close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

5.Расчет поступлений вредных веществ в воздух рабочей зоны

код для вставкиСкачать
Copyright ??? «??? «??????» & ??? «A???????? K????-C?????»
Московский государственный технический университет
имени Н.Э. Баумана
В.П. Сивков, Е.Н. Симакова, Ю.В. Чижиков
РАСЧЕТ ПОСТУПЛЕНИЙ ВРЕДНЫХ ВЕЩЕСТВ
В ВОЗДУХ РАБОЧЕЙ ЗОНЫ
Методические указания
к выполнению разделов «Охрана труда»
и «Охрана окружающей среды»
дипломного и курсового проектов
Москва
Издательство МГТУ им. Н.Э. Баумана
2008
Copyright ??? «??? «??????» & ??? «A???????? K????-C?????»
УДК 65.012.8
ББК 68.9
C343
Рецензент И.И. Старостин
С343
Сивков В.П., Симакова Е.Н., Чижиков Ю.В.
Расчет поступлений вредных веществ в воздух рабочей
зоны: Метод. указания к выполнению разделов «Охрана труда» и «Охрана окружающей среды» дипломного и курсового
проектов. ? М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2008. ?
47 с.
Изложены вопросы, связанные с расчетом количества вредных
веществ, выделяющихся в воздух рабочей зоны цехов при осуществлении различных технологических процессов на машиностроительных предприятиях. Приведены количественные и качественные характеристики вредных выделений в зависимости от технологической
операции. Даны необходимые для расчета выброса загрязняющих
веществ среднестатистические данные по наиболее распространенным типам оборудования. Рассмотрены примеры расчетов.
Для студентов машиностроительных и приборостроительных
факультетов, выполняющих курсовое и дипломное проектирование.
УДК 65.012.8
ББК 68.9
г МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2008
Copyright ??? «??? «??????» & ??? «A???????? K????-C?????»
ВВЕДЕНИЕ
Проблемы защиты человека и окружающей среды от вредных
веществ, выделяющихся в результате различных технологических
процессов, необходимо решать при обеспечении безопасности
жизнедеятельности человека.
Для создания безопасных условий труда на производстве необходимо наличие системы механической вентиляции, производительность которой напрямую будет зависеть от вида и количества
веществ, поступающих в воздух рабочей зоны в единицу времени.
Количество вредных веществ, выделяющихся в воздух производственных помещений, принимают в соответствии с санитарно-гигиеническими характеристиками, приведенными в паспортах технологического оборудования. В отдельных случаях это количество
может быть взято по результатам натурных исследований аналогичного оборудования или определено расчетом.
В экологической части дипломного проекта при расчете систем вентиляции должны быть предусмотрены эффективные средства, предотвращающие увеличение количества вредных веществ
сверх нормативных значений.
В методических указаниях приведены среднестатистические
данные и методики расчета количества вредных выделений для
наиболее характерных типов оборудования цехов машиностроительных предприятий. Представленный материал поможет студентам машиностроительных и приборостроительных факультетов
при выполнении разделов «Охрана труда», «Охрана окружающей
среды» дипломного и курсового проектов, касающихся расчетов
систем механической вентиляции, расчетов средств очистки воздуха, загрязненного в результате различных технологических процессов, проведения экологических экспертиз и т. д.
Copyright ??? «??? «??????» & ??? «A???????? K????-C?????»
1. ЛИТЕЙНЫЕ И ПЛАВИЛЬНЫЕ ЦЕХИ
В состав литейного цеха машиностроительного завода входят
плавильные агрегаты, шихтовый двор, участки приготовления
формовочных и стержневых смесей, разлива металла и очистки
литья.
В качестве плавильных агрегатов используются вагранки, дуговые и индукционные печи. Количество выделившегося при плавке
загрязняющего вещества G, кг/ч, рассчитывают по формуле
G = mуд D b,
(1)
где mуд ? удельное выделение вещества на единицу продукции, кг/т
(табл. 1, 2); D ? расчетная производительность агрегата, т/ч; b ?
поправочный коэффициент для учета условий технологического
процесса (табл. 3).
Таблица 1
Удельные выделения загрязняющих веществ mуд, кг/т,
при плавке чугуна в чугунолитейных вагранках
производительностью до 25 т/ч
Тип вагранки
Открытая
Закрытая
D, т/ч
Пыль
Оксид
углерода
2
3
4
5
7
10
15
20
25
5?10
20
20
20
20
19
19
17
18
19
11,5
200
200
200
185
200
180
180
190
200
193
Сернистый Углеводо- Оксиды
ангидрид
роды
азота
1,5
1,4
1,4
1,4
1,5
1,4
1,3
1,5
1,4
0,4
2,6
2,4
2,3
2,2
2,4
2,2
2,1
2,3
2,4
0,7
0,014
0,014
0,012
0,013
0,014
0,014
0,012
0,014
0,014
?
??????????. При выпуске 1 т чугуна из вагранок в ковши в атмосферу цеха выделяется около 125?130 г оксида углерода и 18?22 г графитной пыли.
4
Copyright ??? «??? «??????» & ??? «A???????? K????-C?????»
Таблица 2
Удельные выделения загрязняющих веществ mуд, кг/т,
при выплавке стали и чугуна в электродуговых печах
Выплавка стали
Емкость
печи, т
D, т/ч
Пыль
0,5
0,33
9,9
Выплавка чугуна
Оксид Оксиды
углерода азота
1,4
D, т/ч
Пыль
?
?
0,27
Оксид Оксиды
углерода азота
?
?
1,5
0,94
9,8
1,2
0,26
?
?
?
?
3,0
1,56
9,5
1,3
0,26
1,65
9,5
1,3
0,26
5,0
2,0
9,4
1,3
0,26
2,5
9,4
1,3
0,26
6,0
2,7
9,2
1,4
0,27
2,8
9,2
1,4
0,27
10,0
3,0
8,8
1,4
0,27
4,5
8,8
1,4
0,27
12,0
4,2
8,7
1,5
0,29
5,1
8,7
1,5
0,29
20,0
5,9
8,1
1,5
0,29
7,0
8,1
1,5
0,29
25,0
6,2
7,6
1,5
0,29
8,0
7,6
1,5
0,29
40,0
10,6
7,0
1,5
0,29
12,0
7,0
1,5
0,29
50,0
11,4
6,9
1,4
0,28
14,0
6,9
1,4
0,28
100,0
21
6,6
1,5
0,29
23,0
6,6
1,5
0,29
Таблица 3
Значения коэффициента учета условий плавки b
Условия плавки
Кислый процесс
Основной процесс
Применение кислорода
Плавка легированной стали
Предварительный нагрев
Выплавляемый материал
Сталь
Чугун
1,00
1,00
0,80
1,15
0,85
?
0,67
1,1
?
1,22
Плавка цветных металлов и сплавов на их основе на машиностроительных предприятиях осуществляется в основном в индивидуальных индукционных, шигельных, канальных электродуговых
печах и печах сопротивления. Количество выделившихся вредных
веществ рассчитывают по формуле (1), принимая b = 1,0 (табл. 4).
5
Copyright ??? «??? «??????» & ??? «A???????? K????-C?????»
Таблица 4
Удельные выделения загрязняющих веществ mуд, кг/т,
при плавке цветных металлов и сплавов на их основе
Плавильные печи
Индукционные
Электродуговые
Сопротивления
Газомазутные
(плавка алюминия)
Пыль
Оксиды
азота
1,2
1,8
1,5
2,8
0,7
1,2
0,5
0,6
Сернистый
Оксид
Прочие
ангидрид углерода вещества
0,4
0,8
0,7
0,6
0,9
1,1
0,5
1,4
0,2
0,3
0,3
0,18
При сушке холоднотвердеющих формовочных и стержневых
смесей в воздух рабочей зоны выделяются загрязняющие вещества, количество которых определяется площадью поверхности формы (табл. 5).
Таблица 5
Выделения загрязняющих веществ G, кг/ч,
при сушке холоднотвердеющих формовочных и стержневых смесей
Тип
оборудования
Горизонтальные конвейерные сушила
Конвейерные
сушила ЗИЛ
Вертикальные сушила
Камерные
сушила
ФторисОксид Оксиды Сернисан- тый во- ФормальМетан Акролеуглерода азота тый
ин
дегид
гидрид
дород
0,511
0,252
0,140
?
0,080
0,031
0,085
0,400
0,013
?
0,017
?
?
?
0,119
0,032
0,097
0,016
?
?
?
0,655
0,0012
0,102
?
?
0,033
?
Применение в литейном производстве крепителей из жидкого
стекла для высушивания форм химическим способом приводит к
выделению в производственные помещения диоксида углерода в
количестве 0,6 кг на 1 м3 расходуемой углекислоты.
Под действием теплоты жидкого металла из формовочных смесей выделяются фенол, формальдегид, метанол, другие токсичные
вещества (табл. 6).
6
Copyright ??? «??? «??????» & ??? «A???????? K????-C?????»
Таблица 6
Выделения G, мг, вредных веществ из формовочной смеси
(200 г кварцевого песка и 4 г смолы)
с единицы площади поверхности за 3 ч
Смола
Фенол
Формальдегид
Метанол Фурфурол
Ацетон
Формальдегидная
ОФ-1
Фенолфурановая
ФФ-1Ф
Карбамидная
0,45
0,85
2,77
?
87,26
0,41
0,46
4,05
0,36
?
?
0,49
86,9
0,36
?
При выбивке форм и стержней в воздух рабочей зоны выделяются вредные вещества, количество которых определяяется типом
оборудования. Это количество вредных выделений рассчитывают
по формуле (1) при b = 1,0, принимая во внимание удельные выделения загрязняющих веществ, приведенные в табл. 7.
Таблица 7
Удельные выделения загрязняющих веществ mуд, кг/т,
при выбивке форм и стержней
Оксид
Сернистый
углерода ангидрид
Оксиды
азота
Аммиак
0,04
0,2
0,4
1,0
0,03
0,2
0,3
7,9
10,2
1,1
1,2
0,03
0,04
0,2
0,3
0,4
0,6
22,3
1,2
0,04
0,3
0,6
Оборудование
Пыль
Подвесные вибраторы при высоте опоки
над решеткой
не более 1 м
9,7
1,2
Решетки выбивные
эксцентриковые
грузоподъемностью
до 2,5 т/ч
4,8
Решетки выбивные
инерционные грузоподъемностью:
до 10 т/ч
до 20 т/ч
Решетки выбивные
инерционно-ударные
грузоподъемностью
до 30 т/ч
7
Copyright ??? «??? «??????» & ??? «A???????? K????-C?????»
2. ПРОКАТНЫЕ И КУЗНЕЧНО-ПРЕССОВЫЕ ЦЕХИ
В процессе обработки металла в этих цехах выделяются пыль,
туманы масел и кислот. Пыль образуется главным образом в результате измельчения окалины валками. В среднем общий выброс
пыли из цеха составляет 200 г на 1 т товарного проката.
При сжигании в технологическом оборудовании газообразного, жидкого или твердого топлива с отводом продуктов сгорания в
дымовую трубу часть этих продуктов прорывается в помещение.
Количество G, кг/ч, оксида углерода (СО) или сернистого газа
(H2S), которые в этом случае поступают в помещение, определяют
по формуле
G = mудBт,
(2)
где mуд ? удельные выделения вредных веществ, образующихся при
сжигании 1 кг топлива, кг/т (табл. 8); Bт ? расход сжигаемого топлива, т/ч.
Таблица 8
Удельные выделения вредных веществ mуд, кг/т,
поступающих в помещение при сжигании топлива
Производство и оборудование
Оксид углерода
Сернистый газ
Термическое производство заводов
тяжелого машиностроения.
Нагревательные печи, работающие:
на природном газе
на мазуте
Термическое производство автотракторных и инструментальных заводов.
Нагревательные печи, работающие:
на природном газе
на мазуте
3,8
4,8
?
3,1
2,4
12
?
6
Сварочное производство.
Печи отжига, работающие:
на природном газе
на мазуте
8,5
7,8
?
5
7
7
?
5,2
Кузнечное производство.
Нагревательные печи, работающие:
на природном газе
на мазуте
8
Copyright ??? «??? «??????» & ??? «A???????? K????-C?????»
Окончание табл. 8
Производство и оборудование
Оксид углерода
Сернистый газ
3
3
?
2,2
Прессовое производство.
