Расчет воздухообмена в сварочных цехах

МЕТОДИЧЕСКОЕ ПОСОБИЕ

для выполнения расчетов по охране труда

Содержание

1. Расчет воздухообмена в производственном помещении.............................. 3

2. Расчет воздухообмена в сварочных цехах.................................................... 5

3. Расчет местной вытяжной вентиляции......................................................... 15

4. Расчет искусственного освещения................................................................ 18

5. Расчет естественного освещения.................................................................. 32

6. Определение уровня шума в производственных помещениях................... 39

7. Расчет виброизоляции.................................................................................. 46

8. Расчет защитного заземления...................................................................... 52

9. Расчет зануления.......................................................................................... 57

10. Расчет электромагнитного излучения..................................................................... 60

11. Список литературы................................................................................................... 62

1. Расчет воздухообмена в производственном помещении.

Расчет количества приточного воздуха, необходимого для общеобменной вентиляции выполняется из условия выделения в производственном помещении вредных веществ (например, окиси углерода СО) и избытков явного тепла.

Приведенный ниже расчет воздухообмена выполнен в соответствии со СниП 2.04.05-91 “Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха. Нормы проектирования” для теплого периода года, как наиболее тяжелого режима работы системы механической вентиляции.

1.1.Расчет воздухообмена из условия выделения вредных веществ:

,

где L_в - количество приточного или удаляемого воздуха в зависимости от принятой схемы механической вентиляции, м ³ /c,

G_вр - количество вредных веществ, выделяемых в производственном помещении, мг/с,

q_ПДК - предельно допустимая концентрация вредных веществ в помещении, мг/м ³. Определяется из ГОСТ 12.1005-88 ССБТ “Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны”.

q_П - концентрация вредных веществ в наружном воздухе, подаваемом в помещение, мг/м ³:

При одновременном выделении в воздух рабочей зоны нескольких вредных веществ, расчет ведут по тому вредному веществу, для которого требуется подача чистого воздуха в наибольших количестве.

Так, например, в термических цехах при работе закалочных агрегатов. Работающих на природном газе, воздух рабочей зоны загрязняется оксидом углерода (СО). Количество оксида углерода, поступающего в воздух рабочей зоны, определяется по формуле:

,

где В - расход природного газа, кг/ч;

b - количество отходящих газов, образующихся при сжигании 1 кг топлива, кг/кг (для газовых печей 15 кг/кг);

р - процентное содержание СО в отходящих газах (3-5%).

Расход природного газа определяется по формуле:

,

где a - удельный расход топлива на 1 кВт мощности, принимается равным 0.58 кг/кВтч;

К_р - коэффициент режима работы печи с учетом разогрева и регулирования процессом горения, принимается равным от 1.2 до1.5;

N -мощность печей, кВт.

1.2.Расчет воздухообмена из условия выделения избыточного явного тепла.

При выделении избыточного явного тепла в производственном помещении количество приточного (удаляемого) воздуха определяется из условия компенсации избытков этого тепла:

.

Здесь Q_д - избытки явного тепла в производственном помещении, Вт, есть разность между поступающим в помещение явным теплом и количеством уходящего из помещения тепла определяется из формулы:

где q -удельный избыток явного тепла, Вт/м ³.

В холодных цехах (механических, сборочных и др.) удельный избыток явного тепла составляет не менее q =23 Вт/м ³. В горячих цехах (литейных, кузнечных, прокатных, термических, котельных и др.) удельный избыток явного тепла в оценочных работах принимается равным 100¸200 Вт/м ³ в более точных расчетах величины Q_д определяют с учетом тепла, выделяемого всеми энергетическими установками.

