонии, Китае и на Филиппинах).

Масштабы вышеуказанных аварий и катастроф требуют, во-первых, повышения надежности и безопасности на всей цепочке "проектирование - изготовление - эксплуатация". Общий подход к обеспечению безопасности при разработке технических объектов может быть представлен в виде следующей последовательности: проект - удаление - защита - предостережение - тренировка. При обнаружении возможных опасностей проектировщик обязан устранить или резко уменьшить вероятность их реализации. При невозможности полного обеспечения БЖД, т.е. в случае имеющегося остаточного риска - объективной предпосылки производственных аварий, проектировщик обязан обеспечить удаление человека из опасной зоны (дистанционное управление, применение роботов) или опасных факторов из рабочей зоны (токсических веществ, излучений и т.д.). При невозможности решения проблемы указанными способами необходима разработка соответствующих систем защиты и сигнализации об опасности (предостережение). Последним элементом обеспечения БЖД являются обучение и тренировка работника, овладение навыками безопасной работы.

Во-вторых, необходимо совершенствовать специфические для каждой опасности мероприятия и средства по снижению вероятности ее реализации и уменьшению, наносимого ей ущерба.

2.2. Методы и средства повышения безопасности ТС и технологических (производственных) процессов

2.2.1. Общие требования безопасности и экологичности к ТС и технологическим процессам. Общие требования безопасности к ТС и технологическим процессам содержат: 1). инженерные (технические) требования, обеспечивающие надежность и безаварийность ТС и процессов; 2) гигиенические требования, обеспечивающие необходимые (или комфортные) условия жизнедеятельности и сохранения высокой работоспособности работающих; 3) антропометрические требования, определяющие соответствие оборудования, машин, механизмов и РМ антропометрическим характеристикам человека (размерам и формам тела человека и его отдельных частей); они учитываются при установлении рациональной позы работника, разработке рабочего кресла, проходов и т.д.; 4) психофизиологические требования, обеспечивающие соответствие СОИ и особенностей функционирования органов чувств человека (их порогов, диапазона воспринимаемых сигналов, продолжительности адаптации и т.д.); 5) психологические требования, учитывающие объем памяти человека, характеристики его внимания и т.д. При рассмотрении их основное внимание будет уделено техническим требованиям безопасности, так как другие требования были указана выше. Эти требования к ТС существенно отличаются от аналогичных требований к технологическим (производственным) процессам, что учтено ниже.

2.2.1.1. Общие требования безопасности и экологичности к ТС. К ним в целом, а также к их конструкции, отдельным частям, РМ, системам управления (СУ), СЗ, входящим в конструкцию, сигнальным устройствам и к конструкциям, обеспечивающим безопасность при монтаже, транспортировке, хранении а ремонте, установлены общие требования безопасности ГОСТ 12.2.003-91. На базе этих требований и результатов испытаний определяют требования безопасности на конкретные группы, виды и модели (марки) ТС в стандартах подсистемы 2 ССБТ, других стандартах, ТУ, эксплуатационных и иных конструкторских документах. Как правило, в этих документах отражают требования безопасности к основным элементам конструкции, СУ, устройству С3, входящих в конструкцию, а также методы контроля (испытаний) выполнения этих требований. В требования безопасности обязательно включают допустимые значения опасных и вредных факторов, которые устанавливаются стандартами подсистемы 1 ССБТ, межотраслевыми и отраслевыми правилами и нормами (детально о НТД см. в разделе 4).

Общие требования безопасности к конструкции и отдельным частям ее оборудования состоят в следующем.

1. Принятые материалы не должны оказывать опасное и вредное воздействие на организм человека на всех заданных режимах работы и предусмотренных условиях эксплуатации, а такие создавать пожаровзрывоопасные ситуации.

2. Сама конструкция оборудования должна исключать на всех предусмотренных режимах работы нагрузки на детали и сборочные единицы (узлы), способные вызвать разрушения, представляющие опасность для работающих. Если возникновение таких нагрузок возможно, то оборудование должно быть оснащено устройствами, предотвращающими возникновение разрушающих нагрузок. Детали и сборочные единицы при этом должны быть ограждены или расположены так, чтобы их разрушающиеся части не создавали травмоопасных ситуаций. Если движущиеся части не допускают использования ограждений или других средств, то конструкция оборудования должна предусматривать сигнализацию, предупреждающую о пуске оборудования, а также использование сигнальных цветов и знаков безопасности. В непосредственной близости от движущихся частей, находящихся вне поля видимости оператора, должны быть установлены ОУ аварийным остановом или торможением, если в опасной зоне могут находиться работающие.

3. Конструкция оборудования и его отдельных частей должна исключать возможность их падения, опрокидывания и самопроизвольного смещения при эксплуатации и монтаже (демонтаже). В противном случае должны быть предусмотрены средства и методы закрепления, а эксплуатационная документация должна иметь соответствующие требования. Трубопроводы гидро-, паро- и пневмосистем, предохранительные клапаны, кабели и другие части оборудования, механическое повреждение которых может вызвать возникновение опасности, должны быть ограждены или расположены так, чтобы предотвратить их случайное повреждение работающими или средствами технического обслуживания.

4. Конструкция зажимных, захватывающих, подъемных и загрузочных устройств или их приводов должна исключать возможность возникновения опасности при полном или частичном самопроизвольном прекращении подачи энергии, а также исключать самопроизвольное изменение состояния этих устройств при восстановлении подачи энергии.

5. Элементы конструкции оборудования не должны иметь острых углов, кромок, заусениц и поверхностей с неровностями, представляющих опасность травмирования работающих, если их наличие не определяется назначением этих элементов. В последнем случае должны быть предусмотрены меры защиты работающих.

6. Конструкция оборудования, использующего электроэнергию, должна включать устройства (средства) для обеспечения электробезопасности (см. ниже). При этом любое оборудование должно быть выполнено так, чтобы исключить накопление зарядов статического электричества в количестве, опасном для работающего или в отношении возникновения пожара и взрыва. Для оборудования, действующего с помощью неэлектрической энергии (например, гидравлической, пневматической, энергии пара), предусматривается исключение всех опасностей, вызываемых этими видами энергии.

7. Оборудование должно быть пожаровзрывобезопасным в предусмотренных условиях эксплуатации. Средства и методы обеспечения пожаровзрывобезопасности (см. ниже) устанавливаются в стандартах, ТУ и эксплуатационных документах на конкретное оборудование.

8. Оборудование должно быть оснащено местным освещением, если его отсутствие может явиться причиной перенапряжения органов зрения или повлечь за собой другие виды опасности. При этом его характеристика и место расположения должны соответствовать характеру работы и регламентироваться стандартами, ТУ и эксплуатационной документацией на конкретное оборудование.

9. Конструкция оборудования должна исключать ошибки при монтаже, если они могут явиться источником опасности. При частичном выполнении данного требования в эксплуатационной документации должны содержаться порядок выполнения монтажа, объем проверок и испытаний, исключающих возможность появления таких ошибок.

Общие требования безопасности к РМ у оборудования следующие.

1. Конструкция РМ, его размеры и взаимное расположение элементов (например, ОУ, СОИ, вспомогательного оборудования и др.) должны обеспечивать безопасность при использовании этого оборудования по назначению, техническом обслуживании, ремонте и уборке, а также соответствовать эргономическим требованиям, указанным выше. Необходимость наличия на РМ средств пожаротушения и других средств, используемых в аварийных ситуациях, указывается в стандартах, ТУ и эксплуатационной документации на конкретное оборудование. Если в состав РМ входит кабина для защиты от НФ, то ее конструкция должна обеспечивать необходимые защитные функции, в том числе создание оптимальных микроклиматических условий, удобства выполнения рабочих операций и оптимальный обзор оборудования и окружающего пространства.

2. Размеры РМ и размещение его элементов должны обеспечивать выполнение рабочих операций в удобных рабочих позах и не затруднять движений работающего. Если выполнение этих операций не требует постоянного перемещения работающего, то предусматривают позу в положении сидя или чередование положений сидя и стоя, строго руководствуясь ГОСТ 12.2.032-78 и 12.2.033-78. При этом конструкции кресла и подставки для ног должны также соответствовать эргономическим требованиям и требованиям ГОСТ 12.2.061-81.

В ГОСТ 12.2.003-91 также приведены общие требования безопасности к СУ, СЗ и сигнальным устройствам любого оборудования.

Основными нормативными показателями экологичности ТС являются ПДУ шума, вибраций, ультра- и инфразвука, различных излучений и полей, предельно допустимые концентрации, выбросы и сбросы (соответственно ПДК, ПДВ и ПДС) ВВ в производственную и другие среды обитания человека (детально см. п.п. 1.4.). Стандарты требуют, чтобы оборудование в процессе эксплуатации не загрязняло среду обитания ни физическими, ни химическими и ни биологическими факторами выше нормативов безопасности и экологичности. Поэтому оборудование, являющееся источником загрязнений, должно быть выполнено так, чтобы эти факторы в предусмотренных условиях и режимах эксплуатации не превышали ПДУ, ПДК, ПДВ и ПДС, установленные стандартами подсистемы 1 ССБТ, системы "Охрана природы" и санитарными нормами и правилами. Для этого в оборудовании должны предусматриваться СЗ (экраны и устройства встроенного и надстроенного типа в конструкцию оборудования), методы и способы очистки и (или) нейтрализации выбросов и сбросов вредных веществ и микроорганизмов. Если совместное удаление различных вредных веществ и микроорганизмов представляет опасность, то должно быть обеспечено их раздельное удаление и очистка (нейтрализация).

Большую роль в обеспечении безопасности и экологичности оборудования при монтаже (демонтаже), вводе в эксплуатацию и эксплуатации играет эксплуатационная документация. Она устанавливает требования (правила), которые исключали бы создание опасных (в том числе пожаровзрывоопасных) ситуаций, в соответствующий период, а также содержит требования, определяющие необходимость использования не входящих в конструкцию оборудования средств защиты работающего. Рекомендуемое содержание этой документации приведено в приложении ГОСТ 12.2.003-91.

2.2.1.2. Общие требования безопасности и экологичности к технологическим (производственным) процессам. Общие требования безопасности установлены ГОСТ 12.3.002-75*. На базе их и с учетом анализа данных производственного травматизма и профзаболеваемости, прогноза возможности предупреждения возникновения НФ во вновь разрабатываемых или модернизируемых процессах разрабатывают требования безопасности к группам и отдельным процессам. Эти требования излагают в стандартах подсистемы 3 ССБТ, нормах технологического проектирования, текстовой части технологических карт, правилах, инструкциях и других документах, а также в стандартах любых видов на конкретные процессы. В них приводят требования по безопасности к проектированию, организации и проведению технологических процессов; к режимам работы, порядку обслуживания оборудования в обычных условиях эксплуатации и в аварийной ситуации; к СУ и контроля этих процессов, а также указывают источники НФ, номенклатуру необходимых СЗ работающих и методы контроля этих факторов.

Общие требования безопасности и экологичности к технологическим (производственным) процессам (видам работ) реализуются при проектировании, организации и осуществлении данных процессов. Они заключаются в следующем:

1. Использование исходных материалов, заготовок, полуфабрикатов, комплектующих изделий (узлов, элементов) и т.п., не оказывающих опасного и вредного воздействия на работающих. При невозможности выполнения этого требования должны быть приняты меры по устранению непосредственного контакта работающих или защита их с помощью С3.

2. Замена технологических процессов и операций, связанных с возникновением НФ, процессами и операциями с отсутствием этих факторов или с их значениями, не превышающими ПДУ, ПДК, ПДВ и ПДС.

3. Применение комплексной механизации, автоматизации, дистанционного управления технологическими процессами и операциями при наличии НФ, а также оборудования, не являющегося источником травматизма и профзаболеваний, и СЗ работающих.

4. Герметизация оборудования или создание в оборудовании повышенного или пониженного (фиксируемого по прибору) давления по сравнению с атмосферным.

5. Разработка обеспечивающих безопасность СУ и контроля процесса, включая их автоматизацию внешней и внутренней диагностики на базе ЭВМ.

6. Применение быстродействующей отсекающей арматуры, устройств противоаварийной защиты и средств локализации НФ в случае аварии.

7. Использование или разработка безотходных технологий замкнутого цикла производств, а если это невозможно, то своевременное удаление, обезвреживание и захоронение отходов, являющихся источником вредных факторов. Применение системы оборотного водоснабжения.

8. Применение сигнальных цветов и знаков безопасности в соответствии о ГОСТ 12.4.026-76*; рациональных режимов труда и отдыха с целью предотвращения монотонности, гиподинамии, чрезмерных физических и нервно-психических перегрузок.

9. Защита от возможных отрицательных воздействий природного характера (землетрясений и др.) и погодных условий.

10. При использования новых исходных материалов, полуфабрикатов и образовании промежуточных веществ, обладающих негативными свойствами, работающие должны быть заранее информированы о правилах безопасного поведения, обучены работе с этими веществами и обеспечены соответствующими СЗ. Места хранения этих веществ и процесс их транспортировки должны быть тщательно организованы с точки зрения безопасности и экологичности. При этом должны быть использованы средства автоматического контроля и диагностики для предотвращения образования взрывоопасной среды.

Все требования безопасности и экологичности к технологическому процессу, способы, методы и правила их осуществления, как правило, излагаются в технологической документации (например, в химической промышленности в технологическом регламенте данного процесса). С ней в обязательном порядке детально знакомятся все работающие (от ИТР до рабочего) как при обучении, так и при инструктажах в соответствии с ГОСТ 12.1.004-90.

В условиях строительства существуют особенности: 1) отсутствие постоянных РМ, что приводит к необходимости перемещений механизмов, оборудования, строительных материалов и самих работников; 2) одновременное участие в строительном процессе нескольких коллективов, (даже нескольких стройуправлений на одном объекте), что усложняет организацию работы, санитарно-гигиеническое обслуживание работников и создание для них здоровых и безопасных УТ; 3). проведение работ на открытом воздухе в различных климатических условиях, что приводит к воздействию ряда экстремальных гигиенических факторов, повышению опасности поражения электротоком и т.д.; 4). выполнение ряда работ на значительной высоте, что предопределяет необходимость целого комплекса специальных мероприятий по обеспечению безопасности работы, включающего применение специфических СИЗ (например, предохранительных поясов); 5) применение целого ряда характерных только для строителей средств и устройств (например, средств подмащивания, лесов, вышек, люлек) и технологических процессов (например, кровельных работ). Кроме того, можно отметить большую долю физического труда в строительных работах, высокие интенсивности акустических шумов и вибраций, длительное воздействие ВВ при малярных и изоляционных работах, пониженного и повышенного давления при выполнении работ в высокогорных районах и кессонах и т.п. Также имеются определенные особенности и в отношении связей строительных объектов со средой обитания и их воздействия на нее.

Все это явилось основанием установления и специфических требований безопасности и экологичности в строительстве, изложенных в ряде НТД. Наиболее полно эти требования представлены в СНиП Ш-4-80* "Техника безопасности в строительстве", где приведены основные ГОСТы по ТБ в строительстве, а также технические условия и требования к средствам и оснастке, имеющим большое значение для профилактики травматизма. В нем определены основные направления работы по обеспечению БТ, ответственность за техническое оборудование, обучение безопасным приемам работы и инструктаж, приведен перечень профессий и видов строительно-монтажных работ, в которых предъявляются дополнительные требования по ТБ, а также состав и содержание основных решений по ОТ в проектах производства работ.

Существенная часть требований по БТ в строительстве представлена в стандартах ССБТ, посвященных строительству. В них определяются условия применения общих ГОСТов ССБТ (например, в ГОСТ 12.1.013-78 «Строительство. Электробезопасность. Общие требования» указаны области применения в данной отрасли общих стандартов по электробезопасности), а также приводятся и специфические для строительства требования (например, требования к высоте размещения изолированного электропровода на опорах над уровнем земли, пола или настила, к минимальным расстояниям от элементов строительных машин до воздушной ЛЭП). В ряде НТД даются нормы, отличающиеся от нормативов общих стандартов и СНиПов (например, в ГОСТ 12.1.046-85 "Строительство. Нормы освещения строительных площадок" приводится около 100 особых нормативных значений освещенности рабочих поверхностей строительных площадок и работ).

В требованиях к организации строительных площадок, участков работ и РМ предусмотрено обозначение опасных зон и даны их размеры. При эксплуатации строительных машин, как известно, опасными факторами являются сами движущиеся машины и их рабочие органы и части, перемещаемые изделия, конструкции и материалы, обрушивающиеся грунты и горные породы, разрушающиеся конструкции машин. Помимо общих требований к безопасности ТС необходимо обеспечить их перемещение, установку и работу вблизи выемок только за пределами призмы обрушения грунта (например, минимальное удаление ближайшей опоры машины при песчаном грунте и глубине выемки 5 м составляет 6 м). При земельных работах на строительных участках установлены пределы на глубину котлованов и траншей с вертикальными стенками без креплений (например, 1 м в песчаном грунте и 1,5 м в глине) и на крутизну откосов, если стенки не вертикальны.

Особого внимания в строительстве заслуживает технологическая оснастка СКЗ и СИЗ. Поэтому для всех средств подмащивания (лесов, подмостей, вышек, люлек, навесных лестниц и площадок) установлены нормы поверхностной нагрузки и высота рабочей площадки, а также коэффициенты надежности по нагрузке, назначению и условиям работы и коэффициент запаса на опрокидывание. Все удерживающие, ограничивающие и универсальные монтажные приспособления (подкосы, растяжки, распорки, упоры, фиксаторы и т.п.) имеют ограничения по массе и установленные коэффициенты надежности. Для люлек установлены нормы грузоподъемности, максимальной скорости подъема и спуска и высоты подъема.

Одним из основных СКЗ в строительстве являются инвентарные предохранительные ограждения, служащие для предотвращения падения человека. По функциональному назначению различаются защитные (для предотвращения непреднамеренного доступа человека к границе перепада по высоте), страховочные (для удержания человека при потере им устойчивости) и сигнальные (для обозначения границы опасной зоны) ограждения. В зависимости от места установки ограждения различаются внутренние и наружные, а по способу крепления - опорные и навесные. Для каждого типа ограждений установлены нормы нагрузки на поручень, коэффициенты надежности, высота ограждения, величина прогиба поручня и срок эксплуатация (5 лет для металлических элементов и 2,5 года для деревянных).

Из специфических строительных СИЗ наиболее известны строительные каски, предохранительные пояса и страховочные канаты, требования к которым приведены соответственно в ГОСТ 12.4.087-84, 12.4.089 и 12.4.107-82.