Нагревательные печи, работающие:
на природном газе
на мазуте
3. ТЕРМИЧЕСКИЕ ЦЕХИ
К основным видам оборудования термических цехов, являющихся источниками выделения вредных веществ, относят печи,
нагревательные и охлаждающие устройства, установки поверхностного упрочнения, нанесения гальванических покрытий и т. п.
(табл. 9).
Таблица 9
Выделения загрязняющих веществ в термических цехах
Технологический процесс
Вещество
Количество вещества
Сжигание природного газа
в нагревательных устройствах
Оксид углерода
Оксиды азота
12,90 г/м3 газа
2,15 г/м3 газа
Нагрев под закалку в расплавах хлористого бария, натрия
и калия в соляных ваннах
Аэрозоли
Хлористый водород
0,35 г/кг металла
0,12 г/кг металла
Охлаждение и отпуск стальных деталей в смесях из углекислого натрия, хлористого
натрия и углекислого калия
Аэрозоли
0,25 г/кг металла
Цианирование:
низкотемпературное
высокотемпературное
Аэрозоли
Цианистый водород
Аэрозоли
Цианистый водород
0,25
0,30
0,36
0,30
г/кг
г/кг
г/кг
г/кг
металла
металла
металла
металла
Закалка в масляных ваннах
и баках
Аэрозоли и пары
масла
0,10 г/кг металла
Отпуск в масляных ваннах
и баках
Аэрозоли и пары
масла
0,08 г/кг металла
Дробеструйная обработка
Пыль металлическая, окалина
1,50 г/кг металла
Пары бензола
и толуола
2,0 г/кг металла
Нанесение антицементационных покрытий
9
Copyright ??? «??? «??????» & ??? «A???????? K????-C?????»
4. ТРАВИЛЬНЫЕ ЦЕХИ И УЧАСТКИ
При травлении металлов воздух рабочей зоны загрязняется в
основном водородом, водяными парами, аэрозолями соляной и
серной кислот, хлористым водородом и оксидами азота. Количество газов, выделяющихся при химической обработке металлов,
G, кг/ч, можно рассчитать по количеству выпускаемых изделий и
по массе снимаемого металла, используя для этого формулы химических реакций:
G = mмет k Mг / Mмет,
(3)
где mмет ? масса снимаемого металла, кг/ч; k ? стехиометрический
коэффициент, определяемый по формуле химической реакции; Мг
и Mмет ? молярные массы определяемого газа и металла соответственно, кг/кмоль.
Объем выделяющегося в травильных ваннах с соляной и серной кислотой водорода V H2 , м3/ч, приведенный к нормальным условиям (Т = 273 К и Р = 101,325 кПа), может быть определен по
формуле
V H2 = Fт V (H2 ), или V H2 = q (H2) mмет,
(4)
где V (H2 ) и q (H2) ? удельные выделения водорода, образующиеся
соответственно с 1 м2 поверхности травильного металла, м3/(ч Ч м2),
и 1 кг снимаемого металла, м3/кг (табл. 10); Fт ? площадь поверхности травильного металла, м2.
Количество аэрозоля серной кислоты G (H2SO4), кг/ч, выделяющегося в производственное помещение из сернокислых ванн
травления без применения ингибитора, можно определить по эмпирической зависимости
G (H2SO4) = (0,48q + 0,24tp ? 14,4)S,
(5)
где q ? объемная концентрация серной кислоты в ванне, %; tр ?
температура раствора, °С; S ? площадь зеркала ванны, м2.
Формула (5) справедлива для концентраций cерной кислоты в
пределах 10...25 % и температуры раствора 60...95 °С.
10
Copyright ??? «??? «??????» & ??? «A???????? K????-C?????»
Таблица 10
3
2
3
Удельные выделения водорода V (H 2 ), м /(ч Ч м ), и q (H2), м /кг,
в травильных ваннах с соляной и серной кислотой
Кислота
Концентрация, Температура
%
раствора, °С
1
6
14
3
6
15
10
2
10
20
35
Соляная
Серная
*?.?. ?
16?18
Б.П.*
Б.П.*
90
70
80
80
80
65
52
25
Без присадки
q (H2)
V (H2 )
С присадкой,
q (H2)
25,9
13,2
6,9
316
122,5
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
0,420
0,240
0,200
0,180
0,050
0,040
?
?
?
95
4,8
?
?
?
?
?
?
без подогрева.
Азотную кислоту используют для травления высоколегированных сталей. Как правило, водород при травлении не выделяется.
Это объясняется тем, что он расходуется на преобразование азотной кислоты в азотистую, а последняя, разлагаясь, дает оксид и
диоксид азота. Общее количество вредных выделений зависит от
размеров ванн травления и определяется по формуле
G = mудS kз kу j,
(6)
где mуд ? удельные выделения вредных веществ, отходящих от единицы поверхности, кг/(м2 Ч ч), ? табл. 11; S ? площадь зеркала ванны, м2; kз ? коэффициент загрузки ванны; kу ? коэффициент укрытия ванны (при наличии в составе раствора поверхностно-активных
веществ (ПАВ) kу = 0,5; при отсутствии ПAB kу = 1,0); j ? коэффициент, зависящий от площади испарения следующим образом:
S, м2
j
S, м2
j
0,05
2,87
0,55
1,39
0,10
2,56
0,60
1,33
0,15
2,35
0,65
1,27
0,20
2,17
0,70
1,23
0,25
2,00
0,75
1,18
0,30
1,85
0,8
1,13
0,35
1,72
0,85
1,09
0,40
1,60
0,9
1,06
0,45
1,52
0,95
1,03
0,5
1,45
1,0
1,0
11
Copyright ??? «??? «??????» & ??? «A???????? K????-C?????»
Таблица 11
2
Удельные выделения вредных веществ mуд, кг/(м Ч ч),
при травлении легированных сталей различными кислотами
Марка стали
Сталь10
Сталь20
Травильный раствор
Вредные вещества
Состав
t, °С
Состав
mуд
HCl ?20 %
70?80
Аэрозоль
соляной
кислоты
1560
H2SO4 ?15 %
(без ингибитора)
70
H2SO4 ?15 %
(с ингибитором)
70
12
Аэрозоль
серной
кислоты
1,8
79НМ
H2SO4 ?24 %
ХН78Т
NaCl ?8 %
50ХНС
NaNO3 ?2 %
12Х18Н12Т
HNO3 ? 10?12 %
60
Оксиды азота
в пересчете
на N2O3
258
12Х18Н10Т
HNO3 ? 4?5 %
60
Суммарно
NO2 + HNO3
в пересчете
на N2O3
282
08Х15Н24В4TР
HNO3 ?15,5 %
50
Фтористый
водород
7,08
Оксиды азота
в пересчете
на N2O3
11,1
Суммарно
NO2 + HNO3
в пересчете
на N2O3
56,4
60
Суммарно
SO2 + H2SO4
в пересчете
на H2SO4
3,18
60
Хлористый
водород
0,92
70
H2SO4 ?20?22 %
12Х18Н10Т
NaCl ? до 3 %
15Х25Т
То же
15Х12ВНМФ
12
4,8
14,7
12Х18Н10Т
08Х18Н10Т
21
Copyright ??? «??? «??????» & ??? «A???????? K????-C?????»
5. ГАЛЬВАНИЧЕСКИЕ УЧАСТКИ И ЦЕХИ
При гальванической обработке деталей выделяются аэрозоли
кислот и едких щелочей, оксиды азота, цианистый водород, фтористый водород, хромистый ангидрид, аэрозоли растворов и др.
Испарение вредных веществ с открытых поверхностей ванн
гальванизации и травления металлов происходит вследствие разности парциальных давлений или концентрации вещества над поверхностью жидкости и в окружающей воздушной среде.
Количество паров испаряемого вещества G, кг/ч, определяют
по формуле
G = 0,93kt D(C1 ? C2)Leотс b0,1F y?0,9,
(7)
где kt ? коэффициент, зависящий от разности температур поверхности жидкости и окружающего воздуха следующим образом:
Dt, °C
10
20
30
40
50
kt
0,614
0,58
0,54
0,48
0,44
D ? коэффициент диффузии пара в воздухе, м2/ч; C1, C2 ? концентрации паров рассматриваемого вещества соответственно на поверхности раствора и в воздухе помещения, кг/м3; Lотс ? расход
воздуха в местном (бортовом) отсосе, м3/ч; е ?коэффициент местного отсоса, принимаемый равным 0,9 при работающем отсосе и
нулю при неработающем; b ? характерный размер (ширина ванны)
поверхности испарения, м; F ?площадь поверхности испарения, м2
; y ? пространственный угол подтекания воздуха к местному отсосу (при отсутствии местного отсоса y = 1,0; для отсоса, расположенного у стены или рядом с отсосом смежной ванны y = = 0,5p;
для отсоса у ванны, расположенной рядом с другой, не имеющей
отсоса, y = p; для отдельно стоящей ванны y = 1,5p).
При температуре воздуха tв, °С, и барометрическом давлении
Рбар, кПа, коэффициент диффузии
D = D 0 жз
и
2
273 + t ц 101,325
,
ч
273 ш
P бар
(8)
где D0 ? коэффициент диффузии при нормальных условиях, м2/ч
(для водяного пара D0 = 0,0754 м2/ч; для хлористого водорода
D0 = 0,047 м2/ч; для цианистого водорода D0 = 0,062 м2/ч; для азотной кислоты D0 = 0,033 м2/ч).
13
Copyright ??? «??? «??????» & ??? «A???????? K????-C?????»
По закону Грэхема в одинаковых условиях скорости диффузии
двух газов обратно пропорциональны корням квадратным их молярных масс:
D1
=
D2
M2
.
M1
(9)
Используя этот закон, можно определить коэффициент диффузии
для любых газов и паров.
Концентрации паров рассчитывают по их парциальным давлениям:
C =
Mв
P
r возд ,
M возд P бар - P
(10)
где Мв и Мвозд ? молярные массы рассматриваемого вещества и
воздуха соответственно, кг/моль; Р ? парциальное давление паров
вещества, кПа; Рбар ? барометрическое давление, кПа; rвозд ?
плотность воздуха при температуре поверхности испарения, кг/м3.
В технологических процессах, связанных с капельным уносом,
происходит увеличение массы паров в воздухе, отсасываемом вытяжной вентиляцией, по сравнению с массой паров, испаряющихся
с зеркала ванн. Это обусловлено увеличением площади поверхности
испарения в результате появления пузырьков на поверхности и наличием капель в отсасываемом воздухе, а также высвобождением
паров из объема пузырьков при их разрыве. Максимальное увеличение площади поверхности испарения может быть оценено коэффициентом l,45.
Серная кислота и щелочи практически не испаряются, так как
парциальное давление паров серной кислоты ничтожно мало (при
t = 20 °С r(HSO4) = 0,07 Па), а температура кипения щелочей высокая (температура кипения NaOH при нормальном барометрическом давлении составляет 1378 °С).
Концентрации вредных веществ в воздухе рабочей зоны (C2)
следует считать равными ПДК. С некоторой ошибкой в сторону
завышения количества испаряющихся веществ можно принять
значения этих концентраций равными нулю.
Количество паров органических растворителей G, кг/ч, выделяющихся в процессах обезжиривания изделий, определяют по
14
Copyright ??? «??? «??????» & ??? «A???????? K????-C?????»
формуле (6) (mуд ? удельные выделения вредных веществ, отходящих от единицы поверхности, кг/(м2 Ч ч) ? табл. 12).
Таблица 12
2
Удельные выделения загрязняющих веществ mуд, кг/(м Ч ч)
в процессах обезжиривания изделий
Процесс
Вещество
mуд
Обезжиривание изделий:
органическими растворителями
Бензин
4,500
Керосин
1,560
Уайт-спирит
5,800
Бензол
2,970
Трихлорэтилен
3,940
Тетрахлорэтилен
4,200
Трифтортрихлорэтан
14,910
химическое в растворах щелочи
Едкая щелочь
0,001
электрохимическое
Едкая щелочь
0,0396
При расчете количества загрязняющих веществ, выделяющихся при гальванической обработке, коэффициент j принимают равным 1,0. Значения mуд приведены в табл. 13.
Таблица 13
2
Удельные выделения mуд, кг/м , и значения коэффициента токсичности Сток
вредных веществ, выделяющихся от гальванических ванн
Технологический процесс
Электрохимическая обработка металлов
в растворах, содержащих хромовую кислоту в концентрации 150?300 г/л, при
электрической нагрузке на ванну 1000 А
(хромирование, анодное декапирование,
снятие меди и др.)