V - объем производственного помещения, м³;

С_в - массовая теплоемкость приточного воздуха, принимаемая 1000 Дж/(кг×К);

r_в - плотность приточного воздуха, принимаемая 1.2 кг/м ³;

t_уд - температура удаляемого из помещения воздуха, определяемая по формуле:

где t_норм - нормируемая температура в помещении выбирается по ГОСТ 12.1.005-88 в зависимости от категории помещения для теплого периода года;

D t - градиент температуры, принимаемый для непроизводственного помещения равным 0.5 град/м, для производственных помещений равным 1.5 град/м;

Н - расстояние от пола до центра вытяжных проемов, м;

t_п - температура приточного воздуха. Принимается на 5¸8 С ⁰ ниже температуры нормированной в рабочей зоне.

Расчет воздухообмена в сварочных цехах

В сварочных цехах необходимо применять общеобменную и местную вентиляцию. Сварочные посты всех видов сварки должны быть оборудованы местной вентиляцией.

Расчет воздухообмена в сварочных цехах можно производить по удельному расчетному воздухообмену в зависимости от свариваемых и сварочных материалов для различных видов сварки и тепловой резки:

Lp – расчетный воздухообмен, на 1 кг израсходованного сварочного материала, который определяют по таблицам 1, 2, 3, 4, 5, 6;

q – расход сварочного материала, кг/ч, который принимают по данным технологического процесса для одного сварочного поста;

m – количество сварочных постов;

n – виды сварки.

При тепловой резке, газосварке и плазменной обработке расчетный воздухообмен определяют по таблицам 1, 2, 5.

При расчете потребного воздухообмена для разбавления вредных газов и аэрозолей по ПДК принимают количество приточного воздуха по тому вредному веществу, которое требует наибольших объемов (определяющее вредное вещество).

При определении величины общего воздухообмена необходимые объемы воздуха для каждого вида сварки суммировать.

Таблица 2.1.

Расчетные удельные воздухообмены при проектировании общеобменной вентиляции при электросварочных и газорезательных работах

Технологические Операции	Сварочные материалы	Расчетный воздухообмен,
Производственных помещений	Судовых помещений
Ручная сварка электродами с толстым покрытием	УОНИ-13/45, УОНИ-13/55 ЭА-606/11, ЭА-981/15 ЭА-48М/18 ЭА-395/9 АНО-3, АНО-4	На 1 кг израсходо электродов	ванных
Полуавтомати-ческая Сварка в среде СО2	Св-08Г2С Св208Г2С проволока Св-08 19Н11Ф2С2 Св-08Г6Х16Н25М6	На 1 кг израсходо сварочной	ванной проволоки
Сварка плавящим электородом в Аргоне или гелии   Сварка неплавящим Электродом в аргоне или гелии	Алюминиевые сплавы титановые сплавы медный МНЖКТ-5-1-0,2-0,2 Алюминиевые сплавы титановые сплавы	На 1 кг израсходо сварачной	ванной проволоки
Воздушно-дуговая строжка	Сталь 45Г17103 Сплав титана	На 1 кг угольных	электродов
Газовая резка	Сталь 45Г17103 d = 5 мм d = 10 мм d = 20 мм Углеродистая и низколегиро- ванная сталь   Сплав титана d = 4 мм d = 12 мм d = 20 мм d = 30 мм	На пог.м реза     На 1 апетилена   На 1 пог. м реза

Таблица 2.2.

Расчетные воздухообмены для проектирования общеобменной вентиляции сварочных цехов и участков