2.2.2. Экспертиза безопасности оборудования, технологических процессов и производственных объектов. Статья 11 Основ законодательства РФ об охране труда (принятых 08.08.93г.) отмечает, что проекты объектов и средств производства подлежат госэкспертизе, а опытные образцы продукции - госиспытаниям на соответствие их стандартам, нормам и правилам, устанавливающим требования по ОТ (об этих требованиях см. выше). При этом новые и реконструируемые объекты и средства производства не могут быть приняты в эксплуатацию, если они не имеют сертификата безопасности. Действующие предприятия также подлежат сертификации на соответствие требованиям ОТ в течение последующих пяти лет (до 1999г.). Постановление Правительства РФ от 06.05.94 № 485 "О проведении обязательной сертификации постоянных рабочих мест на производственных объектах, средств производства, оборудования для средств коллективной и индивидуальной защиты" устанавливает единый порядок проведения сертификации на соответствие требованиям ОТ. Предприятия ежегодно представляют перечень постоянных РМ на производственных объектах, подлежащих обязательной сертификации на соответствие требованиям ОТ, и перечень средств производства, оборудования для СКЗ и СИЗ на соответствие требованиям государственных стандартов (в том числе ГОСТов Системы стандартов безопасности труда или ССБТ) в Минтруд РФ. Оно организует и координирует эту работу по РФ, взаимодействуя с Госстандартом РФ; привлекает к участию в сертификации федеральные органы исполнительной власти и органы исполнительной власти по труду субъектов РФ; осуществляет госконтроль и надзор за проведением данной сертификации. Последняя должна осуществляться в строгом соответствии с утвержденными правилами.

При выполнении такой экспертизы устанавливают: учтены ли все требования безопасности в проектах соответствующих объектов или средств производства и какова расчетная величина ожидаемого уровня каждого НФ на РМ. Если последняя превышает величину ПДУ, то осуществляется доработка данного проекта до тех пор, пока не будет обеспечен требуемый уровень безопасности.

В зависимости от значимости этих проектов госэкспертиза проводится комиссиями, назначенными Минтрудом РФ, республиканским, краевым или областным органом по труду при согласовании с органами надзора и контроля за ОТ (см. раздел 4 об органах). В них включаются специалисты (представители) Госгортехнадзора, Госэнергонадзора, Госкомсанэпидемнадзора и Госстандарта РФ, а также профсоюзов и других заинтересованных организаций.

Госиспытания опытных образцов (партий) продукции на соответствие требованиям безопасности выполняют специализированные организации перед постановкой этой продукции на производство. При этом они руководствуются требованиями ГОСТ 15.001-88 и специфическими требованиями раздела "Контроль выполнения требований безопасности" или "Требования к испытаниям" стандартов ССБТ (подсистем 2 и 3) по отдельным группам, видам и маркам производственного оборудования и технологических процессов. Такие требования могут быть указаны в ТУ и других НТД, а для сельхозтехники приведены в ГОСТ 12.2.002-91.

При госиспытаниях применяют метод непосредственного осмотра и опробования опытного образца и отдельных его узлов (операций). Затем оценивают параметры безопасности на различных режимах испытания образца, применяя методы измерения или расчета, рекомендованные для данного параметра. Значения замеренных параметров сравнивают с допустимыми по действующим стандартам ССБТ и делают соответствующий вывод. При соответствии опытного образца требованиям безопасности разрешают серийное производство данной продукции. В других случаях ведут доработку опытных образцов до соответствия данным требованиям или прекращают работы по данной продукции. Такому испытанию подвергают образцы оборудования, технологических линий серийного производства, если есть об этом указание в НТД или есть рекламации на эту продукцию.

Во всех госиспытаниях могут участвовать соответствующие представители органов надзора и контроля за ОТ или они детально знакомятся с результатами и выводами проведенных испытаний и дают свое заключение о соответствии испытываемых образцов продукции требованиям безопасности.

На действующих производственных объектах обязательной сертификации на соответствие требованиям ОТ подлежат постоянные РМ работников всех профессий и категорий (рабочих, руководителей, специалистов, служащих), а затем все остальные РМ (подвижные, передвижные и т.п.). При этом планируется, что в 1996г. процедуру сертификации пройдут 40% от общего количества постоянных РМ, а в дальнейшем - в 1997г. - 70% и в 1998г. - 100% постоянных РМ. Данную сертификацию осуществляют исходя из результатов аттестации РМ по УТ.

Поэтому на сертифицируемых производственных объектах: 1) утверждают должностных лиц, ответственных за подготовку и проведение сертификации; 2) определяют степень сертификации объекта (полностью, отдельные производства и т.д.); 3). разрабатывают и осуществляют комплекс необходимых мероприятий по проведению сертификации; 4) проводят непосредственно либо с привлечением аккредитованных лабораторий аттестацию РМ (см. ниже п.п. 4.1.2); 5) получают заключения территориальных подразделений федеральных органов госнадзора за безопасностью производства (в дальнейшем - тер. органы госнадзора за ОТ) о соответствии подконтрольного этим органам оборудования (объектов) требованиям безопасности, а в необходимых случаях - разрешение (лицензию) на право осуществления установленного вида деятельности; 6) разрабатывают на объектах, деятельность которых связана с повышенной опасностью производства, декларацию безопасности; 7) представляют в органы по сертификации (отдел госэкспертизы УТ Управления по труду и социальным вопросам субъекта РФ) документацию, содержащую результаты аттестации РМ, заключения тер. органов госнадзора за ОТ, а в необходимых случаях - и декларацию безопасности.

Госэкспертиза УТ субъекта РФ: 1) проверяет правильность представленных организацией документов для сертификации РМ; 2) организует (при необходимости) дополнительную экспертизу результатов аттестации РМ; 3) оформляет и выдает сертификаты соответствия производственных объектов требованиям по ОТ. Эти сертификаты могут быть трех видов: класса "А" - если объект полностью сертифицирован, т.е. проведена комплексная аттестация не менее 90% имеющихся РМ (без учета РМ, находящихся в резерве), а на остальные представлены организационно-технические мероприятия, обеспечивающие их аттестацию не позже чем через 6 месяцев после выдачи данного сертификата; класса "Б" - если объект частично сертифицирован, т.е. комплексно аттестовано 75% РМ и на остальные представлены мероприятия по их аттестации в течение года; класса "В" - если объект временно сертифицирован, т.е. комплексно аттестовано более 50% РМ и на остальные представлены мероприятия по их аттестации в течение 2 лет. При этом для всех видов сертификатов обязательным является наличие положительных заключений всех тер. органов госнадзора за ОТ, а для объектов с повышенной опасностью - и декларации безопасности.

При наличии не качественно и не полно подготовленных документов орган по сертификации возвращает их представившей организации, а стоимость вторичного рассмотрения доработанных документов оплачивается за счет данной организации.

На сертифицированных объектах работодатель обеспечивает беспрепятственное выполнение функций должностными лицами как органов сертификации, так и органов госнадзора и общественного контроля за ОТ. В случае изменений на объекте (в том числе и УТ) он извещает органы по сертификации, выдавшие соответствующий сертификат соответствия требованиям ОТ. По результатам проверки они могут приостановить действие сертификата или аннулировать его.

2.2.3. Экологическая экспертиза техники, технологий и материалов. Как изготовление, так и применение техники, технологий и материалов, т.е. продукции производственно-технического назначения, влияет на здоровье населения и состояние ОПС. Поэтому согласно ГОСТ 15.001-88 изготовитель должен подтвердить соответствие данной продукции требованиям охраны здоровья и природы. Для этого проводится экологическая экспертиза (ЭЭ) всех предплановых, предпроектных и проектных материалов по объектам строительства, документации по созданию новой техники, технологии, материалов и веществ, концепций, программ и планов отраслевого и территориального развития (независимо от их сметной стоимости и принадлежности), а также экологические обоснования лицензий (разрешений) и сертификатов (документов, удостоверяющих качество продукции). Согласно Закону РФ "Об охране ОПС" (1992г.) ЭЭ может быть государственной и общественной. Порядок государственной ЭЭ объектов федерального, республиканского или местного значения регулируется Положением о государственной ЭЭ, утвержденным Минприродой РФ. В частности, государственную ЭЭ материалов по объектам и мероприятиям федерального уровня, по проектам, реализация которых затрагивает интересы РФ и граничащих с ней государств, либо интересы двух и более субъектов РФ, а также материалов, обосновывающих объявление территорий зонами экобедствий и чрезвычайных экоситуаций, осуществляет Главгосэкоэкспертиза Минприроды РФ. По остальным проектам строительства, расширения, реконструкции и ликвидации объектов государственную ЭЭ осуществляют территориальные (республиканские, краевые и областные) органы Минприроды РФ.

Общественная ЭЭ проводится научными коллективами или общественными объединениями по их инициативе. Ее результаты становятся юридически обязательными только после утверждения их соответствующими органами государственной ЭЭ.

Государственная ЭЭ проводится с целью проверки соответствия хозяйственной и иной деятельности экологической безопасности общества. Она основывается на принципах обязательности ее проведения, научной обоснованности и законности ее выводов, независимости, вневедомственности в организации и проведении, широкой гласности и участия общественности. Государственная ЭЭ является обязательной мерой охраны ОПС, предшествующей принятию хозяйственного решения, осуществление которого может оказать вредное воздействие на ОПС. Поэтому финансирование и осуществление работ по всем проектам и программам производится только при наличии положительного заключения государственной ЭЭ. Последнее обстоятельство гарантирует соблюдение природоохранных норм и правил в технико-экономических обоснованиях (ТЭО) и проектах строительства новых и реконструкции, расширения (технического перевооружения) и ликвидации действующих объектов, а также при создании новой техники и технологии, веществ и материалов.

Государственная ЭЭ включает два этапа: 1) согласование условий природопользования (назначение граничных условий) при выборе места расположения объекта; 2) государственная ЭЭ (согласование) ТЭО (проектов).

На первом этапе ЭЭ рассматриваются декларация о намерениях и материалы по обоснованию места размещения объекта, представленные заказчиком, и устанавливаются: а) возможность размещения объекта, исходя из природных особенностей территорий и состояния природной среды (ПС); б). характер и степень предлагаемых изменений ОПС в результате реализации планируемой деятельности и их последствия; в) условия природопользования (ограничения по пользованию природными ресурсами); г) соответствие предлагаемых решений требованиям законодательных актов и НТД по ОП. По итогам рассмотрения оформляется заключение о согласовании условий природопользования. В его подготовке участвуют территориальные органы госконтроля и надзора за природопользованием. Их 11 -землепользователь, санэпидемнадзор, геологический комитет, госгортехнадзор, госатомнадзор, бассейновое управление водного хозяйства, лесохозяйство, госохотоинспекция, рыбохрана, владелец инженерных сетей и коммуникаций и комитет по ОП. Конкретный их перечень устанавливается в зависимости от компонентов ПС, попавших в зону воздействия намечаемого объекта. Срок выдачи заключений по объектам местного значения не должен превышать 30 дней, а межрегионального - 60 дней, за исключением необходимости проведения референдума о возможности осуществления намечаемой деятельности на данной территории. В заключении указывается срок действия согласовании, который не должен превышать 3 лет до начала разработки ТЭО. За проведение согласования граничных условий (ПДВ, ПДС, условий природопользования, экологического паспорта) установлена соответствующая плата с предприятий или природопользователей.

Экоэкспертиза ТЭО (второй этап) осуществляется в соответствии с условиями природопользования, выданными на первом этапе, и рассматривает: а) соответствие проектных решений экологическим требованиям, содержащимся в законодательных актах и нормативных документах по ОП; б) достаточность информации о состоянии ПС (полнота учета природной специфики территории); в) правильность оценки масштаба и характера воздействия, включая прогнозные изменения компонентов ПС и их последствия для жизни и здоровья населения; г) рациональность природопользования; д). обоснованность природоохранных мероприятий, их реализуемость и эффективность. В зависимости от специфики планируемой деятельности, характера ее воздействия и природных особенностей территории второй этап ЭЭ проводится по одному из направлений: 1). согласование документации, т.е. рассмотрение материалов по природопользованию и охране ОПС на соответствие требованиям НТД по ОП, законодательных актов, условий (ограничений) природопользования, выданных при согласовании места размещения объекта; 2) экоэкспертиза, т.е. анализ документации, составленной на виды деятельности, оказывающей воздействие, не регламентируемое нормативными документами (при отсутствии нормативных документов по виду воздействия). Сроки экспертного рассмотрения по процедуре согласования документации установлены не более 45 дней, а при экоэкспертизе - не более 3 месяцев.

Как видим, для реализации второго этапа госэкоэкспертизы необходимы обосновывающие документы об оценке воздействия на окружающую среду (ОВОС) по тому или иному виду и объекту хозяйственной и иной деятельности. ОВОС осуществляется в строгом соответствии с Положением об ОВОС в РФ, утвержденным Минприродой РФ от 18.07.94. При этом разработчиком обосновывающей документации должны быть рассмотрены: 1) цели реализации замысла или предполагаемого проекта; 2) разумные альтернативы намечаемой деятельности; 3). характеристика проектных и иных предложений в контексте существующей экоситуации на конкретной территории с учетом ранее принятых решений о ее социально-экономическом развитии; 4) сведения о состоянии ОС на территории предполагаемой реализации намечаемой деятельности в соответствующих пространственных и временных рамках; 5) возможные последствия реализации намечаемой деятельности и ее альтернатив; 5)способы и мероприятия по предотвращению неприемлемых для общества последствий осуществления принимаемых решений; 7) предложения по разработке программы мониторинга реализации подготавливаемых решений и плана послепроектного экоанализа.

Положительное заключение органов государственной ЭЭ Минприроды РФ по материалам ТЭО служит основанием для выдачи лицензий на природопользование, в том числе на захоронение (складирование) бытовых и иных отходов; выбросы вредных веществ в атмосферу; специальное водопользование; пользование растительным и животным миром; использование органического, минерального сырья и других полезных ископаемых (выдача лицензий на пользование недрами осуществляется в соответствии с Законом РФ "О недрах" 1992г.). Лицензии на комплексное природопользование выдаются заказчику (природопользователю) территориальными органами (республиканскими, краевыми и областными) Минприроды РФ при соблюдении условий природопользования и наличии согласовании ТЭО с органами госсанэпидемнадзора, а при необходимости, и госгортехнадзора. В лицензии указываются: виды, объемы и лимиты использования природных ресурсов (атмосфера, водная среда, земля, недра, флора и фауна); экологические требования, при которых допускается использование природных ресурсов; экономическое обоснование природоохранных мероприятий (расчет ущерба ПС и населению, затраты на природоохранные мероприятия). При этом проекты на строительство объектов хозяйственной и иной деятельности, разработанные в соответствии с ТЭО, прошедшими государственную ЭЭ, не подлежат представлению в органы государственной ЭЭ. При изменении решений, согласованных с ТЭО, проекты на строительство объектов подлежат дополнительному рассмотрению в этих органах.

За проведение государственной ЭЭ ТЭО объектов, проектов строительства новых объектов установлена соответствующая оплата с предприятия или природопользователя.

В условиях действующих предприятий государственная ЭЭ завершается, как требует ГОСТ 17.0.0.04-90, составлением экологического паспорта, состоящего из титульного листа и 11 разделов. Он является НТД, включающим данные по использованию предприятием ресурсов (природных и вторичных) и определению влияния его производств (цехов) на ОПС. Паспорт разрабатывается предприятием за счет его средств и утверждается руководителем предприятия по согласованию с законодательным органом района, города и обкомом ОП, где он и регистрируется. Основой, для его разработки являются согласованные и утвержденные основные показатели производства, проекты расчетов ПДС, разрешение на природопользование, паспорта газо- и водоочистных сооружений и установок по утилизации и использованию отходов, данные государственной статотчетности, инвентаризации источников загрязнения и НТД по ОП. При изменении технологии производства, замене оборудования и т.д. экологический паспорт дополняется (корректируется) в течение месяца со дня этих изменений. Он хранится на предприятии и в обкоме ОП.

В Тверской области с 01.01.93 введен обкомом ОП экологический паспорт сельхозпредприятия, состоящий из титульного листа, 11 разделов, заключения и двух приложений. Он также является НТД по ОП, а основой для его разработки являются те же документы и данные, что и для экологического паспорта промпредприятия.

Сведения о выбросах в атмосферу, сбросах в водоемы загрязняющих веществ (3В) и размещениях отходов в ОПС по предприятию являются исходными данными для эколого-экономической оценки его деятельности, итоговые результаты которой указываются в экопаспорте (детально об этом изучалось в дисциплине "Экология").

2.2.4. Методы и средства обеспечения электробезопасности [3] . Электробезопасность - это система организационных и технических мероприятий и средств, обеспечивающих защиту людей от вредного и опасного воздействия электротока, электродуги, электромагнитного поля (ЭМП), статического и атмосферного электричества (по ГОСТ 12.1.009-76). Согласно ГОСТ 12.1.019-79* и ПУЭ [15] она обеспечивается как в электроустановках (ЭУ), так и на РМ одновременной реализацией трех принципов: 1) конструкцией ЭУ; 2) техническими способами и СЗ; 3) организационными и техническими мероприятиями. Первые два принципа применяют в основном при проектировании, изготовлении (включая испытания и ввод в эксплуатацию) и размещении ЭУ, а третий принцип - только при их эксплуатации.

Требования электробезопасности к конструкции и устройству ЭУ, к применению технических способов и СЗ устанавливают 15 ГОСТов ССБТ и ПУЭ [15]. Эти ГОСТы обозначены единым номером - ГОСТ 12.2.007-75*. (При этом общие требования безопасности к электротехническим изделиям приведены в ГОСТ 12.2.007.0-75*, а конкретные требования к конструкции отдельных видов изделий - в ГОСТах, обозначенных ГОСТ 12.2.007.1-73* (машины электрические вращающиеся)...ГОСТ 12.2.007.14-75* (кабели и кабельная арматура). Организационные и технические мероприятия при эксплуатации установлены Правилами техники безопасности (ПТБ) при эксплуатации ЭУ потребителей (т.е. промышленных и других предприятий) [16] или ЭУ станций и подстанций (например, ГРЭС, ТЭЦ), распределительных электросетей, воздушных ЛЭП напряжением 35 кВ и выше [17].

2.2.4.1. Обеспечение электробезопасности конструкций ЭУ. Производственный электротравматизм из-за дефектов конструкций ЭУ составляет 22,9%. Наиболее травмоопасными ЭУ являются сварочные (ручные) и нагревательные установки, передвижные ЭУ переносные светильники и т.д. Поэтому ГОСТ 12.2.007.0-75* подразделяет электротехнические изделия по способу защиты человека от поражения электротоком на пять классов: 0, 0I, I, II и III.