То же в растворах, содержащих хромовую
кислоту в концентрации 30?60 г/л (электрополировка алюминия, стали и др.)
Определяющее
m*уд Ч 103
вредное
вещество
Сток
36
2
7,2
1,6
Хромовый
ангидрид
15
Copyright ??? «??? «??????» & ??? «A???????? K????-C?????»
Продолжение табл. 13
Технологический процесс
Определяющее
m*уд Ч 103
вредное
вещество
Электрохимическая обработка металлов
в растворах, содержащих хромовую кислоту в концентрации 30?100 г/л при
электрической нагрузке на ванну 500 А,
а также химическое оксидирование алюминия и магния (анодирование алюминия, магниевых сплавов и др.)
Химическая обработка стали в растворах
хромовой кислоты и ее солей при температуре Т і 50 °С (пассивация, травление,
снятие окалинной пленки, наполнение
в хромпике и др.)
Хромовый
ангидрид
То же в растворах хромовой кислоты и ее
солей при температуре Т Ј 50 °С (пассивация, травление, снятие окалинной пленки, наполнение в хромпике и др.)
Сток
3,6
1,25
0,00198
1
0**
0***
198
198
1,25
1,6
39,6
1,6
Химическая обработка металлов в растворах щелочи (оксидирование стали, химическое полирование алюминия, рыхление окалины на титане, травление алюминия, магния и их сплавов и др.) при
температуре раствора:
выше 100 °С
ниже 100 °С
Электрохимическая обработка металлов
в растворах щелочей (анодное снятие
шлама, обезжиривание, лужение, снятие
олова, оксидирование меди, снятие хрома и др.)
Щелочь
Химическая обработка металлов, кроме
алюминия, в растворах щелочи (химическое обезжиривание, нейтрализация
и др.) при температуре раствора:
0**
0**
выше 50 °С
ниже 50 °С
Кадмирование, серебрение, золочение
и электродекапирование в цианистых
растворах
Цинкование, меднение, латунирование
и амальгамирование в цианистых растворах
16
Цианистый
водород
19,8
2
5,4
1,6
Copyright ??? «??? «??????» & ??? «A???????? K????-C?????»
Продолжение табл. 13
Технологический процесс
Химическая обработка металлов в растворах, содержащих фтористо-водородную
кислоту и ее соли
Определяющее
m*уд Ч 103
вредное
вещество
72
1,6
288
1,25
1,08
0***
252
1,6
Меднение, лужение и цинкование в серно-кислых растворах при температуре
Т Ј 50 °С, а также химическое декапирование
0**
0***
Химическая обработка металлов в концентрированных нагретых растворах и
электрохимическая обработка в концентрированных холодных растворах, содержащих ортофосфорную кислоту (химическое полирование алюминия, электрополирование стали, меди и др.)
18
1,6
2,16
1,25
То же в концентрированных холодных и
разбавленных нагретых растворах, содержащих соляную кислоту (травление, снятие шлама и др.)
Химическая обработка металлов, кроме
снятия цинкового и кадмиевого покрытий, в холодных растворах, содержащих
до 200 г/л соляной кислоты (травление,
декапирование и др.)
Электрохимическая обработка металлов в
растворах, содержащих серную кислоту в
концентрации 150?350 г/л, а также химическая обработка в концентрированных
холодных и нагретых разбавленных растворах (анодирование, электрополирование,
травление, снятие никеля, серебра, гидридная обработка титана и др.)
Химическая обработка металлов в концентрированных холодных и разбавленных нагретых растворах, содержащих ортофосфорную кислоту (фосфатирование
и др.)
Фтористый
водород
Сток
Хлористый
водород
Серная
кислота
Фосфорная
кислота
17
Copyright ??? «??? «??????» & ??? «A???????? K????-C?????»
Окончание табл. 13
Технологический процесс
Химическая обработка металлов в разбавленных растворах, содержащих азотную кислоту (осветление алюминия, химическое снятие никеля, травление, декапирование меди, пассивация и др.)
при концентрации раствора, г/л:
Определяющее
m*уд Ч 103
вредное
вещество
Сток
Азотная
кислота и
оксиды азота
выше 100 °С
10,8
1,25
ниже 100 °С
0**
0***
0,54
2
Растворимые
соли никеля
0,108
1,6
Меднение в этилендиаминовом электролите
Этилендиамин
0**
1,0
Лужение в электролитах с добавкой фенола
Фенол
0**
1,0
Анилин
0**
1,0
Пары воды
?
0,5
?
?
0,5
Никелирование в хлоридных растворах
при плотности тока 1?3 А/дм2
Никелирование в сульфатных растворах
при плотности тока 1?3 А/дм2
Крашение в анилиновом красителе
Промывка в горячей воде при температуре Т > 50 °С
Безвредные технологические процессы
при наличии неприятных запахов (например, аммиака, клея и др.)
* Значения m приведены для расчета максимальных разовых конценуд
траций при нормальной загрузке ванны.
** ?????????? ???????????? ??????? ??????? ????????????? ? ??? ???????
????????ионных выбросов может не учитываться.
*** ??????? ?????, ??? ???????, ?? ?????????; ?????? ??? ??????? ??????????
????????????? ???????? ??????? ????? ?????????.
Для определения среднесуточных значений mуд следует учитывать коэффициент загрузки оборудования. При необходимости
очистки вентиляционных выбросов и выборе очистных устройств
следует учитывать выпадение аэрозоля на внутренние стенки отсосов и воздуховодов.
Интенсивность выделения вредных веществ при электрохимических процессах зависит от состава раствора, плотности тока и
18
Copyright ??? «??? «??????» & ??? «A???????? K????-C?????»
выхода токсичных газов, а при химических процессах ? от состава
раствора, его температуры и кинетики химических реакций. Исследованиями установлены следующие зависимости.
Выделение хромового ангидрида
из ванн электрохимического хромирования
Плотность тока, А/м2
Удельная масса хромового ангидрида,
мг/(м2 Ч с)
1000
13,9
1500
18,05
2000
21,6
2500
24,5
3000
26,4
3500
27,8
4000
28,7
Выделение цианистого водорода из ванн серебрения
Плотность тока, А/м2
Удельная масса цианистого водорода,
мг/(м2 Ч с)
100
1,66
150
1,94
200
2,22
250
2,36
300
2,5
350
2,64
400
2,78
Взаимодействие поверхностного слоя электролита с углекислотой воздуха
приводит к дополнительному выделению цианистого водорода
Температура электролита, °С
Удельная масса цианистого водорода, мг/(м2 Ч с)
25
0,139
30
0,347
35
0,694
40
1,11
45
1,66
В процессах цианистого цинкования и меднения количество
выделившегося цианистого водорода составляет 20 % от приведенных значений.
Для оценки взрываемости воздуха, отсасываемого от электрохимических ванн, определяют объем выделенного при электролизе
водорода V H2 , м3/ч:
V H2 = 0,37uS ES F d(1 ? kS)T / P,
(11)
где uS ? электрохимический эквивалент газа, для водорода uS =
= 0,418 Ч 10?3 м3/(А Ч ч); ES ? удельный расход электричества,
А Ч ч/(м2 Ч мкм); F ? площадь обрабатываемой поверхности деталей,
м2/ч; d ? толщина покрытия, мкм; kS ? коэффициент, учитывающий
выход по току основного вещества; T ? температура отсасываемого
воздуха, К; P ? давление отсасываемого воздуха, кПа. Значения
удельного расхода электричества ЕS и коэффициента выхода по то19
Copyright ??? «??? «??????» & ??? «A???????? K????-C?????»
ку kS металла при электрохимических процессах для некоторых металлов приведены ниже:
Металл
Медь из ванн:
кислых
цианистых
Цинк из ванн:
кислых
цианистых
Олово из ванн:
кислых
цианистых
Никель
Хром
Железо
Свинец
Серебро
Золото
ЕS
kS
7,5
3,75
1,0
0,6
5,82
2,94
0,96
0,8
3,3
6,6
7,95
21,9
7,58
2,92
2,61
2,63
0,9
0,65
0,98
0,13
0,95
1,0
1,0
?
6. УЧАСТКИ НАНЕСЕНИЯ
ЛАКОКРАСОЧНЫХ ПОКРЫТИЙ
Основными вредными веществами, выделяющимися при окраске изделий, являются аэрозоли, краски и пары растворителей.
Классы опасности лакокрасочных материалов указаны в [1].
В табл. 14 представлены данные об относительном количестве
вредных веществ, выделяющихся при нанесении лакокрасочных
покрытий.
Массу аэрозоля краски G, г/мин, выделившегося при окраске
поверхности, определяют по формуле
G = mок da /102,
(12)
где mок ? расход краски, используемой для покрытия, г/мин; da ?
доля краски, потерянной в виде аэрозоля, %.
Массу паров растворителя, выделившихся при окраске поверхности, определяют по формуле
G = mок fp dp /104,
20
(13)
Copyright ??? «??? «??????» & ??? «A???????? K????-C?????»
где mок ? расход краски, используемой для покрытия, г/мин; fp ?
доля растворителя в лакокрасочном материале, %; dp ? доля растворителя, выделившегося при нанесении покрытия, %.
После нанесения лакокрасочных материалов (клеев, связующих стеклопластиков и т. п.) на поверхности оборудования образуется пленка ? слой вязкого геля, ? толщина и твердость которой
со временем увеличиваются. Испарение с открытой поверхности
происходит только в первые 1...3 мин, в дальнейшем пленка начинает препятствовать испарению, и скорость его уменьшается.
Таблица 14
Доля аэрозолей краски и паров растворителя, поступающих в рабочую зону
в процессе нанесения лакокрасочного покрытия различными способами
Способ окраски
Распыление:
пневматическое
безвоздушное
гидроэлектростатическое
пневмоэлектрическое
электростатическое
горячее
Электроосаждение
Окунание
Струйный облив
Покрытие лаком в лаконаливных машинах:
металлических изделий
деревянных изделий
Пары растворителя (% от
общего содержания растворителя в краске)
Аэрозоли
(% от производительности
при окраске)
при окраске
при сушке
30
2,5
1,0
3,5
0,3
20
?
?
?
25
23
25
20
50
22
10
28
35
75
77
75
80
50
78
90
72
65
?
?
60
80
40
20
Количество летучих паров G, г/мин, выделившихся с момента
начала окраски с окрашенной поверхности площадью F, м2, до
«высыхания от пыли» (момент, когда на выкрашенной поверхности образуется тончайшая поверхностная пленка и пыль к ней не
прилипает), рассчитывают по формуле
G = mуд (1 ? е - kt n )F / t ,
(14)
где mуд ? масса лакокрасочного материала на единице поверхности
изделия после полного высыхания, г/м2; k ? коэффициент интен21
Copyright ??? «??? «??????» & ??? «A???????? K????-C?????»
сивности испарения растворителя, мин?1; tn ? продолжительность
«высыхания от пыли» лакокрасочных материалов, мин; t ? время
образования пленки на поверхности окрашиваемого изделия, мин.
Коэффициент интенсивности испарения растворителя определяют экспериментально либо вычисляют по формуле
k = k20 kT kj ku km kn,
где k20 ? коэффициент интенсивности испарения летучих веществ
в неподвижном воздухе при температуре 20 °С, относительной
влажности 50...70 % (табл. 15); kT, kj, ku ? поправочные коэффициенты, учитывающие соответственно температуру, влажность и подвижность воздуха (табл. 16); km ? коэффициент толщины слоя материала, нанесенного на поверхность изделия, характеризуемый
расходом материала (см. табл. 16); kn ? коэффициент, учитывающий расположение окрашенной поверхности и принимаемый равным: для вертикальных поверхностей ? 1; для горизонтальных, направленных вверх (пол) ? 0,7; для горизонтальных, направленных
вниз (потолок) ? 1,3.