Технологическая операция	Сварочные материалы (широко применяемые) или технологические условия	Расчетный воздухообмен
Единица измерения израсходо- ванного сварочного материала
Ручная электродуговая сварка а) стали	Тонкопокрытые электроды (меловые, ОМА-2)	1 кг электродов
Толстопокрытые электроды: а) фтористокальциевые УОНИ-13, СМ-11, К-5, ОЗС-2	То же
б) руднокислые и ильменитовые ОММ-5, ЦМ-7, СМ-5	То же
в) рутиловые и рутилкарбонатные АНО-1, АНО-3, ОЗС-6, ОЗС-4, МР-3, МР-5	”
г) наплавочные электроды Литые и порошкообразные смеси (“Сормайт-1”, ВК-3, “Смена-2”, КБХ)	” 1 кг смеси
б) чугуна	Электроды ОЗЧ-1, АМЧ	1 кг электродов
в) меди и ее сплавов	Электроды “Комсомолец-100”, АБ-2, АМЦ-9-2	То же
г) титана и его сплавов	а) присадочные проволоки и неплавящиеся электроды	1 кг присадоч- ной проволоки
б) плавящиеся электроды в среде аргона	1 кг электродов
д) алюминия и его сплавов	а) присадочные проволоки и неплавящиеся электроды	1 кг присадоч- ной проволоки
	б) плавящиеся электроды в среде аргона или гелия	1 кг электрод- ной проволоки
Дуговая и электрошлаковая сварка под флюсом а) стали	Плавленые и керамические флюсы и электродные проволоки	То же
б) титана, меди, алюминия и их сплавов	То же	”
Полуавтоматичес-кая и автомати-ческая сварка в среде углекислого газа а) углеродистых и низколегирован-ных сталей	Углекислый газ и электродные проволоки	1 кг электрод- ной проволоки
б) теплоустойчивых и высоколегирован-ных сталей	То же	То же
Полуавтоматичес-кая сварка стали	Порошковые проволоки: а) карбонатно-флюоритного типа ПП-АН-2, ПП-АН-3, ЭПС-15	”
б) рутилового типа ПП-АН-1,ПП-ДСК2, ПСУ-2	”
в) наплавочные	”
Газовая резка высокомарганце- вистых сталей	Горючий газ и кислород	На 1 мм тол-щины 1 пог/м реза
То же титана и его сплавов	То же	То же

Таблица 2.3.

Валовые выделения вредных веществ и количество воздуха, необходимого для разбавления их до ПДК при полуавтоматической сварке в среде защитных газов

Вид сварки	Применяемые сварочные материалы	Валовые выделения определяющих воздухообмен вредных веществ, г, на 1 кг расходуемого сварочного материала	Расчетный воздухообмен, , на 1 кг расходуемого сварочного материала
Наименование	Коли-чество
Сварка стали в	Электродная проволока	Железа окись с примесью фтористых или марганцевых соединений (3-6%)	7,7-11,7	1900-2900
	Св-10Г2Н2СМТ	Железа окись с примесью до 3% окислов марганца	12,0
	Порошковая проволока ПП-АН4 ПП-АН-8	Фтористый водород	1,95
Марганец	2,18	7300*
Хромоникелевые электродные проволоки	Хромовый ангедрид	0,5-1,0	5000-10000
Сварка аргонодуго-вая алюминия и его сплавов	Электродная проволока Д-20,АМЦ, АМГ-6Т и др.	Алюминиевая окись	7,6-28,0	3800-1400
Титановых сплавов	Электродная проволока	Титан и его двуокись	4,75
Плавящим электродом меди в защит-ной смеси аргона и гелия	Электродная проволока МНЖ-КГ-5-1-0,2-0,2	Медь	11,0	11000*
* требуется дополнительное применение респиратора или подача чистого воздуха под маску.

Таблица 2.4.

Валовые выделения вредных веществ и количество воздуха, необходимого для разбавления их до ПДК при автоматической и полуавтоматической сварке (наплавке) под слоем флюса

Вид сварки	Применяемые сварочные материалы	Валовые выделения определяющих воздухообмен вредных веществ, г, на 1 кг расходуемого сварочного материала	Расчетный воздухообмен, , на 1 кг расхо- дуемого сварочного материала
Наименование	Коли-чество
Сварка стали с флюсами плавлеными	Электродная проволока: ФЦ-2А; ФЦ-6; ФЦ-7; ФЦ-12; АН-26; АН-64; 48-ОФ-6М; ОЦС-45 АН-30; АН-60; АН-348А; 48-ОФ-11	Фтористый водород   Марганец	0,017-0,2   0,012- -0,07	40-400   240-1500
Кирамичес-ким	К-8; ЖС-450; КС-12ГА2 К-11 АНК-18; К-1	Окись углерода Марганец Фтористый водород	17,8-22,4 0,089 0,042- -0,15	900-1100 80-300
Сварка алюминия и его сплавов	Электродная проволока и флюс: АН-А1 ЖА-64	Алюминиевая окись Фтористый водород	31,2 0,076	15600*
* требуется дополнительное применение респиратора или подача чистого воздуха под маску.

Таблица 2.5.

Количество воздуха, необходимого для разбавления вредных веществ по ПДК при тепловой резке, газосварке и плазменной обработке

Виды работ	Вредные вещества, определяющие воздухообмен	Количество воздуха,
Наименование	Измеритель	Коли-чество
Резка углеродис-тых и низколеги-рованных сталей	Железа окись с примесью мар-ганца (до 3%)	Грамм на 1 м длины реза, толщиной 1 мм	0,45
Резка высокомарган-цевых сталей	Марганец	То же	0,12
Резка титановых сплавов	Титан и его двуокись	”	0,15
Газовая сварка сталей (ацетилен+кислород)	Азота окись	Грамм на 1 кг ацетилена
Газовая сварка с пропан-бутановой смесью	То же	Грамм на 1 кг смеси
Электрдуговая резка алюминиевых сплавов	Алюминия окись	Грамм на 1м длины реза, толщиной 1мм	0,2
Плазменное напыления алюминия	То же	Грамм на 1 кг расходуемого порошка	77,5

Таблица 2.6.

Валовые выделения вредных веществ при сварке расходуемых сварочных материалов

Сварка

Сварочные материалы

Пыль

Входящие в состав пыли аэрозоли

газы

Ручная

Электроды: УОНИ-13/45 УОНИ-13/55 ЭА-606/11, ЭА-981/15 ЭА-395/9 ЭА-903/12 АНО-3, АНО-4 ЭА-48, М/18

0,6   0,8   1,3 2,8 0,7 2,5

–   0,6   0,5 – – –

–   –   – – – –

1,4   –   – – – –

–   –   – – – –

–   –   – – – –

–   –   – – – –

–   –   – – 0,3 –

1,0   1,9   – – – –

1,50   –   – – – –

–   –   – – – –

–   –   – – – –

Под флюсом

Флюсы: ОСП-45 АН-348А ФЦ-7, ФЦ-2 ФЦ-6 ФЦЛ 48-ОФ-6 АН-Т3

– – –   – 0,08 1,9

0,03 0,03 0,01   – 0,002 –

– – –   – – –

– – –   – – –

– – –   – – –

– – –   – – –

– – –   – – –

– – –   – – –

– – –   – – 0,008

0,2 0,1 0,04   – 0,07 0,25

0,006 0,001 0,004   – 0,06 0,17

– – –   – – –

– – –   – – –

В углекислом газе, полуавтомати-ческая и автоматическая

Сварочная проволока: Св-08Г2С= =120-200А Св-08Г2С= =350-450А Св-08Х19Н11 Ф2С2 Св-08Г6Х16Н 25М6

8,0   14,0     8,0

0,5   0,8     0,2   1,8

–   –     0,60   0,50

–   –     –   –

–   –     –   –

–   –     –   –

–   –     1,0   2,0

–   –     –   –

–   –     –   –

–   –     –   –

–   –     –   0,20

5,0   6,0     5,0   5,0

–   –     –   –

В аргоне или гелии плавящимся электродом

Сплавы: Алюминие-вые Титановые Медные

– – –

– – –

– –

– – –

– – –

– – 0,7

– –

– – –

– – –

2,50 – –

– – –

0,1 0,1 –

В аргоне или гелии неплавящимся (вольфрамовым) электродом

Алюминие-вые титановые

3,5

– –

– –

0,75 –

– –

1,5 –

– –

– –

– –

– –

– –

– –

0,08 0,08

П р и м е ч а н и е. В количество расходуемых электродов входят огарки

Таблица 2.7.

Предельно допустимые концентрации наиболее часто встречающихся вредных газов и аэрозолей в воздухе сварочных цехов (ССБТ ГОСТ 12.1.005-88)