К классу 0 относят изделия, имеющие по крайней мере рабочую изоляцию и не имеющие элемента для заземления, если эти изделия не отнесены к классам II и III; к классу 0I - изделия, имеющие рабочую изоляцию, элемент для заземления и провод без заземляющей жилы для присоединения к источнику питания; к классу I - изделия, имеющие рабочую изоляцию и элемент для заземления, а также провод о заземляющей жилой и вилку с заземляющим контактом для присоединения к источнику питания; к классу II - изделия, имеющие двойную или усиленную электроизоляцию и не имеющие элемента для заземления; к классу III - изделия, не имеющие ни внутренних, ни внешних электроцепей с U выше 42 В. При этом источник питания (трансформатор или преобразователь) должен иметь U до 42 В (при холостом его режиме - не свыше 50 В), а между его входной и выходной обмотками должна быть двойная или усиленная электроизоляция.

Учитывая повышенную частоту пользования ручными электромашинами, к ним установлен ГОСТ 12.2.013-87 ряд дополнительных требований безопасности: изготовляют их только II и III классов защиты (машины I класса не продают населению). U для машин I и II классов не должно превышать 220 В (при постоянном токе) и 380 В (при переменном токе), а для машин III класса - 24 и 42 В.

2.2.4.2. Обеспечение электробезопасности техническими способами и СЗ. Их выбор зависит от вида опасности: 1) от опасного и вредного действия электротока и электродуги; 2) от ЭМП; 3) от статического электричества (СЭ) и 4) от разрядов и воздействий атмосферного электричества. Первый вид опасности чаще всего возможен на РМ и в ЭУ; второй - только на РМ вблизи ЭУ, работающих в диапазоне ВЧ, УВЧ или СВЧ; третий - на РМ, где образуется СЭ; четвертый - в зданиях, сооружениях или ЭУ при грозовой деятельности в приземном слое атмосферы. Ниже рассматриваются способы и СЗ людей от указанных видов опасности.

Технические способы и СЗ человека от опасного и вредного действия электротока и электродуги выбирают с учетом: 1) напряжения, рода и частоты тока ЭУ; 2). способа электроснабжения (от стационарной электросети или от автономного источника электропитания); 3) режима нейтрали (средней точки) источника электропитания (изолированная или глухозаземленная нейтраль трансформатора); 4) вида исполнения ЭУ (стационарная, передвижная или переносная); 5) условий внешней среды и т.д. При этом рассматривают два вида прикосновения: а) случайное к токоведущим частям ЭУ и б) к металлическим нетоковедущим частям ЭУ и оборудования, которые могут оказаться под U в результате повреждения электроизоляции. При случайном прикосновении для обеспечения электробезопасности применяют: защитные оболочки, защитные ограждения (временные или стационарные), безопасное расположение токоведущих частей, изоляцию этих частей и РМ, малое U, защитное отключение, предупредительную сигнализацию, блокировку и знаки безопасности; а при прикосновении к нетоковедущим металлическим частям - защитное заземление, зануление, выравнивание потенциала, защитное отключение, изоляцию нетоковедущих частей, электроразделение сети, малое U, контроль электроизоляции и СИЗ. Эти способы и СЗ применяют раздельно или в сочетании друг о другом так, чтобы обеспечивался требуемый уровень электробезопасности.

Защитные оболочки и ограждения основаны на покрытии (ограждении) токоведущих частей приспособлениями, обеспечивающими полную (частичную) защиту человека от прикосновения.

Безопасное расположение токоведущих частей достигается размещением их на такой высоте, чтобы человек или передвижная машина не смогли прикоснуться к ним в процессе работы. Оно регламентируется ГОСТ 12.1.013-78 и ПУЭ [15]. Данный ГОСТ требует, чтобы наружные электропроводки временного электроснабжения были выполнены изолированным проводом и размещены на опорах на высоте не менее 2,5; 3,5 или 6,0 м (от уровня земли, пола, настила) соответственно над РМ, проходами или проездами. Светильники общего освещения U 127 и 220 В при этом устанавливают на высоте не менее 2,5 м от тех же уровней, а при меньшей их высоте подвеса применяют малое U (не более 42 В). Согласно ПУЭ расстояние от неизолированных проводов воздушных ЛЭП U до 1 кВ при наибольшей стреле провеса до земли и проезжей части должно быть не менее 6 м, в труднодоступной местности - до 3,5 м и в недоступной (склоны гор, скалы, утесы) - до 1 м; при U свыше 1 кВ - соответственно 7...8 и (или 3...6 м до зданий и сооружений), 5...7 и 3...5 м. Наименьшие расстояния относятся к ЛЭП U 110 кВ, а наибольшие - к ЛЭП U 330 и 500 кВ.

Изоляция токо- и нетоковедущих частей ЭУ или РМ состоит в покрытии их изоляционным материалом. ГОСТ 12.1.019-79* различает при этом три способа защиты: 1) защитное изолирование, когда изоляционным материалом покрывают только токоведущие части ЭУ; 2) защитная изоляция, когда этим материалом покрывают нетоковедущие части ЭУ или их изолируют от токоведущих частей данной ЭУ; 3) изоляция РМ, когда изолируют РМ, пол, площадку, настил и токоведущие части ЭУ в пределах РМ, потенциал которых отличается от потенциала этих частей и прикосновение к которому является предусмотренным и возможным.

Защитные свойства изоляционных материалов ухудшаются под воздействием влаги, пыли, едких паров и температуры, а также из-за естественного старения. Поэтому необходимо систематически следить за сопротивлением изоляции Rиз. Для него ПУЭ, ПТБ [15...17] регламентируют проводить испытания изоляции повышенным U и контроль изоляции. Испытания проводят при вводе в эксплуатацию вновь смонтированных и вышедших из ремонта ЭУ соответствующим U с соблюдением требований безопасности ГОСТ 12.3.019-80*.

Контроль изоляции - это измерение Rиз после монтажа, ремонта или переноски ЭУ, аварийного отключения защитой или длительного пребывания в бездействии ЭУ, а также периодически (1...2 раз в год) при ее эксплуатации. С видами контроля и их методикой студенты детально знакомятся на лабораторных занятиях. Нормативное сопротивление Rиз в силовых и осветительных сетях, электродвигателях и пусковой аппаратуре передвижных машин U до 1 кВ должно быть не ниже 0,5 МОм, а для ручных электроинструментов - не ниже 1 МОм [15].

Применение малых U ≤ 42 В является надежным способом защиты человека от поражения электротоком. Оно требует установки понижающих трансформаторов, машинных преобразователей или аккумуляторных батарей. Поэтому ПУЭ [15] рекомендует его применять при пользовании ручным электроинструментом, опасность которого зависит от условий ОС. Так, U ручного электроинструмента и переносных светильников должно быть не выше 220 В в помещениях без повышенной электроопасности, не выше 42 В в помещениях с повышенной электроопасностью и не выше 12 В в особо электроопасных помещениях и при работе вне помещений. ГОСТ 12.1.013-78 при этом устанавливает: при ведении работ вне помещений (во всех случаях) и в помещениях повышенной электроопасности следует применять ручные электромашины класса II и III по ГОСТ 12.2.007. 0.-75*; при работе о электромашинами класса II - СИЗ; в помещениях особой электроопасности - только электромашины класса III с применением диэлектрических перчаток, калош и ковриков.

Защитное заземление (рис. 6) - это преднамеренное электросоединение металлических нетоковедущих частей ЭУ или другого электрооборудования (ЭО), которые могут оказаться под U, с заземляющим устройством (ЗУ). Его применяют в электросетях с изолированной нейтралью U до 1 кВ.

Рис. 6. Схема защитного заземления в электросети с изолированной нейтралью U до 1 кВ: Jз – ток замыкания на землю; Jч – ток через тело человека; 1 – заземляющий проводник; 2 – заземлитель или ЗУ с Rз; A,B и С – фазные проводники;ra, rb, rc – сопротивления изоляции фазных проводников относительно земли

Принципом его действия является снижение до безопасных значений (не более 42 В) Uпр и Uш, обусловленных замыканием на корпус ЭУ или другими причинами. Это достигается путем уменьшения потенциала заземленной ЭУ (за счет уменьшения сопротивления ЗУ или Rз) и выравнивания потенциалов основания, на котором стоит человек, и заземленной ЭУ (за счет подъема потенциала этого основания до значения, близкого к значению потенциала заземленной ЭУ). Защитное заземление - это пассивное СЗ, так как оно только снижает Uпр и Uш до 42 В.

ЗУ - это проводник, электрод или совокупность металлически соединенных между собой проводников, электродов, находящихся в соприкосновении с землей. Оно может быть выносным и контурным. Первое расположено на небольшой площади вдали от здания, а второе - по периметру или площади здания, в котором размещено заземляемое ЭО. Человек, прикоснувшийся к корпусу такого ЭО, попадает: при выносном ЗУ - под полное Uпр = J_ЗR_З ≤ 42 В, и защита обеспечивается только вследствие малого R_З, но при значительных R3 она не достигается; при контурном ЗУ - под небольшое Uпр, значительно меньше 42 В.

Конструктивными элементами защитного заземления являются ЗУ и заземляющие проводники, соединяющие ЭУ или ЭО с ЗУ. Их размеры принимают по §§ 1.7.72 и 1.7.76 ПУЭ. Если заземляющий проводник имеет два и более ответвлений, его называют магистралью заземления. Она выполняется из стальной полосы сечением не менее 100 мм² при U до 1 кВ. К ней параллельно присоединяют о помощью болтов заземляемые ЭУ или ЭО, а магистраль - при помощи сварки к ЗУ в двух и более местах.

Согласно ГОСТ 12.1.030-81* и ПУЭ [15] защитному заземлению подлежат металлические нетоковедущие части ЭУ и другого ЭО, которые могут оказаться под U и к которым возможно прикосновение людей и животных. При этом в помещениях с повышенной электроопасностью и особо электроопасных, а также в наружных установках такое заземление является обязательным при U выше 42 В переменного и 110 В постоянного тока, а в помещениях без повышенной электроопасности - при U 380 В и выше переменного и 440 В и выше постоянного тока. Во взрывоопасных помещениях защитное заземление является обязательным независимо от применяемого U. Нормативную величину Rнз устанавливает ПУЭ [15] не более 4 Ом для ЭУ U до 1 кВ, а при мощности источника тока меньше 100 кВ•А Rнз ≤ 10 Ом. Расчет защитного заземления ЭУ ведется как по допустимому Rнз, так и по допустимым Uпр и Uш. Чаще его ведут по допустимому Rнз, т.е. до тех пор, пока Rр ≤ Rнз. С методикой такого расчета студенты знакомятся по практикуму [6].

Каждое ЗУ должно иметь паспорт, в котором приводятся схема устройства, основные технические и расчетные данные, сведения о проведенных ремонтах и внесенных изменениях. Сопротивление ЗУ измеряют после монтажа, через год после включения в эксплуатацию и при комплексном ремонте ЭУ, но не реже чем через 10 лет на электростанциях, подстанциях и ЛЭП энергосистем, через 3 года на подстанциях потребителей и через 1 год в цеховых ЭУ потребителей. При этом измеренное Rиз сравнивают с Rнз. Если Rиз ≤ Rнз, то ЗУ удовлетворяет ПУЭ; в противном случае принимают меры, обеспечивающие Rнз. Кроме того, проводят выборочное вскрытие грунта для осмотра элементов ЗУ.

Зануление (рис. 7) - это преднамеренное электросоединение с нулевым защитным проводником (НЗП), который многократно заземлен и соединен с глухозаземленной нейтралью трансформатора, металлических нетоковедущих частей ЭУ или другого ЭО, которые могут оказаться под U.

Рис. 7. Схема зануления электросети с глухозаземленной нейтралью U до 1 кВ: Jкз – ток однофазного короткого замыкания между фазой и НЗП; 1 – глухое заземление нейтрали трансформатора; 2 – повторное заземление НЗП; 3 – плавкие предохранители; А, В, С – фазные проводники

Занулению подлежат те же металлические нетоковедущие части ЭУ и ЭО, что и защитному заземлению. Его применяют в электросетях с глухозаземленной нейтралью U до 1 кВ, так как в этих сетях защитное заземление не обеспечивает надежную защиту в части снижения Uпр до 42 В. Поэтому выбран путь на уменьшение длительности режима замыкания фазы на корпус ЭУ. Зануление считается активным СЗ. Принципом его действия является превращение замыкания на корпус ЭУ в однофазное короткое замыкание (между фазным и НЗП) с целью вызвать большой ток Jкз, способный обеспечить срабатывание защиты (плавкие предохранители, максимальные токовые автоматы) и тем самым автоматически отключить поврежденную ЭУ от питающей электросети. Кроме того, заземление корпусов ЭУ через НЗП снижает в аварийный период их U относительно земли.

Конструктивными элементами зануления являются НЗП, глухое заземление нейтрали источника тока (Rо) и повторное заземление НЗП (Rп). В качестве НЗП рекомендуется применять голые или изолированные проводники, стальные трубы электропроводок, подкрановые пути, трубопроводы и т.п. Если к НЗП параллельно присоединены корпуса ЭУ, то создается цепь "фаза - НЗП", которая должна иметь очень малое сопротивление. Тогда Jкз будет достаточно большим и сработает защита. Поэтому ПУЭ [15] и ГОСТ 12.1.030-81* устанавливают, чтобы полная проводимость НЗП была не менее 50% проводимости фазного провода. В этом случае обеспечивается отключение аварийного ЭО, так как Jкз превышает номинальный ток Jн в 3 раза, а во взрывоопасных помещениях - в 4 раза при защите плавким предохранителем или 1,25 (при Jн > 100 А) и 1,4 (при Jн ≤ 100 А) при защите автоматом без выдержки времени; при защите автоматом с обратнозависимой от тока характеристикой - в 3 раза, а во взрывоопасных помещениях - в 6 раз.

Назначение Rо - это снижение U зануленных корпусов ЭУ относительно земли до безопасного значения при замыкании фазы на землю; Rп - это уменьшение опасности поражения током человека при обрыве НЗП и замыкании Фазы на корпус ЭУ за местом обрыва. ПУЭ [15] устанавливает, что Rо в любое время года должно быть не более 4 или 8 Ом при U 380/220 или 220/127 В. Повторному заземлению подлежат лишь нулевые рабочие провода воздушных ЛЭП: на концах линий (или их ответвлений) длиной более 200 м, а также на вводах от линий к ЭУ, которые подлежат занулению. Общее значение Rп должно быть не более 10 или 20 Ом при линейных U 380 или 220 В источника трехфазного тока, 220 или 127 В источника однофазного тока.

Зануление корпуса переносной ЭУ (например, электродрели) или ПЭВМ осуществляют специальной жилой (третья жила для ЭУ однофазного и постоянного тока, четвертая - для ЭУ трехфазного тока), находящейся с фазными проводами в кабеле и соединяющей корпус ЭУ с НЗП питающей сети.

Расчет зануления ЭУ проводят на отключающую способность сети зануления и безопасность прикосновения к корпусу ЭУ в момент замыкания фазы на землю (а при питании через воздушную ЛЭП - и при замыкании фазы на корпус ЭУ). С этим знакомятся по практикуму [6].

Контроль за состоянием зануления проводят путем внешнего осмотра Rо и Rп, измерения их сопротивлений и сопротивления петли "фаза - НЗП". При этом внешний осмотр и измерение Rо и Rп проводят аналогично осмотру и измерениям при защитном заземлении в те же сроки. Измерение сопротивления "фаза - НЗП" осуществляют 1 раз в 5 лет в процессе эксплуатации, а также при капитальном ремонте и реконструкции электросети.

Защитное отключение - это быстродействующая защита, обеспечивающая автоматическое отключение ЭУ при возникновении в ней опасности поражения током человека. Такая опасность возникает при снижении Rиз фаз ниже ПДУ, появлении на корпусе ЭУ опасного сочетания тока и времени протекания, однофазном замыкании на землю и в случае прикосновения человека непосредственно к токоведущей части, находящейся под U. При этом в электросети происходят изменения U и J до определенного предела, которые вызывают срабатывание устройства защитного отключения (УЗО).

УЗО применяют в сетях любого U и с любым режимом нейтрали. Наибольшее распространение они получили в сетях U до 1 кВ. УЗО весьма рациональное (активное) СЗ в ЭУ, где трудно осуществить эффективное защитное заземление, зануление или когда высока вероятность случайного прикосновения к токоведущим частям. Такие условия чаще всего возникают в передвижных ЭУ, ручных электроинструментах и т.п.

Конструктивными его элементами являются прибор защитного отключения и автоматический выключатель. Прибор воспринимает входную величину, реагирует на ее изменения и при заданном ее значении дает сигнал на отключение ЭУ. Автоматический выключатель -исполнительный аппарат, осуществляющий отключение электроцепей под нагрузкой, при коротких замыканиях и их включение, когда ликвидированы аварийные условия. Чем меньше время отключения УЗО, тем выше степень электробезопасности при одних и тех же условиях, так как с уменьшением времени прохождения тока через человека (см. выше табл. 1) опасность воздействия тока снижается. Поэтому УЗО обеспечивают время отключения до 0,05...О,2 с. Они реагируют на входную величину: потенциал корпуса в пределах до 20...40 В, J замыкания на землю, U или J нулевой последовательности, U фазы относительно земли и на оперативный J. Кроме того, созданы комбинированные УЗО, реагирующие на несколько входных величин.

УЗО более сложны по сравнению с защитным заземлением или занулением. Однако они повышают электробезопасность работающих. ПУЭ рекомендует применять УЗО: 1) как единственную защитную меру вместо заземления или зануления, но при этом высокие требования предъявляются к УЗО; 2). как основную меру защиты совместно с дополнительным защитным заземлением или занулением при снижении требований к быстродействию, но с автоматическим контролем ими цепей заземления или зануления; 3) как дополнение (резервная защита) к заземлению или занулению, если последние надежны и обеспечивают электробезопасность без УЗО.

Электрическое разделение сетей с помощью разделительных трансформаторов уменьшает их емкость и увеличивает Rиз фаз относительно земли. Его применяют при подключении передвижных ЭУ, ручного электроинструмента и т.п.

Для защиты работающих в ЭУ от поражения электротоком, воздействия электродуги и ЭМП применяют электрозащитные средства и СИЗ. К первым относят изолирующие штанги, изолирующие и электроизмерительные клещи, указатели U, изолирующие устройства и приспособления, слесарно-монтажный инструмент с изолирующими рукоятками, диэлектрические перчатки, боты, галоши и ковры, изолирующие накладки и подставки, индивидуальные экранирующие комплекты, переносные заземления, диэлектрические колпаки, плакаты и знаки безопасности; ко вторым - очки, каски, противогазы, рукавицы, предохранительные монтерские пояса и страховочные канаты.