Таблица 15
Значения коэффициента интенсивности испарения летучих веществ
в неподвижном воздухе k20
Лакокрасочные материалы
k20
Грунт:
Лакокрасочные материалы
k20
Эмали:
глифталевый ГФ-020
0,10
алкидная АЛ-70
0,05
поливинилацетатный
ВЛ-02 и ВЛ-023
0,15
пентафталиевая ПФ-223
0,04
пентафталиевая ПФ ? 115
0,01
сополимерполивинилхлоридный ХС-010
0,25
хлорвиниловый ХС-04
фенольный ФЛ-03
Краска:
глифталевая С-3
перхлорвиниловая ХВ-16
0,10
перхлорвиниловая ХВ-125
0,16
0,05
0,04
сополимерполивинилхлоридная ХС-510
0,20
0,07
сополимерполивинилхлоридная ХС-717
0,17
глифталевая ПФ-218
0,04
глифталевая ПФ-223
0,04
22
Клей:
индитоловый ИДС
0,01
Copyright ??? «??? «??????» & ??? «A???????? K????-C?????»
Окончание табл. 15
Лакокрасочные материалы
k20
Краска:
полихлорвиниловая ХВ-53
0,07
хлорвиниловая ХО-52
0,20
хлорвиниловая ХС-54
0,10
хлорвиниловая ХС-717
0,17
хлорвиниловая ХС-720
0,20
этинолевая ЭКЖС-40
0,075
этинолевая ЭКА-15
0,14
Лак:
Лакокрасочные материалы
Клей:
интроглифталиевый ЛКС
дифеноловый ДФК
0,015
0,015
Смола:
полиэфирная П-3
0,03
полиэфирная
НПС-609-21М
0,05
Шпаклевка:
эпоксидная ЭП-00-10
битумный БТ-783
пентафталиевый ПФ-170
k20
0,1
0,1
0,1
Таблица 16
Значения поправочных коэффициентов kT , kj, ku, km
Температура
воздуха, °С
kT
Подвижность
воздуха, м/с
kj
Относительная влажность, %
ku
Расход материала, г/м2
km
?10
0,2
0,0
1
30
1
100
1
?5
0,3
0,1
1,5
40
1
200
0,8
0
0,4
0,2
1,8
50
1
300
0,6
5
0,5
0,3
2,1
60
1
400
0,4
10
0,6
0,4
2,3
70
1
500
0,3
15
0,8
0,5
2,4
80
1
1000
0,2
20
1,0
0,6
2,6
90
0,8
2000
0,1
25
1,4
0,7
2,7
100
0,6
?
?
30
1,9
0,8
2,8
?
?
?
?
35
2,4
1,0
3,0
?
?
?
?
Продолжительность «высыхания от пыли» для лакокрасочных
материалов может быть определена по формуле
tn = 4,5 / k20.
23
Copyright ??? «??? «??????» & ??? «A???????? K????-C?????»
7. ЦЕХИ И УЧАСТКИ МЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ
МАТЕРИАЛОВ
В процессе механической обработки материалов в воздух выделяются вредные вещества в виде пыли, аэрозолей и туманов масел,
а также других охлаждающих жидкостей. В табл. 17 приведены
данные по выделению пыли G, г/ч, при обработке резанием хрупких материалов на различных станках.
Таблица 17
Выделение пыли G, г/ч (на единицу оборудования),
при обработке резанием хрупких материалов
Станки
Обрабатываемый материал
Чугун
Бронза
Текстолит
Карболит
Пресспорошки
Токарные
Фрезерные
20?40
15?25
8?10
6?8
50?80 100?200
40?80 180?280
250?350
3?5
Зубофре- Сверлиль- Расточзерные
ные
ные
?
?
20?40
?
?
3?5
12?16
?
36?50
7?10
6?10
2?2,8
?
40?80
?
Ниже приведены данные по выделению G, г/ч, вредных веществ в зависимости от типа технологического оборудования:
Мельницы помола отходов полистирола
420?650 (пыль)
Грануляторные машины
63?106 (пыль)
21?38 (пары стирола)
Смесительные барабаны
1440?2440 (пыль)
Дробилки
1079?4100 (пыль)
Зачистные станки
11?19 (пары стирола)
126?482 (пыль)
При раскрое пакетов стеклоткани (d Ј 50 мм) на ленточном
станке в воздух рабочей зоны выделяется 9...20 г/ч пыли, в процессе резания органического стекла дисковыми пилами ? 800...950 г/ч
пыли, при изготовлении деталей литьевыми машинами ?
26...74 г/ч паров стирола.
В табл. 18 приведены данные по выделению G, г/ч, аэрозолей
масла, эмульсола и паров воды при обработке металлов с охлаждением.
24
0,9?11,8
1,14?0,90
1?10
4,5?59
0,7?4,5
Вертикально-сверлильные станки
Горизонтально-расточные станки
Координатно- и алмазорасточные
станки
14
2,0?5,6
10?28
Многошпиндельные токарные прутковые автоматы
7?40
0,9?8,0
4,5?40
Многорезцовые токарные полуавтоматы
Карусельно-фрезерные станки
2,80?5,60
11?28
Многошпиндельные токарные полуавтоматы
Продольно-фрезерные станки
0,56?0,90
2,6?4,5
Одношпиндельные токарно-револьверные станки
2,8
1,4?8,0
0,2?2,0
4,0?30,0
0,56?2,80
2,8?14
20?150
2,0?40,0
Токарно-карусельные станки
10?200
Токарные станки крупных размеров
0,13?2,80
Токарно-револьверные станки
0,65?14,0
Аэрозоли масла при
Мощность обо- охлаждении
маслом,
рудования, кВт
г/ч
Токарные станки малых и средних
размеров
Оборудование
0,088
0,040...0,252
0,004...0,028
0,028...0,372
0,06...0,063
0,063...0,176
0,028...0,252
0,088?0,176
0,017?0,028
0,126?0,945
0,017?0,088
0,063?1,260
0,004?0,088
Аэрозоли эмульсола
при охлаждении
эмульсией или содовым раствором, г/ч
2100
1100?6000
100?700
700?8900
200?1500
1500?4200
600?6000
2100?4200
400?700
300?2300
400?2100
1500?3000
100?2100
Пары воды, г/ч
Выделения G, г/ч, аэрозолей масла, эмульсола и паров воды (на единицу оборудования)
при механической обработке металлов
Таблица 18
Copyright ??? «??? «??????» & ??? «A???????? K????-C?????»
0,12?1,4
0,56?2,80
0,6?20
0,6?7
2,8?14
2,0?4,5
0,7?10
Зубофрезерные станки
Зуборезные и зубодолбежные станки
Фрезерные станки горизонтальные,
вертикальные и универсальные
Внутришлифовальные станки
Круглошлифовальные станки
2,0?11,0
93?300
84?126
3,1?10
2,8?4,2
Зубошлифовальные станки
Резьбо- и шлицешлифовальные
станки
51?840
Бесцентрошлифовальные станки
135?600
1,7?28
4,5?20
Плоскошлифовальные станки
21?3000
60?135
0,12?4,00
0,12?2,80
10?55
0,6?14
Резьбонакатные станки
8,0?36,0
0,1?2,0
2,0?4,0
0,34?2,80
Протяжные станки
0,5?10
40?180
Продольно-строгальные станки
10?20
Поперечно-строгальные станки
1,7?14
Барабанно-фрезерные станки
Аэрозоли масла при
Мощность обо- охлаждении
маслом,
рудования, кВт
г/ч
Радиально-сверлильные станки
Оборудование
0,462?0,693
0,511?1,650
0,742?3,300
0,28?4,62
0,115?1,650
0,330?0,742
0,017?0,088
0,004?0,040
0,004?0,126
0,004?0,083
0,063?0,346
0,252?1,134
0,003?0,063
0,63?0,126
0,011?0,088
400?600
500?1500
700?3000
300?4200
100?1500
300?700
400?2100
1100?10100
100?300
100?2100
1500?8300
6000?27000
80?1500
1500?3000
300?2100
Пары воды, г/ч
Окончание табл. 18
Аэрозоли эмульсола
при охлаждении
эмульсией или содовым раствором, г/ч
Copyright ??? «??? «??????» & ??? «A???????? K????-C?????»
Copyright ??? «??? «??????» & ??? «A???????? K????-C?????»
В табл. 19 приведены данные по выделению пыли G, г/ч, при
механической обработке металлов на шлифовальных, полировальных и заточных станках.
Таблица 19
Удельное выделение пыли G, г/ч, при механической обработке металлов
Станки
Круглошлифовальные
Диаметр
круга, мм
Пыль
G
150
Абразивная
и металлическая
117
300
180
400
180
600
233
750
270
900
Плоскошлифовальные
155
350
175
250
310
Абразивная
и металлическая
130
150
350
181
400
198
450
212
500
225
Бесцентрошлифовальные
30?100
395?500
480?600
500
Абразивная
и металлическая
44?47
58?80
78?100
80
Зубошлифовальные
75?100
Абразивная
и металлическая
42?49
120
Внутришлифовальные
44
160
47?48
400
65
5?20
10?50
Абразивная
и металлическая
25?30
26?45
17?80
28?58
40?150
40?87
125?200
80?108
27
Copyright ??? «??? «??????» & ??? «A???????? K????-C?????»
Окончание табл. 19
Станки
Заточные
Диаметр
круга, мм
Пыль
G
100
Абразивная
и металлическая
30?40
150
200
250
300
350
400
450
500
550
Полировальный с войлочными кругами
100
200
300
400
500
600
Войлочная
40?62
62?85
85?110
110?135
135?160
160?182
182?205
205?230
230?255
40?60
60?80
80?120
120?160
160?200
200?260
Отрезные
?
Металлическая
260?730
Карцевальные
?
Металлическая
200?350
Данные по удельным выделениям вредных веществ при плазменной обработке металлов приведены в табл. 20.
Таблица 20
Удельные выделения G вредных веществ
при плазменной обработке металлов
Технологический процесс
Напыление:
порошками циркония
порошками вольфрама
хромомолибденовой
проволокой
хромоникелевой
проволокой
28
Вредное вещество
G
расходуемого при силе тока
продукта, г/кг I = 100 А, г/ч
Диоксид циркония
193
?
Оксид вольфрама
150
?
Хромовый ангидрид
0,57
?
Хромовый ангидрид
1,4
?
Copyright ??? «??? «??????» & ??? «A???????? K????-C?????»
Окончание табл. 20
Технологический процесс
Вредное вещество
марганцовистой
Оксид марганца
проволокой
проволокой из алюОксид меди
миниево-марганцовистой бронзы
Плазменно-механическая обработка:
легированных сталей Хромовый ангидрид
на хромоникель-молибденовой основе
Оксид никеля
высоколегированных
сталей и сплавов на никелевой основе
титановых сплавов
Диоксид титана
средней прочности
G
расходуемого при силе тока
продукта, г/кг I = 100 А, г/ч
4,5
?
40
?
?
0,032
?
0,074
?
12,0
8. ПРОИЗВОДСТВО ИЗДЕЛИЙ
ИЗ НЕМЕТАЛЛИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ
Выделения вредных веществ при производстве изделий из
стеклопластиков определяют как произведение удельных выделений загрязняющих веществ, приведенных в табл. 21, на расчетную
производительность оборудования D, кг/ч (паспортная характеристика), по основному компоненту смолы.
Таблица 21
Удельные выделения mуд, г/кг, загрязняющих веществ
при производстве изделий из стеклопластиков
Технологический процесс
Определяющее
вредное вещество
mуд
Приготовление связующего вещества:
на основе полиэфир- Пары стирола
ных смол
Пары гипериза
2 г/кг стирола, входящего в смолу*
0,8 г/кг гипериза, входящего в связующее**
29
Copyright ??? «??? «??????» & ??? «A???????? K????-C?????»
Окончание табл. 21
Технологический процесс
Определяющее
вредное вещество
mуд
на основе фенолфор- Пары фенола
мальдегидных смол
0,7 г/кг свободного
фенола, входящего в
смолу
Пары формальдегида 1,8 г/кг свободного
формальдегида в смоле
Пропитка стекложгута,
ковров и изделий
Пары стирола
40 г/кг стирола, входящего в смолу
Контактное формование
Пары стирола
95 г/кг стирола, входящего в смолу
Пары гипериза
12 г/кг гипериза, входящего в связующее
Прессование изделий:
из материалов на ос- Пары стирола
нове полиэфирных смол
Пары гипериза
из прессматериалов
АГ-4С
Пары фенола
Пары формальдегида
Пары анилина
из материалов на ос- Пары фенола
нове формальдегидных
смол
Пары формальдегида
Раскрой стеклоткани
Пыль стекловолокна
на столе 5,3 ґ 1,2 ґ 0,9 м
20 г/кг стирола, входящего в смолу
8 г/кг кг гипериза,
входящего в связующее
0,46 г/кг прессматериала
0,13 г/кг прессматериала
0,1 г/кг прессматериала
100 г/кг свободного
фенола в смоле
370 г/кг свободного
формальдегида в смоле
180 г/ч
Обрезка труб в установ- Пыль стеклопластика 43,5 г/ч
ке БИТ-125
Распиловка круглопиль- Пыль стеклопластика 120 г/ч***
ным станком с пилой
диаметром 280 мм
Шлифовка изделий
*
**
***
30
Пыль стеклопластика 300 г/ч
15 г/кг при открытом разливе связующего вещества.
1,7 г/кг при открытом разливе связующего вещества.
Ориентировочно.
Copyright ??? «??? «??????» & ??? «A???????? K????-C?????»
При обработке древесины основным веществом, загрязняющим воздух рабочей зоны, является пыль. В табл. 22 приведены
данные по удельному выделению пыли для деревообрабатывающих
станков.
Таблица 22
Удельное выделение пыли G, г/кг, при деревообработке
на станках различного типа
G
Тип станка
Валовое
значение
Пыль с размером
частиц более 200 мкм
Долбежный
41?67
7?13
Концеравнительный двухпильный
28?60
9?22
Ленточнопильный столярный ЛС-80
Ленточно-шлифовальный ШлПС
Призерной станок ЦДК-4
36?75
12,5?26
2,5?3,5
3,3?2,4
43?88
15?34
Рейсмусовый:
односторонний
110?400
27?100
двухсторонний
495?615
125?155
Сверлильный
28?36
5,5?7,5
Торцовочный
39?86
14?33
Трехцилиндровый шлифовальный
20?55
19?52
Универсальный кругопильный
20?30
6?9,5
Фрезерный
26?55
5?11
Фуговальный
47?110
12?28
Четырехсторонний строгальный
350?670
88?167
6,5?87
1?15
Шипорезный
9. ЦЕХИ И УЧАСТКИ СВАРКИ И РЕЗКИ МЕТАЛЛОВ
Количество вредных веществ, образующихся в процессах
сварки и наплавки, G, кг/ч, определяют по формуле
G = 10?3 mуд Mр ,
(15)
где mуд ? удельное выделение вредного вещества, образующегося
на 1 кг расходуемого материала, г/кг (табл. 23); Mр ? масса расходуемого материала в единицу времени, кг/ч.
31
Copyright ??? «??? «??????» & ??? «A???????? K????-C?????»
Таблица 23
Удельные выделения mуд, г/кг, загрязняющих веществ,
образующихся при сварке и наплавке металлов
Технологическая
операция
Сварочный материал
mуд расходуемого
вещества
Вещество
Количество
Сварка и наплавка электродами, порошковой, электродной
и присадочной проволоками
Ручная дуговая
Электроды с покрытием:
сварка:
углеродистых и
газозащитного типа:
Марганец
низколегированных ОМА-2
конструкционных
рутилового и рутилсталей
карбонатного типа:
Марганец
АНО-1, ОЗС-3, ОЗС-6,
АНО-3, АНО-4, АНО-5,
РБУ-4, МР-3, МР-4,
ОЗС-4, ЗРС-3
теплоустойчивой
стали
коррозионностойкой, жаропрочной и жаростойкой
сталей
фтористо-кальциевого
типа: УОНИ-13/45,
УОНИ-13/85, СК2-50,
УОНИ-13/55 ,
УОНИ-13/65, К-5а,
АНО-7, ВСФ-65
рудно-кислого и ильменитового типа: СМ-5*,
АНО-6*
фтористо-кальциевого
типа ЦЛ-17*
рутилового и рутилкарбонатного типа:
ОЗЛ-9А*, НИАТ-1*,
ОЗЛ-14*
фтористо-кальциевого
типа: ОЗЛ-5*, ОЗЛ-6*,
ОЗЛ-7*, ОЗЛ-20*,
ВНИИМ-1*, ЦТ-15*,
НЖ-13*, ИМЕТ-10*,
ЭА-400/10у*, ЭА-606/11
ЦТ-36
32
Марганец
0,83
0,43; 0,42;
0,86; 0,85;
0,69; 1,87;
0,74; 1,32;
1,08; 1,07;
1,03
0,51; 0,78;
0,9; 1,09;
1,41; 1,53;
1,45; 1,1
Марганец
2,0; 1,95
Хромовый
ангидрид
0,6
Хромовый
ангидрид
0,273; 0,4;
0,46
Хромовый
ангидрид
0,475; 0,59
5; 0,47;
0,1; 0,119;
0,352;
0,24;
0,127;
0,25; 0,34
Марганец
1,19
Copyright ??? «??? «??????» & ??? «A???????? K????-C?????»
Продолжение табл. 23
Технологическая
операция
Сварочный материал
mуд расходуемого
вещества
Вещество
Ручная дуговая
сварка:
Электроды с покрытием:
высокопрочных
среднелегированных сталей
фтористо-кальциевого
типа:
Хромовый
ЭА-606/11*,
ангидрид
ЭА-606/11*, ЦТ-36
Электроды с покрытием:
Ручная дуговая наплавка:
слоя низколегированной стали:
слоя хромистой
стали
слоя высокохромистого специального чугуна или
стали
Ручная дуговая
сварка и наплавка
чугуна
фтористо-кальциевого
типа: ОЗН-250*,
ОЗН-300*, НР-70*,
ОЗШ-1*
ЭН-60М*,
УОНИ/13-НЖ*
фтористо-кальциевого
типа: ВСН-6**, ОМГ-Н**
Электроды, легированные хромом Т-590*,
Т-620*
Электроды с покрытием
фтористо-кальциевого
типа:
железованадиевые
ЦЧ-4*
медные и меднокислые МНЧ-2*, ОЗЧ-1*
Электроды с покрытием
фтористо-кальциевого
типа «Комсомолец-100»
Ручная сварка
и наплавка меди
и ее сплавов
Полуавтоматическая сварка стали:
без защитного га- Присадочная проволока
за
Св-08Г2С и керамический стержень ЦСК-3,
ЭП-245
Порошковые проволоки
ЭПС-15/2*, ПП-ДСК1*,
ПП-ДСК2*, ПСК-3*,
ПП-АНЗ*
Количество
0,425;
0,72; 0,45
Марганец
1,63; 4,42;
3,9; 1,01
Хромовый
ангидрид
Хромовый
ангидрид
Хромовый
ангидрид
0,151;
0,393
0,29, 1,54
Марганец
0,435
3,7; 2,87
0,92; 0,47
Марганец
3,9
Марганец
1,11; 0,61
Марганец
0,89; 0,77;
0,42; 0,41;
1,36
33
Copyright ??? «??? «??????» & ??? «A???????? K????-C?????»
Продолжение табл. 23
Технологическая
операция
Сварочный материал
mуд расходуемого
вещества
Вещество
Количество
Полуавтоматическая сварка стали:
0,76; 2,18
в углекислом газе Порошковые проволоки Марганец
ПП-АН4*, ПП-АН8*
Электродные проволоки Марганец
0,5; 0,14
Св-08Г2С;
Св-10Г2Н2СМТ
Хромоникелевые элекХромовый
тродные проволоки
ангидрид
Св-08Х19НФ2С2;
0,5
Св-Г6Х16Н25М6*
1,0
Полуавтоматическая и автоматическая сварка меди и
ее сплавов:
7,0
в азоте
Электродная проволока Медь
МЖ-КТ5-1-0,2-0,2*
в смеси азота и
То же
Медь
11,0
гелия
в углекислом газе ЭП-704; 08ХГН2МТ;
Хромовый 1,0; 0,03;
03ХГСН3МД
ангидрид
0,16
Ручная сварка алю- Электроды ОЗА-1*,
Оксид алю- 20; 28
миния и его сплаОЗА-2/АК*
миния
вов
Электродные проволоки Марганец
Полуавтоматиче7,6
ская аргонодуговая Д-20*, АМЦ*, АМГ-6Т*,
0,625;
сварка алюминия и АМГ*
0,233; 0,78
его сплавов
Электронные проволоки Титан
500
Полуавтоматичеи его двуская аргонодуговая
оксид
сварка титановых
сплавов
Наплавка литыми твердыми сплавами и карбидно-боридными
соединениями, напыление
Хромовый 1,01; 1,66
Ручная электродуЛитые твердые сплавы
ангидрид
говая наплавка
С-27*, В-2К**
Стержневые электроды
?
2,12; 2,56;
КБХ-45**, БХ-2**,
4,35
ХР-19**
Наплавочные смеси
?
0,033
КБХ**,
34
Copyright ??? «??? «??????» & ??? «A???????? K????-C?????»
Продолжение табл. 23
Технологическая
операция
Ручная электродуговая наплавка
Ручная газовая наплавка
Сварочный материал
mуд расходуемого
вещества
Вещество
БХ**
Сталинит М*
Литые твердые сплавы
С-27
В-2К*
Литые карбиды
РЭЛИТ-Т3
Порошки для напыления СНГН*, ВСНГН*
Оксид железа + примесь фтористых или
марганцевых соединений
(3?6 %)
Марганец
Оксид железа + примесь фтористых или
марганцевых соединений
(3?6 %)
Хромовый
ангидрид
Вольфрам
Количество
54,2
0,48
3,16
0,475
3,94
ПолуавтоматичеХромовый 0,357;
ское газовое напыангидрид
0,0624
ление
Плазменное напы- Порошок для напыления Оксид алю- 77,5
ление алюминия
миния
Сварка и наплавка под давлением и керамическими флюсами
Автоматическая и
полуавтоматическая
сварка под плавлеными флюсами:
0,01; 0,007;
стали
Электродные проволоки, Марганец
флюсы ФЦ-2А, ФЦ-6,
0,005;
ФЦ-11, АН-26, АН-30
0,04; 0,033
АН-60, АН-64, АН-348, Фтористый 0,012; 0,02;
48-ОФ-6, 48-ОФ-11,
водород
0,024; 0,02;
ОСЦ-45
0,07;0,03
ФЦ-7, ФЦ-12
То же
0,05; 0,018
алюминия и его
Электродная проволока, Алюминия 31,6
оксид
сплавов
флюс АН-А1*
35
Copyright ??? «??? «??????» & ??? «A???????? K????-C?????»
Окончание табл. 23
Технологическая
операция
mуд расходуемого
вещества
Сварочный материал
Вещество
Автоматическая и
полуавтоматическая
сварка под керамическими флюсами:
стали
Электродной проволоки, Марганец
флюсы К-1, К-11,
АНК-18, АНУ-30,
ЖС-450, КС-12ГА2
К-8
алюминия и его
сплавов
Электродная проволока,
флюс ЖА-64
Количество
0,023;
0,089;
0,013;
0,012;
0,142;
0,133
17,8
Оксид углерода
Фтористый 0,076
водород
* Требуется дополнительное применение респираторов или подача
чистого воздуха под маску.
** Обязательно устройство местной вытяжной вентиляции и дополнительное применение респиратора.
В табл. 24 приведены данные по выделению вредных веществ в
воздух рабочей зоны при некоторых типах сварки.
Таблица 24
Выделения загрязняющих веществ при контактной электросварке,
газовой сварке, радиочастотной сварке и плазменном напылении
Технологический процесс
Определяющее вредное
вещество
Количество вещества
Контактная электросварка стали:
стыковая и линейная
точечная
36
Сварочный аэрозоль
(оксид железа с примесью до 3 % оксида марганца)
2 г/ч на 75 кВт номинальной мощности машины
То же
2,5 г/ч на 50 кВт номинальной мощности машины
Copyright ??? «??? «??????» & ??? «A???????? K????-C?????»
Окончание табл. 24
Технологический процесс
Контактная электросварка стали:
точечная высоколегированных сталей
на машинах МПТ-75,
МПТ-100, МТПП-75
Сварка трением
Определяющее вредное
вещество
Количество вещества
Сварочный аэрозоль
(имеет состав свариваемых материалов)
3,5?5 г/ч на машину
Оксид углерода
8 мг/см2 площади
стыка
Оксиды азота
22 г/кг ацетилена
Газовая сварка стали:
ацетиленокислородным пламенем
с использованием
То же
пропанбутановой смеси
15 г/кг смеси
Плазменное напыление алюминия
Оксид алюминия
77,5 г/кг расходуемого порошка
Металлизация стали
цинком
Оксид цинка
96 г/кг расходуемой
проволоки
Радиочастотная сварка
алюминия
Алюминий и его оксиды 7,3 г/ч на агрегат
марки 16-76
Выделения загрязняющих веществ, г/ч, при резке металлов определяют по формуле
G = ql,
(16)
где q ? удельное выделение загрязняющих веществ, г/м, в зависимости от длины реза; l ? длина реза, м.