ПТБ [16] делят электрозащитные средства на основные и дополнительные. Основные средства обладают изоляцией, способной длительно выдерживать рабочее U ЭУ, и поэтому они позволяют прикасаться к токоведущим частям, находящимся под U; дополнительные - обладают изоляцией, не способной выдерживать рабочее U ЭУ, и поэтому они только усиливают защитное (изолирующее) действие основных средств.

Все средства осматривают, проверяют и испытывают в отрогом соответствии с приложением Б 11 ПТБ [16]. Их хранят в соответствующих помещениях, шкафах, ящиках или на стеллажах, обеспечивающих их исправность и пригодность к употреблению. Ответственность за своевременное обеспечение персонала и комплектование ЭУ этими средствами несет начальник цеха, энергослужбы, подстанции, участка электросети, а в целом по предприятию - главный инженер.

Технические способы и СЗ человека от ЭМП выбирают в зависимости от рабочего диапазона частот, характера выполняемых работ, напряженности и плотности энергии ЭМП и необходимой эффективности защиты. К ним относят уменьшение напряженности и ППЭ ЭМП, экранирование РМ, удаление РМ от источника ЭМП, рациональное размещение в помещении оборудования ЭМП, установление рациональных режимов работы ЭО и обслуживающего персонала, применение предупреждающей сигнализации и СИЗ. На практике применяют один или одновременно насколько вышеуказанных способов и СЗ.

Для уменьшения напряженности и ППЭ используют ослабители мощности (аттенюаторы), которые полностью поглощают или ослабляют до 60 дБ и более интенсивность излучения в ОС, а ППЭ при этом не выше 10 мкВт/см².

Экранированию подлежит как установка ЭМП, так и РМ. Экранированное поле создает при этом в экране токи Фуко, которые наводят в нем вторичное поле, по амплитуде почти равное, а по фазе противоположное экранному полю. Результирующее поле, полученное при сложении этих полей, очень быстро убывает в экране, проникая в него на незначительную величину (меньше 0,05 мм). Поэтому для экранов применяют сталь, медь, латунь или латунь в виде листов толщиной не менее 0,5 мм (из конструктивных соображений) или сетку с ячейками не более 4х4 мм. Экран должен заземляться. Защиту с помощью экранов выполняют, как правило, многоступенчатой: сначала экранируют генератор, рабочие контуры, фидерные линии (стальные или алюминиевые трубки), а затем установку в целом (шкаф, камера или кожух). При остронаправленном ЭМП (в авиации) применяют незамкнутые контуры. Если отраженная от экрана радиоволна может попасть на РМ или нарушить режим работы СВЧ - генератора, то экран покрывают поглощающий изделиями. К последним относят резиновые коврики с коническими шипами типа В2Ф-2, В2Ф-3 и ВКФ-1, магнитодиэлектрические пластины типа ХВ-0,8; ХВ-2, ХВ-3,2; ХВ-10,6 и покрытия из поролона типа ВРПМ или ткани типа РТ. Помещения о ЭВМ и средствами автоматики экранируют металлической сеткой № 1,4...0,45, что обеспечивает защиту их от радио- и электромагнитных помех.

Защита расстоянием - это наиболее простой и эффективный метод. Он применим для персонала, как не обслуживающего установки ЭМП, так и работающего с этими установками при дистанционном их управлении, или когда в помещении размещено несколько таких установок. Защита временем реализуется при выборе режима труда для работающих с установками ЭМП. Большой эффект дают периодическая смена работающих с ЭМП, кратковременные перерывы (до 2 ч) в работе, связанной о облучением, и сокращение продолжительности рабочего дня.

К СИЗ относят капюшоны, халаты и комбинезоны, изготовленные из металлизированной хлопчатобумажной ткани, и очки марки 3П5-90, у которых стекла покрыты тонкой пленкой двуокиси олова.

Технические способы и СЗ человека от СЭ следующие: 1) заземление оборудования и коммуникаций, где образуется СЭ, с сопротивлением ЗУ не более 100 Ом; 2) экранирование источника постоянного электростатического поля (ПЭСП) или РМ (рабочей зоны - при эксплуатации ЭУ U 330...750 кВ); 3) ионизация воздуха в местах накопления зарядов СЭ с помощью индукционных, высоковольтных, аэродинамических или лучевых (радиоактивных, УФ, лазерных и т.п.) нейтрализаторов; 4) повышение φ воздуха до 65...70% в местах образования СЭ путем применения местных увлажнителей или пневмоводяных установок; 5) введение антиэлектростатических веществ (олеата хрома или кобальта) в нефтепродукты или нанесение электропроводных пленок эмалями ХС-928 и АК-562 в местах образования (накопления) зарядов СЭ; 6) ограничение скорости электризующихся материалов до 10 м/с при р<10⁵ Ом•м и до 5 м/с при р<10⁹ Ом•м и до 1,2 м/с при р>10⁹ Ом•м или очистка транспортируемых жидкостей и воздуха от примесей; 7) удаление зон пребывания работающих от источников ПЭСП; 8) отвод зарядов СЭ, накапливающихся на людях, путем устройства электропроводных полей или заземленных зон, заземления ручек дверей и поручней лестниц; 9) обеспечение работающих СИЗ - специальной антиэлектростатической обувью и одеждой, предохранительными антиэлектростатическими приспособлениями (кольца и браслеты) и С3 рук (см. ГОСТ 12.4.124-83). При этом запрещается носить на работе одежду из синтетических материалов, шелка и других тканей, а также украшения, аккумулирующие заряды СЭ.

Технические способы и СЗ зданий и сооружений от разрядов и воздействий атмосферного электричества (средства молниезащиты) следующие: 1) молниеотвод, т.е. устройство, воспринимающее прямой удар молнии и отводящее ее ток в землю; 2). ЗУ определенных конструкций (см. РД 34.21.122-87 [18]), к которым присоединяют оборудование и металлические конструкции для ограничения перенапряжений на них от электростатической индукции и заноса высокого потенциала; 3) перемычки в местах сближения металлических коммуникаций, что ограничивает площади незамкнутых контуров внутри здания с целью защиты от электромагнитной индукции. При этом переходные сопротивления перемычек должны быть не более 0,03 Ом на каждый контакт (у фланцевых соединений трубопроводов - это затяжка шести болтов на каждый фланец); 4) вентильные разрядники низкого U или РВН-0,5 для снятия высокого потенциала с проводов ЛЭП.

Основным средством молниезащиты является молниеотвод, состоящий из опоры; молниеприемника, непосредственно воспринимающего удар молнии с J ≥ 200 кА, U до 150 МВ, t до 30 тыс. ˚С и временем разряда Т = 10^-5 с; токоотвода, по которому ток молнии передается в землю; заземлителя или ЗУ, обеспечивающего растекание тока в земле. При использовании в качестве молниеотвода металлических труб или ферм функции опоры, молниеприемника и токоотвода совмещаются. Молниеотводы могут быть стержневые, тросовые и сетчатые (многократные горизонтальные молниеприемники, пересекающиеся под прямым углом и укладываемые на защищаемое здание). Чаще применяют стержневые молниеотводы (одиночные, двойные и многократные), устанавливаемые на защищаемом здании или вне его на отдельных мачтах. Каждый молниеотвод имеет определенную зону защиты (рис. 8 и 9) или пространство, внутри которого здание защищено от прямых ударов молнии с надежностью не ниже определенного значения. Наименьшей и постоянной надежностью обладает поверхность зоны защиты; в глубине зоны защиты надежность выше, чем на ее поверхности. РД 34.21.122-87 [18] различает два типа зоны защиты: А - с надежностью защиты 99,5% и выше при высоте конуса hо= 0,85h ; Б - 95% и выше при hо = 0,92h, где h -высота молниеотвода, которая может быть до 600 м. С другими параметрами зон защиты (см. рис. 8 и 9) студенты знакомятся по практикуму [6] или вышеуказанному РД.

Рис. 8. Зона защиты одиночного стержневого молниеотвода: 1 – граница зоны защиты на уровне h_Х; 2 – то же на уровне земли.

Рис. 9. Зона защиты двойного стержневого молниеотвода: 1 – граница зоны защиты на уровне hx₁; 2 – то же га уровне hx₂; 3 – то же на уровне земли.

В зависимости от вероятности вызванного молнией пожара или взрыва и масштаба возможных разрушений зданий РД [18] устанавливает три категории по молниезащите. К I категории относят здания, в которых помещения с зонам классов В-I и В-II (см. детально подраздел 3.2 данного пособия) по ПУЭ [15]; ко II категории - здания, в которых помещения с зонами классов В-Iа и В-Iб, наружные установки с зоной класса В-Iг по ПУЭ; к III категории -здания, в которых помещения с зонами классов П-I, П-II и П-IIа по ПУЭ и со строительными конструкциями низкой огнестойкости (степени III, IIIа, IV, IVа и V по СНиП 2.01.02-85), а также наружные установки с зоной класса П-III по ПУЭ, большие общественные здания, животноводческие строения, высокие сооружения типа труб, башен и монументов.

С учетом этих категорий данный РД устанавливает требования к устройству молниезащиты объекта. Так, здания и сооружения I и II категории по молниезащите должны быть защищены от прямых ударов молнии, вторичных ее проявлений и заноса высокого потенциала через наземные, надземные и подземные металлоконструкции, а III категории - от прямых ударов молнии и заноса высокого потенциала через наземные и подземные металлоконструкции. Наружные установки со II категорией по молниезащите должны быть защищены от прямых ударов и вторичных проявлений молнии, а с III категорией - от прямых ударов молнии (детально см. РД 34.21.122-87 [18]). В качестве заземлителей молниеотводов данный РД рекомендует принимать только железобетонные фундаменты зданий, сооружений, наружных установок и опор молниеотводов, если они не покрыты эпоксидными и другими полимерными красками или влажность грунта в месте их заложения (под асфальтом, на газонах или в удалении на 5 м и более от дорог) не менее 3%. В противном случае применяют сосредоточенные или все рекомендуемые ПУЭ [15] заземлители ЭУ, за исключением нулевых проводов воздушной ЛЭП U до 1 кВ. Наиболее приемлемые конструкции искусственных заземлителей (их выбирают без расчета) для молниеотводов и минимальные сечения (диаметры) электродов и токоотводов даны в табл. 2 и 3 РД 34.21.122-87 [18].

Осмотры (ревизии) молниезащитных устройств должны проводиться до начала грозового сезона (март - для южных и апрель - для центральных районов РФ). При этом особое внимание уделяется надежности электросоединения между токоведущими элементами этих устройств, включая и состояние ЗУ.

2.2.4.3. Обеспечение электробезопасности организационными техническими мероприятиями при эксплуатации ЭУ. На производстве происходит в среднем 46,3% злектротравм по организационным причинам. Поэтому к работе в ЭУ допускают лиц не моложе 18 лет, прошедших инструктаж и обучение безопасным методам труда, проверку знаний ПТБ и инструкций в соответствии с занимаемой должностью применительно к выполняемой работе с присвоением соответствующей группы по электробезопасности и не имеющих медпротивопоказаний (ГОСТ 12.1.019-79*, ПТБ [16]). Практикантам вузов, техникумов и ПТУ, не достигшим 18-летнего возраста, разрешается пребывание в действующих ЭУ под постоянным надзором лица электротехнического персонала (ЭТП) с группой по электробезопасности не ниже III - в ЭУ U до 1 кВ и не ниже IV - в ЭУ U выше 1 кв. Допускать к самостоятельной работе этих практикантов и присваивать им группу по электробезопасности III и выше запрещают ПТБ [16].

ПТБ [16] устанавливают пять (I...V) групп по электробезопасности, а рекомендуют присваивать в квалификационных комиссиях (состав не менее 3 чел.) после индивидуальной проверки знаний правил и инструкции только четыре (II...V) с выдачей именного удостоверения. Периодическая проверка знаний персонала проводится в следующие сроки: 1 раз в год - для ЭТП, непосредственно обслуживающего действующие ЭУ или проводящего в них наладочные, электромонтажные, ремонтные работы или профилактические испытания, а также для персонала, оформляющего распоряжения и организующего эти работы; 1 раз в 3 года - для ИТР, не относящихся к предыдущей группе, а также инженеров по ОТ, допущенных к инспектированию ЭУ.

Группу I устанавливают ЭТП, вновь принятому на работу и не прошедшему проверку знаний правил и инструкций или имеющему просроченное удостоверение (более 1 мес.), а также не ЭТП, связанному с ЭУ и другим ЭО, питаемым от электросети. Она оформляется после ежегодной проверки знаний безопасных методов работы по обслуживаемой ЭУ лицом, ответственным за электрохозяйство предприятия или его подразделения, или по его письменному указанию лицом с группой не ниже III. Этот факт фиксируют в спецжурнале с подписями проверяемого и проверяющего.

На каждом предприятии приказом (или распоряжением) администрации из числа специалистов энергослужбы (как правило, главный энергетик) назначается лицо, отвечающее за общее состояние электрохозяйства (именуемое "ответственный за электрохозяйство") и обязанное обеспечить выполнение требований ПУЭ, ПТБ и других отраслевых правил [15...17].

Приказ (распоряжение) издают после проверки знаний правил и инструкций и присвоения назначаемому лицу группы IV или V при наличии ЭУ U до или выше 1 кВ. Последний назначает ответственных лиц за электрохозяйство по подразделениям (например, цехам и т.п.) из числа специалистов ЭТП.

Эксплуатацию электросетей и ЭУ может осуществлять только ЭТП с группой не ниже II. При этом каждая группа дает право на выполнение работ определенной сложности. Так, ПТБ [16] устанавливают: 1) ЭТП со II группой допускается к работе с электроинструментом и ручными электромашинами класса 1 по ГОСТ 12.2.007.0-75* в помещениях с повышенной электроопасностью и вне помещений; 2). ЭТП с группой не ниже III должен проводить подключение ЭУ и ЭО к сети и отсоединение его, а также периодическую проверку машин, инструментов и светильников; 3) ЭТП с IV и V группами должен также уметь организовывать безопасное проведение работ и вести надзор за ними в ЭУ U до 1 кВ (IV группа) и выше; 4) персонал с I группой нельзя привлекать ни к каким ремонтным работам в ЭУ.

При выполнении работ в ЭУ должны строго соблюдаться организационные и технические мероприятия, вытекающие из ГОСТ 12.1.019-79* и ПТБ [16]. Первыми являются: назначение лиц, ответственных за организацию и безопасность производства работ; оформление работы нарядом-допуском на спецбланков, распоряжением или перечнем работ, выполняемых в порядке текущей эксплуатации; осуществление допуска к проведению работ; организация надзора за проведением работ; оформление окончания работы, перерывов в работе, переводов на другие РМ; установление рациональных РТО. По наряду-допуску выполняют работы в ЭУ любой сложности, но чаще имеющие плановый характер; по распоряжению - работы в ЭУ, имеющие разовый характер, с последующей записью их в оперативном журнале; в порядке текущей эксплуатации - работы в ЭУ, утвержденные главным инженером предприятия, в течение одной смены с обязательной фиксацией их в оперативном журнале, хранящемся в пункте управления электрохозяйством предприятия. Конкретное содержание этих мер подробно указано в ПТБ [16].

Техническими мероприятиями являются отключение ЭУ (ее части) от источника питания; проверка отсутствия U; механическое запирание приводов коммуникационных аппаратов, снятие предохранителей, отсоединение концов питающих линий и другие меры, исключающие возможность ошибочной подачи U к месту работ; заземление отключенных токоведущих частей (наложение переносных заземлителей, включение заземляющих ножей); ограждение РМ или оставшихся под U токоведущих частей, к которым в процессе работы можно прикоснуться или приблизиться на недопустимое расстояние. Порядок их реализации зависит от вида выполняемых работ в ЭУ. В ЭУ потребителей [16] различают три вида работ, выполняемых: 1) со снятием U; 2) без снятия U на токоведущих частях и вблизи них; 3) без снятия U вдали от токоведущих частей, находящихся под U. В ЭУ электростанций, подстанций и сетей [17] работы подразделяют: 1) на выполняемые со снятием U; 2) под U на токоведущих частях; 3) без снятия U на нетоковедущих частях (уборка электропомещения, откапывание стоек опор, применение механизмов и грузоподъемных машин в охранной зоне и т.п.). Конкретные технические мероприятия приводятся в ПТБ [16, 17] в зависимости от этих видов работ в ЭУ.

2.2.5. Методы и средства обеспечения безопасности установок и систем повышенной опасности. К этим установкам и системам относят водогрейные и паровые котлы; трубопроводы пара и горячей воды; сосуды, цистерны, бочки и баллоны (далее - сосуды), работающие под давлением; передвижные и стационарные компрессорные установки; грузоподъемные механизмы (краны, подъемники, лифты). Их неправильное проектирование и изготовление, а также неправильная эксплуатация могут вызвать аварию (взрыв, пожар, падение крана или лифта) с разрушением зданий и сооружений, травмированном и даже гибелью людей. Поэтому данные установки и системы (далее - установки) подведомственны Госгортехнадзору РФ, осуществляющему постоянный строгий федеральный надзор и контроль за их проектированием, изготовлением и эксплуатацией.

2.2.5.1. Основные методы обеспечения безопасности установок. Госгортехнадзор РФ утверждает обязательные для предприятий, организаций и АО (далее - предприятий) всех форм собственности межотраслевые правила по устройству и безопасной эксплуатации этих установок [19...24]. В них содержатся требования безопасности, которые должны быть выполнены как при проектировании и изготовлении, так и при монтаже, эксплуатации и ремонте данных установок. При этом особое внимание уделено вопросам безопасной их эксплуатации, так как более 60% аварий на них происходит по организационным причинам.

Указанные выше правила устанавливают следующие.

1. К эксплуатации установок повышенной опасности допускают только профессионалов, т.е. лиц не моложе 18 лет, прошедших медицинское освидетельствование, обучение и аттестацию и получивших удостоверение на право обслуживания соответствующих установок. ИТР, контролирующие работу этих установок или руководящие грузоподъемными работами, также должны быть обучены, аттестованы и иметь удостоверение на право контроля или ведения работ с данными установками. Это удостоверение должно быть подписано как председателем экзаменационной комиссии, так и инспектором Госгортехнадзора РФ.

2. Любая такая установка должна быть оснащена исправными соответствующими устройствами и приборами безопасности, которые обеспечат подачу звукового и светового сигналов, снижение давления или нагрузки и даже отключение или перевод на холостой ее режим. Поэтому к ним предъявляются соответствующие требования, которые должны систематически выполняться в процессе эксплуатации этих установок.

3. До пуска в эксплуатацию такой установки необходимо ее зарегистрировать в местной органе Госгортехнадзора РФ на основании письменного заявления владельца этой установки, к которому прилагаются соответствующие документы. При этом она должна быть подвергнута техническому освидетельствованию (ТО).

4. В процессе эксплуатации установок повышенной опасности они должны подвергаться в соответствующие сроки ТО, а в исключительных случаях - и внеочередному ТО.

5. Размещение этих установок должно соответствовать специфическим требованиям, указанным в правилах Госгортехнадзора РФ [19...24] или техническом паспорте установки.

Госгортехнадзор РФ систематически проверяет соблюдение правил [19...24] лицами, обслуживающими эти установки, и техническое состояние данных установок. Так, работники, обслуживающие такие установки, проходят 1 раз в 3 года переаттестацию со сдачей экзамена. В начале января каждого календарного года работодатель издает приказ, в котором назначаются ИТР, ответственные за правильную и безопасную эксплуатацию соответствующих установок повышенной опасности. Этот приказ направляется в местный орган Госгортехнадзора РФ и под расписку вручается назначенному ИТР. С последним ведется собеседование в этом органе.

2.2.5.2. Содержание ТО установок. Техническое состояние установки повышенной опасности систематически контролирует назначенный ИТР, а также инспектор Госгортехнадзора РФ. При этом особое внимание уделяется этому вопросу при проведении ТО, так как оно является важнейшим элементом обеспечения технической безопасности в процессе эксплуатации этих установок. ТО различно по содержанию и зависит от вида установки [19...24].

ТО паровых и водогрейных котлов [19] состоит из наружного, внутреннего осмотров (в дальнейшем - НО и ВО) и гидравлического испытания (ГИ). Последнее проводится водой с температурой от 5 до 40°С, находящейся под пробным давлением (не менее) в котле Рп, у которого рабочее давление:

1) Р ≤ 0,5 МПа

Рп = 1,5 Р , но не менее 0,2 МПа; (19)

2) Р > 0,5 МПа,

Рп = 1,25 Р, не менее Р + 0,3 МПа. (20)

Время выдержки под Рп 10 мин и более.

Все ТО (первичное, периодические и внеочередные) котлов, зарегистрированных в местном органе Госгортехнадзора РФ, проводятся инспектором данного органа, а котлов, не подлежащих регистрации, - лицом, назначенным предприятием в качестве ответственного за исправное достояние а безопасную эксплуатацию котлов, из числа ИТР. Регистрации не подлежат котлы, у которых

(t - 100) V ≤ 5, (21)

где t - температура насыщенного пара при р ,°С; V - водяной объем котла, м³.

Периодические ТО проводятся в следующие сроки: НО и ВО - не реже 1 раза в 4 года; ГИ (при удовлетворительных результатах осмотров) - не реже 1 раза в 8 лет. Внеочередной ТО проводится, когда котел не работал более 12 мес., демонтирован и установлен на новом месте, отремонтирован и т.п. Результаты любого ТО заносятся в паспорт котла лицом, проводящим освидетельствование, с указанием разрешенных параметров работы и сроков следующего ТО.

ТО трубопроводов пара и горячей воды [20] состоит из НО и ГИ (Рп = 1,25 Р ≥ 0,2 МПа) и осуществляется перед пуском в работу (до регистрации его в местном органе Госгортехнадзора РФ) и в процессе эксплуатации. Питательные трубопроводы паровых котлов электростанций подвергаются при ТО и ВО в процессе их эксплуатации. Ответственное лицо за исправное состояние и безопасную эксплуатацию таких трубопроводов проводит ТО в следующие сроки: а) НО (в процессе работы) трубопроводов всех категорий -не реже 1 раза в год; б) НО и ГИ трубопроводов, не подлежащих регистрации в местном органе Госгортехнадзора РФ, - перед пуском в эксплуатацию, после монтажа и ремонта, связанного со сваркой, а также при пуске трубопроводов после консервации свыше 2 лет; в) НО всех питательных трубопроводов паровых котлов электростанций - не реже 1 раза в 4 года.

Инспектор Госгортехнадзора РФ в присутствии лица, ответственного за исправное состояние и безопасную эксплуатацию таких трубопроводов предприятия, подвергает ТО зарегистрированные в местном органе надзора трубопроводы в следующие сроки: а) НО и ГИ - перед пуском вновь смонтированного трубопровода; б) НО -не реже 1 раза в 3 года; в) НО и ГИ - после ремонта, связанного со сваркой, и при пуске трубопровода после консервации свыше 2 лет.

Регистрации в местном органе Госгортехнадзора РФ подлежат трубопроводы I категории (t ≥ 450°С и Р > 8 МПа) c условным проходом Ду > 70 мм, II (t = 350...450°С и Р = 4,0...8,0 МПа) и III (t = 250...350°С и Р = 1,6...4,0 МПа) категорий с Ду 100 мм; другие трубопроводы регистрируются на предприятии, являющимся их владельцем.

Лица, проводившие ТО, записывают в паспорт трубопровода результаты освидетельствовании и дают в нем заключение о возможности эксплуатации этого трубопровода с указанием разрешенного давления и срока следующего ТО.

ТО сосудов, работающих под давлением [21] состоит из НО, ВО и ГИ давлением Рп, вычисляемым по формулам:

а) для всех сосудов, кроме литых,

Рп - 1,25 Рр (σ₂₀/ σ _t ) (22)

б) для литых сосудов

Рп = 1,5 Рр (σ₂₀/ σ _t ) (23)

где Рр - расчетное давление сосуда, МПа; σ₂₀и σ _t - допускаемые напряжения для материала сосуда или его элементов соответственно при 20°С и расчетной температуре t, МПа.

ГИ проводят при удовлетворительных результатах НО и ВО. Время выдержки (не менее) сосуда под Рп зависит от толщины его стенки: до 50 мм - 10 мин; до 100 мм - 20 мин; свыше 100 мм - 30 мин; для литых и многослойных сосудов (независимо от толщины стенки) - 60 мин. При этом сосуд считается выдержавшим ГИ, если не обнаружено: 1) течи, трещин, слезок, потения в сварных соединениях и на основном металле; 2) течи в разъемных соединениях; 3) видимых остаточных деформаций.

ТО сосудов проводят после монтажа до пуска в работу и периодически в процессе эксплуатации, а также внеочередно, если сосуд не эксплуатировался более 12 мес., демонтирован и установлен на новом месте, реконструирован или отремонтирован с применением пайки или сварки, а также перед наложением на его стенки защитного покрытия и по усмотрению инспектора Госгортехнадзора РФ или лица, ответственного за техническое состояние и безопасную эксплуатацию сосуда. Объем, методы и периодичность ТО (за исключением баллонов) определяют предприятия-изготовители и указывают в паспортах и инструкциях. В случае отсутствия таких указании ТО проводят в соответствии с требованиями, изложенными в табл. 10...15 Правил [22].

ТО всех сосудов, цистерн, бочек и баллонов проводят: у владельцев - ответственные за техническое состояние и безопасную их эксплуатацию, а на наполнительных станциях, ремонтно-испытательных пунктах и предприятиях-изготовителях - специально назначенные для этих целей ИТР. Инспектор Госгортехнадзора РФ освидетельствует только зарегистрированные в этом органе надзора сосуды, цистерны и баллоны.

Бесшовные баллоны вместимостью свыше 12 до 55 л для сжатых, сжиженных и растворенных газов, за исключением баллонов для ацетилена, при ТО также проверяют по массе и вместимости. При уменьшении массы от 7,5 до 10% или увеличении вместимости баллона в пределах 1,5...2% переводят его на давление, сниженное на 15% против первоначально установленного; то же от 10 до 13,5% или в пределах 2...2,5% - на давление, сниженное на 50%; от 13,5 до 16% или в пределах 2,5...3% - на давление не более 0,6 МПа; более 16% или более чем на 3% - бракуется баллон.

ТО баллонов для ацетилена проводят только на ацетиленово-наполнительных станциях не реже 1 раза в 5 лет. Оно состоит из осмотра наружной поверхности, проверки пористой массы и пневматического испытания. Состояние пористой массы также проверяют не реже чем через 24 мес. При удовлетворительном ее состоянии на баллоне выбивают год и месяц проверки, клеймо станции и клеймо о изображением букв Пм. Эти баллоны испытывают только азотом (чистота не ниже 97% по объему) под давлением 3,5 МПа в течение не менее 5 мин.

Результаты ТО баллонов записываются лицом, производящий освидетельствование, в соответствующий журнал, а других сосудов, работающих под давлением, - в паспорт сосуда. В журнале также указывают пригодность баллона, а в паспорте - разрешенные параметры эксплуатации сосуда и срок следующего ТО.

ТО в компрессорных установках [22] подлежат трубопроводы. Оно проводится лицом, ответственным за безопасную эксплуатацию этих установок данного предприятия. ТО состоит: 1) из НО открытых трубопроводов, находящихся под рабочим давлением Р; 2) ГИ или пневматического испытания трубопроводов Рп ≥ 1,25 Р ≥ 0,2 МПа в течение 5 мин. Затем давление снижают до Р, производят осмотр трубопроводов и обстукивание их сварных швов молотком массой не более 1,5 кг. НО выполняют не реже 1 раза в 12 мес., а испытания - перед пуском в эксплуатацию, после ремонта, связанного со сваркой стыков, и при пуске в работу после консервации более 12 мес. Все результаты ТО заносят в журнал учета ремонта компрессорной установки и составляют акт по установленной форме.

ТО грузоподъемных кранов [23] может быть полное и частичное. При полном ТО кран подвергается осмотру, статическим и динамическим испытаниям; при частичном ТО - только осмотру о проверкой работы всех механизмов крана, освещения, сигнализации и приборов безопасности.

Краны и съемные грузозахватные приспособления до пуска в работу (до их регистрации в местном органе Госгортехнадзора РФ) подвергают полному ТО; находящиеся в работе краны - периодическому ТО, частичному - не реже 1 раза в 12 мес., полному - не реже 1 раза в 3 года (редко используемые краны - 1 раз в 5 лет). Внеочередное ТО (только полное) проводится после монтажа на новом месте, реконструкции крана, ремонта его металлоконструкций, установка сменного стрелового оборудования или стрелы и т.д.

ТО проводит владелец крана, а при изготовлении крана в собранном виде или его ремонте на специализированном предприятии - соответственно изготовитель или ремонтное предприятие. Оно имеет целью определить, что: 1) кран и его установка соответствуют Правилам [23], паспортным данным и представленной регистрации документации; 2) кран находится в исправном состоянии, обеспечивающим его безопасную работу; 3) организация надзора и обслуживания кранов соответствует требованиям Правилам [23].

Статическим испытаниям подвергают краны, успешно прошедшие осмотр, нагрузкой, на 25% превышающей грузоподъемность крана. При этом груз поднимают на 100...200 мм и выдерживают в течение 10 мин. Если груз не опустился на землю, а также не обнаружено трещин, остаточных деформаций и других повреждений в кране, то кран выдержал эти испытания. Затем он подвергается динамическим испытаниям грузом, на 10% превышающим его грузоподъемность, с целью проверки действия механизмов и тормозов крана. Для этого проводят многократные подъем и опускание груза, а также проверку действий всех других механизмов крана при совмещении рабочих движений, предусмотренных инструкцией по эксплуатации. Результаты ТО заносят в паспорт крана.

Правила [23] также устанавливают следующие сроки осмотра: траверс, клещей и других захватов и тары - каждый месяц; стропов (кроме редко используемых) - каждые 10 дней; редко используемые приспособлений - перед выдачей их в работу. Осмотр стропов и тары проводится по инструкции, разработанной специализированной организацией, определяющей порядок и методы осмотра, браковочные показатели и методы устранения обнаруженных повреждений. При отсутствия такой инструкции браковку стропов производят в соответствии с рекомендациями, приведенными в приложениях 10 и 13 Правил [23]. Все результаты осмотра съемных грузозахватных приспособлений и тары заносят в журнал, а поврежденные приспособления и тару изымают из работы.

ТО лифтов [24] проводится только полным, которое состоит из: 1) осмотра элементов лифта; 2) проверки работы лебедки, устройств безопасности, сигнализации и освещения; 3) статических и динамических испытании. При этом статические испытания выполняют на уровне нижней площадки или выше ее (но не более 150 мм) в течение 10 мин при массе равномерно размещенного груза в кабине, превышающей на 50% (грузовой малый лифт) и на 100% (вес лифты, кроме грузового малого) грузоподъемность лифта. При положительных результатах этого испытания проводят динамические испытания лифта с равномерно размещенным грузом в кабине, превышавшей его грузоподъемность на 10%. Они состоят в проверке в действии его механизмов, испытания буфера, ловителя и ограничителя скорости, а также в проверке на точность остановки кабины лифта. Все результаты ТО заносят в паспорт лифта, отмечают исправность или неисправность лифта и дают разрешение или нет на дальнейшую его работу.

ТО подвергают лифты до пуска в работу и периодически - не реже 1 раза в 12 мес., а внеочередному ТО - после монтажа лифта на новом месте, реконструкции или его ремонта. ТО проводит владелец лифта в присутствии лица, ответственного за организацию работ по техническому обслуживанию и ремонту лифтов, и электромеханика, отвечавшего за исправное состояние лифта.

До ввода в эксплуатацию пассажирский лифт грузоподъемностью 40 кг и выше должен быть зарегистрирован в местном органе Госгортехнадзора РФ, а грузовой лифт - у его владельца в строгом соответствии с Правилами [24].

2.2.6. Методы и средства обеспечения химической безопасности. Для обеспечения химической безопасности применяют шесть методов с использованием различных СЗ. Наиболее эффективным методом снижения химических опасностей является установление безопасного регламента, т.е. таких параметров технологического процесса, при которых даже существенные отклонения от нормы не могут приблизиться к границе устойчивости (снижение скорости реакций, выбор безопасного температурного режима, применение флегматизаторов и т.д.).

Вторым важным методом снижения химической опасности является замена периодических процессов на непрерывные. При этом резко уменьшается объем реакторов при той же производительности продукта, а значит уменьшаются и масштабы аварии. Параметры непрерывного технологического процесса (например, скорость реакции, уровень давления и температурный режим) должны поддерживаться постоянными, что могут обеспечить средства автоматики.

Третий метод заключается в замене: а) процессов и операций на такие, при которых возникновение НФ или полностью исключается, или уменьшается; б) вредных и пожароопасных веществ на безвредные и пожаробезопасные (или менее вредные и опасные). Так, опасности уменьшаются при транспортировании вредных и пожароопасных веществ (например, серы, аммиачной селитры) в виде растворов или суспензий; при замене сухого размола мокрым; при использовании более безопасного агрегатного состояния (например, в виде гранул или капсул) и т.д.

Четвертый метод - это устранение или уменьшение непосредственного контакта работающих с ВВ и опасными факторами производственного процесса. Исключение контакта с токсическими и взрывоопасными веществами надежнее всего обеспечивается герметизацией оборудования. При этом особое внимание должно обращаться на герметичность в соединениях деталей (соединительных муфт, прокладок, фланцев). Уменьшают вероятность контакта комплексная механизация, автоматизация и дистанционное управление технологическими процессами. Для ряда физических опасных и вредных факторов контакт может быть исключен или резко снижен экранированием РМ (например, для СВЧ - излучений).

Пятый метод заключается в применения систем контроля и управления, обеспечивающих защиту работающих, своевременное удаление ВВ и отходов и аварийное отключение оборудования, а также применение СИЗ и СКЗ. По сути дела этот метод сводится к применению соответствующих инженерно-технических СЗ. Наиболее перспективной в этом отношении является автоматизация производственных процессов, включающая автоматические контроль и сигнализацию, управление (т.е. включение, остановку, торможение и реверсирование агрегатов, соблюдение последовательности операций) и регулирование (поддержание заданных параметров технологических процессов), а также применение приборов автоматической защиты. Последние не только контролируют содержание ВВ, но и приводят в действие устройства для ликвидации опасностей. В последние годы на ряде объектов, особенно связанных с применением или хранением СДЯВ, устанавливаются автоматизированные системы обеспечения безопасности на базе современных ЭВМ. К инженерно-техническим средствам безопасности также относятся оградительные и предохранительные устройства, средства сигнализации (от световых и звуковых сигналов до приборов-указателей), сигнальные цвета и знаки безопасности, разрывы и габариты безопасности (например, ширина проездов и проходов, удаление оборудования от стен и потолка и т.д.).

Шестым методом снижения опасностей можно считать повышение защищенности организма работающих за счет рациональной организации труда и отдыха, предупреждения переутомления и развития состояний монотонии, гиподинамии и профессионального стресса. Особый интерес в этом отношении представляют подходы, связанные с индивидуальным защитным применением СИЗ. При рутинном (не аварийном) использовании респираторов, противогазов и защитных костюмов затрудняется общение, ухудшается зрение, снижается производительность труда и развивается целый ряд других негативных явлений. По данным США, 10% работающих не способны эффективно пользоваться данными СИЗ, а значительное их число склонно использовать СИЗ как можно реже. Между тем, отказ от применения данных СИЗ хотя бы на 10% продолжительности смены, уменьшает коэффициент их защиты в десятки и сотни раз. Таким образом, повышение осознанного поведения в части применения СИЗ является большим резервом для снижения химических опасностей.

2.2.7. Методы и средства обеспечения радиационной безопасности. Известны 3 метода обеспечения радиационной безопасности: временем, расстоянием и экранированием. "Защита временем" предусматривает такой регламент работ, при котором доза, полученная за время их выполнения, не превышает ПДД для категории А и ПД для категории Б. При ее организации должны также учитываться особенности обеспечения радиационной безопасности для лиц моложе 30 лет и женщин моложе 40 лет (см. п.п. 1.4.8). Обязательным условием защиты временем является проведение дозиметрического контроля.

Метод защиты расстоянием основан на законе обратных квадратов, согласно которому интенсивность облучения уменьшается пропорционально квадрату удаления от его источника. Так, при увеличении расстояния в 2 раза интенсивность излучения уменьшается в 4 раза и т.д. Вопрос о защите расстоянием для конкретных видов излучения решается в соответствии с их проникающей способностью. Например, для a-лучей расстояние 8-9 см уже гарантирует защиту от них; для b и g-лучей (в связи с их большей проникающей способностью) необходимо экранирование.

Метод экранирования основан на использовании процессов взаимодействия излучения с веществом. Защитные свойства материалов, используемых в качестве экранов, характеризуются коэффициентом ослабления. Главным параметром материалов защиты является слой половинного ослабления. Этот метод может применяться для защиты от b-лучей, рентгеновского, g и нейтронного излучения. В первом случае используются легкие конструкции из плексиглаза, алюминия и стекла. Толщина их заведомо больше длины свободного пробега для b-лучей (в алюминии - 0,5 мм). Защитные свойства экранов для других излучений зависят также от атомного веса веществ, входящих в их состав. Электромагнитные излучения хорошо задерживаются элементами с большим атомным весом, например, свинцом. Слой половинного ослабления g- лучей с энергией 1 МэВ равен 1,3 см свинца или 13 см бетона. Нейтронное излучение лучше поглощается элементами с малым атомным весом, входящими в такие, например, вещества, как вода и полиэтилен. Однако процесс взаимодействия таких веществ о нейтронами сопровождается g-излучением. Поэтому защита от нейтронов легкими элементами должна дополняться защитой от g-лучей.