Удельные выделения загрязняющих веществ в процессе резки
ряда металлов могут быть определены по табл. 25 либо (для отдельных видов вредных выделений) по следующим эмпирическим
формулам:
для оксидов алюминия при плазменной резке сплавов алюминия
q Al = 2, 4 d ;
для оксидов титана при газовой резке титановых сплавов
q Ti = 6 d;
37
Титан и его
оксиды
140,0
315,0
390,0
355,0
5,00
15,0
25,0
35,0
4
12
20
30
Сплавы титана
Оксиды
марганца
80,08
142,2
217,5
2,45
4,00
9,80
5
10
20
высокомарганцовистая
Оксиды
марганца
4,70
14,00
22,00
32,60
0,60
1,20
2,40
0,12
0,23
0,47
0,07
0,13
0,27
16,8
31,5
38,0
27,5
0,60
1,50
2,50
2,70
131,5
280,0
343,0
332,0
0,20
0,60
1,00
1,50
1,10
1,60
2,20
46,2
58,2
59,9
1,02
1,49
2,02
1,18
2,20
2,40
5,6
12,6
15,6
15,3
36,3
46,6
48,8
33,6
43,4
44,9
39,0
64,1
53,2
G, г/ч
Оксиды азота
q, г/м
Газ
42,9
55,2
57,2
49,5
63,4
65,0
G, г/ч
1,40
2,00
2,70
1,30
1,90
2,60
1,50
2,18
2,93
q, г/м
Оксид углерода
19,76
35,10
53,30
3,96
6,68
10,35
2,31
3,79
6,00
G, г/ч
количество
q, г/м
Газовая резка
вещество
Оксиды
хрома
2,50
5,00
10,0
5
10
20
качественная
легированная
74,0
131,0
200,0
G, г/ч
В том числе
Сварочный аэрозоль
82,5
145,5
222,0
2,25
4,50
9,00
5
10
20
q, г/м
углеродистая
Сталь:
Металл
Толщина
разрезаемого материала, мм
Удельные выделения загрязняющих веществ при резке металлов и сплавов
Таблица 25
Copyright ??? «??? «??????» & ??? «A???????? K????-C?????»
10
20
30
5
10
20
30
Сплавы титана
Электродуговая
резка алюминиевых сплавов
1,0
2,0
4,0
6,0
?
452,0
543,0
680,0
8
20
80
Сплавы АМГ
798,0
765,0
920,0
2,9
6,8
12,6
4,0
5,8
9,6
5
10
20
высокомарганцовистая
990,0
1370
1582
826,0
478,0
164,5
3,0
5,0
12,0
5
10
20
качественная
легированная
811,0
792,0
960,0
G, г/ч
q, г/м
?
Титан и его
оксиды
Оксиды
алюминия
Оксиды
марганца
Оксиды
хрома
Оксиды
марганца
?
2,73
6,41
11,88
2,50
3,50
8,00
0,72
1,16
1,73
0,14
0,24
0,58
0,12
0,18
0,30
?
0,2
0,6
0,9
1,8
0,4
0,5
0,6
0,5
0,6
1,0
746,0
441,0
162,0
426,0
513,0
637,0
1,4
2,0
2,5
1,43
1,87
2,10
1,4
2,0
2,5
q, г/м
?
62,4
40,0
32,3
153,0
75,6
27,0
277,0
264,0
240,0
429,0
467,0
277,0
277,0
264,0
247,0
G, г/ч
Оксид углерода
142,5
153,0
166,0
46,2
66,0
76,6
27,3
23,7
28,8
G, г/ч
количество
Плазменная резка
вещество
В том числе
Сварочный аэрозоль
2,87
3,8
6,4
4,1
6,0
10,0
10
14
20
q, г/м
углеродистая
низколегированная
Сталь:
Металл
Толщина
разрезаемого материала, мм
1,0
2,0
4,0
8,0
10,5
14,7
18,9
2,0
3,0
9,0
6,5
10,0
13,0
6,3
9,5
12,7
6,8
10,0
14,0
?
1640
1175
1020
612,0
378,0
243,0
1286
1320
1247
2075
2610
1675
1187
1320
1240
G, г/ч
Оксиды азота
q, г/м
Газ
Окончание табл. 25
Copyright ??? «??? «??????» & ??? «A???????? K????-C?????»
Copyright ??? «??? «??????» & ??? «A???????? K????-C?????»
для оксидов железа при газовой резке легированной стали
q
Fe
= 6d;
для марганца при газовой резке легированной стали
q Mn = 0,005 Mn ;
для оксидов хрома при резке высоколегированной стали
q Cr = 0,00135 Cr ,
где d ? толщина листа металла, мм; Mn , Cr ? процентное содержание марганца и хрома в стали.
Приведенные в табл. 26 значения удельных выделений вредных веществ могут уточняться с учетом типов оборудования, изменения параметров процесса, свойств и толщины материала.
В табл. 26 и 27 приведены значения удельных выделений вредных
веществ при плазменной резке на установках типа АПР и машине
«Кристалл» при силе тока 200 А и скоростях резания от 0,6 до
4 м/мин.
Таблица 26
Выделение вредных веществ при работе установки типа АПР
Металл
Ст3
Толщина Сварочный аэрозоль Концентрация вредных веществ
в отсасываемом воздухе, мг/м3
разрезаемого матеОксид
Оксиды
G, г/ч
Пыль
риала, мм q, г/м
углерода
азота
12
438
4,05
39,5
30
5,3
16
671?726
8?8,46
60,5?65,5
36
3,5?5,4
20
522
7,9
47,1
?
4,53
32
4,27?5,20
?
3,2
40
Сталь О9Г2
Медь М3
16
671
8
60,5
20
614?810 9,3?12,3 55,4?73,1
37
4,67?4,8
30
447?502 12,4?13,9 40,3?45,3
35
4?4,2
6
210
1,35
19
34
4
8
122
0,88
11
?
7,2
144
1,2
13
31
4,4?5,3
12?16
34
4,67?6
10
12
40
586?698 24,4?29,1 9,65?52,9
133?177 1,38?1,8
Copyright ??? «??? «??????» & ??? «A???????? K????-C?????»
Таблица 27
Выделение вредных веществ при резке металлов
на машине «Кристалл»
Марка,
толщина
материала
Ст3, 30 мм
Сталь 09Г2,
16 мм
Сталь
10ХСНД, 8 мм
Медь М3,
30 мм
Латунь Л62,
15 мм
Алюминиевый
сплав АМ1,
12 мм
КонцентраОсновной ция в венти- Валовое Удельные выделения, г/м
компонент ляционном выделение
пыли
пыли
воздухе,
MnO2
CrO3
Пыль
мг/м3
Оксиды
железа
Оксиды
меди
Оксиды
меди,
цинка
Оксиды
алюминия, магния
192,1
247,7
518,2
668,8
13,3
11,1
0,24
0,02
0,06
0,35?0,9
135
372,9
2,4
0,05
0,04
125,1
337,6
46,9
?
?
699,4
1888,4
78,7
?
?
158,4
427,7
7,1
?
?
При организации пайки необходимо учитывать токсичность
припоев и флюсов (табл. 28 и 29). Применение припоев, в составе
которых содержится свинец, следует резко ограничивать.
Таблица 28
Токсичность припоев
Марка припоя
ПОСК 50?18; ПОСКВи 70
Сплав Вуда; ПинОК 44
ПОС 61; ПОС 61 П; ПОС 61 М; ПОС 40;
ПОССу 61?05; ПОССу 50?05;
ПОССу 40?05; ПОССу 30?05;
ПорПОССу 30?2; ПСр 2,5; ПСр 2;
ПСр 1,5; ПСрОС 2?58; ПСрОС 3?58;
ПОСВи 36?4; ПСрОСИн 3?56;
Сплав Розе
ПОЦ 55 (АВИА); ПОЦ 80 (П250А);
ПОЦ 10 (П200А); ПСрОС 3,5?95
ПрМЦН 49; ПЗлМ 37в; ПГлМ 65
Класс
ПДК в воздухе
опасности рабочей зоны, мг/м3
1
1
1
0,007 (по свинцу)
0,1 (по кадмию)
0,01 (по свинцу)
3
10 (по олову)
2
1 (по меди)
41
Copyright ??? «??? «??????» & ??? «A???????? K????-C?????»
Окончание табл. 28
Марка припоя
Класс
ПДК в воздухе
опасности рабочей зоны, мг/м3
Л 63; ЛКБО 62?0,2?0,04?0,5;
2
ВПр 1; Н 112; НГл 1154
Силумин эвтектический; 34?А;
ПАМГ 76; (АЛ 4), АКД 12?1
2
3
0,5 (по оксиду
цинка)
0,05 (по никелю)
2 (по алюминию)
Таблица 29
Токсичность компонентов, входящих в состав флюсов
Компонент флюса
Класс
опасности
ПДК в воздухе
рабочей зоны,
мг/м3
Этиловый спирт
Этилацетат
Трибутилфосфат
Триэтаноламин
Соляно-кислый диэтиламин
Соляно-кислый гидразин
Ортофосфорная кислота
Борный ангидрид
Полиэфирная смола марок ПН-9, ПН-56
4
4
2
3
4
1
?
3
3
1000
200
0,5
5
30
0,1
1
5
5
Значения удельного выделения аэрозоля свинца при лужении
и пайке оловянно-свинцовыми припоями ПОС 40 и ПОС 61 ориентировочно следующие:
при пайке электропаяльниками мощностью 20...60 Вт ? 02...
...0,04 мг/100 паек;
при лужениии погружением в припой (отнесено к площади
поверхности ванны) ? 300...500 мг/м2 · ч;
при лужении и пайке волной (отнесено к площади поверхности волны) ? 3000...5000 мг/м2 · ч.
Паяльный флюс, оставшийся после операций лужения и пайки, содержит свинец, который может поступить в воздух помещения. Так, после 100 паек, проведенных электропаяльником, остатки флюса содержат 0,4 мг свинца.
Количество оксида углерода G, г/ч, выделяющегося при обжиге электроизоляции, определяют по формуле (7). Значения
42
Copyright ??? «??? «??????» & ??? «A???????? K????-C?????»
удельного выделения оксида углерода туд, г/кг, образующегося
при обжиге 1 кг изоляции при температуре 800...900 °С, следующие: винипласт ? 240; полихлорвинил ? 180; полиэтилен ? 100;
хлопок ? 1000; шелк ? 200; шелк и винипласт ?190. При обжиге
фторопластовой изоляции на 1 кг изоляции выделяется дополнительно 3 г фтористого водорода.
10. ПРИМЕРЫ РАСЧЕТОВ
Пример 1. Определить количество оксидов азота, которое выделяется при травлении медных деталей в азотной кислоте, если
стравливается 0,127 кг/ч меди и химическая реакция происходит
по формуле
Cu + 4HNO3 ® Cu(NO3)2 + 2NO2­ + 2H2O
Решение. Учитывая, что М NO2 = 46,MCu = 63,5 и k = 2,0, получаем
G = 0,127 · 2,0 · 46 / 63,5 = 0,184 кг/ч.
Пример 2. Определить количество вредных веществ, поступивших в воздух рабочей зоны в результате окраски корпусов крановых электродвигателей ДМТФ-112-6 (Sповерхности = 1 м2). Для окраски используется эмаль ПФ-115 (доля растворителя ? уайт- спирита составляет 52...40 %), способ окраски ? распыление
пневматическое (вручную). Параметры микроклимата цеха окраски: Т = 20 °С; j = 50 %; W = 0,1 м/с.
Решение. Определим количество вредных веществ, выделяющихся непосредственно при окраске.
Массу аэрозоля краски, выделившего при нанесении лакокрасочного материала на поверхность, определяем по формуле (12),
где mок, г/мин, зависит от скорости окраски (при нанесении лакокрасочного материала вручную скорость окрашивания составляет
0,5 м2/мин) и расхода краски на 1 м2 (берется из ТУ на материал, в
нашем случае ? 0,15 г/м2), da, %, принимается по табл. 15 (da =
= 30 % исходя из способа окраски). Таким образом,
mок = 0,5 м2/мин · 0,15 г/м2 = 0,075 г/мин;
G = 0,075 г/мин · 30/100 = 0,0225 г/мин.
43
Copyright ??? «??? «??????» & ??? «A???????? K????-C?????»
Массу паров растворителя, выделившихся при нанесении лакокрасочного материала на поверхность, определяем по формуле
(13), где mок = 0,075 г/мин (см. выше); fp ? доля растворителя в лакокрасочном материале (берется из ТУ на краску, в нашем случае
для ПФ-115 максимальная доля растворителя ? уайт-спирита ?
составляет 52 %); dр, %, принимаем по табл. 15 (dр = 25 % исходя
из способа окраски).
G = 0,075 г/мин · 52 · 25/104 = 0,0098 г/мин.
Определим количество вредных веществ, выделяющихся при
сушке изделия.
Массу паров растворителя, выделившихся при нанесении лакокрасочного материала на поверхность, определяем по формуле
(14), где mуд = 0,092 г/м2 (рассчитываем с учетом данных табл. 12
по выделению паров растворителя при сушке); k20 = 0,01 (см.
табл. 16), kT = 1, kj = 1, ku = 1,5 (определяем по табл. 17 с учетом
параметров микроклимата в цехе окраски); km = 1 (см. табл. 17);
kn = 1,3; k = 0,01 · 1 · 1 · 1,5 · 1 · 1,3 = 0,0195; tn = 4,5 / 0,01 =
= 450 мин; F = 1 м2; t принимаем равным 2 мин. Таким образом,
G = 0,092 г/м2 · (1-е?0,0195 ·
450)
· 1 / 2 = 0,046 г/мин.
Copyright ??? «??? «??????» & ??? «A???????? K????-C?????»
СПИСОК РЕКОМЕНДУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
1. Безопасность производственных процессов: Справ. / Под
общ. ред. С.В. Белова. М.: Машиностроение, 1985.
2. Справочник по удельным показателям выбросов загрязняющих веществ в атмосферу для некоторых производств ? основных
источников загрязнения атмосферы / А.Н. Ясенский, Н.А. Масленникова, Л.В. Кашлева и др.; НИИ охраны атмосфер. воздуха.
СПб., 1999.
3. Справочная книга по охране труда в машиностроении /
Г.В. Бектобеков, Н.Н. Борисова, В.И. Коротков и др.; Под общ.
ред. О.Н. Русака. Л.: Машиностроение. Ленингр. отд-ние, 1989.
4. Теплоснабжение и вентиляция. Курсовое и дипломное проектирование / Под ред. проф. Б.М. Хрусталева. Мн.: ДизайнПРО,
1997.
5. Сивков В.П. Безопасность труда гальваника. М.: Машиностроение, 1980.
6. Карнас А.А. Вентиляция и отопление сварочных, гальванических, окрасочных цехов и зарядных аккумуляторных станций. М.:
Машиностроение, 1997.
7. Сатаров В.Н. Основы промышленной вентиляции на предприятиях цветной металлургии: Учеб. пособие. Красноярск: РИО
ГАЦМиЗ, 2002.
8. Виноградов С.С. Экологически безопасное гальваническое
производство / Под ред. В.Н. Кудрявцева. М.: Глобус, 2002.
9. Ильин В.А. Химические и электрохимические процессы в
производстве печатных плат. М.: Глобус, 1994. (Приложение к
журн. «Гальванотехника и обработка поверхности»; Вып. 2).
10. Виноградов С.С. Экологически безопасное гальваническое
производство. М.: Глобус, 1998. (Приложение к журн. «Гальванотехника и обработка поверхности»; Вып. 3).
11. Сборник методик по расчету выбросов в атмосферу загрязняющих веществ различных производств. Л.: Гидрометеоиздат, 1987.
12. Метод расчета концентраций в атмосферном воздухе вредных веществ, содержащихся в выбросе предприятий. Л.: Гидрометеоиздат, 1983.
13. Межотраслевые правила по охране труда при холодной обработке металлов (ПОТРМ 006?97).
14. ГОСТ 12.1.005?88 ССБТ. Санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны.
45
Copyright ??? «??? «??????» & ??? «A???????? K????-C?????»
ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · ·
1. Литейные и плавильные цехи · · · · · · · · · · · · ·
2. Прокатные и кузнечно-прессовые цехи · · · · · · · ·
3. Термические цехи · · · · · · · · · · · · · · · · · · ·
4. Травильные цехи и участки · · · · · · · · · · · · · ·
5. Гальванические участки и цехи · · · · · · · · · · · ·
6. Участки нанесения лакокрасочных покрытий · · · · ·
7. Цехи и участки механической обработки материалов · ·
8. Производство изделий из неметаллических материалов ·
9. Цехи и участки сварки и резки металлов · · · · · · · ·
10. Примеры расчетов · · · · · · · · · · · · · · · · · ·
Список рекомендуемой литературы · · · · · · · · · · ·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
3
4
8
9
10
13
20
23
29
31
43
45
Copyright ??? «??? «??????» & ??? «A???????? K????-C?????»
Учебное издание
Сивков Валерий Петрович
Симакова Елена Николаевна
Чижиков Юрий Владимирович
Расчет поступлений вредных веществ
в воздух рабочей зоны
Редактор Е.К. Кошелева
Корректор Р.В. Царева
Компьютерная верстка И.А. Марковой
Подписано в печать 25.03.2008. Формат 60ґ84/16. Бумага офсетная.
Усл. печ. л. 2,79. Уч.-изд. л. 2,55. Тираж 100 экз. Изд. № 156.
Заказ
Издательство МГТУ им. Н.Э. Баумана
Типография МГТУ им. Н.Э. Баумана
105005, Москва, 2-я Бауманская ул., 5
др.)
Химическая обработка металлов в концентрированных холодных и разбавленных нагретых растворах, содержащих ортофосфорную кислоту (фосфатирование
и др.)
Фтористый
водород
Сток
Хлористый
водород
Серная
кислота
Фосфорная
кислота
17
Copyright ??? «??? «??????» & ??? «A???????? K????-C?????»
Окончание табл. 13
Технологический процесс
Химическая обработка металлов в разбавленных растворах, содержащих азотную кислоту (осветление алюминия, химическое снятие никеля, травление, декапирование меди, пассивация и др.)
при концентрации раствора, г/л:
Определяющее
m*уд Ч 103
вредное
вещество
Сток
Азотная
кислота и
оксиды азота
выше 100 °С
10,8
1,25
ниже 100 °С
0**
0***
0,54
2
Растворимые
соли никеля
0,108
1,6
Меднение в этилендиаминовом электролите
Этилендиамин
0**
1,0
Лужение в электролитах с добавкой фенола
Фенол
0**
1,0
Анилин
0**
1,0
Пары воды
?
0,5
?
?
0,5
Никелирование в хлоридных растворах
при плотности тока 1?3 А/дм2
Никелирование в сульфатных растворах
при плотности тока 1?3 А/дм2
Крашение в анилиновом красителе
Промывка в горячей воде при температуре Т > 50 °С
Безвредные технологические процессы
при наличии неприятных запахов (например, аммиака, клея и др.)
* Значения m приведены для расчета максимальных разовых конценуд
траций при нормальной загрузке ванны.
** ?????????? ???????????? ??????? ??????? ????????????? ? ??? ???????
????????ионных выбросов может не учитываться.
*** ??????? ?????, ??? ???????, ?? ?????????; ?????? ??? ??????? ??????????
????????????? ???????? ??????? ????? ?????????.
Для определения среднесуточных значений mуд следует учитывать коэффициент загрузки оборудования. При необходимости
очистки вентиляционных выбросов и выборе очистных устройств
следует учитывать выпадение аэрозоля на внутренние стенки отсосов и воздуховодов.
Интенсивность выделения вредных веществ при электрохимических процессах зависит от состава раствора, плотности тока и
18
Copyright ??? «??? «??????» & ??? «A???????? K????-C?????»
выхода токсичных газов, а при химических процессах ? от состава
раствора, его температуры и кинетики химических реакций. Исследованиями установлены следующие зависимости.
Выделение хромового ангидрида
из ванн электрохимического хромирования
Плотность тока, А/м2
Удельная масса хромового ангидрида,
мг/(м2 Ч с)
1000
13,9
1500
18,05
2000
21,6
2500
24,5
3000
26,4
3500
27,8
4000
28,7
Выделение цианистого водорода из ванн серебрения
Плотность тока, А/м2
Удельная масса цианистого водорода,
мг/(м2 Ч с)
100
1,66
150
1,94
200
2,22
250
2,36
300
2,5
350
2,64
400
2,78
Взаимодействие поверхностного слоя электролита с углекислотой воздуха
приводит к дополнительному выделению цианистого водорода
Температура электролита, °С
Удельная масса цианистого водорода, мг/(м2 Ч с)
25
0,139
30
0,347
35
0,694
40
1,11
45
1,66
В процессах цианистого цинкования и меднения количество
выделившегося цианистого водорода составляет 20 % от приведенных значений.
Для оценки взрываемости воздуха, отсасываемого от электрохимических ванн, определяют объем выделенного при электролизе
водорода V H2 , м3/ч:
V H2 = 0,37uS ES F d(1 ? kS)T / P,
(11)
где uS ? электрохимический эквивалент газа, для водорода uS =
= 0,418 Ч 10?3 м3/(А Ч ч); ES ? удельный расход электричества,
А Ч ч/(м2 Ч мкм); F ? площадь обрабатываемой поверхности деталей,
м2/ч; d ? толщина покрытия, мкм; kS ? коэффициент, учитывающий
выход по току основного вещества; T ? температура отсасываемого
воздуха, К; P ? давление отсасываемого воздуха, кПа. Значения
удельного расхода электричества ЕS и коэффициента выхода по то19
Copyright ??? «??? «??????» & ??? «A???????? K????-C?????»
ку kS металла при электрохимических процессах для некоторых металлов приведены ниже:
Металл
Медь из ванн:
кислых
цианистых
Цинк из ванн:
кислых
цианистых
Олово из ванн:
кислых
цианистых
Никель
Хром
Железо
Свинец
Серебро
Золото
ЕS
kS
7,5
3,75
1,0
0,6
5,82
2,94
0,96
0,8
3,3
6,6
7,95
21,9
7,58
2,92
2,61
2,63
0,9
0,65
0,98
0,13
0,95
1,0
1,0
?
6. УЧАСТКИ НАНЕСЕНИЯ
ЛАКОКРАСОЧНЫХ ПОКРЫТИЙ
Основными вредными веществами, выделяющимися при окраске изделий, являются аэрозоли, краски и пары растворителей.
Классы опасности лакокрасочных материалов указаны в [1].
В табл. 14 представлены данные об относительном количестве
вредных веществ, выделяющихся при нанесении лакокрасочных
покрытий.
Массу аэрозоля краски G, г/мин, выделившегося при окраске
поверхности, определяют по формуле
G = mок da /102,
(12)
где mок ? расход краски, используемой для покрытия, г/мин; da ?
доля краски, потерянной в виде аэрозоля, %.
Массу паров растворителя, выделившихся при окраске поверхности, определяют по формуле
G = mок fp dp /104,
20
(13)
Copyright ??? «??? «??????» & ??? «A???????? K????-C?????»
где mок ? расход краски, используемой для покрытия, г/мин; fp ?
доля растворителя в лакокрасочном материале, %; dp ? доля растворителя, выделившегося при нанесении покрытия, %.
После нанесения лакокрасочных материалов (клеев, связующих стеклопластиков и т. п.) на поверхности оборудования образуется пленка ? слой вязкого геля, ? толщина и твердость которой
со временем увеличиваются. Испарение с открытой поверхности
происходит только в первые 1...3 мин, в дальнейшем пленка начинает препятствовать испарению, и скорость его уменьшается.
Таблица 14
Доля аэрозолей краски и паров растворителя, поступающих в рабочую зону
в процессе нанесения лакокрасочного покрытия различными способами
Способ окраски
Распыление:
пневматическое
безвоздушное
гидроэлектростатическое
пневмоэлектрическое
электростатическое
горячее
Электроосаждение
Окунание
Струйный облив
Покрытие лаком в лаконаливных машинах:
металлических изделий
деревянных изделий
Пары растворителя (% от
общего содержания растворителя в краске)
Аэрозоли
(% от производительности
при окраске)
при окраске
при сушке
30
2,5
1,0
3,5
0,3
20
?
?