Обеспечение радиационной безопасности существенно различается в зависимости от характера облучения. Существует зашита от внешних источников излучения, устройство которых исключает попадание РВ во внешнюю среду, и защита от внутреннего облучения при работе с РВ в открытом виде. Первая представляет собой защиту временем, расстоянием (глазным образом, в виде дистанционного управления) и экранированием. Последний метод реализуется установкой защитных экранов, снижающих дозу облучения до ПДД и ПД. Экраны могут быть стационарными (защитные стены, перекрытия, двери, смотровые окна) и передвижными (ширмы, контейнеры, тубусы и диафрагмы приборов и т.д.). Широко используются также разборные устройства из свинцовых блок-кирпичей. Стационарные источники ИР обычно размещают в отдельном здании или изолированном его крыле; пульт управления - в смежном с источником ИР помещении. В помещениях предусматривают необходимые блокировки и сигнализацию.

Защита от внутреннего облучения требует исключения контакта с РВ в открытом виде и предотвращения загрязнения РВ воздуха, одежды и рук, поверхностей помещения и оборудования. Помимо перечисленных методов и средств следует указать и на усиленный медицинский контроль за работающими на объектах с РВ. Они проходят предварительный, а затем и периодические медосмотры, обеспечиваются специальными СИЗ - от спецодежды до фильтрующих противогазов и изолирующих костюмов. В рабочих помещениях проводится систематический радиационный контроль, а для работников -дозиметрический. При превышении 0,3 ПДД за год устанавливается также индивидуальный дозиметрический контроль.

2.2.8. Средства защиты от механических факторов. Металлообрабатывающее и другое оборудование характеризуется наличием механических опасных факторов, вызываемых движением и (или) перемещением материального тела. Они возникают в ограниченном пространстве, называемом опасной зоной. Ее могут создавать открытые вращающиеся или перемещающиеся детали машин или обрабатываемые изделия (например, режущий инструмент, зубчатые, ременные и цепные передачи, конвейеры и т.п.). Положение опасной зоны в пространстве может быть постоянным (например, между вращающимися зубчатыми колесами, ремнем и шкивом и т.д.) и переменным (например, зона резания при изменении режима и характера обработки, пространство перемещения грузов краном). Поэтому применяют СКЗ, которые согласно ГОСТ 12.4.125-83 разделяются на устройства оградительные, предохранительные, тормозные, автоматического контроля и сигнализации, дистанционные управления.

Оградительные (защитные) устройства исключают возможность случайного проникновения человека в опасную зону. Их устанавливают между опасной зоной и работающими. Они подразделяются: по конструктивному исполнению - на кожухи, дверцы, щиты, козырьки, планки, барьеры и экраны; по способу изготовления - на сплошные, несплошные (перфорированные, сетчатые, решетчатые) и комбинированные; по способу установки - на стационарные и передвижные. Требования безопасности к конструкции и применению защитных ограждений приведены в ГОСТ 12.2.062-81*.

Предохранительные устройства обеспечивают ликвидацию опасного фактора в источнике возникновения. Они могут быть блокировочные и ограничительные. Первые срабатывают при ошибочных действиях работающего, а вторые - при нарушении параметров технологического процесса или режима работы оборудования.

По принципу действия блокировочные устройства подразделяют на механические, электронные, электрические, электромагнитные, пневматические, гидравлические, оптические, магнитные и комбинированные. Они фиксируют рабочие части оборудования, аппарата или схемы в определенном (рабочем или нерабочем) положении. В результате предотвращают неправильное управление оборудованием или сочетания движений механизмов, опасных для персонала; осуществляют немедленную остановку аппарата при возникновении опасности или нарушении нормальных условий работы; не допускают работу оборудования без ограждении; ограничивают движения механизмов за заданные пределы и т.д.

Ограничительные устройства по конструктивному исполнению подразделяют на муфты, штифты, клапаны, шпонки, мембраны, пружины, сильфоны и шайбы. Например, фрикционные муфты, штифты или шпонки защищают механизм от опасных крутящих нагрузок; предохранительные клапаны и мембраны снижают давление в котле, компрессоре, ресивере или сосуде, работающем под давлением до 95% и ниже рабочего и т.д.

Тормозные устройства обеспечивают замедление или остановку оборудования при возникновении опасного фактора. Они делятся: по назначению - на рабочие, резервные, стояночные и экстренного торможения; по принципу действия - на механические, электромагнитные, пневматические, гидравлические и комбинированные; по способу срабатывания - на ручные, автоматические и полуавтоматические; по конструктивному исполнению - на колодочные, дисковые, конические и клиновые тормоза.

Устройства автоматического контроля и сигнализации обеспечивают контроль, передачу и воспроизведение информации (цветовой, звуковой, световой и др.) для привлечения внимания работающих и принятия ими решения при появлении или возможном возникновении опасного фактора. Они подразделяются: по назначению - на информационные, предупреждающие, аварийные и ответные; по способу срабатывания - на автоматические и полуавтоматические; по характеру сигнала - на звуковые, световые, цветовые, знаковые, одоризационные (по запаху в газовом хозяйстве) и комбинированные; по характеру подачи сигнала - на постоянные и пульсирующие. Для этого используют источники света, световое табло, подсветку шкал измерительных приборов, подсветку на мнемосхемах, цветовую окраску, ручную сигнализацию, а также сирены и звонки. Примером предупредительной сигнализации является окраска в соответствующие цвета баллонов со сжатым, сжиженным и растворенным газами, трубопроводов по ГОСТ 1420-69, электропроводов по ГОСТ 12.2.007.0-75*, электрошин по ГОСТ 12.2.007.7-83* и органов управления, а также предупреждающие плакаты ("Стой - напряжение", "Не влезай - убьет", "Испытание - опасно для жизни" и др.).

Устройства дистанционного управления обеспечивают управление оборудованием или технологическим процессом человеком, находящимся за пределами опасной зоны. Это кардинально повышает безопасность работающих. При этом наблюдения за оборудованием ведутся непосредственно, либо с помощью систем телеметрии и телевидения. По конструктивному исполнению эти устройства подразделяются на стационарные и передвижные, а по принципу действия - на механические, электрические, пневматические, гидравлические и комбинированные.

В защите работающих от механических Факторов большую роль играют знаки безопасности. ГОСТ 12.4.026-76* устанавливает 4 группы знаков: запрещающие, предупреждающие, предписывающие и указательные. В них основными отличительными признаками являются цвет и форма (конфигурация) знака, а также символическое изображение опасности, СИЗ или действия.

В отдельном оборудовании применяют специальные СКЗ: маятниковый рукоустранитель, двурукое включение, автоблокировку с использованием фотоэлемента или радиоактивных изотопов для останова пуансона (ползуна) и т.п. для защиты рук при работе на прессах; экраны, щитки, стружколомы, стружкоотводники, пылестружко-отсасывающие установки для защиты работающих на станках от металлической стружки; напольные устройства (контактные плиты, маты, трапы, коврики безопасности, многослойные пластиковые покрытия), устройства светового (с лазером, лампами накаливания или инфракрасным излучателем) или ультразвукового излучения, бесконтактные путевые датчики для защиты работающих с автоматическими линиями (АЛ), промроботами (ПР) или в роботизированных технических комплексах (РТК) и участках (детально см. ГОСТ 12.2.072-82*).

2.2.9. Методы и средства обеспечения безопасности автоматизированного и роботизированного производства. Широкое внедрение АЛ, ПР и РТК способствовало появлению автоматизированных и роботизированных производств. Опыт их эксплуатации показывает, что травматизм чаще всего имеет место при наладке, ремонте и обслуживании. Так, в Японии и Швеции 36% работающих попали в аварию, а 8% получили травмы. Из них наладчиков было 52%, операторов (программистов) - 34% и других категорий - 14%. Основными причинами травматизма работников являются: 1) непредусмотренные движения исполнительных устройств АЛ, ПР и РТК при наладке, ремонте, во время обучения и исполнения управляющей программы; 2). внезапный отказ в работе робота или технологического оборудования, совместно с которым он работает; 3). ошибочные (непреднамеренные) действия оператора или наладчика во время наладки и ремонта при работе в автоматическом режиме; 4) доступ человека в рабочее пространство ПР при работе в режиме исполнения программы; 5) нарушение условий эксплуатации АЛ, ПР и (или) РТК; 6) нарушение требований эргономики и БТ при планировке АЛ, РТК и в целом производства.

Для обеспечения БТ работающих применяют в этих производствах как общие, так и специфические СКЗ, указанные выше. При этом ограждение нужной высоты (не менее 1,3 м) и прочности должно быть расположено по периметру зоны действия АЛ, ПР и РТК. Оно располагается на расстоянии не менее 0,8 м от исполнительных механизмов этих средств производства и выполняется из труб, обшитых металлической сеткой с размерами ячеек 60х60 мм. Его окрашивают в виде чередующихся полос с углом наклона 45...60˚ и шириной 150...200 мм желтого и черного цветов при соотношении ширины полос 1:1.

Управление такими производствами должно осуществляться с центрального пульта, обеспечивающего работу в наладочном и автоматических режимах. При этом необходимо исключить возможные самопереключения с наладочного режима на автоматический. В случае их управления с нескольких пультов последние оснащаются блокировками, исключающими параллельное управление одним и тем же оборудованием с различных пультов. Для выключения АЛ, ПР, РТК, участка или производства либо отдельных его частей в случае нарушения автоматизированного или роботизированного процесса, отказа оборудования, выхода параметров энергоносителей за допустимые пределы они обеспечиваются блокировочными устройствами. Кроме того, АЛ, ПР, РТК и участки большой протяженности оснащаются дополнительными органами аварийного отключения, расположенными на расстоянии не более 4 м друг от друга.

Пульт управления АЛ, ИР, РТК или участком размещается за пределами зоны ограждения так, чтобы оператору обеспечивался обзор элементов РМ, рабочего пространства ПР, РТК и пространства за его пределами по ГОСТ 22269-76. При этом освещенность на пульте управления должна быть не менее 400 лк, а параметры воздушной среды соответствовать требуемым величинам по стандартам ССБТ. Закрытые кабины, в которых размешены посты управления РТК или участков, должны иметь минимальные внутренние размеры: длина -2 м, ширина - 1,7 м и высота - 2,1 м при ширине дверного проема 0,6 м.

Для повышения БТ оператора в конструкции ПР предусматриваются устройства, обеспечивающие получение и передачу на пульт управления информации о режиме работы, срабатывании блокировок ПР и работающего с ним оборудования, наличии сбоя в работе ПР и о начале движения исполнительных устройств и готовности к движению при исполнении управляющей программы ПР. Роботы также оснащаются регулятором, снижающим скорость перемещения их исполнительных устройств до 0,3 м/с при операции обучения и наладки. В их конструкций должны быть средства, обеспечивающие останов исполнительных устройств при попадании человека в запрограммированную область рабочего пространства ПР или выходе манипулятора за пределы этого пространства. Такой выход манипулятора, как правило, ограничивается жесткими упорами, выдерживающими нагрузки динамического и статического характера.

Рабочее пространство ПР обозначают сплошными линиями шириной 50...100 мм, наносимыми на плоскость пола краской желтого цвета, стойкой к истиранию. Размеры ограждений зоны РТК или участка определяют расчетом, исходя из обеспечения удобного и безопасного выполнения операций программирования, обучения, ремонта и наладки ПР и оборудования комплекса или участка. При этом следует учитывать систему координат ПР, тип и число роботов, а также антропометрические данные и рабочую позу оператора при обслуживании робота и технологического оборудования. Вход в зону ограждения обязательно блокируется с системой управления так, чтобы обеспечивалась немедленная остановка ПР при входе человека в эту зону. На двери должен быть установлен знак "Вход воспрещен" по ГОСТ 12.4.026-76*. Чаще эта зона оборудуется световой или ультразвуковой защитой с дублированием ее устройств, а также стационарными ограждениями (детально см. справочник [25]).

К эксплуатации АЛ, ПР, РТК и участков допускаются лица не моложе 18 лет, прошедшие осмотр и получившие удостоверение на право их обслуживания. До начала работы АЛ, ПР, РТК или участков должны быть удалены за ограждения посторонние предметы. Перед началом работы проводится тестовая проверка функционирования частей АЛ, ПР, РТК или участка (см. ниже). При этом блокировочные устройства должны сработать в соответствии с гидравлической, пневматической и электрической схемами. Затем проводится пробный цикл работы на холостом ходу, чтобы убедиться в их исправности. Все ремонтные работы осуществляют только при отключении питания и вывешивании в месте включения питания плаката "Не включать - в рабочем пространстве проводится работа".

2.2.10. Повышение безопасности средствами диагностики ТО. Повышение надежности ТО способствует повышению их безопасности. Как известно, надежность любой ТС характеризуется частотой отказов, временем наработки на отказ, ремонтопригодностью и т.п. Своевременная диагностика отказов, выявление дефектов и неполадок в ТС и их устранение снижают вероятность аварий, а следовательно, сокращают число травм и дней трудопотерь, а также материальный ущерб.

На технических объектах находят широкое применение система диагностирования (СД), представляющая совокупность объекта диагностирования (ОД), средств, правил и алгоритмов оценки их технического состояния. Ее задачи состоят: при проектировании объекта - в проверке его работоспособности; при эксплуатации - в определении состояний (допустимого, предаварийного и аварийного) функционирования.

Существуют два основных метода технического диагностирования - функциональный и тестовый. Кроме того, техническое состояние неработающих объектов может оцениваться с помощью физических методов диагностирования. При функциональном диагностировании проверяется правильность функционирования и выявляются неисправности в процессе применения объекта по назначению без имитации каких либо рабочих воздействии. При тестовом диагностировании на ОД подаются специально организуемые тестовые воздействия от технических средств диагностирования (ТСД). Различия между этими двумя методами наглядно показаны на рис. 10.

Рис. 10. Схемы функциональной (а) и тестовой (б) СД

При Функциональной СД человеку-оператору (ЧО) поступает информация с рабочего и контрольного выходов о выполнении функций ОД (i) и информация о качестве выпускаемой продукции (i₁). Возможен вариант, при котором ЧО одновременно управляет ОД (показано пунктирной стрелкой). В тестовой СД имеются ТСД₁, формирующие тестовые воздействия, и ТСД₂, обеспечивающие учет и обработку информации о состоянии ОД. При необходимости ЧО управляет ОД (показано пунктиром) и может, как и в функциональной СД, переводить ОД в контрольный режим.

ТСД могут быть встроенными и внешними; по степени воздействия - активными и пассивными; по степени автоматизации - ручными, автоматизированными и автоматическими; по выполнению - переносными, передвижными и стационарными; по степени универсальности - специализированными и универсальными.

Параметры, по которым проводится техническое диагностирование, определяются конкретными задачами диагностики (определенна работоспособности, поиск дефектов, прогнозирование изменений состояния), особенностями самого ОД и условиями его эксплуатации (элементной базой ОД, воздействующими на него факторами и ОС и т.п.). В СД может применяться весь перечень измеряемых физических параметров: кинематические характеристики (ускорение, скорость, частота периодического процесса и т.п.), геометрические данные (например, длина, площадь, объем, кривизна линии), статические и динамические параметры (масса, импульс силы, сила, давление, работа, энергия и т.п.), механические и молекулярные свойства вещества (плотность, удельный вес, удельный объем и т.п.), а также тепловые, акустические и электромагнитные показатели. Основными видами измерений диагностических параметров являются измерения времени, массы, уровня, расхода, давления, температуры, электромагнитных, акустических и вибрационных характеристик, размеров и положений, сил деформации и напряжения. Важное место в техническом диагностировании занимают дефектоскопия, интраскопия, структуроскопия и определение состава вещества. Сейчас развитие СД идет по пути применения ЭВМ, а это подразумевает высокий уровень математического и программного обеспечения. Поэтому интенсивно разрабатывают математические модели ОД, современные методы оптимизации алгоритмов диагноза и прогноза технического состояния ОД (более детально см. справочник [26]).

Экобиозащитная техника (ЗБТ)

2.3.1. Классификация средств ЭБТ и основы их применения . Основными направлениями защиты от техногенных НФ являются: 1) снижение массы вредных веществ и интенсивности энергетических воздействий за счет совершенствования технологии и производственного оборудования с наиболее радикальным решением в виде безотходных технологий и систем оборотного водоснабжения; 2). локализация НФ, т.е. ограничение их действия определенными пределами; 3) рассеивание и разбавление вредных и токсических веществ с помощью дымовых труб и рассеивающих выпусков; 4) очистка производственных выбросов и стоков; 5) обезвреживание (а при наличии болезнетворных микроорганизмов и обеззараживание) сбросов и выбросов; 6) повышение защищенности человека за счет СИЗ. Из перечисленных направлений, а точнее - применяемых при этом средств к объектам ЭБТ можно отнести только средства локализации, очистки и обезвреживания. Кроме того, в ЭБТ входят специфические средства защиты литосферы, обеспечивающие сбор, транспортировку, хранение и захоронение, утилизацию и ликвидацию твердых отходов. Применяемые методы защиты и конструкция конкретных образцов ЗБТ прежде всего зависят от фазового состояния удаляемых или обезвреживаемых НФ и характеристик среды, в которую они поступают, т.е. характеристик атмосферы, гидросферы и литосферы. Существенными особенностями отличаются методы и средства защиты от энергетических НФ. Определяющим фактором в данном случае является Физическая природа воздействия. Средства зашиты от шума резко отличаются от таких же средств при воздействии вибрации. Для акустических факторов, когда их распространение идет в основном через воздушную среду, в основу защитных средств положены одни и те же методы и сходные технические решения. В одну общую группу можно выделить и средства защиты от производственных излучений, главными из которых являются экраны, хотя свои существенные особенности будут у каждого вида излучений.

Таким образом, классификация ЭБТ строится с учетом области их применения, физической природы НФ и назначений средств ЭБТ. Классификация ЭБТ, учитывающая эти требования, представлена на рис. 11.

Рис. 11. Классификация средств экобиозащитной техники

К основным характеристикам средств очистки и обезвреживания примесей относятся показатели их производительности в объемах очищаемых газов или стоков в единицу времени и эффективности, которая определяется по формуле

η = (М₁ – М₂)/М₁ = (V'C₁ - V"C₂)/V'C₁, (25)

где М - масса примеси соответственно до и после очистки (обезвреживания); VC - объем выбросов (стоков) и их концентрация соответственно до и после очистки, энергопотребления и т.д. Учитываются возможности средств ЭБТ по удалению (обезвреживанию) конкретных НФ, диапазон температур, необходимых для эффективного функционирования средств, надежность конструкции, сложность управления, которой определяются требования к квалификации обслуживающего персонала и т.д.

Применение принципа адекватности для средств рассеивания выбросов в конечном счете сводится к определению требуемой высоты трубы. Разумеется, при этом должны учитываться факторы, определяющие рассеивание выбросов: температурная стратификация, роза ветров и их скорость, рельеф местности и т.д. При выборе средств ПГО необходимо найти такое решение, которое учитывало бы массу и дисперсный состав выбросов, их влагосодержание и температуру, а также еще целый ряд характеристик: электропроводность, абразивность и адгезивность, гидрофильность (гидрофобность) и т.д.

Разумеется, учитываются производительность и эффективность средств, энергопотребление и сложность в управлении, класс опасности вредных веществ и уровень фонового загрязнения. Более сложным является учет социально-экономической целесообразности. Экономическую целесообразность можно определить, сравнивая ущерб от трудопотерь и затрат на лечение, обусловленных воздействием данных НФ, и расходов на установку и эксплуатацию средств ЭБТ, обеспечивающих защиту от этих НФ. Оценка социальной целесообразности пока что не имеет четкой методики. Используются при этом изменения биологического возраста, средней продолжительности жизни, текучесть кадров, удовлетворенность своей работой (выявляется методом опроса) и т.д.

2.3.2. Аппараты, и системы локализации, очистки и обезвреживания выбросов. В основе этих аппаратов и систем лежат следующие методы: инерционного и гравитационного осаждения и отделения, фильтраций, ионизации с последующим осаждением ионов, адсорбции, хемосорбции, катализа и термической нейтрализации. Перечисленные методы изучались студентами в дисциплине "Экология". Классификация аппаратов и систем для локализации, очистки и обезвреживания выбросов в самом общем виде представлена на рис. 11. Более детальная классификация, учитывающая требования ОНД-90 [27], включает в себя устройства локализации, инерционные средства ПГО, фильтры, электрофильтры, мокрые пылеуловители, катализаторы и устройства термической нейтрализации. При этом только средствами очистки воздуха являются инерционные средства ПГО, фильтры и электрофильтры; мокрые пылеуловители применяются для очистки и обезвреживания выбросов; средства катализа и термической нейтрализации решают прежде всего задачу обезвреживания вредных токсических веществ. Ниже приводится краткая характеристика этих средств.

1. Устройства локализации выбросов применяют для удаления загрязненного воздуха рабочей зоны с последующей его очисткой или рассеиванием. Эти средства представлены двумя типами отсосов - открытых и полных укрытий. Отсосы открытого типа устанавливаются за пределами источников выбросов и не обеспечивают изоляцию последних. Они представляют собой расположенные соосно с источником выделения вытяжные зонты и панели; при расположении ниже источников выделения - щелевые и кольцевые отсосы. Если при этом применяется плоская приточная струя воздуха для отделения воздушной среды помещения от источника загрязнения, то такие отсосы называют активированными. Вторая группа отсосов обеспечивает изоляцию воздуха рабочих мест от выбросов и включает вытяжные шкафы и камеры и фасонные укрытия (кожухи-воздухоприемники, пылестружкоприемники и встроенные отсосы). Применяются и переносные отсосы для меняющих свое место источников выбросов (например, переносной отсос для электросварки крупногабаритных панелей).

2. Инерционные (и гравитационные) установки включают пылевые камеры, циклоны, роторные пылеуловители. Принцип действия пылевых камер заключается в гравитационном освоении примесей размерами больше 100 мкм при резком снижении скорости движения воздушного потока (менее 0,5 м/с). Достоинством пылеосадительных камер является возможность очистки горячих и агрессивных выбросов с эффективностью очистки 80...90%, недостатками - большие размеры камер и очистка лишь крупнодисперсных примесей. Циклоны являются одними из самых распространенных средств ПГО. Отделение пыли обеспечивается тангенциальным подводом очищаемой струи газа в верхнюю часть аппарата, ее вращательно-поступательным движением со скоростью 1,7...4,5 м/с и поворотом на 180˚ в нижней части аппарата. В различных типах циклонов эффективность очистки колеблется от 83 до 95%, допустимая входная концентрация пыли достигает 250...1000 г/м³. Достоинствами циклонов являются отсутствие движущихся частей, возможность очистки горячих (до 400˚С) газов; недостатками - большое гидравлическое сопротивление на входе и низкий эффект очистки мелкодисперсных пылей.

3. В вихревых пылеуловителях (ВПУ) помимо внутреннего закрученного потока очищаемого газа (движение его создается специальными соплами или лопатками в форме розетки) тангенциально подается встречный поток атмосферного воздуха ("вторичный газ"). К преимуществам ВПУ относятся большая производительность (до 315000 м³/ч); высокая эффективность очистки - 86% для частиц d > 5 мкм и 96% для частиц d > 40 мкм; способность устойчиво работать в диапазоне концентраций пыли от 0 до 300 г/м³. Однако, у ВПУ сложная конструкция, они менее надежны в работе, чем, например, циклоны.

4. Фильтры применяются для очистки атмосферного воздуха и технологических газов, в том числе агрессивных и взрывоопасных, при концентрации пыли от 0 до 80 г/м³. Обычные заводские фильтры могут работать при t до 140˚С, фильтры из стеклотканей - до t ≤ 230°С. Различают фильтры с гибкими и жесткими перегородками и фильтры с насыщенным неподвижным или движущимся слоем (их еще называют зернистыми фильтрами). Материалом для гибких перегородок служат ткани, войлок, нетканые волокнистые материалы, пенополиуретан и т.д. Регенерация фильтрующего материала проводится механическим воздействием (встряхиванием) или обратной посекционной (поэлементной) струйной или импульсной продувкой. Для такой очистки в РФ применяют фильтры из тонкого - 0,2...1 мм слоя полимерных смол - фильтры Петрянова (ФП). Эффективность ФП достигает 99,9%, но у них - узкий диапазон рабочих t - всего до 70°С. В полужестких фильтрах Фильтрующим материалом являются слои волокон, стружки и т.д. Эти фильтры просты в изготовлении, дешевы в эксплуатации, но эффективны лишь для очистки частиц d > 15-20 мкм. В жестких фильтрах используются керамика, спрессованные порошки металлов, проволочные сетки и т.д. Жесткие фильтры выдерживают t до 800°С, не боятся химических и агрессивных сред. Их эффективность и размер удаляемых частиц зависят от материала фильтрующего элемента: фактическая ультрафильтрация в керамических фильтрах и удаление лишь крупнодисперсных пылей проволочными сетками. Зернистые фильтры могут иметь неподвижные и подвижные слои загрузки. Они применяются для очистки крупных примесей, фильтрующим элементом в них может быть песок, гравий, шлак и т.д. Зернистые фильтры дешевы, эффективны, просты в эксплуатации, но имеют большое гидравлическое сопротивление и сложную регенерацию (обратной промывкой растворами и паром и т.д.).

5. Электрофильтры применяются для очистки технологических выбросов с концентрациями пыли до 50 г/м³ и d от 1 до 100 мкм. Они способны работать при температурах до 800°С с эффективностью очистки до 99%. В РФ электрофильтрами очищается около 50% всех отходящих газов. Конструктивно электрофильтры бывают трубчатыми и пластинчатыми. Применяют и двухзонные электрофильтры, в которых высокое U в первой зоне обеспечивает ионизацию, а во второй зоне U=7 кВ обеспечивает осаждение ионов. Недостатком электрофильтров является невозможность их применения для очистки взрывоопасных смесей.

6. Мокрые пылеуловители (далее - мокрые ПГО) применяются для очистки выбросов, нуждающихся в охлаждении, содержащих брызги и туманы. В группу мокрых ПГО входят полые, насадочные и скоростные газопромыватели, пенно-барботажные аппараты, газопромыватели ударного действия и центробежного типа. Мокрые ПГО являются высокоэффективными устройствами для очистки мелкодисперсных пылей с d = 0,3...1 мкм, горячих и взрывоопасных выбросов. Однако в процессе очистки в них образуется шлак, что требует специальных систем для его переработки; ряд мокрых ПГО чувствителен к неравномерной подаче газов, ненадежен в эксплуатации (например, пенно-барботажные аппараты). К полым газопромывателям относятся форсуночные скрубберы (противоточные, прямоточные и с поперечным подводом жидкости), представляющие собой колонны, в которых очищаемый газ орошается водой из форсунок по ходу движения газа, против хода движения и перпендикулярно ему. Эффективность очистки в них падает при d примесей < 5 мкм. Насадочные газопромыватели применяются при гидрофильной пыли низкой концентрации. Их эффективность при d ≥ 2 мкм превышает 90%. В пенно-барботажных аппаратах перпендикулярно движению газовой струи устанавливаются тарелки с отверстиями от 3 до 8 мм, на которые подается вода. При прохождении газа образуется пена, с которой уносятся частицы примесей, эффективность очистки высокая, но при неравномерности подачи газа возможен сдув пены или "проваливание" жидкости. При стабилизации пенного слоя сотовыми решетками производительность аппарата может быть увеличена до 90000 м³/ч. Газопромыватели ударно-инерционного типа обеспечивают удар газового потока о поверхность жидкости при изменении направления движения у зеркала воды на 180°. В газопромывателях центробежного типа для удаления нецементирующейся пыли помимо орошения смеси применяется вращательно-поступательное движение газа, создаваемое его тангенциальным подводом или центрально расположенными лопаточными завихрителями (аналогично ВПУ). Наибольшей производительностью отличаются скоростные газопромыватели. Они бывают 3-х типов: а) с центральными форсунками; б) с периферийным и пленочным орошением и в) подводом жидкости за счет энергии самого потока. В последнем случае за счет сужения воздуховода увеличивают скорость движения газовой струи до 60...150 м/с, что вызывает распыление подведенной к сужению воды (эффект пульверизатора).

Очистка от парогазовых загрязнений веществ с высокой растворимостью в воде (сотни г/л) обеспечивается любым мокрым ПГО. При низкой растворимости (доли г/л) подбираются специальные растворители, применяются методы адсорбции и хемосорбции. Конструктивно адсорберы выполняются в виде вертикальных, горизонтальных и кольцевых емкостей, заполненных адсорбентом. При неподвижном слое адсорбента процесс очистки периодический, с перерывами для регенерации; при подвижном слое применяется непрерывный процесс. В этом случае в системе предусматривается узел десорбции для регенерации адсорбента.

7. Устройства обезвреживания выбросов используют методы хемосорбции, катализа и термической нейтрализации. Технические средства дли хемосорбции аналогичны установкам для других видов сорбции, рассмотренных выше. Меняется только химический состав сорбента и снижаются требования к утилизации и обезвреживанию шлама.

Каталитический процесс требует правильного выбора катализатора, обеспечения максимального контакта его поверхности с газовым потоком и создания необходимых температурных условий. В основе выбора катализаторов лежат эмпирические данные. Катализаторам могут быть металлы (платина, палладий и др.) и их соединения (MnO, ChO и т.д.). Масса катализатора наносится на поверхность шаров, спиралей и колец, выполненных из нихрома, никеля, оксида алюминия, и составляет сотые % к их массе. Нижний предел температур, при котором начинается каталитическая реакция для 14 наиболее важных вредностей, составляет 170...400˚С, верхний предел - 230...800°С. Реактор для катализа может размещаться в отдельном помещении, а может функционировать вместе с нагревателем (каталитические и термокаталитические реакторы). Только устройствами для катализа обеспечивается снижение выбросов автотранспорта, доля которых в выбросах составляет 80% в США, в РФ - около 13%.

Устройства термической нейтрализации представлены:

а) установками факельного сжигания горючих отходов (цианистого водорода, метилизоцианата и др.);

б) устройствами термического окисления, в которых одновременно с очищаемыми выбросами к горелкам теплообменников подводится атмосферный воздух, а при необходимости - дополнительное горючее веществе (например, природный газ);

в) термокаталитическими реакторами, в которых одновременно реализуется термическое и каталитическое обезвреживание вредных и токсических веществ.

Помимо средств локализации, очистки и обезвреживания выбросов, чьи характеристики приведены выше, применяются и биохимические методы газоочистки, средствами реализации которых являются биофильтры и биоскрубберы. В биофильтрах очищаемый газ пропускают через орошаемый водой слой фильтра-насадки из почвы, торфа, компоста или синтетических материалов. В биоскрубберах абсорбентом служит водяная суспензия активного ила. Из-за небольшой скорости биохимических реакций устанавливается промежуточная емкость, в которой при t = 25...35˚С и рН = 6,5...8,5 обеспечивается биохимическое окисление вредных веществ.

Более подробно описание ЭБТ и характеристики ее конкретных образцов приведены в справочниках по средствам защиты в охране труда и окружающей среды. Существенную помощь при выборе образцов ЭБТ обеспечивает сопоставление некоторых характеристик примесей и возможностей средств ПГО. На рис. 12 представлены данные по дисперсному составу примесей в технологических газах и рекомендуемые при этом средства ПГО.

2.3.3. Аппараты и системы очистки сточных вод. Первый этап очистки сточных вод заключается в удалении взвешенных частиц, для чего используются методы процеживания, отстаивания и фильтрации и соответствующие средства ЭБТ. Для очистки от менее крупных примесей и растворенных веществ на втором этапе применяется большой перечень физико-химических, химических, электрохимических и ряда других методов и средств. В результате очистки производственных стоков образуется шлам-взвесь мелкодисперсных осадков сточных вод, который в свою очередь требует обезвреживания и утилизации. Особую группу средств очистки сточных вод представляют устройства, основанные на способности микроорганизмов использовать органические и некоторые неорганические вещества (например, H₂S и NH₃) для своего питания, - биохимические средства очистки.

Ниже в соответствии с классификацией (см. рис. 11) дается краткая характеристика средств очистки и обезвреживания сточных вод (СВ).

К средствам механической очистки относятся средства процеживания, отстаивания и Фильтрации. Первые из них представлены подвижными или неподвижными решетками из металлических стержней круглого или прямоугольного (квадратного) сечения с зазором 5...25 мм, ситами для улавливания частиц d > 0,5...1 мм и фракционаторами, в которых дополнительной сеткой с ячейками 60...100 мкм осадок делят на 2 фракции. Полученный при процеживании шлам направляется на переработку или на дробилки.

В РФ широкое распространение получили отстойники (горизонтальные, вертикальные и радиальные) и песколовки. Горизонтальные отстойники имеют глубину h = 1,5...4 м, их длина равна 8...12 h, производительность достигает 15000 м³/сут., эффективность очистки до 60%. Вертикальные отстойники представляют собой железобетонные цилиндры( h = 4,5 м, скорость движения СВ - Vс = 0,5...0,8 м/с), в которых примеси осаждаются в восходящем потоке, а очищенные СВ удаляются через кольцевые водосборники; эффективность очистки 40...50%. В радиальных отстойниках СВ движутся от центра к периферии, h = 1,5...5 м, d достигает 60 м, производительность 20000 м³/сут., эффективность очистки - 60%. Скорость осаждения примесей и эффективность очистки в отстойниках можно повысить за счет уменьшения слоя жидкости (трубчатые и пластинчатые отстойники), ее подогрева для уменьшения вязкости и применения коагулянтов и флокулянтов. Песколовки имеют глубину до 1 м, Vс в них должна быть не более 0,3 м/с. Производительность очистки - 60%.

Рис. 12. Схема соответствия возможностей средств ПГО гранулометрическому составу пыли

К группе средств механической очистки также относятся аппараты, в которых удаление примесей обеспечивается центробежными силами, - гидроциклоны и центрифуги. Так, для удаления нефти и всплывающих веществ применяются открытые гидроциклоны (Vс < 0,2 м/с), а для удаления химических веществ - центрифуги.

Фильтры для очистки СВ делятся на медленные (через пленку) и скоростные (через слой загрузки). Конструктивно они выполняются в виде металлических сеток с перегородками из ткали, стекловолокна, асбеста, керамики. В зернистых фильтрах в качестве слоя загрузки используют кварц, песок, шлак. В медленных зернистых фильтрах Vс = 0,1...0,2 м/с, концентрация примесей 25...50 мг/л и высокая эффективность очистки; в скоростных фильтрах h слоя загрузки 0,5...2 мм, Vс = 15...20 м/с. Регенерация зернистых фильтров проводится обратным током воды. В микрофильтрах барабанного типа диаметр ячеек 40...70 мкм, Vс = 25 м/с, эффективность очистки 50...60%.

В машиностроении для удаления ферромагнитных примесей применяют магнитные сепараторы с Vс = 50 м/с и эффективностью очистки до 90%. Для очистки от масел и жиров используется вспененный полиуретан, при этом Vс = 0,01 м/с и эффективность очистки достигает 90%. Регенерация полиуретана легко обеспечивается отжиманием на валках.

Из физико-химических методов очистки наибольшее распространение получили флотация, ионообименнфя очистка, адсорбция и экстракция. Флотация основана на прилипании гидрофобных частиц к пузырькам воздуха. Выделение воздуха из воды обеспечивается ваку-умированием до 225...300 мм рт.ст., механическим диопергированием воздуха импеллерами, пенно-барботажными устройствами, напорной, химической и биологической флотацией. Установки для флотации включают емкости для насыщения СВ воздухом (при напорной флотации) или аэраторы и другие флотационные камеры при прочих способах получения пузырьков, а также собственно флотаторы. Флотация применяется для очистки от нерастворимых диспергированных ВВ и ПАВ. Ионообменная очистка обеспечивает удаление Zn, Cu, Cr, Ni, Pb, Hg, Cd, As и РВ за счет обмена ионами с твердой фазой естественных ионитов (цеолитов, слюды, шпата) и синтетических (силикагелей, перматитов) и органических ионообменных смол (гуминовых кислот, сульфоуглей). Установки для такой очистки представляют собой листы или плиты из ионообменных материалов, расположенные перпендикулярно движению СВ. Экстракция заключается в разделении жидких или твердых веществ с помощью растворителей (экстрагентов). Она применяется для очистки СВ от фенолов, масел, органических кислот с концентрацией до 4 г/л. Конструктивно устройство для экстракции представляет собой смеситель и отстойник. Устройства для адсорбации аналогичны адсорберам для очистки выбросов (см. п.п. 2.3.2).

Из химических и электрохимических методов очистки широкое распространение получили реакции нейтрализации, окисления и восстановления, а также коагуляция и флокуляция. Наиболее выгодна нейтрализация смешиванием кислых и щелочных СВ, а при ее невозможности нейтрализация обеспечивается добавлением реагентов, хемосорбций и фильтрацией через нейтрализующие материалы. Для реакции окисления применяются N₂O₂, KMnO₄, O₃ и др. Применение О₃ или озонирование эффективно при обезвреживании цианидов и тяжелых металлов. В состав установок входят генераторы О₃ и адсорберы. Восстановление применяется для обезвреживания Cr и As, для чего используются гидразин, барогидрат натрия, сульфид железа. Из электрохимических методов для обезвреживания цианидов применяется анодное окисление; при катодном восстановлении СВ очищаются от ионов Hg, Pb, Cu и Cd путем их осаждения в виде нерастворимых сульфидов. Процесс коагуляции состоит в агрегировании дисперсных частиц до крупных хлопьев с последующим их осаждением при добавлении в раствор солей Al и Fe. Более активно такой процесс идет при добавлении флокулянтов - частиц крахмала, декстрина и целлюлозы. Конструктивно устройства для коагуляции и флокуляции представляют собой систему из смесителя и отстойника.

Биохимические средства очистки СВ применяют чаще всего для удаления и обезвреживания органических загрязнений. В их основе лежат ферментативные реакции микроорганизмов, для которых необходимы определенная t (20...3О˚С), достаточное содержание O₂ в СВ и присутствие биогенных элементов и микроэлементов (N, S, P, K, Na, Ca, CL, Mn и т.д.) Высокие и низкие t, низкое содержание О₂ и недостаток биогенных элементов и микроэлементов резко уменьшают эффективность биохимической очистки или полностью останавливают ее. Она может проводиться в природных условиях - на полях орошения и в биологических прудах, в искусственных сооружениях (аэротенках и метантенках) и с помощью биологических фильтров.

Поля орошения представляют собой специально подготовленные земельные участки, куда после физико-химической очистки могут сбрасываться СВ. Почва этих полей содержит большое число микроорганизмов и простейших, что обеспечивает интенсивное окисление органических и некоторых неорганических примесей и превращение их в минеральные соединения. После завершения этого процесса поля орошения используют для выращивания зерновых культур, трав и овощей. Если они используются только для биологической очистки, их называют полями фильтрации.

Биологические пруды представляют 3...5-ступенчатый каскад, куда сбрасываются СВ после их очистки на предприятиях. При небольшой глубине (до 1 м) в таких прудах обеспечивается естественная аэрация, в случае большей глубины применяется искусственная аэрация.

Аэротенками называют открытые железобетонные аэрируемые резервуары, куда подается смесь СВ и активного ила. На поверхности активного ила идет адсорбция органических веществ и минерализация легкоокисляющихся соединений, требующая высокого содержания О₂. Затем идет доокисление органики и регенерация активного ила.

Метантенки представляют собой резервуары вместимостью до нескольких тысяч м³ для биологической обработки при t = 30...55°С органического осадка СВ. При этом выделяются газы, содержащие 83...85% метана и 32...24% CO₂. Метан сжигают в топках. Данный способ широко принят в странах, имеющих ограниченные запасы нефти и газа.

Биофильтр представляет собой резервуар с двойным дном, наполненный крупнозернистым фильтрующим материалом. При проходе через этот материал СВ с органическими примесями образуют биологическую пленку, минерализирующую органические вещества. Имеется большое число конструкций биофильтров, которые различаются по естественной и искусственной подаче воздуха, рециркуляции СВ и т.д.

Помимо рассмотренных выше средств механической, физико-химической и биохимической очистки в последние годы разработаны новые типы обезвреживания газов и СВ на основе процессов химии высоких энергий. К ним относят радиационную очистку с помощью ускоренных электронов и плазмохимическое обезвреживание вредных и токсических веществ. В первом случае воздействие ускоренных электронов вызывает радиолиз токсических веществ и превращение их в нетокосичные. Ускоренные электроны обеспечивает образование свободных радикалов и ионов, обладающих как сильными окислительными, так и восстановительными свойствами, что делает этот метод универсальным и высокоэффективным. В установки, реализующие этот метод, должны входить ускорители электронов и реакционные камеры, а также СЗ от ИР.

Плазмохимическая переработка использует низкотемпературную плазму ( Т ≤ 10⁵ К), образующуюся при воздействии на вещество электрических разрядов, СВЧ и лазерных излучений. Глазным конструктивным элементом установок являются плазмотроны (например, высокочастотные или дуговые), в которых вредные примеси испаряются, ионизируются и обезвреживаются.

2.3.4. Средства защиты от энергетических загрязнений. Ниже приводятся краткие характеристика СЗ от акустических факторов, вибраций и некоторых производственных излучений.

СЗ от акустических факторов (инфразвука, шума и ультразвука) в основном предназначены для защиты от шума. Защита от шума включает снижение его интенсивности в источнике, объемно-планировочные решения, защиту временем и расстоянием, применением СИЗ и уменьшением шума на путях его распространения. СЗ от шума решают эту последнюю задачу. Они подразделяются на средства а) звукоизоляции б) звукопоглощения и в) глушители шума. Средства звукоизоляции уменьшают проникновение шума в изолируемые помещения или его проникновение из шумных помещений в менее шумные и на прилегающую территорию. Применяемые при этом конструкции в основном отражают звук и отчасти его пропускают и поглощают. К звукопоглотителям относят материалы с коэффициентом поглощения α >0,3. Известны 3 основных механизма поглощения звука и соответственно 3 типа звукопоглотителей: а) пористые и б) мембранные звукопоглотители и в) объемные резонаторы. В пористых поглотителях из минеральной ваты, войлока, пенопласта и т.д. звуковая энергия переходит в тепловую за счет трения между колеблющимися молекулами воздуха и стенками пор. Наиболее эффективны эти звукопоглотители при высокочастотном шуме. (рис. 13а).

Рис. 13. Частотная характеристика пористых(а) и мембранных (б) звукопоглотителей и объемных резонаторов (в), Кз – коэффициент звукопоглощения

Мембранные поглотители представляют собой гибкие листы или панели из фанеры, ДСП и т.д., в которых звуковая энергия переходит в тепло из-за сопротивления мембраны гибкому изгибу при воздействии шума (рис. 13б). Наибольший эффект у таких поглотителей в области низких резонансных частот. Объемные резонаторы (рис. 13в) отличаются высоким Кз в очень узкой полосе частот. Звукопоглотители в виде перфорированных панелей из фанеры, ДСП, листовой штукатурки сочетаются все 3 механизма поглощения звука. При небольшой высоте помещения звукопоглощающую облицовку лучше размещать на потолке, в длинных и высоких помещениях - на стенах. Площадь облицованных поверхностей должна быть не менее половины общей площади ограждающих конструкций.

Для акустической обработки помещений с высокими требованиями к их акустике (например, сурдокамер) применяют штучные звукопоглотители в виде кубов, конусов, параллелепипедов, а также звукопоглощающие кулисы. Снижение уровня шума при этом составляет 5...8 дБ.

Более эффективным являются звукоизолирующие конструкции, представленные акустическими экранами, звукоизолирующими кожухами и ограждениями. Звукоизолирующие кожухи изготовляют из стали, дюралюминия, пластмасс. Они полностью закрывают источник шума и снижают интенсивность низкочастотного шума на 20...30, а высокочастотного на 40...50 дБ. Высокими звукоизолирующими свойствами обладают практически все строительные конструкции. Кирпичные и бетонные перекрытия, стены и перегородки снижают шума на 40...50 дБ. Их изолирующая способность пропорциональная толщине конструкции и ее поверхностной плотности, а при массивных стенах шум удается снизить на 55...60 дБ. Частотная характеристика строительных конструкций зависит также от их формы - плоской или цилиндрической. Наиболее уязвимым местом при звукоизоляции являются оконные проемы, вентиляционные отверстия и воздуховоды, для звукоизоляции которых в последнее время разработаны высокоэффективные пленочные материалы.

При невозможности снижения уровня шума с помощью звукоизолирующих кожухов (при размещении источника шума и РМ в одном помещении) применяются акустические экраны, т.е. преграды ограниченных размеров между источником шума и РМ. Их применение рекомендовано в случае превышения не менее чем на 10 дБ шума экранируемого источника сравнительно с шумом от других источников. Кроме того, эффективность таких экранов резко уменьшается при длительной (более 4с) реверберации, т.е. многократном отражении звука от ограждающих конструкций. Линейные размеры экрана должны не меньше чем в 3 раза превышать размеры источника. Наиболее целесообразной для этих экранов является П-образная форма.

Глушители шума подразделяются на активные, реактивные и комбинированные. Первые представляют собой трубы круглого или прямоугольного сечения, облицованные звукопоглощающим материалом, или наборы звукопоглощающих пластин, установленных в воздуховодах параллельно или перпендикулярно направлению движения воздуха, или перфорированные металлические цилиндры, заполненные керамзитовой крошкой. Активные глушители применяют в компрессорах, вентиляторах и газотурбинных установках. Реактивные глушители - это внезапное расширение участка трубопровода, рассчитанного для заданных частоты и скорости звука, боковые или концентрические резонаторы и экранные глушители на выходе из канала в атмосферу или на входе в канал. Кроме того, существуют и комбинированные глушители (например, экранные или камерные со звукопоглощающей облицовкой).

Для защиты от инфразвука применяются интерференционные глушители, выполенные в виде отводов в воздухопроводах, смещающих волну звука по фазе, и глушители камерного или резонаторного типа. Недостатком последних являются большие размеры (из-за большой длины волн инфразвука). Средства защиты от ультразвука те же, что и от высокочастотного шума.

СЗ от вибраций включают средства виброгашения, виброизоляции и вибродемпфирования.

Виброгашение обеспечивается увеличением жесткости и массы корпуса машин за счет их объединения с фундаментом. При этом отношение скорости колебаний машины относительно скорости колебаний всей системы равно отношению массы машины к массе системы (машина + фундамент), а это означает резкое гашение виброскорости. Вторым методом виброгашения является антифазная синхронизация динамических и ударных виброгасителей с колебаниями источника вибраций. Для этого применяют пружинные, маятниковые, эксцентриковые и гидравлические виброгасители, которые устанавливают в противофазе на вибрирующем агрегате. Для гашения вибраций в узком диапазоне частот применяют ударные виброгасители: маятниковые - для f=0,4...2 Гц, пружинные - для f=2...10 Гц и плавающие - для f>10 Гц.

Виброизоляция, являющая наиболее распространенным методом виброзащиты, может применяться как для виброизоляции оборудования, так и для виброизоляции РМ оператора. Она основана на использовании пружин для изоляции низких частот и упругих прокладок для изоляции высокочастотных вибраций. Комбинированная виброизоляция обеспечивает защиту во всем спектре частот. Сейчас применяются 2 варианта виброизоляции машин и оборудования - опорный и подвесной. В первом случае виброизоляторы устанавливаются между машиной и основанием, а во втором случае изолируемый объект подвешивается на виброизоляторах, укрепленных выше подошвы фундамента.

Вибродемпфирующие покрытия и конструкции обеспечивают перевод энергии вибрации в тепловую. Вибродемпфирующие свойства материалов определяются величиной коэффициента потерь - Кп. Чем выше Кп, тем больше рассеивание энергии вибраций. Слой вибродемпфирующий материалов (например, сплавов никеля с медью, кобальтом или титаном, пластмассы, резины, текстолита) наносят на колеблющиеся объекты. Жесткие покрытия при воздействии вибраций деформируются в направлении, параллельном поверхности с Кп - 0,15...0,40, мягкие покрытия - по толщине, с Кп - 0,05...0,5.

СЗ от производственных излучений определяются физическими свойствами последних. Для защиты от тепловых излучений применяются теплоизоляция источников и теплоизолирующие экраны, которые отражают лучистое тепло (например, экраны из полированного алюминия и стали), поглощают (например, экраны с теплоизоляцией из асбеста и вертимулита) и отводят тепло (экраны с водяным охлаждением). Нагретые СВ охлаждаются в градирнях атмосферным воздухом.

СЗ от лазерного излучения помимо большого набора СИЗ органа зрения представлены оградительными кожухами и экранами. Особое значение СЗ приобретают для лазеров, использующих излучения светового диапазона.

Защиту от электромагнитных излучений студенты детально изучают в дисциплине "Экология". Для обсуживающего персонала РЛС решающее значение имеют своевременно применение СИЗ и использование поглотителей мощности (аттенюаторов) при настройке и ремонте РСЛ. Широко применяется и экранирование электромагнитных полей плоскими экранами и оболочками. Материалами для экранов являются латунные и стальные сетки для сантиметровых и метровых волн, фольга, токопроводящие краски и материалы с металлизированной поверхностью. Для экранирования смотровых и оконных проемов используются стекло с токопроводящей поверхностью и сотовые решетки.

Средства защиты от ионизирующих излучений рассмотрены выше (см. п.п. 2.2.7.).

2.3.5. Сбор, утилизация и захоронение твердых и жидких отходов. Громадные объемы производственных отходов (только от горнодобывающей промышленности более 3 млрд. м³/год), постоянно расширяющаяся площадь плодородной земли под отвалами вскрышных пород, терриконами шахт и золо- и шлакохранилищами ТЭС требуют решения проблемы их сбора и утилизации. Методы и средства утилизации и ликвидации отходов зависят от их токсичности, физического и химического состава и объемов. Наиболее значительная по объему (свыше 60%) часть твердых отходов - инертные и малоразлагающиеся вещества используются для планировочных работ. Перспективным направлением их утилизации является использование в строительстве, которое пока осваивает не более 10% отходов ТЭС, 4% - угольной промышленности и 25% - цветной металлургии. Более эффективно используются металлические отходы. Для которых предусмотрены сбор и сортировка в месте их образования с последующими технической обработкой (пакетированием и брикетированием с помощью соответствующего оборудования) и отправкой на металлургические заводы. Сравнительно просто - сжиганием ликвидируются масложироподобные вещества. Оставшиеся виды отходов можно разделить на 4 группы: а) токсичные твердые и б) жидкие отходы; в) легко разлагающиеся органические и бытовые отходы; г) радиоактивные отходы (РО).

Для сбора, обезвреживания и захоронения твердых токсичных отходов созданы специальные полигоны. Отправке на эти полигоны подлежат: отходы, содержащие As, Zn, Su, Ni, Pb и другие токсические вещества; использованные органические растворители, не подлежащие регенерации нефтепродукты; неисправные и отработавшие срок ртутные лампы и т.д. Нельзя отправлять на полигоны отходы, из которых можно извлечь ценные металлы, подлежащие регенерации нефтепродукты и РО. На полигонах проводится термическое обезжиривание с утилизацией теплоты, демеркуризация ламп с утилизацией ртути и т.д. Не подлежащие утилизации токсические вещества собирают в герметичные контейнеры с последующим их захоронением. Для полигонов установлены санитарно-защитные зоны: 1000 или 500 м при обезвреживании более или менее 100000 т отходов в год и 300 м для участков захоронения.

Основу жидких отходов представляют осадки СВ. Перед их отправкой на утилизацию осадки подвергают уплотнению в отстойниках-уплотнителях, установках напорной флотации и т.д. После уплотнения для разрушения разлагаемой части органики проводят стабилизацию осадков, т.е. их длительное (8...11 суток) аэрирование в аэротенках. Затем для разрушения коллоидов и обезжиривания проводят кондиционирование осадков с помощью когулянтов (или флокулянтов) или тепловую их обработку в автоклавах в течение 1 ч при t= 170...200˚С. Перед заключительным технологическим этапом осадки обезвоживают на иловых площадках-уплотнителях, вакуум-фильтрах или центрифугах. Обезвреживание осадков также проводится сжиганием в кипящем слое при t=500...780˚С или захоронением в герметичных контейнерах аналогично твердым токсичным отходам.

Бытовые и легко разлагающиеся органические отходы вывозят на свалки. И хотя бытовых отходов в РФ в 2...2,5 раза меньше, чем в США, их объем превышает 30 млн. т/год. Они сбрасываются в мусоропроводы или в мусорные контейнеры, откуда на спецавтотранспорте (с устройством для прессования) с периодичностью 1...7 раз в неделю вывозятся на свалки. На Западе нередко используют удаляемые с мусором пластмассовые мешки, а также системы пневмо- и гидротранспорта отходов в исходном или измельченном виде непосредственно с места образования мусора. Правда, последний способ увеличивает расходы на сбор и удаление отходов почти в 3 раза. Экономически выгодной является сортировка данной группы отходов с последующей утилизацией горючих веществ и материалов (резины, кожи, бумаги и т.д.). Утилизация проводится в котлах-утилизаторах или устройствах для пиролиза и получения жидкого топлива, работающих при t до 850°С. Получаемая при этом прибыль достигает 10...13 долларов на 1 т отходов. В последние десятилетия в РФ применяется термическая переработка бытовых и органических отходов на мусоросжигающих заводах (такие заводы есть в Москве, Санкт-Петербурге и других городах). Сжигают бытовые отходы и на свалках. Однако такой способ утилизации очень дорог (по данным США, до 2000 долларов на тонну) и сопровождается выбросом в атмосферу Zn, Su, Cd, Pb и других токсических веществ. Сжигание мусора на свалках приводит к загрязнению атмосферы диоксином, одним из наиболее опасных химсоединений, способствующих развитию злокачественных опухолей.

Повсеместное применение РВ в промпроизводотве (в КИП, средствах медицинской диагностики и лечения и т.д.), а особенно в атомной промышленности и энергетике, потребовало разработки средств сбора, транспортировки и захоронения РО. В настоящее время разработаны безопасные упаковочные комплекты для сбора и транспортировки РО автомобильным и железнодорожным транспортом. Перед транспортировкой их концентрируют и уплотняют, загрязненные горючие вещества ожигают и собирают золу, металлические конструкции прессуют. Для перевозки используют специальные автомобили, цистерны и вагоны.

Твердые РО делят на 3 категории активности: I < 1•10^-5 Ки/л; II - 1•10^-5...1 Ки/л; III > 1 Ки/л. РО I категории опасны только при попадании внутрь организма; II - нуждаются в экранировании; III - нуждаются в мощной радиационной защите и охлаждении. В РФ твердые РО подвергают уплотнению и остеклованию в заводских условиях с последующим их захоронением в выработанных угольных шахтах.

За рубежом применяется захоронение в пластах глины на глубине до 300 м, скальных породах на глубине до 500 м и в слоистой соли и соляных куполах. Опыт более чем 25-летнего такого хранения РО и расчеты показывают, что эти методы захоронения обеспечивают изоляцию РО в течение сотен тысяч лат.

Дата добавления: 2019-11-25; просмотров: 364; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

⇐ Предыдущая 1 234 5 6 7 Следующая ⇒

Мы поможем в написании ваших работ!