?
25
23
25
20
50
22
10
28
35
75
77
75
80
50
78
90
72
65
?
?
60
80
40
20
Количество летучих паров G, г/мин, выделившихся с момента
начала окраски с окрашенной поверхности площадью F, м2, до
«высыхания от пыли» (момент, когда на выкрашенной поверхности образуется тончайшая поверхностная пленка и пыль к ней не
прилипает), рассчитывают по формуле
G = mуд (1 ? е - kt n )F / t ,
(14)
где mуд ? масса лакокрасочного материала на единице поверхности
изделия после полного высыхания, г/м2; k ? коэффициент интен21
Copyright ??? «??? «??????» & ??? «A???????? K????-C?????»
сивности испарения растворителя, мин?1; tn ? продолжительность
«высыхания от пыли» лакокрасочных материалов, мин; t ? время
образования пленки на поверхности окрашиваемого изделия, мин.
Коэффициент интенсивности испарения растворителя определяют экспериментально либо вычисляют по формуле
k = k20 kT kj ku km kn,
где k20 ? коэффициент интенсивности испарения летучих веществ
в неподвижном воздухе при температуре 20 °С, относительной
влажности 50...70 % (табл. 15); kT, kj, ku ? поправочные коэффициенты, учитывающие соответственно температуру, влажность и подвижность воздуха (табл. 16); km ? коэффициент толщины слоя материала, нанесенного на поверхность изделия, характеризуемый
расходом материала (см. табл. 16); kn ? коэффициент, учитывающий расположение окрашенной поверхности и принимаемый равным: для вертикальных поверхностей ? 1; для горизонтальных, направленных вверх (пол) ? 0,7; для горизонтальных, направленных
вниз (потолок) ? 1,3.
Таблица 15
Значения коэффициента интенсивности испарения летучих веществ
в неподвижном воздухе k20
Лакокрасочные материалы
k20
Грунт:
Лакокрасочные материалы
k20
Эмали:
глифталевый ГФ-020
0,10
алкидная АЛ-70
0,05
поливинилацетатный
ВЛ-02 и ВЛ-023
0,15
пентафталиевая ПФ-223
0,04
пентафталиевая ПФ ? 115
0,01
сополимерполивинилхлоридный ХС-010
0,25
хлорвиниловый ХС-04
фенольный ФЛ-03
Краска:
глифталевая С-3
перхлорвиниловая ХВ-16
0,10
перхлорвиниловая ХВ-125
0,16
0,05
0,04
сополимерполивинилхлоридная ХС-510
0,20
0,07
сополимерполивинилхлоридная ХС-717
0,17
глифталевая ПФ-218
0,04
глифталевая ПФ-223
0,04
22
Клей:
индитоловый ИДС
0,01
Copyright ??? «??? «??????» & ??? «A???????? K????-C?????»
Окончание табл. 15
Лакокрасочные материалы
k20
Краска:
полихлорвиниловая ХВ-53
0,07
хлорвиниловая ХО-52
0,20
хлорвиниловая ХС-54
0,10
хлорвиниловая ХС-717
0,17
хлорвиниловая ХС-720
0,20
этинолевая ЭКЖС-40
0,075
этинолевая ЭКА-15
0,14
Лак:
Лакокрасочные материалы
Клей:
интроглифталиевый ЛКС
дифеноловый ДФК
0,015
0,015
Смола:
полиэфирная П-3
0,03
полиэфирная
НПС-609-21М
0,05
Шпаклевка:
эпоксидная ЭП-00-10
битумный БТ-783
пентафталиевый ПФ-170
k20
0,1
0,1
0,1
Таблица 16
Значения поправочных коэффициентов kT , kj, ku, km
Температура
воздуха, °С
kT
Подвижность
воздуха, м/с
kj
Относительная влажность, %
ku
Расход материала, г/м2
km
?10
0,2
0,0
1
30
1
100
1
?5
0,3
0,1
1,5
40
1
200
0,8
0
0,4
0,2
1,8
50
1
300
0,6
5
0,5
0,3
2,1
60
1
400
0,4
10
0,6
0,4
2,3
70
1
500
0,3
15
0,8
0,5
2,4
80
1
1000
0,2
20
1,0
0,6
2,6
90
0,8
2000
0,1
25
1,4
0,7
2,7
100
0,6
?
?
30
1,9
0,8
2,8
?
?
?
?
35
2,4
1,0
3,0
?
?
?
?
Продолжительность «высыхания от пыли» для лакокрасочных
материалов может быть определена по формуле
tn = 4,5 / k20.
23
Copyright ??? «??? «??????» & ??? «A???????? K????-C?????»
7. ЦЕХИ И УЧАСТКИ МЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ
МАТЕРИАЛОВ
В процессе механической обработки материалов в воздух выделяются вредные вещества в виде пыли, аэрозолей и туманов масел,
а также других охлаждающих жидкостей. В табл. 17 приведены
данные по выделению пыли G, г/ч, при обработке резанием хрупких материалов на различных станках.
Таблица 17
Выделение пыли G, г/ч (на единицу оборудования),
при обработке резанием хрупких материалов
Станки
Обрабатываемый материал
Чугун
Бронза
Текстолит
Карболит
Пресспорошки
Токарные
Фрезерные
20?40
15?25
8?10
6?8
50?80 100?200
40?80 180?280
250?350
3?5
Зубофре- Сверлиль- Расточзерные
ные
ные
?
?
20?40
?
?
3?5
12?16
?
36?50
7?10
6?10
2?2,8
?
40?80
?
Ниже приведены данные по выделению G, г/ч, вредных веществ в зависимости от типа технологического оборудования:
Мельницы помола отходов полистирола
420?650 (пыль)
Грануляторные машины
63?106 (пыль)
21?38 (пары стирола)
Смесительные барабаны
1440?2440 (пыль)
Дробилки
1079?4100 (пыль)
Зачистные станки
11?19 (пары стирола)
126?482 (пыль)
При раскрое пакетов стеклоткани (d Ј 50 мм) на ленточном
станке в воздух рабочей зоны выделяется 9...20 г/ч пыли, в процессе резания органического стекла дисковыми пилами ? 800...950 г/ч
пыли, при изготовлении деталей литьевыми машинами ?
26...74 г/ч паров стирола.
В табл. 18 приведены данные по выделению G, г/ч, аэрозолей
масла, эмульсола и паров воды при обработке металлов с охлаждением.
24
0,9?11,8
1,14?0,90
1?10
4,5?59
0,7?4,5
Вертикально-сверлильные станки
Горизонтально-расточные станки
Координатно- и алмазорасточные
станки
14
2,0?5,6
10?28
Многошпиндельные токарные прутковые автоматы
7?40
0,9?8,0
4,5?40
Многорезцовые токарные полуавтоматы
Карусельно-фрезерные станки
2,80?5,60
11?28
Многошпиндельные токарные полуавтоматы
Продольно-фрезерные станки
0,56?0,90
2,6?4,5
Одношпиндельные токарно-револьверные станки
2,8
1,4?8,0
0,2?2,0
4,0?30,0
0,56?2,80
2,8?14
20?150
2,0?40,0
Токарно-карусельные станки
10?200
Токарные станки крупных размеров
0,13?2,80
Токарно-револьверные станки
0,65?14,0
Аэрозоли масла при
Мощность обо- охлаждении
маслом,
рудования, кВт
г/ч
Токарные станки малых и средних
размеров
Оборудование
0,088
0,040...0,252
0,004...0,028
0,028...0,372
0,06...0,063
0,063...0,176
0,028...0,252
0,088?0,176
0,017?0,028
0,126?0,945
0,017?0,088
0,063?1,260
0,004?0,088
Аэрозоли эмульсола
при охлаждении
эмульсией или содовым раствором, г/ч
2100
1100?6000
100?700
700?8900
200?1500
1500?4200
600?6000
2100?4200
400?700
300?2300
400?2100
1500?3000
100?2100
Пары воды, г/ч
Выделения G, г/ч, аэрозолей масла, эмульсола и паров воды (на единицу оборудования)
при механической обработке металлов
Таблица 18
Copyright ??? «??? «??????» & ??? «A???????? K????-C?????»
0,12?1,4
0,56?2,80
0,6?20
0,6?7
2,8?14
2,0?4,5
0,7?10
Зубофрезерные станки
Зуборезные и зубодолбежные станки
Фрезерные станки горизонтальные,
вертикальные и универсальные
Внутришлифовальные станки
Круглошлифовальные станки
2,0?11,0
93?300
84?126
3,1?10
2,8?4,2
Зубошлифовальные станки
Резьбо- и шлицешлифовальные
станки
51?840
Бесцентрошлифовальные станки
135?600
1,7?28
4,5?20
Плоскошлифовальные станки
21?3000
60?135
0,12?4,00
0,12?2,80
10?55
0,6?14
Резьбонакатные станки
8,0?36,0
0,1?2,0
2,0?4,0
0,34?2,80
Протяжные станки
0,5?10
40?180
Продольно-строгальные станки
10?20
Поперечно-строгальные станки
1,7?14
Барабанно-фрезерные станки
Аэрозоли масла при
Мощность обо- охлаждении
маслом,
рудования, кВт
г/ч
Радиально-сверлильные станки
Оборудование
0,462?0,693
0,511?1,650
0,742?3,300
0,28?4,62
0,115?1,650
0,330?0,742
0,017?0,088
0,004?0,040
0,004?0,126
0,004?0,083
0,063?0,346
0,252?1,134
0,003?0,063
0,63?0,126
0,011?0,088
400?600
500?1500
700?3000
300?4200
100?1500
300?700
400?2100
1100?10100
100?300
100?2100
1500?8300
6000?27000
80?1500
1500?3000
300?2100
Пары воды, г/ч
Окончание табл. 18
Аэрозоли эмульсола
при охлаждении
эмульсией или содовым раствором, г/ч
Copyright ??? «??? «??????» & ??? «A???????? K????-C?????»
Copyright ??? «??? «??????» & ??? «A???????? K????-C?????»
В табл. 19 приведены данные по выделению пыли G, г/ч, при
механической обработке металлов на шлифовальных, полировальных и заточных станках.
Таблица 19
Удельное выделение пыли G, г/ч, при механической обработке металлов
Станки
Круглошлифовальные
Диаметр
круга, мм
Пыль
G
150
Абразивная
и металлическая
117
300
180
400
180
600
233
750
270
900
Плоскошлифовальные
155
350
175
250
310
Абразивная
и металлическая
130
150
350
181
400
198
450
212
500
225
Бесцентрошлифовальные
30?100
395?500
480?600
500
Абразивная
и металлическая
44?47
58?80
78?100
80
Зубошлифовальные
75?100
Абразивная
и металлическая
42?49
120
Внутришлифовальные
44
160
47?48
400
65
5?20
10?50
Абразивная
и металлическая
25?30
26?45
17?80
28?58
40?150
40?87
125?200
80?108
27
Copyright ??? «??? «??????» & ??? «A???????? K????-C?????»
Окончание табл. 19
Станки
Заточные
Диаметр
круга, мм
Пыль
G
100
Абразивная
и металлическая
30?40
150
200
250
300
350
400
450
500
550
Полировальный с войлочными кругами
100
200
300
400
500
600
Войлочная
40?62
62?85
85?110
110?135
135?160
160?182
182?205
205?230
230?255
40?60
60?80
80?120
120?160
160?200
200?260
Отрезные
?
Металлическая
260?730
Карцевальные
?
Металлическая
200?350
Данные по удельным выделениям вредных веществ при плазменной обработке металлов приведены в табл. 20.
Таблица 20
Удельные выделения G вредных веществ
при плазменной обработке металлов
Технологический процесс
Напыление:
порошками циркония
порошками вольфрама
хромомолибденовой
проволокой
хромоникелевой
проволокой
28
Вредное вещество
G
расходуемого при силе тока
продукта, г/кг I = 100 А, г/ч
Диоксид циркония
193
?
Оксид вольфрама
150
?
Хромовый ангидрид
0,57
?
Хромовый ангидрид
1,4
?
Copyright ??? «??? «??????» & ??? «A???????? K????-C?????»
Окончание табл. 20
Технологический процесс
Вредное вещество
марганцовистой
Оксид марганца
проволокой
проволокой из алюОксид м
Документ
Категория
Технические науки
Просмотров
596
Размер файла
239 Кб
Теги
вредные, рабочей, зоны, воздух, расчет, веществ, поступлении
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа