Охрана труда в машиностроении - Юдин Е.Я.

Автор: Юдин Е.Я.
Теги: общее машиностроение технология машиностроения взаимоотношения людей на производстве машиностроение охрана труда безопасность жизнедеятельности
Год: 1976
Похожие
Охрана труда в гражданской авиации
Охрана труда в химической промышленности
Охрана труда в машиностроении
Безопасность жизнедеятельности
Текст
                    ОХРАНА
ТРУДА
В МАШИНОСТРОЕНИИ

ОХРАНА
ТРУДА
В МАШИНОСТРОЕНИИ
Под редакцией
д-ра техн, наук проф. Е. Я. ЮДИНА
Допущено Министерством высшего и среднего
специального образования СССР
в качестве учебника для студентов
машиностроительных специальностей
высших учебных заведений
Москва
«МАШИНОСТРОЕНИЕ»
1976
6П5
0-92
УДК 621:658.382.2
Авторы: Е. Я. ЮДИН, А. Н. БАРАТОВ, Ф. А. КАРБИНОВ,
П. А. ДОЛИН, В. И. ДРОНОВ, А. Ф. КОЗЬЯКОВ, А. П. КУЗЬМИН,
И. В. ПЕРЕЕЗДЧИКОВ, Э. П. ПЫШКИНА, С. Г. СМИРНОВ,
А. С. ТЕРЕХИН, Л. Ф. ЯКОВЛЕВА
Рецензенты: по учебнику в целом — кафедра «Охрана труда»
Московского авиационного института им. С. Орджоникидзе; по
главам — канд. техн, наук Ю. М. Васильев, инж. В. К. Вереску нов,
канд. техн, наук А. Ф. Власов, канд. техн, наук А. И. Герасименко,
канд. техн, наук Т. А. Глаголева, д-р техн, наук проф. Н. Д. Золот-
ницкий, д-р физ.-мат. наук проф. В. И. Иванов, д-р техн, наук
проф. Б. А. Князевский, канд. техн, наук Д. А. Литвинов, канд.
техн, наук Г. Л, Осипов, д-р техн, наук Е. Я. Улицкий, д-р техн.
наук В. М. Эльтерман
0-92 Охрана труда в машиностроении. Под ред. Е. Я. Юди-
на. Уч. для вузов. М., «Машиностроение», 1976.
335 с.
На обороте тит. л. авт.: Е. Я. Юдин, А. Н. Баратов, Ф. А. Барбп-
нов и др.
В учебнике рассмотрены правовые и организационные вопросы охраны
труда. Описаны меры защиты от поражения электрическим током, вред-
ного воздействия вибрации, шума, ультразвука, электромагнитных полей,
ионизирующих излучений. Изложены требования безопасности к обору-
дованию, находящемуся под давлением, к устройству и эксплуатации
механизмов и машин. Описаны меры оздоровления воздушной среды,
требования к освещению. Специальный раздел посвящен вопросам по-
жарной профилактики.
30102-316
° 038 (01)-76
316-76
6П5
©Издательство «Машиностроение», 1976 г.
ВВЕДЕНИЕ
Охрана труда — это система законодательных актов и норм,
направленных на обеспечение безопасности труда, и соответствую-
щих им социально-экономических, организационных, технических
и санитарно-гигиенических мероприятий.
Полностью безопасных и безвредных производств не существует.
Задача охраны труда — свести к минимальной вероятность пора-
жения или заболевания работающего с одновременным обеспече-
нием комфорта при максимальной производительности труда. Реаль-
ные производственные условия характеризуются, как правило,
наличием некоторых опасностей и вредностей.
Производственная опасность — это угроза воздействия на рабо-
тающих опасных и вредных производственных факторов, а произ:
водственная вредность — воздействие на работающих вредных про-
изводственных факторов.
Примерами производственных опасностей могут служить откры-
тые токоведущие части оборудования, раскаленные тела, движущи-
еся детали машин и механизмов и др. Производственные вредности
возникают из-за неудовлетворительных санитарно-гигиенических
условий на производстве: наличия неблагоприятного микроклимата,
вредных примесей в воздухе, лучистого тепла, плохого освещения,
вибрации, шума, ультразвука, ионизирующих излучений, электро-
магнитных полей.
Событие, при котором воздействие на работающего опасного
производственного фактора приводит к травме, тепловому удару,
обморожению или ожогу, называется несчастным случаем. Воздей-
ствие на человека вредного производственного фактора может при-
вести к профессиональному заболеванию и отравлению.
Между производственными опасностями и вредностями часто
нельзя провести четкой границы. Один и тот же фактор может вы-
звать и травму и профзаболевание (например, пылинка, попавшая
в глаз, вызывает травму, а пыль — заболевание силикоз; излишнее
количество тепла приводит к травме — ожогу и заболеванию —
перегреву организма и т. д.).
Комплекс организационных и технических мероприятий и
средств, предотвращающих несчастные случаи на производстве,
называется техникой безопасности. Производственная санитария
включает в себя комплекс организационных, гигиенических и сани-
1*	3
тарно-технических мероприятий и средств, предотвращающих про-
изводственные вредности.
Существует огромная разница в отношении к вопросам охраны
труда в условиях капитализма и при социализме.
Капитализм вызвал к жизни машинную индустрию. Но машина
в условиях капитализма служит но для облегчения труда и не для
улучшения благосостояния трудящихся; она служит средством
получения прибавочной стоимости, орудном эксплуатации трудя-
щихся. Условия труда на производство в капиталистических странах
и ныне таковы, что они представляют угрозу здоровью и жизни
работающих. По данным VI Международного конгресса по преду-
преждению несчастных случаев на производстве и профессиональных
заболеваний (Вена, 1971 г.), в капиталистических странах от про-
изводственного травматизма ежегодно погибает около 100 тыс.
человек.
Эксплуатируемые массы трудящихся борются за улучшение
условий труда, поэтому капиталисты вынуждены идти на некоторые
уступки и принимать те или иные меры безопасности труда. Однако
средства на улучшение условий и безопасности труда выделяются
только в том случае, если при этом достигается увеличение прибыли.
Принципиально иное отношение к вопросам охраны труда су-
ществует в СССР и других странах победившего социализма.
Основатель Коммунистической партии и Советского государства
В. И. Ленин в своих трудах, начиная с самых ранних, неоднократно
подчеркивал важность борьбы за охрану труда рабочих. Этот вопрос
рассматривался в его работах «Новый фабричный закон» (1895 г.),
«Проект программы нашей партии» (1899 г.), «Проект программы
Российской социал-демократической партии» (1902 г.), «Закон о
вознаграждении рабочих, потерпевших от несчастных случаев»
(1903 г.) и в ряде других работ.
Мысли и идеи В. И. Ленина по вопросам охраны труда с победой
Великой Октябрьской социалистической революции легли в основу
деятельности партии и государства в этой области.
Одним из первых декретов, принятых Советом Народных Комис-
саров, был декрет от 29 октября (11 ноября) 1917 г. «О восьмичасовом
рабочем дне». В мае 1918 г. был принят декрет «Об учреждении Ин-
спекции труда», целью которого являлась охрана здоровья трудя-
щихся. В декабре 1918 г. был издан первый советский Кодекс зако-
нов о труде РСФСР, в разработке которого принимал участие В. И. Ле-
нин.
В Программе партии, принятой VIII съездом РКП(б) (март
1919 г.), проект которой был подготовлен под руководством В. И. Ле-
нина, отмечались огромные достижения Советского государства
по охране труда. Эти достижения стали возможны в результате
установления диктатуры пролетариата, реализовавшей больше-
вистскую программу профилактических мероприятий в области
безопасности и гигиены труда.
В 1922 г. ВЦИК утвердил новый Кодекс законов о труде, в кото-
ром предусматривались развернутые мероприятия по охране труда.
4
Забота об охране труда находилась в центре внимания Комму-
нистической партии и советского государства во все периоды раз-
вития нашей страны.
5 июля 1929 г. Центральный комитет партии принял постанов-
ление «Об усилении партийного руководства работой по охране
труда и технике безопасности в промышленности и на транспорте».
В этом постановлении указывалось, что социалистическая рекон-
струкция и капитальное переоборудование промышленности и тран-
спорта требуют решительных мероприятий по оздоровлению усло-
вий труда на предприятиях.
В 1930 ’г.’ XVI съезд партии специально рассмотрел вопрос об
охране труда в условиях бурного развития промышленности и о
роли профсоюзов в этом деле. Вопросы охраны труда заняли также
достойное место в решениях XIX, XX и XXIII съездов партии.
В программе КПСС, принятой XXII съездом партии (1961 г.),
указывается: «Всемерное оздоровление и облегчение условий труда —
одна из важных задач подъема народного благосостояния. На всех
предприятиях будут внедрены современные средства техники безо-
пасности и обеспечены санитарно-гигиенические условия, устраняю-
щие производственный травматизм и профессиональные заболева-
ния».
Значительное внимание вопросам охраны труда уделено XXIV
съездом КПСС. Директивами XXIV съезда поставлена задача:
на основе повышения технического уровня производства последо-
вательно сокращать применение ручного и тяжелого, а также неква-
лифицированного труда во всех отраслях народного хозяйства;
обеспечить дальнейшее улучшение условий труда, повысить осна-
щенность предприятий современными средствами техники безо-
пасности и охраны труда.
В нашей стране обеспечение безопасных и здоровых условий
труда является общегосударственной задачей. В СССР непрерывно
увеличиваются ассигнования на охрану труда. Только на осущест-
вление оздоровительных мероприятий по соглашениям, заключае-
мым между администрацией предприятий и профсоюзными комите-
тами, в 1972 г. расходы достигли почти 1,5 млрд. руб. Спецодеждой,
спецобувью, средствами индивидуальной защиты обеспечено 50 млн.
трудящихся.
В результате проведенных в стране мероприятий, направленных
на улучшение условий труда, снизилась профессиональная забо-
леваемость, систематически снижается производственный травма-
тизм.
В отчетном докладе ВЦСПС XV съезду профсоюзов СССР (1972 г.)
отмечалось, что Советский Союз относится к числу стран с самым
низким в мире уровнем производственного травматизма.
Большая роль в улучшении условий труда принадлежит про-
фессиональным союзам, которые осуществляют государственный
надзор и общественный контроль за охраной труда во всем народном
хозяйстве и распоряжаются фондами социального страхования.
В период развернутого строительства коммунизма значение профес-
5
сиональных союзов особенно возрастает. Среди задач профсоюзов,
указанных в Программе КПСС, важное место отводится заботе об
улучшении условий труда.
В резолюции XXIV съезда КПСС по отчетному докладу ЦК КПСС
говорится: «Одной из основных задач профсоюзов является забота
о законных интересах рабочих и всех трудящихся, забота об улуч-
шении условий их труда и быта, усиление контроля за соблюдением
трудового законодательства, правил и норм охраны труда и техники
безопасности, забота о лучшей организации культурного и здорового
отдыха трудящихся».
Производственный травматизм в машиностроении, как и во всем
народном хозяйстве, постоянно снижается. В результате широкой
механизации и автоматизации ликвидировано большинство тяжелых
и опасных профессий, значительно уменьшилась профессиональная
заболеваемость.
Однако научно-технический прогресс ставит ряд новых проблем.
Повышение технической оснащенности машиностроительных пред-
приятий, применение новых химических материалов, конструкций
и процессов, увеличение скоростей и мощностей машин оказывают
влияние на характер и частоту несчастных случаев и заболеваний
на производстве. Так, например, применение ручного механизи-
рованного инструмента, увеличившее производительность труда
и снизившее затраты мышечной энергии, привело к возрастанию
случаев вибрационной болезни; автоматизация производства умень-
шила затраты труда на единицу продукции, однако появился ряд
проблем, связанных с увеличением нервно-психической нагрузки
на оператора, и т. д.
Научными исследованиями в области охраны труда в нашей
стране занимается более 400 научно-исследовательских организа-
ций и лабораторий, в том числе шесть институтов охраны труда
в системе ВЦСПС, ряд отраслевых институтов, проектные органи-
зации, кафедры вузов; медицинские аспекты проблемы разраба-
тываются в многочисленных научно-исследовательских учрежде-
ниях медицинского профиля (институты гигиены труда и профза-
болеваний и др.).
Разработку вопросов пожарной профилактики и противопожар-
ной техники ведет Всесоюзный научно-исследовательский и опытно-
конструкторский институт противопожарной обороны.
По масштабам научных работ в области охраны труда Совет-
ский Союз значительно опережает капиталистические страны.
Большое значение в создании здоровых и безопасных условий
труда имеет стандартизация. Она позволяет принять действенные
меры по повышению технического уровня и упорядочению разра-
ботки нормативно-технической документации по безопасности труда.
В нашей стране с 1972 г. создается Система стандартов по безо-
пасности труда (ССБТ), которая представляет собой комплекс боль-
шого числа взаимосвязанных стандартов, направленных на обес-
печение безопасности труда. Эта система устанавливает общие
требования и нормы по видам опасных и вредных производствен-
6
пых факторов, общие требования безопасности к производственному
оборудованию и процессам, требования к средствам защиты рабо-
тающих, методы оценки безопасности труда. Такого рода всеобъ-
емлющая система стандартов создается в мировой практике впервые.
Кроме того, в нашей стране во все стандарты и технические усло-
вия должен быть включен раздел «Требования безопасности», в ко-
тором даются конкретные требования безопасности к конструк-
ции — устройство ограждений подвижных и опасных элементов;
блокировка включений при нерабочем и аварийном положении;
фиксация и крепление подвижных органов при ремонтах, в нерабо-
чем состоянии и при транспортировании; обеспечение ограничи-
телями хода и концевыми выключателями подвижных элементов
и др. В этом же разделе приводятся требования по обеспечению нор-
мальных санитарно-гигиенических условий на объекте стандарти-
зации (вентиляция, пылеподавление и т. п.), а также требования
электро-, пожаро- и взрывобезопасности, эргономические требова-
ния по обеспечению удобств при запуске, управлении и обслужива-
нии изделий, их окраске в соответствии с требованиями техничес-
кой эстетики, методы и средства оценки параметров опасности или
вредности и т. п.
Исключением из этого правила являются стандарты на термины,
обозначения, единицы измерений, системы документации, а также
сырье и изделия, не создающие опасности и не влияющие при их
получении и применении на санитарно-гигиенические условия труда
работающих.
Улучшение условий труда, повышение его безопасности и без-
вредности имеет большое экономическое значение. Оно влияет на
экономические результаты производства — на производительность
труда, качество и себестоимость выпускаемой продукции.
Производительность труда повышается благодаря сохранению
здоровья и работоспособности человека, экономии живого труда
путем повышения уровня использования рабочего времени, прод-
ления периода активной трудовой деятельности человека, экономии
общественного труда путем повышения качества продукции, улуч-
шения использования основных производственных фондов, умень-
шения числа аварий и т. п.
Улучшение условий труда и его безопасность приводят к сниже-
нию производственного травматизма, профессиональных заболева-
ний, инвалидности, что сохраняет здоровье трудящихся и одновре-
менно приводит к уменьшению затрат на оплату льгот и компенса-
ций за работу в неблагоприятных условиях труда, на оплату
последствий такой работы (временной и постоянной нетрудоспособ-
ности), на лечение, переподготовку работников производства в
связи с текучестью кадров по причинам, связанным с условиями
труда.
Экономическое содержание условий труда неразрывно связано
с социальным. Улучшение условий труда приводит к таким соци-
альным результатам, как улучшение здоровья трудящихся, повы-
шение степени удовлетворенности трудом, укрепление трудовой
7
дисциплины, повышение престижа ряда профессий, развитие ком-
мунистического отношения к труду, рост производственной и общест-
венной активности и улучшение ряда других показателей, характе-
ризующих более высокую ступень социального развития трудя-
щихся.
Курс охраны труда включает в себя основы законодательства
об охране труда, вопросы организации охраны труда на предприя-
тиях, технические и гигиенические основы производственной сани-
тарии, безопасности труда и пожарной профилактики.
Охрана труда теснейшим образом связана также с общей задачей
охраны природы, так как очистка и обезвреживание сточных вод
и выбросов в атмосферу, борьба с шумом и вибрацией, защита от
электромагнитных полей и ионизирующих излучений служат не
только целям охраны труда, но и одновременно способствуют сохра-
нению среды обитания человека.
Изучение методов защиты от отдельных вредностей и опасностей
рекомендуется проводить в следующей последовательности: социаль-
ное значение этой вредности или опасности; ее физическая природа
и единицы измерения; действие на человека и санитарно-гигиени-
ческое нормирование; методы подавления в источнике и на путях
распространения; средства индивидуальной защиты; измерения и кон-
троль.
Учебник является коллективным трудом. Отдельные главы на-
писаны: введение — Е. Я. Юдиным (принимал участие в подготовке
остальных глав), гл. I—В. И. Дроновым и А. П. Кузьминым,
гл. 2 и 5 — А. С. Терехиным, гл. 3 — С. Г. Смирновым, гл. 4 и
11 — А. Ф. Козьяковым, гл. 6 — Э. П. Пышкиной, гл. 7 — Л. Ф. Яков-
левой, гл. 8 — П. А. Долиным, гл. 9 — И. В. Переездчиковым,
гл. 10 — А. Н. Баратовым (совместно с Э. П. Пышкиной), гл. 12 —
Ф. А. Карбиновым.
Глава 1
ПРАВОВЫЕ И ОРГАНИЗАЦИОННЫЕ ВОПРОСЫ
ОХРАНЫ ТРУДА
§ 1.	Понятие охраны труда в советском праве
Создание здоровых и безопасных условий труда в нашей стране
является делом государственной важности. Партия, правительство,
профсоюзы постоянно уделяют внимание вопросам систематического
облегчения и оздоровления условий труда.
В Советском Союзе создано самое передовое законодательство
о труде, опирающееся на завоевания Октябрьской революции и ве-
ликие достижения социализма.
Всю систему правовых норм, регулирующих охрану труда,
можно представить себе в следующем виде:
а)	правила и нормы по технике безопасности и производственной
санитарии, в том числе правила и нормы, обеспечивающие индиви-
дуальную защиту работающих от производственных травм и про-
фессиональных заболеваний;
б)	правила, регулирующие организацию охраны труда;
в)	правила и нормы по специальной охране труда женщин,
молодежи и лиц с пониженной трудоспособностью;
г)	правила, регулирующие деятельность органов государствен-
ного надзора и общественного контроля в области охраны труда;
д)	нормы, предусматривающие ответственность за нарушения за-
конодательства об охране труда.
Важнейшие положения в области охраны труда закреплены
в «Основах законодательства Союза ССР и союзных республик о тру-
де», введенных в действие с 1 января 1971 г., в соответствии с
которыми разработан Кодекс законов о труде (КЗоТ) РСФСР
(введен в действие с 1 апреля 1972 г).
В вводной части (преамбуле) КЗоТ РСФСР указано, что охрана
здоровья трудящихся, обеспечение безопасных условий труда,
ликвидация профессиональных заболеваний и производственного
травматизма составляет одну из главных забот Советского госу-
дарства. Право на здоровые и безопасные условия труда КЗоТ РСФСР
относит к основному трудовому праву рабочих и служащих.
Законодательство об охране труда включает законы и подза-
конные Союза ССР и союзных республик совместные с ВЦСПС
акты Советов Министров СССР и союзных республик, инструкции,
постановления Государственного комитета Совета Министров СССР
по вопросам труда и заработной платы, инструкции и приказы мини-
стерств и ведомств, согласованные с соответствующими профсоюз-
9
ными органами, а равно решения местных органов власти по вопро-
сам, входящим в их компетенцию. Нормы охраны труда содержатся
и в правилах внутреннего распорядка. К этим актам примы-
кают соответствующие постановления ВЦСПС, издаваемые в пре-
делах предоставленных ему законом прав по вопросам охраны
труда.
Обеспечение здоровых и безопасных условий труда возлагается
на администрацию предприятий, учреждений, организаций. Адми-
нистрация обязана внедрять современные средства техники безо-
пасности, предупреждающие производственный травматизм, и обес-
печивать санитарно-гигиенические условия, предотвращающие
возникновение профессиональных заболеваний рабочих и служащих.
Производственные здания, сооружения, оборудование, техно-
логические процессы должны отвечать требованиям, обеспечиваю-
щим здоровые и безопасные условия труда. Эти требования вклю-
чают^ рациональное использование территории и производственных
помещений, правильную эксплуатацию оборудования и организа-
цию технологических процессов, защиту работающих от воздей-
ствия вредных условий труда, содержание производственных поме-
щений и рабочих мест в соответствии с санитарно-гигиеническими
нормами и правилами, устройство санитарно-бытовых помещений.
При проектировании, строительстве и эксплуатации производствен-
ных зданий и сооружений должны соблюдаться правила и нормы
по охране труда.
Проекты машин, станков и другого производственного обору-
дования должны соответствовать требованиям по технике безопас-
ности и производственной санитарии. Пи один образец новой машины,
механизма и другого производственного оборудования нс может
быть передан в серийное производство, если он нс отвечает требо-
ваниям охраны труда.
Администрация предприятий и учреждений обязана проводить
организационную работу по обеспечению безопасных и здоровых
условий труда (планирование и финансирование различных меро-
приятий по охране труда, проведение инструктажа рабочих и слу-
жащих по технике безопасности и производственной санитарии и т. п.)
В трудовом законодательстве особое внимание уделяется соблю-
дению требований охраны труда уже при проектировании и раз-
работке новых (и реконструируемых) предприятий, машин и техно-
логических процессов.
Запрещается вводить в эксплуатацию предприятия, не отвечаю-
щие требованиям охраны труда. Ни одно предприятие, цех, участок
производство не могут быть приняты и введены в эксплуатацию,
если на них не обеспечены здоровые и безопасные условия труда.
Ввод в эксплуатацию новых и реконструированных объектов произ-
водственного назначения не допускается без разрешения органов,
осуществляющих государственный санитарный и технический над-
зор, технической инспекции профсоюзов и фабричного, заводского,
местного комитета профессионального союза предприятия, учреж-
дения, организации, вводящих объект в эксплуатацию,
10
§ 2.	Правила и нормы по технике безопасности
и производственной санитарии
Правила и нормы по технике безопасности направлены на защиту
организма человека от физических травм, воздействия технических
средств, используемых в процессе труда. Они регулируют поведение
людей, обеспечивающее безопасность труда с точки зрения устройства
и размещения машин и оборудования.
Правила и нормы по производственной санитарии и гигиене
имеют целью защиту организма от переутомления, химического,
атмосферного воздействия и т. п. Эти правила и нормы устанавливают
требования по благоустройству и правильному использованию тер-
ритории, производственных и бытовых помещений предприятий,
оборудованию рабочих мест и т. п.
Правила и нормы по технике безопасности и производственной
санитарии необходимо соблюдать как при проектировании, так и при
эксплуатации промышленных объектов, оборудования.
Требования в области обеспечения безопасных и здоровых усло-
вий труда, содержащиеся в правилах и нормах по технике безопас-
ности и производственной санитарии, являются юридически обяза-
тельными как для администрации, так и для рабочих и служащих.
При несоблюдении этих правил и норм виновные лица несут юриди-
ческую ответственность.
По сфере действия правила по технике безопасности и произ-
водственной санитарии бывают единые для всех отраслей народного
хозяйства, межотраслевые и отраслевые правила и нормы.
Единые правила по технике безопасности и производствен-
ной санитарии распространяются на все отрасли народного хозяй-
ства и закрепляют важнейшие гарантии безопасности и гигиены
труда, уровень которых должен быть одинаковым во всех отраслях
народного хозяйства.
Межотраслевые правила по технике безопасности и про-
изводственной санитарии являются также общими и закрепляют
важнейшие гарантии безопасности и гигиены труда либо в несколь-
ких отраслях, либо в отдельных видах производств, работ или па
отдельных типах оборудования в любых отраслях народного хозяй-
ства.
Отраслевые правила по технике безопасности и производ-
ственной санитарии распространяются только на отдельную отрасль
производства в масштабах всей страны и содержат гарантии безо-
пасности и гигиены труда, специфичные для данной отрасли.
К числу норм по технике безопасности и производственной сани-
тарии относятся нормы, устанавливающие меры индивидуальной
защиты работающих от профессиональных заболеваний и производ-
ственных травм. Эти нормы предусматривают следующее. На рабо-
тах с вредными условиями труда, а также на работах, производимых
в особых температурных условиях или связанных с загрязнением,
рабочим и служащим выдаются бесплатно по установленным нормам
11
специальная одежда, специальная обувь и другие средства инди-
видуальной защиты. Рабочие и служащие обязаны пользоваться
в рабочее время выданной им спецодеждой, спецобувью и предохра-
нительными приспособлениями.
На работах, связанных с загрязнением, рабочим и служащим
выдается бесплатно по установленным нормам мыло, смывающие
и обезвреживающие средства.
На работах с вредными условиями труда рабочим и служащим
выдаются бесплатно по установленным нормам молоко или другие
равноценные пищевые продукты. На работах с особо вредными
условиями труда представляется бесплатно по установленным нор-
мам лечебно-профилактическое питание.
Для рабочих и служащих, занятых на работах с вредными усло-
виями труда, устанавливается сокращенная продолжительность ра-
бочего времени не более 36 ч в неделю и предоставляются допол-
нительные отпуска.
Администрация предприятия (организации) обязана бесплатно
снабжать рабочих горячих цехов газированной подсоленной водой.
Рабочие и служащие, занятые на тяжелых работах и на работах
с вредными или опасными условиями труда, а также на работах,
связанных с движением транспорта, проходят обязательные пред-
варительные (при поступлении на работу) и периодические меди-
цинские осмотры для определения пригодности их к поручаемой
работе и предупреждения профессиональных заболеваний.
Рабочим и служащим, работающим в холодное время года на
открытом воздухе или в закрытых необогреваемых помещениях,
грузчикам, занятым на погрузочно-разгрузочных работах, а также
некоторым другим категориям работников в случаях, предусмотрен-
ных законодательством, предоставляются специальные перерывы
для обогревания и отдыха, которые включают в рабочее время.
Рабочих и служащих, нуждающихся в предоставлении более
легкой работы, администрация предприятия, учреждения, органи-
зации обязана перевести с их согласия на такую работу в соответ-
ствии с медицинским заключением временно или без ограничения
срока.
§ 3.	Организация охраны труда на предприятии
Организация охраны труда на предприятиях является одной
из важнейших задач и обязанностей администрации. Администрация
предприятий, учреждений, организаций обязана обеспечивать над-
лежащее техническое оборудование всех рабочих мест и создавать
на них условия работы, соответствующие правилам по охране труда.
Действующее трудовое законодательство устанавливает, что от-
ветственность за организацию труда в целом по предприятию несут
его директор и главный инженер. По отдельным подразделениям
такая ответственность возложена на соответствующих руководи-
телей этих подразделений (начальников цехов, участков, мастеров
12
и т. д.). Непосредственное руководство по организации охраны
труда осуществляет главный инженер предприятия.
На предприятиях и в организациях в коллективных договорах,
которые ежегодно от имени коллектива рабочих и служащих заклю-
чаются ФЗМК профсоюза с администрацией, должна предусматри-
ваться конкретная работа в области охраны труда.
Кроме того, проведение текущих мероприятий по охране труда
отражается в соглашениях по охране труда, являющихся официаль-
ным приложением, составной частью коллективных договоров, а
также в единых комплексных планах оздоровительных мероприя-
тий. Ежегодные соглашения по охране труда — это важная право-
вая форма планирования мероприятий по охране труда. В соглаше-
ниях по охране труда уточняются и дополняются мероприятия по
охране труда по цехам, участкам, агрегатам, устанавливаются сроки
проведения каждого мероприятия, указываются лица, ответствен-
ные за их проведение.
Согласно ст. 148 КЗоТ РСФСР для проведения мероприятий
по охране труда предприятия (организации) выделяют в установ-
ленном порядке средства и необходимые материалы. Расходование
этих средств и материалов на другие цели запрещается.
Важное значение имеют правовые нормы, которые регулируют
деятельность администрации предприятий (учреждений) и других
должностных лиц, направленную на организацию предупрежде-
ния несчастных случаев и устранение вредных и опасных усло-
вий труда.
В целях охраны труда КЗоТ РСФСР возлагает на администра-
цию предприятий, учреждений, организаций, во-первых, проведение
инструктажа рабочих и служащих по технике безопасности, произ-
водственной санитарии, противопожарной охране и другим прави-
лам охраны труда, и во-вторых, осуществление постоянного конт-
роля за соблюдением работниками всех требований инструкций по
охране труда.
Инструктаж и обучение работников правилам безопасных прие-
мов и методов работы должны проводиться обязательно на всех
предприятиях и в организациях, независимо от характера и степени
опасности производства, а также квалификации и стажа работы
работающего по данной профессии или должности.
На рабочих и служащих, в свою очередь, возлагаются также обя-
занности: соблюдение инструкций по охране труда, установленных
требований обращения с машинами и механизмами и пользования
средствами индивидуальной защиты. Невыполнение этих обя-
занностей рабочими и служащими является нарушением трудовой
дисциплины. Инструкции по охране труда устанавливают правила
выполнения работ и поведения работающих в производственных
помещениях и на строительных площадках.
Особую роль в организации работы по предупреждению несча-
стных случаев и проведению мероприятий, обеспечивающих безо-
пасные и здоровые условия труда, играет инженерная служба тех-
ники безопасности, которая непосредственно подчинена руководи-
13
телю предприятия (организации) и главному инженеру. В ее состав
входят инженеры по технике безопасности или отдела (группы)
по технике безопасности.
Инженер по технике безопасности отвечает за организацию раз-
работки мероприятий по технике безопасности производственными
подразделениями и принимает участие во внедрении этих мероприя-
тий; осуществляет контроль за соблюдением на предприятиях зако-
нодательства по технике безопасности и проверку выполнения на-
меченных мероприятий в области охраны труда; участвует в комис-
сиях по рассмотрению проектов строительства, реконструкции
ремонта цехов и оборудования и по приемке их в эксплуатацию
и в расследовании причин аварий и несчастных случаев.
Для выполнения этих функций инженеру по технике безопас-
ности предоставлен ряд прав, в том числе, право давать указания
руководителям цехов и участков об устранении недостатков и нару-
шений правил безопасности, право запрещать работу на отдельных
производствах, участках, агрегатах и станках в условиях, явно
опасных для жизни и здоровья работающих, право принимать меры
к изъятию инструментов, оборудования и приспособлений при несо-
ответствии их требованиям техники безопасности и т. д.
Важнейшей задачей отдела техники безопасности является при-
влечение всего коллектива к участию в разработке и внедрении
мероприятий по охране труда, а также к контролю за состоянием
охраны труда на предприятии. Для этого отдел совместно с общест-
венными организациями предприятия проводит смотры, соревно-
вания по улучшению охраны труда и культуры производства.
Широкое распространение на предприятиях получил трехсту-
пенчатый метод контроля за состоянием охраны труда. На первой
ступени контроля участвуют мастер и общественный инспектор по
охране труда, которые ежедневно проверяют на своем участке состоя-
ние рабочих мест, исправность оборудования, наличие и исправность
ограждений, индивидуальных средств защиты и т. д. Обнаруженные
недостатки отмечаются в специальном журнале, принимаются меры
к их устранению.
Начальник цеха, председатель цехкома или председатель комис-
сии охраны труда цехкома, инженер по технике безопасности и це-
ховой врач один раз в неделю осуществляют вторую ступень конт-
роля за состоянием охраны труда в цехе.
На третьей ступени контроля главный инженер завода, предсе-
датель завкома профсоюза или председатель комиссии охраны труда
завкома, промсанврач, начальник отдела техники безопасности
с участием главного механика и главного энергетика один раз в
месяц проверяют состояние охраны труда в каждом цехе или группе
цехов. Результаты проверки обсуждаются на совещании начальнИ’
ков цехов и отделов у директора завода или главного инженера
завода с последующим изданием приказа по предприятию, которым
утверждаются мероприятия по дальнейшему улучшению условий
труда и техники безопасности с указанием сроков исполнения и
исполнителей.
14
§ 4.	Надзор и контроль
за соблюдением законодательства об охране труда
В «Основах законодательства Союза ССР и союзных республик
о труде» указываются органы, призванные осуществлять надзор
и контроль за соблюдением законодательства о труде и правил по
охране труда. К ним относятся: специально уполномоченные на то
государственные органы и инспекции, не зависящие в своей деятель-
ности от администрации предприятий, учреждений, организаций
и их вышестоящих органов (Госгортехнадзор, Госэнергонадзор,
Санитарно-эпидемиологическая служба); профессиональные союзы и
состоящие в их ведении техническая и правовая инспекции труда.
Советы депутатов трудящихся и их исполнительные и распоря-
дительные органы осуществляют контроль за соблюдением законо-
дательства о труде в порядке, предусмотренном законодательством
СССР и союзных республик. Министерства и ведомства осуществля-
ют внутриведомственный контроль за подчиненными им предприя-
тиями, учреждениями, организациями.
Высший надзор за точным исполнением законов о труде мини-
стерствами и ведомствами, предприятиями, учреждениями, граж-
данами и должностными лицами возложен на Генерального Проку-
рора СССР.
На Госгортехнадзор возлагается обеспечение единства требований,
предусмотренных в правилах по технике безопасности, для под-
контрольных предприятий и объектов, независимо от их террито-
риального расположения и ведомственной подчиненности.
Государственный надзор за проведением мероприятий, обеспе-
чивающих безопасное обслуживание электрических и теплоисполь-
зующих установок, осуществляется органами государственного над-
зора системы Министерства энергетики и электрификации СССР.
Государственный санитарный надзор за соблюдением предпри-
ятиями, учреждениями, организациями санитарно-противоэпиде-
мических правил осуществляется органами и учреждениями сани-
тарно-эпидемиологической службы Министерства здравоохранения
СССР и Министерства здравоохранения РСФСР.
Надзор и контроль за осуществлением советского законодатель-
ства об охране труда профессиональные союзы осуществляют через
свои выборные органы (советы профсоюзов, центральные и местные
органы отраслевых профсоюзов, фабрично-заводские и местные коми-
теты профсоюзов), а также через техническую и правовую инспек-
ции труда.
§ 5.	Ответственность должностных лиц
за нарушение законодательства об охране труда.
Расследование, регистрация и учет
несчастных случаев, связанных с производством
Должностные лица, виновные в нарушении законодательства
о труде и правил по охране труда, в невыполнении обязательств
по коллективным договорам и соглашениям по охране труда или
15
в воспрепятствовании деятельности профессиональных союзов, несут
ответственность (дисциплинарную, административную, уголовную
и материальную) в порядке, установленном законодательством Союза
ССР и РСФСР.
Дисциплинарная ответственность наступает в тех случаях, когда
по вине должностных лиц из числа руководящих, административно-
технических и административно-хозяйственных работников допус-
каются нарушения охраны труда, которые не влекут за собой тяже-
лые последствия и не могли повлечь их. Привлечение к дисципли-
нарной ответственности выражается в объявлении виновному лицу
дисциплинарного взыскания.
Административная ответственность за нарушение законодатель-
ства об охране труда выражается в наложении на виновных дол-
жностных лиц денежных штрафов. Правом наложения штрафов
пользуются: Главные технические и технические инспектора проф-
союзов, органы Госгортехнадзора, органы Государственного сани-
тарного надзора, а также инспекции некоторых министерств и пожар-
ная инспекция.
Уголовная ответственность за нарушение правил по технике
безопасности, промышленной санитарии и иных правил охраны
труда наступает тогда, когда эти нарушения могли повлечь или
повлекли за собой несчастные случаи с людьми или иные тяжелые
последствия. Эту уголовную ответственность могут нести лишь те
должностные лица, на которых в силу их служебного положения
или по специальному распоряжению возложена обязанность по
охране труда и соблюдению правил техники безопасности на соот-
ветствующем участке работы или контроль за их выпол-
нением.
Материальная ответственность должностных лиц за нарушение
правил охраны труда возникает, если в результате такого нару-
шения предприятие (учреждение, организация) обязано выплатить
определенные денежные суммы потерпевшему лицу или органам
социального страхования (социального обеспечения).
Для выявления нарушений норм по охране труда и предотвра-
щения травматизма важное значение имеют регистрация и учет
несчастных случаев, связанных с производством.
Расследованию подлежат те несчастные случаи, которые прои-
зошли на территории предприятия или учреждения; вне территории
предприятия или учреждения при выполнении работы по его зада-
нию (на коммуникациях тепло- и энергосети, связи, на ремонт-
ных работах жилого фонда предприятия или учреждения и т. д.),
а также с рабочими и служащими, доставляемыми на место работы
и с работы на транспорте, предоставленном предприятием или учреж-
дением.
Расследованию подлежат несчастные случаи, происшедшие
как в течение рабочего времени (включая установленные пере-
рывы), так и перед началом и по окончании работ, а также при
выполнении работ в сверхурочное время, в выходные и празднич-
ные дни.
16
Острые отравления, тепловые удары, обмораживания расследу-
ются как несчастные случаи.
Результаты расследования несчастного случая на производстве,
вызвавшего потерю трудоспособности не менее одного рабочего
дня, оформляются актом по форме Н-1.
О каждом несчастном случае на производстве пострадавший или
очевидец несчастного случая немедленно извещают мастера, началь-
ника цеха или соответствующего руководителя работ. Мастер, узнав
о несчастном случае, должен организовать первую помощь постра-
давшему и направить его в медицинский пункт, и сообщить о про-
исшедшем случае начальнику цеха или соответствующему руково-
дителю работ.
Начальник цеха (руководитель соответствующего участка), где
произошел несчастный случай, обязан срочно сообщить о происшед-
шем несчастном случае руководителю предприятия или учреждения
и ФЗМК профсоюза, расследовать в течение 24 ч совместно со стар-
шим общественным инспектором по охране труда цеха и инженером
по технике безопасности или лицом, его замещающим, происшедший
несчастный случай, выявить его обстоятельства и причины, а также
определить мероприятия по предупреждению повторения подоб-
ных случаев. Начальник цеха обязан составить акт о несчаст-
ном случае по форме Н-1, в четырех экземплярах и направить
их главному инженеру (руководителю) предприятия или учреж-
дения. ,
Главный инженер предприятия обязан в суточный срок утвер-
дить акт и принять меры к устранению причин, вызвавших несчаст-
ный случай.
В особом порядке подлежат расследованию и учету групповые
(происшедшие с двумя и более работниками), тяжелые и со смер-
тельным исходом несчастные случаи.
Ответственность за правильное и своевременное расследование
и учет несчастных случаев, а также за выполнение мероприятий,
указанных в акте, несут руководитель предприятия или учрежде-
ния, главный инженер, начальники цехов, мастера и другие руко-
водители соответствующих участков.
По материалам расследования и решению ФЗМК руководитель
предприятия или учреждения издает приказ по устранению причин,
вызвавших несчастный случай, с указанием сроков исполнения
мероприятий и лиц, ответственных за их выполнение.
Контроль за правильным и своевременным расследованием и
учетом несчастных случаев, а также за выполнением мероприятий
по устранению причин, вызвавших несчастный случай, осуществляют
вышестоящие хозяйственные органы, общественные органы, ФЗМК
профсоюза, общественные инспектора по охране труда, технические
инспектора профсоюзов и местные органы Госгортехнадзора и Гос-
энергонадзора на объектах, им подконтрольных
17
§ 6.	Анализ производственного травматизма
и профессиональных заболеваний,
классификация их причин
Анализ травматизма и профессиональных заболеваний ставит
задачу установить закономерности, которые вызвали появление
несчастных случаев и заболеваний. Несчастному случаю всегда
предшествуют те или иные отклонения от нормального хода произ-
водства. Поэтому изучение травматизма дает возможность разра-
ботать профилактические мероприятия, устраняющие опасные и вред-
ные условия труда на производстве.'
Проблема безопасности труда должна рассматриваться комп-
лексно с учетом всех факторов, создающих условия несчастных
случаев и заболеваний.
Рис. 1. Схема взаимодействия человека с элементами системы труда
Для изучения факторов, влияющих на условия труда, рассмот-
рим взаимосвязи человека с элементами системы труда (рис. 1).
В процессе труда человек средствами труда воздействует на
предмет труда, качественно видоизменяя или меняя положение
его в пространстве. В свою очередь, сам предмет труда, материалы,
инструменты и оборудование, имеющиеся в распоряжении человека,
оказывают влияние на характер условий труда. Кроме того, безо-
пасность и безвредность труда зависят от параметров производст-
венной среды (микроклимата, производственных вредностей), уровня
организации труда, от взаимоотношений человека с трудовым кол-
лективом и, наконец, от качества самого исполнителя. Все элементы
процесса труда находятся в диалектической взаимосвязи и образуют
единую систему.
Из анализа взаимосвязей человека с элементами системы труда
следует, что безопасность и безвредность условий труда опреде-
ляют две группы факторов: производственно-технические (организа-
ционные, технические, факторы производственной среды) и «чело-
18
веческие» или, как их принято называть, психофизиологические фак-
торы. Технические факторы отличаются большим многообразием, по-
этому они могут быть подразделены на три вида: конструкторские,
технологические и факторы технического обслуживания (содер-
жание в исправности техники).
При анализе производственного травматизма и профессиональ-
ных заболеваний необходимо учитывать комплекс факторов, опре-
деляющих условия труда на производстве.
В настоящее время общепринятой классификации причин несча-
стных случаев не существует. Может быть предложена следующая
условная классификация причин травматизма.
1.	Организационные причины: отсутствие или некачественное
проведение, инструктажа и обучения; отсутствие проекта работ,
инструкций по технике безопасности, руководства и надзора за рабо-
той; неудовлетворительный режим труда и отдыха; неправильная
организация рабочего места, движения пешеходов и транспорта;
отсутствие, неисправность или несоответствие условиям работы
спецодежды, индивидуальных средств защиты и др.
2.	Конструкторские причины: несоответствие требованиям безо-
пасности конструкций технологического оборудования, транспорт-
ных и энергетических устройств; несовершенство конструкции тех-
нологической оснастки, ручного и переносного механизированного
инструмента; отсутствие или несовершенство оградительных, пре-
дохранительных и других технических средств безопасности; неудов-
летворительная компоновка поста управления; неудобное проведе-
ние осмотра, технического ухода и ремонта.
3.	Технологические причины: неправильный выбор оборудова-
ния, оснастки, транспортных средств; отсутствие или недостаточная
механизация тяжелых и опасных операций; неправильный выбор
режимов обработки; несовершенство планировки и технологиче-
ского обслуживания оборудования; нарушение технологического
процесса.
4.	Причины неудовлетворительного технического обслуживания:
отсутствие плановых профилактических осмотров, технических ухо-
дов и ремонтов оборудования, оснастки и транспортных средств;
неисправность оборудования, оснастки и транспортных средств,
а также оградительных, предохранительных и других технических
средств безопасности; неисправность ручного и переносного механи-
зированного инструмента.
5.	Причины неудовлетворительного состояния производственной
среды: неблагоприятные метеорологические условия; повышенная
концентрация вредных веществ в воздухе рабочей зоны; наличие
вредных облучений; неудовлетворительная освещенность; большой
уровень шума и вибрации.
6.	Психофизиологические причины (связанные с неблагоприят-
ной особенностью личного фактора): несоответствие анатомо-физио-
логических и психологических особенностей организма человека
условиям труда; неудовлетворенность работой, неприменение ограж-
дений опасных зон, индивидуальных средств защиты; алкогольное
19
опьянение; неудовлетворительный «психологический климат» в кол-
лективе и др.
Анализ производственного травматизма по предложенной клас-
сификации позволяет решать задачи ликвидации несчастных слу-
чаев и профессиональных заболеваний в тесной взаимосвязи с дру-
гими задачами управления и производства.
§ 7. Методы анализа производственного травматизма
Для анализа производственного травматизма применяют три
основных метода: статистический, монографический и экономиче-
ский.
Статистический метод основан на изучении причин травматизма
по документам, регистрирующим несчастные случаи (акты по форме
Н-1, листки нетрудоспособности) за определенный период времени.
Этот метод позволяет определить сравнительную динамику травма-
тизма по отдельным отраслям, предприятиям, цехам и участкам
одного предприятия и выявить закономерности роста или снижения
травматизма.
Для оценки уровня травматизма пользуются относительными
статистическими показателями частоты и тяжести травматизма.
В СССР в качестве показателя частоты травматизма принимается
число несчастных случаев, приходящееся на тысячу работающих
за определенный календарный период:
г- Т-1000
-------р 9
где Т — число несчастных случаев за данный период; Р — сред-
несписочное число работающих за тот же период.
В качестве показателя тяжести травматизма принимается сред-
няя длительность нетрудоспособности, приходящаяся на один несча-
стный случай:
К __Д
-- У 9
где Д — суммарное число дней нетрудоспособности по всем несчаст-
ным случаям за данный период.
При углубленном статистическом анализе травматизма помимо
выявления непосредственных причин травматизма производится
также анализ несчастных случаев по характеру воздействия на орга-
низм человека, по видам работ, анализируются сведения о постра-
давших (профессия, стаж, возраст, пол) и данные о времени проис-
шествия (месяц года, день недели, смена, час рабочего дня).
Статистические методы предусматривают следующие этапы иссле-
дования: наблюдение, накопление статистического материала и обра-
ботку (анализ), полученных данных с последующими выводами и
рекомендациями. Анализ статистического материала, сгруппиро-
ванного в табличные сводки, становится более наглядным при гра-
фическом его изображении в виде диаграмм и графиков.
20
Разновидностью статистического метода являются групповой
и топографический.
Групповой метод изучения травматизма основан на повторяемости
несчастных случаев независимо от тяжести повреждения. Имею-
щийся материал расследования распределяется по группам с целью
выявления несчастных случаев, одинаковых по обстоятельствам,
происшедших при однородной обстановке на однородном оборудо-
вании, а также повторяющихся по характеру повреждений. Это
позволяет определить профессии и работы, на которые падает боль-
шее число несчастных случаев, выявить дефекты данного вида про-
изводственного оборудования и наметить пути его модернизации
с целью обеспечения безопасности труда.
Топографический метод состоит в изучении причин несчастных
случаев по месту их происшествия. Все несчастные случаи систе-
матически наносятся условными знаками на планы цехов, в резуль-
тате чего наглядно видны места травматизма, производственные
участки, требующие особого внимания, тщательного обследования
и принятия профилактических мер.
Статистические методы исследования дают возможность полу-
чить общую картину состояния травматизма, установить его дина-
мику, выявить определенные связи и зависимости. Однако при этом
не изучаются углубленно производственные условия, в которых
произошли учтенные несчастные случаи.
Монографический метод изучения травматизма включает в себя
детальное исследование всего комплекса условий, в которых
произошел несчастный случай: трудовой и технологический
процессы, рабочее место, основное и вспомогательное оборудо-
вание, обрабатываемые материалы, индивидуальные защитные
средства, общие условия производственной обстановки и т. д.
При монографическом анализе определенного участка производ-
ства широко применяют также технические методы исследова-
ния (испытание оборудования, контроль производственной среды
И др.).
В результате такого исследования выявляются не только при-
чины происшедших несчастных случаев, но и, что особенно важно,
потенциальные опасности и вредности, которые могут оказать вред-
ное воздействие на работающих.
Монографический анализ дает возможность наиболее полно уста-
новить способы предупреждения травматизма и профессиональных
заболеваний.
Экономический метод заключается в определении экономического
ущерба от производственного травматизма, а также в оценке эффек-
тивности затрат, направленных на предупреждение несчастных слу-
чаев, с целью оптимального распределения средств на мероприятия
по охране труда.
Наряду с традиционными методами анализа травматизма можно
отметить некоторые новые направления, характерные для исследо-
вания условий безопасности труда и предупреждения производствен-
ного травматизма.
21
Системный подход к решению проблемы безопасности труда
предполагает изучение полной совокупности факторов, влияющих
на условия труда, на всех стадиях производственного процесса. При
этом используются комплексные методы исследования, которые соче-
тают в себе рассмотренные выше методы. Например, результаты
монографического исследования отдельных несчастных случаев за
длительный период времени могут быть использованы для статисти-
ческого анализа.
Объективная характеристика травматизма определяется на основе
изучения множественных количественных показателей, величина
которых складывается под влиянием большого числа факторов, одно-
временно действующих в различной комбинации. Поэтому аналити-
ческий вывод закономерностей производственного травматизма, как
явления, возможен только с использованием комплекса методов
математической статистики.
Для определения степени влияния нескольких факторов на основ-
ные показатели травматизма, выявления характера и тесноты связи
между показателями и факторами травматизма используют, напри-
мер, методы дисперсионного и корреляционного анализов.
В последние годы начинает находить применение метод научного
прогнозирования безопасности труда. Он служит для вероятностной
оценки динамики травматизма, предсказания неблагоприятных фак-
торов новых производств, технологий и разработки для них требо-
ваний безопасности. Система стандартов безопасности труда (ССБТ)
предусматривает разработку методики комплексной оценки безо-
пасности технологических процессов и оборудования на стадии их
проектирования, изготовления и эксплуатации.
Современное производство предъявляет повышенные требования
и к самой службе обеспечения безопасности труда. Форма информа-
ционного обмена службы обеспечения безопасности труда с управ-
ляемым объектом должна обеспечивать возможность оперативного
вмешательства в ход производственного процесса при появлении
в нем неблагоприятных тенденций.
Для оперативного учета и обработки информации о травматизме
иогут быть использованы ручные и машинные перфокартные системы,
электронно-вычислительные машины.
Весьма перспективной представляется разработка автоматизиро-
ванных систем оперативного учета и предупреждения производствен-
ного травматизма, которые должны стать одним из звеньев автома-
тизированной системы управления производством (АСУП).
Глава 2
ОЗДОРОВЛЕНИЕ ВОЗДУШНОЙ СРЕДЫ
Одним из необходимых условий здорового и высокопроизводи-
тельного труда является обеспечение чистоты воздуха и нормальных
метеорологических условий в рабочих помещениях. Устранение
воздействия таких вредных производственных факторов, как газов
и паров, пыли, избыточного тепла и влаги и создание здоровой воз-
душной среды, является важной народнохозяйственной задачей,
которая должна осуществляться комплексно, одновременно с реше-
нием основных вопросов производства.
§ 8. Причины и характер загрязнения воздушной среды
в производственных условиях
Химический состав чистого и свежего воздуха приведен ниже.
Составляющая	Содя!?!!<ани»/
по объему, %
Азот .............................................. 87,80
Кислород........................................... 20,95
Аргон, неон и	другие инертные газы ................. 0,93
Углекислый газ...................................... 0,03
Прочие газы......................................... 0,01
Здоровый воздух должен также иметь определенный ионный
состав. В атмосферном воздухе содержатся отрицательные и поло-
жительные ионы, по своей -подвижности разделяющиеся на легкие
и тяжелые. Тяжелые ионы образуются в результате оседания легких
ионов на различные материальные частички: пылинки, капли тумана
и т. п. В чистом воздухе преимущественно находятся легкие ионы,
а в загрязненном — тяжелые. Исследования показывают, что на
жизнедеятельность человеческого организма благотворное влияние
оказывают отрицательные ионы кислорода воздуха.
На производстве воздух редко имеет естественный состав, так
как многие технологические процессы сопровождаются выделением
в воздух производственных помещений вредных веществ — паров,
газов, пылей.
Вредные вещества проникают в организм человека главным обра-
зом через дыхательные пути, а также через кожу и с пищей. По дей-
23
ствию на человека они делятся на две группы: неядовитые и ядови-
тые (токсичные).
Неядовитые вещества оказывают только раздражающее дей-
ствие на слизистые оболочки дыхательных путей, кожу, глаз, прак-
тически не попадая в круг кровообращения вследствие плохой ра-
створимости в биологических средах (крови, лимфе и других жид-
костях).
Ядовитые вещества, хорошо растворяясь в биологических сре-
дах, способны вступать с ними во взаимодействие, вызывая нару-
шение нормальной жизнедеятельности. В результате действия ядо-
витых веществ у человека возникает болезненное состояние — отрав-
ление, опасность которого зависит от продолжительности действия,
концентрации (мг/м3) и вида яда.
Многие вещества, которые считаются неядовитыми, в необычных
условиях способны оказывать токсическое действие на человека.
Например, инертные газы при атмосферном давлении вредны лишь
в той мере, в какой они своим присутствием снижают содержание
кислорода в воздухе, а при применении этих газов под давлением
они становятся сильными наркотиками.
Поступление в воздух производственных помещений того или
иного вредного вещества зависит от технологического процесса,
используемого сырья, а также от промежуточных и конечных про-
дуктов.
Причины выделения пыли на предприятиях машиностроения
могут быть самыми разнообразными. Пыль образуется при дроблении
и размоле, транспортировке измельченного материала, механической
обработке хрупких материалов, отделке поверхности (шлифовка,
глянцовка), упаковке и расфасовке и т. п. Эти виды пылеообразо-
вания являются основными или первичными. В условиях производ-
ства может возникать и вторичное пылеобразование, например,
при уборке помещений, движении людей и т. п. Такое выделение
пыли бывает в ряде случаев (в электровакуумной промышленности,
приборостроении) весьма нежелательным.
Степень вредного действия пыли на человека зависит от ее кон-
центрации, механических свойств, химического состава и размера
частиц (дисперсности).
Для неядовитой пыли характерно раздражение и даже ранение
пылинками слизистых оболочек дыхательных путей, приводящее
к их воспалению, а при проникновении в легкие — к возникновению
специфических заболеваний. К этим пылям относятся металличе-
ская (чугунная, железная, медная, алюминиевая и др.), пластмас-
совая, наждачная, карборундовая, древесная, пыль стеклянного и
минерального волокна, кремнеземсодержащие пыли. Образование
этих пылей имеет место при металлообработке, прокатке, штамповке,
в литейном производстве и т. д.
Ядовитыми являются свинцовая, цинковая пыль и др. При сварке
образуется пыль содержащая марганец, хром, фтор. В литейном
производстве в ряде случаев образуется пыль, содержащая мышьяк
и бериллий.
24
Пыль во взвешенном состоянии, наиболее неблагоприятном для
человека, называется аэрозолем, а в осевшем — аэрогелем. Дым —
это аэрозоль твердового вещества, туман — жидкого.
Пыль бывает крупно- (размер частиц более 10 мкм), средне-
(5—10 мкм) и мелкодисперсная (<5 мкм).
Наибольшую опасность представляет мелкодисперсная пыль.
Такая пыль в отличие от крупнодисперсной пыли практически не
оседает в воздухе производственных помещений, находится во взве-
шенном состоянии и легко проникает в легкие. При высокой дисперс-
ности пыль отличается повышенной химической активностью бла-
годаря большой поверхности. Например, в сварочной пыли содер-
жится 90% частиц размером менее 5 мкм, что определяет ее особую
вредность.
По физиологическому действию ядовитые вещества могут быть
разделены на четыре основные группы: 1
1)	раздражающие — действуют на поверхностные ткани дыха-
тельного тракта и слизистые оболочки (сернистый газ, хлор, аммиак,
фтористый водород, окислы азота, пары серной, соляной и азотной
кислот, формальдегид, акролеин, ацетон, азон и др.);
2)	удушающие — действуют как вещества, нарушающие процесс
усвоения кислорода тканями (окись углерода, сероводород, циани-
стый водород и др.);
3)	наркотические — действуют как наркотики (азот под давле-
нием, трихлорэтилен, дихлорэтан, четыреххлористый углерод, аце-
тилен, бензин и др.);
4)	соматические яды — вызывают нарушения деятельности всего
организма или его отдельных органов и систем (свинец, ртуть, бен-
зол, мышьяк и его соединения, олово, марганец, фосфор и др.).
Действие вредных веществ в условиях высоких температур, шума
и вибраций значительно усугубляется, хотя количественную оценку
этого явления в настоящее время дать трудно. Так, при высокой тем-
пературе воздуха расширяются кожные сосуды, усиливается потоот-
деление, учащается дыхание, что ускоряет проникновение ядов
в организм.
В результате воздействия вредных веществ могут возникать про-
фессиональные заболевания. Так, при длительном вдыхании пыли
возникают пневмокониозы. Наиболее тяжелым из них является сили-
коз, возникающий при попадании в легкие пыли, содержащей дву-
окись кремния. Это заболевание имеет место в литейном производ-
стве, при пескоструйной обработке. Электросварочная пыль, а также
1 Такая классификация ядовитых веществ в известной мере условна, так
как физиологическое действие многих из них меняется с изменением концентра-
ции или бывает комбинированным. При этом необходимо иметь в виду, что
при определенных условиях воздействие всех вредных паров и газов может
дать смертельный исход. Например, при небольших концентрациях хлор ока-
зывает раздражающее действие на дыхательные пути, а при высоких концентра-
циях возможна «молниеносная» смерть вследствие рефлекторного торможения
дыхательного центра.
25
пыль, образующаяся при шлифовке, могут явиться причиной заболе-
вания пневмокониозом.
На производствах, связанных с применением свинца, ртути,
мышьяка и других ядовитых веществ, при выделении окиси углерода
возможны отравления. При сварке оцинкованных изделий, плавке
бронзы и латуни иногда возникает отравление окисью цинка — так
называемая литейная лихорадка. При действии кислот, щелочей,
растворителей и других едких веществ возникают разнообразные кож-
ные заболевания. В ряде случаев вредные вещества могут вызвать
не только прямые (видимые), но и отдаленные последствия из-за гене-
тических изменений.
§ 9. Нормирование содержания вредных веществ
в воздухе
По GH 245-—71 установлены предельно допустимые концентрации
вредных веществ #пдк в мг/м3 в воздухе рабочей зоны производст-
венных помещений. Так, для окиси углерода <?пдк = 20 мг/м3, мар-
ганца — 0,3 мг/м3, ртути, свинца — 0,01 мг/м3 и т. п.
Вредные вещества по степени воздействия на организм человека
подразделяются на четыре класса: 1 — чрезвычайно опасные; 2 — вы-
сокоопасные; 3 умеренно опасные; 4 — малоопасные.
Приведенные выше требования к содержанию вредных веществ
в воздухе производственных помещений рассматриваются с точки
зрения воздействия их на организм человека. Для ряда производств,
например для электровакуумного, указанные нормы недостаточны.
Загрязнение воздушной среды пылью, парами масла, кислот, щело-
чей в сильной степени влияет на качество изделий. Чем сложнее при-
бор, тем более строгой вакуумной гигиены необходимо придержи-
ваться при его изготовлении. Поэтому, например, в помещениях,
в которых производится сборка внутренней арматуры приборов и их
герметизация, содержание пыли должно быть минимальным — не
более 50 частиц на 1 л воздуха.
Эти требования обусловливают применение специальной техноло-
гической дисциплины, спецодежды, обдувающих душей перед входом
в помещение и т. д.
В атмосферном воздухе населенных пунктов также установлены
предельно допустимые концентрации (максимальные разовые и средне-
суточные) вредных веществ, величины которых значительно ниже
предельных концентраций в рабочей зоне производственных помеще-
ний.
Воздух, удаляемый системами вентиляции и содержащий пыль,
вредные или неприятно пахнущие вещества, перед выбросом в атмо-
сферу должен очищаться с тем, чтобы в атмосферном воздухе населен-
ных пунктов не было концентраций вредных веществ, превышающих
санитарные нормы; в воздухе, поступающем внутрь производствен-
ных помещений, концентрации вредностей не превышали величины
0,Здпдк для рабочей зоны этих помещений.
26
§ 10. Метеорологические условия
в производственных помещениях
Метеорологические условия или микроклимат в производственных
условиях определяются следующими параметрами: 1) температурой
воздуха t, °C; 2) относительной влажностью <р, %; 3) скоростью движе-
ния воздуха на рабочем месте и, м/с; 4) барометрическим давлением
Р, мм рт. ст.
Необходимость учета этих параметров может быть объяснена на
основании рассмотрения теплового баланса в организме человека.
Величина тепловыделения Q организмом человека зависит от сте-
пени физического напряжения в определенных метеорологических
условиях и составляет от 75 ккал/ч (в состоянии покоя) до 400 ккал/ч
(при тяжелой работе).
Человек постоянно находится в процессе теплового взаимодейст-
вия с окружающей средой.' Для того чтобы физиологические процессы
в его организме протекали нормально, выделяемое организмом тепло
должно отводиться в окружающую человека среду. Соответствие ме-
жду количеством этого тепла и охлаждающей способностью среды
характеризует ее как комфортную. В условиях комфорта у человека
не возникает беспокоящих его тепловых ощущений — холода или
перегрева.
Отдача тепла организмом человека в окружающую среду проис-
ходит посредством теплопроводности через одежду @т, конвекции
в результате омывания воздухом тела человека фк, излучения на окру-
жающие поверхности Qa, испарения влаги с поверхности кожи @Исп.
Часть тепла расходуется на нагрев вдыхаемого воздуха QB.
Количество тепла, отдаваемое организмом человека каждым из
этих путей, зависит от величины того или иного параметра микрокли-
мата. Так, теплоотдача конвекцией зависит от температуры окружа-
ющего воздуха и скорости его движения на рабочем месте. Излучение
тепла происходит в направлении окружающих человека поверхностей,
имеющих более низкую температуру поверхности, чем температура
поверхности одежды (27—31° С) и открытых частей тела человека
(около 33,5° С). При высоких температурах окружающих поверх-
ностей (30—35° С) теплоотдача излучением полностью прекращается,
а при более высоких температурах теплообмен идет в обратном на-
правлении — от поверхностей к человеку.
Отдача тепла испарением пота зависит от относительной влаж-
ности и скорости движения воздуха. В состоянии покоя при тем-
пературе окружающего воздуха 18° С доля QK составляет около 30%
всего отводимого тепла, (?и ~ 45%, @Исп — 20% и QB — 5%.
При изменении температуры воздуха, скорости его движения и
влажности, при наличии вблизи человека нагретых поверхностей,
в условиях физической работы и т. д. эти соотношения существенно
меняются.
Нормальное тепловое самочувствие (комфортные условия), соот-
ветствующее данному виду работы^ обеспечивается при соблюдении
27
теплового баланса:
Q — фт4’фк"Ьфи4’фиСП“Ьфв»
благодаря чему температура внутренних органов человека остается
постоянной (около 36,6° С). Эта способность человеческого организма
поддерживать постоянной температуру при изменении параметров
микроклимата и при выполнении различной по тяжести работы на-
зывается терморегуляцией.
При высокой температуре воздуха в помещении кровеносные со-
суды поверхности тела расширяются, при этом происходит повышен-
ный приток крови к поверхности тела и теплоотдача в окружающую
среду значительно увеличивается. Однако при температурах окру-
жающего воздуха и ограждений порядка 30—33° С отдача тепла кон-
векцией и излучением в основном прекращается. При более высокой
температуре воздуха большая часть тепла отдается путем испарения
пота с поверхности кожи. Прй этом организм теряет определенное
количество влаги, а вместе с ней и солей, играющих важную роль
в жизнедеятельности организма. По этой причине в горячих цехах
рабочим дают подсоленную воду.
При понижении температуры окружающего воздуха реакция
человеческого организма иная: кровеносные сосуды кожи сужаются,
приток крови к поверхности тела замедляется и отдача тепла конвек-
цией и излучением уменьшается.
Таким образом, для теплового самочувствия человека важно
определенное сочетание температуры, относительной влажности и
скорости движения воздуха.
Влажность воздуха оказывает большое влияние на терморегуля-
цию организма. Повышенная влажность (<р > 85%) затрудняет тер-
морегуляцию вследствие снижения испарения пота, а слишком
низкая влажность (<р < 20%) вызывает пересыхание слизистых оболо-
чек дыхательных путей. Нормальные величины относительной влаж-
ности составляет 30—60%.
Движение воздуха в помещениях является важным фактором,
влияющим на самочувствие человека. В жарком помещении движе-
ние воздуха способствует увеличению отдачи тепла организмом и
улучшает его состояние, но оказывает неблагоприятное воздействие
при низкой температуре воздуха в холодное время года.
Минимальная скорость движения воздуха, ощущаемая человеком,
составляет 0,2 м/с. В зимнее время года скорость движения воздуха
не должна превышать 0,3—0,5 м/с, а летом — 0,5—1 м/с.
В горячих цехах допускается увеличение скорости обдува рабочих
(воздушное душирование) до 3,5 м/с.
Скорость воздуха оказывает также влияние на распределение
вредных веществ в помещении. Воздушные потоки могут распро-
странять их по всему объему помещения, переводить пыль из
осевшего состояния во взвешенное. В ряде случаев относительно
высокая скорость воздуха (более 0,3—0,5 м/с) может мешать тех-
нологическому процессу, например при сварке в среде защитных
газов.
28
Барометрическое давление влияет на парциальное давление основ-
ных компонентов воздуха — кислорода и азота, а следовательно, и
на процесс дыхания.
Жизнедеятельность человека может проходить в довольно широ-
ком диапазоне давлений порядка 550—950 мм рт. ст. Однако здесь
необходимо учитывать, что для здоровья человека опасно быстрое
изменение давления, а не сама величина этого давления. Например,
быстрое снижение давления всего на несколько миллиметров ртут-
ного столба по отношению к нормальной величине (РНорм =
= 760 мм рт. ст.) вызывает болезненное ощущение.
При воздействии высокой температуры, интенсивного теплового
излучения возможен перегрев организма, который характеризуется
повышением температуры тела, обильным потовыделением, учащением
пульса и дыхания, резкой слабостью, головокружением, а в тяжелых
случаях — появлением судорог и возникновением теплового удара.
Особенно неблагоприятные условия наступают в том случае,
когда наряду с высокой температурой в помещении наблюдается по-
вышенная влажность, ускоряющая возникновение перегрева орга-
низма. Вследствие резких колебаний температуры в помещении, об-
дувания холодным воздухом (сквозняки) на производстве имеют место
простудные заболевания.
В соответствии с санитарными нормами СН 245—71 устанавли-
ваются оптимальные и допустимые метеорологические условия для
рабочей зоны помещения (пространство высотой 2 м над уровнем пола
или площадки, где находятся рабочие места).
Нормы учитывают:
1) время года — холодный и переходный периоды с температурой
наружного воздуха ниже +10° С; теплый период с температурой
+10° С и выше;
2) категорию работы — все работы по тяжести подразделяются
на три категории:
а)	легкие работы (затраты энергии до 150 ккал/ч), к которым от-
носятся, например, основные процессы точного приборостроения и
машиностроения;
б)	работы средней тяжести (затраты энергии от 150 до 250 ккал/ч),
например, в механосборочных, механизированных литейных, прокат-
ных, термических цехах и т. п.;
в)	тяжелые работы (затраты более 250 ккал/ч), к которым отно-
сятся работы, связанные с систематическим физическим напряжением
и переноской значительных (более 10 кг) тяжестей; это — кузнечные
цехи с ручной ковкой, литейные с ручной набивкой и заливкой опок
и т. п.;
3) характеристику помещения по теплоизбыткам — все производ-
ственные помещения делятся на помещения с незначительными из-
бытками явного тепла, приходящимися на 1 м3 объема помещения, —
20 ккал/м3-ч и менее, и со значительными избытками — более
20 ккал/м3‘Ч.
К теплоизбыткам относится остаточное количество тепла, посту-
пающего в помещение после осуществления всех технологических и
29
строительных мероприятий по их уменьшению. Величина тепл ©из-
бытков (ккал/ч) определяется на основании баланса тепла в помеще-
нии по формуле
(?изб = У] (? “•“ Jj	(1)
где ZQ — суммарное количество поступающего в помещение тепла
(тепловыделения); S(?yx — суммарное количество уходящего из по-
мещения тепла (за счет теплопотерь ограждениями, удаляемого мест-
ной вентиляцией, нагретым воздухом и т. п.).
В так называемых холодных цехах (механосборочные, точного
машиностроения и др.) теплоизбытки составляют менее 20 ккал/м3-ч.
Что же касается горячих цехов (прокатные, кузнечные, термические,
литейные и т. п.), то в них теплоизбытки составляют 150—
200 ккал/м3-ч, а в ряде случаев до 300—500 ккал/м3 -ч.
Основными источниками тепловыделений в машиностроении
являются пламенные печи, электропечи, ванны с подогревом, куз-
нечные горны, нагретый металл, электрооборудование, различные
нагретые поверхности, солнечная радиация. Расчет тепловыделений
производят по справочникам.
С учетом перечисленных выше факторов определяют нормы тем-
пературы, относительной влажности и скорости движения воздуха.
Например, для легкой работы, выполняемой в помещениях с незна-
чительными теплоизбытками в холодный период года, допустимые
параметры следующие: температура 17—22° С, относительная влаж-
ность — не более 75 %1 скорость движения воздуха — не более
0,3 м/с.
§ И. Мероприятия по оздоровлению воздушной среды
Требуемое состояние воздушной среды может быть обеспечено
выполнением определенных мероприятий, к основным из которых
относятся:
1.	Механизация и автоматизация производственных процессов,
дистанционное управление ими.
Это мероприятие имеет большое значение для защиты от воздей-
ствия вредных веществ, лучистого тепла, особенно при выполнении
тяжелых работ. Автоматизация процессов, идущих с выделением вред-
ных веществ, не только повышает производительность, но и улучшает
условия труда, поскольку рабочие выводятся из опасной зоны. На-
пример, внедрение вместо ручной автоматической сварки с использо-
ванием дистанционного управления дает возможность резко оздоро-
вить условия труда сварщика.
2.	Применение технологических процессов и оборудования, ис-
ключающих образование вредных веществ или попадание их в рабо-
чую зону.
При проектировании новых технологических процессов и обору-
дования необходимо добиваться исключения или резкого уменьше-
ния выделения вредных веществ в воздух производственных помеще-
30
ний. Этого можно достичь, например, заменой токсичных веществ
нетоксичными, переходом с твердого и жидкого топлива на газооб-
разное, электрический и высокочастотный нагрев; применением пыле-
подавления водой (увлажнение, мокрый помол) при измельчении и
транспортировке материалов и т. д.
Большое значение для оздоровления воздушной среды имеет на-
дежная герметизация оборудования, в котором находятся вредные
вещества, в частности, печей, газопроводов, насосов, компрессоров,
транспортеров, шнеков и т. д. Через неплотности в соединениях,
а также вследствие газопроницаемости материалов происходит исте-
чение находящихся под давлением газов. При этом количество выте-
кающего газа зависит от его физических свойств, площади неплот-
ностей и разницы давлений снаружи и внутри оборудования. Меры
по обеспечению герметичности оборудования описаны в гл. 10.
3.	Защита от источников тепловых излучений.
4.	Устройство вентиляции и отопления.
После проведения мероприятий по линии совершенствования тех-
нологического процесса и оборудования наиболее эффективным
средством борьбы с оставшимися вредными веществами, теплом, вла-
гой является вентиляция.
5.	Применение средств индивидуальной защиты.
§ 12. Защита от источников тепловых излучений
В производственной обстановке рабочие, находясь вблизи расплав-
ленного или нагретого металла, пламени, горячих поверхностей
и т. п., подвергаются действию тепла, излучаемого этими источни-
ками. В результате поглощения падающей энергии повышается тем-
пература кожи и глубже лежащих тканей на облучаемом участке.
Действие лучистого тепла не ограничивается изменениями, про-
исходящими на облучаемом участке кожи, — на облучение реагирует
весь организм. Под влиянием облучения в организме происходят
биохимические сдвиги, наступают нарушения сердечно-сосудистой
и нервной систем. Длительное воздействие инфракрасных лучей с дли-
ной волны 0,72—1,5 мкм (лучи Фохта) вызывает катаракту глаз (по-
мутнение хрусталика).
Лучистое тепло, кроме непосредственного воздействия на рабочих,
нагревает окружающие конструкции (пол, стены, перекрытие, обору-
дование), в результате чего температура воздуха внутри помещения
повышается, что также ухудшает условия работы.
У большинства производственных источников максимум излучае-
мой энергии приходится на длинноволновую часть спектра (инфра-
красные лучи длиной волны X > 0,78 мкм).
При проектировании новых производств с источниками теплового
облучения необходимо знать, какое тепловое облучение будет дейст-
вовать на рабочих.
Порядок расчета теплового облучения на рабочем месте следую-
щий.
31
Определяют интенсивность облучения на рабочем месте, зная ис-
точник излучения и расстояние до работающего, в ккал/м2ч:
^обл == Со	8прф COS ОС,
где CQ — коэффициент, зависящий от физических свойств излучаю-
щей поверхности; Т — температура излучающей поверхности; А —
величина, учитывающая излучение при нормальных условиях
(4 = 85 — для кожи человека и хлопчатобумажной ткани; А =
= НО — для сукна); еПр — приведенная степень черноты, учитываю-
щая неполное поглощение лучистой энергии реальными (серыми)
1
телами и отраженные потоки елр= т-------;---, где и е2 — сте-
81 е2
пень черноты излучающего тела и облучаемого человека; ф — коэф-
фициент облученности, показывающий, какая часть лучистого по-
тока от излучающего тела попадает на тело человека; этот коэффи-
циент зависит от относительного расстояния 1(Z — расстояние
от источника излучения до человека; а — сторона квадрата или эк-
вивалентный размер излучателя); при близком расположении чело-
века к источнику ф = 1; обычно ф < 1 (определяется по справочни-
кам); а — угол между нормалью к излучающей поверхности и на-
правлением от центра излучающей поверхности к рабочему месту.
Подсчитанную величину интенсивности облучения сравнивают
с допустимой по нормам (ЕОбл < 300 ккал/м2-ч). Если ЕОбл >
>300 ккал/м2 «я, то возникает необходимость в проведении меро-
приятий по уменьшению действия излучения на работающих.
Интенсивность облучения рабочих в ряде случаев составляет зна-
чительную величину (до 3000—6000 ккал/м2 -ч и даже более), и в этих
случаях лучистое тепло становится основным вредным производст-
венным фактором.	/,
/I Способы защиты от лучистого тепла следующие: теплоизоляция
/горячих поверхностей, экранирование тепловых излучений, приме-*
I нение воздушного душирования, применение защитной одежды, орга-
I низация рационального отдыха.	।
Теплоизоляция является эффективным мероприятием не только
по уменьшению интенсивности теплового излучения от нагретых по-
верхностей, но и общих тепловыделений, а также для предотвраще-
ния ожогов при прикосновении к этим поверхностям. По действую-
щим санитарным нормам температура нагретых поверхностей обору-
дования (например, печей) и ограждений на рабочих местах не
должна превышать 45° С.
Для теплоизоляции применяют самые разнообразные материалы
и конструкции (специальные бетоны и кирпич, минеральную и стек-
лянную вату, асбест, войлок и т. д.).
Наиболее распространенным и эффективным способом защиты
от излучения является экранирование. Экраны применяют как для
экранирования источников излучения, так и для защиты рабочих
мест от воздействия лучистого тепла.
32
По принципу действия экраны подразделяются на теплоотражаю-
щие, теилопоглощающие, тсплоотводящие. Это деление в известной
степени условно, так как любой экран обладает способностью отра-
жать, поглощать или отводить тепло. Принадлежность экрана к той
или иной группе зависит от того, какое свойство отражено в нем
наиболее сильно.
В зависимости от возможности наблюдения за рабочим процессом
экраны можно разделить па три типа: непрозрачные, полупрозрач-
ные и прозрачные.
Материалами для теплоотражающих экранов служат листовой
алюминий, белая жесть, альфоль (алюминиевая фольга), укрепляе-
мые на несущем материале — картоне, сетке и т. п.
В теплопоглощающих экранах применяют материалы с большим
термическим сопротивлением (асбестовые щиты на металлической сет-
ке или листе, огнеупорный кирпич и т. д.), вследствие чего темпера-
тура наружной поверхности резко уменьшается.
Теплоотводящие экраны представляют собой сварные или литые
конструкции, охлаждаемые протекающей внутри водой. Они могут
применяться при любых интенсивностях излучения.
К полупрозрачным теплопоглощающим экранам относятся метал-
лические сетки (размер ячейки 3—3,5 мм), цепные звенья, армирован-
ное стекло. Такие экраны уступают по эффективности сплошным эк-
ранам, поэтому их применяют при интенсивности излучения менее
1000 ккал/м2-ч.
Металлические сетки, орошаемые водой, являются теплоотводя-
щими экранами, применяют их также при небольших интенсивностях
излучения.
Для прозрачных экранов используют силикатное, кварцевое или
органические стекло, топкие (до 2 нм) металлические пленки на стекле.
Наибольшее распространение получили водяные завесы, устраи-
ваемые у рабочих окон печей в том случае, когда через экран необ-
ходимо вводить инструмент, заготовки и т. д.
При выполнении трудоемких работ правильная организация от-
дыха имеет большое значение для восстановления работоспособ-
ности. Для рабочих устраивают специальные места отдыха, располо-
женные недалеко от места работы, но в то же время достаточно уда-
ленные от источников излученияд снабженные вентиляцией^ питьевой
водой и т. д.
§ 13. Системы вентиляции
Задачей вентиляции является обеспечение чистоты воздуха и за-
данных метеорологических условий в производственных помещениях.
Вентиляция достигается удалением загрязненного или нагретого
воздуха из помещения и подачей в него свежего воздуха.
По способу перемещения воздуха вентиляция бывает естественной
и механической. Возможно также сочетание естественной и механиче-
ской вентиляции (смешанная вентиляция) в различных вариантах.
2 п/р. Юдина Е. Я.	33
В зависимости от того, для чего служит система вентиляции, —
для подачи (притока) или удаления (вытяжки) воздуха из помещения
или для того и другого одновременно, она называется приточной,
вытяжной или приточно-вытяжной.
По месту действия вентиляция бывает общеобменной и местной.
Действие общеобменной вентиляции основано па разбавлении
выделяющихся вредных веществ свежим воздухом до предельно до-
пустимых концентраций или температур. Эту систему вентиляции
наиболее часто применяют в тех случаях, когда вредные вещества
выделяются равномерно по всему помещению. При такой вентиляции
обеспечивается поддержание необходимых параметров воздушной
среды во всем его объеме (рис. 2, а).
Рис. 2. Системы вентиляции:
а, б, в — общеобменная; г — общеобменпая и местная; д — организация воздухо-
обмена: 1 — помещение пульта управления; 2 — местные отсосы
Если помещение очень велико, а количество людей, находящихся
в нем мало, причем место их нахождения фиксировано, не имеет
смысла (по экономическим соображениям) оздоровлять все помеще-
ние полностью, можно ограничиться оздоровлением воздушной среды
только в местах нахождения людей. Примером такой организации
вентиляции могут служить кабины наблюдения и управления в про-
катных цехах, в которых устраивается местная приточно-вытяжная
вентиляция (рис. 2, г), рабочие места в горячих цехах, оборудован-
ных установками воздушного душирования, и т. п.
Воздухообмен в помещении можно значительно сократить, если
улавливать вредные вещества в местах их выделения, не допуская
распространения по помещению. С этой целью технологическое обо-
рудование, являющееся источником выделения вредных веществ,
снабжают специальными устройствами, от которых производится от-
сос загрязненного воздуха. Такая вентиляция называется местной
вытяжной или локализирующей (рис. 2, г).
34
Местная вентиляция по сравнению с общеобменной требует зна-
чительно меньших затрат на устройство и эксплуатацию.
В производственных помещениях, в которых возможно внезапное
поступление в воздух рабочей зоны больших количеств вредных
паров и газов, предусматривается устройство аварийной венти-
ляции.
На производстве часто устраивают комбинированные системы
вентиляции (общеобменную с местной, общеобменную с аварийной
и т. п.).
Для успешной работы системы вентиляции важно, чтобы еще
в стадии проектирования были выполнены следующие технические и
санита рно-гигиенические требования.
1.	Объем притока воздуха в помещение £пр должен соответство-
вать объему вытяжки ЛВыТ; разница между этими объемами не должна
превышать 10—15%.
В ряде случаев необходимо так организовать воздухообмен, чтобы
один из объемов обязательно был больше другого. Например, при
проектировании вентиляции двух смежных помещений (рис. 2, д),
в одном из которых выделяются вредные вещества (помещение /),
объем вытяжки из этого помещения делается больше объема притока,
т. е. ЛвытТ > inP ь в результате чего в этом помещении создается
небольшое разрежение и безвредный воздух из помещения II с не-
большим избыточным давлением Ьвыт п < Лпр и будет подсасываться
в помещение /, не давая возможности вредным веществам попадать
в помещение II.
Возможны и такие случаи организации воздухообмена, когда во
всем помещении поддерживается избыточное по отношению к атмо-
сферному давление. Например, в цехах электровакуумного произ-
водства, для которого особенно важно отсутствие пыли, проникающей
через различные неплотности в ограждениях, объем притока воздуха
делается больше объема вытяжки, за счет чего и создается некоторый
избыток давления (РПом > Ратм).
2.	Приточные и вытяжные системы в помещении должны быть пра-
вильно размещены.
Свежий воздух необходимо подавать в те части помещения, где
количество вредных выделений минимально (или их нет вообще),
а удалять, где выделения максимальны (рис. 2, б, в).
Приток воздуха должен производиться, как правило, в рабочую
зону, а вытяжка — из верхней зоны помещения. В ряде случаев (при
удалении вредных веществ с плотностью, большей чем у воздуха)
вытяжку можно производить из нижней зоны.
3.	Система вентиляции не должна вызывать переохлаждения или
перегрева работающих.
4.	Система вентиляции не должна создавать шум на рабочих ме-
стах, превышающий предельно допустимые уровни.
5.	Система вентиляции должна быть пожаро- и взрывобезопасна,
проста по устройству, надежна в эксплуатации и экономична.
2*
35
§ 14. Определение необходимого воздухообмена
при общеобменной вентиляции
В соответствии с санитарными нормами все производственные и
вспомогательные помещения должны вентилироваться. Необходи-
мый воздухообмен при этом может быть определен различными мето-
дами, в зависимости от конкретных условий каждого помещения.
1. При нормальном микроклимате и отсутствии вредных веществ
или содержании их в пределах норм воздухообмен (м3/ч) можно опре-
делить по формуле
L=NL\
где N — число работающих;
L' — расход воздуха па одного работающего, принимаемый в за-
висимости от объема помещения, приходящегося на каждого работа-
ющего.
Рис. 3. Схема воздухообмена в по-
мещении
В производственных помещениях с объемом воздуха на каждого
работающего менее 20 м3 расход воздуха на одного работающего
должен быть пе менее 30 м3/ч,
т. е. L9 30 м3/ч, а в помеще-
ниях с объемом от 20 до 40 м3 —-
L 20 м3/ч.
В помещениях с объемом воз-
духа па каждого работающего бо-
лее 40 м3 и при наличии естест-
венной вентиляции (открывание
створок переплета окон и дверей)
воздухообмен пе рассчитывается.
В тех же случаях, когда естест-
венная вентиляция отсутствует,
расход воздуха на одного работающего должен составлять не ме-
нее 60 м3/ч, т. е. L' 60 м3/ч.
2.	При выделении паров или газов в помещении необходимый воз-
духообмен определяется исходя из их разбавления до допустимых
концентраций.
Предположим, что в помещении с внутренним объемом V м3
(рис. 3) выделяются вредные пары или газы в количестве G мг/ч.*
Для обеспечения нормальных санитарно-гигиенических условий тру-
да в помещение должно поступать и одновременно удаляться L м3/ч
воздуха.
Допуская, что вредные вещества выделяются равномерно по по-
мещению и при длительной работе вентиляции изменения их содержа-
ния не происходит, искомый расход воздуха может быть определен
из условия баланса поступающих в помещение и удаляемых из него
вредных веществ:
G 4" ^?пр--^?выт>
* Количество выделяющихся вредных веществ принимается по данным
технологической части проекта или берется из справочной литературы.
36
где дПр и дВыт — концентрации вредных веществ в приточном и в уда-
ляемом воздухе; L — объем приточного или удаляемого воздуха, рав-
ный £=-----------м3/ч.
0ВЫТ £пр
Если наружный воздух не содержит вредных веществ, то
Г	Я /
L =-------м8/ч<
7выт
Концентрация двыт не должна превышать предельно допустимую
концентрацию, т. е. двыт дпдк (иначе будет нарушение санитар-
ных норм), а концентрация дПр должна быть по возможности мини-
мальной (тогда потребный воздухообмен будет относительно неболь-
шим); по санитарным нормам дПр 0,3 #пдк.
При одновременном выделении в воздух рабочей зоны помещения
нескольких вредных веществ, не обладающих характером однона-
правленного действия, количество воздуха допускается принимать
по тому вредному веществу, для которого требуется подача чистого
воздуха наибольшего объема.
В тех же случаях, когда происходит одновременное выделение
нескольких вредных веществ однонаправленного действия (напри-
мер, различные кислоты, щелочи, спирты), расчет общеобменной вен-
тиляции выполняют путем суммирования объемов воздуха, необходи-
мых для разбавления каждого вещества до его предельной допусти-
мой концентрации С, при совместном действии вредных веществ (эти
концентрации С меньше нормируемых <?пдк). Такими допустимыми
считаются концентрации С, отвечающие формуле
01 । Ог ।	। Оп ।
?пдк ~ ?пдк ’ ’ ’ ?лдк
3.	При борьбе с избыточным теплом воздухообмен определяется
из условий ассимиляции теплоизбытков. Объем приточного воздуха
(м3/ч)
Znp = 0,24рпр (£выт —гпр) ’
где 0,24 — теплоемкость сухого воздуха, ккал/(кг-град);
Физб — избыточные тепловыделения (теплоизбытки), ккал/ч, оп-
ределяемые по формуле (1); £выт — температура уходя-
щего воздуха, 0 С; £пр — температура приточного воздуха,
° С; рПр — плотность приточного воздуха, кг/м3.
Температура воздуха, уходящего из помещения, определяется
по эмпирической формуле
^ВЫТ = ^рз + Щ tyl
где £рз — температура в рабочей зоне, которая не должна превышать
допустимую по нормам температуру, т. е. £рз ^доп; — темпера-
турный градиент по высоте помещения (Д£ = 1 4- 5° С/м); Н — рас-
стояние от пола до центра вытяжных проемов, м; 2 — высота рабо-
чей зоны, м.
37
Температура приточного воздуха при наличии избыточного тепла
должна быть на 5—8° С ниже температуры воздуха в рабочей зоне.
4.	При влаговыделениях объем воздуха (кг/ч)
г ^вп
где Сгвп — масса водяных паров, выделяющихся в помещении, г/ч;
d2 — влагосодержание воздуха, уходящего из помещения, г/кг;
— влагосодержание наружного воздуха, г/кг.
Санитарными нормами не предусматривается допустимое влаго-
содержание, а указывается только относительная влажность воздуха
и температура в помещении, откуда и определяется d2.
При одновременном выделении в помещении вредных веществ,
тепла и влаги принимается наибольшее количество воздуха, получен-
ное в расчетах для каждого вида производственных выделений.
5.	Метод определения необходимого количества воздуха по крат-
ности воздухообмена применяется для ориентировочных расчетов,
когда неизвестны виды и количество выделяющихся вредных ве-
ществ.1
Кратность воздухообмена К показывает, сколько раз в час ме-
няется воздух в помещении:
К-УГ-,
г пом
где L — воздухообмен, м3/ч; ГПом — объем помещения, м3.
Величина К обычно составляет от 1 до 10 (большие величины для
помещений небольшого объема).
§ 15. Естественная вентиляция
Воздухообмен при естественной вентиляции происходит вслед-
ствие разности температур воздуха в помещении и наружного воз-
духа, а также в результате действия ветра.
Разность температур воздуха внутри (более высокая температура)
и снаружи помещения, а следовательно, и разность плотностей вызы-
вают поступление холодного воздуха в помещение и вытеснение из
него теплого воздуха. При действии ветра с заветренной стороны зда-
ний создается пониженное давление, вследствие чего происходит
вытяжка теплого или загрязненного воздуха из помещения; с навет-
ренной стороны здания создается избыточное давление и свежий воз-
дух поступает в помещение на смену вытягиваемому воздуху. Работа
ряда вытяжных вентиляционных устройств в сильной степени также
зависит от обдува их ветром.
Естественная вентиляция производственных помещений может
быть неорганизованной и организованной.
1 Согласно СН 245—71 определение количества воздуха по кратности воз-
духообмена не допускается, за исключением случаев, оговоренных в норма-
тивных документах.
38
При неорганизованной вентиляции поступление и удаление воз-
духа происходит через неплотности и поры наружных ограждений
(инфильтрация), и через окна, форточки, специальные проемы (про-
ветривание).
Организованная (поддается регулировке) естественная вентиля-
ция производственных помещений осуществляется аэрацией и деф-
лекторами.
Аэрация — это организованная естественная вентиляция, которая
осуществляется в холодных цехах за счет ветрового давления, а в го-
рячих цехах — благодаря совместному или раздельному действию
гравитационного и ветрового давлений.
Аэрация осуществляется следующим образом. В здании цеха, обо-
рудованном тремя рядами проемов (7, 2, 3) со створками в летнее
время открываются проемы 1 и 3 (рис. 4, а). Свежий воздух поступает
в помещение через нижние проемы I, располагаемые на небольшой
высоте от пола (1—1,5 м), а удаляется через проемы 3 в фонаре зда-
ния.
Поступление наружного воздуха в зимнее время осуществляется
через проемы 2, расположенные на высоте 4—7 м от пола (рис. 4, б).
Данная высота принимается с таким расчетом, чтобы холодный на-
ружный воздух, опускаясь до рабочей зоны, успел достаточно на-
греться за счет перемешивания с теплым воздухом помещения. Меняя
положение створок, можно регулировать воздухообмен.
Температура воздуха внутри цеха вследствие избыточных тепло-
выделений бывает, как правило, выше температуры наружного воз-
духа tH. Следовательно, плотность наружного воздуха рн больше
плотности воздуха внутри цеха, что обуславливает, в свою очередь,
наличие разности давлений наружного и внутреннего воздуха. На
определенной высоте помещения, в так называемой плоскости равных
давлений, расположенной примерно на середине высоты здания цеха
(рис. 4, 3), эта разность равна нулю.
Ниже плоскости равных давлений существует разрежение, обус-
ловливающее поступление наружного воздуха (кгс/м2):
7^1 = hi (рн — рср.п)»
где рСр п — средняя плотность воздуха в помещении, соответствую-
щая средней температуре воздуха в помещении- /ср.п*
Средняя температура воздуха в помещении
f ___________________________*р.в + *ух
*'ср*п----2-->
где /р.3 и /ух — температуры воздуха в рабочей зоне и воздуха, уходя-
щего из помещения.
Выше плоскости равных давлений существует избыточное давле-
ние, которое на уровне центра верхних отверстий равно (кгс/м2):
Н2 = ^2 (Рн — Рср.п)*
Это давление, направленное наружу цеха, вызывает вытяжку
воздуха.
39
Общая величина гравитационного давления, под влиянием ко-
торого происходит воздухообмен в помещении цеха, равна сумме
давлений на уровне нижних и верхних проемов (кгс/м2):
ДГг = JTi 4-/^2= (Рн — Рср.п)»	(2)
При расчете аэрации определяется площадь проемов. Расчет
производится для летнего времени как самого неблагоприятного
для аэрации. В начале расчета обычно задаются площадью нижних
проемов. Зная потребный воздухообмен L, м3/ч (по теплоизбыткам),
Рис. 4. Аэрация зданий:
а, б — открытие створок проемов при безветрии в теплое и холодное время года: в,
г — то же при боковом ветре; д — распределение давления воздуха в здании цеха;
е — незадуваемые фонари
40
определяют скорость воздуха в нижних проемах (м/с):
L
где р — коэффициент расхода, величина которого зависит от кон-
струкции створок и угла их открытия (р = 0,15 ч- 0,65).
Затем определяют потери давления в нижних проемах (кгс/м2)
по формуле
и величину Яг по формуле (2), принимая температуру уходящего
воздуха = tn + (10 ч- 15°) и определяя по таблицам или извест-
ным формулам плотность рн и рср.п, соответствующие температурам
И £ср*П*
После этого находят избыточное давление в плоскости верхних
вытяжных проемов:
и требуемую площадь проемов (м2)
Г» _ £	__ ____L
Г Тср.п
При обдувании здания ветром с надветренной стороны создается
повышенное давление воздуха, а на заветренной стороне — разреже-
ние, величины которых могут быть определены по формуле
Н —а
Лв-а 2g ,
грр Нв — избыточное ветровое давление или разрежение; vB — ско-
рость ветра, м/с; а — аэродинамический коэффициент, зависящий от
конфигурации здания и определяемый по результатам обдува моделей
(величина а обычно составляет 0,7—0,85 для наветренной стороны
здания и от —0,3 до —0,45 для заветренной стороны).
Под напором воздуха с наветренной стороны наружный воздух
будет поступать через нижние проемы и, распространяясь в нижней
части здания, вытеснять более нагретый и загрязненный воздух через
проемы в фонаре здания наружу (рис. 4, а, г). Таким образом, действие
ветра усиливает воздухообмен, происходящий за счет гравитацион-
ного давления, а в ряде случаев (в жаркие дни) является основным
действующим фактором.
Расчет аэрации при совместном действии ветра и теплоизбытков
производится аналогично приведенному выше, при этом дополни-
тельно к давлениям воздуха, возникающим вследствие разности тем-
ператур, прибавляются или вычитаются давления, создаваемые вет-
ром.
При задувании ветра в верхние проемы в фонаре потоки наруж-
ного воздуха опускаются вниз, где смешиваются с пылью и газами
41
и попадают в рабочую зону. В этом случае уменьшается воздухооб-
мен, увеличивается температура воздуха в рабочей зоне, т. е. задува-
ние ветра приводит к ухудшению условий труда. Для исключения
этого явления устраивают так называемые незадуваемые фонари
(рис. 4, е), в которых используют ветрозащитные щиты. Благодаря
срыву струй ветра, с заветренной стороны щита (у проема) всегда
имеет место разрежение и тем большее, чем выше скорость ветра.
Поэтому незадуваемые фонари работают на вытяжку при любых
направлениях ветра.
Преимуществом аэрации является то, что большие объемы воздуха
(до нескольких миллионов кубических метров в час) подаются и уда-
ляются без применения вентиляторов и воздуховодов. Как следствие
этого, система аэрации значительно дешевле механических систем
вентиляции; она является мощным средством для борьбы с избыточ-
ными тепловыделениями в горячих цехах.
Наряду с достоинствами, аэрация обладает существенными недо-
статками, а именно: в летнее время эффективность аэрации может
существенно падать вследствие повышения температуры наружного
воздуха, особенно в безветренную погоду; кроме того, поступающий
в помещение воздух не обрабатывается (не очищается, не охлажда-
ется).
Дефлекторы представляют собой специальные насадки, устанав-
ливаемые на вытяжных воздуховодах и использующие энергию
ветра.
Дефлекторы применяют для удаления загрязненного или перегре-
того воздуха из помещений сравнительно небольшого объема, а также
для местной вентиляции, например, для вытяжки горячих газов от
кузнечных горнов, печей и т. д.
В настоящее время наибольшее распространение получил дефлек-
тор ЦАГИ (рис. 5). Он состоит из диффузора 7, верхнюю часть кото-
рого охватывает цилиндрическая обечайка 2. Колпак 3 служит для
защиты от попадания атмосферных осадков в патрубок 5, а конус 4 —
для предохранения от задувания ветром внутрь дефлектора.
Ветер, обдувая обечайку дефлектора, создает на большей части
его окружности разрежение, вследствие чего воздух из помещения
движется по воздуховоду и патрубку 5 и затем выходит наружу
через две кольцевые щели между обечайкой 2 и краями колпака 3
и конуса 4.
Эффективность работы дефлекторов зависит от силы ветра и вы-
соты установки их над коньком крыши.
При ориентировочном подборе дефлекторов определяется диаметр
подводящего патрубка D (м) и соответственно конструктивные раз-
меры дефлектора:
Р = 0,01881/^а,
Г »д
где £д — производительность дефлектора, м3/ч; рд — скорость воз-
духа в патрубке, м/с, которая принимается равной половине скорости
ветра; обычно рд = 1,5 -ь 2 м/с при скорости ветра 3—4 м/с (для
42
а)	б)
300	'
S}
Рис. 5. Дефлектор и графики его подбора
каждой местности известна средняя скорость ветра за наиболее жар-
кие месяцы; для Москвы такая скорость равна 3,5 м/с).
Более точно дефлектор может быть подобран, используя графики
на рис. 5, построенные для трех случаев: с учетом действия ветра (а),
гравитационного давления (б) и при их совместном действии (в).
Диаметры патрубков дефлекторов обычно составляют от 0,2 до
1,0 м.
§ 16. Механическая вентиляция
В системах механической вентиляции движение воздуха осуще-
ствляется вентиляторами и в некоторых случаях — эжекторами.
Приточная вентиляция. Установки приточной вентиляции обычно
состоят из следующих элементов (рис. 6, а): воздухозаборного устрой-
ства (воздухоприемника) 1 для забора чистого воздуха; они устанав-
ливаются снаружи здания в тех местах, где содержание вредностей
минимально (или отсутствуют вообще); воздуховодов 2, по которым
воздух подается в помещение; наиболее часто воздуховоды делают
металлическими, реже — бетонными, кирпичными, шлакоалебаст-
ровыми и т. п.; фильтров 3 для очистки воздуха от пыли; калорифе-
ров 4, в которых холодный наружный воздух нагревается (наиболь-
шее распространение получили калориферы, в которых теплоноси-
43
телем является горячая вода или пар; используются также и электро-
калориферы); центробежного вентилятора 5; приточных отверстий
или насадков 6, через которые воздух подается в помещение (воздух
может подаваться сосредоточенно или равномерно по помещению);
регулирующих устройств (дроссель-клапанов или задвижек), устанав-
ливаемых в воздухоприемном устройстве и на ответвлениях возду-
ховодов.
Фильтр, калориферы и вентилятор обычно устанавливают в одном
помещении — так называемой вентиляционной камере. Воздух по-
дается в рабочую зону на уровне дыхания (до 2 м), причем скорости
выхода воздуха ограни-
чены допустимым шумом
и подвижностью возду-
ха на рабочем месте.
Установки вытяж-
ной вентиляции (рис.
6, б) состоят из вытяж-
ных отверстий или на-
садков 7, через которые
воздух удаляется из по-
мещения; центробежно-
го вентилятора 5; воз-
духоводов 2\ устройства
для очистки воздуха от
пыли или газов S, уста-
навливаемого в тех слу-
чаях, когда выбрасывае-
Рис. 6. Механическая вен-
тиляция:
а — приточная; б — вытяжная;
в — приточно-вытяжная с ре-
циркуляцией
мый воздух необходимо очищать с целью обеспечения нормативных
концентраций в атмосферном воздухе населенных мест и в приточ-
ном воздухе, подаваемом в производственные здания; устройства для
выброса воздуха Р, которое должно быть расположено на 1—1,5 м
выше конька крыши.
При работе вытяжной системы чистый воздух поступает в поме-
щение через неплотности в ограждающих конструкциях. В ряде слу-
чаев это обстоятельство является серьезным недостатком данной
системы вентиляции, так как неорганизованный приток холодного
воздуха (сквозняки) может вызвать простудные заболевания.
Приточно-вытяжная вентиляция. В этой системе воздух по-
дается в помещение приточной вентиляцией, а удаляется — вытяж-
ной вентиляцией (рис. 6, а и б), работающими одновременно.
Место расположения приточных и вытяжных воздуховодов, от-
верстий и насадков, а также количество подаваемого и вытягиваемого
воздуха выбирается с учетом требований, предъявляемых к системе
вентиляции (см. § 12).
Место для забора свежего воздуха выбирается с учетом направле-
ния ветра, с наветренной стороны по отношению к выбросным отвер-
стиям и не ближе 8 м от них, вдали от мест загрязнений.
Приточно-вытяжная система вентиляции с рециркуляцией
(рис. 6, в) характерна тем, что воздух, отсасываемый из помещения
10 вытяжной системой, частично или полностью вторично подается
в это помещение через приточную систему, соединенную с вытяжной
системой воздуховодом 11. Регулировка количества свежего, вторич-
ного и выбрасываемого воздуха производится клапанами 12. В ре-
зультате использования такой системы вентиляции достигается эко-
номия по расходуемому теплу на нагрев воздуха в холодное время
года и на его очистку.
Для рециркуляции разрешается использовать воздух помещений,
в которых отсутствуют выделения вредных веществ или выделяю-
щиеся вещества относятся к 4-му классу опасности, причем концент-
рация этих веществ в подаваемом в помещение воздухе не превышает
0,3 9пдк-
Кроме того, применение рециркуляции не допускается, если в воз-
духе помещений содержатся болезнетворные бактерии, вирусы, име-
ются резко выраженные неприятные запахи.
Вентиляторы — это воздуходувные машины, служащие для пере-
мещения воздуха при потерях давления в вентиляционной сети не
более 1500 кгс/м2.
По принципу работы вентиляторы различают осевые, центробеж-
ные и диаметральные.
Осевой вентилятор (рис. 7, а) представляет собой расположенное
в цилиндрическом кожухе лопаточное колесо, при вращении кото-
рого поступающий в вентилятор воздух под действием лопаток пере-
мещается в осевом направлении. Это наиболее простая конструкция
осевого вентилятора, состоящего только из лопаточного колеса и ко-
жуха. Широко применяются более сложные вентиляторы, снабженные
направляющими и спрямляющими аппаратами. Достоинствами осе-
вых вентиляторов являются простота конструкции, возможность
экономичного регулирования производительности в широких преде-
лах посредством поворота лопаток колеса, большая производитель-
ность. К их недостаткам относятся относительно малая величина
давления и повышенный шум.
Центробежный вентилятор (рис. 7, б) состоит из спирального
корпуса! с размещенным внутри лопаточным колесом 2, при враще-
нии которого воздух, поступающий через входное отверстие г/, попа-
дает в каналы между лопатками колеса и под действием центробеж-
ной силы перемещается по этим каналам, собирается корпусом и вы-
брасывается через выпускное отверстие 4. ‘
В зависимости от развиваемого давления центробежные вентиля-
торы делятся на следующие группы: а) низкого давления — до
100 кгс/м2; б) среднего давления — от 100 до 300 кгс/м2; в) высокого
давления —- от 300 до 1200 кгс/м2.
45
Вентиляторы низкого и среднего давления применяют в установ-
ках общеобмепной и местной вентиляции, кондиционирования воз-
духа и т. п. Вентиляторы высокого давления используют в основном
для технологических целей, например для дутья в вагранки.
Перемещаемый вентиляторами воздух может содержать самые
разнообразные примеси в виде пыли, газов, паров, кислот и щело-
чей, а также взрывоопасные смеси. Поэтому в зависимости от состава
4
Рис. 7. Вентиляторы:
а — осевой; б — центробежный; в — центробежный низкого давления, г — диаметральный
перемещаемого воздуха вентиляторы изготовляют из определенных
материалов и различной конструкции:
а)	обычного исполнения — для перемещения чистого или мало-
запыленного воздуха (до 150 мг/м3 с температурой не выше 150° С);
все части таких вентиляторов изготовляют из обычных сортов стали;
б)	антикоррозионного исполнения — для перемещения агрессив-
ных сред (пары кислот, щелочей); в этом случае вентиляторы изго-
товляют из стойких против этих сред материалов — железохроми-
стой и хромоникелевой стали, винипласта и т. д.;
в)	взрывобезопасного исполнения — для перемещения взрыво-
опасных смесей, например, содержащих водород, ацетилен и т. д.;
основное требование, предъявляемое к таким вентиляторам, — это
полное исключение искрения при их работе (вследствие ударов или
46
трения), поэтому колеса, корпуса и входные патрубки таких вентиля-
торов изготовляют из алюминия или дюралюминия; участок вала,
находящийся в потоке взрывоопасной смеси, закрывается алюминие-
выми колпаками п втулкой, а в месте прохода вала через кожух ста-
вится сальниковое уплотнение;
г)	пылевые — для перемещения пыльного воздуха (содержание
пыли более 150 мг/м3); рабочие колеса этих вентиляторов изготов-
ляются из материалов повышенной прочности.
По типу привода вентиляторы изготовляют с непосредственным
соединением с электродвигателем (колесо вентилятора находится на
валу электродвигателя или вал колеса соединен с валом электродви-
гателя при помощи соединительной муфты) и с клиноременной пере-
дачей (на валу колеса есть шкив).
Центробежные вентиляторы бывают правого и левого вращения.
Вентилятор считается правого вращения, когда колесо вращается
по часовой стрелке (если смотреть со стороны, противоположной
входу).
В зависимости от конкретных условий каждой вентиляционной
установки выбирается привод вентилятора и направление вращения
колеса, которое в любом случае будет правильным, если направлено
по ходу разворота спирали кожуха.
В настоящее время отечественной промышленностью выпускаются
различные типы осевых (МЦ, ЦЗ- 0,4, К-06) и центробежных вентиля-
торов (Ц4-70, Ц4-76, Ц9-55 и т. д.) для установок вентиляции и кон-
диционирования воздуха промышленных предприятий.
Вентиляторы изготовляют различных размеров и каждому из
вентиляторов соответствует определенный номер, показывающий
величину диаметра рабочего колеса в дециметрах. Например, венти-
лятор Ц4-70 № 6 имеет диаметр колеса 6 дм или 600 мм.
Вентиляторы различных номеров, выполненные по одной и той
же аэродинамической схеме, имеют геометрически подобные размеры
и составляют одну серию или тип, например Ц4-70.
Для подбора осевых вентиляторов, как правило, нужно знать тре-
буемую производительность, определяемую расчетным путем (см.
§ 14), и полное давление. Номер вентилятора и электродвигатель
к нему выбирают по справочникам.
Для подбора центробежных вентиляторов, кроме производитель-
ности и давления, необходимо выбрать их конструктивное исполне-
ние.
Полное давление Рп, развиваемое вентилятором, расходуется на
преодоление сопротивлений во всасывающем и нагнетательном воз-
духоводах, возникающих при перемещении воздуха:
РП = АРВС4-АРН = АР,
где АРВС и АРН — потери давления во всасывающем и нагнетательном
воздуховодах; АР — суммарные потери давления.
Эти потери давления состоят из потерь давления на трение (за
счет шероховатости воздуховодов) и в местных сопротивлениях (по-
вороты, изменения сечения, фильтры, калориферы, и т. д.).
47
Потери ДР (кгс/м2) определяют суммированием потерь давления
\Pi на отдельных расчетных участках:
ДР =5 ДА;	(3)
1=1
ДР{ = ДРтр{ + ДРмсг =	(4)
где APTPi и ДРМсг соответственно потери давления на трение и
в местных сопротивлениях на расчетном участке воздуховода; ДР?Д. —
потери давления на трение на 1 пог. м. длины; I — длина расчетного
участка воздуховода, м; — сумма коэффициентов местных сопро-
тивлений на расчетном участке; v — скорость воздуха в воздуховоде,
м/с; р — плотность воздуха, кг/м3.
Величины ДР^ и £ приводятся в справочниках.
Порядок расчета вентиляционной сети следующий.
1.	* Выбирают конфигурацию сети в зависимости от размещения
помещений, установок, оборудования, которые должна обслуживать
вентиляционная система.
2.	Зная требуемый расход воздуха на отдельных участках возду-
ховодов, определяют их поперечные размеры, исходя из допустимых
скоростей движения воздуха (порядка 6—10 м/с).
3.	По формуле (3) рассчитывают сопротивление сети, причем за
расчетную принимают наиболее протяженную магистраль.
4.	По каталогам выбирают вентилятор и электродвигатель.
5.	Если сопротивление сети оказалось слишком большим, размеры
воздуховодов увеличивают и производят перерасчет сети.
Зная, какую производительность и полное давление должен
развивать вентилятор, производят выбор вентилятора по его аэро-
динамической характеристике.
Такая характеристика вентилятора графически выражает связь
между основными параметрами — производительностью, давлением,
мощностью и к. п. д. при определенных скоростях вращения п,
об/мин. Например, требуется подобрать вентилятор производитель-
ностью L — 6,5 тыс. м3/ч при Р — 44 кгс/м2. Для выбранного цент-
робежного вентилятора Ц4-70 № 6 требуемый режим работы будет
соответствовать точке А (рис. 8, а). По этой точке находят скорость
вращения колеса п — 900 об/мин и к. п. д. ц = 0,8.
Наиболее важна зависимость между давлением и производитель-
ностью — так называемая напорная характеристика вентилятора
Р — L. Если на эту характеристику наложить характеристику сети
(зависимость сопротивления от расхода воздуха) (рис. 8, б), то точка
пересечения этих кривых (рабочая точка) определит давление и про-
изводительность вентилятора при работе в данной сети. При увеличе-
нии сопротивления сети, что может произойти, например при засоре-
нии фильтров, рабочая точка сместится вверх и вентилятор будет по-
давать воздуха меньше, чем это нужно (Л2 <
При выборе типа и номера центробежных вентиляторов необхо-
димо руководствоваться тем, что вентилятор должен иметь наиболее
48
высокий к. п. д., относительно небольшую скорость вращения
а также чтобы скорость вращения колеса позволяла осу-
ществить соединение с электродвигателем на одном валу.
В тех случаях, когда эксплуатируемый вентилятор не обеспечи-
вает необходимой производительности, можно ее увеличить, помня,
Рис. 8. Диаграммы расчета вентиляционной сети:
а — аэродинамическая характеристика вентилятора; б — работа вентилятора в сети
что производительность вентилятора прямо пропорциональна ско-
рости вращения колеса, полное давление — квадрату скорости враще-
ния, а потребляемая мощность — кубу скорости вращения:
1/2 П2 ' ?2	\п2/ ’ ^2 Vh)
Разновидностью центробежных вентиляторов являются так назы-
ваемые диаметральные вентиляторы (см. рис. 7, г). Эти вентиляторы
49
имеют широкие колеса и их производительность выше, чем у центро-
бежных вентиляторов, но к. п. д. ниже вследствие возникновения
внутренних циркуляционных потоков.
Установочная мощность электродвигателя для вентилятора (кВт)
рассчитывается по формуле
3600 ♦ 102т]вт)п ’
где L — производительность вентилятора, м3/ч; Р — полное давле-
ние вентилятора, кгс/м2; цв — к. п. д. вентилятора (принимается по
Рис. 9. Эжектор
характеристике вентилятора); цп — к. п. д.
привода, который при плоскоременной
передаче равен 0,9; при клиноремен-
ном — 0,95; при непосредственной уста-
новке колеса на валу электродвигате-
ля — 1; при установке колеса через муф-
ту — 0,98; к — коэффициент запаса (к ~
- 1,05 + 1,5).
Эжекторы применяют в вытяжных
системах в тех случаях, когда необходимо
удалить очень агрессивную среду, пыль,
способную к взрыву не только от удара,
но и от трения или легко воспламеняю-
щиеся и взрывоопасные газы (ацетилен,
эфир и т. д.).
Принцип действия эжектора заклю-
чается в следующем (рис. 9).
Воздух, нагнетаемый расположенным
вне вентилируемого помещения компрес-
сором или вентилятором высокого дав-
ления, подводится по трубе 1 к соплу 2
и, выходя из него с большой скоростью,
создает за счет эжекции разрежение
в камере 5, куда подсасывается воздух
из помещения. В конфузоре 4 и горло-
вине 5 происходит перемешивание эжек-
тируемого и эжектирующего воздуха. Диффузор 6 служит для
преобразования динамического давления в статическое.
Недостатком эжектора является низкий к. п. д., не превышаю-
щий 0,25.
§ 17. Кондиционирование воздуха
Кондиционирование воздуха — это создание и автоматическое под-
держание в помещениях независимо от наружных условий постоян-
ных или изменяющихся по определенной программе температуры,
влажности, чистоты и скорости движения воздуха, наиболее благо-
50
приятных для людей или требуемых для нормального протекания тех-
нологического процесса. Поэтому на промышленных предприятиях
кондиционирование воздуха применяется либо для обеспечения ком-
фортных санитарно-гигиенических условий, создание которых обыч-
ной вентиляцией невозможно, либо как составная часть техноло-
гического процесса. В последнем случае кондиционирование при-
меняют:
а)	для поддержания определенных температурно-влажностных
условий, позволяющих производить обработку материалов и изделий
с минимальными допусками (точное машиностроение, приборострое-
ние, оптическая промышленность, изготовление и калибровка мери-
тельного инструмента);
б)	для обеспечения особой чистоты воздуха и исключения вы-
деления влаги из воздуха, а также пота с рук рабочих на точно
обработанные поверхности изделий (изготовление точных прибо-
ров, электровакуумная и полупроводниковая промышленность
и т. п.);
в)	для поддержания заданного влагосодержания материалов и
изделий.
Системы кондиционирования могут работать круглый год, или
только в летнее время, выполняя в последнем случае охладительно-
осушительные функции.
Кондиционер — это вентиляционная установка, которая с по-
мощью приборов автоматического регулирования поддерживает
в помещении заданные параметры воздушной среды.
Кондиционеры бывают двух видов: установки полного кондицио-
нирования воздуха, обеспечивающие постоянство температуры, от-
носительной влажности, скорости движения и чистоты воздуха; уста-
новки неполного кондиционирования, обеспечивающие постоянство
только части этих параметров или одного параметра, чаще всего тем-
пературы.
В зависимости от способа холодоснабжения кондиционеры под-
разделяются на автономные и неавтономные. В автономных конди-
ционерах холод вырабатывается собственными встроенными холо-
дильными агрегатами. Неавтономные кондиционеры снабжаются
холо до носителем централизованно.
По способу приготовления и раздачи воздуха кондиционеры под-
разделяются на центральные и местные.
Конструкция центральных кондиционеров предусматривает при-
готовление воздуха вне обслуживаемых помещений и его раздачу
по системе воздуховодов. В местных же кондиционерах приготовле-
ние воздуха происходит непосредственно в обслуживаемых помеще-
ниях, воздух раздается сосредоточенно, без воздуховодов. Цент-
ральные кондиционеры применяют в больших цехах, их отличает
большая производительность до воздуху (от 30 до 250 тыс. м3/ч).
Местные кондиционеры применяют в сравнительно небольших по-
мещениях (лабораториях, кабинах наблюдения, рабочих кабинетах
и т. п.). Производительность их соответственно ниже, чем централь-
ных кондиционеров.
51
На рис. 10 показана схема центрального кондиционера, применяе-
мого для обслуживания отдельных помещений с целью поддержания
постоянными температуры, влажности и чистоты воздуха.
Кондиционер работает по схеме частичной рециркуляции воздуха.
Наружный воздух и воздух, забираемый из помещения (в кондицио-
нере существует разрежение, возникающее при работе вентилятора 8)
поступают в камеру смешения /. Поступление воздуха регулируется
клапанами 7, причем клапан для наружного воздуха делается утеп-
ленным. Далее смесь воздуха проходит через фильтр 2, При низкой
наружной температуре воздух подогревается в калориферах первого
подогрева 3, Количество воздуха, проходящего через калориферы,
регулируется клапанами 4. В камере орошения II воздух увлажня-
ется и охлаждается, что достигается распылением холодной воды фор-
сунками 5. На входе и на выходе камеры орошения установлены кап-
В помещение
Рис. 10. Схема центрального кондиционера
леотделители 6, пройдя которые, воздух вновь подогревается в кало-
рифере второго подогрева 7 в зависимости от требуемой температуры
в помещении. При этом относительная влажность воздуха снижается
до определенного заданного уровня.
Работа кондиционеров автоматизирована. Приборы-автоматы (тер-
мо- и влагорегуляторы) при изменении заданных параметров воздуха
в помещении (температуры и влажности) приводят в действие кла-
паны, регулирующие смешение наружного и рециркуляционного
воздуха, нагрев воздуха в калориферах, подачу теплоносителя в кало-
риферы, а также холодной воды к форсункам.
Многие автономные кондиционеры имеют встроенные компрессор-
ные холодильные машины.
Кондиционирование воздуха требует по сравнению с вентиляцией
больших единовременных и эксплуатационных затрат, но эти затраты
быстро окупают себя за счет повышения производительности труда,
снижения заболеваемости, уменьшения брака, улучшения качества
выпускаемой продукции и т. п.
52
§ 18.	Очистка воздуха от пыли
Очистка воздуха от пыли может производиться как при подаче
наружного воздуха в помещение, так и при удалении из него запылен-
ного воздуха. В первом случае обеспечивается защита работающих
в производственных помещениях, а во втором — защита окружаю-
щей атмосферы.
Универсальных пылезадерживающих устройств, пригодных для
любых видов пыли и для любых начальных концентраций, не суще-
ствует. Каждое из этих устройств пригодно для определенного вида
пыли, начальной концентрации и требуемой степени очистки.
Важным показателем работы обеспыливающего оборудования яв-
ляется коэффициент очистки воздуха, который определяется по фор-
муле
Кф = д-1^ 100%,
Qi
где и — содержание пыли до и после очистки, мг/м3.
Очистка воздуха от пыли может быть грубой, средней и тонкой.
При грубой очистке воздуха задерживается крупная пыль (размером
частиц > 100 мкм). Такую очистку можно использовать, например,
как предварительную для сильно запыленного воздуха при много-
ступенчатой очистке. При средней очистке задерживается пыль
с размером частиц до 100 мкм, а ее конечное содержание не должно
быть более 100 мг/м3. Тонкой является такая очистка, при которой
задерживается очень мелкая пыль (до 10 мкм) с конечным содержа-
нием в воздухе приточных и рециркуляционных систем до 1 мг/м3.
Обеспыливающее оборудование подразделяется на пылеулови-
тели и фильтры.
Пылеуловители. Пылеуловители — это устройства, действие ко-
торых основано па использовании для осаждения частиц пыли сил
тяжести или инерционных сил, отделяющих пыль от воздушного
потока при изменении скорости (в пылеосадочных камерах) и направ-
ления его движения (одиночные и батарейные циклоны, инерцион-
ные и ротационные пылеуловители).
Пылеуловители применяют при содержании пыли в удаляемом
воздухе более 150 мг/м3.
Пылеосадочные камеры. 'Эти камеры применяют для осаждения
крупной и тяжелой пыли с размером частиц более 100 мкм (рис. 11, а).
Скорость пыльного воздуха в поперечном сечении камеры принима-
ется небольшой — около 0,5 м/с для того, чтобы пыль могла осесть
в камере раньше, чем она покинет ее. Поэтому габариты камер полу-
чаются довольно большими, что ограничивает их применение, не-
смотря на очевидные достоинства — малое гидравлическое сопротив-
ление, дешевая эксплуатация и простота ухода.
Эффективность очистки можно увеличить (до 80—95%), если ка-
меру выполнить лабиринтного типа (рис. И, б), хотя это влечет за
собой увеличение гидравлического сопротивления.
Инерционные пылеуловители. Такой пылеуловитель (рис. И, в)
представляет собой набор усеченных конусов установленных после-
53

довательно таким образом, что между ними образуются щели 2,
Пыльный воздух поступает через отверстие 3. Пылеотделение осно-
вано на изменении направления движения пыльного воздуха, при этом
взвешенные частицы пыли, имеющие значительно большую силу
инерции, чем чистый воздух, продолжают двигаться в прежнем осе-
вом направлении к узкому отверстию 4, а чистый воздух выходит
через щели 2.
Циклоны. Их применяют для грубой и средней очистки от сухой
неволокнистой и неслипающейся пыли. Пылеотделение в циклонах
основано на принципе центробежной сепарации. Попадая в циклон
по касательной через входной патрубок 1 (рис. 11, г), воздушный по-
ток приобретает вращательное движение по спирали и, опустившись
до дна конической части 2, выходит наружу через центральную трубу
3. Под действием центробежных сил частицы пыли отбрасываются
к стенке циклона и, увлекаемые воздушным потоком, опускаются на
дно циклона, а оттуда удаляются в пылесборник. Эффективность
очистки увеличивается (до 90%) при уменьшении размеров циклона,
поскольку величина центробежной силы обратно пропорциональна
расстоянию частиц пыли от оси циклона. Поэтому вместо одного цик-
лона большого размера ставят параллельно два или более циклонов
меньших размеров — так называемые батарейные циклоны.
Из-за возможного возгорания и взрывов пыли в циклонах их уста-
навливают вне производственных помещений.
Для очистки воздуха с большим содержанием пыли используют
циклоны с водяной пленкой, создаваемой на его внутренней поверх-
ности.
Ротационные пылеуловители (ротоклоны). Эти пылеуловители
представляют собой центробежный вентилятор (рис. 11, д), который
одновременно с перемещением воздуха очищает его от крупных частиц
пыли (> 10 мкм) благодаря силам инерции, возникающим при враще-
нии рабочего колеса.
Пыльный воздух поступает во всасывающее отверстие 1. При вра-
щении колеса 2 пылевоздушная смесь движется по межлопаточным
каналам колеса, при этом частицы пыли под действием центробежных
сил и сил Кориолиса прижимаются к поверхности диска колеса и
к набегающим сторонам лопаток колеса. Пыль с очень небольшим
количеством воздуха (3—5%)'поступает через зазор 8 между колесом
2 и диском колеса в кольцеобразный приемник 5, а очищенный воз-
дух — в улитку 4 и выходной патрубок 9. Обогащенная пылью смесь
через патрубок 5 поступает в бункер 6, в котором пыль оседает, а осво-
бодившийся от нее воздух через отверстие 7 снова возвращается в те-
леприемник 3. В бункере 6 пыль увлажняется.
Ротоклоны находят применение в пыльных производствах, напри-
мер в литейном. Они обеспечивают сравнительно высокую эффектив-
ность очистки: для частиц пыли от 8 до 20 мкм — 83%, а для более
крупных — до 97%.
Рис. 11. Пылеотделители:
а, б — пылеосадочные камеры; в — жалюзийный пылеотделитель; г — циклон; д — ротоклон
55
Фильтры. Фильтры — это устройства, в которых запыленный
воздух пропускается через пористые, сетчатые материалы, а также
через конструкции, способные задерживать или осаждать пыль.
В качестве фильтрующих материалов применяют стекловату, гра-
вий, кокс, металлическую стружку, пористую бумагу или ткань, тон-
кую металлическую сетку, фарфоровые или металлические полые
кольца. В зависимости от применяемого материала фильтры имеют
соответствующее название — матерчатые, бумажные и т. п.
Бумажные фильтры. Фильтрующим материалом в них является
гофрированная, пористая бумага (целлюлозная вата) или так назы-
ваемая шел ковка (шелковистая пористая бумага), сложенная в 4—
10 листов и закладываемая в специальные кассеты. Такие кассеты
устанавливаются в ячейки металлического каркаса. Эффективность
очистки бумажных фильтров очень высокая — до 98—99%. Эти
фильтры используют для очистки воздуха, подаваемого в помещение.
Для того чтобы кассеты периодически освобождались от части оса-
ждаемой пыли, производят встряхивание фильтра.
Матерчатые фильтры. На рис. 12, а показан рукавный само-
встряхивающийся фильтр типа ФВ с обратной продувкой. Он состоит
из нескольких секций, в каждой из которых размещены 18 рукавов
диаметром 135 мм.
Фильтр работает следующим образом: запыленный воздух через
патрубок 1 поступает в корпус 2, общий для всех рукавов, откуда
попадает в рукава 3, и, проходя через ткань последних, на ее поверх-
ности оставляет пыль. Очищенный воздух через клапанные коробки
4 выходит из фильтра.
Периодическое встряхивание рукавов фильтра производится ме-
ханизмом 7, а обратная продувка — переменной положения клапана
<$. Пыль удаляется в пылесборник 5 с выпускным клапаном 6
при помощи шнека 9. Для тонкой и практически полной очистки
воздуха (99,9%) в ряде производств используются фильтры из тка-
ни ФПП.
Масляные фильтры. Такие фильтры применяют для очистки воз-
духа, подаваемого в помещение при малых концентрациях пыли
(до 20 мг/м3).
Ряд конструкций представляет собой кассету, обтянутую сеткой
и заполненную фарфоровыми или медными кольцами, гофрирован-
ными сетками (рис. 12, б). Эта кассета перед установкой в сеть опу-
скается в веретенное или вазелиновое масло.
Частицы пыли, проходя с воздухом через лабиринт отверстий,
образуемых кольцами или сетками, задерживается на их смоченной
поверхности. Эффективность очистки достигает 95—98%.
В настоящее время широкое распространение получили самоочи-
щающие масляные фильтры (рис. 12, в), в которых фильтрация осу-
ществляется двумя непрерывно движущимися полотнами 2 из ме-
таллической сетки. Нижняя часть полотна на 150 мм погружена
в масло, находящееся в ванне 1.
При загрязнении масляных фильтров кольца и сетки промывают
в содовом растворе.
ЭД
Электрические фильтры. Фильтры применяют для очистки воз-
духа и газа от мелкодисперсной пыли. Работа электрофильтров осно-
вана на создании сильного электрического поля при помощи вы-
в)
Рис. 12. Фильтры:
а — матерчатый рукавный само-
встряхивающийся; б — кассетный
масляный; в — самоочищающийся
масляный
прямленного тока высо-
кого напряжения (50—
100 кВ), подводимого к ко-
ронирующим электродам
(рис. 13, а). При прохож-
дении пыльного газа или
воздуха через фильтр про-
исходит ионизация частиц
пыли, т. е. образование
положительных и отрица-
тельных ионов. Пыль, получившая заряд от отрицательного корони-
рующего электрода, стремится осесть на положительном электроде,
которым являются заземленные стенки фильтра и специальные оса-
дительные электроды. Эти электроды периодически встряхиваются при
помощи специального механизма^ а осевшая пыль собирается в
бункере^ откуда удаляется.
57
Ультразвуковой фильтр. В таких фильтрах (рис. 13, б), приме-
няемых для тонкой очистки, под влиянием ультразвука высокой
интенсивности происходит коагуляция мельчайших частиц пыли.
Образующиеся крупные частицы затем осаждаются в обычных
пылеуловителях, например в циклонах.
Рис. 13. Фильтры:
а — электрический; б — ультра-
звуковой; 1 — изолятор; 2 —
стенки фильтра; 3 — корони-
рующий электрод; 4 — зазем-
ление; 5 — генератор ультра-
звука; 6 — циклон
Эффективность очистки составляет 90% при действии ультразвука
в течение 3—5 с.
Если требуемая эффективность очистки. достигается в одном
пылеуловителе или фильтре, то такая очистка называется односту-
пенчатой. При большой начальной запыленности воздуха для полу-
чения требуемой чистоты используют двухступенчатую очистку.
Например, если первой ступенью очистки воздуха является циклон,
то в качестве второй может служить матерчатый фильтр и т. д.
Правильная эксплуатация фильтров (своевременная очистка, про-
мывка и т. п.) имеет большое значение для эффективной работы
вентиляции.
§ 19.	Местная вентиляция
Местная приточная вентиляция служит для создания требуе-
мых условий воздушной среды в ограниченной зоне производствен-
ного помещения. К установкам местной приточной вентиляции отно-
сятся воздушные души, оазисы и завесы.
Воздушное душирование применяется в горячих цехах на рабо-
чих местах, характеризуемых воздействием лучистого тепла интен-
сивностью 300 ккал/ч -м2 и более. Воздушный душ представляет
собой направленный на рабочего поток воздуха. Скорость обдува
составляет от 1 до 3,5 м/с в зависимости от интенсивности облучения.
Действие воздушного душа основано на увеличении отдачи тепла
человеком при возрастании скорости движения обдувающего воздуха.
Установки воздушного душирования бывают стационарные
(рис. 14Л а), когда воздух на фиксированное рабочее место подается
58
по системе воздуховодов с приточными насадками, и передвижные
(рис. 14, б), в которых используется осевой вентилятор. Эффектив-
ность таких душирующих агрегатов повышается при распылении
воды в струе воздуха.
а)
Рис. 14 Местная приточная вентиляция:
а — стационарные и б — передвижные установки воздушного душирования; в — воздушные
завесы с нижней подачей воздуха; г — воздушные завесы с боковой подачей воздуха
Воздушные оазисы позволяют улучшить метеорологические усло-
вия на ограниченной площади помещения, которая для этого отде-
ляется со всех сторон легкими передвижными перегородками и
затапливается воздухом более холодным и чистым, чем воздух по-
мещения.
Воздушные и воздушно-тепловые завесы устраивают для зашиты
людей от охлаждения проникающим через ворота холодным возду-
хом.
59
Завесы бывают двух типов: воздушные с подачей воздуха без
подогрева и воздушно-тепловые с подогревом подаваемого воз-
духа в калориферах.
Работа завес основана на том, что подаваемый завесой воздух
к воротам или проемам через специальный воздуховод со щелью
выходит с большой скоростью (до 10—15 м/с) под определенным уг-
лом, навстречу врывающемуся холодному потоку, и смешивается
с ним. Полученная смесь более теплого воздуха поступает на рабочие
места или (при недостаточном нагреве) отклоняется в сторону от
них. При работе завес создается дополнительное сопротивление
проходу холодного воздуха через ворота.
В зависимости от места выпуска воздуха завесы устраивают:
с нижней подачей воздуха (рис. 14, в) и боковой подачей (рис. 14, г)
воздуха по высоте ворот.
Местная вытяжная вентиляция. Применение со основано па улав-
ливании и удалении вредных веществ непосредственно у источника
их образования, на предотвращении их распространения по всему
помещению. Так, если борьба с пылью при помощи общеобменной
вентиляции дает малый эффект, то местная вентиляция позволяет
полностью устранить запыленность помещения.
Устройства местной вытяжной вентиляции делают в виде укры-
тий или местных отсосов.
Количество воздуха L (м3/ч), которое необходимо удалить от
укрытий и отсосов, определяют по формуле
Z=Fy.36OO,
где F — площадь открытых проемов, отверстий, неплотностей, через
которые засасывается воздух, м2; и — скорость воздуха в этих прое-
мах и отверстиях, величина которой зависит от типа вытяжного
устройства и характера вредных веществ, м/с.
Укрытия с отсосом характерны тем, что источник вредностей
находится внутри них; они могут быть выполнены как укрытия-
кожухи, полностью или частично заключающие в себя оборудование,
вытяжные шкафы, витринные укрытия, кабины и камеры. Внутри
укрытий создается разрежение, благодаря чему вредные вещества
не могут попасть в воздух помещения. По отсасывающим воздухо-
водам они удаляются из укрытия. Такой способ предотвращения
вредных выделений в помещение называется аспирацией. Аспира-
ционные системы обычно блокируют с пусковыми устройствами тех-
нологического оборудования.
Полное укрытие машин и механизмов, выделяющих вредности, —
это наиболее совершенный и экономичный способ предотвращения
их попадания в воздух помещения. Важно еще в стадии проектиро-
вания разрабатывать технологическое оборудование таким образом,
чтобы такие вентиляционные устройства органически входили бы
в общую конструкцию, не мешая технологическому процессу и одно-
временно полностью решая санитарно-гигиенические задачи.
При интенсивных пылевы делениях, например при приготовлении
смесей в литейном производстве, наиболее рациональное укрытие —
60
это кожухи с отсосом пыли, которые полностью закрывают очаг
пылеобразования.
Защитно-обеспыливающими кожухами оборудуются станки, на
которых обработка материалов сопровождается пылевыделениями и
отлетанием крупных частиц, которые могут нанести травму (рис. 15, а).
Это шлифовальные, обдирочные, полировальные, заточные станки
по металлу, деревообрабатывающие станки и др.
Количество воздуха L (м3/ч), удаляемого от заточных, шлифо-
вальных и полировальных станков, определяется в зависимости от
диаметра круга по формуле
L = кАщн
где с?Кр — диаметр круга, мм; к — размерный коэффициент, вели-
чина которого зависит от диаметра круга (4 = 1,6 -г2 м3/ч«мм
Рис. 15. Укрытия и кожухи:
а — местный отсос-кожух от шлифовального станка; б — вытяжной шкаф; в — вытяжной
зонт.
соответственно для заточных и шлифовальных станков с dKp = 600
и 250 мм; для полировальных станков с войлочным и матерчатыми
кругами к — 4 -ь 6).
Удаляемый от станков запыленный воздух проходит затем соот-
ветствующую очистку, например в циклонах.
Вытяжные шкафы (рис. 15, б) находят широкое применение
при термической и гальванической обработке металлов, окраске,
развеске и расфасовке сыпучих материалов, при различных опера-
циях, связанных с выделением вредных газов и паров.
По своей конструкции вытяжной шкаф представляет собой кол-
пак большой емкости, внутри которого происходит выделение вред-
61
ных веществ при проведении каких-либо работ. Выделяющиеся
газы и пары, попадая в колпак, собираются и поступают во всасы-
вающий воздуховод.
Скорости воздуха, засасываемого в шкаф через рабочее отвер-
стие, принимаются равными 0,5—0,7 м/с при удалении паров и га-
зов, обладающих малой токсичностью (пары кислот, спиртов и др.),
и 1—1,5 м/с — при удалении особенно опасных паров и газов (пары
свинца, ртути, цианистые соединения и др.).
Кабины и камеры представляют собой емкости определенного
объема, внутри которых производятся работы, связанные с выде-
лением вредных веществ (пескоструйная и дробеметная обработка,
окрасочные работы и т. д.).
Расчетный воздухообмен определяется по кратности воздухооб-
мена, которая в зависимости от объема камеры составляет 30—100.
При невозможности полного или частичного укрытия делают
местные отсосы, располагаемые рядом с источником вредностей.
К ним относятся вытяжные зонты, всасывающие панели, бортовые
отсосы, воронки и т. д.
Вытяжные зонты (рис. 15, в) применяют для локализации вред-
ных веществ, поднимающихся вверх, а именно, при тепло- и влаго-
выделениях; любых вредных веществ (исключая очень токсич-
ные) с тепловыделениями, создающими устойчивый восходящий по-
ток, но при отсутствии постоянного рабочего места у источника
выделения вредных веществ.
Зонты делаются открытыми со всех сторон (без свесов) и частично
открытыми — с одной, двух или трех сторон — со свесами. В по-
следнем случае конструкция зонта является более совершенной.
По форме сечения зонты делают прямоугольными или круглыми,
стационарными или поворотными.
Размеры прямоугольного зонта в плане определяются в м из
выражения
А =а + 0,8/г,
где а — стороны перекрываемой поверхности, м; h — расстояние от
перекрываемого оборудования до низа зонта, м.
Наиболее равномерное всасывание обеспечивается при угле рас-
крытия зонта р менее 60°.
При удалении тепла, влаги скорость воздуха в горизонтальном
сечении зонта принимается и = 0,15 4- 0,25 м/с, а при удалении
токсичных веществ v = 0,5 4- 1,25 м/с.
Для улавливания газов у проемов печей устанавливают зонты-
козырьки. Когда устройство стационарных укрытий невозможно,
делают поворотные зонты, которые отводятся в сторону во время
загрузки и разгрузки оборудования.
Всасывающие панели. Местная вытяжная вентиляция, удаляя
вредные вещества из помещения, должна препятствовать их попада-
нию в зону дыхания рабочего. Местный отсос можно считать удо-
влетворительно работающим, когда он удаляет вредности по принципу
«от рабочего».
62
Нередко источник выделения вредных веществ — ванна, печь,
стол для сварки и т. п. — укрывают зонтом, под которым находится
рабочий (рис. 16, а), что совершенно недопустимо, так как через
зону дыхания в этом случае проходят все вредные вещества. Есте-
ственно, что правильной конструкцией отсоса будет такая, при ко-
торой поток воздуха минует рабочего (рис. 16, б).
Эффективным местным отсосом, устроенным по этому принципу,
является панель Чернобережского (рис. 17, а), применяемая при
таких ручных операциях, как электросварка, газовая сварка, пайка
и т. п.
Если источник выделения вредных веществ вытянут (при малой
ширине), то для их удаления используют панель соответственно
большой длины. Для равномерности всасывания такую длинную
панель составляют из нескольких секций.
При сварке на стационарных рабочих местах применяется пово-
ротный отсос (рис. 17, б), который благодаря телескопическому
устройству воздуховода может быть’ вертикально перемещен и по-
вернут на 360°.
При паяльных работах, а также при ручных операциях просеи-
вания, протирки, кистевой окраски и т. д. для удаления пыли и
газов применяют витринные отсосы (рис. 17, в). Ширина отсосов
0,5—0,8 м, остальные размеры выбирают из соображений удобства
производимых работ. Скорость всасывания воздуха в рабочем проеме
отсоса в зависимости от токсичности удаляемых веществ составляет
0,5-1,5 м/с.
Пылегазоприемники, воронки. При пайке сплавами свинца при-
меняют отсосы в виде воронок, которые должны быть удалены от
места пайки на расстояние не более 250—300 мм. Важно также,
чтобы электропаяльник, от которого по окончании пайки все еще
выделяются вредные вещества, находился поблизости от воронки
или внутри нее. Скорость в сечении воронки размером 200 X 400 мм
должна составлять 2,5—3 м/с.
При работе сварочных тракторов на нестационарных местах ще-
левые и воронкообразные пылегазоприемники монтируют на свароч-
ной головке непосредственно около электрода. Всасывающее отвер-
стие располагается над слоем флюса на высоте 40—50 мм, что исклю-
чает засасывание флюса в приёмник.
Необходимый объем удаляемого воздуха (м3/ч) может быть опре-
делен по формуле
£ = 12^Л,
где А — сила сварочного тока, А.
При ручной сварке в закрытых объемах находят применение
пылегазоприемники в виде воронок с пневматическими присосами-
держателями, позволяющими крепить приемник на любой плоскости
в непосредственной близости от сварочной дуги.
Бортовые отсосы. При травлении металлов и нанесении гальвано-
покрытий с открытой поверхности ванн выделяются пары кислот,
щелочей, при цинковании, меднении, серебрении — чрезвычайно
63
Рис. 16. Установка отсоса:
а — неправильная; б — правильная
а — панель Чернобережского; б — поворотная панель; в — витринный отсос; г — бортовой
отсос
64
вредный цианистый водород, при хромировании — окись хрома
и т. д.
Для локализации этих вредных веществ (если укрытие ванн
кожухом по техническим причинам не представляется возможным)
используются бортовые отсосы (рис. 17, г), представляющие собой
щелевидные воздуховоды, устанавливаемые у ванн. Ширина щели
40—100 мм.
Принцип действия бортового отсоса состоит в том, что затягивае-
мый в щель воздух, двигаясь над открытой поверхностью ванны,
увлекает с собой вредные выделения, не давая им распространяться
вверх по помещению.
Бортовые отсосы устраивают или у одного борта при ширине
ванны до 0,7 м, или у двух противоположных бортов при ширине
ванны 0,7—1 м. При длительном пребывании изделий в ванне и при
обслуживании ее с одной стороны, особенно при широких ваннах,
делают бортовые отсосы со сдувом.
Расход воздуха в бортовых отсосах зависит от токсичности выде-
ляющихся вредных веществ, размеров ванн, уровня раствора, тем-
пературы раствора и т. п. Так как кислоты и щелочи оказывают
коррозирующее действие на металл, то отсосы изготовляют обычно
из винипласта или из покрытой антикоррозионным лаком стали.
В производственных помещениях, в которых выделяются одно-
временно вредные газы и тепло или только одни вредные газы, кроме
местных отсосов обязательно делают общеобменную вытяжку из верх-
ней или нижней зоны помещения. Это связано с тем, что даже при
хорошей работе местных отсосов возможны прорывы вредных ве-
ществ в воздух помещения.
§ 20.	Эффективность эксплуатации
вентиляционных систем
Эффективность работы вентиляционной установки зависит от того,
насколько она правильно запроектирована и смонтирована, а также
от качества ее эксплуатации.
При расчете вентиляционных установок могут быть допущены
некоторые неточности, а при- монтаже — отступления от проекта,
в результате чего системы вентиляции иногда не обеспечивают за-
данной эффективности. Так, например, в одни помещения может
подаваться воздуха больше, чем необходимо, а в другие меньше;
температура и влажность воздуха, подаваемого в помещение, могут
не соответствовать проекту. Для устранения таких дефектов произ-
водят регулировку системы вентиляции.
Основная задача регулировки состоит в том, чтобы обеспечить
на всех участках воздуховодов предусмотренные проектом расходы
воздуха. Регулирование производительности системы вентиляции,
как правило, производится двумя способами — либо изменением
характеристики вентиляционной сети за счет изменения ее сопро-
тивления с помощью регулирующих устройств — шиберов^ дрос-
3 п/р. Юдина В. Я.	65
сель-клапанов и др., либо изменением характеристики вентилятора
за счет увеличения или уменьшения скорости вращения рабочего
колеса.
При регулировании в воздуховодах обеспечиваются предусмот-
ренные проектом расходы воздуха, проверяется работа вентиляторов,
электродвигателей, калориферов, фильтров.
После проведения регулирования вентиляционную систему сдают
обслуживающему персоналу. При приемке системы проверяют каче-
ство монтажных работ и соответствие их проекту и основные пока-
затели системы (расход воздуха, температура нагрева, влажность
и др.), а также проверяют, снижается ли до допустимых норм содер-
жание вредных веществ в воздухе помещения.
Допустимые отклонения от проектных данных — по объему
воздуха ±10%, по температуре подаваемого воздуха ±2°, по влаж-
ности воздуха ±5%.
На основе данных обследования делают общую оценку эффектив-
ности системы вентиляции и составляют приемочный акт.
На каждую вентиляционную установку составляют паспорт,
в который заносят данные, характеризующие работу основных эле-
ментов.
Для обеспечения бесперебойной и эффективной работы вентиля-
ции должна осуществляться правильная эксплуатация, которой
предусматривается необходимый штат персонала для обслужива-
ния установок, периодическое обследование состояния воздушной
среды, а также элементов вентиляционных установок, правильная
эксплуатация установок (например, своевременная очистка фильт-
ров, воздуховодов) и проведение планово-предупредительного ре-
монта.
§ 21.	Отопление
Целью отопления помещений является поддержание в нпх в хо-
лодное время года заданной температуры воздуха.
Система отойления должна компенсировать потери тепла Qn через
строительные ограждения <20Гр, а также на нагрев проникающего
в помещение холодного воздуха (?в, поступающих материалов и
транспорта QM. Эти потери можно определить по формуле
Qu = Corp + Qb + Qm>
Из этих составляющих основными являются потери тепла (ккал/ч)
через строительные ограждающие конструкции (стены2 потолки, окна
и т. д.), определяемые по формуле
Corp = kF Qbh — ^нар)>	(5)
где к — коэффициент теплопередачи конструкции, ккал/м2 *ч* град;
F — поверхность ограждения, м2; /вн — температура воздуха в по-
мещении; /Нар — расчетная температура наружного воздуха, при-
нимаемая в зависимости от местонахождения предприятия, напри-
мерд для Москвы /Нар = —26° С.
66
Расчет потерь по формуле (5) ведут отдельно для каждой огра-
ждающей конструкции, а затем полученные результаты суммируют.
Количество тепла, идущего на нагрев холодного воздуха, соста-
вляет обычно 20—30% потерь тепла <2Огр5 на нагрев поступающие
извне материалов, транспорта — 5—10%.
На основании данных расчета тепловых потерь и производствен-
ных выделений тепла составляют тепловые балансы производствен-
ного помещения и определяют мощности отопительных установок.
Отопление устраивается только в тех случаях, когда потери
тепла превышают тепловыделения в помещении, т. е. Qn > Q. Если
и^е Qn < Q (более редкий случай), то отопление не делается. В не-
рабочее время для поддержания в помещениях температуры 5—10° С,
а также па случай ремонтных работ устраивают дежурное отопление.
В зависимости от теплоносителя системы отопления бывают водя-
ные, паровые, воздушные и комбинированные.
Системы водяного отопления наиболее приемлемы
в санитарно-гигиеническом отношении. Они подразделяются на си-
стемы с нагревом воды до 100° С и выше 100° С (перегретая вода).
В качестве побудителей движения воды используются водяные на-
сосы и элеваторы (эжектирующее устройство). Вода в систему отоп-
ления подается либо от собственной котельной предприятия, либо
от районной или городской котельной, или ТЭЦ.
Системы парового отопления бывают низкого давле-
ния — до 0,7 ати и высокого давления — более 0,7 ати. Эти системы
применяются главным образом в тех помещениях, в которых пар
используется для промышленных целей.
Паровое отопление высокого давления разрешается устраивать
в производственных помещениях, где технологические процессы не
сопровождаются выделением органической пыли или когда пыль не-
органического происхождения не взрывоопасна и не воспламеняется.
В качестве нагревательных приборов применяют радиаторы,
ребристые трубы и регистры из гладких труб.
В производственных помещениях со значительными выделениями
пыли устанавливают нагревательные приборы с гладкими поверхно-
стями, допускающими их легкую очистку. Поэтому ребристые бата-
реи в таких помещениях не применяют, так как осевшая пыль вслед-
ствие нагрева будет пригорать, издавая неприятный запах гари.
Кроме того, пыль при высоком нагреве может быть опасна из-за воз-
можности ее воспламенения.
Воздушная система отопления характерна тем, что пода-
ваемый в помещение воздух предварительно нагревается в калори-
ферах (водяных, паровых или электрокалориферах).
В зависимости от расположения и устройства системы воздушного
отопления бывают центральными и местными. В центральных систе-
мах, которые часто совмещаются с приточными вентиляционными
системами, нагретый воздух подается по. системе воздуховодов от
расположенного, как правило, вне помещения калорифера. В ме-
стных системах нагрев и подача воздуха в определенное место поме-
щения производится отопительными агрегатами (рис. 18).
3*
67
Рис. 18. Воздушно-отопительные агрегаты:
а — отопительный агрегат конструкции «Сантехдеталь»: б — отопительный
агрегат АОЦ
68
В административно-бытовых помещениях находит применение
панельное отопление, которое работает вследствие отдачи тепла от
строительных конструкций, в которых проложены трубы с цирку-
лирующим в них теплоносителем.
§ 22.	Средства индивидуальной защиты
В производственных условиях не всегда удается устранить все
вредные факторы, действующие на работающих, путем применения
общетехнических мероприятий, например, вентиляции, экранирова-
ния источников теплового излучения. В этих случаях обеспечение
нормальных условий труда достигается применением средств инди-
видуальной защиты. Особенно важное значение эти средства приоб-
ретают при ликвидации аварий, при сильных пыле- и газовыделе-
ниях, при разливе кислот и щелочей.
Защита тела человека обеспечивается применением спецодежды,
спецобуви, головных уборов и рукавиц. Для защиты от брызг рас-
плавленного металла применяют спецодежду из льняных, брезенто-
вых и шерстяных тканей, для защиты от кислот и щелочей — из
резиновых и перхлорвиниловых тканей.
Органы зрения защищаются очками не только от механических
повреждений, но и от тепловых излучений. Так, при выполнении
электросварочных работ используют темные стекла марки ТС-3,
цодбирая в зависимости от силы тока плотность светофильтра. При
работе с кислотами, щелочами, пылящими веществами применяют
герметичные очки ПО-3 с резиновой полумаской.
Защита органов дыхания осуществляется применением фильтрую-
щих и изолирующих приборов. К фильтрующим приборам относятся
респираторы и противогазы. Респираторы состоят из полумаски или
маски и фильтра, который периодически заменяется. Респираторы
делятся на противопылевые, газовые и универсальные. При выпол-
нении тяжелой работы и больших концентрациях пыли используют
противопылевой респиратор Ф-62Ш. Респиратор У-2К применяют
при работе средней тяжести и средней концентрации пыли; рес-
пиратор «Лепесток» служит только для одноразового использо-
вания.
Газовые респираторы применяют при содержании в воздухе
паро- и газообразных веществ в небольших количествах.
Универсальный респиратор РУ-60 предназначен для защиты ор-
ганов дыхания одновременно от пыли и газов, но также при их не-
больших концентрациях.
Фильтрующие противогазы защищают органы дыхания только
от какого-нибудь одного ядовитого вещества или. группы веществ,
поэтому они имеют особую маркировку и различаются по цвету филь-
трующих коробок.
При высокой концентрации ядовитых веществ или при содержа-
нии кислорода в воздухе менее 16% фильтрующие противогазы не
обеспечивают необходимой защиты, поэтому приходится прибегать
69
к изолирующим противогазам, в которых кислород для дыхания
подается в маску посредством шлангов или из баллона, являющегося
составной частью противогаза.
Для подачи чистого воздуха используют противогазы ПШ-1 и
ПШ-2, причем в последний воздух подается воздуходувкой, а при-
бор ПШ-1 основан на самовсасывании воздуха (до 10 м). Необходимо
отметить, что при использовании шланговых приборов нужно при-
менять турбокомпрессор, а не поршневой компрессор, так как при
работе последнего возможно загрязнение воздуха масляными аэро-
золями и даже окиСью углерода.
Защита кожи лица, шеи и рук при работе с различными едкими
веществами осуществляется применением защитных мазей и паст,
которые наносятся на кожу перед началом работы, а по окончании
работы легко смываются. Пасты и мази делятся на гидрофильные и
гидрофобные. Гидрофильные, например паста ПМ-1, легко раство-
ряются и смачиваются водой. Они защищают кожу от жиров, масел,
нефтепродуктов. Гидрофобные пасты, в Частности паста Чумакова,
не растворяется в воде. Они применяются для защиты кожи от раст-
воров кислот, щелочей и солей.
§ 23.	Контрольно-измерительная аппаратура
Измерение температуры воздуха. Температура воздуха в произ-
водственных помещениях не является постоянной величиной, по-
этому измерения проводят в нескольких точках помещения на ра-
бочих местах в разное время на высоте 1,3—1,5 м от пола и не ближе
1 м от нагревательных приборов и других источников тепла, а также
от наружных стен. При измерениях температуры выше 0° С обычно
применяют ртутные термометры, а при температуре ниже 0° С —
спиртовые термометры.
Для измерения температуры воздуха в условиях теплового излу-
чения применяют парный термометр, состоящий из двух ртутных
термометров; поверхность резервуара ртути одного из них зачернена,
а другого покрыта слоем серебра.
Для регистрации температуры во времени применяют термограф.
Измерение влажности воздуха. Относительную влажность воздуха
измеряют при помощи психрометров. Простейший из них (психро-
метр Августа) состоит из двух термометров — сухого и влажного.
Ртутный резервуар влажного термометра обернут куском марли или
батиста с концом, опущенным в стаканчик с водой. У этого термо-1
метра температура ниже, чем у сухого, поскольку вода, испаряясь,
отнимает теплоту.
Для более точных измерений применяют аспирационный психро-
метр (психрометр Ассмана). Он также состоит из двух термометров
(сухого и влажного), заключенных в металлическую оправу. С по-
мощью встроенного в верхнюю часть прибора вентилятора воздух
поступает через металлические трубки со скоростью 3—4 м/с и омы-
вает резервуары термометров.
70
Относительная влажность воздуха определяется по психромет-
рическим таблицам в соответствии с показаниями сухого и влаж-
ного термометров.
Для записи изменения влажности воздуха применяют гигрограф.
Измерение скорости движения воздуха. Для определения скоро-
стей движения воздуха от 0,4 до 10 м/с применяют крыльчатые ане-
мометры, а для скоростей воздуха от 1 до 35 м/с — чашечные ане-
мометры. Крыльчатый анемометр состоит из колеса с алюминиевыми
крыльями, расположенными под углом 45° к плоскости, перпенди-
кулярной оси колеса. Ось колеса соединена со счётчиком оборотов.
Под воздействием проходящего через колесо потока воздуха послед-
нее вращается. Движение колеса передается стрелке, движущейся по
циферблату. В чашечном анемометре крылья заменены чашечками.
Для замера малых скоростей (менее 0,04 м/с) движения воздуха
может быть использован электроанемометр, работающий на прин-
ципе зависимости скорости охлаждения нагретого тела от скорости
движения воздуха.
' Измерение интенсивности теплового излучения. Интенсивность теп-
лового излучения измеряется актинометрами, действие которых осно-
вано на поглощении лучистой энергии и превращении ее в тепловую
энергию, количество которой регистрируется различными способами.
Измерение загрязнения воздуха пылью, парами, газами. Для конт-
роля содержания вредностей в воздухе применяются следующие ме-
тоды: лабораторные, экспрессные и индикационные.
Лабораторные методы определения вредных веществ в воздухе
(титрование, колориметрический, нефелометрический и др.) склады-
ваются из отбора пробы воздуха на производстве и ее анализа в лабо-
раторных условиях.
В ряде случаев необходимо быстрое решение вопроса о степени
загрязнения воздушной среды производственного помещения. С этой
целью разработаны цветные реакции в небольших объемах высоко-
чувствительной жидкости или твердого вещества-носителя, пропи-
танного индикаторами. Твердый носитель, например, силикагель,
помещают в стеклянную трубочку, через которую пропускают опре-
деленный объем исследуемого воздуха. О количестве вредного веще-
ства судят по длине окрашенного столбика, сравнивая его со шкалой.
Для отбора проб воздуха -и определения содержания вредностей
пользуются универсальными газоанализаторами (УГ).
Индикационные методы анализа применяют для обнаружения
высокоопасных веществ (ртути, цианистых соединений и др.). С их
помощью можно быстро выполнять качественные анализы.
Основным методом оценки запыленности воздуха промышленных
предприятий является весовой метод в сочетании с определением
размеров частиц (дисперсности) пыли. Весовой метод основан на прин-
ципе получения привеса при пропускании через фильтр исследуе-
мого воздуха определенного объема. В качестве фильтров в настоящее
время применяются мембранные фильтры из ткани ФПП. Разница
в массе мембраны до и после протягивания запыленного чвоздуха
характеризует содержание пыли в объеме протянутого воздуха.
Глава 3
ПРОИЗВОДСТВЕННОЕ ОСВЕЩЕНИЕ
Свет обеспечивает связь организма с внешней средой, обладает
высоким биологическим и тонизирующим действием. Зрение — глав-
ный «информатор» человека; около 90% всей информации о внешнем
мире поступает в наш мозг через глаза.
Производственное освещение, правильно спроектированное и вы-
полненное, предназначено для решения следующих вопросов: оно
улучшает условия зрительной работы, снижает утомление, способст-
вует повышению производительности труда и качества выпускаемой
продукции; благоприятно влияет на производственную среду, ока-
зывая положительное психологическое воздействие на работающего;
повышает безопасность труда и снижает травматизм на производстве.
К современному промышленному освещению предъявляются вы-
сокие требования не только гигиенического, но и технико-экономи-
ческого характера.
§ 24.	Основные светотехнические величины
и единицы их измерения
Часть электромагнитного спектра с длинами волн от 10 до
340 000 нм называется оптической областью спектра, которая делится
на инфракрасное излучение с длинами волн от 340 000 нм до 770 нм,
видимое излучение от 770 до 380 нм, ультрафиолетовое излучение —
от 380 до 10 нм.
В пределах этой видимой части спектра лучистой энергии излуче-
ния различной длины волн вызывают и различные световые ощуще-
ния — от фиолетового (X = 380 нм) до красного — (X = 750 нм)
цветов.
Совершенство производственного освещения характеризуется ко-
личественными и качественными показателями.
К количественным показателям относятся: световой поток, сила
света, яркость, освещенность, коэффициент отражения.
Световой поток F определяется как мощность^лучистой энергии,
оцениваемой по световому ощущению, которое она производит на
человеческий глаз. За единицу светового потока принят люмен (лм).
Световой поток определяется как величина не только физиче-
ская, но и физиологическаЯд поскольку измерение ее основывается
на зрительном восприятии.
72
Все источники света, в том числе и осветительные приборы, излу-
чают световой поток в пространство неравномерно, поэтому вводится
величина пространственной плотности светового потока — сила све-
та J, которой называется отношение светового потока к телесному
углу, в пределах которого световой поток распространяется и рав-
номерно распределяется:
т _dF
где Ja — сила света под углом a; dF —• световой поток, равномерно
распределяющийся в пределах телесного угла dco.
За единицу силы света принята кандела (кд). Одна кандела —
сила света, испускаемого с поверхности площадью 1/600000 м2 пол-
ного излучателя (государственный световой эталон) в перпендикуляр-
ном направлении при температуре затвердевания платины (2046,65° К)
при давлении 101325 Па.
Освещенность Е — плотность светового потока на освещаемой
поверхности:
где dS — площадь поверхности, на которую падает световой по-
ток dF.
За единицу освещенности принят люкс (лк).
Яркостью поверхности L в данном направлении называется от-
ношение силы света, излучаемой поверхностью в этом направлении,
к проекции светящейся поверхности на плоскость, перпендикуляр-
ную данному направлению:
Т __ а
а dS cos а ’
где dJa — сила света, излучаемого поверхностью dS в направле-
нии а.
Коэффициент отражения р характеризует способность поверх-
ности отражать падающий на нее световой поток. Определяется как
отношение отраженного от поверхности светового потока F0Tp к па-
дающему на нее световому потоку Fnan.
К основным показателям, определяющим условия зрительной
работы, относятся такие понятия, как фон, контраст объекта с фо-
ном, видимость, показатель ослепленности, коэффициент пульсации
освещенности.
Фон — поверхность, прилегающая непосредственно к объекту
различения, на которой он рассматривается; характеризуется коэф-
фициентом отражения, зависящим от цвета и фактуры поверхности,
значения которого лежат в пределах от 0,02 до 0,95.
При коэффициенте отражения поверхности более 0,4 фон счи-
тается светлым; от 0,2 до 0,4 — средним и менее 0,2 — темным.
Контраст объекта с фоном К характеризуется соотношением
яркостей рассматриваемого объекта (точка, линия, знак, пятно,
трещина, риска, раковина или другие элементы, которые требуется
73
различить в процессе работы) и фона. Контраст определяется по
формуле
D* | £ф Д) |
£ф
где Ьф и Lq — яркость соответственно фона и объекта.
Контраст объекта с фоном считается большим при значениях К
более 0,5 (объект и фон резко отличаются по яркости), средним при
значениях К от 0,2 до 0,5 (объект и фон заметно отличаются по яр-
кости) и малым при значениях К менее 0,2 (объект и фон мало отли-
чаются по яркости).
Видимость V характеризует способность глаза воспринимать
объект; зависит от освещенности, размера объекта, его яркости,
контраста объекта с фоном, длительности экспозиции.
Видимость определяется числом пороговых контрастов в конт-
расте объекта с фоном:
71 пор
где К — контраст объекта с фоном; Кпор — пороговый контраст,
т. е. наименьший различимый глазом контраст, при небольшом
уменьшении которого объект становится неразличимым.
Показатель ослепленности Р — критерий оценки слепящего дей-
ствия, создаваемого осветительной установкой, значение которого
определяется по формуле
р= (5 — 1) 1000»
где Р — показатель ослепленности; £ =	— коэффициент ослеп-
* 2
ленности; Vt и V2 — видимость объекта наблюдения соответственно
при экранировании и при наличии блеских источников в поле зрения.
Коэффициент пульсации освещенности КП — критерий оценки
относительной глубины колебаний освещенности в результате изме-
нения во времени светового потока газоразрядных ламп при пита-
нии их переменным током.
Коэффициент пульсации освещенности КП в процентах следует
определять по формуле
где Emax, Emin и Еср — максимальное, минимальное и среднее зна-
чения освещенности за период ее колебания, лк.
§ 25. Классификация производственного освещения
В зависимости от источника света производственное освещение
может быть двух видов: естественное, создаваемое непосредственно
солнечным диском и диффузным светом небесного излучениЯд и
искусственное, осуществляемое электрическими лампами.
74
Естественный (солнечный) свет по своему спектральному составу
значительно отличается от света, получаемого от электрических
источников света. В спектре солнечного света гораздо больше необ-
ходимых для человека ультрафиолетовых лучей; для естественного
освещения характерна высокая диффузность (рассеянность) света,
весьма благоприятная для зрительных условий работы.
По конструктивным особенностям естественное освещение под-
разделяется на боковое, осуществляемое через окна в наружных сте-
нах; верхнее, осуществляемое через аэрационные и зенитные фонари,
проемы в покрытиях, а также через световые проемы в местах пере-
падов высот смежных пролетов зданий; комбинированное^ когда
к верхнему освещению добавляется боковое.
Рис. 19. Примеры устройства местного освещения фрезерных станков
f Искусственное освещение предусматривается в помещениях, в ко-
торых недостаточно естественного света или для освещения помеще-
ния в те часы суток, когда естественный свет отсутствует.
По конструктивному исполнению искусственное освещение может
быть двух видов — общее и комбинированное, когда к общему осве-
щению добавляется местное, концентрирующее световой поток непо-
средственно на рабочих местах (рис. 19).
Общее освещение подразделяется на общее равномерное освеще-
ние (при равномерном распределении светового потока без учета
расположения оборудования) и Ябщее локализованное освещение
(при распределении светового потока с учетом расположения рабо-
чих мест).
Применение одного местного освещения внутри зданий не допу-
скается.
Для машиностроения рекомендуется применять систему комби-
нированного освещения там, где выполняются точные зрительные
работы (точение, шлифование, отбраковка), где оборудование соз-
дает глубокие, резкие тени или рабочие поверхности расположены
вертикально (штампы^ прессы). Система общего освещения может
75
быть рекомендована в помещениях, где по всей площади выполняются
однотипные работы (в литейных, сборочных цехах), а также в адми-
нистративно-конторских, складских помещениях и проходных. Если
рабочие места сосредоточены на отдельных участках, например,
у конвейеров, разметочных плит, столов ОТК, целесообразно при-
бегать к локализованному размещению светильников общего осве-
щения.
По функциональному назначению искусственное освещение под-
разделяется на следующие виды: рабочее, аварийное, специальное.
Рабочее освещение обязательно во всех помещениях и на осве-
щаемых территориях для обеспечения нормальной работы, прохода
людей и движения транспорта. Аварийное освещение предусматри-
вается для обеспечения минимальной освещенности в производствен-
ном помещении на случай внезапного отключения рабочего осве-
щения.
Аварийное освещение для продолжения работы надлежит устраи-
вать в тех случаях, когда внезапное отключение рабочего освещения
(при аварии) и связанное с этим нарушение нормального обслужи-
вания может вызвать взрыв, пожар, отравление людей, длительное
нарушение технологического процесса, нарушение работы таких
объектов, как электрические станции, диспетчерские пункты, насос-
ные установки водоснабжения и другие производственные помеще-
ния, в которых недопустимо прекращение работ.
Наименьшая освещенность рабочих поверхностей, требующих
обслуживания при аварийном режиме, должна составлять 5% осве-
щенности, нормируемой для рабочего освещения при системе общего
освещения, но не менее 2 лк внутри зданий.
Аварийное освещение для эвакуации надлежит устраивать в ме-
стах, опасных для прохода, на лестничных клетках, в производст-
венных помещениях с числом работающих более 50 человек. Оно
должно обеспечивать наименьшую освещенность в помещениях на
полу основных проходов и на ступенях не менее 0,5 лк, а на откры-
тых территориях — не менее 0,2 лк. Выходные двери помещений
общественного назначения, в которых могут находиться одновре-
менно более 100 человек, должны быть отмечены световыми сигна-
лами-указателями.
Светильники аварийного освещения для продолжения работы
присоединяют к независимому источнику питания, а светильники
для эвакуации людей — к сети, независимой от рабочего освещения,
начиная от щита подстанции.
Для аварийного освещения следует применять только лампы
накаливания и люминесцентные лампы.
К специальным видам освещения и облучения относятся: охран-
ное, дежурное, бактерицидное, эритемное.
Для охранного освещения площадок предприятий и дежурного
освещения помещений следует по возможности выделять часть све-
тильников рабочего или аварийного освещения.
Установки эритемного (искусственного ультрафиолетового) облу-
чения должны предусматриваться в первую очереДь на промышлен-
76
пых предприятиях, расположенных за Северным Полярным кругом,
а также в средней полосе территории СССР при отсутствии или не-
достаточном естественном освещении.
Известно положительное биологическое действие ультрафиоле-
тового облучения на обмен веществ, дыхательные процессы, активи-
зацию кровообращения и другие функции человеческого организма.
Максимальное эритемное воздействие оказывает излучение с длиной
волны 0,297 мкм.
Эритемные облучательные установки применяются двух систем:
установки длительного действия и установки кратковременного дей-
ствия (фотарии). Эритемные установки длительного действия могут
монтироваться совместно со светильниками рабочего освещения и
облучать работающих в течение всего рабочего времени. Облучение
в фотариях рабочие проходят до или после работы по 3—5 мин,
в связи с этим доза облученности в них в десятки раз больше, чем
в эритемных установках длительного действия. Облучение обычно
проводят в течение осенне-зимнего и раннего весеннего периодов
года.
Бактерицидное облучение применяется для обеззараживания воз-
духа в производственном помещении, питьевой воды, продуктов пита-
ния. Наибольшей бактерицидной эффективностью обладает ультра-
фиолетовое излучение с длинами волн 0^254—0^257 мкм4 создавае-
мое специальными лампами.
§ 26. Основные требования
к производственному освещению
Создание благоприятных условий труда, исключающих быстрое
утомление зрения, возникновение несчастных случаев и способст-
вующих повышению производительности труда, возможно только
осветительной установкой, отвечающей следующим требованиям.
1.	Освещенность на рабочем месте должна соответствовать зри-
тельным условиям труда согласно гигиеническим нормам. Увеличе-
ние освещенности рабочей поверхности улучшает видимость объек-
тов за счет повышения их яркости, увеличивает скорость различения
деталей, что сказывается на росте производительности труда. Так,
при выполнении точных зрительных работ, увеличение освещенности
с 50 до 1000 лк позволяет получить прирост производительности труда
до 25% и даже при выполнении грубых работ, не требующих зри-
тельного напряжения, увеличение освещенности рабочего места с 50
до 300 лк повышает производительность труда на 5—8%. Однако
имеется предел, при котором дальнейшее увеличение освещенности
почти не дает эффекта, поэтому необходимо улучшать качественные
характеристики освещения.
2.	Необходимо обеспечить достаточно равномерное распределение
яркости на рабочей поверхности, а также в пределах окружающего
пространства. Если в поле зрения находятся поверхности, значи-
тельно отличающиеся между собой по яркости, то при переводе
77
взгляда с ярко освещенной на слабо освещенную поверхность глаз
вынужден переадаптироваться, что ведет к утомлению зрения.
Для повышения равномерности естественного освещения боль-
ших цехов (литейных, механосборочных) осуществляется комбини-
рованное освещение. Светлая окраска потолка, стен и производст-
венного оборудования способствует созданию равномерного распре-
деления яркостей в поле зрения.
3.	Па рабочей поверхности должны отсутствовать резкие тени.
Наличие резких теней создает неравномерное распределение ярко-
стей в поле зрения, искажает размеры и формы объектов различе-
ния, в результате повышается утомление, снижается производитель-
ность труда. Особенно вредны движущиеся тени, способствующие
увеличению травматизма. Тени необходимо устранять или смягчать.
При естественном освещении должны предусматриваться солнце-
защитные устройства (жалюзи, козырьки, светорассеивающие стекло-
блоки и стеклопластики), предотвращающие проникновение в поме-
щение прямых солнечных лучей, которые создают резкие тени.
4.	В поле зрения должна отсутствовать прямая и отраженная
блескость. Блескость — повышенная яркость светящихся поверх-
ностей, вызывающая нарушение зрительных функций (ослеплен-
ность). Прямая блескость создается поверхностями источников света,
отраженная — поверхностями с большим коэффициентом отражения
или отражением по направлению к глазу. Ослепленность приводит
к быстрому утомлению человека и снижению его работоспособности.
Ограничение прямой блескости достигается уменьшением ярко-
сти источников света, правильным выбором защитного угла све-
тильника, увеличением высоты подвеса светильников.
Ослабление отраженной блескости может быть достигнуто пра-
вильным выбором направления светового потока на рабочую поверх-
ность, а также изменением угла наклона рабочей поверхности. Там,
где это возможно, следует заменять блестящие поверхности мато-
выми.
5.	Величина освещенности должна быть постоянной во временп.
Колебания освещенности, особенно если они часты и имеют большую
амплитуду, каждый раз вызывают переадаптацию глаза и ведут
к значительному утомлению.
Постоянство освещенности во времени достигается стабилизацией
питающего напряжения, жестким креплением светильников; при-
менением специальных схем включения газоразрядных ламп. Напри-
мер, снижение коэффициента пульсации освещенности люминесцент-
ных ламп с 55 до 5% приводит к уменьшению утомления и росту
производительности труда до 30% для работ высокой точности.
6.	Следует выбирать оптимальную направленность светового
потока, что позволяет в одних случаях рассмотреть внутренние по-
верхности деталей, в других различить рельефность элементов
рабочей поверхности.
В машиностроении, например, для освещения расточных станков
применяют специальный светильник с оптической системой. Такой
светильник направляет внутрь обрабатываемой полости концептри-
78
рованпый световой поток лампы. Образовавшееся световое пятно
имеет освещенность до 3000 лк и позволяет проводить контроль каче-
ства обработки, не останавливая станка.
Образование микротеней от рельефных элементов облегчает раз-
личение вследствие повышения видимого контраста этих элементов
с фоном. Этот метод повышения контраста используют при браковке
пиломатериалов, при определении качества обработки поверхностей
деталей на строгальных и фрезерных станках. Оказалось, что наи-
большая видимость достигается при падении света на рабочую по-
верхность под углом 60° к ее нормали, а наихудтпая — при 0°.
7.	Следует выбирать необходимый спектральный состав света.
Это требование особенно существенно для обеспечения правильной
цветопередачи, а в отдельных случаях для усиления цветовых конт-
растов.
Правильную цветопередачу обеспечивает естественное освещение
и искусственные источники света со спектральной характеристикой,
близкой к солнечной. Для создания цветовых контрастов применяют
монохроматический свет, усиливающий одни цвета и ослабляющий
другие.
8.	Осветительная установка не должна быть источником допол-
нительных опасностей и вредностей. Необходимо свести до минимума
тепловыделения, излучаемый шум, опасность поражения током и ее
пожароопасность.
9.	Установка должна быть удобной, надежной и простой в эксп-
луатации.
§ 27.	Нормирование искусственного освещения
В действующих нормах искусственного освещения в производст-
венных помещениях (СНиП П-А.9-71) задаются как количественные
(величина минимальной освещенности, допустимая яркость в поле
зрения), так и качественные характеристики (показатель ослеплен-
ности, глубина пульсации освещенности), которые важны для созда-
ния нормальных условий труда.
Для освещения производственных помещений в первую очередь
следует применять газоразрядные лампы независимо от принятой
системы освещения в связи с большими преимуществами их перед
лампами накаливания экономического и светотехнического харак-
тера. Использование ламп накаливания допускается только в слу-
чаях невозможности применения газоразрядных ламп.
Принято раздельное нормирование освещенности в зависимости
от применяемых источников света и системы освещения. Величина
минимальной освещенности устанавливается согласно условиям зри-
тельной работы, которые определяются наименьшим размером объ-
екта различения, контрастом объекта с фоном и характеристикой
фона (табл. 1).
При определении нормы освещенности необходимо учитывать
ряд условий, вызывающих необходимость повышения уровня осве-
79
8
Наименьшая освещенность на рабочих поверхностях в производственных помещениях
Таблица 1
Характеристика работы	Размер объекта различения, мм	Разряд работы	Под- разряд	Контраст объекта с фоном	Фон	Наименьшая освещенность, лк			
						при газоразрядных лампах		при лампах накаливания	
						комбини- рованное освещение	одно общее освещение	комбини- рованное освещение	одно общее освещение
Наивысшей точности	Менее 0,15	I	а б в г	Малый Малый Средний Малый Средний ^Большой Средний Большой >	Темный Средний Темный Светлый Средний Темный Светлый Светлый Средний	5000 4000 3000 1500	1500 1250 1000 400	4000 3000 2000 1250	300 300 300 300
Очень высокой точности	От 0,15 до 0,3	II	а б в г	Малый > Средний Малый Средний Большой Средний Большой	Темный Средний Темный Светлый Средний Темный Светлый Средний	4000 3000 2000 1000	1250 750 500 300 «	3000 2500 1500 750	300 300 300 200
Высокой точности	От 0,3 до 0,5	III	а б в г	Малый » Средний Малый Средний Большой Средний Большой	Темный Средний Темный Светлый Средний Темный Светлый Средний	2000 1000 750 400	500 300 300 200	1500 750 600 400	300 200 200 150
	1	1	1	1	1	।	। । ।			
оо
1		। । ।			।	।	1		1	
Средней точности	От 0,5 ДО 1,0	IV	а б в г	Малый » Средний Малый Средний Большой Средний Большой	Темный Средний Темный Светлый Средний Темный Светлый Средний	750 500 400 300	300 200 150 150	600 , 500 400 300	200 150 100 100
Малой точности	От 1,0 до 5,0	V	а б в г	Малый » Средний Малый Средний » Большой	Темный Средний Темный Светлый Средний Светлый Средний	300 200	200 150 100 100	300 200	150 100 50 50
Грубая	Более 5,0	VI	—	Независимо от характеристики фона и контраста объекта с фоном		—	100	—	50
Работа с самосветящи- ми материалами и изделиями в горячих цехах	—	VII	—	Независимо от характеристики фона и контраста объекта с фоном		—	200	—	150
Общее наблюдение за ходом технологиче- ского процесса	—	VIII	—	Независимо от характеристики фона и контраста объекта с фоном		—	50—75	—	5—30
Работа на складах гро- моздких предметов и сыпучих материалов	—	IX	—	То же		—	50	—	5-20
Рекомендуемая освещенность и коэффициенты запаса К
Таблица 2
", Цех, участок, рабочее оборудование	Лампы накаливания				Газоразрядные лампы			
	Освещенность, лк			Коэффи- циент запаса к	Освещенность, лк			Коэффи- циент запаса к
	комбинированное освещение		Общее осве- щение		комбинированное освещение		Общее осве- щение	
	Общее и местное	Общее			Общее и местное	Общее		
Изготовление литейных форм и стержней: отливки II и III класса	 отливки I класса	 Плавильно-заливочное отделение	 Ковочное отделение (разогрев поковок, мо- лоты, прессы): гильотинные ножницы, дисковые пилы Цехи металлопокрытий: ванны 	 полировальные станки 	 Механические цехи: металлорежущие станки, слесарные вер- стаки 	 разметочные плиты ОТК 	 прецезионные станки в отдельных поме- щениях 	 Малярные отделения 	 Сварочные цехи	 Деревообрабатывающие и модельные цехи: станки	 сборка моделей	 Диспетчерские, пультовые оператора, КИП	750 2500 1500 1500 1500 2000 1500 600 300	100 250 150 150 150 200 150 75 75	200 300 150 150 200 200 200 150 300 200 100	1,5 1,5 1,5 1,3 1,4 1,5 1,3 1,3 1,3 1,6 1,6 1,4 1,4 1,3	1000 3000 2000 2000 2500 3000 2000 750 400	150 300 300 200 300 300 200 150 150	300 750 200 200 300 300 400 200 500 • 300 200	1,7 • 1,7 1,7 1,4 1.6 1,7 1,5 1,5 1,5 1,8 1,8 1,6 1,6 1,5
щенности, выбранного по точности зрительной работы. Повышение
освещенности следует предусматривать также в помещениях с недо-
статочным по нормам естественным светом, который при боковом
освещении составляет менее 80% нормируемого значения, а при
верхнем менее 60%. В некоторых случаях необходимо> уменьшать
нормируемые освещенности, например, при кратковременном пре-
бывании людей в помещении.
В табл. 2 приведены рекомендуемые значения освещенности и
коэффициенты запаса для распространенных в машиностроении це-
хов и рабочих мест в соответствии с отраслевыми нормами искусст-
венного освещения предприятий станкоинструментальной промыш-
ленности.
В приведенных нормах для газоразрядных ламп значения нор-
мированной освещенности выше, чем для ламп накаливания, вслед-
ствие большой светоотдачи этих ламп. Система комбинированного
освещения, как более экономичная, имеет нормы освещенности выше,
чем для общего освещения. Таким образом, в нормы заложена тен-
денция повышения освещенности во всех случаях, когда ее можно
увеличить за счет повышения экономичности установки. Для исклю-
чения частой переадаптации зрения из-за неравномерной освещен-
ности в помещении при системе комбинированного освещения необ-
ходимо, чтобы светильники общего освещения создавали не более
10% нормированной освещенности.
Для ограничения слепящего действия отраженной блескости по-
верхности нормами ограничивается средняя по площади яркость
рабочей поверхности. В зависимости от площади рабочей поверхности
яркость ограничивается значениями от 500 кд/м2 (для блестящей
поверхности более 0,2 м2) до 2500 кд/м2 (для рабочей поверхности
площадью 0,01 м2 и менее).
Для ограничения слепящего действия светильников общего осве-
щения в производственных помещениях показатель ослепленности
не должен превышать 20—80 единиц в зависимости от продолжитель-
ности работы и ее зрительного разряда.
При освещении производственных помещений газоразрядными
лампами, питаемыми переменным током промышленной частоты 50 Гц,
следует ограничить глубину пульсации освещенности. Допустимые
коэффициенты пульсации в зависимости от системы освещения и
характера выполняемой работы не должны превышать 10—20%.
§ 28.	Источники искусственного света
\^При сравнении источников света друг с другом и при их выборе
пользуются следующими характеристиками:
1)	электрические характеристики — номинальное напряжение,
т. е. напряжение, которое должно быть подано на лампу для нор-
мальной ее работы и электрическая мощность лампы;
2)	светотехнические характеристики: световой поток, излучае-
мый лампой F, в люменах; максимальная сила света, которая за-
дается для некоторых ламп вместо светового потока JMaKC1 в свечах;
83
3)	экономические и эксплуатационные характеристики: световая
отдача лампы г|? в лм/Вт, т. е. отношение светового потока лампы к ее
электрической мощности гр = F/P\ срок службы, в том числе полный
срок службы т — суммарное время горения лампы в часах от момента
включения до момента перегорания; полезный срок службы тп —
время, в течение которого световой поток лампы изменился не более
чем на 20%, т. е. время экономически целесообразной эксплуатации
лампы;
4)	конструктивные характеристики: форма колбы лампы, форма
тела накала — прямолинейная, спиральная, биспиральная и даже
триспиральная у некоторых специальных ламп; наличие и состав
газа, заполняющего колбу лампы; давление газа.
В качестве источников света для освещения промышленных
предприятий в настоящее время применяются лампы накаливания и
газоразрядные лампы. Лампы накаливания относятся к источникам
света теплового излучения и пока еще являются распространенными
источниками света. Это объясняется следующими их достоинствами:
они удобны в эксплуатации, не требуют дополнительных устройств
для включения в сеть; у них мало времени разгорания, они просты
в изготовлении.
Наряду с отмеченными достоинствами, лампы накаливания имеют
и существенные недостатки: у них низкая световая отдача (для ламп
общего назначения она составляет от 7 до 20 лм/Вт), сравнительно
малый срок службы (до 1000 ч), в спектре преобладают желтые и
красные лучи, что сильно отличает их спектральный состав от сол-
нечного света, искажает цветопередачу и делает невозможным выпол-
нение ряда работ.
Для освещения промышленных предприятий получили примене-
ние различные типы ламп накаливания: вакуумные (НВ), газона-
полненные биспиральные (НБ), биспиральные с криптоно-ксеноновым
наполнением (НБК).
За последние годы разработаны лампы накаливания с йодным
циклом — йодные лампы. Наличие в колбе паров йода дает возмож-
ность повысить температуру накала спирали; образующиеся при этом
пары вольфрама соединяются с йодом и вновь оседают на вольфра-
мовую спираль, препятствуя распылению вольфрамовой нити. Срок
службы у этих ламп повышен до 3000 ч, световая отдача доходит до
30 лм/Вт.
Газоразрядные лампы — это приборы, в которых излучение оп-
тического диапазона спектра возникает в результате электрического
разряда в атмосфере инертных газов, паров металла и их смесей.
Современные газоразрядные лампы имеют ряд преимуществ перед
лампами накаливания. Основным преимуществом газоразрядных
ламп является большая световая отдача — от 50 до 100 лм/Вт (нат-
риевые до 100, люминесцентные до 75—80, ртутные высокого давле-
ния до 60, газовые сверхвысокого давления до 50 лм/Вт). Они имеют
значительно больший срок службы, который у некоторых типов ламп
достигает 8000—14 000 ч. От газоразрядных ламп можно получить
световой поток практически в любой части спектра^ подбирая соот-
84
ветствующим образом инертные газы и пары металлов, в атмосфере
которых происходит разряд.
Газоразрядные лампы имеют и ряд существенных недостатков.
Безынерционность излучения газоразрядных ламп приводит к появ-
лению пульсаций светового потока. При рассмотрении быстро дви-
жущихся или вращающихся деталей в пульсирующем потоке воз-
никает стробоскопический эффект, который проявляется в искаже-
нии зрительного восприятия объектов различения (вместо одного
предмета видны изображения нескольких, искажается направление
и скорость движения). Пульсация светового потока ухудшает усло-
вия зрительной работы, а стробоскопический эффект ведет к увели-
чению опасности травматизма и делает невозможным успешное вы-
полнение ряда производственных операций. Для стабилизации све-
тового потока у большинства газоразрядных ламп необходимо
последовательно включать балластное устройство в виде активного,
емкостного или индуктивного сопротивления. Напряжение зажига-
ния у газоразрядных ламп обычно значительно выше напряжения
сети, поэтому для включения ламп приходится применять сложные
пусковые приспособления.
У некоторых типов ламп период разгорания может длиться до
10—15 мин. В течение этого периода изменяются электрические и
светотехнические характеристики лампы. Газоразрядные лампы мо-
гут создавать радиопомехи, исключение которых также требует спе-
циальных устройств.
Самыми распространенными газоразрядными лампами являются
люминесцентные, имеющие форму цилиндрической трубки. Внут-
ренняя поверхность этой трубки покрыта тонким слоем люминофора,
который служит для преобразования в видимый свет ультрафиоле-
тового излучения, возникающего при электрическом разряде в па-
рах ртути.
В зависимости от распределения светового потока по спектру
путем применения разных люминофоров различают несколько типов
ламп: дневного света (ЛД), дневного света с улучшенной цветопере-
дачей (ЛДЦ), холодного белого (ЛХБ), тепло-белого света (ОЛТБ)
и белого цвета (ЛБ).
Лампы ДРЛ (дуговые ртутные люминесцентные) представляют
собой ртутные лампы высокого давления с исправленной цвет-
ностью. Лампа состоит из кварцевой колбы (пропускающей ультра-
фиолетовые лучи), которая заполнена парами ртутй при давлении
2—4 атм, с двумя электродами и внешней стеклянной колбы, покры-
той люминофором (рис. 20).
Ксеноновые лампы представляют собой новый вид газоразрядных
ламп, основанных на излучении дугового разряда в ксеноне. Такое
излучение характеризуется интенсивным спектром в видимой области,
распределение энергии в котором почти полностью соответствует
солнечному излучению. Эти лампы можно применять только для
освещения высоких цехов по согласованию с органами санитарной
инспекции. Это ограничение вызвано чрезмерной долей ультрафио-
летового облучения в спектре лампы. Новыми видами газоразряд-
85
вых ламп являются галоидные, разряд которых происходит в парах
галоидных солей/и натриевые лампы. Светоотдача этих ламп состав-
ляет 110—130 лм/Вт, они найдут в ближайшее время широкое при-
менение благодаря высокой экономичности и от-
личной цветопередаче.
Для профилактического ультрафиолетового
(эритемного) облучения применяются люминес-
центные эритемные ламны в колбе из увиоле-
вого стекла, пропускающего ультрафиолетовые
лучи. Наша промышленность выпускает лампы
типа ЛЭ, а также с внутренним отражающим
слоем ЛЭР.
Рис. 20. Схематическое изображение лампы ДРЛ:
2 — ртутная кварцевая лампа высокого давления; 2 — внешняя
стеклянная колба; з — люминофор
Источником бактерицидного излучения может служить любая
ртутная лампа с колбой из кварца или увиолевого стекла, однако
целесообразнее применять специальные бактерицидные лампы БУВ
(бактерицидные, увиолевого стекла).
§ 29. Светильники
Создание в производственных помещениях высококачественного
и экономичного освещения невозможно без применения рацио-
нальных светильников.
Электрический светильник представляет собой совокупность
источника света и арматуры.
Наиболее важной функцией осветительной арматуры является
перераспределение светового потока, которое повышает экономич-
ность осветительной установки. Для характеристики светильника
с точки зрения распределения световой энергии в пространстве
составляют кривую светораспределения — характеристику силы
света в полярной системе координат (рис. 21).
Другим не менее важным назначением осветительной арматуры
является предохранение глаз работающих от воздействия чрезмерно
больших яркостей источников света. Применяющиеся источники
света имеют яркость колбы, в десятки и сотни раз превышающую
допустимую яркость в поле зрения.
Степень возможного ограничения слепящего действия источника
света определяется защитным углом светильника. Защитный угол —
это угол между горизонталью и линией, соединяющей нить накала
(поверхность лампы) с противоположным краем отражателя (рис. 22).
Осветительная арматура служит для предохранения источника
света от загрязнения и механического повреждения. Она необхо-
дима также для подводки электрического питания ц крепления ламп.
86
Находятся в стадии разработки светильники, которые будут сов-
мещать функции воздухораспределения и шумоглушения.
Важной характеристикой светильника является его коэффи-
циент полезного действия. Осветительная арматура поглощает часть
светового потока, излучаемого источником света. Отношение фак-
тического светового потока светильника к световому потоку поме-
щенной в него лампы называется коэффициентом полезного действия.
По распределению светового потока в пространстве различают
светильники прямого, преимущественно прямого, рассеянного, отра-
женного и преимущественно отраженного света. Выбор тех или дру-
гих светильников по светораспределению зависит от характера вы-
полняемых в помещении работ, возможности запыления воздушной
среды, коэффициентов отражения окружающих поверхностей и др.
Рис. 21. График распределения
силы света в пространстве:
1 — лампа накаливания; 2 — та же
лампа, установленная в светильнике
«Универсаль»
Рис. 22. Защитный
угол светильника:
а — светильник с лампой
накаливания; б — све-
тильник с люминесцент-
ными лампами
В зависимости от конструктивного исполнения различают све-
тильники: открытые, защищенные, закрытые, пыленепроницаемые,
влагозащитные, взрывозащищенпые, взрывобезопасные.
По назначению светильники делятся на светильники общего
и местного освещения.
Приведенная классификация относится ко всем светильникам
независимо от используемого источника света.
Для ламп накаливания наиболее распространенными являются
светильники прямого света в открытом или защищенном исполне-
нии типа «Глубокоизлучатель» и «Универсаль» (рис. 23). К светиль-
никам преимущественного прямого и рассеянного света относятся
соответственно «Люцетта» и «Шар молочного стекла» (см. рис. 23).
Ряд светильников Выпускается для помещений с тяжелыми усло-
виями среды, для взрывоопасных помещений. Например, у светиль-
ника типа ВЗГ (взрывобезопасный) конструкция предусматривает
локализацию взрыва внутри светильника.
87
При использовании люминесцентных ламп для освещения про-
изводственных помещений с небольшой запыленностью и нормаль-
ной влажностью используют открытые светильники типа ОД (откры-
тый, дневного света), для помещений с большим содержанием влаги
Рис 23. Светильники:
1 — «Универсаль»; 2 — «Глубокоизлучатель»; з — «Люцетта»; 4 — «Молочный
шар»; 5 — типа ВЗГ; 6 — типа ОД; 7 — типа ПВЛ
и пыли — закрытые, светильники типа ПВЛ — пылевлагозащит-
ный, люминесцентный (см. рис. 23). В этих светильниках установлено
две и более ламп, что дает возможность, используя специальные
схемы включения, смещающие фазы пульсации потока ламп, умень-
шить пульсацию суммарного светового потока светильника и исклю-
чить стробоскопический эффект.
§ 30.	Расчет искусственного освещения
Задачей расчета является определение потребной мощности элек-
трической осветительной установки для создания в производственном
помещении заданной освещенности или, при известном числе и мощ-
ности ламп, определение ожидаемой освещенности на рабочей поверх-
ности.
Проектируя осветительную установку, необходимо решить ряд
вопросов:
1.	Выбрать тип источника света. Для освещения производствен-
ных помещений должны применяться газоразрядные лампы; там,
где температура воздуха может быть менее +10° С и напряжение
в сети переменного тока может падать ниже 90% номинального,
следует отдавать предпочтение лампам накаливания.
2.	Выбрать систему освещения. Определяя систему освещения,
необходимо учитывать, что экономичнее система комбинированного
освещения, но в гигиеническом отношении система общего освеще-
I ния более совершенна, так как создает более равномерное распре-
/ деление световой энергии^ Применяя локализированное общее осве-
чщение, можно наиболее просто добиться высоких уровней освещен-
ности на рабочих местах без значительных экономических затрат.
^При выполнении работ I—IV, Va и V6 разрядов следует применять
систему комбинированного освещения^Применение местных светиль-
83
ников повышает освещенность, помогает создать необходимую на-
правленность светового потока, исключить блескость, в некоторых
случаях проводить работы на просвет (выверку зазоров).
3.	Выбрать тип светильников с учетом загрязненности воздуш-
ной среды в соответствии с требованиями распределения яркостей
в поле зрения и с требованиями взрыво- и пожаробезопасности.
4.	Произвести распределение светильников и определить их ко-
личество. Светильники могут располагаться рядами, в шахматном
порядке, ромбовидно. Обеспечение равномерного распределения
освещенности достигается в том случае, если отношение расстояния
между центрами светильников L к высоте их подвеса над рабочей
поверхностью Яр составит для светильников: «Глубокоизлучатель»
1,4; «Универсаль» 1,5; «Люцетта» 1,4; «Шар молочного стекла» 2,0;
ВЗГ 2,0; ОД <1,4; ПВЛ 1,5.
5.	Определить нормируемую освещенность на рабочем месте.
Для этого необходимо определить характер выполняемой работы
по наименьшему размеру объекта различения, оценить контраст
объекта с фоном и фон на рабочем месте и по табл. 1 или 2, в соответ-
ствии с выбранной системой освещения и источником света, найти
минимальную нормируемую освещенность. Для расчета искусст-
венного освещения пользуются в основном тремя методами.
Для расчета общего равномерного освещения при горизонталь-
ной рабочей поверхности основным является метод светового потока
(коэффициента использования), учитывающий световой поток, отра-
женный от потолка и стен. Световой поток лампы Рл (лм) при лампах
накаливания или световой поток группы ламп светильника при
люминесцентных лампах рассчитывают по формуле
р __E^Szk
л“ ДГТ) ’
где Ен — нормированная минимальная освещенность, лк; S*— пло-
щадь освещаемого помещения, м2; z — коэффициент минимальной
освещенности, равный отношению -jfo , значения которого обычно
^min
находятся в пределах 1,1—1,5 (в среднем 1,2); к — коэффициент
запаса, принимаемый в соответствии с табл. 2; N — число светиль-
ников в помещении; ц — коэффициент использования светового
потока ламп, зависящий от к. п. д. и кривой распределения силы
света светильника, коэффициента отражения потолка (рп) и стен
(рс), высоты подвеса светильников и размеров помещения (табл. 3).
Значения коэффициента ц определяют по таблицам, в зависи-
мости от коэффициентов отражения светового потока от потолка
и стен и показателя помещения г, определяемого из отношения
. _ АВ
1~ HV(A+B) ’
где А и В — два характерных размера помещения; Яр — высота
светильников над расчетной поверхностью.
Подсчитав по вышеприведенной формуле световой поток лампы
/’л, по табл. 4 подбирают ближайшую стандартную лампу и опреде-
89
Таблица 3
Коэффициент использования светового потока
Све- тиль- ник	«Глубоко- излучатель»			«Универсаль» без затенителя			«Люцетта»			ВЗГ 200 С отражате- лем			од			пвл		
Рп> %	30	50	70	30	50	70	30	50	70	30	50	70	30	50	70	30	501	70
Рс. %	10	30	50	10	30	50	10	30	50	10	30	50	10	30	50	10	30	50
i					Коэффициент использования т) •								100					
0,5	19	21	25	21	24	28	14	16	22	12	14	17	23	26	31	14	16	19
0,6	24	27	31	27	30	34	19	21	27	16	18	21	30	33	37	18	20	22
0,7	29	31	34	32	35	38	23	24	30	19	21	24	35	38	42	21	23	25
0,8	32	34	37	35	38	41	25	26	33	21	24	26	39	41	45	23	25	27
0,9	34	36	39	38	40	44	27	29	35	23	25	28	42	44	48	25	27	29
1,0	36	38	40	40	42	45	29	31	37	25	27	29	44	46	49	26	28	30
1,1	37	39	41	42	44	46	30	32	38	26	27	30	46	48	51	27	29	31
1,25	39	41	43	44	46	48	31	34	41	27	29	31	48	50	53	29	30	32
1,5	41	43	46	46	48	51	34	37	44	29	30	39	50	52	56	30	31	34
1,75	43	44	48	48	50	53	36	39	46	30	32	34	52	55	58	31	33	35
2,0	44	46	49	50	52	55	38	41	48	32	33	35	55	57	60	33	34	36
2,25	46	48	51	52	54	56	40	43	50	33	35	37	57	59	62	34	35	37
з,о	49	51	53	55	57	60	44	47	54	35	37	39	60	62	66	36	37	40
3,5	50	52	54	56	58	61	45	49	57	36	38	40	61	64	67	37	38	40
4,0	51	52	55	57	59	62	46	50	59	37	39	41	63	65	68	38	39	41
5,0	52	54	57	58	60	63	48	52	61	38	40	42	64	66	70	38	40	42
ляют электрическую мощность всей осветительной системы. В прак-
тике допускается отклонение потока выбранной лампы от расчетного
до —10 и +20%, в противном .случае задается другая схема распо-
ложения светильников.
Точечный метод применяют для расчета локализованного и мест-
ного освещения, освещения наклонных плоскостей и для проверки
расчета равномерного общего освещения, когда отраженным свето-
вым потоком можно пренебречь.
В основу точечного метода положено уравнение, связывающее
освещенность и силу света:
р _ Ja cos а
Ь ~ г* ’
где Ja — сила света в направлении от источника на данную точку
рабочей поверхности, кд (рис. 21); г — расстояние от светильника
до расчетной точки, м; а — угол между нормалью рабочей поверх-
ности и направлением светового потока на источник.
Для практического использования вводим в формулу коэффи-
циент запаса к и заменяем г на откуда
гр Jа • COS3 (X
£=TTJ“.
где Jffp—высота подвеса светильника над рабочей поверхностью.
90
Таблица 4
Световые и электрические параметры ламп накаливания (по ГОСТ 2239—70)
и люминесцентных ламп (по ГОСТ 6825—70)
Лапты накали- вания	Напряжение, В				Люминесцентные лампы		
	127		220		Тип лампы	Световой поток, лм	Световая отдача, лм/Вт
	Световой поток, лм	Световая отдача, лм/Вт	Световой „ поток, > лм	Световая отдача, лм/Вт			
В-15	135	9,0	105	7,0	ЛДЦ20	820	41,0
В-25	260	10,4	220	8,8	ЛД20	920	46,0
Б-40	490	12,0	400	10.0	ЛБ20	1180	59,0
БК-40	520	13,0	460	11,5	ЛДЦЗО	1450	48,2
Б-60	820	13,7	715	11,9	ЛДЗО	1640	54,5
БК-100	1630	16,3	11 450	14,5	ЛБЗО	2100	70.0
Г-150	2300	15,3	2 000	13,3	ЛДЦ40	2100	52^
Г-200	3200	16,0	2 800	14,0	ЛД40	2340	58,5
Г-300	4950	16,5	4 600	15,4	ЛБ40*	3000	75,0
Г-500	9100	18,2	8 300	16,6	ЛДЦ80	3560	44,5
Г-750	—	—	13 100	17,5	ЛД80	4070	50,8
Г-1000	1950 Q	19,5	18 600	18,6	ЛБ80	5220	65,3
Таблица 5
Значения удельной мощности осветительной установки для светильника ОД
(рп = 50%; Рс = 30%) с лампой ЛБЗО, 40 Вт
Н, м	S, м»	Е, лк						
		75	100	|	150	200	300	400	500
	10-15	6,5	8,7	13	17;4	26	35	43
	15—25	5,5	7,3	И	14,6	22	29	37
л о	25—50	4,5	6	9	12	18	24	30
2—о	50—150	3,7	5	7,5'	10	15	20	25
	150—300	3,3	4,4	6,6	8,8	13,2	17,6	22
	>300	3,1	' 4,1	6,2	8,2	12,4	16,4	21
	10-15	8,4	11,2	16,8	22,5	33	45	56
	15-20	7,2	9,6	14,4	19,2	29	38	48
	20—30	6,4	8,5	12,8	17	25,5	34	42
3-4	30-50	5,5	7,3	11	14,6	22	29	36
	50 -120	4,3	5,8	8,7	11,6	17,4	23	28
	120- 300	3,7	4,9	7.4	9,8	14,8	19,6	25
	>300	3,4	4,5	6,8	9	13,6	18	23
	10-17	10.6	14,2	21	28,5	42	57	71
	17—25	8.9	Н,8	17.8	23,5	36	47	59
	25-35	7,8	10.4	15,6	21	31	42	52
Z	35-50	6,9	9,2	13,8	18,4	27,5	37	46
4—6	50-80	5,9	7,9	11.8	15,8	23,5	32	40
	80-150	4,9	6,6	9,8	13,2	19,8	26,5	33
	150-400	4	5,3	8	10,6	16	21	26
	>400	3,4	4,6	6,9	9,2	13,8	18,4	23
з-
91
Данные о распределении силы света приводятся в справоч-
никах.
При необходимости расчета освещенности в точке, создаваемой
несколькими светильниками, подсчитывают освещенность от каж-
дого из них, а затем вычисляют арифметическую сумму освещенностей.
Метод удельной мощности1 (метод-Ватт) является наиболее про-
стым, но и наименее точным, поэтому его применяют только при
ориентировочных расчетах.
Этот метод позволяет определить мощность каждой лампы для
создания в помещении нормируемой освещенности:
р
АГ’
где Рл — мощность одной лампы, Вт; Р — удельная мощность,
Вт/м2; S — площадь помещения; N — число ламп в осветительной
установке.
Значения удельной мощности приводятся в таблицах в зависи-
мости от уровня освещенности, площади помещения, высоты под-
веса и типа светильников. Примерные значения удельной мощности
для случая равномерного размещения светильников и коэффициента
запаса 1,5 приведены в табл. 5.
§ 31.	Нормирование естественного освещения
Естественное освещение характеризуется тем, что создаваемая
в помещении освещенность изменяется в чрезвычайно широких пре-
делах. Эти изменения обусловливаются временем дня, временем
года и метеорологическими факторами: достоянием облачности и отра-
жающими свойствами земного покрова. Поэтому в отличие от искус-
ственного естественное освещение нельзя количественно задавать
величиной освещенности в люксах. В качестве нормируемой вели-
чины для естественного освещения принята относительная вели-
чина — коэффициент естественной освещенности (к. е. о.), который
представляет собой выраженное в процентах отношение освещен-
ности в данной точке внутри помещения Ев к одновременной наруж-
ной горизонтальной освещенности Ен, создаваемой рассеянным
светом всего небосвода.
Достаточность естественного освещения в помещениях регламен-
тируется нормами СНиП П-А.8-72. Нормированное значение коэф-
фициента естественной освещенности ен с учетом характера зритель-
ной работы, системы освещения, района расположения здания на
территории СССР следует определять по формуле
ен = етс,
где е — значения к. е. о., определяемые по табл. 6; т — коэффи-
циент светового климата, определяемый в зависимости от района
1 Удельной мощностью называется отношение мощности осветительной
установки к площади освещаемого помещения.
92
расположения здания на территории СССР; с — коэффициент сол-
нечности, определяемый по таблице норм в зависимости от ориен-
тации здания относительно сторон света.
Таблица 6
Значения коэффициента естественной освещенности
для производственных помещений
Характеристика зрительной работы	Наимень- ший размер объекта различения, мм	Разряд зритель- ной работы	Значение к. е. о. при естественном освещении, %	
			верхнем и комбини- рованном	боковом
Выполняемая работа: наивысшей точности 		Менее 0,15	I	10	3,5
очень высокой точности . . .	От 0,15	II	7	2,5
высокой точности		до 0,3 0,3—0,5	III	5	2
средней точности 		0,5—1	IV	4	1,5
малой точности 		1-5	V	3	1
грубая 		Более 5	VI	2	0,5
Работа с самосветящимися матери- алами и изделиями в горячих цехах 				VII	3	1
Общее наблюдение за ходом про- изводственного процесса: постоянное наблюдение ....		VIII	1	0,3
периодическое наблюдение за состоянием оборудования . . .	—	VIII	0,7	0,2
Работа на механизированных и немеханизированных складах . .	—	IX	0,5	0,1
Для каждого производственного помещения строится кривая
значений к. е. о. в характерном сечении (поперечный разрез посере-
Рис. 24. Схемы распределения коэффициентов естественной освещенности по
разрезу помещения:
а — одностороннее боковое освещение; б — двустороннее боковое освещение; в — верхнее
освещение; г — комбинированное освещение: 1 — уровень рабочей плоскости
дине помещения, перпендикулярной плоскости световых проемов), ко-
торая характеризует светотехнические качества помещения (рис. 24).
При боковом освещении нормируется минимальное значение
к. е. о. (емин) в точке, расположенной на расстоянии 1 м от стены,
наиболее удаленной от световых проемов. В помещениях с верхним
93
и комбинированным освещением нормируется среднее значение
к. е. о.
Кроме количественного показателя-коэффициента естественной
освещенности, нормируется качественная характеристика — нерав-
номерность естественного освещения 1 в производственных помеще-
ниях с верхним освещением. Неравномерность не должна превы-
шать 2 : 1 для работ I и II разрядов и 3 : 1 для работ III и IV раз-
рядов.
§ 32.	Расчет естественного освещения
При определении достаточности естественного освещения в произ-
водственном помещении для правильной расстановки оборудования
и распределения рабочих мест с различной степенью зрительного
напряжения необходимо уметь аналитически определять коэффи-
циенты естественной освещенности.
Световой поток, падающий в расчетную точку производственного
помещения, складывается из прямого диффузного света частй
небосвода, видимого через светопроеМ, и света, отраженного от вну-
тренних поверхностей помещения и от противостоящих зданий.
При боковом освещении, например, к. е. о. определяется из сле-
дующего выражения:
==	Т()Л*.
Здесь величины eg и езд — это геометрические коэффициенты
естественной освещенности в расчетных точках при боковом осве-
щении соответственно от небосвода' и противостоящего здания. Их
значения определяются с помощью графических методов в предпо-
ложении, что оконные проемы не имеют остекления и переплетов,
а внутренние поверхности помещений не отражают света. Коэффи-
циент q учитывает неравномерность яркости облачного неба; коэф-
фициент к учитывает относительную яркость противостоящего зда-
ния. Выражение в скобках характеризует часть к. е. о., создавае-
мого светом, проникающим извне помещения.
При расчете учитывается общий коэффициент светопропускания
то, который характеризует потерю света в материале остекления,
в переплетах светопроема, в слое загрязнения и в солнцезащитных
устройствах. Повышение к. е. о. за счет отраженного света от по-
толка и стен помещения учитывается коэффициентом г.
Для определения геометрических коэффициентов естественной
освещенности существует графический метод А. М. Данилюка, при-
годный для определения к. е. о. при легкой сплошной облачности,
т. е. при диффузном распространении светового потока. Этот метод
сводится к тому, что полусферу небосвода разбивают на 10 000 уча-
стков равной световой активности и подсчитывают, какое количе-
1 Неравномерность естественного освещения — соотношение наибольшего
и наименьшего значения к. е, о. в пределах характерного разреза помещения.
94
ство участков небосвода видно из данной точки помещения через
светопроем, т. е. графически определяют, какая часть светового
потока от всей небесной полусферы непосредственно попадает
в расчетную точку.
Количество видимых через светопроем участков небосвода опре-
деляют при помощи двух графиков (рис. 25), представляющих собой
пучок проекции лучей, соединяющих
центр полусферы небосвода с участками
равной световой активности по высоте
(график I) и по ширине (график II)
светового проема.
График I накладывают на разрез
помещения так, чтобы основание гра-
фика совпало со следом расчетной плос-
кости, а полюс графика — с расчетной
точкой; определяется число лучей, за-
хватываемых контуром светопроема, пх.
График II накладывают на план по-
мещения так, чтобы его основание было
параллельно плоскости расположения
светопроема, а полюс отстоял от свето-
Рис. 25. Схема для расчета естественного ос-
вещения по методу А. М. Данилюка
График I
проема на расстоянии, равном расстоянию от полюса графика I до
середины светопроема по его высоте на поперечном разрезе. Подсчи-
тывают число лучей п2, захватываемых контуром светопроема по
его ширине. Геометрическое значение к. е. о. в расчетной точке
помещения определяют как е = 0,01пхп2, %.
Более подробное изложение метода определения к. е. о. и число-
вые значения коэффициентов приведены в СНиП П-А.8-72.
§ 33.	Средства индивидуальной защиты органов зрения
Для защиты глаз от механических повреждений, лучистого и теп-
лового действия применяют специальные очки, щитки, маски. Стекла
очков лучше использовать небьющиеся из сталинита. Очки не должны
ограничивать поле зрения, должны быть легкими, не раздражать
кожу, хорошо прилегать к лицу и не покрываться влагой.
Для защиты от лучистой энергии, ультрафиолетовых и инфра-
красных лучей, яркого света применяют очки со специальными све-
тофильтрами типа «ТИС». При газосварке применяют защитные
очки с желто-зелеными светофильтрами различной насыщенности
в • зависимости от яркости пламени горелки.
Для защиты глаз и лица при электросварке применяют щитки
и маски. При подборе защитных очков для лиц с плохим зрением
95
(близорукость, дальнозоркость) и особенно для лиц, выполняющих
особо точные работы, желательно защитные функции очков сочетать
с коррекцией зрения и подбирать специальные (оптические) стекла.
§ 34.	Эксплуатация осветительных установок.
Контроль освещения
Тщательный и регулярный уход за установками естественного
и искусственного света имеет значение для создания рациональных
условий освещения, в частности, обеспечения требуемых величин
освещенности без дополнительных затрат электроэнергии.
В установках с люминесцентными лампами и лампами ДРЛ необ-
ходимо следить за исправностью схем включения (не должно быть
видимых глазу миганий ламп), а также пускорегулирующих аппара-
тов, о неисправности которых, например, можно судить по значи-
тельному шуму дросселей
(необходимо их исправить
или заменить).
Сроки чистки светильни-
ков и застекления в зависи-
мости от запыленности поме-
щения предусматриваются
действующими нормами и
должны производиться для
стекол световых проемов не
реже двух раз в год для по-
мещений с незначительным
Рис. 26. Объективный люксметр:
1 — гальванометр; 2 — селеновый фо-
тоэлемент
выделением пыли и не реже четырех раз в год для помещений со
значительными выделениями пыли, для светильников — от четырех
до двенадцати раз в год в зависимости от характера запыленности
производственного помещения.
Своевременно должна производиться замена перегоревших ламп,
которая осуществляется двумя способами: индивидуальным — заме-
няются лампы после выхода их из строя, и групповым — через опре-
деленный интервал одновременно заменяются и перегоревшие и рабо-
тающие лампы (ДРЛ через 7500 ч, люминесцентные 40 Вт — через
8000 ч, люминесцентные 65—80 Вт — через 6300 ч).
На крупных предприятиях (при установленной общей мощности
на освещение свыше 250 кВт) следует иметь специально выделенное
лицо, ведающее эксплуатацией освещения (инженер или техник).
При оценке производственного освещения не реже одного раза
в год после очередной чистки светильников и замены перегоревших
ламп следует проверять уровень освещенности в контрольных точках.
96
В настоящее время основным прибором для измерения освещен-
ности является объективный люксметр (ТИП Ю-15, Ю-16), осно-
ванный на принципе измерения фототока. Ток возникает в цепи
селенового фотоэлемента и соединенного с ним гальванометра под
влиянием падающего на чувствительный слой светового потока.
Отклонения стрелки гальванометра пропорциональны освещен-
ности, получающейся во время измерения на поверхности селе-
нового фотоэлемента. Прибор градуирован в люксах (рис. 26).
Измеряя освещенность от источников света с иным, чем у ламп
накаливания спектральным составом, учитывают поправочные коэф-
фициенты. Для люминесцентных ламп ЛБ поправочный коэффи-
циент равен 1,15; ЛД 0,88; ДРЛ 1,2; для естественного света этот
коэффициент равен 0,8. При измерениях чувствительный фотоэлемент
люксметра располагается в плоскости рабочей поверхности.
Полученная фактическая освещенность должна быть больше
или равна нормируемой освещенности, умноженной на коэффициент
запаса. При несоблюдении этого соотношения осветительная уста-
новка непригодна для дальнейшей эксплуатации и требует рекон-
струкции или капитального ремонта.
4 п/р. Юдина Е. Я.
Глава 4
ЗАЩИТА ОТ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ВИБРАЦИЙ
В промышленности и на транспорте широкое применение полу-
чили машины и оборудование, создающие вибрацию, воздействующую
на человека. Это прежде всего все транспортные средства, а также
ручные машины. Увеличение производительности труда, скоростей
перемещения, уменьшение статических нагрузок на человека, к сожа-
лению, сопровождаются нежелательным побочным эффектом — уси-
лением вибраций, неблагоприятно воздействующих на организм
человека. Это воздействие не только ухудшает самочувствие рабо-
тающего и снижает продуктивность труда, но и часто приводит
к тяжелому профессиональному заболеванию — виброболезни,
широко распространенной во всех развитых индустриальных стра-
нах. Поэтому партия и правительство придают огромное значение
вопросам борьбы с вибрацией.
Разработка мероприятий по снижению производственных вибра-
ций должна производиться одновременно с решением основной
задачи современного машиностроения — комплексной механиза-
цией и автоматизацией производства. Решение этой задачи, введение
дистанционного управления цехами и участками позволит полностью
решить проблему защиты от вибраций.
В неавтоматизированных производствах технические способы
борьбы с вибрациями включают меры по уменьшению их в источ-
никах возникновения посредством воздействия на колебательную
систему, в которой они возникают, меры по снижению их на путях
распространения, а также меры по снижению вредного воздействия
вибраций на работающих путем применения средств индивидуаль-
ной защиты и лечебно-профилактических мероприятий.
§ 35. Причины возникновения
и физические характеристики вибраций.
Действие вибраций на человека
Причиной возникновения вибраций являются возникающие при
работе машин и агрегатов неуравновешенные силовые воздействия.
В одних случаях их источниками являются возвратно-поступательно
движущиеся детали (кривошипно-шатунный механизм в двигателях
98
и компрессорах, боек в ручных перфораторах, вибрационные меха-
низмы для уплотнения бетонных и асфальто-бетонных смесей, вибро-
трамбовки, агрегаты виброформования в литейных цехах, агрегаты
для проковки сварных соединений и т. п.); в других случаях неурав-
новешенные вращающиеся массы (ручные электрические и пневма-
тические шлифовальные машины, режущий инструмент станков
и т. п.). Иногда вибрации создаются ударами деталей (зубчатые
зацепления коробки передач, подшипниковые узлы, соединитель-
ные муфты и т. п.).
Наличие дисбаланса во всех случаях приводит к появлению
неуравновешенных центробежных сил, вызывающих вибрацию. При-
чиной дисбаланса может явиться неоднородность материала вращаю-
щегося тела, несовпадение центра массы тела и оси вращения, дефор-
мация деталей от неравномерного нагрева при горячих и холодных
посадках и т. п.
Основными параметрами, характеризующими вибрацию, проис-
ходящую по синусоидальному закону, являются: амплитуда сме-
щения хт — величина наибольшего отклонения колеблющейся точки
от положения равновесия; амплитуда колебательной скорости vm —
максимальное из значений скорости колеблющейся точки; ампли-
туда колебательного ускорения апг — максимальное из значений
ускорения колеблющейся точки; период колебаний Т — промежу-
ток времени между двумя последовательными одинаковыми состоя-
ниями системы; частота / в герцах, связанная с периодом известным
соотношением f =
Смещение в случае синусоидальных колебаний определяется
формулой х—хт sin (ш£ + ср), где со — круговая частота (со = 2 л/);
ср — начальная фаза. В большинстве задач охраны труда начальная
фаза значения не имеет и может не учитываться.
Соотношение между смещением, скоростью и ускорением зада-
ется следующими выражениями: v — х — /оке; а = х = и = —со2 х,
где /=]/—! оператор поворота вектора колебаний на угол л/2
во времени.
В общем случае физическая величина, характеризующая вибра-
цию (например, колебательная скорость), является некоторой функ-
цией времени: v = v (t), Математическая теория показывает, что
такой процесс можно представить в виде суммы бесконечно долго
длящихся синусоидальных колебаний с различными периодами
и амплитудами. В случае периодического процесса частоты этих
составляющих кратны основной частоте процесса: fn = п/х, где
п = 1, 2, 3, ..., /1 — основная частота процесса, а амплитуды гар-
моник определяются по известным формулам разложения в ряд
Фурье. Если же процесс не имеет определенного периода (слу-
чайные или кратковременные одиночные процессы), то число
таких синусоидальных составляющих становится бесконечно
большим, а их частоты распределены непрерывным образом, при
этом амплитуды определяются разложением по формуле интеграла
Фурье.
4*
99
Таким образом, спектр периодического или квазипериодического
колебательного процесса является дискретным (рис. 27а), а случайного
или кратковременного одиночного процесса — сплошным (рис. 27, Ъ).
Чаще всего в дискретном спектре наиболее ярко выражена основ-
ная частота колебаний, обусловленная работой привода. Если про-
цесс представляет собой сложение нескольких периодических про-
цессов, частоты отдельных составляющих в его спектре могут быть
не кратными друг другу, т. е. имеет место квазипериодический про-
цесс (рис. 27, а). Если же процесс представляет собой сумму несколь-
ких периодических и случайных процессов, спектр его является
смешанным, т. е. изображается в виде сплошного и дискретного
спектров, наложенных друг на друга (рис. 27, в).
Рис. 27. Спектры вибрации:
а — дискретный; б — сплошной; в — смешанный
В вопросах охраны труда в силу специфических свойств органов
чувств определяющими являются действующие значения параметров,
характеризующих вибрацию. Так, действующее значение колеба-
тельной скорости есть среднее квадратичное мгновенных значений
тр и2 (/) dt.
t
Таким образом, для характеристики вибрации используют спектры
действующих значений параметров или средних квадратов послед-
них v2 — Vx. При оценке суммарного воздействия колеба-
ний различных частот или отдельных источников на человека сле-
дует иметь в виду, что при сложении некогерентных колебаний
результирующую колебательную скорость (ускорение, смещение)
находят энергетическим суммированием мощностей отдельных состав-
ляющих спектра (или отдельных источников) или, что одно и то же,
суммированием средних квадратов
где п — число составляющих в спектре.
* Время усреднения выбирается с учетом характера изменения виброско-
рости по времени.
100
В соответствии с этим результирующее действующее значение про-
цесса определяется выражением = I/ И.
Изображение сплошного спектра требует обязательной оговорки
о ширине А/ элементарных частотных полос, к которым относится
изображение. Если /х — нижняя граничная частота данной полосы
частот, /2 — верхняя граничная частота, то в качестве частоты,
характеризующей полосу в целом, берется среднегеометрическая
частота /cr = V7iM
В практике виброакустических исследований весь диапазон
частот вибрации разбивается на октавные диапазоны. В октавном
диапазоне верхняя граничная частота вдвое больше нижней /2//1. = 2.
Анализ вибрации может производиться также в третьоктавных
полосах частот. В третьоктаве /сг = уг2/1.	'
Среднегеометрические частоты октавных полос частот вибраций
стандартизированы и составляют: 1, 2, 4, 8, 16, 32, 63, 125, 250, 500,
1000, 2000 Гц.
Учитывая, что абсолютные значения параметров, характеризую-
щих вибрацию, изменяются в очень широких пределах, в практике
виброакустических исследований используют понятие уровня пара-
метров.
Уровень параметра есть логарифмическое отношение абсолютной
величины параметра к некоторому его значению, выбранному в каче-
стве начала отсчета (опорное или пороговое значение). Измеряются
уровни в децибелах (дБ).
Уровень колебательной скорости (дБ)
Z„ = 101gJ = 201g^,
О	о
где средний квадрат колебательной скорости и2 берется в соответ-
ствующей полосе частот; v0 — опорное или пороговое значение
колебательной скорости (м/с), выбранное международным соглаше-
нием:
v0 = 5 • 10"8.
При сравнении двух колебательных процессов, характеризую-
щихся уровнями виброскорости LV1 и Lv2 (дБ), соответственно имеем
для разности этих уравнений выражение
ZBt-Zrj = 101g|-101gg = 101g|.
Спектры уровней колебательной скорости являются основными
характеристиками вибрации.
Различают общую и локальную (местную) вибрации. Общая вибра-
ция вызывает сотрясения всего организма, местная вовлекает в коле-
бательное движение отдельные части тела. Общей вибрации подвер-
j аются транспортные рабочие, операторы мощных штампов и неко-
—	101
торых других видов оборудования. Локальной вибрации подвер-
гаются работающие с ручным механизированным электрическим
и пневматическим инструментом (зачистка сварочных швов, обрубка
литья, клепка, шлифовка и т. п.). В ряде случаев работающий может
подвергаться одновременно воздействию общей и локальной вибра-
ции (комбинированная вибрация), например, при работе на строи-
тельно-дорожных машинах и транспорте.
Общие вибрации с частотой менее 0,7 Гц (качка) хотя и непри-
ятны, но не приводят к вибрационной болезни. Тело человека и его
отдельные внутренние органы движутся в этом случае как единое
целое, не испытывая взаимных перемещений. Следствием такой ви-
брации является морская болезнь, происходящая из-за нарушения
нормальной деятельности органов равновесия.
Различные внутренние органы и отдельные части тела (например,
голову или сердце) можно рассматривать как колебательные системы
с определенной сосредоточенной массой, соединенные между собой
«пружинами» с определенными упругими свойствами и включением
параллельных сопротивлений. Очевидно, что такая система обла-
дает рядом резонансов, частоты которых (субъективное восприятие
вибраций) зависят также от положения тела работающего («стоя»,
или «сидя»).
Резонанс на частотах 4—6 Гц соответствует колебаниям плече-
вого пояса, бедер (в положении «стоя»), головы относительно осно-
вания (положение «стоя»); на частотах 25—30 Гц — головы отно-
сительно плеч (положение «сидя»). Для большинства внутренних
органов собственные частоты лежат в диапазоне 6—9 Гц. Колеба-
ния рабочих мест с указанными частотами весьма опасны, так как
могут вызвать механические повреждения и даже разрыв этих орга-
нов. Систематическое воздействие общих вибраций в резонансной
или околорезонансной зоне может быть причиной вибрационной
болезни — стойких нарушений физиологических функций организма,
обусловленных преимущественно воздействием вибраций на централь-
ную нервную систему. Эти нарушения проявляются в виде головных
болей, головокружений, плохого сна, пониженной работо-
способности, плохого самочувствия, нарушений сердечной деятель-
ности.
Локальная вибрация вызывает спазмы сосудов, которые, начи-
наясь с концевых фаланг пальцев, распространяются на всю кисть,
предплечье и охватывают сосуды сердца. Вследствие этого проис-
ходит нарушение периферического кровоснабжения — ухудшение
снабжения конечностей кровью. Одновременно наблюдается воз-
действие вибрации на нервные окончания, мышечные и костные
ткани, выражающееся в нарушении чувствительности кожи, окосте-
нении сухожилий мышц, болях и отложениях ' солей в суставах
кистей рук и пальцев, что приводит к деформациям и уменьшению
подвижности суставов. Все указанные изменения усиливаются в хо-
лодный и уменьшаются в теплый период года. Одновременно наблю-
даются нарушения деятельности центральной нервной системы, как
при общей вибрации.
102
Виброболезнь относится к группе профзаболеваний, эффектив-
ное лечение которых возможно лишь на ранних стадиях, причем
восстановление нарушенных функций протекает очень медленно,
а в особо тяжелых случаях в организме наступают необратимые
изменения, приводящие к инвалидности.
§ 36. Санитарно-гигиеническое нормирование вибраций
Различают санитарно-гигиеническое и техническое нормирова-
ние вибраций. В первом случае обеспечиваются оптимальные усло-
вия с точки зрения защиты от вибраций человека, во втором — машин
и оборудования.
В Советском Союзе действуют «Санитарные нормы проектиро-
вания промышленных предприятий», ограничивающие допустимые
вибрации рабочих мест
(СН 245—71) и «Санитар-
ные нормы и правила при
работе с инструментами,
механизмами и оборудо-
ванием, создающими виб-
рации, передаваемые на
руки работающих» (СН
626—66).
Рис. 28. Нормирование виб-
раций:
и — общие вибрации; б — местные
(локальные) вибрации
а)	6) W
Санитарные нормы и правила по ограничению вибраций рабочих
мест, т. е. пола, оснований машин, сидений и т. п., устанавливают
величину уровня в колебательной скорости в октавных диапазо-
нах со среднегеометрическими значениями 2, 4, 16, 32, 63 Гц (рис.
28, а).
Санитарные нормы и правила при работе с инструментами, соз-
дающими вибрации, передаваемые на руки работающих, устанав-
ливают предельно допустимые уровни среднеквадратичных значений
виброскоростей поверхностей контакта в октавных полосах частот
со среднегеометрическими значениями 16, 32, 62, 125, 250, 500, 1000,
2000 Гц (рис. 28, б).
Поверхностью контакта считаются вибрирующие части инстру-
ментов или оборудования, органы ручного управления и обрабаты-
ваемые детали, удерживаемые руками в ходе проведения техноло-
гического процесса.
Исходя из требований санитарных норм по ограничению местной
вибрации, разработан стандарт (ГОСТ 17770—72, «Машины ручные,
допустимые уровни вибраций»), устанавливающий допустимые уровни
вибраций для основных типов ручных машин. Он охватьйзает машины
103
ударного, ударно-поворотного, ударно-вращательного действия, пред-
назначенные для разрушения горных пород (отбойные молотки,
горные сверла, перфораторы), а также машины ударного, ударно-
поворотного, ударно-вращательного действия для промышленности
и строительства (шлифовальные машины, рубильные молотки, кле-
пальные молотки, трамбовки, бетоноломы, электрические молотки,
электрические перфораторы, сверлильные машины, гайковерты,
остальные виды машин для строительства, промышленности, лесного
и сельского хозяйства).
Указанный стандарт устанавливает допустимые действующие
значения колебательной скорости и их уровни в октавных полосах
частот.
Имеются стандарты на методы измерения вибрационных пара-
метров ручных машин и средства вибрационных испытаний отдель-
ных типов ручных машин (ГОСТ 16519—-70 «Машины ручные. Методы
измерения вибрационных параметров», ГОСТ 16844—71 «Средства
испытаний пневматических электрических молотков. Технические
требования»).
§ 37. Меры снижения вибраций машин и оборудования
Общие методы снижения вибраций. Снижение вибраций машин
и механизмов достигается либо воздействием на источник вибра-
ций — переменные силы в конструкции, либо воздействием на колеба-
тельную систему, в которой эти силы действуют.
Указанные общие методы основаны на анализе уравнений, опи-
сывающих колебания машин и агрегатов в условиях производства.
Эти уравнения очень сложны, так как любой вид технологического
оборудования, так же как и его отдельные конструктивные элементы,
является системой со многими степенями подвижности и обладает
рядом резонансных частот.
С точки зрения охраны труда наибольший интерес представляют
вибрации вблизи резонансов. В этом случае задача упрощается,
так как машины и агрегаты можно рассматривать как колебатель-
ные системы с одной степенью свободы. При определении основных
направлений борьбы с вибрацией можно ограничиться анализом
уравнений вынужденных колебаний такой системы, которую можно
представить в виде сосредоточенной массы, покоящейся на пружине,
другой конец которой жестко закреплен. Система, кроме того, обла-
дает трением. В этой системе элементы упругости, массы и трения
отделены друг от друга. Такого рода системы именуются системами
с сосредоточенными параметрами. Для простоты анализа будем счи-
тать, что на систему воздействует переменная возмущающая сила,
изменяющаяся по синусоидальному закону. Уравнение колебаний
в этом случае имеет вид
тх 4- рх + gx = Fm sin tot,	(6)
где т — масса системы, кг; q — жесткость пружины, численно рав-
ная силе2 которую необходимо приложить к пружине2 чтобы вызвать
104
ее единичную деформацию, Н/м; х текущее значение колебатель-
ного смещения пружины, м; х — dxldt — текущее значение колеба-
тельной скорости, м/с; х = dv/dt — текущее значение колебатель-
ного ускорения массы, м/с 2; р, — постоянная (коэффициент трения),
Нс/м; Fm — амплитуда возмущающей силы, Н; to — частота возму-
щающей силы, рад/с.
Общее решение этого уравнения содержит два слагаемых: пер-
вый член соответствует свободным колебаниям системы, которые
в данном случае являются затухающими ввиду наличия в системе
трения, второй — соответствует вынужденным колебаниям. Главную
роль в рассматриваемых задачах играют вынужденные колебания.
Выражая колебательное смещение в комплексной форме
-------------------------- Д
О/ _______________________ ,
и подставив это значение в формулу (6), найдем выражение для
соотношения между амплитудами колебательной скорости и возму-
щающей силы:
v = -.....Fm--------	(7)
Знаменатель выражения (7)
Ур,2 + (Щ(о- g/co)2 =zm
характеризует сопротивление, которое оказывает система возмущаю-
щей переменной силе, и называется полным механическим сопротив-
лением или импедансом колебательной системы. Величина р, состав-
ляет активную, а величина (тпсо — д/со) — реактивную часть этого
сопротивления. Последняя, в свою очередь, состоит из двух сопро-
тивлений: упругого g/со и инерционного тпсо.
Единица механического сопротивления — Нс/м.
Реактивное сопротивление равно нулю при резонансе, которому
соответствует резонансная (собственная) частота со = со0 = Vq/m.
При этом система оказывает сопротивление возмущающей силе
только за счет наличия активных потерь в системе. Амплитуда
колебаний на таком режиме резко возрастает. Наблюдается режим
так называемого резонанса. в Амплитуда смещения при резонансе
a	Fm
равна Лрез=--22Ь,
~ Л
(00
где т] = сорУ? — параметр, характеризующий активные потери
в колебательной системе, именуемой коэффициентом потерь; его
величина определяет значение амплитуды смещения при резонансе.
На рис. 29 приведены резонансные кривые, показывающие, как
изменяются амплитуды скорости и смещения вынужденных колеба-
ний при изменении частоты внешней силы при различных значениях
активных потерь в системе. Чем больше трение, тем слабее выражен
максимум резонансной кривой. При частотах ниже резонансной
мео g/со, т. е. в случае, когда инерционное сопротивление значи-
тельно меньше упругого, полное сопротивление системы возмущаю-
105
только инерционное сопротивление z «
Рис. 29. Резонансные кривые амплитуды ско-
рости (Pi < р2 < Из < Н4)
щей силе при малом трении практически оказывается равным упру-
гому z = g/о. Следовательно, на этих частотах система оказывает
упругое сопротивление, как и при действии статической силы. Ампли-
туда смещения при этом равна упругой деформации яст при стати-
ческом действии силы хст = -% , а амплитуда скорости равна
Vm =-
Если частота вынуждающей силы значительно выше резонансной,
то тпо) qltn. При малом трении р, тпо система будет оказывать
ти<о. При этом амплитуды
смещения и колебательной
скорости будут соответ-
ственно равны:
F~
Vm mu'
А т —	~	(й>о/®)2 »
где яст — осадка системы
при статическом воздей-
ствии силы Fm.
С увеличением часто-
ты со сопротивление систе-
мы z возрастает и колеба-
тельная скорость вибрации
падает. Система как бы
стремится к неподвижно-
сти. Системы с инерционным сопротивлением широко используются
при защите от вибрации в различных областях машиностроения.
Таким образом, из проведенного анализа решения уравнения
вынужденных колебаний системы с одной степенью следует, что
основными направлениями борьбы с вибрацией машин и оборудо-
вания являются:
1)	снижение вибрации в источнике возникновения посредством
снижения или ликвидации действующих переменных сил;
2)	отстройка от режима резонанса путем рационального выбора
приведенной массы (при ш > о0) или жесткости (о < о0) системы;
3)	вибродемпфирование — увеличение механического импеданса
колеблющихся конструктивных элементов путем увеличения актив-
ных потерь (трения) при колебаниях вблизи режимов резонансов;
4)	динамическое гашение колебаний — увеличение механического
импеданса узла, механизма, агрегата путем внесения в систему до-
полнительных реактивных импедансов.
Борьба с вибрацией в источнике ее возникновения. При конструи-
ровании машин и проектировании технологических процессов пред-
почтение должно отдаваться таким кинематическим и технологиче-
ским схемам, при которых динамические процессы, вызванные уда-
рами, резкими ускорениями и т. п. были бы исключены или предельно
снижены. Так, замена кулачковых и кривошипных механизмов
106
равномерно вращающимися, а также механизмами с гидроприво-
дами в значительной мере способствует снижению вибраций. К этому
же приводит замена ковки и штамповки прессованием, ударной
правки вальцовкой, пневматической клепки и чеканки гидравличе-
ской клепкой и электросваркой. В настоящее время разработаны
модификации известных технологических процессов, которые имеют
по сравнению с исходными меньшую виброактивность (штамповка
резиной вместо обычной штамповки, прессование на гидравлических
прессах вместо обработки на листоштамповочных молотах, приме-
нение гвоздильных прессов вместо гвоздильных станков и т. д.).
При конструировании машин и агрегатов необходимо изыскивать
наилучшие конструктивные решения для безударного взаимодей-
ствия деталей и плавного обтекания их воздушными потоками (ско-
шенные штампы у кузнечно-прессового оборудования, ножевые валы
с винтообразной режущей кромкой станков, замена трансмиссион-
ных приводов машин и агрегатов электродвигателями и т. д.).
Для снижения уровня вибраций редукторов целесообразно приме-
нение шестерен со специальными видами зацеплений — глобоид-
ным, шевронным, двушевронным, конхоидальным вместо обычных
шестерен с прямым зубом. Большое значение при этом имеет повы-
шение класса точности обработки и чистоты поверхности шестерен.
С этой же целью производят подбор зубчатых пар, что позволяет
дополнительно снизить уровень вибраций на 3—4 дБ.
Для снижения уровня вибраций шпиндельных узлов вместо под-
шипников качения желательно использовать подшипники скольже-
ния. Большое значение при их монтаже имеет выбор рабочих режи-
мов. На рис. 30 приведена зависимость уровня колебательной ско-
рости на опорах подшипникового узла турбины в зависимости от
качества обработки колец подшипника, от рода посадки, числа обо-
ротов. Указанные зависимости наблюдались также в ряде других
машин и агрегатов, в частности в подшипниковых узлах металло-
режущих станков.
Причиной низкочастотных вибраций насосов, компрессоров, дви-
гателей является неуравновешенность вращающихся элементов. Это
относится к современным быстроходным машинам относительно не-
большой массы с уменьшенной жесткостью основных несущих дета-
лей.
Действие неуравновешенных динамических сил усугубляется
плохим креплением деталей, их износом в процессе эксплуатации.
Устранение небаланса (неуравновешенности) вращающихся масс
достигается балансировкой.
Отстройка от режима резонанса. Для ослабления вибраций суще-
ственное значение имеет исключение резонансных режимов, т. е.
отстройки собственных частот агрегата и его отдельных узлов и
деталей о г частоты вынуждающей силы. Определение собственных
частот отдельных конструктивных элементов производится либо рас-
четным путем, либо экспериментально. В первом случае расчет
производится по известному значению массы т и упругости q си-
стемы.
107
При экспериментальном определении собственных частот отдель-
ных конструктивных элементов используют специальные стенды,
на которых указанные элементы подвергаются внешним знакопере-
менным силовым воздействиям различных частот. В случае, когда
частота динамического воздействия близка к собственной частоте
исследуемой колебательной системы, наблюдаются так называемые
биения, при которых результирующая амплитуда колебаний (соб-
ственных плюс вынужденных) периодически увеличивается или
Скорость вращения, од/мин
Рис. 30. График зависимости уровня вибрации подшипников от:
а — скорости вращения п: 1 — № 312; 2 — № 308; 3 — № 305; б — от гранности желоба
внутреннего кольца Нг (при разной волнистости Нв): 1 — Нг = 24-9 мк; 2 — Нг = 0;
в — от волнистости (при разной гранности); 1 — Нв = 14-3 мк; 2 — Нъ= 04- 0,5 мк;
г — от рода насадки: 1 — вала С, корпуса С; 2 — вала П, корпуса С; 3 — вала H, корпу-
са П; 4 — вала Т, корпуса Н
уменьшается. Используя запись колебаний (осциллограмму про-
цесса), можно определять собственные частоты практически любых
элементов конструкции.
Устранение резонансных режимов при работе технологического
оборудования осуществляется двумя путями: либо изменением ха-
рактеристик системы (массы и жесткости), либо установлением
нового рабочего режима (отстройка от резонансного значения угло-
вой скорости о)р). Второй метод реализуется на стадии проектиро-
вания, так как в условиях эксплуатации режимы работы опреде-
ляются условиями технологического процесса.
Жесткостные характеристики системы изменяются введением
в конструкцию ребер жесткости или изменением ее упругих харак-
теристик.
108
Вибродемпфирование. Вибродемпфирование — это уменьшение
уровня вибраций защищаемого объекта путем превращения энергии
механических колебаний данной колеблющейся системы в другие
виды энергии.
Анализ выражения (7) показывает, что эффект вибродемпфиро-
вания определяется коэффициентом потерь р, системы, с изменением
которого изменяется импеданс системы z.
Увеличение потерь энергии в системе может производиться:
а)	использованием в качестве конструктивных материалов с боль-
шим внутренним трением;
б)	нанесением слоя упруго-вязких материалов, обладающих
большими потерями на внутреннее трение;
в)	использованием поверхностного трения (например, при коле-
баниях изгиба двух скрепленных и плотно прилегающих друг
к другу пластин);
г)	переводом механической колебательной энергии в энергию
токов Фуко или электромагнитного поля.
Во всех случаях энергия вибраций непосредственно или после
дополнительного превращения переходит в тепловую. Наиболее
часто используются первые два способа:
Значения параметра ц = ыц/д для основных конструкционных
материалов в машиностроении (чугунов и сталей) составляют
0,001—0,01. Как следствие этого, уровни вибрации большинства
конструкций в машиностроении достаточно велики. Велика и их
вибропроводность.
Значительно большее внутреннее трение имеют так называемые
«хайдаметы» — сплавы на основе систем Си—Ni; Ni—Ti; Ni—Co.
В зависимости от амплитуды напряжения в этих сплавах ц состав-
ляет от 0,02 до 0,1. Большим затуханием обладают (после закалки)
сплавы марганца с содержанием 15—20% меди и магниевые сплавы.
Детали из этих сплавов имеют меньшую, чем чугуны и стали, виб-
ропроводность. Затухание в металлах сильно увеличивается при
повышении температуры.
С точки зрения снижения вибраций наиболее предпочтительным
является использование в качестве конструктивных материалов типа
пластмасс, дерева, резины. Так, в редукторах используют шестерни
из капрона, текстолита и дельта-древесины. В некоторых случаях ока-
зывается возможным также использовать шестерни из твердой ре-
зины. В результате происходит снижение вибраций оснований и фун-
даментов машин, а следовательно, снижается вибрация рабочих мест.
Начат выпуск ручного механизированного инструмента в кор-
пусах из полимерных материалов. Это в значительной мере ослаб-
ляет воздействия вибраций на руки работающих.
Широкое применение находят пластмассы при изготовлении тех-
нологической оснастки металлорежущих станков: кондукторов, кон-
дукторных втулок, подшипников, зажимных устройств и т. п.
На многих видах оборудования внедряется постановка в под-
шипниковые узлы вибродемпфирующих втулок, что значительно
снижает уровень вибраций.
109
Указанные мероприятия позволяют улучшить условия труда,
что особенно важно па станках с ручной подачей.
На рис. *31 показан шпиндельный узел станка с вибродемпфи-
рующей втулкой. Срок службы подшипниковых узлов с вибро-
демпфирующими элементами значительно выше обычных. Имеются
данные, что подшипники прокатных станов с текстолитовыми вкла-
дышами в 10 раз долговечнее бронзовых.
Использование пластмасс в качестве конструктивных материалов
позволяет снизить уровень вибрации по виброскорости в широкой
полосе средних и высоких частот на 8—10 дБ.
Следует отметить, что при серийном производстве себестоимость
пластмассовых деталей оказывается в несколько раз ниже себе-
стоимости металлических деталей.
В том случае, когда применение полимерных материалов в ка-
честве конструктивных не представляется возможным, для снижения
вибраций используют вибродемпфирующие покрытия.
Действие покрытий основано на ослаблении вибраций путем
перевода колебательной энергии в тепловую при деформациях по-
крытий. Эффективное действие покрытий наблюдается на резонанс-
ных частотах элементов конструкций агрегатов и машин.
В зависимости от значения динамического модуля упругости
покрытия подразделяются на жесткие (Е — 108 — 109 Н/м2) и мяг-
кие (Е 107 Н/м2).
Действие покрытий первой группы проявляется главным обра-
зом на низких и средних частотах, второй — на высоких.
110
На демпфирование жестких покрытий в большей мере оказывает
влияние жесткость материала. Чем она выше, тем больше активные
потери в системе. Покрытия этого типа рекомендуется выполнять
в виде многослойной конструкции. Последние в сравнении с одно-
слойными более эффективны. Особый интерес представляют покры-
тия из слоя вязкоупругого материала (твердой пластмассы, рубе-
ройда, изола, битумизированного войлока, полимерной смеси К Л-25)
и слоя фольги, увеличивающего жесткость покрытия. Коэффициент
потерь таких слоистых вибродемпфирующих покрытий составляет
0,15—-0,40. Наибольшее распространение из покрытий такого рода
получили материалы на основе изола (фольгоизол, стеклоизол, гид-
роизол). Их отличает дешевизна и достаточно высокая эффектив-
ность.
В качестве мягких вибродемпфирующих покрытий используют
мягкие пластмассы, материалы типа резины (например, покрытие
«Агат»), пластические материалы типа поливинилхлоридного пла-
стика, пенопласт ПХ13-Э и др. Коэффициент потерь этих покрытий
лежит в диапазоне 0,05—0,5.
Листовые мягкие вибродемпфирующие покрытия широко приме-
няются в машиностроении, в частности, для снижения уровня виб-
раций и шума при ручной правке, обработке тонкостенных конст-
рукции малой жесткости на некоторых типах станков.
Однако эксплуатационные качества этих покрытий не всегда
удовлетворительны. Так, не представляется возможным обеспечить
качественное соединение покрытий с обрабатываемой поверхностью,
если последняя имеет сложную конфигурацию. В этом случае ис-
пользуют мастичные покрытия.
Наибольшее распространение получили мастики ВД17-58 и ВД17-
-59, представляющие собой смесь синтетических смол и наполнителей,
а также мастики типа «Антивибрит» на основе эпоксидных смол
и др. Коэффициент потерь мастик составляет в большинстве слу-
чаев 0,3—0,45. Температурный диапазон при эксплуатации —
20—120° С. Мастики наносятся непосредственно на элементы машин
и агрегатов и имеют хорошую адгезию с основным конструктивным
материалом. Вибродемпфирующие мастики находят широкое приме-
нение в машиностроении для снижения вибраций и шума вентиля-
ционных систем, центробежных компрессоров, насосов, трубопро-
водов и т. п.
Наибольший эффект вибродемпфирующие покрытия дают при
условии, что протяженность вибродемпфирующего слоя соизмерима
с длиной волны изгиба в материале конструкции. Это особенно
важно при демпфировании низкочастотных колебаний, имеющих
большую длину волны. Нанесение покрытий следует производить
в местах, где генерируется вибрация максимального уровня. Тол-
щина вибродемпфирующих покрытий практически берется равной
2—3 толщинам демпфируемого элемента конструкции.
Хорошо демпфируют колебания смазочные вещества. Например,
масляная ванна значительно снижает уровень вибраций зубчатых
зацеплений редукторов, корпусов голтовочных барабанов. Слой
Ш
смазочного вещества между двумя сочлененными элементами устра-
няет возможность непосредственного их контакта и, следовательно,
появление сил поверхностного трения, которое, как известно, может
быть причиной возбуждения вибраций.
Виброгашение. Под виброгашением понимают уменьшение уровня
вибраций защищаемого объекта путем введения в систему дополни-
тельных реактивных импедансов.
Чаще всего виброгашение реализуется путем установки агрега-
тов на самостоятельные фундаменты. Массу фундамента подбирают
таким образом, чтобы амплитуда колебаний подошвы фундамента
Рис. 32. Установка агрегатов на виброгасящие основания:
а — на фундаменте и на грунте; б — на перекрытии
в любом случае не превышала 0,1—0,2 мм, а для особо ответствен-
ных сооружений — 0,005 мм. Для небольших объектов между осно-
ванием и агрегатом устанавливают массивную опорную плиту
(рис. 32).
Одним из способов увеличения реактивного сопротивления коле-
бательных систем является установка виброгасителей. Наибольшее
распространение в машиностроении получили динамические гасители
колебаний, уменьшающие уровень вибраций защищаемого объекта
за счет воздействия на него реакций дополнительных колебательных
систем. Виброгасители представляют собой дополнительную коле-
бательную систему с массой т и жесткостью д, собственная частота
которой /0 настроена на основную частоту f колебаний данного
агрегата, имеющего массу М и жесткость Q (рис. 33) *. В этом
случае путем соответствующего подбора массы и жесткости вибро-
гасителя обеспечивается выполнение условия
/0 = 1/2л-]/ 9/ш = /.
* Трением в системе пренебрегаем.
112
Виброгаситель жестко крепится на вибрирующем агрегате,
поэтому в нем в каждый момент времени возбуждаются колебания,
находящиеся в противофазе с колебаниями агрегата.
Недостатком динамического виброгасителя является то, что он
действует только при определенной частоте, соответствующей его
резонансному режиму колебаний. Даже незначительные изменения
частоты вибраций агрегата резко снижают эффектив-
ность действия виброгасителя, так как выводят его
из резонансного режима работы. Такие виброгасители
применяются в агрегатах, имеющих характерный по-
стоянный во времени дискретный спектр вибрации,
т. е. в агрегатах с возмущающим воздействием прак-
тически одной частоты. Установка такого рода уст-
Рис 33. Динамический гаситель вибраций турбоагрегата
ройств производилась на турбогенераторах, силовых установках
в судостроении.
Так как в виброгасителях используется резонансный режим,
следует в общем случае принимать во внимание силы трения в гаси-
теле и в основной системе. У виброгасителя с трением полоса частот,
в которой имеет место ослабление вибраций основной системы, зна-
чительно шире, чем у гасителя без трения, однако степень ослабле-
ния вибраций может быть несколько меньше, чем у описанного
выше виброгасителя без трения.
Рис. 34. Схемы камерного гасителя
вибраций трубопроводов (гаситель
пульсаций давления):
а — акустическая; б — электрическая;
в — конструктивная
Из других типов виброгасителей следует отметить гасители
колебаний типа буферных емкостей для превращения пульсирующего
потока газа в равномерный (рис. 34). Такого рода гасители колеба-
ний ставятся как на всасывающей, так и на нагнетательной стороне
компрессоров и способствуют значительному снижению уровня виб-
раций трубопроводов. Аналогичные устройства применяют для
ослабления вибраций гидроприводов.
113
Виброгашение связано с ослаблением колебаний посредством
присоединения к системе дополнительных реактивных импедансов.
Поэтому оно может быть осуществлено также путем изменения
упругих характеристик колебательной системы. Увеличение жест-
кости системы достигают соответствующим изменением конструкции
и, в частности, введением ребер жесткости. В последнем случае
помимо упругих свойств колебательных систем нарушается син-
фазность колебаний отдельных поверхностей, снижаются амплитуды
смещения отдельных точек. Это в значительной мере способствует
снижению уровня вибрации и сопутствующего ей шума.
Рис. 35. Система с шестью степенями свободы
Виброизоляция. Внброизоляция — уменьшение уровня вибрации
защищаемого объекта путем уменьшения передачи колебаний этому
объекту от источника колебаний. Виброизоляция осуществляется
посредством введения в колебательную систему дополнительной
упругой связи, препятствующей передаче вибраций от машины —
источника колебаний — к основанию или смежным элементам конст-
рукции; эта упругая связь может также использоваться для ослаб-
ления передачи вибраций от основания на человека, либо на защи-
щаемый агрегат.
Пример виброизолированной системы показан на рис. 35. Пере-
менная возмущающая сила, создаваемая машиной, имеет амплитуду
маш- На основание, от которого машина отделена виброизоляцией,
действует переменная сила Fm0CH. Эффективность виброизоляции
оценивается коэффициентом передачи, который имеет физический
смысл отношения силы, действующей на основание при наличии
114
упругой связи, к силе, действующей при жесткой связи, и опреде-
ляется по формуле
КП
_ Р тп осн
Р тмаш
Чем это отношение меньше, тем выше виброизоляция. Хорошая
виброизоляция достигается при КП = 1/8<-1/lft. Коэффициент пере-
дачи может быть рассчитан по формуле
где / — частота возбуждающей силы; /0 — собственная частота си-
стемы на виброизоляторах.
Из формулы (8) видно, что чем ниже собственная частота по
сравнению с возбуждающей, тем выше эффективность виброизоля-
ции. При этом при /	/0 возмущающая сила действует как стати-
ческая и целиком передается основанию. При f = /0 наступает резо-
нанс, сопровождающийся резким возрастанием уровня вибраций.
При /2^]/2/о режим резонанса не реализуется, величина КП про-
ходит через значение 1 и при дальнейшем уменьшении /0 величина
коэффициента передачи становится меньше 1, система оказывает
возмущающей силе все большее инерционное сопротивление. Вслед-
ствие этого передача вибраций через виброизоляцию уменьшается.
Например, для ослабления общих вибраций в зоне обслужива-
ния мощных дизель-моторов в 100 раз (КП = 0,01) собственная
частота компрессора, установленного на виброизоляции, должна
быть в 10 раз меньше частоты, действующей в компрессоре возму-
щающей силы. Если число оборотов дизеля п = 300 об/мин, то
частота (Гц) его собственных колебаний должна быть
уо = //Ю = п/(6О1О) = О,5.
Обычно эффективность виброизоляции оценивают в децибелах:
AZ = 201gl//r77.
Выражение для собственной частоты в герцах можно представить
в виде
/о = 1/2л • У q/m = 1/2л • Уqg/P = 1/2л • Уg/xci,
где g — ускорение свободного падения; q — жесткость вибропзолято-
ров (сила, требующаяся для их деформации на единицу длины);
Р — масса агрегата, покоящегося на виброизоляторах; яСт — стати-
ческая осадка системы на виброизоляторах под давлением собственной
массы. Чем больше статическая осадка, тем ниже собственная ча-
стота и тем эффективнее виброизоляция. Однако это обстоятельство
противоречит экономическим и в ряде случаев техническим требо-
ваниям, так как приводит к сложным и дорогим конструкциям
виброизоляторов с большими габаритами, а система на таких вибро-
изоляторах нередко приобретает слишком большую подвижность по
остальным степеням свободы. Поэтому в этом случае, как и в ряде
115
других, необходимо искать разумный компромисс между требова-
ниями гигиеническими, техническими и экономическими. Таким
образом, чем выше частота вибрации, тем легче осуществить вибро-
изоляцию. Отсюда же следует, что существует оптимальное соотно-
шение между вынужденной и собственной частотой системы. Оно
составляет а = f/fQ = Зч-4, что соответствует КП = 1/8-^-1/15.
Кроме виброизоляторов, примером виброзащиты является уста-
новка гибких вставок в коммуникациях воздуховодов и в местах
их прохождения через строительные конструкции, установка упру-
гих прокладок в узлах крепления воздуховодов, разделение гибкой
связью перекрытий и несущих конструкций здания, устройство так
называемых «плавающих полов» (настил пола отделяется от пере-
крытия упругими прокладками). Во всех случаях введение дополни-
тельной упругой связи снижает передачу вибраций от источника
смежным элементам конструкции (или грунту). Этот же принцип
виброзащиты исполь-
Рис. 36. Виброгасящие массы
зуется при конструиро-
вании ручного меха-
низированного инстру-
мента.
Промышленностью
выпускается ряд типов
ручного механизиро-
ванного инструмента с
виброзащитными руко-
ятками. Так, выпускаются перфораторы с качающейся виброгасящей
рукояткой. Принцип ее действия состоит в том, что она соединена
с корпусом инструмента через упругую связь — систему шарнирно
сопряженных элементов. Контакт указанной системы с корпусом
перфоратора осуществляется посредством эластичных резиновых ко-
лец. Такое конструктивное решение виброизоляции (многозвенная
связь) обеспечило снижение уровня вибраций на рукоятке до требо-
ваний действующих санитарных норм.
Известны и другие типы виброзащиты ручного механизирован-
ного инструмента с использованием виброизоляции.
Человека и технику можно защитить от воздействия вибраций
по той же схеме, поместив их на виброизолирующее устройство,
которое ослабляет передачу вибрации от основания к защищаемым
объектам. При определении эффективности такой виброзащиты при-
годны приведенные выше формулы. Для ослабления передачи виб-
раций по элементам конструкции практикуется установка вибро-
задерживающих масс с импедансом, значительно превышающим
импеданс основной конструкции (рис. 36).
Виды виброизоляторов. Для виброизоляции машин с вертикаль-
ной возмущающей силой применяют виброизолирующие опоры трех
типов: резиновые, пружинные и комбинированные (рис. 37).
Пружинные виброизоляторы по сравнению с резиновыми имеют
ряд преимуществ. Они могут применяться для изоляции как низких,
так и высоких частот (обеспечивают любую деформацию),
116
дольше сохраняют постоянство упругих свойств во времени, хорошо
противостоят действию масел и высокой температуры, относительно
малогабаритны. Однако они могут пропускать колебания высоких
частот, так как материал пружин (сталь) имеет малые внутренние
потери. Поэтому пружинные виброизоляторы в этом случае реко-
мендуется устанавливать на прокладки из упругих материалов типа
резины (комбинированный амортизатор).
Рис. 37. Виброизолирующие опоры:
а — пружинные; б — резиновые виброизол я горы
При использовании виброизоляторов типа резиновых прокладок
следует предусматривать меры для обеспечения деформации в гори-
зонтальной плоскости. Для этого резиновые виброизоляторы должны
либо иметь форму ребристых или дырчатых плит, либо разбиваться
на ряд параллельно установленных виброизоляторов.
Виброизоляция будет эффективной, если фундамент (или пере-
крытие), на котором производится ее монтаж, обладает достаточной
массивностью. Это требование выполняется в тех случаях, когда
выполняется соотношение
4 = (/р//2 —1)М/4тп> 10,
117
где М — масса фундамента, кг; т — масса виброизолируемого агре-
гата, кг; fp — ближайшая к частоте вынужденной силы собственная
частота колебаний перекрытия (или собственная частота колебаний
фундамента), Гц.
Широкое распространение в промышленности получила так назы-
ваемая активная еиброзащита. Активная виброзащита предусмат-
ривает введение дополнительного источника энергии (сервомеха-
низма), с помощью которого осуществляется обратная связь от
изолируемого объекта к системе виброизоляции. Это приводит
к быстрому затуханию колебаний в виброизолированной системе
при внешних воздействиях.
Расчет виброизоляторов. Любая машина, поставленная на вибро-
изоляторы, имеет шесть степеней свободы, так как может совершать
колебания в трех взаимно перпендикулярных плоскостях простран-
ства, а также совершать вращательные движения в тех же плоско-
стях (см. рис. 35).
Расчет системы с шестью степенями свободы весьма сложен.
В инженерной практике виброизоляции машин ограничиваются
в большинстве случаев расчетом только вертикальных колебаний.
Расчет виброизоляторов сводится к определению потребной упру-
гости резиновых прокладок или пружин и определению их геометриче-
ских параметров: диаметра, числа витков и радиуса витка пружин;
высоты, площади и числа резиновых прокладок.
Исходной предпосылкой для расчета в рассматриваемом случае
является необходимость выполнения условий а = 34-4. Значение
частоты вынуждающей силы определяется по параметрам рабочего
процесса. Для различных типов привода с числом оборотов двига-
теля п значение / определяют по формуле / = zz/60. По известному
значению / рассчитывают /0 (Гц):
/<> = «//•
Используя связь между статической осадкой ггСт и частотой соб-
ственных колебаний системы /0, можно построить график зависимо-
сти для определения хст по заданному значению коэффициента
передачи КП. График строится в логарифмических координатах.
Для требуемого значения /0 определяют потребную статическую
осадку системы и производят расчет геометрии виброизоляторов.
Для резиновых прокладок определяют потребную высоту вибро-
изоляторов
,	Е
h — о ,
где Е — динамический модуль упругости, Н/м2; а — допустимая
нагрузка на сжатие для материала прокладки, Н/м2.
Толщина виброизолирующей прокладки должна отвечать усло-
вию h < М2п, где X — длина волны изолируемых колебаний. При
п = 1, 2, 3 ... в прокладке возникают резонансные колебания. Для
118
определения площади виброизолирующей прокладки служит формула
с /
6 ~ о N ’
где Р — сила тяжести агрегата, Н; N — число прокладок.
Расчет пружинного виброизолятора сводится к определению
диаметра пружины (м) и числа витков по формулам:
У nRs	G^r3q ’
где q — жесткость виброизолятора, Н/м; Rs —- допустимое напря-
жение на кручение (для стали Rs — 4,22-106 Н/м); g ~ модуль
сдвига (g = 7,84-10 Н/м2); г — средний радиус витка пружины, м.
§ 38. Средства индивидуальной защиты от вибраций.
Измерение вибраций и виброизмерительная аппаратура
При работе с ручным механизированным электрическим и пнев-
матическим инструментом применяют средства индивидуальной за-
щиты рук от воздействия вибраций. К ним относятся изделия типа
рукавиц или перчаток, а также виброзащитные прокладки или
пластины, которые снабжены креплениями к руке. Общие техни-
ческие требования к средствам индивидуальной защиты рук от
вибраций определены ГОСТ 12.4.002—74.
В целях профилактики вибрационной болезни для работающих
с вибрирующим оборудованием рекомендуется проводить комплекс
физиопрофилактических мероприятий (водных процедур, массажа,
лечебной гимнастики, ультрафиолетового облучения, витаминиза-
ции и т. д.). При работе с вибрирующим оборудованием рекомен-
дуется включать в рабочий цикл технологические операции, не свя-
занные с воздействием вибрации, или организовывать 10—15-минут-
ные перерывы после каждого часа работы.
Учитывая неблагоприятное воздействие холода на развитие вибро-
болезни, при работе в зимнее время рабочих надо обеспечивать
теплыми рукавицами.
Рабочие, у которых обнаружена вибрационная болезнь, временно,
до решения ВТЭК, должны быть переведены на работу, не связанную с
вибрацией, значительным мышечным напряжением и охлаждением рук.
Измерение вибраций производится в соответствии с требованиями
действующих санитарных норм, а также стандартов по ограничению
вибраций отдельных видов технологического оборудования.
Из многочисленных видов виброизмерительных приборов прежде
всего следует отметить отечественную измерительную аппаратуру
ИШВ-1 со стандартными октавными фильтрами, а также измери-
тельный прибор ВИП-2.
Из импортной аппаратуры наибольшую ценность представляет
прецизионный виброакустический тракт фирмы «Брюль и Кьер»,
а также комплект аппаратуры RFT.
119
где М — масса фундамента, кг; т — масса виброизолируемого агре-
гата, кг; fp — ближайшая к частоте вынужденной силы собственная
частота колебаний перекрытия (или собственная частота колебаний
фундамента), Гц.
Широкое распространение в промышленности получила так назы-
ваемая активная виброзащита. Активная виброзащита предусмат-
ривает введение дополнительного источника энергии (сервомеха-
низма), с помощью которого осуществляется обратная связь от
изолируемого объекта к системе виброизоляции. Это приводит
к быстрому затуханию колебаний в виброизолированной системе
при внешних воздействиях.
Расчет виброизоляторов. Любая машина, поставленная на вибро-
изоляторы, имеет шесть степеней свободы, так как может совершать
колебания в трех взаимно перпендикулярных плоскостях простран-
ства, а также совершать вращательные движения в тех же плоско-
стях (см. рис. 35).
Расчет системы с шестью степенями свободы весьма сложен.
В инженерной практике виброизоляции машин ограничиваются
в большинстве случаев расчетом только вертикальных колебаний.
Расчет виброизоляторов сводится к определению потребной упру-
гости резиновых прокладок или пружин и определению их геометриче-
ских параметров: диаметра, числа витков и радиуса витка пружин;
высоты, площади и числа резиновых прокладок.
Исходной предпосылкой для расчета в рассматриваемом случае
является необходимость выполнения условий а = 34-4. Значение
частоты вынуждающей силы определяется по параметрам рабочего
процесса. Для различных типов привода с числом оборотов двига-
теля п значение / определяют по формуле / = п/60. По известному
значению / рассчитывают /0 (Гц):
/в ==«//.
Используя связь между статической осадкой ггСт и частотой соб-
ственных колебаний системы /0, можно построить график зависимо-
сти для определения хст по заданному значению коэффициента
передачи КП. График строится в логарифмических координатах.
Для требуемого значения /0 определяют потребную статическую
осадку системы и производят расчет геометрии виброизоляторов.
Для резиновых прокладок определяют потребную высоту вибро-
изоляторов
h — хСч & ,
где Е — динамический модуль упругости, Н/м2; а — допустимая
нагрузка на сжатие для материала прокладки, Н/м2.
Толщина виброизолирующей прокладки должна отвечать усло-
вию h < Х/2п, где X — длина волны изолируемых колебаний. При
п = 1, 2, 3 ... в прокладке возникают резонансные колебания. Для
118
определения площади виброизолирующей прокладки служит формула
6 oN ’
где Р — сила тяжести агрегата, Н; N — число прокладок.
Расчет пружинного виброизолятора сводится к определению
диаметра пружины (м) и числа витков по формулам:
J 3/-?6Р~2. „ d'g
У tiKs ’	64r3q *
где q —- жесткость виброизолятора, Н/м; Rs — допустимое напря-
жение на кручение (для стали Rs = 4,22-106 Н/м); g ~ модуль
сдвига (g = 7,84-10 Н/м2); г — средний радиус витка пружины, м.
§ 38. Средства индивидуальной защиты от вибраций.
Измерение вибраций и виброизмерительная аппаратура
При работе с ручным механизированным электрическим и пнев-
матическим инструментом применяют средства индивидуальной за-
щиты рук от воздействия вибраций. К ним относятся изделия типа
рукавиц или перчаток, а также виброзащитные прокладки или
пластины, которые снабжены креплениями к руке. Общие техни-
ческие требования к средствам индивидуальной защиты рук от
вибраций определены ГОСТ 12.4.002—-74.
В целях профилактики вибрационной болезни для работающих
с вибрирующим оборудованием рекомендуется проводить комплекс
физиопрофилактических мероприятий (водных процедур, массажа,
лечебной гимнастики, ультрафиолетового облучения, витаминиза-
ции и т. д.). При работе с вибрирующим оборудованием рекомен-
дуется включать в рабочий цикл технологические операции, не свя-
занные с воздействием вибрации, или организовывать 10—15-минут-
ные перерывы после каждого часа работы.
Учитывая неблагоприятное воздействие холода на развитие вибро-
болезни, при работе в зимнее время рабочих надо обеспечивать
теплыми рукавицами.
Рабочие, у которых обнаружена вибрационная болезнь, временно,
до решения ВТЭК, должны быть переведены на работу, не связанную с
вибрацией, значительным мышечным напряжением и охлаждением рук.
Измерение вибраций производится в соответствии с требованиями
действующих санитарных норм, а также стандартов по ограничению
вибраций отдельных видов технологического оборудования.
Из многочисленных видов виброизмерительных приборов прежде
всего следует отметить отечественную измерительную аппаратуру
ИШВ-1 со стандартными октавными фильтрами, а также измери-
тельный прибор ВИП-2.
Из импортной аппаратуры наибольшую ценность представляет
прецизионный виброакустический тракт фирмы «Брюль и Кьер»,
а также комплект аппаратуры RFT.
119
Глава 5
ЗАЩИТА ОТ ШУМА И УЛЬТРАЗВУКА
Вопросы борьбы с шумом в настоящее время имеют большое
значение во всех областях техники, особенно в машиностроении,
на транспорте, в энергетике.
Шум на производстве наносит большой ущерб, вредно действуя
на организм человека и снижая производительность труда. Утомле-
ние рабочих и операторов из-за сильного шума увеличивает число
ошибок при работе, способствует возникновению травм. Нередко
и в быту человек подвергается воздействию шума недопустимо высо-
ких уровней. Поэтому борьба с шумом является важной народно-
хозяйственной задачей.
§ 39. Физические и физиологические
характеристики шума
Шумом является всякий нежелательный для человека звук. В ка-
честве звука мы воспринимаем упругие колебания, распространяю-
щиеся волнообразно в твердой, жидкой или газообразной средах.
Звуковые волны возникают при нарушении стационарного состоя-
ния среды вследствие воздействия на нее какой-либо возмущающей
силы. Частицы среды при этом начинают колебаться относительно
положения равновесия, причем скорость таких колебаний (колеба-
тельная скорость и) значительно меньше скорости распространения
волны (скорости звука с).
В газообразной среде скорость звука
сгаз = И ,
где х — показатель адиабаты (для воздуха х — 1,41); Рст и р —
давление и плотность газа.
При нормальных атмосферных условиях (t = 20° С и РСт =
= 760 мм рт. ст.) скорость звука с в воздухе равна 344 м/с.
Звуковое поле — эта область пространства, в которой распростра-
няются звуковые волны. В каждой точке звукового поля давление
и скорость движения частиц воздуха изменяются во времени. Раз-
ность между мгновенным значением полного давления и средним
давлением, которое наблюдается в невозмущенной среде, называется
звуковым давлением. Единица измерения звукового давления Н/м2,
120
На слух действует средний квадрат звукового давления
т
о
где черта означает осреднение во времени, которое в ухе человека
происходит за Т = 30—100 мс.
В плоской звуковой волне, т. е. такой, в которой поверхность,
проходящая через точки с одинаковой фазой колебаний, является
плоскостью, перпендикулярной направлению распространения коле-
бания, отношение звукового давления к колебательной скорости
не зависит от амплитуды колебаний.
Оно равно (Нс/м3)
где рс — удельное акустическое сопротивление среды, которое для
воздуха, например, равно 410 Нс/м3, для воды 1,5 -106, для стали
4,8-107.
При распространении звуковой волны происходит перенос энер-
гии. Средний поток энергии в какой-либо точке среды в единицу вре-
мени, отнесенный к единице поверхности, нормальной к направле-
нию распространения волны, называется интенсивностью звука
в данной точке. Интенсивность звука обозначается буквой J и из-
меряется в ваттах, деленных на квадратный метр (Вт/м2).
Интенсивность звука связана со звуковым давлением зависи-
мостью
Величины звукового давления и интенсивности звука, с кото-
рыми приходится иметь дело в практике борьбы с шумом, могут
меняться в широких пределах: по давлению до 108 раз, по интен-
сивности до 1016 раз. Естественно, что оперировать такими цифрами
довольно неудобно. Наиболее же важно то обстоятельство, что ухо
человека способно реагировать на относительное изменение интен-
сивности, а не на абсолютное. Ощущения человека, возникающие
при различного рода раздражениях, в частности при шуме, пропор-
циональны логарифму количества энергии раздражителя. Поэтому
были введены логарифмические величины — уровни звукового дав-
ления и интенсивности, выражаемые в децибелах (дБ).
Уровень интенсивности звука (дБ) определяют по формуле
Zj = ioig<
JQ — интенсивность звука, соответствующая порогу слышимости
(j0 = 1012 Вт/м2 на частоте 1000 Гц).
Величина уровня звукового давления (дБ)
L = 101g5 = 201g^,
Pq	Ро
121
где пороговое звуковое давление р0 выбрано таким образом, чтобы
при нормальных атмосферных условиях уровни звукового давления
были равны уровням интенсивности, т. е. pQ — 2-10~5 Н/м2. Интен-
сивность звука (Вт/м2)
,	(10)
где росо — плотность и скорость звука при нормальных атмосферных
условиях.
Величина уровня интенсивности используется при проведении
акустических расчетов, а уровня звукового давления — для изме-
рения шума и для оценки его воздействия на человека, поскольку
орган слуха чувствителен не к интенсивности, а к среднеквадратич-
ному давлению. Связь между уровнем интенсивности и уровнем
звукового давления получим, разделив выражение (9) на выраже-
ние (10) и прологарифмировав
При нормальных атмосферных условиях
Lj = L.
Уменьшение шума оценивается также в децибелах:
—Z2 = 201g — — 201g —= 201g-1 = 10 Ig^1.
Po	Po	P2	J 2
Например, если шум агрегата снизить по интенсивности в 1000 раз,
то уровень интенсивности будет уменьшен на
£,-4. = Ю 1g 1000 = 30 дБ.
В том случае, когда в расчетную точку попадает шум от несколь-
ких источников, складываются их интенсивности, но не уровни. При
этом считается, что источники некогерептны, т. е. создаваемые ими
давления имеют произвольные фазы
^Г=А + А + -- -+ ^п*
Искомый уровень интенсивности (дБ) при одновременной работе
этих источников получим, разделив левую и правую части данного
выражения на J0 и прологарифмировав:
или
( LL \	Ln\
L = 101g \10i° +1010 +... +1010 /,	(11)
где Lj, Л2, ... , La — уровни звукового давления или уровни ин-
тенсивности, создаваемые каждым из источников в расчетной точке.
Рассмотренные особенности суммирования уровней имеют боль-
шое практическое значение для шумоглушеяия. Так2 при большом
122
числе одинаковых источников заглушение лишь нескольких из них
практически не ослабит суммарный шум. Если же на рабочее место
попадает шум от разных по интенсивности источников, то снижать
необходимо сначала шум более мощных источников.
Если имеется п одинаковых источников шума с уровнем звуко-
вого давления Ьг, создаваемым каждым источником, то суммарный
шум (дБ)
Z^Zi + lOlgn.
Из этой формулы видно, что два одинаковых источника совместно
создадут уровень на 3 дБ больший, чем каждый источник.
Логарифмическая шкала децибел позволяет определить лишь
физическую характеристику шума. Однако она построена таким
образом, что пороговое значение звукового давления р0 соответ-
ствует порогу слышимости на частоте 1 000 Гц.
Слуховой аппарат человека обладает неодинаковой чувствитель-
ностью к звукам различной частоты, а именно — наибольшей чувст-
вительностью на средних и высоких частотах (800—4000 Гц) и наи-
меньшей — на низких (20—100 Гц). Поэтому для физиологической
оценки шума используют кривые равной громкости (рис. 38), полу-
ченные по результатам изучения свойств органа слуха оценивать звуки
123
различной частоты по субъективному ощущению громкости, т. е.
судить о том, какой из них сильнее или слабее.
Уровни громкости измеряются в фонах. На частоте 1000 Гц
уровни громкости приняты равными уровням звукового давления.
Любую зависимость какой-либо величины (например, звукового
давления) от времени можно представить в виде суммы конечного
или бесконечного числа синусоидальных колебаний этой вели-
чины (см. гл. 4).
Каждое такое колебание характеризуется своим среднеквадра-
тичным значением физической величины и частотой /, т. е. числом
колебаний в секунду (Гц).
Ухо человека может воспринимать только те колебания, частоты
которых находятся в пределах от 16—20 до 16 000—20 000 Гц.
Ниже 16 Гц и выше 20 000 Гц находятся соответственно области
неслышимых человеком инфразвуков и ультразвуков.
Зависимость среднеквадратичных значений синусоидальных со-
ставляющих шума (или соответствующих им уровней в децибелах)
от частоты называется частотным спектром шума (или просто
спектром).
Спектры получают, используя анализаторы шума — набор элект-
рических фильтров, которые пропускают сигнал в определенной
полосе частот — полосе пропускания.
В практике борьбы с шумом, так же как и борьбы с вибрациями,
наибольшее распространение получили фильтры с постоянной отно-
сительной полосой пропускания, в частности октавные фильтры.
Граничные и среднегеометрические частоты октавных полос приве-
дены ниже.
Среднегеомет-
рические часто-
ты окгавных
полос, Гц . . . 63	125	250	500	1000	2000	4000	8000
Граничные ча-
стоты октавных
полос, Гц . .45—90 90— 180 - 355 — 710— 1400—	2800— 5600—
—180 —355 —710 —1400 —2800	—5600 -11200
Измерения спектров шума в этих октавных полосах проводят
для сравнения шума машин, нормирования и других целей.
Для более детального исследования источников шума часто при-
меняют третьоктавные фильтры и узкополосные анализаторы.
Спектр представляется либо в виде таблицы, либо в виде графика.
Характер спектра может быть низкочастотным, среднечастотным
и высокочастотным.
Низкочастотный спектр — это спектр шума с максимумом зву-
кового давления в области частот ниже 300 Гц, среднечастотный —
в области 300—800 Гц, высокочастотный — в области выше 800 Гц.
Спектры шума, так же как и спектры вибрации, бывают дискрет-
ными, когда отдельные составляющие отделены друг от друга более
124
или менее значительными частотными интервалами, в которых звука
нет. Подобный спектр имеет, например, шум дисковой пилы. Такой
шум называется тональным.
Суммарная интенсивность тонального шума в исследуемом диапа-
зоне частот равна сумме составляющих, а его уровень можно опре-
делить по формуле (И), принимая за Llf L2, ... , Ln уровни диск-
ретных составляющих.
Для слуха человека тональный шум весьма неприятен.
Спектры могут быть сплошными, в которых интервалы между
частотными составляющими басконечно малы, т. е. следуют друг
за другом непрерывно. Шум реактивного двигателя, например,
имеет сплошной спектр.
Интенсивность сплошного шума в полосе частот Д/ = /2 — fi-
ts
h
где так называемая спектральная плотность интенсивности,
т. е. интенсивность в полосе частот шириной 1 Гц.
Поскольку каждый анализатор имеет различную для разных при-
боров полосу пропускания Д/, уровень шума (дБ) в этой полосе
по аналогии с формулой (И)
ZA/ = 101g^. .
Суммарный уровень шума может быть получен путем суммиро-
вания по формуле (И) уровней шума в каждой полосе частот, напри-
мер в октавной.
На производстве наиболее часто имеют место смешанные спектры
шума, в которых па фоне сплошного шума выделяются дискретные
составляющие. К таким спектрам можно отнести шум станков, венти-
ляторов, компрессоров и т. д.
Для смешанных спектров интенсивность суммарного шума в по-
лосе частот
J — Jдискр 4“ Jkf*
Шум может быть стабильным и импульсным. Первый характери-
зуется постоянством уровня звукового давления, второй — быстрым
изменением уровня во времени (более 100 дБ в секунду). Импульс-
ный шум воспринимается- как часто следующие друг за другом
удары. Например, шум молотов относится к импульсным шумам.
Для восприятия они также неприятны, как и тональные шумы.
§ 40. Характеристики источников шума.
Действие шума на человека
Любой источник шума характеризуется прежде всего звуковой
мощностью.
Звуковая мощность источника Р — это общее количество звуко-
вой энергии, излучаемой источником шума в окружающее прост-
ранство за единицу времени.
125
Если окружить источник шума замкнутой поверхностью пло-
щадью S, то звуковая мощность источника (Вт)
P = §JndS,
где Jn — нормальная к поверхности составляющая интенсивности.
Окружая источник шума условной сферой с достаточно большим
радиусом г (S = 4лг2), чтобы можно было считать источник точеч-
ным, получим величину средней интенсивности звука на поверх-
ности этой сферы (Вт/м2):
J
cp 4nr2 ’
Это выражение предполагает излучение шума по всем направле-
ниям одинаковым, что справедливо для точечного источника, раз-
меры которого малы по сравнению с излучаемыми им волнами.
Однако источники шума часто излучают звуковую энергию неравно-
мерно по всем направлениям, т. е. обладают определенной направ-
ленностью излучения. Эта неравномерность излучения характери-
зуется коэффициентом Ф — фактором направленности, показываю-
щим отношение интенсивности звука, создаваемой направленным
источником в данной точке J, к интенсивности JCp, которую раз-
вил бы в этой же точке ненаправленный источник, имеющий ту же
звуковую мощность и излучающий звук в сферу, т. е.
Ф = 2_=
^ср Рср
где р — звуковое давление, измеренное на определенном расстоянии
от источника, Н/м2; рСр — звуковое давление, усредненное по всем
направлениям при том же расстоянии, Н/м2.
Характеристики направленности обычно представляются в виде
зависимости показателя направленности ПН, измеряемого в деци-
белах шумомером, от угла между выбранным направлением на наблю-
дателя и осью источника (рис. 39, а):
ПН = 101g Ф = 201g -^- = Z-ZCP.
Pep
На рис. 39, б приведен показатель направленности излучения
шума осевым вентилятором, из которого видно, что излучение шума
происходит в основном в осевом направлении.
Для того чтобы сравнивать шум различных машин друг с другом,
производить расчеты уровней звукового давления в проектируемых
помещениях, необходимо знать объективные характеристики шума,
производимого машиной. Любая машина, будучи установлена
в открытом пространстве, в тех или иных закрытых помещениях,
создает различные уровни звукового давления, хотя ее звуковая
мощность и остается неизменной.
В соответствии с ГОСТ 8.055—73 такими шумовыми характери-
стиками, которые указываются в прилагаемой к машине технической
документации, являются:
126
1) уровни звуковой мощности шума Лр в октавных полосах
частот со среднегеометрическими частотами 63, 125, 250, 500, 1000,
2000, 4000, 8000 Гц;
2) характеристики направленности излучения шума машиной.
Уровни звуковой мощности Lp (дБ) установлены по анало-
гии с уровнем интенсивности звука:
г о
где Р — звуковая мощность, Вт; Ро — пороговая звуковая мощ-
ность, равная 10 12 Вт.
Кроме этих характеристик, являющихся основными и получаемых
при типовых испытаниях, дополнительными шумовыми характери-
стиками являются октавные уровни звукового давления на опреде-
ленном расстоянии от машины и уровни звука на расстоянии 1 м
Рис. 39. Направленность излучения
от наружного контура машины. Эти характеристики служат для
контрольных испытаний машин по сокращенной программе и сопо-
ставления их результатов с характеристиками машин, определяемыми
при типовых испытаниях.
Установлены следующие методы определения шумовых характе-
ристик машин:
1)	метод свободного звукового поля; применяется в заглушенных
камерах и в помещениях с большим поглощением звука или в откры-
том пространстве;
2)	метод отраженного звукового поля; применяется в ревербера-
ционных камерах пли в гулких помещениях;
3)	метод образцового источника шума; применяется в обычных
помещениях, цехах и реверберационных камерах;
4)	метод измерения шумовых характеристик на расстоянии 1 м
от наружного контура машины; применяется в заглушенных камерах,
помещениях с большим звукопоглощением, в открытом пространстве.
Наиболее точными методами являются первые два, причем ос-
новным методом определения шумовых характеристик машин яв-
ляется испытание в свободном звуковом поле.
127
Рассмотрим применение перечисленных методов определения
уровня звуковой мощности.
Метод 1. Свободное звуковое иоле характерно тем, что на доста-
точно большом расстоянии г от источника, большем длины звуковой
волны X и размеров источника, звуковые волны распространяются
так, что интенсивность звука убывает обратно пропорционально
квадрату расстояния от источника. Уровень звукового давления (дБ)
снижается на 6 дБ при удвоении расстояния от источника:
=	=	=	Д^ = Ю1ёу1 = 101и4 = 6.
Для создания условий свободного v звукового поля, если нет
возможности проводить измерения в открытом пространстве, строят
специально заглушенные камеры, которые позволяют проводить
измерения независимо от наружных условий. Заглушенной каме-
рой называется звуко- и виброизолированное помещение, в котором
имеют место условия, близкие к условиям распространения звука
в свободном пространстве. На рис. 40, а показана одна из дейст-
вующих заглушенных камер. Внутренняя поверхность камер обли-
цовывается специальными звукопоглощающими клиньями, обеспе-
чивающими плавный переход от малого акустического сопротивле-
ния воздуха в камере к большому акустическому сопротивлению
стен. В результате почти полностью поглощается падающий на
стены звук (отражение отсутствует).
Искомый уровень звуковой мощности Lp (дБ) определяют по
результатам измерений среднего уровня звукового давления Zcp
на измерительной поверхности S в м2 (см. рис. 40, а), за которую
обычно принимается площадь полусферы, т. е. 8 = 2лг2 (г — рас-
стояние от центра источника до точек измерений):
Zp = Zcp + Ю 1g >
где 8 = 1 м2.
Метод 2. В тех случаях, когда не требуется знания характери-
стик направленности излучения шума, шумовые характеристики
определяют в отраженном звуковом поле. Такое поле характери-
зуется постоянством уровней звукового давления в различных точ-
ках помещений, в качестве которых обычно используют ревербе-
рационные камеры или обычные гулкие помещения.
Реверберационная камера представляет собой помещение объе-
мом 60—1000 м3 с непараллельными внутренними ограждениями
(рис. 40, б), поверхность которых является хорошим отражателем
звука (коэффициент звукопоглощения а не превышает 0,05).
Уровень звуковой мощности (дБ)
Zp = Zcp + 101g£-6,
где ZCp — средний уровень звукового давления в камере; А — экви-
валентная площадь поглощения камеры в м2, которая определяется
экспериментально по измерениям времени реверберации Т поме-
128
щения * и равняется 4=0,16^ (V — объем помещения, м3);
А± = 1 м2.	1
Метод 3. При этом методе уровень звуковой мощности машины
определяется путем сравнения шума машины с шумом образцового
источника, уровень звуковой мощности Lp0 которого известен.
Рис. 40. Измерение шумовых харак-
теристик машин:
а — в заглушенной камере; б — в ревер-
берационной камере; в — в обычных по-
мещениях на расстоянии 1 м от машины;
1 — машина; 2 — точки измерений;
з — подвесной пол; 4 — звукопоглощаю-
щее клиновидное покрытие; 5 — измери-
тельная поверхность
Измерив средние уровни звукового давления машины £Ср и образ-
цового источника Loq в одних и тех же точках, уровень звуковой
мощности (дБ) затем определяют по формуле
Lp = Lp0 + ZCp — Z06«
Метод 4. Данный метод является приближенным. Он исполь-
зуется в основном для определения уровня звуковой мощности боль-
ших машин (рис. 40, в).
♦ Время реверберации Т — время, в течение которого уровень звукового
давления в помещении уменьшается на 60 дБ после прекращения действия
источника шума.
б п/р. Юдина Е. Я,	129
Уровень звуковой мощности (дБ) вычисляют по формуле
Zp = ZCp + 101g
где Lcp — средний уровень звукового давления на измерительной
поверхности S = па (Ь + с);	= 1 м2.
В зависимости от уровня и характера шума, его продолжитель-
ности, а также от индивидуальных особенностей человека шум
может оказывать на него различное действие.
Шум, даже когда он невелик (при уровне 50—60 дБ А), создает
значительную нагрузку па нервную систему человека, оказывая
на него психологическое воздействие. Это особенно часто наблю-
дается у людей, занятых умственной деятельностью. Слабый шум
различно влияет на людей. Причиной этого могут быть: возраст,
здоровье, вид труда, физическое и душевное состояние человека
в момент действия шума и другие факторы. Степень вредности какого-
либо шума зависит также от того, насколько оп отличается от при-
вычного шума. Неприятное воздействие шума зависит и от индиви-
дуального отношения к нему. Так, шум, производимый самим чело-
веком, не беспокоит его, в то время как небольшой посторонний
шум может оказать сильный раздражающий эффект.
Известно, что ряд таких серьезных заболеваний, как гиперто-
ническая и язвенная болезни, неврозы, в ряде случаев желудочно-
кишечные и кожные заболевания связаны с перенапряжением нерв-
ной системы в процессе труда и отдыха. Отсутствие необходимой
тишины, особенно в ночное время, приводит к преждевременной
усталости, а часто и к заболеваниям. В этой связи необходимо отме-
тить, что шум в 30—40 дБА в ночное время может явиться серьезным
беспокоящим фактором. С увеличением уровней до 80 дБА и выше
шум может оказывать определенное физиологическое воздействие
на человека.
Под воздействием шума, превышающего на средних частотах
85—90 дБА, в первую очередь снижается слуховая чувствительность
на высоких частотах.
Сильный шум вредно отражается на здоровье и работоспособ-
ности людей. Человек, работая при шуме, привыкает к нему, по
продолжительное действие сильного шума вызывает общее утом-
ление, может постепенно привести к тугоухости, а иногда и к глу-
хоте.
Действие шума на организм человека нельзя оценивать только
по состоянию слуха. Более ранние нарушения наблюдаются в нерв-
ной системе и во внутренних органах, а изменение слуха развивается
значительно позже.
Слуховой анализатор через центральную нервную систему
связан с различными органами жизнедеятельности человека, поэтому
шум оказывает влияние на весь организм человека. Под влиянием
сильного шума (90—100 дБА) притупляется острота зрения, появ-
ляются головные боли и головокружение, изменяются ритмы дыха-
ния и сердечной деятельности^ повышается внутричерепное и кро-
130
вяное давление, нарушается процесс пищеварения, происходят
изменения объема внутренних органов.
Воздействуя на кору головного мозга, шум оказывает также
раздражающее действие, ускоряет процесс утомления, ослабляет
внимание и замедляет психические реакции. По этим причинам
сильный шум в условиях производства может способствовать воз-
никновению травматизма.
Эти вредные последствия шума выражены тем больше, чем силь-
нее шум и чем продолжительнее его действие.
Таким образом, шум вызывает нежелательную реакцию всего
организма человека. Эти патологические изменения, возникшие под
влиянием шума, рассматривают как «шумовую болезнь».
Звуковые колебания могут восприниматься не только ухом, но
и непосредственно через кости черепа (так называемая костная
проводимость). Уровень шума, передаваемого этим путем, на 20—
30 дБ меньше уровня, воспринимаемого ухом. Если при невысоких
уровнях передача шума за счет костной проводимости мала, то при
высоких уровнях она значительно возрастает и усугубляет вред-
ное действие на человека.
При действии шума высоких уровней (более 145 дБ) возможен
разрыв барабанной перепонки.
Аудиометрией называется испытание слуха, которое позволяет
установить отклонение слуха человека от нормы. Их проводят
с целью определения пригодности человека к определенной профес-
сии и для оценки результатов шумового воздействия. Состояние
слуха определяется с помощью аудиомера. Оно состоит в следующем:
испытуемый, находясь в тихом помещении, через наушники слушает
подаваемые чистые топа шума с разной интенсивностью, по показа-
ниям приборов отмечается наименьшая интенсивность, при которой
подводимый тон едва различается ухом. Результаты таких измере-
ний изображают на графике, называемом аудиограммой, количест-
венно определяющем потерю чувствительности слуха данного чело-
века по отношению к нормальной чувствительности.
§ 41. Нормирование шума. Акустический расчет
При нормировании шума используют два метода:
1) нормирование по предельному спектру шума;
2) нормирование уровня звука в дБА.
Первый метод нормирования является основным для постоянных
шумов. Здесь нормируются уровни в децибелах среднеквадратичных
звуковых давлений в восьми октавных полосах частот со среднегео-
метрическими частотами 63, 125, 250, 500, 1000, 2000, 4000, 8000 Гц.
Таким образом, шум на рабочих местах при продолжительности
действия более 4 ч не должен превышать нормативных уровней,
значения которых приведены в табл. 7.
Совокупность восьми нормативных уровней звукового давления
называется предельным спектром.
5*	131
Таблица
Нормативные уровни звукового давления и уровни звука
на постоянных рабочих местах
Среднегеометрические частоты октавных
полос, Гц
Вид помещения
63 | 125 | 250 | 500 | 1000 | 2000 | 4000 | 8000
Уровни звукового давления, дБ
1. При шуме, проникающем из-
вне помещений, находящихся на
территории предприятий;
а)	конструкторские бюро, ком-
наты расчетчиков и программистов
счетно-электронных машин, поме-
щения лабораторий для теоретиче-
ских работ и обработки экспери-
ментальных данных, помещения
приема больных здравпунктов . .
б)	помещения управлений (рабо-
чие комнаты)...................
в)	кабины наблюдения и дистан-
ционного управления ...........
г)	то же, с речевой связью по
телефону ......................
2. При шуме, возникающем внут-
ри помещений и проникающем в
помещения, находящиеся на тер-
ритории предприятий:
а)	помещения и участки точной
сборки, машинописные бюро . . .
б)	помещения лабораторий, по-
мещения для размещения шумовых
агрегатов счетно-вычислительных
машин (табуляторов, перфорато-
ров, магнитных барабанов и т. п.)
3. Постоянные рабочие места
в производственных помещениях
и на территории предприятий1 . .
71
79
94
83
83
94
99
61 54 49
70 63 58
S7 82 78
74 68 63
74 68 63
87 82 78
92 86 83
45
55
75
60
42
52
73
57
60 57
75 73
80 78
40
50
71
55
55
71
76
38
49
70
54
54
70
74
50
60
80
65
65
80
85
1 До 1 января 1979 г. в шумных цехах допускается использование в каче-
стве нормативного предельного спектра ПС-85.
Для наглядности некоторые предельные спектры показаны на рис
41, из которого видно, что с ростом частоты (более неприятный шум
уровни шума уменьшаются. Каждый из спектров имеет свой индекс ПС
например ПС-80, где цифра 80 — нормативный уровень звукового дав-
ления в октавной полосе со среднегеометрической частотой 1000 Гц
Второй метод нормирования общего уровня шума, измеренной
по шкале Л* шумомера и именуемого уровнем звука в дБ А, исполь-
* В современных птумомерах используют две частотные характеристик!
чувствительности А и С (см. рис. 41, б). Характеристика Л, имеющая завяд-
ав низких частотах, имитирует кривую чувствительности уха человека. Харак-
теристика С практически линейна в измеряемом диапазоне частот.
132
зуется для ориентировочной оценки постоянного и непостоянного
шума х, так как в этом случае мы не знаем спектра шума. Уровень
звука связан с предельным спектром зависимостью L (дБА) =
Рис. 41. Нормирование шума:
а — по предельному спектру; б — в дБ А
В зависимости от характера шума и длительности его воздей-
ствия в нормативные уровни шума вводятся поправки, приведенные
в табл. 8. Полученный уровень шума называется допустимым.
Таблица 8
Поправки к нормативным октавным уровням звуковых давлений
для получения допустимых уровней
Характер воздействия	Характер шума	
	широкополосный	тональный или импульсный
Непрерывно пли прерывисто с суммар- ным временем воздействия в смену: 4 ч и более 	 1,5 ч	-	 0,75 ч 	 0,5 ч	 0,25 ч 		0 +5 +10 +15 4-20	—5 0 +5 +10 +15
Уровни шума, создаваемого предприятиями на территории жилой
застройки, не должны превышать приведенных в нормах СН 245—71.
Нормирование шума в жилых и общественных зданиях произво-
дится по санитарным нормам СН 872—70.
1 Нормируемым параметром непостоянного шума является эквивалентный
(по энергии) уровень звука широкополосного, постоянного п непмпульсиого
шума, оказывающего на человека такое же воздействие, как и данный непо-
стоянный шум.
133
При проектировании новых предприятий и цехов нужно знать
ожидаемые уровни звукового давления, которые будут в расчетных
точках на рабочих местах, территории жилой застройки с тем, чтобы
еще в стадии проектирования принять меры к тому, чтобы этот
шум не превышал допустимого. Таким образом, задачами акусти-
ческого расчета являются:
1)	определение уровня звукового давления в расчетной точке (РТ),
когда известен источник шума и его шумовые характеристики;
2)	определение необходимого снижения шума;
3)	разработка мероприятий по снижению шума до допустимых
величин.
В зависимости от того, где находится расчетная точка — в откры-
том пространстве или в помещении, применяют различные расчетные
формулы.
Рис. 42. Схема акустического расчета:
а — в открытом пространстве; б — в помещениях
При действии источника шума со звуковой мощностью Р (рис. 42, а)
интенсивность шума J в расчетной точке определяется выражением
Т_РФ
J ” Sk>
где Ф — фактор направленности; S — площадь, принимаемая равной
поверхности, на которую распределяется излучаемая энергия;
в частности, если источник находится на ровной поверхности,
S = 2лг2 (здесь г — расстояние между источником звука и точкой
наблюдения); к — коэффициент, показывающий, во сколько раз
ослабевает шум на пути распространения при наличии препятствий
и затухания в воздухе.
Разделив левую и правую части этого выражения на Jo, про-
логарифмируем
lOlg^ = lOlgj-4^ + lOlg0-lg5-lg^
«'О	Jo•1 м
Обозначив величину 10 1g к через АЛр и помня, что L = 101g ~
Р	/о’
a Lp = 101g р-, предыдущее выражение будет иметь вид
Z = Zp + lOlg0-lOlg5-AZP,	(12)
134
где L — искомый уровень звукового давления в дБ; Lp — уровень
звуковой мощности источника шума, дБ, величина которого берется
из справочников или определяется расчетом; &Lp — снижение
уровня звуковой мощности шума на пути его распространения
в дБ, величина которого при отсутствии препятствий и небольших
(до 50 м) расстояниях равна нулю.
f Расчет производится в каждой из восьми октавных полос.
Найденные величины уровней сравниваются с допустимыми по
нормам (Лдоп) и определяется требуемое снижение шума (дБ):
— L -£доп*	(13)
При работе источника шума звуковые волны в помещениях много-
кратно отражаются от стен, потолка и различных предметов. Отра-
жения обычно увеличивают шум в помещении на 10—15 дБ по срав-
нению с шумом того же источника на открытом воздухе, в резуль-
тате чего создается впечатление, что машина в помещении шумит
больше, чем на открытом воздухе.
Интенсивность звука J в расчетной точке (рис. 42, б) склады-
вается из интенсивности прямого звука Jnp, идущего непосредст-
венно от источника, и интенсивности отраженного звука
г г I г РФ . 4Р	//|М
j — Aip + Л)тр — 4^2 + g" >	(1^)
где	В — так	называемая постоянная помещения, равная
=	— м1 2; А — эквивалентная площадь поглощения, равная
1 — аср
аср*$пов, м2; аср — средний коэффициент звукопоглощения внутрен-
них поверхностей помещения площадью 5П0В х.
Вблизи источника шума его уровень определяется в основном
прямым звуком, а при удалении от источника — отраженным
звуком.
В производственных помещениях величина аср редко превышает
0,3—0,4. В этих случаях постоянная помещения В может быть без
больших погрешностей принята равной эквивалентной площади
поглощения А, т. е. В ~Л.
Проделав ту же операцию, что и в предыдущем случае, получим
следующее выражение (дБ) Для проведения акустического расчета:
ip = Z + 101g(^ + 4).	(15)
Если источник шума и расчетную точку разделяют какие-либо
препятствия, например перегородки, кабины и т. п., то в формулу
(15) нужно добавить со знаком минус величину снижения уровня
звуковой мощности.
Требуемое снижение шума определяется также по формуле (13).
1 Коэффициент звукопоглощения а =  у °™ , где /погл и /пад — соответ-
над
ственно интенсивность поглощенного и падающего звука. Величина а меньше
единицы.
135
§ 42.	Методы борьбы с шумом
Зная из формул (12) и (15), от чего зависит уровень звукового
давления в расчетной точке, для снижения шума могут быть при-
менены следующие методы:
1)	уменьшение шума в источнике;
2)	изменение направленности излучения;
3)	рациональная планировка предприятий и цехов, акустиче-
ская обработка помещений;
4)	уменьшение шума па пути его распространения.
Уменьшение шума в источнике. Борьба с шумом посредством
уменьшения его в источнике (уменьшение Lp) является наиболее
рациональной.
Шум механизмов возникает вследствие упругих колебаний как
всей машины в целом, так и отдельных ее деталей. Причины возник-
новения этих колебаний — механические, аэродинамические и элек-
трические явления, определяемые конструкцией и характером работы
механизма, а также технологические неточности, допущенные при
его изготовлении и, наконец, условиями эксплуатации. В связи
с этим различают шумы механического, аэродинамического и элек-
тромагнитного происхождения.
Механические шумы. Факторы, вызывающие шумы механического
происхождения, следующие: инерционные возмущающие силы, воз-
никающие вследствие движения деталей механизма с переменными
ускорениями; соударение деталей в сочленениях вследствие неиз-
бежных зазоров; трение в сочленениях деталей механизмов; удар-
ные процессы (ковка, штамповка) и т. д.
Основными источниками шума, происхождение которого не свя-
зано непосредственно с технологическими операциями, выполняе-
мыми машиной, являются прежде всего подшипники качения и зуб-
чатые передачи, а также неуравновешенные вращающиеся части.
Частоты колебаний, а следовательно, и шума, создаваемого
неуравновешенностью, кратны (п — скорость вращения, об/мин).
Спектр шума шарикоподшипников занимает широкую полосу
частот. Звуковая мощность Р зависит от скорости вращения машины:
7
Р~п\
Увеличение скоростей вращения подшипников качения с пг
до п2 (об/мин) приводит к возрастанию шума на величину Д£ (дБ):
AZ = 23,31gg.
Зубчатые передачи — источники шума в широком диапазоне
частот. Основными причинами возникновения шума являются дефор-
мации сопрягаемых зубьев под действием передаваемой нагрузки
и динамические процессы в зацеплении, обусловленные неточно-
стями изготовления колес. Шум имеет дискретный характер.
136
Шум зубчатых передач возрастает с увеличением скоростей
вращения колес и нагрузки.
Уменьшение механического шума может быть достигнуто путем
совершенствования технологических процессов и оборудования,
заменяя устаревшие процессы и оборудование новыми. Например,
внедрение автоматической сварки вместо ручной устраняет образо-
вание брызг на металле, что позволяет исключить шумную опера-
цию по зачистке сварного шва. Применение фрезерных тракторов
для обработки кромок металла под сварку вместо пневмозубил
делает этот процесс значительно менее шумным.
Нередко повышенный уровень шума является следствием неис-
правности или износа механизмов, и в этом случае своевременный
ремонт позволяет снизить шум.
Необходимо отметить, что проведение многих мероприятий по
борьбе с вибрациями (см. гл. 4) дает одновременно и снижение
шума. Для уменьшения механического шума необходимо:
заменять ударные процессы и механизмы безударными; например,
применять в технологическом цикле оборудование с гидроприводом
вместо оборудования с кривошипными или эксцентриковыми при-
водами;
заменять штамповку прессованием, клепку — сваркой, обрубку —
резкой и т. д.;
заменять возвратно-поступательное движение деталей равно-
мерным вращательным движением;
применять вместо прямозубых шестерен косозубые и шевронные,
а также повышать классы точности обработки и чистоты поверх-
ности шестерен; так, ликвидация погрешностей в зацеплении шесте-
рен дает снижение шума на 5—10 дБ, замена прямозубых шестерен
шевронными — на 5 дБ;
по возможности заменять зубчатые и цепные передачи клино-
ременными и зубчатоременными; например, замена зубчатой пере-
дачи на клиноременную снижает шум на 10—15 дБ;
заменять, когда это возможно, подшипники качения на подшип-
ники скольжения; такая замена снижает шумы на 10—15 дБ;
по возможности заменять металлические детали деталями из
пластмасс и других «незвучных» материалов, либо перемежать
соударяемые и трущиеся металлические детали с деталями из «незвуч-
ных» материалов, например, применять текстолитовые или капро-
новые шестерни в паре со стальными; так, замена одной из сталь-
ных шестерен (в паре) на капроновую снижает шум на 10—12 дБ;
использование пластмасс при изготовлении деталей корпусов
дает хорошие результаты. Например, замена стальных крышек
редуктора пластмассовыми приводит к снижению шума на 2—6 дБ
на средних частотах и на 7—15 дБ — на высоких;
при выборе металла для изготовления деталей необходимо учи-
тывать, что внутреннее трение в различных металлах неодинаково,
а следовательно, различна «звучность», например, обычная угле-
родистая сталь, легированная сталь являются более «звучными»,
чем чугун; большим трением обладают после закалки сплавы из
137
марганца с 15—20% меди и магниевые сплавы; детали из них при
ударах звучат глухо и ослабленио; хромирование стальных деталей,
например турбинных лопаток, уменьшает их «звучность»; при воз-
растании температуры металлов на 100—150° С они становятся
менее звучными;
более широко применять принудительную смазку трущихся
поверхностей в сочленениях, что также снижает их износ;
применять балансировку вращающихся элементов машин;
применять прокладочные материалы и упругие вставки в соеди-
нениях, чтобы исключить или уменьшить передачи колебаний от
одной детали или части агрегата к другой; так, при правке метал-
лических листов наковальню нужно устанавливать на прокладку
из демпфирующего материала.
Установка мягких прокладок в местах падения деталей с кон-
вейера или сбрасывания со станков, прокатных станов может суще-
ственно ослабить шум.
У прутковых автоматов и револьверных станков источником шума
являются трубы, в которых вращается прутковый материал. Для сни-
жения этого шума применяют различные конструкции малошумных
труб: двухстенные трубы, между которыми проложена резина, трубы
с наружной поверхностью, обернутой резиной и т. п.
Для уменьшения шума, возникающего при работе галтовочных
барабанов, дробилок, шаровых мельниц и других устройств наруж-
ные стенки барабана облицовывают листовой резиной, асбестовым
картоном или другими подобными демпфирующими материалами.
Аэродинамические шумы. Аэродинамические процессы играют
большую роль в современной технике. Как правило, всякое течение
газа или жидкости сопровождается шумом, и поэтому с вопросами
борьбы с аэродинамическими шумами приходится встречаться очень
часто. Эти шумы являются главной составляющей шума вентиляторов,
воздуходувок, компрессоров, газовых турбин, выпусков пара и воз-
духа в атмосферу, двигателей внутреннего сгорания, насосов и т. п.
К источникам аэрогидродинамического шума относятся: вихре-
вые процессы в потоке рабочей среды; колебания среды,' вызывае-
мые вращением лопастных колес; пульсации давления рабочей среды;
колебания среды, вызываемые неоднородностью потока, поступаю-
щего на лопатки колес. В гидравлических механизмах к этим источ-
никам шума добавляются также кавитационные процессы.
При движении тела в воздушной или газовой среде, при обду-
вании тела потоком среды вблизи поверхности тела образуется перио-
дически отрывающиеся от него вихри (рис. 43, а). Возникающие
при срыве вихрей сжатия и разрежения среды распространяются
в виде звуковой волны. Такой звук называется вихревым.
Частота вихревого звука (Гц) выражается формулой
/=sh£.
где Sh — число Струхаля, определяемое опытным путем; и — ско-
рость потокНд м/с; D — проекция ширины лобовой поверхности
138
тела на плоскость, перпендикулярную г; для шара и цилиндра вели-
чиной D являются их диаметры.
Вихревой шум при обтекании тел сложной формы имеет сплош-
ной спектр.
Звуковая мощность вихревого шума (Вт)
где к — коэффициент, зависящий от формы тела и режима течения;
сх — коэффициент лобового сопротивления.
Отсюда видно, что для уменьшения вихревого шума необходимо
прежде всего уменьшить скорости обтекания и улучшить аэроди-
намику тел.
Рис. 43. Аэродинамический шум:
а — вихревой; б — шум от неоднородности потока; в — шум струи;
1 — препятствие; 2 — поле скоростей в абсолютном движении; 8 — то
же в относительном движении; 4 — лопатка колеса; 5 — направление
вращения
Для гидравлических машин с вращающимися рабочими коле-
сами (вентиляторы, турбины, насосы и т. д.) имеет место шум от
неоднородного потока.
Неоднородность потока на входе в колесо или на его выходе,
возникающая из-за плохо обтекаемых деталей конструкции или
направляющего аппарата, приводит к нестационарному обтеканию
лопаток колеса и неподвижных элементов, расположенных у колеса
и, как следствие этого, — к шуму от неоднородности (шуму от пре-
пятствий в потоке, лопаточному, сиренному шуму).
Шумообразование от неоднородности потока, так же как и вихре-
вой шум, вызывается пульсациями давления на препятствиях и
лопатках (рис. 43, б).
В относительном движении скорость на входе в колесо равна
геометрической сумме скорости в абсолютном движении и окружной
скорости. При попадании лопатки в аэродинамическую тень от
препятствия (впадина на профиле абсолютных скоростей) относи-
130
тельная скорость изменяется по величине и направлению и влечет
за собой изменение угла атаки, а следовательно, и вектора силы, дей-
ствующей на лопатку, что вызывает появление звукового импульса.
Звуковая мощность шу-
ма от неоднородности по-
тока также определяется
выражением (15), посколь-
ку природа обоих шумов
одинакова.
Шум от неоднородности
потока (Гц) носит дискрет-
ный характер, причем в
спектре обычно имеется
несколько составляющих
(гармоник):
, nz
L,dB
(16)
где т — номер составляю-
щей (т = 1, 2, 3, ...);
п — скорость вращения,
об/мин; z — число лопаток
колеса.
Борьба с шумом от не-
однородности потока ве-
дется по линии улучшения
аэродинамических харак-
теристик машин.
В спектрах шума турбо-
машин, например вентиля-
торов, можно различить
несколько областей
(рис. 44, а):
130
120
110
63 125 250 500 1000 2000 4000 8000 f, Гц
й)
20 50 100 200 500 1000200050001000020000Гц
В)
Рис. 44. Спектры шума
источников аэродинами-
ческого происхождения:
а — вентилятора; б — мото-
циклетного двигателя; в —
газотурбинной энергетичес-
кой установки; 1,	2 —
шум выпуска и впуска;
з — корпусной шум; 4 —
шум при прокрутке двига- .
теля
1) область частот механического шума (7), кратных об/с;
2) область шума от неоднородности потока (II с Д, Д, / и т. д.);
3) область вихревого шума (III).
Уровень звуковой мощности вентиляторного шума (дБ) зависит
от полного давления Н (кгс/м1 2 3) и производительности вентилятора
140
Q (м3/с), а также от критерия шумности т, характеризующего шум-
ность данного типа вентиляторов (т = 35-7-50 дБ):
Zp = t + 25 lgH+
В двигателях внутреннего сгорания основными источниками
шума являются шум систем выпуска и впуска, а также шум, излу-
чаемый корпусом двигателя.
Выхлоп двигателей создает наибольший шум, интенсивность
которого и спектр зависят от числа выхлопов в секунду, продол-
жительность выхлопа, от конструкции системы выхлопа и от мощ-
ности двигателя. Шум впуска и корпусный шум по своей интенсив-
ности ниже шума выхлопа (рис. 44, б).
В спектрах шума двигателей присутствует значительное коли-
чество дискретных составляющих, кратных частоте /, равной числу
выхлопов в секунду. Например, для двухтактного двигателя =
, in
для четырехтактного и —2~бо — число цилиндров; п — ско-
рость вращения коленчатого вала, об/мин).
Интенсивными аэродинамическими шумами характеризуются ком-
прессоры, воздуходувки, пневматические двигатели и другие подоб-
ные машины.
Источниками шума компрессорных установок являются выхо-
дящие в атмосферу всасывающие и выхлопные (для сброса воздуха)
воздуховоды, корпуса компрессоров, стенки воздуховодов, прохо-
дящих по помещениям.
В зависимости от конструкции компрессора спектр его шума
имеет различный характер. Так, шум поршневых компрессоров
носит низкочастотный характер, обусловленный числом сжатия
в секунду. Шум турбокомпрессоров, наоборот, высокочастотен,
что связано с природой образующегося шума (вихревой шум и шум
от неоднородности потока).
В настоящее время большое распространение получили газо-
турбинные энергетические установки (ГТУ). По своей природе
шум в ГТУ делится на шумы аэродинамического (газодинамиче-
ского) и механического происхождения, причем наибольшее зна-
чение имеют аэродинамический шум, излучаемый всасывающим
трактом ГТУ. Основным источником этого шума является компрес-
сор, при работе которого уровни суммарного шума достигают
135—145 дБ. В спектре шума всасывания (рис. 44, в) преобладают
высокочастотные дискретные составляющие. Основная частота пер-
вой из них определяется по формуле (16).
Аэродинамический шум в источнике ГТУ может быть снижен:
увеличением зазора между лопаточными решетками; подбором
оптимального соотношения чисел направляющих и рабочих лопаток;
облагораживанием проточной части компрессоров и турбин и т. п.
Шум механического происхождения (вибрации системы роторов,
подшипников, элементов редукторов и т. д.), являющийся превали-
рующим в машинном отделении, может быть ослаблен за счет прове-
дения мероприятий^ рассмотренных выше для механических шумов.
141
При вращательном движении тел, например винтов самолета,
возникает так называемый шум вращения. Он образуется вследст-
вие того, что тело периодически порождает пульсации давления
в каждой точке среды, воспринимаемые как шум.
Основную частоту шума вращения винта, имеющего и лопастей,
при скорости вращения п (об/мин) определяют по формуле (16).
Частоты остальных гармоник кратны этой основной частоте, т. е.
А = 2/; А = ЗД и т. д.
Звуковая мощность шума вращения также зависит от окружной
скорости.
В различных турбомашинах (вентиляторах, компрессорах и т. д.)
шум вращения значительно ниже по интенсивности, чем вихревой
шум и шум от неоднородности, и поэтому может не учитываться.
Одним из самых мощных источников шума является свободная
струя (см. рис. 43, в). Шум струи создается в результате турбулент-
ного перемешивания частиц воздуха или газа, имеющих большую
скорость истечения, с частицами окружающего воздуха, скорость
которых меньше. Эти шумы являются преобладающими при работе
реактивных двигателей, при выбросе сжатого воздуха или пара
в атмосферу.
Звуковая мощность струи (Вт) зависит главным образом от
скорости истечения рс, а также от диаметра отверстия (сопла) Рс
и плотности воздуха или газов р:
Р = &Ж
где к — коэффициент подобия.
Снижение шума струи в источнике представляет большую слож-
ность. Уменьшением градиента скорости в струе, что сделано, в част-
ности, в двухконтурных авиационных двигателях, достигается
снижение шума на 5 дБ.
Установка на срезе сопла различных насадок, действие кото-
рых основано на трансформации спектра шума (перевод спектра
в высокочастотную область и даже в ультразвук), снижает шум
на 8—12 дБ. Нужно отметить, что такие насадки могут ухудшать
рабочие характеристики струи из-за высокого сопротивления.
В потоках, движущихся со сверхзвуковой скоростью, возникают
аэродинамические шумы, обусловленные появлением скачков уплот-
нения (ударных волн). При движении тела со сверхзвуковой ско-
ростью возникает явление звукового удара или хлопка, например,
при полете сверхзвуковых самолетов. При истечении газа в атмо-
сферу со сверхзвуковой скоростью происходят колебания скачков
с возникновением резкого дискретного шума.
В большинстве случаев меры по ослаблению аэродинамических
шумов в источнике оказываются недостаточными, поэтому допол-
нительное, а часто и основное снижение шума достигается путем
звукоизоляции источника и установки глушителей.
В насосах источником шума является кавитация жидкости, воз-
никающая у поверхности лопастей при высоких окружных ско-
ростях и недостаточном давлении на всасывании.
142
Меры борьбы с кавитационным шумом — это улучшение гидро-
динамических характеристик насосов и выбор оптимальных режи-
мов их работы.
Электромагнитные шумы. Шумы электромагнитного происхожде-
ния возникают в электрических машинах и оборудовании. Причи-
ной этих шумов является главным образом взаимодействие ферро-
магнитных масс под влиянием переменных во времени и простран-
стве магнитных полей, а также пондеромоторпыс силы, вызываемые
взаимодействием магнитных полей, создаваемых токами.
Снижение электромагнитного шума осуществляется путем кон-
структивных изменений в электрических машинах, например, путем
изготовления скошенных пазов якоря ротора. В трансформаторах
необходимо применять более плотную прессовку пакетов, исполь-
зовать демпфирующие материалы.
При работе электрических машин возникает также аэродинами-
ческий шум (в результате вращения ротора в газовой среде и дви-
жения воздушных потоков внутри машины) и механический шум,
обусловленный вибрацией машины из-за неуравновешенности ротора,
а также от подшипников и щеточного контакта. Хорошая притирка
щеток может уменьшить шум на 8—10 дБ.
Изменение направленности излучения шума. В ряде случаев
величина показателя направленности (ПН) достигает 10—15 дБ, что
необходимо учитывать при проектировании установок с направлен-
ным излучением, соответствующим образом ориентируя эти уста-
новки по отношению к рабочим местам. Например, выхлоп сжатого
воздуха, отверстие воздухозаборной шахты вентиляционной или
компрессорной установки должны располагаться так, чтобы макси-
мум излучаемого шума был направлен в противоположную сторону
от рабочего места или от жилого дома.
Рациональная планировка предприятий и цехов, акустическая
обработка помещений. Как видно из выражения (12), шум на рабо-
чем месте может быть уменьшен увеличением площади S, что может
быть достигнуто увеличением расстояния от источника шума до
расчетной точки.
При планировке предприятия наиболее шумные цехи должны
быть сконцентрированы в одном-двух местах. Надлежащее расстоя-
ние между шумными цехами и тихими помещениями (заводоуправ-
ление, конструкторские бюро и т. п.) должно обеспечивать необ-
ходимое снижение шума.
Если предприятие расположено в черте города, то эти шумные
цеха должны быть расположены в глубине предприятия, по воз-
можности дальше от жилых домов.
Внутри самого здания тихие помещения необходимо распола-
гать вдали от шумных так, чтобы их разделяло несколько других
помещений или ограждение с хорошей звукоизоляцией.
В § 41 было показано, что интенсивность шума в помещениях
зависит не только от прямого, по и от отраженного звука. Поэтому
если пет возможности уменьшить прямой звук, то для снижения
шума нужно снизить энергию отраженных волн. Этого можно достичь,
143
увеличив эквивалентную площадь поглощения А помещения, путем
размещения на его внутренних поверхностях звукопоглощающих
облицовок, а также установки в помещении штучных звукопогло-
щателей. Это мероприятие называется акустической обработкой
помещения.
Свойствами поглощения звука обладают все строительные мате-
риалы. Однако звукопоглощающими материалами и конструкциями
принято называть лишь те, у которых коэффициент звукопоглощения
а на средних частотах больше 0,2. У таких материалов, как кирпич,
бетон, величина а мала (0,01-—0,05).
Процесс поглощения звука происходит за счет перехода энергии
колеблющихся частиц воздуха в теплоту вследствие потерь на
трение в порах материала. Поэтому для эффективного звукопогло-
щения материал должен обладать пористой структурой, причем
поры должны быть открыты со стороны падения звука и соединяться
между собой (незамкнутые поры), чтобы не препятствовать проник-
новению звуковой волны в толщу материала.
Наиболее часто в качестве звукопоглощающей облицовки при-
меняют конструкции в виде слоя однородного пористого материала
определенной толщины, укрепленного непосредственно на поверх-
ности ограждения, либо с отнесением от него на некоторое расстоя-
ние (рис. 45, а).
В настоящее время применяют такие звукопоглощающие мате-
риалы, как ультратонкое стекловолокно, капроновое волокно, мине-
ральную вату, древесноволокнистые, минераловатные плиты на
различных связках с окрашенной и профилированной поверхностью,
пенополиуретановый поропласт (поролон), пористый поливинил-
хлорид, различные пористые жесткие плиты на цементном вяжущем
й другие материалы.
Звукопоглощающие свойства данного пористого материала зависят
от толщины слоя, частоты звука, наличия воздушного промежутка
между слоем и отражающей стенкой, на которой он установлен.
Практически толщина облицовок составляет 20—200 мм, при
этом максимальное поглощение обеспечивается на средних и высо-
ких частотах (а = 0,64-0,9). Для увеличения поглощения на низких
частотах и для экономии материала между слоем и ограждением
делают воздушный промежуток.
Выбор конструкции звукопоглощающей облицовки зависит от
частотных характеристик шума в помещении и звукопоглощающих
свойств конструкции, при этом максимуму в спектре шума должен
соответствовать максимум коэффициента звукопоглощения на этих
же частотах.
Величину снижения шума в помещении (в зоне отраженного
звука)1 путем применения звукопоглощающей облицовки опреде-
1 Отраженный звук начинает преобладать над прямым звуком при рас-
стояниях от
источника больших,
чем rrp=j/"^M.
144
ляют в децибелах по формуле
Д£обл=Ю1д^,
где Ai — эквивалентная площадь поглощения помещения до уста-
новки облицовки, величина которой может быть рассчитана по
результатам измерений времени реверберации (см. § 40) или при-
ближенно определена как Ах = «необл^пов, принимая коэффициент
а)
Рис. 45. Акустическая обработка помещений:
а — звукопоглощающие облицовки; б — штучные звукопоглотители; 1 — за-
щитный перфорированный слой; 2 — защитная стеклоткань; 3 — звукопогло-
щающий материал; 4 — стена или потолок; 5 — воздушный промежуток;
6 — плита из звукопоглощающего материала
звукопоглощения внутренних поверхностей помещения 5ПОВ рав-
ным анеобл:=0,1; А2 — эквивалентная площадь поглощения после
установки облицовки. Величина эквивалентной площади погло-
щения
А 2 = А} 4" ДА,
где ДА — добавочное поглощение, вносимое облицовкой.
Тогда величина снижения шума (дБ) составит
AZo6a = 101g(H-^-).	(17)
145
На рабочих местах производственных помещений, куда вместе
с отраженным звуком приходит и прямой звук от различных источ-
ников, величина снижения шума за счет акустической обработки
помещения оказывается существенно меньше рассчитанной по фор-
муле (17).
Па эффективность звукопоглощающих облицовок влияет не
только величина АЛ, но и высота расположения их над источни-
ками шума, а также конфигурация помещения. Облицовки более
эффективны при относительно небольшой высоте помещения (до
4—б^муГЭто объясняется тем, что в низких помещениях большой
[площади потолок и пол являются основными отражающими поверх-
ностями, а применение облицовок, как отмечалось выше, основано
)на уменьшении отраженного звука. В таких помещениях закрыть
пол поглощающим материалом обычно не представляется возмож-
ным, поэтому облицовываются только потолки; стены здесь почти
не играют роли в отражении звука и поэтому их не облицовывают.
Наоборот, в высоких ии___вьаянутых.. помещениях где высота
боЛЬПШ^ИЩЩ^	больший эффект.
" В помещениях кубической формы облицовываются как стены,
так и „потоло'кг
' Установка звукопоглощающих облицовок снижает шум по сум-
марному уровню на 6—8 дБ в зоне отраженного звука (вдали от
источника) и на 2—3 дБ вблизи источника шума. Несмотря на такое
относительно небольшое снижение, применение облицовок целе-
сообразно по следующим причинам: во-первых, спектр шума в поме-
щении меняется за счет большой эффективности (8—10 дБ) обли-
цовок на высоких частотах. Он делается более глухим и менее раз-
дражающим; во-вторых, становится более заметным шум своего
оборудования, например, станка, а следовательно, появляется воз-
можность слухового контроля его работы, становится легче разго-
варивать, улучшается разборчивость речи.
Если степы помещения, перекрытие выполнены светопрозрач-
ными или площадь свободных поверхностей недостаточна для уста-
новки плоской звукопоглощающей облицовки, для уменьшения
шума применяют штучные (объемные) поглотители различных конст-
рукций (рис. 45, б), представляющие собой объемные тела, запол-
ненные звукопоглощающим материалом, и подвешиваемые к потолку
равномерно по помещению на определенной высоте.
Снижение шума за счет установки штучных поглотителей опре-
деляют по формуле (17), принимая величину
АЛ = V/г Лшт,
где Лшт — эквивалентная площадь поглощения штучного погло-
тителя, п —число поглотителей.
Необходимо отметить, что современная тенденция применения
в промышленных зданиях больших остекленных поверхностей,
перегородок из стеклоблоков, различных декоративных пластмас-
совых покрытий и т. п. мероприятий, улучшая эстетический облик
предприятия, приводит к ухудшению шумовых условий, поскольку
146
звукопоглощающие свойства таких конструкций очень малы. Поэтому
проведение акустической обработки подобных помещений часто
является необходимым мероприятием.
Уменьшение шума на пути его распространения. Этот метод
применяется, когда рассмотренными выше методами невозможно
или нецелесообразно достичь требуемого снижения шума.
Звукоизолирующие ограждения. Шум из помещения с источником
шума (/) проникает через звукоизолирующие ограждения в тихое
помещение (II) тремя путями (рис. 46):
Рис. 46. Пути проникновения шума:
1 — через ограждение; 2 — через отверстия;
3 — по строительным конструкциям
1)	через ограждение, которое под действием переменного дав-
ления падающей на него волны, колеблясь как диафрагма, излу-
чает шум в тихое помещение;
2)	непосредственно по воздуху через различного рода щели и
отверстия;
3)	посредством вибраций, возбуждаемых в строительных кон-
струкциях механическим путем (удары, хождение и т. п.).
В первых двух случаях передаются звуки, возникающие и рас-
пространяющиеся по воздуху и условно называемые воздушными
звуками. В третьем случае энергия возникающих упругих колеба-
ний распространяется по конструкциям (по стенам, перекрытиям,
трубопроводам и т. п.) и затем излучаются в виде шума. Такие
колебания называются структурными или ударными звуками.
Ниже рассматривается изоляция только от действия воздушного
звука. Вопросы виброизоляции рассмотрены в гл. 4.
Наиболее эффективное снижение воздушного шума можно достичь
путем установки звукоизолирующих преград в виде стен, перего-
родок, кожухов, кабин, выгородок и т. д.
Сущность звукоизоляции" ограждения состоит в том^то падаю-
щая на него звуковая энергия от^й'жается^в гораздобо льщей^меред
чеъг проникает за	~~
Звукоизолирующие свойства ограждения, установленного на_пути
распространения звука, характеризуются	звг/тгр-
ности	- охршдение^ к падающей на него зву-
ковой мощности:
т-_ 7	__ «/пр
^пад «^пад
Звукоизолирующая способность ограждения выражается вели-
чиной R = 101g — (дБ).
т
147
Ограждения бывают однослойные и многослойные.
Звукоизолирующая способность (дБ) однородной перегородки
может быть определена по формуле
R - 20 lg (Gf)- 60,	(18)
где G — масса 1 м2 ограждения, кг; / — частота, Гц.
Из формулы (18) следуют два важных вывода.
1. Звукоизолирующая способность ограждений тем выше, чем
они тяжелее, она меняется по так называемому закону массы. Так,
увеличение массы в 2 раза приводит к повышению звукоизоляции
на 6 дБ.
2. Звукоизолирующая способность одного и того же огражде-
Рис, 47. Частотные диапазоны
звукоизоляции однослойного ог-
частоты. Другими словами, на высо-
ких частотах эффект от установки
ограждения будет значительно выше,
чем на низких частотах.
Необходимо отметить, что эта
формула применима не во всем диа-
пазоне частот, поскольку в ней не
учитывается влияние жесткости. В
действительности же в частной ха-
рактеристике однослойного огражде-
ния можно выделить три диапазона
(рис. 47).
Звукоизоляция в диапазоне I оп-
раждения	ределяется жесткостью ограждения
и резонансными явлениями. Учиты-
вая, что у большинства однослойных ограждений, собственная ча-
стота колебаний лежит ниже нормируемого диапазона частот (ниже
45 Гц), расчет звукоизоляции в диапазоне I не производят.
В диапазоне II звукоизоляция подчиняется закону массы по
формуле (18).
В диапазоне III сначала наблюдается ухудшение звукоизоля-
ции вследствие возникновения явления волнового совпадения, при
котором распределение давления в падающей звуковой волне вдоль
ограждения точно соответствует распределению амплитуды сме-
щения собственных изгибных колебаний ограждения, что приводит
к своеобразному пространственному резонансу и интенсивному росту
колебаний. Затем звукоизоляция, зависящая не только от массы,
но и от жесткости ограждения, увеличивается с ростом частоты
несколько быстрее, чем в диапазоне II.
Рассмотренная величина звукоизолирующей способности ограж-
дения показывает, насколько понижается уровень шума за перего-
родкой в предположении, что далее он распространяется беспрепят-
ственно (например, шум через ограждение выходит на улицу).
В случае же передачи шума из одного помещения в другое (см. рис. 46)
уровень шума, проникшего в помещение, зависит от многократных
ограждений от внутренних поверхностей. Чем больше гулкость
помещения и больше площадь перегородки, тем больше уровень
148
шума в таком помещении, а значит, тем хуже его фактическая звуко-
изоляция /?ф (дБ):
Яф = Я + 1018^,
где А — эквивалентная площадь звукопоглощения тихого поме-
щения, м2; S — площадь перегородки, м2.
Применение этого выражения рассмотрим на таком примере.
Пусть уровень звукового давления в шумном помещении Zq = 100 дБ,
а допустимый уровень шума в тихом помещении Ь2 = 60 дБ. Тогда
требуемое снижение шума АЛтр = LY — L2 — 40 дБ должно быть
равно фактической изоляции /?ф, которая может быть обеспечена
либо за счет только высокой звукоизолирующей способности Я,
либо за счет меньшей величины R, но с добавочным звукопоглоще-
нием, увеличивающим величину А.
С особой легкостью шум проникает через всякого рода щели и
отверстия в ограждениях, окнах, дверях. На это обстоятельство
часто не обращают должного внимания, что приводит к значитель-
ному ухудшению звукоизоляции.
При устройстве ограждений, состоящих из различных элементов,
например, перегородки с дверями, смотровыми окнами и т. п.,
особенно при изоляции мощных источников шума, необходимо стре-
миться к тому, чтобы звукоизолирующие способности этих более
«слабых» элементов и самой перегородки по своей величине не очень
отличались друг от друга. В противном случае шум будет проникать
через такие элементы и снижение уровня шума всей конструкцией
окажется незначительным. Для того чтобы сделать составное ограж-
дение «равнопрочным» в отношении звукоизоляции, двери и окна
в шумных помещениях, например, в боксах для испытания двига-
телей, делают с повышенной звукоизоляцией.
Звукоизоляция многослойных ограждений, как правило, бывает
более высокой, чем звукоизоляция однослойных ограждений той
же массы. Широкое распространение находят двойные ограждения
с воздушным промежутком, заполненным звукопоглощающим мате-
риалом.	!
Иногда понятия «изоляция» и «поглощение» звука отождест-
вляются друг с другом, хотя между ними есть принципиальное раз-
личие. Звукоизолирующая конструкция служит для того, чтобы не
пропускать звук из шумного помещения в более тихое, изолируемое
помещение. Основной акустический эффект обусловлен отражением
звука от конструкции.
Звукопоглощающие материалы и конструкции предназначены
для поглощения звука как в помещениях с источником, так и в сосед-
них помещениях. Поглощение звука обусловлено переходом колеба-
тельной энергии в тепло вследствие потерь на трение в звукопогло-
тителе. Потери на трение наиболее значительны в пористых мате-
риалах, которые по этой причине и используют в звукопоглощающих
конструкциях. Для звукоизолирующих же конструкций требуются
плотные1 твердые и массивные материалы.
149
Для уменьшения шума в помещениях, соседних с помещением
источника этого шума, метод звукоизоляции является значительно
более эффективным по сравнению с методом звукопоглощения.
Звукоизолирующие конструкции ослабляют шум в соседних поме-
щениях на 30—50 дБ, в то время как установка в помещении одних
звукопоглотителей, даже с высокими звукопоглощающими свойст-
вами, дает снижение шума всего на 6—8 дБ. В то же время для
эффективной защиты от шума мощных источников, например, реак-
тивных двигателей в испытательных боксах, требуется совместное
использование методов звукоизоляции и звукопоглощения.
Рис. 48. Звукоизолирующий кожух:
а — схема кожуха; б — конструкция кожуха для электродвигателя; 1 — звукопоглощаю-
щий материал; 2 — глушитель шума; з — источник шума; 4 — стенка; 5 — электродвига-
тель; в, 7 — каналы с глушителями для входа и выхода воздуха
Как отмечалось в гл. 4, снижение вибраций, а следовательно,
и шума может быть достигнуто за счет применения вибродемпфи-
рующих покрытий.
Снижение шума вибродемпфирующими покрытиями происходит
не только вследствие увеличения внутренних потерь, но и за счет
возрастания звукоизолирующей способности стенок конструкции,
особенно при нанесении толстых слоев покрытия.
Хорошие результаты дает применение вибродемпфирующих ма-
стик, которые могут быть нанесены на любые поверхности.
Звукоизолирующие кожухи, экраны, кабины. Звукоизолирую-
щимвГкожухами закрывают наиболее шумные машины и механизмы,
локализуя таким образом источник шума. Кожухи_изготовддют
обычно из дерева, металла или пластмасы. Внутренняя поверхность
Стёнок “^кожуха обязательно облицовывается звукопоглощающим
материалом (рис. 48, а). С наружной стороны на кожух иногда нано-
сится слой вибродемпфирующего материала. Кожух должен плотно
закрывать источник шума.
Для машин, выделяющих тепло (электродвигатели, компрессоры,
дизели и т. п.), кожухи снабжают вентиляционными устройствами
с глушителями (рис. 48, б).
150
Эффективность установки кожуха (дБ) определяется по формуле
А£»кожух = 4“ 10 1g ОС,
где а — коэффициент звукопоглощения материала, нанесенного на
внутреннюю поверхность кожуха; R — звукоизолирующая способ-
ность стенок кожуха, определяемая по формуле (18).
Устанавливаемый кожух не должен жестко соединяться с меха-
низмом. В противном случае его применение дает отрицательный
эффект (кожух становится дополнительным источником шума).

а)
ОРГ
Ь
N
б)
Рис. 49. Экранирование источников шума:
а — схема экрана и его эффективность; б — расположение экранов в вы-
числительных центрах; в — экранирование источников механического шума;
1 — шумное оборудование; 2 — экран со звукопоглощающей облицовкой;
3 — рабочее место; 4 — дисковая пила
В тех случаях, когда невозможно изолировать шумные машины
или в связи с необходимостью следить за рабочим процессом, пульт
управления машин заключают в звукоизолированную кабину со
смотровым .окном, при этом помещение кабины акустически обра-
батывается.
Для защиты работающих от непосредственного (прямого) воз-
действия шума используют экраны, устанавливаемые между источ-
ником шума и рабочим местом (рис. 49, а). Акустический эффект
экрана основан на образовании за ним области тени, куда звуко-
вые волны проникают лишь частично. Степень проникновения
151
зависит от соотношения между размерами экрана и длиной волны X:
чем больше %, тем меньше при данных размерах область тени за
экраном, а следовательно, и снижение шума. По этой причине экраны
применяют в основном для защиты от средне- и высокочастотного
шума. На низких частотах экраны малоэффективны, так как за счет
эффекта дифракции звук легко их огибает. Важно также расстояние
от источника шума до экранируемого рабочего места — чем оно
меньше, тем больше эффективность экрана.
Для повышения эффективности экраны часто делают сложной
формы (рис. 49, б, в), при этом их облицовывают звукоизолирующим
материалом. В шумных цехах ряд рабочих мест, например, опера-
торов пультов управления размещают в звукоизолированных каби-
нах.
Глушители шума. Они применяются в основном для уменьшения
шума различных аэрогазодинамических установок и устройств.
В практике борьбы с шумом используют глушители различных
конструкций, выбор которых зависит от конкретных условий каж-
дой установки, спектра шума и требуемого заглушения.
Глушители принято разделять на активные и реактивные. Принад-
лежность тому или иному классу определяется по принципу работы:
активные глушители, содержащие звукопоглощающий материал,
поглощают поступившую в них звуковую энергию, а реактивные
отражают ее обратно к источнику.
Наиболее простым глушителем активного типа является обли-
цовка канала звукопоглощающим материалом, так называемый труб-
чатый глушитель. Принципиальные схемы глушителей этого типа
показаны на рис. 50, а. Волокнистый звукопоглощающий материал
применяют в виде набивки или в виде матов, которыми обертывается
внутренняя перфорированная труба. Обычно шаг перфорации t = 2d,
где d — диаметр перфорации (4—8 мм); коэффициент перфорации
при этом равен 0,2. Уменьшение этого значения коэффициента пер-
форации приводит к заметному снижению эффективности глушения
на высоких частотах:
Для сокращения длины глушителя за счет повышения его эффек-
тивности в канале устанавливают звукопоглощающие пластины,
разбивая его тем самым на ряд отдельных каналов меньшего попе-
речного сечения (рис. 50, б).
Снижение шума в трубчатом глушителе (круглом или квадратном)
может быть определено по опытным данным.
Эффективное снижение шума обеспечивают сотовые глушители
(рис. 50, в), хотя применение их в ряде случаев затруднительно
из-за относительно высокого гидравлического сопротивления и
невозможности осуществления проходного канала.
Затухание шума на облицованных поворотах (рис. 50, г) может
быть значительным — до 10—15 дБ.
Необходимая длина глушителя /тр (м) может быть определена
по формуле
1 _______
(19)
152
где — требуемое заглушение, дБ; АЛ — заглушение на 1 м
длины глушителя (берется из справочников).
Проектная длина глушителя принимается по наибольшему из
всех значений £тр, полученных в результате расчета для отдельных
октавных полос.
Рис. 50. Глушители активного типа:
а — трубчатый; б — пластинчатый; в — сотовый; г — звукопоглощающая облицовка пово-
рота; д — глушитель с цилиндрическими элементами; 1 — трубопровод; 2 — корпус глуши-
теля; 3 — перфорированная стенка; 4 — стеклоткань; 5 — звукопоглощающий материал
Звукопоглощающие элементы можно изготовлять в виде цилинд-
ров, располагаемых параллельно оси канала. В крупных глушите-
лях их удобно подвешивать в вертикальном положении (рис. 50, д).
Экранные глушители могут устанавливаться на выходе из канала
в атмосферу или на входе в канал (рис. 51).
На низких частотах экран практически не оказывает действия
на излучаемый шум. На высоких частотах эффективность его уста-
153
новки может составлять 10—25 дБ, причем максимальный эффект
наблюдается в осевом направлении.
Большое значение имеет расстояние экрана до канала и диаметр
экрана — чем ближе экран расположен и чем больше его диаметр,
тем эффективнее его установка. Диаметр экрана принимается обычно
Рис. 51. Экранные глушители:
1 — металлический лист; 2 — звукопоглощающий материал
в 2 раза большим, чем диаметр канала. Что же касается расстояния
экрана от конца канала, то здесь требования акустики приходят
в противоречие с требованиями аэродинамики, так как при слишком
близком расположении экрана резко увеличивается гидравличе-
ское сопротивление. Поэтому при установке экранов приходится
находить' оптимальное решение.
Рис. 52. Реактивные глушители:
а — камерный; б — резонансный; в — четвертьволновый; г — глушитель
шума выпуска мотоциклетного двигателя
Глушители шума реактивного типа, работающие по принципу
фильтров, применяют для снижения шума с резко выраженными
дискретными составляющими, а также для заглушения шума в узких
частотных полосах.
Схемы простейших реактивных глушителей показаны на рис. 52.
Эти глушители типа расширительных камер (рис. 52, а) и резонанс-
154
ные глушители в виде камер объемом V (рис. 52, б) или в виде узких
отростков (рис. 52, в), длина которых равна 1/4 длины волны заглу-
шаемого звука. Такие глушители, настроенные на частоты наиболее
интенсивных составляющих путем соответствующего расчета раз-
меров элементов глушителей (объема камер, длины отростков пло-
щади отверстий и т. д.), обеспечивают значительное снижение шума
(до 20—30 дБ).
Для получения требуемого снижения шума в широком диапа-
зоне частот глушители выполняют в виде набора различных шумо-
глушащих элементов и имеют сложную форму.
При устройстве глушителей шума любого типа важно, чтобы
они не ухудшали работу заглушаемой машины. Используя волны,
отраженные от глушителя к машине («акустический наддув»), в ряде
случаев можно одновременно с уменьшением шума улучшить рабо-
чие характеристики машины.
§ 43. Средства индивидуальной защиты от шума.
Защита от ультразвука
Часто неэкономично, а иногда практически невозможно умень-
шить шум до допустимых величин общетехническими мероприятиями.
Например, при таких производственных процессах, как клепка,
обрубка, штамповка, зачистка при испытании двигателей внутрен-
него сгорания и т. д., средства индивидуальной защиты являются
основными мерами, предотвращающими профессиональные заболе-
вания работающих.
К средствам индивидуальной защиты (противошумам) отно-
сятся вкладыши, наушники и шлемы.
Вкладыши. Это вставленные в слуховой канал мягкие тампоны
из ультратонкого волокна, иногда, пропитанные смесью воска и
парафина, и жесткие вкладыши (эбонитовые, резиновые) в форме
конуса. Вкладыши — это самые дешевые и компактные средства
защиты от шума, но недостаточно эффективные (снижение шума
5—20 дБ) и в ряде случаев неудобные, так как раздражают слухо-
вой канал.
Наушники. В промышленности широко применяются наушники
типа ВЦНИИОТ. Наушники плотно облегают ушную раковину и
удерживаются дугообразной пружиной. Ниже приведена акусти-
ческая характеристика наушников ВЦНИИОТ-2:
Среднегеометрические частоты полос, Гц 125 250 500 1000 2000 4000 8000
Снижение уровня звукового давления,
дБ........................... 7 11	14	22	35	47	38
Как видно отсюда, наушники наиболее эффективны на высоких
частотах, что необходимо учитывать при их использовании.
Шлемы. При воздействии шумов с высокими уровнями (более
120 дБ) вкладыши и наушники не обеспечивают необходимой защиты,
155
так как шум действует непосредственно на мозг человека, проникая
через черепную коробку. В этих случаях и применяются шлемы.
Ультразвук находит широкое применение в металлообрабатыва-
ющей промышленности, машиностроении, металлургии и т. д. Частота
применяемого ультразвука от 20 кГц до 1 мГц, мощности — до
нескольких киловатт.
Ультразвук оказывает вредное воздействие на организм чело-
века. У работающих с ультразвуковыми установками нередко
наблюдаются функциональные нарушения нервной системы, изме-
нения давления, состава и свойства крови. Часты жалобы на голов-
ные боли, быструю утомляемость, потерю слуховой чувствитель-
ности.
Ультразвук может действовать на человека как через воздушную
среду, так и через жидкую или твердую (контактное действие на
Руки).
Уровни звуковых давлений в диапазоне частот от 11 до 20 кГц
не должны превышать соответственно 75—110 дБ, а общий уровень
звукового давления в диапазоне частот 20—100 кГц не должен пре-
вышать 110 дБ.
Защита от действия ультразвука при воздушном облучении может
быть обеспечена:
1)	путем использования в оборудовании более высоких рабо-
чих частот, для которых допустимые уровни звукового давления
выше;
2)	путем выполнения оборудования, излучающего ультразвук,
в звукоизолирующем исполнении (типа кожухов). Такие кожухи
изготовляют из листовой стали или дюралюминия (толщиной 1 мм)
с обклейкой резиной или руберойдом, а также из гетинакса (толщи-
ной 5 мм). Эластичные кожухи могут быть изготовлены из трех
слоев резины общей толщиной 3—5 мм. Применение кожухов,
например, в установках для очистки деталей, дает снижение уровня
ультразвука на 20—30 дБ в слышимом диапазоне частот и 60—80
дБ — в ультразвуковом;
3)	путем устройства экранов, в том числе прозрачных, между
оборудованием и работающим;
4)	размещением ультразвуковых установок в специальных поме-
щениях, выгородках или кабинах, если перечисленными выше
мероприятиями невозможно получить необходимый эффект.
Защита от действия ультразвука при контактном облучении
состоит в полном исключении непосредственного соприкосновения
работающих с инструментом, жидкостью и изделиями, поскольку
такое воздействие наиболее вредно.
Загрузка и выгрузка изделий должны производиться при выклю-
ченном источнике ультразвука. В тех случаях, когда выключение
установки нежелательно, применяют специальные приспособления,
например, в ваннах для очистки изделия погружают в ванну в сет-
ках, снабженных ручками с виброизолирующим покрытием (пори-
стая резина, поролон и т. п.). Применение резиновых перчаток также
обеспечивает необходимую защиту.
156
§ 44.	Приборы для измерения шума
Измерение шума проводят с целью определения уровней звуковых
давлений на рабочих местах и соответствия их санитарным нормам,
а также для разработки и оценки эффективности различных шумо-
глушащих мероприятий.
Основным прибором для измерения шума является шумомер.
В шумомере звук, воспринимаемый микрофоном, преобразуется
в электрические колебания, которые усиливаются и затем, пройдя
через корректирующие фильтры и выпрямитель, регистрируются
стрелочными прибором.
Диапазон измеряемых суммарных уровней шума обычно состав-
ляет 30—130 дБ при частотных границах 50—8000 Гц.
Шумомеры имеют переключатель, позволяющий вести измере-
ния по трем шкалам: А, В, С (или линейной шкале).
В шумомерах используют электродинамические и конденсатор-
ные микрофоны.
Для определения спектров шума шумомер подключают к фильт-
рам и анализаторам.
В ряде случаев шум записывается на магнитофон (через шумо-
мер) и затем в лабораторных условиях анализируется.
Измерения шума на рабочих местах промышленных предприя-
тий производят на уровне уха работающего при включении не менее
2/3 установленного оборудования.
В настоящее время для измерений шума используют отечест-
венные шумомеры Ш-63, Ш-70, прибор ИШВ в комплекте с октав-
ными фильтрами. Для анализа шума применяют спектрометр С34.
Из зарубежных приборов хорошие характеристики имеют аку-
стические комплекты фирм «RFT» и «Брюль и Кьер».
Глава 6
ЗАЩИТА ОТ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ПОЛЕЙ
Новые технологические процессы, использующие возникновение
тепла в нагреваемых предметах, такие, как нагрев металлов при
плавке и ковке, сушка и склеивание древесины и т. п., основаны
на применении электромагнитных полей высокой и сверхвысокой
частоты. Эти технологические процессы протекают с большой ско-
ростью, обеспечивают высокое качество обработки материалов и
поэтому экономически эффективны. Кроме того, их применение
дает значительное улучшение условий труда, так как отсутствие
плавильных или нагревательных печей, работающих на нефти или
газе, снижает загазованность воздуха па рабочих местах, умень-
шает интенсивность теплового облучения.
Радиотехнические и электронные устройства, использующие
электромагнитные колебания, находят широкое применение в радио-
связи, радиолокации, радиотелеметрии, радионавигации и т. д.
Такая радиоаппаратура настраивается и испытывается как перед
монтажом, так и во время ее эксплуатации.
Применение новых технологических процессов, радиотехничес-
ких приборов и систем обусловило появление ряда новых проблем
по защите персонала от воздействия электромагнитных излучений.
Электромагнитные поля радиочастот могут оказывать вредное дей-
ствие на организм, причем их опасность увеличивается тем, что они
не обнаруживаются органами чувств.
§ 45.	Характеристики электромагнитных полей
Электромагнитное поле характеризуется векторами напряжен-
ности электрического Е (В/м) и магнитного Н (А/м) полей. Векторы
Е и Н бегущей электромагнитной волны всегда взаимно перпенди-
кулярны. При распространении в проводящей среде они связаны
соотношением
=	(20)
где со — круговая частота электромагнитных колебаний; у — удель-
ная проводимость вещества экрана; ц — магнитная проницаемость
этого вещества; к — коэффициент затухания; z — расстояние от
входной плоскости экрана до рассматриваемой точки.
158
При распространении в вакууме или воздухе Е = 377 Н.
Распространение электромагнитных волн связано с переносом
энергии в поле. Вектор плотности потока энергии (интенсивность)
электромагнитных волн J (Вт/м2) называется вектором Умова —
Пойнтинга и определяется по формуле
7=2? хя.
Согласно теории электромагнитного поля пространство около
источника переменного электрического или магнитного полей делится
на две зоны: ближнюю зону, или зону индукции, которая находится
К X
на расстоянии Я	— длина волны, определяемая из
соотношения
где с — скорость распространения электромаг-
нитных возмущений (для вакуума или воздуха — скорость света),
/ — частота электромагнитных колебаний] и зону излучения, которая
находится на расстоянии — .
В зоне индукции (ближнее поле) еще не сформировалась бегу-
щая электромагнитная волна и электрическое и магнитное поле
можно считать независящими друг от друга, поэтому нормирование
в этой зоне ведется как по электрической, так и по магнитной состав-
ляющим электромагнитного поля. В зоне излучения (волновой зоне)
поле характеризуется бегущей электромагнитной волной, наиболее
важным параметром которой является плотность потока мощности.
Нормирование в этой зоне ведется по интенсивности, которая обратно
пропорциональна квадрату расстояния до точечного источника:
__ Рист
4л/?2’
где Рист — мощность излучения источника.
Если этот источник направленного действия (антенна), то
Р ист&
4лЯ2 ’
(21)
где G —- коэффициент усиления антенны, определяемый из ее рас-
чета.
Таблица 9
Классификация электромагнитных волн радиочастот
Поддиапазон и его обозначение	Частота, Гц	Длина волн, м
Длинноволновый (ДВ) 	 Средневолновый (СВ) 	 Коротковолновый (КВ) 	 Ультракоротковолновый (УКВ). . Сверхвысоких частот (СВЧ) . . .	со оо оо оо оо Ь*. l-Л. l-Л. о о о о о « « 3 W 1 1 1 1	1 оо оо со оо оо о о о о о 1—1 <0 ОС	сл	10 000-1000 1 000-100 100—1.0 1,0-0.1 0,1-0,001
159
Источниками электромагнитного излучения являются индук-
торы, конденсаторы термических установок с ламповыми генерато-
рами (мощность которых обычно лежит в пределах от 8 до 200 кВт);
фидерные линии, соединяющие отдельные части генераторов, транс-
форматоры, антенны, фланцевые соединения волноводных трактов,
открытые концы волноводов, генераторы сверхвысоких частот.
В зависимости от длины волны, генерируемой этими источниками,
весь радиодиапазон электромагнитных полей разбивается на под-
диапазоны, приведенные в табл. 9.
§ 46.	Воздействие переменных электромагнитных полей
на человека
Воздействие электромагнитных полей на человека зависит от
напряженностей электрического и магнитного полей, интенсивности
потока энергии, частоты колебаний, локализации облучений на
поверхности тела и индивидуальных особенностей организма.
Механизм этого воздействия заключается в том, что в электри-
ческом поле атомы и молекулы, из которых состоит человеческое
тело, поляризуются, а полярные молекулы (например, воды), кроме
того, ориентируются по направлению распространения электромаг-
нитного поля. В электролитах, которыми являются жидкие состав-
ляющие тканей, крови, межклеточной жидкости и т. п., после при-
ложения внешнего поля появляются иопныелцки. Переменное элек-
трическое поле вызывает нагрев тканей тела человека как за счет
переменной поляризации диэлектриков, так и за счет появления токов
проводимости.
Тепловой эффект является следствием поглощения энергии элек-
тромагнитного поля. Кроме того, имеет место отражение электромаг-
нитных волн от поверхности человеческого тела из-за изменения
на этой границе волнового сопротивления среды.
Поглощение энергии и возникновение ионных токов сопро-
вождается специфическим воздействием на биологические ткани,
поскольку нарушается тонкая структура электрических потенци-
алов и циркуляции жидкости в клетках и внутренних органах.
Переменное магнитное поле приводит к изменению ориентации маг-
нитных моментов атомов и молекул. Этот эффект слабее вызываемого
внешним электрическим полем, но он также небезразличен для орга-
низма.
Чем больше напряженность поля и чем больше время воздействия,
тем указанные эффекты проявляются сильнее.
Повышение частоты колебаний приводит к увеличению прово-
димости тела, доли поглощенной энергии и уменьшению глубины
проникания воли. Эксперименты показали, что излучение с длинами
волн короче 10 см в значительной степени поглощается кожей; излу-
чение с длинами волн 10—30 см поглощается в меньшей степени
(на 30—40%), однако в этом случае поглощение происходит преиму-
щественно во внутренних органах. Такое излучение наиболее вредно.
160
Избыточное тепло отводится до известного предела путем уве-
личения нагрузки на механизм терморегуляции. Начиная с неко-
торой величины (J > 10 мВт/см2), называемой тепловым поро-
гом, организм не справляется с отводом образующегося тепла,
температура тела повышается, что приносит большой вред здо-
ровью.
Поглощение наиболее интенсивно в органах с большим содержа-
нием воды (кровь, мышцы, легкие, печень). Однако нагрев наиболее
вреден для тканей со слаборазвитой сосудистой системой или с недос-
таточным кровообращением и недостаточно развитой системой термо-
регуляции (глаза, мозг, почки, желудок, кишки, желчный и мочевой
пузыри). Облучение глаз вызывает помутнение хрусталика (ката-
ракту). Обычно катаракта развивается не сразу, а через несколько
дней или недель после облучения.
Кроме теплового воздействия на ткани человека, как на диэлек-
трические материалы, обладающие некоторой проводимостью, элек-
тромагнитные поля оказывают воздействие на ткани как на биоло-
гические объекты. Они непосредственно влияют на нервную систему,
изменяют ориентацию клеток или цепей молекул в соответствии с
направлением силовых линий электрического поля, биохимичес-
кую активность белковых молекул и состав крови. Нарушаются
функции сердечно-сосудистой системы. Наблюдаются изменения
углеводного, белкового и минерального обмена веществ. Однако
эти изменения носят функциональный, обратимый характер; доста-
точно прекратить облучение недопустимого уровня — и болезнен-
ные явления исчезают.
§ 47.	Нормирование электромагнитных полей.
Методы защиты
Действующие в Советском Союзе уровни допустимого облуче-
ния настолько малы, что они не вызывают каких-либо изменений
в организме даже при длительном систематическом облучении.
«Санитарные нормы и правила при работе с источниками электро-
магнитных полей высоких, ультравысоких и сверхвысоких частот»
№ 848—70 предусматривают следующие предельно допустимые
величины: напряженность электромагнитных полей радиочастот
на рабочих местах не должна превышать по электрической состав-
ляющей 20 В/м в диапазоне частот 100 кГц — 30 МГц и 5 В/м в ди-
апазоне частот 30—300 МГц; по магнитной составляющей предельная
величина равна 5 А/м в диапазоне частот 100 кГц — 1,5 МГц. В диа-
пазоне СВЧ 300—300 000 МГц максимально допустимая плотность
потока мощности при облучении в течение всего рабочего дня состав-
ляет 10 мкВт/см2, при облучении не более 2 ч за рабочий день — 100
мкВт/см2 и при облучении не более 15—20 мин 1000 мкВт/см2 при
условии обязательного использования защитных очков. В остальное
рабочее время интенсивность облучения не должна превы-
шать 10 мкВт/см2.
6 п/р. Юдина Е. Я.
161
В диапазоне СВЧ для лиц, не связанных профессионально с облу-
чением, и для населения плотность потока мощности не должна
превышать 1 мкВт/см2.
Из формулы (21) видно, что ослабление мощности электромаг-
нитного поля на рабочем месте можно достигнуть путем увеличения
расстояния между антенной и рабочим местом; уменьшения мощности
излучения генератора; установки отражающего или поглощающего
экранов между антенной и рабочим местом; применения индивиду-
альных средств защиты.
«Защита расстоянием» является наиболее простым и эффективным
методом. Он вполне применим для персонала, которому при выпол-
нении работы нет необходимости находиться вблизи источников
электромагнитного излучения, а также при дистанционном управ-
лении излучающей установкой. Для того чтобы иметь возможность
Рис. 53. Конструкции поглощающих нагрузок для коаксиальных линий
и волноводов
использовать этот метод, помещение, в котором ведутся работы,
должно быть достаточных размеров.
Одним из способов снижения излучаемой мощности является
замена мощного генератора менее мощным, если это возможно по
технологии выполнения работ. Другим путем уменьшения мощно-
сти излучения может быть применение поглощающих нагрузок —
эквивалентов антенн или ослабителей мощности — аттенюаторов,
которые полностью поглощают или в необходимой степени ослабляют
передаваемую энергию на пути ее от генератора к излучающему
устройству.
Поглощающие нагрузки бывают коаксиальные и волноводные,
их схемы представлены на рис. 53. Поглотителем энергии служит
графитовый или специальный углеродистый состав, а также различ-
ные диэлектрики с потерями. Для охлаждения поглощающих нагру-
зок применяют охлаждающие ребра (рис. 53, г) или проточную воду
(рис. 53, в, е). Для согласования коаксиальных линий и волново-
дов с поглощающими нагрузками используют скошенные (рис. 53, а
иг), а также клинообразные (рис. 53, бив) и ступенчатые (рис. 53, д)
переходы или же диэлектрические шайбы (рис. 53, е).
162
Аттенюаторы, применяемые для понижения мощности излучения
до необходимого значения и используемые в коаксиальных линиях
и волноводах, бывают постоянные и переменные. Первые из них
работают на принципе поглощения электромагнитных колебаний
материалами с большим коэффициентом поглощения. К таким мате-
риалам относятся резина, полистирол и др. На рис. 54 изображены
различные типы аттенюаторов с постоянным затуханием. Волновод-
ные аттенюаторы с переменным затуханием ножевого и пластин-
чатого типа приведены на рис. 55. «Нож» (рис. 55, а) и пластины
(рис. 55, б) таких аттенюаторов изготовляют из диэлектрика, покры-
того тонкой металлической пленкой, и помещают параллельно элек-
трическим силовым линиям электромагнитного поля. Регулировка
величины затухания аттенюаторов производится погружением «ножа»
в волновод или сближением пластин, вследствие чего увеличивается
поглощение энергии диэлектриком аттенюатора.
Рис. 55. Волповодпые переменные атте-
нюаторы
При правильном использовании поглощающих нагрузок и аттеню-
аторов интенсивность излучения электромагнитной энергии в окру-
жающее пространство ослабляется на 60 дБ и более, а плотность
потока мощности достигает величины менее 10 мкВт/см2.
Весьма эффективным и часто применяемым методом защиты от
электромагнитных излучении является установка экранов. Экрани-
ровать можно или сам источник излучения, или рабочее место. Отра-
жающие экраны делают из хорошо проводящих металлов — алюми-
ния, стали, лучше — из меди и латуни. Защитное действие обуслов-
лено тем, что экранируемое поло создает в экране токи Фуко, наво-
дящие в нем вторичное поле, по амплитуде почти равное, а по фазе
противоположное экранируемому полю. Результирующее поле, полу-
чающееся при сложении этих двух полей, очень быстро убывает
в экране, проникая в него на незначительную величину.
Рассчитаем ослабление, даваемое экраном, и толщину экрана.
Обозначим через Ро, Jo — мощность и плотность потока мощности
экранируемого излучения; Р, J — мощность и плотность потока
мощности (ослабленного) излучения за экраном. Тогда ослабление
6*
163
излучения (дБ) можно определить по формуле
Z = 101gJ=101g^.
Скорость уменьшения амплитуды падающей волны по мере ее
проникновения в проводящую среду характеризует понятие глубины
проникновения, под которой понимают расстояние вдоль распростра-
нения волны, на котором амплитуда падающей волны Еа (или На)
уменьшается в е раз [см. формулу (20)]. Глубину проникновения
определяют из выражения
.	е"Й2 = е'1,
7 А	1
т. е. kz = 1, z = -z~.
’ к
Коэффициент
где у — проводимость 1/0мм; jll — магнитная проницаемость,
Ом с/м = Г/м.
Следовательно, глубина проникновения зависит от свойств
проводящей среды и от частоты со.
Так, если электромагнитная волна имеет частоту / = 9 кГц
и проникает в сроду, у которой у = 105 1/Ом см (сталь), то
^£ = 103,
где |л0 — проводимость вакуума; р, = р,арг (р,а = 4л-10'9 Г/ем).
Величина коэффициента
188,41/™.
Отсюда глубина проникновения
z = = 0,005 см = 0,05 мм.
к ’
Таким образом, на маленьком расстоянии 0,05 мм амплитуда
падающей волны Еа и На снизится в 2,7 раза даже при очень низкой
частоте; с ростом частоты эта величина уменьшается еще более.
Глубину проникновения можно вычислить и для любого заранее
заданного ослабления электромагнитного поля, если член ослабле-
ния e~hz приравнять заданной величине М\
= М.
Прологарифмировав это выражение п решив его относительно z,
получим
__In Л/ _ In М
164
Исходя из прочности экранов, они должны изготовляться тол-
щиной не менее 0,5 мм из листового материала с высокой электро-
проводностью. Смотровые окна и другие технологические отверстия
нужно экранировать густой металлической сеткой с ячейками не
более 4 X мм. Экран должен заземляться. Швы между отдель-
ными листами экрана или сетки должны обеспечивать надежный
электрический контакт между соединяемыми элементами, так как
иначе эффективность экранирования будет недостаточной. Шов вы-
полняется сваркой, пайкой или точечной электросваркой с шагом
не более 50—100 мм.
Для защиты работающих от электромагнитных излучений сле-
дует также применять заземленные экраны в виде камер или шкафов,
в которые помещается целиком передающая аппаратура; кожухов,
Рис. 56. Экранирование волноводными фильтрами:
а — индуктора; б — конденсатора
ограждающих только антенны; ширм, устанавливаемых на пути
излучения.
Если отраженная от экрана радиоволна может попасть на рабо-
чее место, то экран покрывают радиопоглощающим материалом.
В качестве поглощающих материалов применяют следующие пред-
меты: коврики резиновые марки ВКФ-1, В2Ф2, В2ФЗ, пластины
магнитодиэлектрическиё марки ХВ — 0,8; ХВ —2,0; ХВ — 3,2 ит. д.
(цифра указывает длину волны), поглощащщее покрытие на основе
поролона типа «Болото». Эти материалы имеют коэффициент отра-
жения по мощности не более 1—2%.
Фидерные двухпроводные линии, подводящие ток к рабочим
контурам, экранируют стальными или алюминиевыми трубами.
Лучше выполнять фидерные, линии коаксиальным проводом, тогда
экранирование их не требуется.
Индукторы и конденсаторы экранируют, как показано на рис. 56.
Если же индуктор невозможно экранировать, то установку необхо-
димо снабдить педальным устройством, позволяющим включать
вторичный контур нажатием педали только после введения детали
в контур, которая резко уменьшает излучение индуктора.
165
Для оценки качества экрана пользуются понятием эффектив-
ности, которое определяется следующим образом.
Пусть при отсутствии экрана максимальное значение магнитной
напряженности поля на расстоянии R от оси индукционной катушки
равно Нт (R). После заключения катушки в экран максимальное
значение напряженности поля на том же расстоянии от оси катушки
уменьшится и станет равным НЭт (Я). Предполагается, что ток
в катушке сохраняет прежнее значение.
Эффективность экранирования на расстоянии R от оси катушки
выражается отношением
^э?п
Если экран сплошной и напряженность поля на рабочем месте
известна, то требующуюся эффективность находят делением этой
величины на предельно допустимую напряженность магнитного поля.
Если экран имеет вид трубы, открытой с одного или с двух концов,
то эффективность экранирования рассчитывается в предположении,
что поле проникает только через эти отверстия, а не сквозь материал
экрана. Тогда эффективность экранирования на рабочем месте
можно ориентировочно оценить по формуле
Э(Я)~еЧ	(22)
1,84
где ун = -^----для цилиндрических экранов кругового сечения
радиусом а; I — расстояние от открытого конца до ближайшего
витка катушки вдоль оси экрана (если экран открыт с обеих сторон,
берется меньшее из двух указанных расстояний).
Из формулы видно, что для достижения лучшей эффективности
экранирования отношение I к а должно быть возможно большим.
При диэлектрическом нагреве рабочие конденсаторы помещают
в специальные камеры, которые тоже следует экранировать. Если же
конденсатор находится в помещении, его экранируют прямоугольной
полой трубой, изготовленной из тех же материалов, что и камера.
Эффективность экранирования в этом случае приближенно опре-
деляют по формуле
nl
9(R)~ea,
где I — расстояние от концов пластин конденсатора до концов трубы;
а — ширина трубы.
Если же эффективностью экранирования задаются заранее, то
высоту цилиндра или прямоугольной трубы, на которую экран должен
выступать над верхним витком индукцйонной катушки или концов
пластин конденсатора находим, преобразуя формулу (22),
с = 1па(Д) iga (/?)
Ун 0,434уп
В зависимости от технологического процесса высокочастотные
установки могут размещаться в отдельных помещениях или в общем
166
производственном помещении непосредственно в технологическом
потоке. Электромагнитная энергия, излучаемая отдельными эле-
ментами электротермических установок и радиотехнической аппара-
турой, при отсутствии экранов распространяется в помещении. При
этом она частично отражается от стен и перекрытий, частично про-
ходит сквозь них и в небольшой степени рассеивается в них. В резуль-
тате образования стоячих волн в помещении могут создаваться
зоны, плотность электромагнитного излучения в которых будет
больше первоначальной плотности потока мощности, создаваемой
источником. Поэтому работы по настройке, регулировке и испы-
таниям установок следует проводить в отдельных, специально
выделенных помещениях, которые должны отвечать ряду требова-
ний.
Прежде всего эти помещения должны быть изолированы от дру-
гих помещений данного здания и иметь непосредственный выход
в коридор или наружу. В них должно быть как можно меньше смеж-
ных помещений, чтобы меньшее число людей могло подвергаться
облучению радиоволнами. Для этой цели подходят угловые помещения
первого и последнего этажей зданий.
Помещения, в которых проводятся работы по настройке, регули-
ровке и испытаниям установок, устраивают так, чтобы при включении
установок на полную мощность их излучение практически не про-
никало через стены, перекрытия, оконные проемы и двери в смеж-
ные помещения.
Данные об ослаблении излучений элементами конструкций
зданий приведены в табл. 10.
Таблица 10
Ослабление электромагнитных излучений строительными конструкциями
Наименование материалов и элементов конструкций	Ослабление потока мощности, дБ	
	Х==3,2 см	к = 10,6 см
Кирпичная стена толщиной 70 см ... Шлакобетонная стена толщиной 46 см Древесноволокнистая плита толщиной 1,8 см			21 20,5 0 13,0	16,0 14,5 3,2 7,0
Окна с двойными рамами, стекло сили- катное 			
Толщину стен и перекрытий таких помещений определяют в каж-
дом случае расчетным путем исходя из мощности установок и погло-
щающих свойств строительных материалов. Материалы степ и пере-
крытий зданий, в том числе и окрасочные материалы, обладают раз-
личной не только поглощательной, но и отражательной способностью.
Масляная краска, например, создает гладкую поверхность, отража-
ющую до 30% электромагнитной энергии сантиметрового диапазона.
Известковые покрытия обладают малой отражательной способностью.
Поэтому для уменьшения отражений электромагнитной энергии
потолок целесообразно покрывать известковой или меловой краской,
167
а там, где необходимо, аквадагом (СБГ-1, ВТУ МХП № 331—52),
который уменьшает отражение в 4—5 раз.
Если же стены и перекрытия помещения, выделенного для на-
стройки и испытаний радиоаппаратуры, не обеспечивают требу-
емого поглощения энергии излучения, то их следует дополнительно
облицевать экранирующими_или поглощающими материалами. Необ-
ходимость в Дополнительном экранировании конструктивных час-
тей помещения определяется в каждом случае расчетом или экспе-
риментально путем измерения плотности потока мощности или напря-
женности поля, проникших в смежные помещения.
Металлические предметы отражают радиоволны, рассеивая их
по всему помещению, поэтому они должны занимать в помещении
пе более 20—30% его площади. На каждую действующую, располо-
женную в отдельном помещении установку, должно приходиться
не менее 25 м2 при мощности 30 кВт и 40 м2 при мощности больше
30 кВт. Для вновь монтируемых установок необходимо выделять
площадь соответственно 40 и 70 м2.
Помещения для настройки, отработки и испытании аппаратуры
должны быть оборудованы световыми сигнальными устройствами,
предупреждающими о том, что там ведутся работы с излучениехМ радио-
волн, а также иметь заземляющий контур, так как при эксплуа-
тации высокочастотных установок необходимо принимать меры про-
тив поражения электрическим током. Требуется устройство защит-
ного заземления металлических частей установок, металлических
экранов и систем водоохлаждения; следует помнить о том, что
вода электропроводна. Поэтому шланги следует изготовлять из изо-
лирующего материала, металлические патрубки в местах соеди-
нения со шлангами и металлические наконечники шлангов необхо-
димо заземлять.
С целью исключения опасных воздействий тока в промышленных
установках применяют автоматическую блокировку, аварийное отклю-
чение или защитные автоматы для запрещения работы при снятом
ограждении.
Защитное отключение особенно удобно как средство электро-
безопасности на подвижных производственных установках. Оно
может быть применено как самостоятельное, так и совместно с дру-
гими защитными средствами.
В тех случаях, когда рассмотренные методы защиты от электро-
магнитного излучения не дают достаточного эффекта, например,
при настройке антенно-фидерных устройств и определении раз-
решающей способности радиолокационных станций, где плотность
потока мощности достигает сотен и даже тысяч микроватт на 1 см2,
необходимо пользоваться средствами индивидуальной защиты.
К средствам индивидуальной защиты от электромагнитного излу- v
чения относятся комбинезоны, халаты, очки.	1
Комбинезоны и халаты изготовляют из трех слоев ткани: наруж-
ный и внутренний слои делаются из хлопчатобумажной диагонали
и ситца, средний защитный слой — из радиотехнической ткани типа
РТ арт. 1551/2158, имеющей проводящую сетку.
168
Среднее значение ослабления энергии электромагнитного поля
с длиной волны 3 см при углах падения 0—80° должно быть не менее
21 дБ.
Если работа в комбинезоне производится в стесненных условиях,
где возможна опасность поражения электрическим током, то необ-
ходимо производить заземление комбинезона с помощью отвода на
талии, соединенного с заземляющим проводом.
Для защиты глаз от электромагнитного излучения применяют
очки марки ОРЗ-5, вмонтированные в капюшон или же применяемые
отдельно. Стекла очков покрыты полупроводниковым оловом (SnO2),
которое дает ослабление электромагнитной энергии не менее 22 дБ
и является прозрачным для света.
§ 48. Измерение напряженности и плотности потока
мощности электромагнитных полей
Вблизи источников излучения (в зоне индукции) в диапазоне
частот от 50 Гц до 30 МГц электромагнитное поле можно рассматри-
вать как совокупность практически независимых электрического
и магнитного полей. Поэтому приборы, работающие в этом диапа-
зоне, должны измерять порознь напряженность электрического
поля и напряженность магнитного поля.
Для измерения напряженностей поля применяют различные моди-
фикации прибора ИЭМП-1 (измерителя электромагнитного поля)
в зависимости от диапазонов частот и измеряемых напряженностей.
Прибор состоит из усилительного блока, набора антенн для изме-
рения электрической и магнитной составляющих поля, делителя
напряжения.
Для измерения электрической составляющей применяют диполь-
ную антенну, а для измерения магнитной составляющей — рамочную
антенну. Антенна вносится в поле там, где нужно измерить его напря-
женность; изменяя положение антенны относительно силовых линий
поля, добиваются максимального показания стрелки на шкале при-
бора.
Прибор используется при определении мер защиты от облучения
электромагнитными полями," при оценке их эффективности, для
отыскания зоны, в пределах которой напряженность поля выше
предельно допустимой величины. Технические характеристики
прибора: диапазон частот 50 Гц — 100 кГц; 100 кГц — 30 МГц
по электрическому полю и 100 кГц — 1,5 МГц по магнитному
полю.
Эффективное значение напряженностей — в рабочем диапазоне
частот по электрической составляющей равно 5—1000 В/м, по маг-
нитной составляющей 0,5—300 А/м; погрешность не превышает
20%.
Для измерения плотности потока мощности излучения в диапа-
зоне СВЧ используют различные радиотехнические приборы, такие
как измеритель плотности мощности ПО-1, измерители малых мощ-
169
ностей ВИМ-1, 45-И, ИММ-10 и ИММ-6, радар-тестеры 31-ИМ и РТ-10.
Наиболее распространенным из них является прибор ПО-1, так как
он комплектуется набором рупорных антенн и термисторных голо-
вок, что позволяет производить измерения в широком диапазоне
частот от 150 МГц до 10 ГГц. Ослабление, вносимое фидером и согла-
сующим аттенюатором, заранее учтено в конструкции прибора.
Измерения плотности потока мощности необходимо производить
при максимальной рабочей мощности излучающего прибора или же
при уменьшенной в несколько раз с последующим умножением изме-
ренной плотности потока мощности в п раз.
Г л а в a 7
ЗАЩИТА ОТ ИОНИЗИРУЮЩИХ ИЗЛУЧЕНИЙ
•	§ 49. Виды ионизирующих излучений,
их физическая природа и особенности распространения
К ионизирующим излучениям относятся корпускулярные (альфа,
бета, нейтронные) и электромагнитные (гамма, рентгеновское) излу-
чения, способные при взаимодействии с веществом создавать в нем
заряженные атомы и молекулы — ионы.
Альфа-частицы представляют собой поток ядер гелия, испускае-
мых веществом. Их энергия лежит в пределах от 3 до 9 МэВ. Чем
больше энергия частицы, тем больше полная ионизация, вызываемая
ею в веществе. Пробег альфа-частиц, испускаемых радиоактивными
веществами, достигает 8—9 см в воздухе, а в мягкой биологической
ткани — нескольких десятков микрометров. Обладая сравнительно
большой массой, альфа-частицы быстро теряют свою энергию при
взаимодействии с веществом, что обусловливает их низкую прони-
кающую способность и высокую удельную ионизацию, составляющую
в воздухе на 1 см пути несколько десятков тысяч пар ионов.
Бета-частицы — это поток электронов или позитронов, возника-
ющих при радиоактивном распаде. Скорость их близка к скорости
света, максимальная энергия лежит в диапазоне 0,0005—3,5 МэВ,
максимальный пробег в воздухе составляет 1800 см, а в биоло-
гических тканях 2,5 см. Ионизирующая способность бета-частиц
ниже (несколько десятков пар на 1 мм пробега), а проникаю-
щая способность выше, чем альфа-частиц, так как они обладают
значительно меньшей массой и большей скоростью распространения
в веществе.
Нейтроны (поток которых образует нейтронное излучение) пре-
образуют свою энергию в упругих и неупругих взаимодействиях
с ядрами атомов; при неупругих взаимодействиях возникает вторич-
ное излучение, которое может состоять как из заряженных частиц,
так и из гамма-квантов (гамма-излучение). При упругих взаимодей-
ствиях возможна обычная ионизация вещества. Проникающая
способность нейтронов существенно зависит от их энергии и состава
атомов вещества, с которым они взаимодействуют.
Гамма-излучение — это высокочастотное электромагнитное излу-
чение, возникающее при переходе атомов из одного энергетического
состояния в другое в процессе ядерных реакций или радиоактив-
ного распада. Гамма-лучи обладают большой проникающей спо-
собностью и малым ионизирующим действием. Энергия их лежит
в пределах 0401—3 МэВ.
171
Рентгеновское излучение представляет собой электромагнитное
излучение, возникающее при бомбардировке вещества потоком элек-
тронов. Оно представляет собой совокупность тормозного и характе-
ристического излучений, диапазон энергии квантов которых лежит
в пределах от 1.кэВ до 1 МэВ в зависимости от величины ускоряющего
напряжения между анодам и катодом. Практически рентгеновские
лучи могут возникнуть в любых электровакуумных установках,
в которых применяются достаточно большие напряжения (десятки
и сотни киловольт) для ускорения электронного пучка. Как и гамма-
излучение оно обладает малой ионизирующей способностью и большой
глубиной проникновения.
§ 50. Основные единицы измерения
и дозы радиоактивности
Активность радиоактивного препарата а — мера количества
радиоактивного вещества, выраженная числом актов распада атом-
ных ядер в единицу времени. За единицу активности принимается
распад в секунду (расп/с).
Внесистемной единицей активности является кюри. Кюри (Ки) —
это активность препарата, в котором в 1 с происходит 3,7-1010 рас-
падов ядер атомов. Производные единицы: 1 мКи — 3,7 -107 расп/с,
1 мкКи = 3,7 -Ю* расп/с.
Различают экспозиционную, поглощенную и эквивалентную дозы.
Для характеристики дозы по эффекту ионизации применяют
так называемую экспозиционную дозу рентгеновского и гамма-излу-
чений, которая равна заряду заряженных частиц одного знака,
образовавшихся в единице массы атмосферного воздуха под действием
ионизирующего излучения:
Л —0-
Х4эксл — т ,
где Q — заряд одного знака, образованный при поглощении гамма-
или рентгеновского излучения в воздухе массой т.
Единицей экспозиционной дозы рентгеновского и гамма-излу-
чений является кулон, деленный на килограмм (К/кг).
Внесистемной единицей экспозиционной дозы рентгеновского и
гамма-излучений является рентген. 1 рентген (Р) — доза, которая
в 1 см3 сухого воздуха при нормальных условиях производит в воз-
духе ионы, несущие заряд каждого знака в одну электростатическую
единицу. Эта единица характеризует ионизирующую способность
рентгеновского и гамма-излучения в воздухе, но не поглощенную
энергию.
Экспозиционная доза [К/кг-с, (Р/с)], отнесенная к единице вре-
мени, называется мощностью экспозиционной дозы; определяется
по формуле
п ____Дпксд
^експ----р-,
где t — время облучения.
172
Поглощенная доза излучения ДПОГл — это отношение энергии Е
излучения, поглощенной в некотором объеме среды, к массе т этого
объема, т. е.
77	——
/X погл — т •
За единицу поглощенной дозы излучения принимается джоуль,
деленный на килограмм.
Внесистемная единица поглощенной дозы излучения — рад;
1 рад = 10"2 Дж/кг. Производными единицами являются миллирад
(мрад) и микрорад (мкрад).
Величина поглощенной дозы зависит от свойств излучения и погло-
щающей среды.
Поглощенная доза [Вт/кг (рад/с)], отнесенная к единице времени,
называется мощностью поглощенной дозы; определяется по формуле
_____. Дпогл
ПОГЛ — j •
В связи с тем, что одинаковая поглощенная доза различных видов
излучения вызывает в единице массы биологической ткани различное
биологическое действие, введено понятие эквивалентной дозы.
Эквивалентная доза ионизирующего излучения Дэкв — величина,
введенная для оценки радиационной опасности хронического облу-
чения и определяемая произведением поглощенной дозы Д па
коэффициент качества КК данного вида излучения; определяется
по формуле
Дэкв = Д КК КР.
Единица эквивалентной дозы (биологический эквивалент рада)
называется бэр.
Для сравнения различных видов ионизирующих излучений по
ожидаемому биологическому эффекту используется коэффициент
качества КК, показывающий эффективность данного вида излучения
по отношению к рентгеновскому излучению с энергией 250 кэВ.
Соответствующие значения коэффициента качества приведены в
табл. 11.
Таблица 11
Коэффициенты качества КК различных видов ионизирующих излучений
при хроническом облучении всего тела
Вид излучения	кк	Вид излучения	кк
Гамма-излучение 	 Рентгеновское излучение . . . Электроны и позитроны .... Бета-излучение	 Альфа-излучение (£' = 10 МэВ) Протоны (Е = 10 МэВ)	 Тяжелые ядра отдачи		1 1 1 1 10 10 20	Нейтроны тепловые 		3 2,5 5 8 10 10,5 ‘ 7 6,5
		Нейтроны с энергией 5 кэВ . . То же, 20 кэВ 		
		»	100 кэВ		
		>	500 кэВ		
		>	1 МэВ 		
		»	5 МэВ 		
		>	10 МэВ		
			
173
Коэффициент распределения КР, используемый при расчете
ПДП (предельно допустимых поступлений) остеотроппых изо-
топов (кроме Ra-226), в настоящее время принят равным 5, если
рассчитывается доза альфа- и бета-излучений, и единице, если рассчи-
тывается доза гамма излучения; для Ra-226 КР = 1.
В дозиметрической практике часто сравнивают радиоактивные
препараты по их гамма-излучению. Если два препарата при тождест-
венных условиях измерения создают одну и ту же мощность экспо-
зиционной дозы, то говорят, что они имеют одинаковый гамма-
эквивалент. В качестве единицы применяют миллиграмм-эквивалент
радия (мг-экв Ra).
1 мг-экв Ra — это гамма-эквивалент радиоактивного препарата,
гамма-излучение которого при тождественных условиях измерения
создает такую же мощность дозы, что и гамма-излучение 1 мг радия
государственного эталона радия СССР при платиновом фильтре тол-
щиной 0,5 мм.
Обычно принимают, что 1 мг радия при платиновом фильтре
толщиной 0,5 мм создает мощность дозы 8,4 Р/ч на расстоянии 1 см
от источника, который предполагается точечным.
Дозу излучения (Р) на рабочем месте можно рассчитать по формуле
aKxt
Д = ~ЙГ’	(23)
где а — активность источника мКи; Ку — гамма-постоянная изо-
топа, которая берется из таблиц (Р -см2/ч-мКи); t — время облу-
чения2 ч; R — расстояние, см.
§ 51. Биологическое воздействие
ионизирующих излучений
Чем больше происходит в веществе актов ионизации под воздей-
ствием излучения, тем больше биологический эффект. Следовательно,
биологическое действие излучения зависит от числа образованных
пар ионов или от связанной с ним величины — поглощенной энергии.
Ионизация живой ткани приводит к разрыву молекулярных
связей и изменению химической структуры различных соединений.
Изменения в химическом составе значительного числа молекул
приводят к гибели клеток.
Под влиянием излучения в живой ткани происходит расщепление
воды на атомарный водород Н и гидроксильную группу ОН, которые,
обладая высокой химической активностью, вступают в соединение
с другими молекулами ткани и образуют новые химические соеди-
нения, несвойственные здоровой ткани. В результате происшедших
изменений нормальное течение биохимических процессов и обмен
веществ нарушаются.
Под влиянием ионизирующих излучений в организме может
происходить торможение функций кроветворных органов, наруше-
ние нормальной свертываемости крови и увеличение хрупкости крове-
174
носных сосудов, расстройство деятельности желудочно-кишечного
тракта и истощение организма, снижение сопротивляемости орга-
низма инфекционным заболеваниям и др.
Необходимо различать внешнее облучение и внутреннее. Под
внешним облучением следует понимать такое воздействие излучения
на человека, когда источник радиации расположен вне организма
и исключена вероятность попадания радиоактивных веществ внутрь
организма. Это имеет место, например, при работе на рентгеновских
аппаратах и ускорителях или при работе с радиоактивными вещест-
вами, находящимися в герметических ампулах. При внешнем облу-
чении наиболее опасны бета-, гамма-, рентгеновское и нейтронное
излучения. Биологический эффект зависит от дозы облучения, вида
его, времени воздействия, размеров облучаемой поверхности, инди-
видуальной чувствительности.
Альфа- и бета-частицы, обладая незначительной проникающей
способностью, вызывают при внешнем облучении только кожные
поражения. Жесткие рентгеновские и гамма-лучи могут привести
к летальному исходу, не вызвав при внешнем облучении изменения
кожных покровов.
При работе с радиоактивными веществами интенсивному облу-
чению могут подвергаться руки, поражение кожи которых может
быть хроническим или быстрым. Первые признаки хронического
поражения обнаруживаются обычно не сразу после начала работы,
они проявляются в сухости кожи, трещинах на ней, ее изъязвлении,
ломкости ногтей, выпадении волос. При остром лучевом ожоге костей
рук наблюдаются отеки, пузыри и омертвление тканей, могут поя-
виться также долго не заживающие лучевые язвы, на месте обра-
зования которых возможны раковые заболевания.
Внутреннее облучение происходит при попадании радиоактив-
ного вещества внутрь организма при вдыхании воздуха, загрязнен-
ного радиоактивными элементами; через пищеварительный тракт
(при питье загрязненной воды, при курении) и в редких случаях
через кожу. При попадании радиоактивного вещества внутрь орга-
низма человек подвергается непрерывному облучению до тех пор,
пока радиоактивное вещество не выведется из организма в результате
распада или физиологического обмена. Это облучение очень опасно,
так как вызывает долго не заживающие язвы, поражающие различные
органы.
В результате воздействия на человека всех естественных источ-
ников радиации (космические лучи, радиоактивность окружающих
предметов и почвы и т. п.) суммарная доза облучения, принятая
в СССР, составляет в среднем 125 мбэр/год. Кроме естественного
облучения, человек облучается и другими источниками, например,
при просвечивании желудка — 1,5—3 Р, зубов — 3—5 Р, легких —
0,15—0,2 Р, при просмотре телепередач непосредственно у экрана
(телевизоры с большим экраном) 0,5 мР/ч.
Однократное облучение в дозе 25—50 бэр приводит к незначи-
тельным скоропроходящим изменениям в крови, при дозах облуче-
ния 80—120 бэр появляются начальные признаки лучевой болезни,
175
но смертельный исход отсутствует. Острая лучевая болезнь разви-
вается при однократном облучении 270—300 бэр, смертельный исход
возможен в 20% случаев. Смертельный исход в 50% случаев насту-
пает при дозах 550—700 бэр. Эти данные относятся к случаю, когда
лечение не проводится. В настоящее время имеется ряд противо-
лучевых препаратов, которые позволяют значительно ослабить
воздействие излучения.
Заболевания, вызванные радиацией, могут быть острыми и хро-
ническими. Острые поражения наступают при облучении большими
дозами в течение короткого промежутка времени. Характерной осо-
бенностью острой лучевой болезни является цикличность се проте-
кания, в которой схематично можно выделить четыре периода:
первичной реакции, видимого благополучия («скрытый период»),
разгара болезни и выздоровления.
В период первичной реакции через несколько часов облучения
большими дозами появляются тошнота, рвота, головокружение,
вялость, учащенный пульс, иногда повышается температура на 0,5—
1,5° С. Анализ крови показывает лейкоцитоз (увеличение числа
белых кровяных телец).
В период видимого благополучия болезнь протекает скрыто.
Продолжительность этого периода находится в прямой зависимости
от поглощенной дозы излучения (от нескольких дней до двух
недель). Обычно чем короче скрытый период, тем тяжелее исход
заболевания.
В период разгара болезни у пострадавших появляется тошнота
и рвота, сильное недомогание, поднимается высокая температура
(40—41° С). Появляется кровотечение из десен, носа и внутренних
органов. Количество лейкоцитов резко снижается. Смертельный исход
чаще всего наступает между двенадцатым и восемнадцатым днями
после облучения.
Период выздоровления наступает через 25—30 дней после облу-
чения. Далеко не всегда происходит полное восстановление орга-
низма. Очень часто, вследствие перенесенного облучения, наступает
раннее старение, обостряются прежние заболевания.
Хронические поражения ионизирующими излучениями бывают
как общими, так и местными. Развиваются они всегда в скрытой форме
в результате систематического облучения большими дозами (больше
предельно допустимой нормы) как путем внешней радиации, так и
путем попадания внутрь организма радиоактивных веществ.
Различают три степени хронической лучевой болезни. Для пер-
вой, легкой, степени лучевой болезни характерны незначительные
головные боли, вялость, слабость, нарушение сна и аппетита. При
второй степени болезни указанные признаки заболевания усили-
ваются, возникают нарушения обмена веществ, сосудистые и сер-
дечные изменения, расстройства пищеварительных органов, крово-
точивость и др. Третья степень болезни характеризуется еще более
резким проявлением перечисленных симптомов. Нарушается дея-
тельность половых желез, происходят изменения центральной нерв-
ной системы, наблюдаются кровоизлияния, выпадения волос.
176
Большие поглощенные дозы излучения могут также поражать
кожные покровы, вызывая внешние острые и хронические лучевые
ожоги. Отдаленные последствия лучевой болезни — повышенное
предрасположение к злокачественным опухолям и болезням крове-
творных органов.
§ 52. Нормирование ионизирующих излучений
В настоящее время предельно допустимые уровни ионизирующих
облучений определяются «Нормами радиационной безопасности
НРБ-69» и «Основными санитарными правилами работы с радио-
активными веществами и другими источниками ионизирующих
излучений ОСП-72».
Предельно допустимая доза ПДД — годовой уровень облучения
персонала, не вызывающий при равномерном накоплении дозы
в течение 50 лет обнаруживаемых современными методами неблаго-
приятных изменений в состоянии здоровья самого облучаемого и
его потомства.
Исходя из возможных последствий влияния ионизируют,их
излучений на организм устанавливаются следующие категории
облучаемых лиц: категория А — персонал; категория Б — отдельные
лица из населения; категория В — население в целом (при оценке
генетически значимой дозы облучения).
Предельно допустимые дозы ПДД внешнего и внутреннего
облучения (табл. 12) устанавливаются для четырех групп критических
органов или тканей: £ — все тело, гонады, красный костный мозг;
II — мышцы, жировад ткань, печень, почкп^ селезенка, желу-
дочно-кишечный "тракт, легкие, хрусталик глаза и другие
органы, за исключением тех,«которые относятся к группам I, III,
IV; III — костная ткань, щитовидная железа и кожный покров
(кроме кожи кистей, предплечий, лодыжек и стоп); IV —• кисти,
предплечия, лодыжки и стопы.
Таблица 12
Предельно допустимые дозы внешнего и внутреннего оплучення
Категория облучения	ПДД, бэр/год			
	Группа критических органов			
	I	11 1	III	IV
А — профессиональное облучение .... Б —отдельные лица из населения . . .	0,5	15 1,5	30 3	75 7,5
Предельно допустимая доза (бэр) для лиц категории А в группе I
за ряд лет не должна превышать дозу, определяемую по формуле
Д = 5(А-18),
где N — возраст в годах,
177
Во всех случаях доза, накопленная в возрасте 30 лет, не должна
превышать 60 бэр.
Среди персонала (категория А) выделены две группы:
1) лица, условия труда которых таковы, что дозы облучения могут
превышать 0,3 годовой ПДД (работа в контролируемой зоне);
2) лица, условия труда которых таковы, что дозы облучения не
могут превышать 0,3 годовой ПДД (работа вне контролируемой зоны).
К этой группе относятся взрослые лица, работающие на данном
предприятии по соседству с помещениями, в которых ведутся работы
с источниками ионизирующих излучений; лица, работающие в адми-
нистративно-хозяйственных и служебных помещениях, а также
во всех зданиях и на открытом воздухе в пределах санитарно-защит-
ной зоны; лица, эпизодически посещающие контролируемую зону.
Для лиц, работающих в контролируемой зоне, обязательны инди-
видуальный дозиметрический контроль и специальное медицинское
наблюдение.
Отдельные лица из персонала, за исключением женщин в возрасте
до 30 лет, могут получить однократно в течение одного квартала
дозу для всего организма, гонад или красного костного мозга, не
превышающую 3 бэр. Для женщин в возрасте до 30 лет однократная
доза в течение одного квартала не должна превышать 1,3 бэр.
Генетически значимая доза внешнего и внутреннего облучения,
получаемая населением в целом от всех источников излучения,
не должна превышать 5 бэр за 30 лет. В эту дозу не входят возмож-
ные дозы облучения, обусловленные медицинскими процедурами
и естественным радиационным фоном.
Содержание радиоактивных изотопов в органах или тканях,
соответствующее предельно допустимой дозе облучения ПДД для
персонала; годовые предельно допустимые поступления ПДП радио-
активных изотопов для персонала; пределы годового поступления
ПГП радиоактивных изотопов для отдельных лиц из населения;
среднегодовые допустимые концентрации СДК радиоактивных изо-
топов в воздухе рабочих помещений, а также в воздухе и воде наблю-
даемой зоны приведены в табл. № 1 приложения к НРБ-69.
Среднегодовая допустимая концентрация радиоактивных веществ
в организме, воде и воздухе (СДК) — это предельно допусти-
мое количество (активность) радиоактивного изотопа в единице
объема или массы, поступление которого в организм естественными
путями (с суточным потреблением воды или воздуха) не создает
в критических органах и в организме в целом доз облучения, превы-
шающих предельно допустимые.
При постоянной концентрации радиоактивного изотопа в воз-
духе между ПДП и СДК для лиц категории А существует следующая
зависимость:
ПДП (мкКи/год) = 106 СДК (Ки/л) • Q (л/год),
где для воздуха Q = 2,5-106 л/год.
При работе с радиоактивными веществами возможно загрязне-
ние ими рабочих поверхностей, а иногда рук и тела работающих,
178
Загрязненные поверхности и тело могут явиться потенциальными
источниками как внутреннего, так и внешнего облучения. Во-пер-
вых, при движении людей и выполнении различных работ в помеще-
нии, где пол, стены или оборудование загрязнены радиоактивными
веществами, последние вместе с пылью могут подниматься в воздух,
создавая повышенные концентрации радиоактивных аэрозолей. Во-
вторых, радиоактивные вещества могут проникать внутрь организма
путем всасывания через загрязненную кожу; кроме того, нельзя
не учитывать возможность попадания радиоактивных веществ в рот
с загрязненных рук.
Если дозу облучения кожи довольно точно можно рассчитать,
а значит, и установить допустимые уровни загрязнения, исходя из
активности препарата и величины загрязненной* поверхности, то
значительно сложнее оценить величину внутреннего облучения,
которая зависит также от многих других обстоятельств. Действи-
тельно, доля радиоактивных веществ, которая может попасть в орга-
низм вследствие всасывания через кожу, зависит от состояния кожи
данного индивидуума, физико-химических свойств веществ, находя-
щихся на коже, влажности и температуры воздуха в помещении,
характера выполняемой работы и т. д.
Таблица 13
Допустимые уровни загрязненности радиоактивными веществами
Объект загрязнения	Частица/(см2 • мин)		
	Альфа-излучающие изотопы		Бета-излу- чающие изотопы
	высоко- токсичные	прочие	
Кожные покровы 		5	5	100
Полотенца 		5	5	100
Спецбелье		5	5	100
Внутренняя поверхность лицевых частей индивидуальных средств защиты . . .	5	5	100
Основная спецодежда		10	40	800
Дополнительные средства индивидуаль- ной защиты: внутренняя поверхность . •.		10	40	800
наружная поверхность		100	400	8000
Поверхность рабочих помещений контро- лируемой зоны: 1) постоянного пребывания персо- нала 		10	40	2000
2) полуобслуживаемых		100	400	8000
Транспортные средства без упаковок (контейнеров) для перевозки радиоак- тивных веществ внутри контролируе- мой зоны		10	10	100
Точно также переход радиоактивных веществ с загрязненных
поверхностей в воздух зависит от характера и интенсивности прово-
димых работ в помещении! пасыщеппости помещения оборудованием,
179
материала загрязненной поверхности и физико-химических свойств
радиоактивных веществ, кратности обмена воздуха и т. д. Еще боль-
шая неопределенность существует в оценке величины переноса
радиоактивных веществ внутрь организма через рот с загрязненных
рук. Ввиду указанных неопределенностей установление допустимых
уровней загрязнения поверхностей и тела производится в наиболее
неблагоприятных условиях с учетом наибольшей безопасности ра-
ботающих.
Поэтому допустимые уровни загрязненных кожных покровов,
средств индивидуальной защиты, поверхностей рабочих помещений,
наружных частей оборудования и т. д. радиоактивными веществами
не рассчитывают. Они устанавливаются санитарными правилами
(табл. 13), исходя из опыта работы с радиоактивными веществами,
степени герметизации процесса, эффективности моющих средств
и т. д.
Загрязненность радиоактивными веществами измеряется числом .
альфа- или бета-частиц, испускаемых с 1 см2 поверхности в минуту.
Очевидно, что уровни загрязненности следует устанавливать
только для профессиональных условий, ибо там, где не ведутся
работы с радиоактивными веществами, недопустимо какое-либо
загрязнение.
§ 53. Общие принципы защиты
от ионизирующих излучений
Условия безопасности при использовании радиоактивных изо-
топов в промышленности требуют проведения защитных мероприя-
тий не только в отношении людей, непосредственно работающих
с радиоактивными веществами, но и в отношении находящихся
в смежных помещениях и населения, живущего на близких рассто-
яниях от предприятия, которые могут подвергаться радиоактивному
облучению.
Обеспечение безопасности работающих с радиоактивными веще-
ствами осуществляется путем установления предельно допустимых
доз облучения различными видами радиоактивных веществ, приме-
нения защиты временем или расстоянием, проведения общих мер
защиты, использования индивидуальных средств защиты. Большое
значение имеет применение приборов индивидуального и общего
контроля для определения интенсивности радиоактивных излучений.
Защита работающих с радиоактивными изотопами от вредных
последствий ионизирующих облучений осуществляется системой
технических, санитарно-гигиенических и лечебно-профилактических
мероприятий.
Помещения, предназначенные для работы с радиоактивными
изотопами, должны быть отдельными, изолированными от других
помещений и специально оборудованы. Желательно в одном помеще-
нии проводить работу с веществами одной активности, что облег-
чает устройство защитных средств. Стены, потолки и двери делают
180
гладкими, чтобы они не имели пор и трещин. Все углы в помещении
закругляют для облегчения уборки помещений от радиоактивной
пыли. Стены покрывают масляной краской на высоту 2 м, а при по-
ступлении в воздушную среду помещения радиоактивных аэрозолей
или паров как стены, так и потолки покрывают масляной краской
полностью.
Полы изготовляют из плотных материалов, которые не впиты-
вают жидкости, применяя для этого линолеум, полихлорвинило-
вый пластикат или метлахские плитки. Края линолеума и пла-
стиката поднимают по стенам на высоту 20 см и тщательно заде-
лывают.
В помещении необходимо предусматривать воздушное отопление.
Обязательно устройство приточно-вытяжной вентиляции не менее
чем с пятикратным обменом воздуха. Содержание помещений в чис-
тоте, а оборудования в полной исправности является основным тре-
бованием. При неисправности оборудования его эксплуатацию
следует немедленно прекратить. В рабочих помещениях ежедневно
проводят влажную уборку для предотвращения накопления откры-
тых радиоактивных загрязнений. Генеральную уборку помещений
с мытьем горячей мыльной водой стен, окон, дверей и всей мебели
необходимо проводить раз в месяц. Уборочный инвентарь в целях
предотвращения распространения загрязнений из помещений не
выносят и хранят в закрывающихся шкафах или металлических
ящиках.
Перед началом работы с радиоактивными веществами тщательно
проверяют действие вентиляции, состояние оборудования и средств
индивидуальной защиты.
Для работы с газообразными и летучими радиоактивными веще-
ствами предназначены боксы. Работу в закрытых боксах осуществляют
с использованием вмонтированных в них резиновых перчаток или
механическим манипулятором. Боксы оборудуют закрытой системой
вентиляции: приточный воздух подается по самостоятельной сис-
теме воздуховодов, а удаляемый загрязненный воздух очищается
в индивидуальном фильтре бокса. Предотвращение утечек воздуха
из бокса обеспечивается созданием в боксе разрежения воздуха
100—200 Па. Для работы с радиоактивными веществами применяют
специальные вытяжные шкафы (рис. 57), оборудованные местным
отсосом, защитным окошком со свинцовым стеклом, скользящими
свинцовыми шторками.
§ 54. Устройство и расчет защитных экранов
К числу технических средств защиты относится устройство раз-
личных экранов из материалов, отражающих и поглощающих радио-
активное излучение. Экраны устраиваются как стационарные, так
и передвижные (рис. 58).
При расчете защитных экранов определяют их материал и тол-
щину, которые зависят от вида излучения, энергии частиц и кван-
181
тов и необходимой кратности его ослабления. Характеристика
защитных материалов и опыт работы с источниками излучений позво-
ляют наметить преимущественные области использования того или
иного защитного материала.
Металл чаще всего применяют для сооружения передвижных
устройств, а строительные материалы (бетон, кирпич и др.) — для
сооружения стационарных защитных устройств.
Прозрачные материалы чаще всего применяют для смотровых
систем и поэтому они должны обладать не только хорошими защит-
ными, но и высокими оптическими свойствами. Хорошо удовлетво-
ряют таким требованиям следующие материалы: свинцовое стекло,
Рис. 57. Вытяжной шкаф
Рис. 58. Передвижной экран
известковое стекло, стекло с жидким наполнителем (бромистый
цинк, хлористый цинк);
Находит применение в качестве защитного материала от гамма-
лучей свинцовая резина.
Расчет защитных экранов базируется на законах взаимодействия
различных видов излучений с веществом. Защита от альфа-излучений
не является сложной задачей, так как альфа-частицы нормальных
энергий поглощаются слоем живой ткани 60 мкм, в то время как тол-
щина эпидермиса (омертвевшей кожи) равна 70 мкм. Слой воздуха
в несколько сантиметров или лист бумаги являются достаточной
защитой от альфа-частиц.
При прохождении бета-излучения через вещество возникает
вторичное излучение, поэтому в качестве защитных необходимо
применять легкие материалы (алюминий, плексиглас, полистирол),
так как энергия тормозного излучения увеличивается с ростом атом-
ного номера материала’.
182
Для защиты от бета-частиц (электронов) высоких энергий исполь-
зуют экраны из свинца, но внутренняя облицовка экранов должна
быть изготовлена из материала с малым атомным номером, чтобы
уменьшить первоначальную энергию электронов, а следовательно,
и энергию излучения, возникающего в свинце.
Толщина защитного экрана из алюминия (г/см2) определяется
из выражения
d = (0,54^max-0,15),
где JS’max — максимальная энергия бета-спектра данного радио-
активного изотопа, МэВ.
При расчете защитных устройств в первую очередь необходимо
учитывать спектральный состав излучения, его интенсивность,
а также расстояние от источника, на котором находится обслуживаю-
щий персонал, и время пребывания в сфере воздействия излучения.
В настоящее время на основании имеющихся расчетных и экспе-
риментальных данных известны таблицы кратности ослабления,
а также различного рода номограммы, позволяющие определить
толщину защиты от гамма-излучений различных энергий. В качестве
примера на рис. 59 приведена номограмма для расчета толщины
свинцовой защиты от точечного источника для широкого пучка
гамма-излучений Со60, которая обеспечивает снижение дозы излу-
чения до предельно допустимой. На оси абсцисс отложена толщина
защиты d, на оси ординат коэффициент К19 равный
=	(24)
где М — гамма-эквивалент препарата, мг-экв. Ra;
t — время работы в сфере воздействия излучения, ч;
R — расстояние от источника, см.
Например, надо рассчитать защиту от источника Со60, при
М = 5000 мг-экв Ra, если обслуживающий персонал находится
на расстоянии 200 см в течение рабочего дня, т. е. t = 6 ч.
Подставляя значения М, R и t в выражение (24), определяем
^Йи-0'25"2'5'10’'
По номограмме (см. рис. 59) получаем, что для К± = 2,5-10"1
толщина защиты из свинца d = 7 см.
Другой тип номограммы приведен на рис. 60. Здесь на оси ординат
отложена кратность ослабления К, равная
Используя выражение (23), получим
к __ 8,4Л/7
Л »
где Z)o — доза, создаваемая источником излучения в данной точке
в отсутствие защиты; Д —• доза, которая должна быть создана
183
Рис. 59. Номограмма для ра-
счета толщины свинцовой за-
щиты от точечного источника
для широкого пучка гамма-
излучения Со60
в данной точке после уст-
ройства защиты.
Предположим, необхо-
димо рассчитать толщину
стен помещения, в котором
расположена гамма-тера-
певтическая установка,за-
ряженная препаратом Cs137
в 400 г-экв Ra (Л/ =
= 400 000 мг-экв Ra). Бли-
жайшее расстояние, на ко-
тором находится обслужи-
вающий персонал, в сосед-
нем помещении/? = 600 см.
Согласно санитарным нор-
мам в соседних помеще-
ниях, в которых находятся
люди, не связанные с ра-
ботой с радиоактивными
веществами, доза излуче-
ния не должна превышать
0,03 бэр/неделю или для
гамма-излучения пример-
но 0,005 рад за рабочий
день, т. е. Д = 0,005 рад за t = 6 ч. Чтобы оценить кратность
ослабления, воспользуемся формулой (23)
та___________8,4 • 400 000 • 6_j л л ги
“ 360 000-0,005 ” Ъ *
По рис. 60 определяем, что для К == 1,1-104 толщина защиты
из бетона равна примерно 70 см.
При выборе защитного материала надо руководствоваться его
конструкционными свойствами, а также требованиями к габариту
и массе защиты. Для защитных кожухов различного типа (гамма-
терапевтических, гамма-дефектоскопических), когда существенную
роль играет масса, наиболее выгодными защитными материалами
являются материалы, которые лучше всего ослабляют гамма-излу-
чение. Чем больше плотность и порядковый номер вещества, тем
больше степень ослабления гамма-излучений.
Поэтому для указанных выше целей чаще всего используют
свинец, а иногда даже уран. В этом случае толщина защиты меньше,
чем при использовании другого материала, а следовательно, меньше
масса защитного кожуха.
184
Рис. 60. Номограмма для расчета тол-
щины защиты от гамма-излучения по
кратности ослабления
При создании стационарной за- ?
щиты (т. е. защиты помещений,
в которых ведутся работы с гамма-
источниками) , обеспечивающей
пребывание людей в соседних ком-
натах, наиболее экономично и
удобно использовать бетон. Если
мы имеем дело с мягким излуче-
нием, при котором существенную
роль играет фотоэффект, в бетон
добавляют вещества с большим
порядковым номером, в частности 2
барит, что позволяет уменьшить
толщину защиты.
В качестве защитного материа-
ла для хранилища часто исполь-
зуют воду, т. е. препараты опус-
кают в бассейн с водой, толщина
слоя которой обеспечивает необхо-
димое снижение дозы излучения
до безопасных уровней. При на- 0 2 Ь- 6 8 10 12 1k 16й,см
личии водяной защиты более
удобно проводить зарядку и перезарядку установки, а также
выполнять ремонтные работы.
В некоторых случаях условия работы с источниками гамма-
излучения могут быть такими, что невозможно создать стационарную
защиту (при перезарядке установок, извлечении радиоактивного
препарата из контейнера, градуировке прибора и т. д.). Здесь имеется
в виду, что активность источников невелика. Чтобы обезопасить
обслуживающий персонал от облучения, надо пользоваться, как го-
ворят «защитой временем» или «защитой расстоянием». Это значит, что
все манипуляции с открытыми источниками гамма-излучения следует
производить при помощи длинных захватов или держателей. Кроме
того, ту или иную операцию надо производить только за тот проме-
жуток времени, в течение которого доза, полученная работающим, не
превысит установленной санитарными правилами нормы. Такие работы
нужно вести контролем дозиметриста. При этом в помещении не дол-
жны находиться посторонние лица, а зону, в которой доза превы-
шает предельно допустимую за время работы, необходимо оградить.
Необходимо периодически производить контроль защиты при
помощи дозиметрических приборов, так как с течением времени она
может частично потерять свои защитные свойства вследствие появ-
ления тех или иных незаметных нарушений ее целостности, например
трещин в бетонных и баритобетонных ограждениях, вмятин и раз-
рывов свинцовых листов и т. д.
185
Расчет защиты от нейтронов производят по соответствующим фор-
мулам или номограммам. В качестве защитных материалов в этом
случае следует брать вещества с малым атомным номером, ибо при
каждом столкновении с ядром нейтрон теряет тем большую часть
своей энергии, чем ближе масса ядра к массе нейтрона. Для защиты
от нейтронов обычно используют воду, полиэтилен. Практически
не бывает чистых потоков нейтронов. Во всех источниках помимо
нейтронов существуют мощные потоки гамма-излучения, которые
образуются в процессе деления, а также при распаде продуктов
деления. Поэтому при проектировании защиты от нейтронов всегда
надо одновременно предусматривать защиту от гамма-излучений.
§ 55.	Правила хранения, учета и транспортирования
радиоактивных веществ, ликвидация отходов
Радиоактивные вещества следует хранить так, чтобы их излучение
не могло причинить вреда обслуживающему персоналу и не оказывало
влияния на точность измерений, проводимых в лаборатории. В лабо-
раторных помещениях радиоактивные вещества должны находиться
в количествах, не превышающих необходимых норм для суточной
работы. Радиоактивные вещества, излучающие гамма-лучи и имеющие
гамма-активность, не превышающую 1 мг-экв Ra, а также вещества,
излучающие только альфа- и бета-частицы, можно хранить в специ-
альном железном сейфе, находящемся в лаборатории.
При этом гамма-активные вещества должны находиться в свин-
цовых контейнерах, обеспечивающих предельно допустимый уровень
гамма-излучения на поверхности сейфа. Хранение гамма-излучающих
веществ, в количествах, превышающих 1 мг-экв Ra, должно осуще-
ствляться в контейнерах, установленных в хранилище5 по возмож-
ности удаленном от рабочего помещения.
При активности гамма-активных веществ в количестве свыше
0,2 г-экв Ra контейнеры должны помещаться в хранилища, в колодцы
или ниши. Извлечение препаратов из колодцев, ниш механизируется.
Радиоактивные вещества, при хранении которых возможно выделе-
ние радиоактивных газообразных продуктов или аэрозолей, следует
хранить в вытяжном шкафу в закрытых сосудах. Если их хранят
в хранилище, то должна быть предусмотрена круглосуточная работа
вытяжной вентиляции.
Учет радиоактивных веществ должен показывать фактическое нали-
чие радиоактивных препаратов на предприятии в целом на любое чис-
ло, а также обеспечить повседневный контроль за их использованием.
Радиоактивные вещества учитываются по активностям, указан-
ным в сопроводительных документах.
Выдача радиоактивных веществ из мест хранения на рабочие
места производится ответственным лицом только с разрешения руко-
водителя учреждения, лаборатории, оформленного письменно. Рас-
ход радиоактивных веществ, а также возврат их в хранилище оформ-
ляют внутренними актами.
186
Два раза в год комиссия, назначаемая руководителем учрежде-
ния, проверяет наличие радиоактивных веществ по активности.
В случае установления потерь или расхода радиоактивных веществ
для целей, не связанных с работой, виновных в этом лиц привлекают
к ответственности.
Транспортировать радиоактивные вещества надо таким образом,
чтобы была исключена всякая возможность их разлива или просы-
пания. Перевозят вещества в специальных контейнерах, упакованных
в особой таре. Размеры упаковки источников, которые можно считать
точечными, иногда увеличивают, используя закон квадрата рассто-
яния для снижения дозы на ее поверхности. Однако часто необхо-
дима дополнительная защита для полного удовлетворения предъяв-
ляемым требованиям при транспортировке. Контейнеры с бета-
активными изотопами должны иметь защиту от тормозного гамма-
излучения, возникающего в источнике.
Перевозить радиоактивные вещества можно как по железной
дороге, так и пароходом, самолетом. В пределах города радиоактив-
ные вещества транспортируют только отдельной машиной. Радио-
активные изотопы в количестве 1 мг-экв Ra можно переносить из хра-
нилища в лабораторию и обратно в легких контейнерах с длинными
ручками.
Во всех случаях транспортировки радиоактивных веществ должна
быть обеспечена защита от внешнего облучения тех, кто сопровождает
перевозку, а также окружающих.
Одно из важных правил, которое должно выдерживаться при обра-
ботке и удалении радиоактивных отходов, — это их разделение
в месте образования. Концентрированные отходы следует собирать
отдельно и не смешивать с разбавленными, так как последние часто
можно сбрасывать либо прямо в сбросную систему, либо после не-
сложной предварительной очистки.
Твердые отходы также желательно разделять по активности,
периоду полураспада и т. д., что тоже позволяет лучшим образом
удалить их. Система удаления радиоактивных отходов может быть
централизованная и индивидуальная. Однако небольшим предпри-
ятиям зачастую затруднительно организовать самостоятельное уда-
ление отходов. Поэтому лучшей системой удаления отходов является
централизованная.
Сброс радиоактивных сточных вод в поглощающие ямы, скважины
и на поля орошения запрещается.
Спуск вод, содержащих радиоактивные вещества, в пруды, пред-
назначенные для разведения рыб и водоплавающей птицы, а также
в ручьи и другие водоемы, вода из которых будет поступать в эти
пруды, не допускается.
В городах с потреблением радиоактивных веществ в открытом
виде более 1000 кюри в год пункт для захоронения радиоактивных
отходов должен включать: бетонные могильники для твердых и
жидких отходов, место для очистки машин и контейнеров, котель-
ную, помещение для дежурного персонала с санпропускником,
дозиметрический пункт и проходную. Иногда, если экономически
187
целесообразно, на пункте захоронения сооружают кремационную
печь сжигания горючих отходов.
Пункт для захоронения радиоактивных отходов следует распола-
гать на расстоянии не ближе 20 км от городов, в районе, не подлежа-
щем застройке (желательно в лесу), с санитарно-защитной зоной
не менее 1000 м до населенных пунктов, а также мест постоянного
пребывания скота.
При выборе места для пункта захоронения необходимо отдавать
предпочтение участкам с водоупорными глинистыми породами.
Размеры участка пункта захоронения определяются необходимостью
размещения на нем могильников и потребностью в резервной терри-
тории для их дальнейшего строительства. Могильники должны
быть подземными и закрытыми и исключать проникновение в них
воды.
Территория пункта захоронения обносится оградой с предупре-
дительными знаками и обеспечивается постоянной охраной.
§ 56.	Средства индивидуальной защиты
от ионизирующих излучений.
Дозиметрический контроль
При работе с радиоактивными изотопами в качестве основной
спецодежды можно применять халаты, комбинезоны и полукомбине-
зоны из неокрашенной хлопчатобумажной ткани, а также хлопчато-
бумажные шапочки.
При опасности значительного загрязнения помещения радиоак-
активными изотопами поверх хлопчатобумажной одежды следует
надевать пленочную одежду (нарукавники, брюки, фартук, халат,
костюм), закрывающую все тело или только места наибольшего
загрязнения. Такая одежда обеспечивает более полную защиту
поверхности тела работающего от попадания радиоактивных веществ,
пыли, а также кислот и щелочей, которые могут употребляться при
работе с радиоактивными веществами.
В качестве материалов для изготовления пленочной одежды могут
применяться некоторые виды пластиков, органическое стекло, неко-
торые сорта резины и другие материалы, легко очищающиеся от радио-
активных загрязнений. В случае применения пленочной одежды
необходимо предусмотреть ее конструкцию такой, чтобы она допус-
кала подачу воздуха непосредственно под костюм, нарукавники.
Для работ с открытыми радиоактивными веществами, имеющими
активность больше 10 мкКи, для защиты рук применяют перчатки
из просвинцованной резины с гибкими нарукавниками.
Для выполнения ремонтных работ, при которых загрязнения
могут быть очень большими, разработаны пневмокостюмы из пла-
стических материалов с принудительной подачей под костюм
воздуха.
Иногда при ремонтных работах или других работах с изотопами
нужно защищать только органы дыхания и нет необходимости поль-
188
зоваться пневмокостюмом. В этом случае пользуются респираторами,
противогазами и другими приборами.
Более надежную защиту от радиоактивных загрязнений дают
шланговые противогазы. Воздух в противогаз подается из незагряз-
ненного места самовсасыванием или принудительно.
Для защиты глаз применяются очки закрытого типа со стеклами,
содержащими фосфат вольфрама или свинец.
В связи с тем, что обычная обувь легко впитывает радиоактивные
вещества и ее очень трудно очищать от загрязнений, применяют пле-
ночные туфли, специальные ботинки, парусиновые чехлы, надевае-
мые на обувь и снимаемые при выходе из загрязненных мест.
При использовании средств индивидуальной защиты следует обра-
щать внимание на последовательность их надевания и снятия. Несоб-
людение этого ведет к загрязнению рук, одежды, оборудования.
Надевать и снимать перчатки следует так, чтобы их внешняя сто-
рона не коснулась внутренней и чтобы голые пальцы не притрагива-
лись к внешней загрязненной стороне. Если перчатки имеют хотя бы
небольшое повреждение, их надо заменить.
Безопасность работы с радиоактивными веществами и источни-
ками излучения можно обеспечить, организуя систематический
дозиметрический контроль за уровнями внешнего и внутреннего
облучения обслуживающего персонала, а также за уровнем радиации
в окружающей среде.
Дозиметрический контроль является одним из существенных
факторов системы радиационной безопасности. Объем дозиметри-
ческого контроля зависит от характера работы с радиоактивными
веществами. Если работа проводится с закрытыми источниками радиа-
ции, то достаточно ограничиться измерением дозы хамма-излучения
в основных и вспомогательных помещениях, на рабочих местах
постоянного и временного пребывания обслуживающего персонала.
При проведении работ с открытыми радиоактивными веществами,
например, в горячих лабораториях, а также на ядерных реакторах,
где возможны утечки радиоактивных веществ из системы первого
контура или появление радиоактивных газов и аэрозолей, помимо
измерения уровней внешних потоков радиации необходимо также
проводить контроль уровней загрязненности воздуха и рабочих
поверхностей радиоактивными веществами в рабочих и смежных
помещениях, а также уровня загрязненности рук и одежды рабо-
тающих.
Весь обслуживающий персонал, имеющий контакт с радиоактив-
ными веществами, должен быть снабжен индивидуальными дози-
метрами для контроля дозы гаммы-излучения, получаемой каждым
работником.
Для оценки радиационной обстановки в местах, где ведутся работы
с радиоактивными веществами, необходимы приборы, которые могли
бы регистрировать уровень радиации. Принцип действия любого
прибора, предназначенного для регистрации проникающих излуче-
ний, состоит в измерении эффектов, возникающих в процессе взаи-
модействия излучения с веществом.
189
Наиболее распространенным является ионизационный метод
регистрации, основанный на измерении непосредственного эффекта
взаимодействия излучения с веществом, т. е. степени ионизации
среды, через которую прошло излучение.
Для измерений применяют ионизационные камеры или счетчики,
служащие датчиком и регистрирующие схемы, содержащие чувстви-
тельные элементы.
Ионизационная камера (рис. 61) представляет собой конденсатор,
состоящий из двух электродов 1 й 2, между которыми находится газ.
Электрическое поле между электродами создается от внешнего источ-
ника 4, При отсутствии радиоактивного источника 5 ионизации в ка-
мере не происходит и измерительный прибор тока показывает нуль.
Под действием ионизирующего излучения в газе камеры возникают
положительные и отрицательные ионы. Под действием электрического
поля отрицательные ионы движутся к положительно заряженному
электроду, положительные к отри-
Рис. 61. Ионизационная камера
цательно заряженному электроду.
В цепи возникает ток, который ре-
гистрируется измерительным при-
бором 3. Ионизационные камеры
обычно работают в режиме тока
насыщения, при котором каждый
акт ионизации дает составляющую
тока. По току насыщения опреде-
ляются интенсивность излучения
и количество данного радиоактив-
ного вещества.
Сцинтиляционный метод реги-
страции излучений основан на из-
мерении интенсивности световых
вспышек, возникающих в люминесцирующих веществах при про-
хождении через них ионизирующих излучений. Для регистрации
световых вспышек используют фотоэлектронный умножитель (ФЭУ)
с регистрирующей электронной схемой. Вещества, испускающие свет
под воздействием ионизирующего излучения, называются сцинтил-
ляторами (фосфорами, флуорами, люминофорами).
ФЭУ позволяет преобразовывать слабые вспышки от сцинтилля-
тора в достаточно большие электрические импульсы, которые можно
зарегистрировать обычной несложной электронной аппаратурой.
Сцинтилляционные счетчики можно применять для измерения
числа заряженных частиц, гамма-квантов, быстрых и медленных
нейтронов; для измерения мощности дозы от бета-гамма- и нейтрон-
ного излучений; для исследования спектров гамма- и нейтронного
излучений.
Сцинтилляционный метод имеет ряд преимуществ перед другими
методами. Прежде всего это высокая эффективность измерения про-
никающих излучений, малое время высвечивания сцинтилляторов,
что позволяет производить измерения с короткоживущими изото-
пами.
190
С помощью фотографического метода были получены первые све-
дения об ионизирующих излучениях радиоактивных веществ. При
воздействии излучения на фотографическую пленку или пластинку
в результате ионизации в фотоэмульсии происходят фотохимические
процессы, вследствие которых после проявления выделяется метал-
лическое серебро в тех местах, где произошло поглощение излучения.
Способность фотоэмульсии регистрировать излучение, преобразо-
ванное различными фильтрами, позволяет получить подробные
сведения о количестве измеряемого излучения.
Химически обработанная пленка имеет прозрачные и почерневшие
места, которые соответствуют незасвеченным и засвеченным участкам
фотоэмульсии. Используя этот эффект для дозиметрии, можно уста-
новить связь между степенью почернения пленки и поглощенной
дозой. В настоящее время этот метод используется лишь для инди-
видуального контроля дозы рентгеновского, гамма-, бета- и нейтрон-
ного излучений.
Описанные выше методы регистрации излучений весьма чувстви-
тельны и непригодны для измерения больших доз. Наиболее удоб-
ными для этих целей оказались различные химические системы,
в которых под воздействием излучения происходят те или иные
изменения, например, окрашивание растворов и твердых тел, осаж-
дение коллоидов, выделение газов из соединений. Для измерения
больших доз применяют различные стекла, которые меняют свою
окраску под воздействием излучения.
Для измерения достаточно больших мощностей дозы применяют
калориметрические методы, в основе которых лежит измерение коли-
чества тепла, выделенного в поглощающем веществе.
Калориметрические методы применяют для градуировки более
простых методов определения поглощенных доз, а также для опре-
деления совместного и раздельного гамма- и нейтронного излучений
в ядерных реакторах, ускорителях, где мощность поглощенной дозы
составляет несколько десятков рад в час.
Большое распространение получили вошедшие в практику в пос-
леднее десятилетие полупроводниковые, а также фото- и термолю-
минесцентные детекторы ионизирующих излучений.
§ 57.	Лазерное излучение и защита от его действия1
Лазеры в настоящее время широко используются в народном
.хозяйстве и, в частности, в машиностроении.
Излучение существующих лазеров охватывает практически весь
оптический диапазон и простирается от ультрафиолетовой до даль-
жей.. инфракрасной области спектра электромагнитных волн.
По характеру режима работы лазеры подразделяются на лазеры
непрерывного действия, импульсные и импульсные с модуляцией
добротности. Модуляция добротности дает возможность генерировать
импульсы очень большой мощности и длительностью всего в несколько
1 Параграф написан С. К. Баланцевым.
191
наносекунд или пикосекунд. Существуют лазеры, излучающие после-
довательные импульсы с частотой до десятков и даже сотен герц.
В качестве источников энергии в твердотельных лазерах служат
газоразрядные импульсные лампы или лампы непрерывного горения,
а в газовых, как правило, генераторы СВЧ. Электрическая энергия
к лампам накачки подводится от высоковольтных батарей конден-
саторов. Высокая^ монох^м атичпость____(одноцветность), когерент-
ность и узкая направленность лазерного излучения позволяет
по.^чить^плотностъГпотока мощности на поверхности, облучаемой
лазером,^достигающую 1011 ~ 1014 Вт/см2/в то время как для испа-
рения самых твердых материалов достаточно плотности 109 Вт/см2.
Поток энергии, попадая на биологические ткани, вызывает в них
изменения, наносящие вред здоровью человека. Особенно опасно это
излучение для органов зрения. Луч лазера, работающего в видимом
или~15лижнем инфракрасном диапазоне длин волн, преломляясь
в элементах оптической системы глаза — роговице, хрусталике и
стекловидном теле, почти без потерь доходит до сетчатки. Сфокуси-
рованный на сетчатке хрусталиком лазерный луч будет иметь вид
малого пятна с еще более плотной концентрацией энергии, чем падаю-
щее на глаз излучение. Поэтому попадание такого лазерного излу-
чения в глаз опасно и может вызвать повреждение сетчатки и сосу-
дистой оболочки с нарушением зрения.
На характер и степень производимого вредного действия оказы-
вают влияние многие факторы: направленность лазерного луча,
длительность импульса излучения, пространственное распределение
энергии в луче, различия в структуре различных участков сетчатки
и ее пигментации, а также особенности фокусировки каждого отдель-
ного глаза. Особенно опасно, если лазерный луч пройдет вдоль
зрительной оси глаза.
Лазерное излучение может также вызывать повреждение кожи и
внутренних органов. Повреждение кожи лазерным излучением схоже
с термическим ожогом. На степень повреждения влияют как выход-
ные характеристики лазера, так и цвет и степень пигментации кожи.
В ряде случаев имеет место воздействие как прямого, так и зер-
кально отраженного лазерного излучения на отдельные органы
человека, а также диффузно отраженного излучения на организм
человека в целом. Результатом тцкцгр^оздрйетвия'чв ряде случаев
оказываются различные функциональные, ^изменения центральной
нервной системы, эндокринных желез, увеличение физического утом-
ления и др.
В утвержденных Министерством здравоохранения СССР Времен-
ных санитарных нормах при работе с оптическими квантовыми гене-
раторами установлены максимально допустимые уровни интенсив-
ности облучения роговой оболочки глаза, обеспечивающие безопас-
ность наиболее чувствительной к поражению части глаза — сетчатой
оболочки. В частности, для рубиновых лазеров, работающих
в импульсном режиме свободной генерации, предельно допустимая
плотность потока энергии составляет 2 • 10"8 Дж/см2, для ниодимовых —
2-Ю"7 Дж/см2; для работающего в непрерывном режиме гелий-
192
неонового лазера предельная плотность потока энергии составляет
1 10~6 Вт/см2.
Для других типов оптических квантовых генераторов и режимов
их работы необходимо полностью исключить воздействие излучения
на персонал при помощи защитных средств.
Для количественной оценки прямого и отраженного излучения
и определения зон безопасности вокруг лазерных установок можно
использовать обычные формулы лучевой оптики. Необходимо при
этом иметь в виду, что защита расстоянием мало эффективна ввиду
слабого расхождения лазерного луча.
Определить зоны безопасности можно также с помощью замеров
плотности энергии в определенных точках.
Методы защиты от лазерного излучения подразделяются на орга-
низационные, инженерно-технические, планировочные и средства
индивидуальной защиты.
Организационные методы защиты направлены на правильную
организацию работ, исключающую попадание людей в опасные зоны
при работе на лазерных установках.
К работе с лазерами допускаются только специально обученные
лица, прошедшие предварительный медицинский отбор, проверку
знания инструкции по проведению работ, предотвращению и ликви-
дации аварий. Доступ в помещение лазерных установок разрешен
только лицам, непосредственно на них работающим. Подсобный пер-
сонал должен быть размещен вне этих помещений. Опасная зона
должна быть четко обозначена и ограждена стойкими непрозрачными
экранами. Обязателен постоянный контроль работ и наблюдение
за медицинским состоянием персонала.
Инженерно-технические методы защиты предусматривают созда-
ние безопасных лазерных установок путем уменьшения мощности
применяемого лазера и надежной экранировкой лазерной установки.
Правильная планировка лаборатории позволяет использовать рас-
стояние и направленность излучения.
Для лазерных установок отводятся специально оборудованные
помещения. Установку размещают так, чтобы луч лазера был направ-
лен на капитальную неотражающую огнестойкую стену. Все поверх-
ности в помещении окрашиваются в цвета с малым коэффициентом
отражения. Не должно бьпъ^	том числе и деталей
оборудования), оКладающих_блескостьюг способных отражать падаю-
щие на них лучи.ПЗсвещение--(общее и местпое) в этих помещениях
должно быть обильным, чтобы зрачок глаза всегда имел минимальные
размеры. Никакие работы не должны производиться при недоста-
точном освещении^
Важно автоматизировать и сделать дистанционным управление
и наблюдение за работой установок. Полезно применить автомати-
ческую сигнализацию и блокировку. Генератор и лампу накачки
помещают в светонепроницаемую камеру. Лампа накачки снабжается
блокировкой, запрещающей вспышку при открытом экране.
В качестве средств индивидуальной защиты применяют защитные
очки со светофильтрами типов: СЗС-22 (ГОСТ 9411—66) — для
7 п/р, Юдина Е. Я.	193
защиты от излучений с длинами волн 0,69—1,06 мкм, ОС-14 — с дли-
нами волн 0,49—0,53 мкм. Иногда защитные очки монтируют в маску,
защищающую лицо. Для защиты кожи рук и тела применяют пер-
чатки и халат.
Для контроля и определения плотности энергии и мощности суще-
ствуют приборы, использующие калориметрический и фотометриче-
ский методы. Калориметрический метод основан на поглощении энер-
гии излучения и превращении ее в тепловую, а фотометрический —
на преобразовании энергии излучения и преобразовании энергии
потока излучения в электрическую энергию.
При эксплуатации лазеров возникает не только опасность пора-
жения излучением, но и ряд других опасностей — высокое напря-
жение зарядных устройств, загрязнение воздушной среды химиче-
скими веществами, ультрафиолетовое излучение импульсных ламп,
интенсивный шум, электромагнитные поля, взрывы, пожары. Все
эти факторы необходимо также учитывать при эксплуатации и проек-
тировании лазерных установок.
Глава 8
ЭЛЕКТРОБЕЗОПАСНОСТЬ
§ 58.	Действие электрического тока на организм
Проходя через организм, электрический ток производит терми-
ческое, электролитическое и биологическое действия.
Термическое действие выражается в ожогах отдельных участков
тела, нагреве кровеносных сосудов, нервов и т. п.
Электролитическое действие выражается в разложении крови
и других органических жидкостей, вызывающем значительные нару-
шения их физико-химических составов.
Биологическое действие является особым специфическим про-
цессом, свойственным лишь живой ткани. Оно выражается в раздра-
жении и возбуждении живых тканей организма, что сопровождается
непроизвольными судорожными сокращениями мышц, в том числе
мышц сердца и легких. В результате могут возникнуть различные
нарушения в организме, в том числе нарушение и даже полное пре-
кращение деятельности органов дыхания и кровообращения. Раздра-
жающее действие тока на ткани организма может быть прямым,
когда ток проходит непосредственно по этим тканям и рефлекторным,
т. е. через центральную нервную систему, когда путь тока лежит вне
этих тканей.
Все это многообразие действий электрического тока приводит
к двум видам поражения: электрическим травмам и электрическим
ударам.
Электрические травмы — это четко выраженные местные повреж-
дения тканей организма, вызванные воздействием электрического
тока или электрической дуги. Различают следующие электрические
травмы: электрические ожпги7 электрические знаки, металлизация
кожи и механические повреждения.
Электрические ожоги могут быть вызваны протеканием тока
непосредственно через тело человека, а также воздействием электри-
ческой дуги на тело. В первом случае ожог возникает как следствие
преобразования энергии электрического тока в тепловую и является
сравнительно легким (покраснение кожи, образование пузырей).
Ожоги, вызванные электрической дугой носят, как правило, тяжелый
характер (омертвение пораженного участка кожи и обугливание
тканей).
Электрические знаки — это четко очерченные пятна серого или
бледно-желтого цвета диаметром 1—5 мм на поверхности кожи чело-
века, подвергшегося действию тока.
у*
195
Электрические знаки безболезненны и лечение их заканчивается,
как правило, благополучно.
Металлизация кожи — это проникновение в верхние слои кожи
мельчайших частичек металла, расплавившегося под действием элект-
рической дуги. Обычно с течением времени больная кожа сходит,
пораженный участок приобретает нормальный вид и исчезают болез-
ненные ощущения.
Механические повреждения являются следствием резких непроиз-
вольных судорожных сокращений мышц под действием тока, прохо-
дящего через человека. В результате могут произойти разрывы кожи,
кровеносных сосудов и нервной ткани, а также вывихи суставов
и даже переломы костей. Механические повреждения возникают очень
редко.
Электрический удар — это возбуждение живых тканей организма
проходящим через него электрическим током, сопровождающееся
непроизвольными судорожными сокращениями мышц.
Различают следующие четыре степени ударов: I — судорожное
сокращение мышц без потери сознания; Ц — судорожное сокращение
мышц с потерей сознания, но с сохранившимся дыханием и работой
сердца; III — потеря сознания и нарушение сердечной деятельности
или дыхания (либо того и другого вместе); IV — клиническая смерть,
т. е. отсутствие дыхания и кровообращения.
Клиническая («мнимая») смерть — переходный процесс от жизни
к смерти, наступающий с момента прекращения деятельности сердца
и легких.
У человека, находящегося в состоянии клинической смерти, отсут-
ствуют все признаки жизни: он не дышит, сердце его не работает,
болевые раздражения не вызывают никаких реакций, зрачки глаз
расширены и не реагируют на свет. Однако в этот период жизнь
в организме еще полностью не угасла, ибо ткани его умирают не все
сразу и не сразу угасают функции различных органов. В первый
момент почти во всех тканях продолжаются обменные процессы,
хотя и на очень низком уровне и резко отличающиеся от обычных,
но достаточные для поддержания минимальной жизнедеятельности.
Эти обстоятельства позволяют, воздействуя на более стойкие жиз-
ненные функции организма, восстановить угасающие или только что
угасшие функции, т. е. оживить умирающий организм.
Первыми начинают погибать очень чувствительные к кислород-
ному голоданию клетки коры головного мозга, с деятельностью
которых связаны сознание и мышление. Поэтому длительность кли-
нической смерти определяется временем с момента прекращения
сердечной деятельности и дыхания до начала гибели клеток коры
головного мозга; в большинстве случаев она составляет 4—5 мин,
а при гибели здорового человека от случайной причины, например
от электрического тока, — 7—8 мин.
Биологическая (истинная) смерть — необратимое явление, харак-
теризующееся прекращением биологических процессов в клетках
и тканях организма и распадом белковых структур; она наступает
по истечении периода клинической смерти.
196
Исход воздействия электрического тока зависит от ряда факторов,
в том числе от электрического сопротивления тела человека, вели-
чины и длительности протекания через него тока, рода и частоты тока
и индивидуальных свойств человека.
Электрическое сопротивление тела человека складывается из
сопротивления кожи и сопротивления внутренних тканей.
Кожа, вернее ее верхний слой, называемый эпидермисом, имею-
щий толщину до 0,2 мм и состоящий в основном из мертвых орого-
вевших клеток, обладает большим сопротивлением, которое и опре-
деляет общее сопротивление тела человека. Сопротивление внутрен-
них тканей человека незначительно и составляет 300—500 Ом.
При сухой чистой и неповрежденной коже сопротивление тела
человека колеблется в пределах от 2 тыс. до 2 млн. Ом. При увлажне-
нии и загрязнении кожи, а также при повреждении кожи (под контак-
тами) сопротивление тела оказывается наименьшим — 300—500 Ом,
т. е. доходит до значения, равного сопротивлению внутренних тканей
тела. При расчетах сопротивление тела человека принимается рав-
ным 1000 Ом.
Величина тока, протекающего через тело человека, является глав-
ным фактором, от которого зависит исход поражения: чем больше ток,
тем опаснее его действие. Человек начинает ощущать протекающий
через него ток промышленной частоты (50 Гц) относительно малого
значения: 0,6—1,5 мА. Этот ток называется пороговым ощутимым
током.
Ток 10—15 мА (при 50 Гц) вызывает сильные и весьма болезнен-
ные судороги мышц рук, которые человек преодолеть не в состоянии,
т. е. он не может разжать руку, которой касается токоведущей части,
не может отбросить провод от себя и оказывается как бы прикован-
ным к токоведущей части. Такой ток называется пороговым неот-
пускающим.
При 25—50 мА действие тока распространяется и на мышцы груд-
ной клетки, что приводит к затруднению и даже прекращению дыха-
ния. При длительном воздействии этого тока — в течение нескольких
минут — может наступить смерть вследствие прекращения работы
легких.
При 100 мА ток оказывает непосредственное влияние и на мышцу
сердца, вызывая его остановку или фибрилляцию, т. е. быстрые хао-
тические и разновременные сокращения волокон сердечной мышцы
(фибрилл), при которых сердце перестает работать как насос.
В результате в организме прекращается кровообращение и наступает
смерть.
Длительность протекания тока через тело человека влияет на
исход поражения вследствие того, что со временем резко возрастает
ток за счет уменьшения сопротивления тела и накапливаются отри-
цательные последствия воздействия тока на организм.
Род и частота тока в значительной степени определяют степень
поражения. Наиболее опасным является переменный ток с частотой
от 20 до 1000 Гц. При частоте меньше 20 или больше 1000 Гц опас-
ность поражения током заметно снижается.
197
При постоянном токе пороговый ощутимый ток повышается до
6—7 мА, а пороговый неотпускающий ток — до 50—70 мА. Токи
частотой свыше 500 000 Гц не оказывают раздражающего действия
на ткани и поэтому не вызывают электрического удара. Однако они
сохраняют опасность по условиям термических ожогов.
Индивидуальные свойства человека — состояние здоровья, под-
готовленность к работе в электрической установке и другие факторы
также имеют значение для исхода поражения. Поэтому обслуживание
электроустановок поручается лицам, прошедшим медицинский осмотр
и специальное обучение.
§ 59.	Первая помощь человеку,
пораженному электрическим током
Первая доврачебная помощь при несчастных случаях от электри-
ческого тока состоит из двух этапов: освобождение пострадавшего
от действия тока и оказание ему медицинской помощи.
Освобождение пострадавшего от действия тока может быть осу-
ществлено несколькими способами. Наиболее простой и верный
способ — это отключение соответствующей части электроустановки.
Если отключение быстро произвести почему-либо нельзя (например,
далеко расположен выключатель), можно при напряжении до 1000 В
перерубить провода топором с деревянной рукояткой или оттянуть
пострадавшего от токоведущей части, взявшись за его одежду, если
она сухая, отбросить от него провод с помощью деревянной палки
и т. п.
При напряжении выше 1000 В следует применять диэлектрические
перчатки, боты и, в необходимых случаях, изолирующую штангу
или изолирующие клещи.
Меры первой медицинской помощи пострадавшему от электри-
ческого тока зависят от его состояния.
Если пострадавший в сознании, но до этого был в обмороке или
продолжительное время находился под током, ему необходимо
обеспечить полный покой до прибытия врача или срочно доставить
в лечебное учреждение.
При отсутствии сознания, но сохранившемся дыхании нужно
ровно и удобно уложить пострадавшего на мягкую подстилку, рас-
тегнуть пояс и одежду, обеспечить приток свежего воздуха. Следует
давать нюхать нашатырный спирт, обрызгивать водой, растирать
и согревать тело.
При отсутствии признаков жизни надо делать искусственное
дыхание и массаж сердца.
Искусственное дыхание должно быть начато
немедленно после освобождения пострадавшего от действия тока
и выявления его состояния. Оно должно производиться методами
известными под названием «изо рта в рот» и «изо рта в нос». Эти методы
заключаются в том, что оказывающий помощь вдувает воздух из своих
легких в легкие пострадавшего через его рот или через нос. Уста-
198
новлено, что воздух, выдыхаемый из легких, содержит достаточное
для дыхания количество кислорода. При этом способе пострадавшего
укладывают на спину, открывают ему рот и удаляют изо рта посто-
ронние предметы и слизь. Для раскрытия гортани оказывающий
помощь запрокидывает голову пострадавшего назад, положив под
его затылок одну руку, а второй рукой надавливает на лоб или темя
пострадавшего до такой степени,
чтобы подбородок оказался на
одной линии с шеей.
После этого оказывающий
помощь делает глубокий вдох и
Рис. 62. Производство искусствен-
ного дыхания способом «изо рта
в рот»,:
а — вдох; б — выдох
Рис. 63. Наружный (непрямой) мас-
саж сердца:
а — место нажима на грудную клетку;
б — положение рук при нажиме на
грудную клетку
с силой выдыхает воздух в рот пострадавшего. При этом он должен
охватить своим ртом весь рот пострадавшего и своим лицом зажать
ему нос (рис. 62, а). Затем оказывающий помощь откидывается назад
и делает новый вдох. В этот период грудная клетка пострадавшего
опускается и он делает пассивный выдох (рис. 62, б).
В одну минуту следует делать 10—12 вдуваний. Вдувание воздуха
можно производить через марлю, носовой платок или специальную
трубку.
При возобновлении у пострадавшего самостоятельного дыхания
некоторое время следует продолжать искусственное дыхание до пол-
199
ного приведения пострадавшего в сознание, приурочивая вдувание
к началу собственного вдоха пострадавшего.
Наружный массаж сердца имеет целью искусственно
поддержать в организме кровообращение и восстановить самостоя-
тельную деятельность сердца.
Определив прощупыванием место надавливания, которое должно
находиться примерно на два пальца выше мягкого конца грудины
(рис. 63, а), оказывающий помощь кладет на него нижнюю часть
ладони одной руки, а затем поверх первой руки кладет под прямым
углом вторую руку и надавливает на грудную клетку пострадавшего,
слегка помогая при этом наклоном всего корпуса (рис. 63, б). Надав-
ливать следует примерно один раз в секунду быстрым толчком так,
чтобы продвинуть нижнюю часть грудины вниз в сторону позвоноч-
ника на 3—4 см, а у полных людей — на 5—6 см.
После быстрого толчка руки остаются в достигнутом положении
примерно в течение 0,5 с. После этого оказывающий помощь должен
слегка выпрямиться и расслабить руки, не отнимая их от груди.
Одновременно с массажем сердца нужно выполнять искусствен-
ное дыхание (вдувание). Вдувание надо производить в промежутках
между надавливанием или же во время специальной паузы через
каждые 4—5 надавливаний.
Если помощь оказывает один человек, он обязан чередовать опе-
рации: после двух вдуваний воздуха производить 15 надавливаний
на грудную клетку.
О восстановлении деятельности сердца у пострадавшего судят
по появлению у него собственного, не поддерживаемого массажем
регулярного пульса. Для проверки пульса необходимо прервать
массаж на 2—3 с.
§ 60.	Явления при стекании тока в землю.
Напряжение прикосновения и шага
Стекание тока в землю происходит только через проводник,
находящийся в непосредственном контакте с землей. Такой контакт
может быть случайным или преднамеренным. В последнем случае
проводник, находящийся в контакте с землей, называется заземли-
телем или электродом.
При стекании тока в землю происходит резкое снижение потен-
циала заземлившейся токоведущей части до значения ср3 (В), равного
произведению тока, стекающего в землю 13 (А) на сопротивление1
которое этот ток встречает на своем пути Ra (Ом):
Фз = ^8-	(25)
Это явление, весьма благоприятное по условиям безопасности,
используется как мера защиты от поражения током при случайном
появлении напряжения на металлических токоведущих участях,
которые с этой целью заземляют. Однако наряду с понижением потен-
циала заземлившейся токоведущей части при стекании тока в землю
200
возникают и отрицательные явления, а именно, появление потен-
циалов на заземлителе и находящихся в контакте с ним металличе-
ских частях, а также на поверхности грунта вокруг места стекания
тока в землю, что может представлять опасность для жизни человека.
Характер распределения потенциалов на поверхности земли,
т. е. изменение величины потенциала при изменениях расстояния до
заземлителя, можно оценить, рассмотрев случай стекания тока 13
(А) в землю через наиболее простой заземлитель — полушар радиу-
сом г (м) (рис. 64).
Рис. 64. Распределение
потенциала на поверх-
ности земли вокруг по-
лушарового заземлителя
Для упрощения считаем, что земля во всем своем объеме одно-
родна, т. е. в любой точке обладает одинаковым удельным сопротив-
лением р (Ом-м). В этом случае ток в земле будет растекаться во все
стороны по радиусам полушара и плотность его в земле будет убы-
вать по мере удаления от заземлителя. На расстоянии х от центра
полушара плотность тока (А/м2) будет
7 = -^-.
* 2лж2 *
В объеме земли, где проходит ток, возникает так называемое
«поле растекания тока». Теоретически оно простирается до бесконеч-
ности. Однако в действительных условиях уже на расстоянии 20 м
от заземлителя сечение слоя земли, по которому проходит ток, ока-
зывается столь большим, что плотность тока здесь практически
равна нулю. Следовательно, и поле растекания можно считать рас-
пространяющимся лишь на расстояние 20 м от заземлителя.
201
При постоянном токе, а также при переменном токе с частотой
50 Гц поле растекания тока можно рассматривать как стационарное
электрическое поле. Поэтому
j=E-.
р
На основании этого легко определить потенциал любой точки
на поверхности земли, например точки Л, отстоящей от центра
заземлителя на расстоянии х (см. рис. 64). Он равен падению напря-
жения в грунте на участке от х до бесконечности, т. е.
(р = dU,	(26)
где dU — падение напряжения в элементарном слое земли толщиной
dx:
dU = Е dx = jp dx = dx.
Потенциал точки А по выражению (26)
rn £зР C dx  /Зр	/Лх
ф 2л j x2 2лх *	' '
X
Минимальный потенциал, т. e. q> — 0, будет иметь точка, лежащая
в бесконечности, т. е. при х = оо. Практически область нулевого
потенциала на поверхности земли начинается обычно на расстоянии
20 м от заземлителя.
Максимальный потенциал будет при наименьшем значении х,
т. е. непосредственно на заземлителе (х = г):
<P.= g.	(28)
Решив совместно уравнения (27) и (28), получим
<P = 4V~.	(29)
Заменив произведение постоянных <р3г на АГ, получим уравнение
равносторонней гиперболы
1
Следовательно, потенциал на поверхности земли вокруг полуша-
рового заземлителя изменяется по закону гиперболы, уменьшаясь
от своего максимального значения ф3 до нуля по мере удаления от
заземлителя (см. рис. 64).
Для вертикального стержневого заземлителя уравнение потен-
циальной кривой имеет следующий вид:
ф 2л/Ш х ’
где I — длина заземлителя1 м.
202
Максимальный потенциал, т. е. потенциал стержневого заземли-
теля, будет при наименьшем значении я, т. е. при х = 0,5 d:
1зР 1
*РЗ=Ы,n d’
здесь d — диаметр заземлителя, м.
Сопротивление заземлителя растеканию тока. Ток, проходящий
через заземлитель в землю, преодолевает сопротивление, называемое
сопротивлением заземлителя растеканию тока или просто сопро-
тивлением растекания. Оно имеет три слагаемых: сопротивление
самого заземлителя, переходное сопротивление между заземлителем
и грунтом и сопротивление грунта.
Две первые части по сравнению с третьей весьма малы, поэтому
ими пренебрегают и под сопротивлением заземлителя растеканию
тока понимают сопротивление грунта растеканию тока.
Сопротивление растеканию любого заземлителя R3 (Ом) опреде-
ляется по выражению (25) как частное от деления потенциала зазем-
лителя фз (В) на ток J3 (А), протекающий в землю через заземлитель.
Так, например, сопротивление растекания одиночного полушаро-
вого заземлителя, потенциал которого определяется выражением (28),
будет:
р  Фз   Р
3 /3	2лг *
Формулы для вычисления сопротивлений некоторых заземлите-
лей приведены в табл. 14.
По условиям безопасности заземление должно обладать относи-
тельно малым сопротивлением. Поэтому в практике применяется,
как правило, групповой заземлитель, т. е. заземлитель, состоящий
из нескольких параллельно включенных одиночных заземлителей
(электродов).
При больших расстояниях между электродами (более 40 м) ток
каждого электрода проходит по «своему», отдельному участку земли,
в котором токи других заземлителей не проходят. В этом случае
вокруг каждого одиночного заземлителя возникают самостоятельные
потенциальные кривые, взаимно не пересекающиеся. При одинако-
вых размерах, а следовательно, при одинаковых сопротивлениях
одиночных заземлителей Ro сопротивление группового заземлителя
Rvp будет:
R — —
где п — количество одиночных заземлителей.
При малых расстояниях между электродами (менее 40 м) поля
растекания токов как бы накладываются одно на другое, а потен-
циальные кривые взаимно пересекаются и, складываясь, образуют
суммарную потенциальную кривую (рис. 65).
В этом случае в общих участках земли, по которым проходят токи
нескольких электродов, увеличивается плотность тока (см. рис. 65),
что приводит к увеличению сопротивления растекания заземлителей.
203
Таблица 14
Формулы для вычисления сопротивлений растеканию тока
одиночных заземлителей
Тип заземлителя	Схема и формула				Условия применения
Полушаровой у по- верхности земли	Я = -7Т				—-
Трубчатый или стержневой у по- верхности земли	R = 2л		g  7 In	7Z d	l>d Для уголка с шириной полки Ь d=Q&)b
То же, в земле	ААА^Ш 1 аж р_ р Л 21 п 2л1 \ n d		1?. , 1 . 4« + Z\ + 2 ln 4t-l)		l^> d; tQ^ 0,5 м Для уголка с шириной полки Ь d=Q&b
Протяженный круглого сече- ния — стержень, труба, кабель и т. п. на поверх- ности земли	1Й	— ' jjL _R = -P-ln-^- jtZ a			l>d Для полосы шириной b d=Ot5b
204
Продолжение табл. 14
Тип заземлителя
Схема и формула
Условия применения
Протяженный
круглого сече-
ния — стержень,
труба, кабель и
т. п. в земле
Z>4f>rf
Для полосы шириной Ъ
Примечание. В формулах р — удельное сопротивление грунта (Ом-м). Все
размеры даны в метрах, при этом R выражено в омах.
Поэтому сопротивление группового заземлителя 7?гр выражается
следующей зависимостью:
где т] — коэффициент, характеризующий уменьшение проводи-
мости заземлителей и называемый коэффициентом использования
группового заземлителя
Значения ц приведе-
ны в табл. 15 и 16.
Напряжение прико-
сновения С7Пр (В) есть
разность потенциалов
двух точек электриче-
ской цепи, которых од-
новременно касается че-
ловек, или, иначе гово-
ря, падение напряжения
в сопротивлении тела
человека Rh (Ом):
или коэффициентом экранирования.
U пр —
где Ih — ток, проходя-
щий через человека по
пути рука — ноги, А.
Рис. 65. Потенциальная
кривая Группового зазем-
лителя и поле растекания
тока при расстоянии между
электродами S < 40 м
205
Таблица 16
Коэффициенты использования г) вертикальных стержневых заземлителей
(труб, уголков и т. п.) без учета влияния полосы связи
Число заземлителей	Отношение расстояний между заземлителями к их длине					
	1	2	3	1	1 2	1 3
	Заземли	гели размеще	ны в ряд	Зеземлители	[ размещены	по контуру
2	0,85	0,91	0,94						
4	0,73	0,83	0,89	0,69	0,78	0,85
6	0,65	0.77	0.85	0.61	0,73	0,80
10	0.59	0,74	0.81	0.55	0,68	0,76
20	0,48	0,67	0,76	0,47	0,63	0,71
40	—	—	—	0,41	0,58	0,66
60	—	—	—	0.39	0,55	0,64
100	—	—	—	0,36	0,52	0,62
Таблица 16
Коэффициент использования т] горизонтального полосового заземлителя,
соединяющего вертикальные стержневые заземлители (трубы, уголки и т. п.)
Отношение расстояний между стерж- невыми зазем- лителями к их длине	Число стержневых заземлителей							
	2	к	6	10	20	40	60	100
1	Ст 0.85	'.ержневыд 0,77	е заземль 0,72	стели ра 0,62	змещены 0,42	в ряд		
2	0.94	0.89	0,84	0,75	0,56	—	—	—
3	0,96	0,92	0,88	0,82	0,68	—	—	—
1	Стерм	снееые за 0,45	\землите. 0,40	ги разме 0,34	щены по 0,27	контуру 0,22	с 0,20	0,19
2	—	0,55	0,48	0,40	0,32	0,29	0,27	0,23
3	—	0.70	0,64	0,56	0,45	0,39	0,36	0,33
В области защитных заземлений, занулений и т. п. одна из этих
точек имеет потенциал заземлителя ср3, а другая —потенциал осно-
вания в том месте, где стоит человек, <рос. В этом случае напряжение
прикосновения
^пр " фз “" фос — фз (1 —	(30)
\ фз /
ИЛИ
^пр = ф3а,
где а — коэффициент, называемый коэффициентом напряжения при-
косновения или просто коэффициентом прикосновения, учитываю-
щий форму потенциальной кривой
a=(1-5&cW-	<31>
206
Рпс. 66. Напряжение при-
косновения при одиночном
' заземлителе:
1	— потенциальная кривая;
2	— кривая, характеризующая
изменение напряжения прикос-
новения 17Пр при изменении
расстояния от заземлителя х
Рассмотрим напря-
жение прикосновения
при одиночном
заземлителе. Пусть мы
имеем оборудование,
например электродвига-
тели, корпуса которых
заземлены с помощью
одиночного заземлителя
(рис. 66). При замыка-
нии па корпус одного из
этих двигателей1 на за-
землителе и всех при-
соединенных к нему ме-
таллических частях, в
том числе на корпусах двигателей, появится потенциал ф3. Поверх-
ность земли вокруг заземлителя также будет иметь потенциал, изме-
няющийся по кривой, зависящей от формы заземлителя.
Напряжение прикосновения характеризуется отрезком АВ и зави-
сит от формы потенциальной кривой и расстояния х между человеком,
прикасающимся к заземленному оборудованию, и заземлителем:
чем дальше от заземлителя находится человек, тем больше С7пр,
и наоборот.
Так, при наибольшем расстоянии, т. е. при х = оо, а практи-
чески при х — 20 м (точка 1 на рис. 66) напряжение прикосновения
имеет наибольшее значение: <7пр = ф3; при этом а = 1. Это наиболее
опасный случай прикосновения.
При наименьшем значении х, когда человек стоит непосредственно
на заземлителе (точка 2), С7ДР = 0 и а — 0. Это безопасный случай —
человек не подвергается воздействию напряжения, хотя он и нахо-
дится под потенциалом ф3.
При других значениях х в пределах от 0 до 20 м (точка 3) С7пр
плавно возрастает от 0 до ф3, а а — от 0 до 1.
Для примера посмотрим, как изменяются С7Пр и а при п олу-
ша р о в о м заземлителе радиусом г. В этом случае нам известно
выражение потенциала любой точки на поверхности земли вокруг
заземлителя из уравнения (29). Поэтому мы можем написать согласно
уравнениям (30) и (31):
— фз Фз ~ = фз	(32)
1 Замыкание на корпус показано на рисунке молниеобразной стрелкой.
207
и
а = 1-Ь	(33)
При х 20 м (точка 1 на рис. 66) ~ ~ 0, поэтому С7пр = ф3
и а = 1.
При х — г (точка 2) -- = 1. Поэтому С7пр = 0 и а = 0.
При промежуточных значениях х от г до 20 м С7пр и а определяются
из выражений (32) и (33). Так, если х = Юг (точка 5), то
а=1—^ = 0,9, а С/пр = а<Рз = 0,9фз.
При групповом заземлителе, когда все точки поверхности
земли на участке между электродами имеют потенциалы, отличные
от нуля, в любом месте этого участка
^пР<фз и а<1.
Значения коэффициента а приведены в табл. 17.
Таблица 17
Наибольшие значения коэффициентов прикосновения и шага
Заземлитель			а	3
Тип	Число парал- лельных полос	Расстояние между параллельными полосами, м		
Единичный протяженный Единичный стержневой	—	—	1 1	0,3 0,6
Контурный из полосовой стали с параллельными полосами	2 5 10	2,5 5 10 15 2,5 5 10 15 2,5 5 10 15	0,3 0,35 0,4 0,45 0,15 0,2 0,3 0,35 0,1 0,15 0,25 0,3	0,15
Контурный из стержней и полос с внутренними параллельны- ми полосами	5 10	2,5 5 10 15 2,5 5 10 15	0,1 0,15 0,25 0,35 0,08 0,1 0,2 0,25	0,15
208
Рис. 67. Шаговое напряжение при оди
ночном заземлителе
Напряжение шага или шаговое напряжение (В) есть разность
потенциалов фх и фх+а двух точек на поверхности земли в зоне
растекания тока, которые находятся одна от другой на расстоянии
шага а и на которых одновременно стоит человек. При этом длина
шага принимается равной 0,8 м. Таким образом,
^ш = фх-<Рх+а-	(34)
Шаговое напряжение представляет собой также падение напряже-
ния в сопротивлении тела человека Rh (Ом):
где Ih — ток, проходящий через человека по пути нога — нога, А.
Поскольку срх и фх+а являются частями потенциала заземлителя
Фз, разность их также есть
часть этого потенциала. По-
этому выражение (34) можно
записать так:
= ФэР?
где р — коэффициент напря-
жения шага или просто ко-
эффициент шага, учитываю-
щий форму потенциальной
кривой:
В — Ф* Фх+а л
Н фз
Напряжение шага при
одиночном зазем-
лителе определяется от-
резком АВ (рис. 67), длина
которого зависит от формы
потенциальной кривой, т. е.
от типа заземлителя, и из-
меняется от некоторого мак-
симального значения до нуля
с изменением расстояния от
заземлителя.
Максимальные значения
С7Ш и р будут при наимень-
шем расстоянии от заземли-
теля, т. е. когда человек одной ногой стоит непосредственно на за-
землителе, а другой — на расстоянии шага от него.
Наименьшие значения и р будут при бесконечно большом
удалении от заземлителя, а практически за пределами поля расте-
кания тока, т. е. дальше 20 м. В этом месте 17ш	0 и р » 0.
При полушаровом заземлителе радиусом г (см. рис. 67) напряже-
ние шага
гт	г	г	га
ш х	х + а	х (х + а)9
209
а коэффициент шага
о _ га
Р х {х + а) ’
здесь х — расстояние от центра заземлителя, м.
При х — оо (практически при х 20 м) С7Ш = 0 и |3 = 0. Этот же
результат получим и вблизи заземлителя, если а = 0, т. е., когда
ступни ног человека находятся рядом или на одной эквипотенциаль-
ной линии, а следовательно, на одинаковом расстоянии от заземли-
теля (точки с и d на рис. 67).
При наименьшем значении х (при х — г) получим максимальные
значения и |3:
тт	Л	Q Л
^ш.тах =Фз7~^ И ₽-r-zpj-
При групповом заземлителе в пределах площади,
на которой размещены электроды, напряжение шага имеет меньшую
величину, чем при одиночном заземлителе, но также изменяется от
некоторого максимального значения до нуля при удалении от элект-
родов.
Максимальное шаговое напряжение будет, как и при одиночном
заземлителе, в начале потенциальной кривой, т. е. когда одна точка
лежит на электроде, а другая — на расстоянии шага от него.
Минимальное шаговое напряжение соответствует случаю, когда
человек стоит на «точках» с одинаковыми потенциалами, в этом слу-
чае иш = 0.
В практике устройства заземлений представляют интерес макси-
мальные значения шаговых напряжений, которым соответствуют
максимальные значения (3, указанные в табл. 17.
§ 61. Анализ опасности поражения током
в различных электрических сетях
Случаи поражения человека током возможны лишь при замыкании
электрической цепи через тело человека или, иначе говоря, при при-
косновении человека не менее чем к двум точкам цепи, между кото-
рыми существует некоторое напряжение.
Опасность такого прикосновения, оцениваемая величиной тока,
проходящего через тело человека, или же напряжением прикосно-
вения, зависит от ряда факторов: схемы включения человека в цепь,
напряжения сети, схемы самой сети, режима ее нейтрали, степени
изоляции токоведущих частей от земли, а также от величины емкости
токоведущих частей относительно земли и т. п.
Схемы включения человека в цепь могут быть различными. Однако
наиболее характерными являются две схемы включения: между двумя
проводами и между одним проводом и землей (рис. 68). Разумеется,
во втором случае предполагается наличие электрической связи между
сетью и землей.
210
Применительно к сетям переменного тока первую схему обычно
называют двухфазным включением, а вторую — однофазным.
Двухфазное включение, т. е. прикосновение чело-
века одновременно к двум фазам, как правило, более опасно,
поскольку к телу человека прикладывается наибольшее в данной сети
напряжение — линейное, и поэтому через человека пойдет больший
ток:
т _ 1,73ГФ _ ил
h Uh Rh’
где Ih — ток, проходящий через тело человека, A; Ua = ]/"3 С7ф —
линейное напряжение, т. е. напряжение между фазными проводами
сети, В; U$ — фазное напряжение, т. е. напряжение между началом
и концом одной обмотки (или между фазным и нулевым проводами), В.
Рис. 68. Случаи включения чело-
века в цепь тока:
а — двухфазное включение; б, в — одно-
фазные включения
Нетрудно представить, что двухфазное включение является оди-
наково опасным в сети как с изолированной, так и с заземленной
нейтралями.
При двухфазном включении опасность поражения не уменьшится
и в том случае, если человек надежно изолирован от земли, т. е.
если он имеет на ногах резиновые галоши или боты либо стоит на изо-
лирующем (деревянном) полу, или на диэлектрическом коврике.
Однофазное включение происходит значительно
чаще, но является менее опасным, чем двухфазное включение,
поскольку напряжение, под которым оказывается человек, не пре-
вышает фазного, т. е. меньше линейного в 1,73 раза. Соответственно
меньше оказывается ток, проходящий через человека.
Кроме того, на величину этого тока влияют также режим нейтрали
источника тока, сопротивление изоляции и емкость проводов отно-
сительно земли, сопротивление пола, на котором стоит человек,
сопротивление его обуви и некоторые другие факторы.
В трехфазной трехпроводной сети с изо-
лированной нейтралью ток, проходящий через чело-
века, при прикосновении к одной из фаз сети в период ее нормальной
работы (рис. 69, а) определяется следующим выражением в комплекс-
ной форме (А):
/. = ^ф ...
Лп	7 9
Xh+i
о
211
где Z — комплекс полного сопротивления одной фазы относительно
земли (Ом):
7__	1
здесь г и С — соответственно сопротивление изоляции провода (Ом)
и емкость провода (Ф) относительно земли (приняты для упрощения
одинаковыми для всех проводов сети).
a — при нормальном режиме; б — при аварийном режиме
(35)
Ток в действительной форме равен (А):
/ —	1_________
h	r(r + &Rh)
У
Если емкость проводов относительно земли мала, т. е. С ~ О,
что обычно имеет место в воздушных сетях небольшой протяжен-
ности, то уравнение (35) примет вид
/Л==_£ф_
г
Если же емкость велика, а проводимость изоляции незначительна,
т. е. г оо, что обычно имеет место в кабельных сетяхЛ то согласно
выражению (35) ток через человека (А) будет:
Ч/______ /Хл \2
(36)
(37)
где хс =	— емкостное сопротивление, Ом.
Из выражения (36) следует, что в сетях с изолированной нейт-
ралью, обладающих незначительной емкостью между проводами
и землей, опасность для человека, прикоснувшегося к одной из фаз
в период нормальной работы сети, зависит от сопротивления прово-
дов относительно земли: с увеличением сопротивления опасность
уменьшается.
212
Поэтому очень важно в таких сетях обеспечивать высокое сопро-
тивление изоляции и контролировать ее состояние в целях свое-
временного выявления и устранения возникших неисправностей.
Однако в сетях с большой емкостью относительно земли роль
изоляции проводов в обеспечении безопасности прикосновения утра-
чивается, что видно из уравнений (35) и (37).
При аварийном режиме работы сети, т. е. когда воз-
никло замыкание одной из фаз на землю через малое сопротивление
гзм ток через человека, прикоснувшегося к здоровой фазе (рис. 69, б),
будет (А):
т ^фКз
R-h + гзм *
(38)
а напряжение прикосновения (В):
=	=	(39)
Если принять, что гзм = 0 или по крайней мере считать, что гзм
Rh (так обычно бывает на практике), то согласно выражению (39)
<7пр = ^фКЗ,	(40)
т. е. человек окажется под линейным напряжением.
В действительных условиях гзм > 0, поэтому напряжение, под
которым окажется человек, прикоснувшийся в аварийный период
к исправной фазе трехфазной сети с изолированной нейтралью, будет
значительно больше фазного и несколько меньше линейного напря-
жения сети. Таким образом, этот случай прикосновения во много раз
опаснее прикосновения к той же фазе сети при нормальном режиме
работы [см. уравнения (36) и (39), имея в виду, что
В трехфазной четырехпровод пой сети с
заземленной нейтралью проводимость изоляции и
емкостная проводимость проводов относительно земли малы по
сравнению с проводимостью заземления нейтрали, поэтому при
определении тока через человека, касающегося фазы сети, ими можно
пренебречь.
При нормальном режиме работы сети ток через чело-
века будет (рис. 70, а):
где г0 — сопротивление заземления нейтрали, Ом.
В обычных сетях г0 10 Ом, сопротивление тела человека
не опускается ниже нескольких сотен Ом. Следовательно, без боль-
шой ошибки в уравнении (41) можно пренебречь значением г0 и счи-
тать, что при прикосновении к одной из фаз трехфазной четырехпро-
водной сети с заземленной нейтралью человек оказывается практи-
чески под фазным напряжением С7Ф, а ток, проходящий через него,
равен частному от деления 17ф на Rh.
213
Отсюда следует, что прикосновение к фазе трехфазной сети с зазем-
ленной нейтралью в период нормальной ее работы более опасно,
чем прикосновение к фазе нормально работающей сети с изолирован-
ной нейтралью [ср. уравнения (36) и (41)], но менее опасно прикос-
новения к неповрежденной фазе сети с изолированной нейтралью
в аварийный период [ср. уравнения (38) и (41)], так как гзм может
в ряде случаев мало отличаться от г0.
При аварийном режиме, когда одна из фаз сети зам-
кнута на землю через относительно малое сопротивление гзм ток,
Рис. 70. Прикосновение человека к фазному проводу трехфазной
четырехпроводной сети с заземленной нейтралью:
а — при нормальном режиме; б — при аварийном режиме
проходящий через человека, касающегося здоровой фазы (рис. 70, б),
определяется следующим уравнением:
Г __ ТТ	ГЗМ ~Ь Г0
h	Ф r3Mro + -ft/l (гзм + го) *
Напряжение прикосновения (В) будет
<42>
Рассмотрим два характерных случая.
1. Если сопротивление замыкания провода на землю гзм считать
равным нулю, то уравнение (42) примет вид
^пр^^фКз.
Следовательно, в данном случае человек окажется под воздей-
ствием линейного напряжения сети.
2. Если принять равным нулю сопротивление заземления нейт-
рали г0, то
С/пр ==
т. е. напряжение, под которым окажется человек, будет равно фаз-
ному напряжению.
Однако в практических условиях сопротивления гзм и г0 всегда
больше нуля, поэтому напряжениед под которым оказывается чело-
214
век, прикоснувшийся в аварийный период к исправному фазному
проводу трехфазной сети с заземленной нейтралью, всегда меньше
линейного, но больше фазного, т. е.
t/ф/З >иар>иф.	(43)
Следует отметить, что этот вывод вытекает также из уравнения
(42). Так, при небольших значениях гзм и г0 по сравнению с Rh пер-
вым слагаемым в знаменателе можно пренебречь. Тогда дробь при
любых соотношениях гзм и г0 будет всегда больше единицы, но меньше
j/З, т. е. получим выражение (43). Таким образом, прикосновение
человека к исправной фазе сети с заземленной нейтралью в аварийный
период более опасно, чем при нормальном режиме.
Вместе с тем этот случай является также, как правило, менее
опасным, чем прикосновение к здоровой фазе сети с изолированной
нейтралью в аварийный период [ср. уравнения (42) и (38)1, поскольку
в ряде случаев г0 мало по сравнению с гзм.
Выбор схемы сети, а следовательно, и режима нейтрали источника
тока производится, исходя из технологических требований и из усло-
вий безопасности.
При напряжении до 1000 В широкое распространение
получили обе схемы трехфазных сетей: трехпроводная с изолирован-
ной нейтралью и четырехпроводная с заземленной нейтралью.
По технологическим требованиям предпочтение часто отдается
четырехпроводной сети, поскольку она позволяет использовать два
рабочих напряжения — линейное и фазное.
По условиям безопасности выбор одной из двух схем произво-
дится с учетом выводов, полученных при рассмотрении этих сетей,
а именно: по условиям прикосновения к фазному проводу в период
нормального режима работы сети более безопасной является, как
правило, сеть с изолированной нейтралью, а в аварийный период —
сеть с заземленной нейтралью. Поэтому сети с изолированной нейт-
ралью целесообразно применять в тех случаях, когда имеется
возможность поддерживать высокий уровень изоляции проводов
и когда емкость сети относительно земли незначительна. Такими
являются мало разветвленное сети, не подверженные воздействию
агрессивной среды и находящиеся под постоянным надзором ква-
лифицированного персонала. Примером могут служить сети электро-
технических лабораторий, небольших предприятий и т. п.
Сеть с заземленной нейтралью следует применять там, где невоз-
можно обеспечить хорошую изоляцию проводов (из-за высокой влаж-
ности, агрессивной среды и пр.), когда нельзя быстро отыскать или
устранить повреждение изоляции, либо когда емкостные токи сети
вследствие значительной ее разветвленности достигают больших
значений, опасных для человека. Примером таких сетей могут слу-
жить сети крупных машиностроительных заводов.
При напряжении выше 1000 В по технологическим
требованиям сети напряжением до 35 кВ включительно имеют изо-
лированную нейтраль, а выше 35 кВ — заземленную. Поскольку
215
такие сети имеют большую емкость проводов относительно земли, для
человека является одинаково опасным прикосновение к проводу
сети как с изолированной, так и заземленной нейтралью. Поэтому
режим нейтрали сети напряжением выше 1000 В по условиям безо-
пасности не выбирается.
§ 62.	Причины поражения электрическим током
и основные меры защиты
Основные причины несчастных случаев от воздействия электри-
ческого тока следующие.
1.	Случайное прикосновение или приближение на опасное рас-
стояние к токоведущим частям, находящимся под напряжением.
2.	Появление напряжения на металлических конструктивных
частях электрооборудования — корпусах, кожухах и т. п. — в ре-
зультате повреждения изоляции и других причин.
3.	Появление напряжения на отключенных токоведущих частях,
на которых работают люди, вследствие ошибочного включения уста-
новки.
4.	Возникновение шагового напряжения на поверхности земли
в результате замыкания провода на землю.
Основными мерами защиты от поражения током являются: обес-
печение недоступности токоведущих частей, находящихся под напря-
жением, для случайного прикосновения; защитное разделение сети;
устранение опасности поражения при появлении напряжения на кор-
пусах, кожухах и других частях электрооборудования, что достй-
гается применением малых напряжений, применением двойной изо-
ляции, выравниванием потенциала, защитным заземлением, зану-
лением, защитным отключением и др.; применение специальных
защитных средств — переносных приборов и приспособлений; орга-
низация безопасной эксплуатации электроустановок.
Классификация помещений по опасности поражения током. Окру-
жающая среда и окружающая обстановка усиливают или ослабляют
опасность поражения током. С учетом этого «Правилами устройства
электроустановок» все помещения делятся по степени опасности
поражения людей электрическим током на три класса: 1 — без повы-
шенной опасности; 2 — с повышенной опасностью и 3 — особо
опасные.
Помещения без повышенной опасности —
это сухие, беспыльные помещения с нормальной температурой воз-
духа и с изолирующими (например, деревянными) полами, т. е.
в которых отсутствуют условия, свойственные помещениям с повы-
шенной опасностью и особо опасным.
Примером помещений без повышенной опасности могут служить
обычные конторские помещения, инструментальные, лаборатории,
а также некоторые производственные помещения, в том числе цехи
приборных заводов, размещенные в сухих, беспыльных помещениях
с изолирующими полами и нормальной температурой,
216
Помещения с повышенной опасностью харак-
теризуются наличием одного из следующих пяти условий, создающих
повышенную опасность:
сырости, когда относительная влажность воздуха длительно пре-
вышает 75%; такие помещения называют сырыми;
высокой температуры, когда температура воздуха длительно
превышает +30° С; такие помещения называются жаркими;
токопроводящей пыли, когда по условиям производства в поме-
щениях выделяется токопроводящая технологическая пыль (напри-
мер, угольная, металлическая и т. п.), в таком количестве, что она
оседает на проводах, проникает внутрь машин, аппаратов и т. п.;
такие помещения называются пыльными с токопроводящей пылью;
токопроводящих полов — металлических, земляных, железо-
бетонных, кирпичных и т. п.;
возможности одновременного прикосновения человека к имею-
щим соединение с землей металлоконструкциям зданий, технологи-
ческим аппаратам, механизмам и т. п., с одной стороны, и к метал-
лическим корпусам электрооборудования — с другой.
Примером помещения с повышенной опасностью могут служить
лестничные клетки различных зданий с проводящими полами, склад-
ские неотапливаемые помещения (даже если они размещены в зда-
ниях с изолирующими полами и деревянными стеллажами) и т. п.
Помещения особо опасные характеризуются нали-
чием одного из следующих трех условий, создающих особую опас-
ность:
особой сырости, когда относительная влажность воздуха близка
к 100% (стены, пол и предметы, находящиеся в помещении, покрыты
влагой); такие помещения называются особо сырыми;
химически активной среды, т. е. помещения, в которых по усло-
виям производства содержатся пары или образуются отложения,
действующие разрушающе на изоляцию и токоведущие части элект-
рооборудования; такие помещения называются помещениями с хими-
чески активной средой:
одновременного наличия двух и более условий, свойственных
помещениям с повышенной опасностью.
Особо опасными помещениями являются большая часть произ-
водственных помещений, в том числе все цехи машиностроительных
заводов, испытательные станции, гальванические цехи, мастерские
и т. п. К таким же помещениям относятся и участки работ на земле
под открытым небом или под навесом.
Недоступность токоведущих частей электроустановок для слу-
чайного прикосновения может быть обеспечена рядом способов:
изоляцией токоведущих частей, размещением их на недоступной
высоте, ограждением и др.
Защитное разделение сети. В разветвленной электрической сети,
т. е. обладающей большой протяженностью, вполне исправная изо-
ляция может иметь малое сопротивление, а емкость проводов отно-
сительно земли — большую величину. Эти обстоятельства являются
крайне нежелательными по условиям безопасности так как в таких
217
сетях напряжением до 1000 В с изолированной нейтралью утрачи-
вается защитная роль изоляции проводов и усиливается угроза пора-
жения человека током в случае прикосновения его к проводу сети (или
к какому-либо предмету, оказавшемуся под фазным напряжением).
Этот существенный недостаток может быть устранен путем так
называемого защитного разделения сети, т. е. разделения разветвлен-
ной (протяженной) сети на отдельные небольшие по протяженности
и электрически не связанные между собою участки.
Разделение осуществляется с помощью специальных раздели-
тельных трансформаторов. Изолированные участки сети обладают
большим сопротивлением изоляции и малой емкостью проводов отно-
сительно земли, благодаря чему значительно улучшаются условия
безопасности.
Применение пониженного напряжения. При работе с переносным
ручным электроинструментом — дрелью, гайковертом, электриче-
ским зубилом и т. п., а также ручной переносной лампой человек
имеет длительный контакт с корпусами этого оборудования. В резуль-
тате для него резко повышается опасность поражения током в случае
повреждения изоляции и появления напряжения на корпусе, осо-
бенно, если работа производится в помещении с повышенной опас-
ностью, особо опасном или вне помещения.
Для устранения этой опасности необходимо питать ручной инстру-
мент и переносные лампы пониженным напряжением не выше 36 В.
Кроме того, в особо опасных помещениях при особо неблагоприят-
ных условиях (например, работа в металлическом резервуаре, работа
сидя или лежа на токопроводящем полу и т. п.) для питания ручных
переносных ламп требуется еще более низкое напряжение — 12 В.
§ 63.	Защитное заземление
Защитное заземление — преднамеренное соединение с землей
металлических частей оборудования, не находящихся под напряже-
нием в обычных условиях, но которые могут оказаться под напряже-
нием в результате нарушения изоляции электроустановки.
Назначение защитного заземления — устранение опасности пора-
жения людей электрическим током при появлении напряжения на кон-
структивных частях электрооборудования, т. е. при «замыкании
на корпус».
Принцип действия защитного заземления — снижение до безо-
пасных значений напряжений прикосновения и шага, обусловлен-
ных «замыканием на корпус». Это достигается уменьшением по-
тенциала заземленного оборудования, а также выравниванием
потенциалов за счет подъема потенциала основания, на котором стоит
человек, до потенциала, близкого по величине к потенциалу зазем-
ленного оборудования.
Область применения защитного заземления — трехфазные трех-
проводные сети напряжением до 1000 В с изолированной нейтралью
и выше 1000 В с любым режимом нейтрали (рис. 71).
218
Типы заземляющих устройств. Заземляющим устройством назы-
вается совокупность заземлителя — металлических проводников,
находящихся в непосредственном соприкосновении с землей, и зазем-
ляющих проводников, соединяющих заземляемые части электро-
установки с заземлителем. Различают два типа заземляющих
устройств: выносное (или сосредоточенное) и контурное (или распре-
деленное).
Выносное заземляющее устройство характеризуется тем, что зазем-
литель его вынесен за пределы площадки, на которой размещено
заземляемое оборудование, или сосредоточен на некоторой части
этой площадки.
Недостаток выносного заземления — отдаленность заземлителя
от защищаемого оборудования, вследствие чего коэффициент прикос-
новения а = 1. Поэтому этот тип заземления применяется лишь при
Рис. 71. Принципиальные схемы защит-
ного заземления:
а — в сети с изолированной нейтралью до 1000 В
и выше; б — в сети с заземленной нейтралью
выше 1000 В, 1 — заземленное оборудование;
2 — заземлитель защитного заземления; з — за-
землитель рабочего заземления; r3. г — сопротив-
ления соответственно защитного и рабочего за-
землений
Малых токах замыкания на землю и, в частности, в установках напря-
жением до 1000 В, где потенциал заземлителя не превышает допусти-
мого напряжения прикосновения.
Достоинством такого типа заземляющего устройства является
возможность выбора места размещения электродов с наименьшим
сопротивлением грунта (сырое, глинистое, в низинах и т. п.).
Контурное заземляющее устройство характеризуется тем, что его
одиночные заземлители размещаются по контуру (периметру) пло-
щадки, на которой находится заземляемое оборудование, или распре-
деляются по всей площадке по возможности равномерно.
Безопасность при контурном заземлении обеспечивается выравни-
ванием потенциала на защищаемой территории до такой величины,
чтобы максимальные значения напряжений прикосновения и шага
не превышали допустимых. Это достигается путем соответствующего
размещения одиночных заземлителей.
Внутри помещений выравнивание потенциала происходит есте-
ственным путем через металлические конструкции, трубопроводы,
кабели и подобные им проводящие предметы, связанные с разветвлен-
ной сетью заземления.
Выполнение заземляющих устройств. Различают заземлители
искусственные, предназначенные исключительно для целей заземле-
ния, и естественные — находящиеся в земле металлические предметы
другого назначения.
219
Для искусственных заземлителей применяют обычно вертикальные
и горизонтальные электроды.
В качестве вертикальных электродов используют стальные трубы
диаметром 3—5 см и угловую сталь размером от 40 X 40 до 60 X 60 мм
длиной 2,5—3 м. В последние годы находят применение стальные
прутки диаметром 10—12 мм и длиной до 10 м.
Для связи вертикальных электродов и в качестве самостоятель-
ного горизонтального электрода используют полосовую сталь сече-
нием не менее 4 X 12 мм или сталь круглого сечения диаметром
не менее 6 мм.
Для установки вертикальных заземлителей предварительно роют
траншею глубиной 0,7—0,8 м, после чего с помощью механизмов
забивают трубы или уголки.
В качестве естественных заземлителей можно использовать:
проложенные в земле водопроводные и другие металлические трубо-
проводы, за исключением трубопроводов горючих жидкостей, горю-
чих или взрывоопасных газов, а также трубопроводов, покрытых
изоляцией для защиты от коррозии; обсадные трубы артезианских
колодцев, скважин, шурфов и т. п.; металлические конструкции
и арматура железобетонных конструкций зданий и сооружений,
имеющие соединение с землей; свинцовые оболочки кабелей, проло-
женные в земле. Естественные заземлители обладают, как правило,
малым сопротивлением растеканию тока и поэтому использование
их для целей заземления дает весьма ощутимую экономию. Недо-
статками естественных заземлителей являются доступность их неэлек-
тротехническому персоналу и возможность нарушения непрерыв-
ности соединения протяженных заземлителей (при ремонтных рабо-
тах и т. п.).
В качестве заземляющих проводников, предназначенных для
соединения заземляющих частей с заземлителями, применяют, как
правило, полосовую сталь, а также круглую сталь и т. п. Прокладку
заземляющих проводников производят открыто по конструкциям
зданий, в том числе по стенам на специальных опорах. Заземляющие
проводники в помещениях должны быть доступны для осмотра.
Присоединение заземляемого оборудования к магистрали зазем-
ления осуществляется с помощью отдельных проводников. При этом
последовательное включение заземляемого оборудования не допус-
кается.
Согласно требованиям Правил устройства электроустановок сопро-
тивление защитного заземления в любое время года не должно пре-
вышать:
4 Ома — в установках напряжением до 1000 В; если мощность
источника тока (генератора или трансформатора) меньше 100 кВ-А,
то сопротивление заземления допускается 10 Ом;
0,5 Ом — в установках напряжением выше 1000 В с большими
токами замыкания на землю (больше 500 А);
250/7з, но но более 10 Ом — в установках напряжением выше
1000 В с малыми токами замыкания на землю и без компенсации
емкостных токов; если заземляющее устройство одновременно исполь-
220
зуется для электроустановок напряжением до 1000 В, то сопротив-
ление заземления не должно превышать 125//3, но не более 10 Ом
(или 4 Ом, если это требуется для установок до 1000 В).
Здесь /3 — ток замыкания на землю.
Оборудование, подлежащее заземлению. Защитному заземлению
подлежат металлические нетоковедущие части электрооборудования,
которые из-за неисправности изоляции могут оказаться под напря-
жением, и к которым возможно прикосновение людей и животных.
При этом в помещениях с повышенной опасностью или особо опасных
заземление является обязательным при номинальном напряжении
электроустановки выше 36 В переменного и 110 В постоянного тока,
а в помещениях без повышенной опасности — при напряжении
500 В и выше. Лишь во взрывоопасных помещениях заземление выпол-
няется независимо от величины напряжения.
§ 64. Зануление
Занулением называется присоединение к неоднократно заземлен-
ному нулевому проводу питающей сети корпусов и других конструк-
тивных металлических частей электрооборудования, которые нор-
мально не находятся под напряжением, но вследствие повреждения
изоляции могут оказаться под напряжением.
Принципиальная схема зануления показана на рис. 72.
Задача зануления та же, что и защитного заземления: устране-
ние опасности поражения людей током при пробое на корпус. Реша-
ется эта задача автоматическим отключением поврежденной установки
от сети.
Принцип действия зануления превращение пробоя на корпус
в однофазное короткое замыкание (т. е. замыкание между фазным
и нулевым проводами) с целью создания большого тока, способного
обеспечить срабатывание защиты и тем самым автоматически отклю-
чить поврежденную установку от питающей сети. Такой защитой
являются: плавкие предохранители или автоматические выключа-
тели, устанавливаемые перед потребителями энергии для защиты от
токов короткого замыкания.
Скорость отключения поврежденной установки, т. е. время с мо-
мента появления напряжений на корпусе до момента отключения
установки от питающей электросети, составляет 5—7 с при защите
установки плавкими предохранителями и 1—2 с при защите автома-
тами.
Область применения зануления — трехфазные четырехпроводные
сети напряжением до 1000 В с глухозаземленной нейтралью. Обычно
это сети напряжением 380/220 и 220/127 В, широко применяющиеся
в машиностроительной промышленности.
Из рис. 72 видно, что схема зануления требует наличия в сети
нулевого провода, заземления нейтрали источника тока и повторного
заземления пулевого провода.
Назначение нулевого провода — создание для тока короткого
замыкания цепи с малым сопротивлением, чтобы этот ток был доста-
221
точным для быстрого срабатывания защиты, т. е. быстрого отключе-
ния поврежденной установки от сети. Для примера рассмотрим
следующий случай.
Пусть мы имеем схему без нулевого провода, роль которого выпол-
няет земля (рис. 73). Будет ли работать такая схема?
Рис. 73. К вопросу о
необходимости нулевого
провода в трехфазной
сети до 1000 В с зазем-
ленной нейтралью
Рис. 72. Принципиальная схе-
ма зануления:
1 — корпус; 2 — аппараты защиты
от токов короткого замыкания
(плавкие предохранители, автома-
ты и т. п.); Во — сопротивление
заземления нейтрали источника
тока; Кп — сопротивление повтор-
ного заземления нулевого прово-
да; — ток короткого замыкания
При замыкании фазы на корпус по цепи, образовавшейся через
землю, будет протекать ток (А):
т —
3 Д3 + Яо’
благодаря чему на корпусе относительно земли возникает напря-
жение (В)
где С7ф — фазное напряжение, В; 7?0, 7?3 — сопротивления заземле-
ний нейтрали и корпуса, Ом.
Сопротивления обмотки трансформатора и проводов сети малы
по сравнению с /?0 и йа и поэтому в расчет не принимаются.
Ток 13 может оказаться недостаточным для срабатывания защиты,
т. е. оборудование может не отключиться.
Например, при U$ = 220 В и й3 = Яо = 4 Ом получим
А = щ = 27,5 А;
£7К = 220 7-4-7= ИО В.
Если ток срабатывания защиты больше 27,5 А, то отключения
не произойдет и корпус будет находиться под напряжением до тех
222
пор, пока установку не отключат вручную. Безусловно, что при этом
возникает угроза поражения людей током в случае прикосновения
к поврежденному оборудованию. Чтобы устранить эту опасность,
надо увеличить ток, протекающий через защиту, что достигается
введением в схему нулевого провода.
Согласно требованиям Правил устройства электроустановок нуле-
вой провод должен иметь проводимость не меньше половины прово-
димости фазного провода. В этом случае ток короткого замыкания
будет достаточным для быстрого отключения поврежденной уста-
новки.
Из сказанного можно сделать вывод: в трехфазной сети напряже-
нием до 1000 В с заземленной нейтралью без нулевого провода невоз-
можно обеспечить безопасность при замыкании фазы на корпус,
поэтому такую сеть применять запрещается.
Рис. 74. Случай замыкания фазы на землю в трехфазной четырехпро-
водной сети до 1000 В с изолированной (а) и заземленной (б) нейтралями
Назначение заземления нейтрали — снижение до
безопасного значения напряжения относительно земли нулевого про-
вода (и всех присоединенных к нему корпусов) при случайном замы-
кании фазы на землю.
В самом деле, в четырехпроводной сети с изолированной нейт-
ралью при случайном замыкании фазы на землю (рис. 74, а) между
зануленными корпусами и землей возникает напряжение, близкое
по величине к фазному напряжению сети £7ф, которое будет существо-
вать до отключения всей сети вручную или до ликвидации замыка-
ния. Безусловно, что это очень опасно.
В сети с заземленной нейтралью при таком повреждении будет
совершенно иное, практически безопасное положение (рис. 74, б).
В этом случае С7ф разделится пропорционально сопротивлениям
/?зм (сопротивление замыкания фазы на землю) и 7?0 (сопротивление
заземления нейтрали), благодаря чему напряжение между занулен-
ным оборудованием и землей резко снизится и будет равно (В):
223-
Как правило, сопротивление заземления в результате случайного
замыкания провода на землю, т. е. /?зм во много раз больше 7?0,
поэтому UH оказывается незначительным. Например, при С7ф =
= 220 В, Ro = 4 Ом и Лзм = 100 Ом получим
^« = 220^ = 8,5 В.
При таком напряжении прикосновение к корпусу неопасно.
Следовательно, трехфазная четырехпроводная сеть с изолирован-
ной нейтралью заключает опасность поражения током и поэтому
применяться не должна. Согласно указаниям Правил устройства
электроустановок сопротивление заземления нейтрали должно быть
не больше 4 Ом. Лишь для источников тока небольшой мощности
Рис. 75. Случай замыкания фазы на корпус при обрыве нулевого про-
вода:
а — в сети без повторного заземления нулевого провода; б — в сети с повторным
заземлением нулевого провода
до 100 кВА (или 100 кВт) сопротивление заземления нейтрали мо-
жет достигать 10 Ом.
Назначение повторного заземления нулевого
провода — уменьшение опасности поражения людей током,
возникающей при обрыве нулевого провода и замцкании фазы на
корпус за местом обрыва.
В самом деле, при случайном обрыве нулевого провода и замыка-
нии фазы па корпус (за местом обрыва) отсутствие повторного зазем-
ления приведет к тому, что напряжение относительно земли оборван-
ного участка пулевого провода и всех присоединенных к нему кор-
пусов окажется равным фазному напряжению сети С7ф (рис. 75, а).
Это напряжение, безусловно опасное для человека, будет сущест-
вовать длительное время, поскольку поврежденная установка авто-
матически не отключится и ее будет трудно обнаружить, чтобы
отключить вручную.
Если же нулевой провод будет иметь повторное заземление, то
при его обрыве сохранится цепь тока Z3 через землю (рис. 75, б),
благодаря чему напряжение (В) зануленных корпусов, находящихся
224
за местом обрыва, снизится до значения:
где Rn — сопротивление повторного заземления нулевого провода,
Ом.
Однако корпуса, присоединенные к нулевому проводу до места
обрыва, также окажутся под напряжением (В) относительно земли,
которое будет равно:
£70 = /3Я0 = г7ф *0
^ОТ-^П
Вместе эти напряжения равны фазному:
Если Ra = 7?0, то корпуса, присоединенные к нулевому проводу
как до, так и после места обрыва, будут иметь одинаковое напря-
жение:
#н = #о = 0,5С7ф.
Этот случай является наименее опасным, так как при других
соотношениях Rn и Ro часть корпусов будет находиться под напря-
жением, большим 0,5 U$.
Следовательно, повторное заземление значительно уменьшает
опасность поражения током, возникающую в результате обрыва
нулевого провода, но не может устранить ее полностью, т. е. не может
обеспечить тех условий безопасности, которые существовали до
обрыва.
В связи с этим требуется тщательная прокладка нулевого про-
вода, чтобы исключить возможность его обрыва по любой причине.
Поэтому в пулевом проводе запрещается ставить предохранители,
рубильники и другие приборы, которые могут нарушить его целост-
ность.
Согласно требованиям Правил устройства электроустановок
сопротивление повторного заземления нулевого провода не должно
превышать 10 Ом; лишь в сетях, питаемых трансформаторами мощ-
ностью 100 кВА и менее (или генераторами мощностью 100 кВт и
менее) сопротивление каждого повторного заземления может дости-
гать 30 Ом при условии, что в этой сети число повторных заземлений
не менее трех.
Занулению подлежат те же металлические конструктивные нето-
коведущие части электрооборудования, которые подлежат защитному
заземлению: корпуса машин и аппаратов, баки трансформаторов
и др.
§ 65. Защитное отключение
Защитным отключением называется устройство, быстро (не более
0,2 с) автоматически отключающее участок электрической сети при
возникновении в нем опасности поражения человека током.
8 п/р. Юдина Е. Я.	225
Такая опасность может возникнуть, в частности, при замыкании
фазы на корпус электрооборудования; при снижении сопротивления
изоляции фаз относительно земли ниже определенного предела;
при появлении в сети более высокого напряжения; при прикосно-
вении человека к токоведущей части, находящейся под напряжением.
В этих случаях в сети происходит изменение некоторых электрических
параметров; например, могут измениться напряжение корпуса отно-
сительно земли, ток замыкания на землю, напряжение фаз относи-
тельно земли, напряжение нулевой последовательности и др. Любой
из этих параметров, а точнее говоря — изменение его до определен-
ного предела, при котором возникает опасность поражения человека
током, может служить импульсом, вызывающим срабатывание защит-
ио-отключающего устройства, т. е. автоматическое отключение опас-
ного участка сети.
Основными частями устройства защитного отключения являются
прибор защитного отключения и автоматический выключатель.
Прибор защитного отключения — совокупность отдельных эле-
ментов, которые реагируют на изменение какого-либо параметра
электрической сети и дают сигнал на отключение автоматического
выключателя. Этими элементами являются: датчик — устройство,
воспринимающее изменение параметра и преобразующее его в соот-
ветствующий сигнал. Как правило, датчиками служат реле соответ-
ствующих типов; усилитель, предназначенный для усиления сигнала
датчика, если он оказывается недостаточно мощным; цепи контроля,
служащие для периодической проверки исправности схемы защитно-
отключающего устройства; вспомогательные элементы — сигнальные
лампы, измерительные приборы (например, омметр), характеризую-
щие состояние электроустановки и т. п.
Автоматический выключатель — устройство, служащее для вклю-
чения и отключения цепей, находящихся под нагрузкой, и при
коротких замыканиях. Он должен отключать цепь автома-
тически при поступлении сигнала от прибора защитного отклю-
чения.
Типы устройств. Каждое защитно-отключающее устройство
в зависимости от параметра, па который оно реагирует, может быть
отнесено к тому или иному типу, в том числе к типам устройств,
реагирующих на напряжение корпуса относительно земли, ток замы-
кания на землю, напряжение фазы относительно земли, напряжение
нулевой последовательности, ток нулевой последовательности,
оперативный ток и др. Ниже в качестве примера рассмотрено два
типа таких устройств.
Защити о-о тключающие устройства, реаги-
рующие на напряжение корпуса относитель-
но земли, имеют назначение устранить опасность поражения
током при возникновении на заземленном или запуленном корпусе
повышенного напряжения. Эти устройства являются дополнитель-
ной мерой защиты к заземлению или занулению.
Принцип действия — быстрое отключение от сети установки,
если напряжение ее корпуса относительно земли окажется выше
226
некоторого предельно допустимого значения С7К.ДОП, вследствие чего
прикосновение к корпусу становится опасным.
Принципиальная схема такого устройства приведена на рис. 76.
Здесь в качестве датчика служит реле максимального напряжения,
включенное между защищаемым корпусом и вспомогательным зазем-
лителем 7?в непосредственно или через трансформатор напряжения.
Электроды вспомогательного заземлителя размещаются в зоне нуле-
вого потенциала, т. е. не ближе 15—20 м от заземлителя корпуса
7?3 или заземлителей нулевого провода.
При пробое фазы на заземленный или зануленный корпус вначале
проявится защитное свойство заземления (или зануления), благодаря
которому напряжение корпуса будет ог-
раничено некоторым пределом С7К. За-
тем, если Uk окажется выше заранее
установленного предельно допустимого
напряжения С7к.Доп> срабатывает за-
щитно-отключающее устройство, т. е.
реле максимального напряжения,
замкнув контакты, подаст питание на
отключающую катушку и вызовет тем
самым отключение установки от сети.
Рис. 76. Принципиальная схема защитпо-от-
ключающего устройства, реагирующего на
напряжение корпуса относительно земли:
1 — корпус; 2 — автоматический выключатель;
НО — катушка отключающая; Н — реле напряже-
ния максимальное; В3 — сопротивление защитного
заземления; RB — сопротивление вспомогательного
заземления
Применение этого типа защитпо-отключающих устройств огра-
ничивается установками с индивидуальными заземлениями.
Защитно-отключающие устройства, реаги-
рующие на оперативный постоянный ток,
предназначены для непрерывного автоматического контроля изо-
ляции сети, а также для защиты человека, прикоснувшегося к токо-
ведущей части, от поражения током.
В этих устройствах сопротивление изоляции проводов относительно
земли оценивается величиной постоянного тока, проходящего через
эти сопротивления и получаемого от постороннего источника.
При снижении сопротивления изоляции проводов ниже некоторого
заранее установленного предела в результате повреждения или при-
косновения человека к проводу постоянный ток возрастет и вызо-
вет отключение соответствующего участка.
Принципиальная схема этого устройства показана на рис. 77.
Датчиком служит реле тока Т с малым током срабатывания (несколько
миллиампер). Трехфазпый дроссель — трансформатор ДТ предназ-
начен для получения нулевой точки сети. Однофазный дроссель
Д ограничивает утечку переменного тока в землю, которому он ока-
зывает большое индуктивное сопротивление.
8*	227
Постоянный ток /р, получаемый от постороннего источника, про-
текает по замкнутой цепи: источник — земля — сопротивление изо-
ляции всех проводов относительно земли — провода —- трехфазный
дроссель ДТ — однофазный дроссель Д — обмотка реле тока Т —
источник тока.
Рис, 77. Принципиальная схема
защитно-отключающего устрой-
ства, реагирующего на оператив-
ный постоянный ток: *
1 — автоматический выключатель;
2 — источник постоянного тока;
КО — катушка отключения выключа-
теля; ДТ — дроссель трехфазный;
Д — дроссель однофазный; Т — реле
тока; Ru R2t R3 — сопротивления
изоляции фаз относительно земли;
Взм — сопротивление замыкания фазы
на землю
Величина этого тока (А) зависит от напряжения источника по-
стоянного тока С/ист и общего сопротивления цепи:
J   U ИСТ
где Лд — суммарное сопротивление реле и дросселей, Ом;
Лэ — суммарное сопротивление изоляции проводов /?2> #з
и замыкания фазы на землю 7?зм.
При нормальном режиме работы сети сопротивление Лэ велико,
и поэтому ток 7р незначителен. В случае же снижения сопротивле-
ния изоляции одной (или двух, трех фаз) в результате замыкания
фазы на землю или на корпус, либо в результате прикосновения
к фазе человека сопротивление уменьшится, а ток Zp возрастет
и, если он превысит ток срабатывания реле, произойдет отключение
сети от источника питания.
Область применения этих устройств — сети небольшой протя-
женности напряжением до 1000 В с изолированной нейтралью.
§ 66. Защитные средства,
применяемые в электроустановках
В процессе эксплуатации электроустановок нередко возникают
условия, при которых даже самое совершенное их выполнение не обес-
печивает безопасности работающего и требуется применение спе-
циальных защитных средств. Например, при работах вблизи токо-
ведущих частей, находящихся под напряжением, существует опас-
ность прикосновения к этим частям и поэтому требуется специаль-
ная изоляция инструмента и работающего. При работах на отклю-
ченных токоведущих частях — шинах, проводах и т. п. имеется
опасность случайного появления напряжения на них, поэтому
должны быть приняты меры, исключающие ошибочную подачу напря-
жения к месту работ и вместе с тем устраняющие опасность пора-
228
жения током работающих в случае включения электроустановки
под напряжение.
Такими защитными приспособлениями, дополняющими стационар-
ные конструктивные защитные устройства электроустановок, являют-
ся так называемые защитные средства — переносные приборы и
приспособления, служащие для защиты персонала, работающего
в электроустановках, от поражения током, от воздействия электри-
ческой дуги и продуктов горения.
^Защитные средства условно лелятс^-~4н*-трн~г^
щие.у ограждающие и вспомг>гятшгтшые._
Изолирующие защитные средства делятся на основные и допол-
нительные.
Основные изолирующие защитные средства
способны длительное время выдерживать рабочее напряжение элект-
роустановки и поэтому ими разрешается касаться токоведущих
частей, находящихся под напряжением, и работать да них. К таким
средствам относятся: в электроустановках напряжением до 1000 В —
диэлектрические резиновые перчатки, инструмент с изолированными
рукоятками и токоискатели; в электроустановках напряжением
выше 1000 В — изолирующие штанги, изолирующие и токоизмери-
тельные клещи, а также указатели высокого напряжения.
Дополнительные изолирующие защитные
средства обладают недостаточной электрической прочностью
и поэтому не могут самостоятельно защитить человека от поражения
током. Их назначение — усилить защитное действие основных изо-
лирующих средств, вместе с которыми они должны применяться.
К дополнительным изолирующим защитным средствам относятся:
в электроустановках напряжением до 1000 В — диэлектрические
галоши, коврики и изолирующие подставки; в электроустановках
напряжением выше 1000 В — диэлектрические перчатки, боты,
коврики и изолирующие подставки.
Изолирующие штанги предназначены для отключения и включе-
ния однополюсных разъединителей, Для наложения переносных
заземлений и других операций.
Изолирующие клещи применяют при обслуживании находящихся
под напряжением трубчатых предохранителей.
Токоизмерительные клещи являются переносными приборами,
они служат для измерения тока, протекающего в проводе, кабеле
и т. п.
Указатель высокого напряжения и токоискатели используют для
проверки наличия или отсутствия напряжения на токоведущих
частях электроустановок напряжением выше 1000 В и до 1000 В
соответственно.
Резиновые диэлектрические перчатки, галоши, боты и коврики,
как дополнительные защитные средства применяют при операциях,
выполняемых с помощью основных защитных средств* Кроме того,
перчатки используют как основное защитное средство при работах
под напряжением до 1000 В, а галоши и боты используют в каче-
стве средства защиты от шаговых напряжений.
229
Изолирующие подставки применяются в качестве изолирующего
основания.
Монтерский инструмент с изолированными рукоятками приме-
няется при работах под напряжением в электроустановках до 1000 В.
Ограждающие защитные средства предназ-
начены: для временного ограждения токоведущих частей (времен-
ные переносные ограждения — щиты, ограждения-клетки, изоли-
рующие накладки, изолирующие колпаки); для предупреждения
ошибочных операций (предупредительные плакаты); для временного
заземления отключенных токоведущих частей с целью устранения
опасности поражения работающих током при случайном появлении
напряжения (временные защитные заземления).
Вспомогательные защитные средства пред-
назначены для индивидуальной защиты работающего от световых,
тепловых и механических воздействий. К ним относятся защитные
очки, противогазы, специальные рукавицы и т. п.
Исправность защитных средств должна проверяться осмотром
перед каждым их применением, а также периодически через 6—12
месяцев. Изолирующие защитные средства, а также накладки и кол-
паки периодически подвергаются электрическим испытаниям.
§ 67. Организация безопасной эксплуатации
электроустановок
Опыт показывает, что для обеспечения безопасной, безаварийной .
и высокопроизводительной работы электроустановок необходимо
наряду с совершенным исполнением их и оснащением защитными1
средствами так организовать их эксплуатацию, чтобы исключить
всякую возможность ошибок со стороны обслуживающего персонала. J
Структура организации эксплуатации разработана в результате!
длительного опыта работы множества электроустановок и утверждена!
в виде Правил технической эксплуатации электроустановок потре-*
бителей и Правил техники безопасности при эксплуатации электро-;
установок потребителей.
Основой организации безопасной эксплуатации электроустановок
являются высокая техническая грамотность и сознательная дисцип-
лина обслуживающего персонала, который обязан строго соблюдать
организационные и технические мероприятия, а также приемы и
очередность выполнения эксплуатационных операций в соответствии
с Правилами.
Персонал, обеспечивающий нормальную эксплуатацию электро-
установок, условно делится на три группы:
1)	оперативный персонал — дежурный электротехнический пер-
сонал, несущий дежурство в электроустановках непосредственно
или на дому; обязанностью его является оперативное обслуживание
действующей электроустановки;
2)	ремонтный персонал — лица, выполняющие ремонтные, мон-
тажные, наладочные, строительные и подобные им работы в электро-
230
установках; они могут иметь различную квалификацию — электро-
техническую, строительную и т. п. и быть как работниками дан-
ного хозяйства, так и работниками посторонних организаций и
служб;
3)	оперативно-ремонтный персонал — лица электротехнической
квалификации, на которых возложена обязанность оперативного
обслуживания электроустановок, не имеющих дежурного персонала,
а также производства работ в этих установках; таким образом,
эти лица могут выполнять все функции оперативного и ремонтного
персонала в закрепленных за ними установках, за исключением
дежурства, которое в этих установках не ведется; они являются
работниками данного хозяйства.
Медосмотр. Лица, обслуживающие электроустановки, не должны
иметь увечий и болезней, мешающих производственной работе.
Для персонала, принимающего непосредственное участие в опе-
ративных переключениях и ремонтных работах в электроустановках,
состояние здоровья устанавливается медицинским освидетельство-
ванием при принятии на работу, а затем периодически один раз
в два года, а для лиц, работающих с ртутными выпрямителями —
один раз в год.
Обучение и квалификация. Каждый работник до назначения его
на самостоятельную работу по обслуживанию электроустановок
или при переводе на другой участок работы обязан пройти обу-
чение безопасным методам работы на рабочем месте и проверку
знаний.
Обучение на рабочем месте новый работник проходит под руко-
водством опытного работника, отвечающего за качество такой под-
готовки. Одновременно он обязан изучить правила техники без-
опасности, правила оказания первой помощи и т. п. в объеме, соот-
ветствующем требованиям его рабочего места.
Проверка знаний Правил техники безопасности производится
квалификационной комиссией после обучения на рабочем месте.
При этом проверяемому присваивается соответствующая его
знаниям и опыту работы квалификационная группа по технике
безопасности и выдается специальное именное удосто-
верение.
Всего существует пять квалификационных групп (I — V).
Эксплуатация действующей установки по условиям техники
безопасности делится на две части: а) оперативное обслуживание
электроустановки; б) производство работ в электроустановке.
Оперативное обслуживание действующих элект-
роустановок включает: дежурство в электроустановках, обходы и
осмотры электроустановок, оперативные переключения, выполнение
в порядке текущей эксплуатации некоторых мелких работ, особо
оговоренных правилами техники безопасности.
Под производством работ понимается выполнение
ремонтных, монтажных, строительных и прочих работ в действующей
электроустановке. По сравнению с указанными выше мелкими рабо-
231
тами, выполняемыми в порядке текущей эксплуатации, эти работы
являются более трудоемкими и требуют значительно более сложной
организации труда для обеспечения безопасных и безаварийных
условий работы.
Все работы производятся при обязательном соблюдении следую-
щих- условий:
а)	на работу должно быть выдано разрешение уполномоченным
на это лицом (наряд, устное или телефонное распоряжение);
б)	работа должна производиться, как правило, не меньше чем
двумя лицами;
в)	должны быть выполнены организационные и технические
мероприятия, обеспечивающие безопасность персонала.
Глава 9
БЕЗОПАСНОСТЬ ЭКСПЛУАТАЦИИ
ГЕРМЕТИЧНЫХ СИСТЕМ,
НАХОДЯЩИХСЯ ПОД ДАВЛЕНИЕМ
§ 68. Герметичные устройства и установки
Герметичность — это непроницаемость жидкостями и газами
стенок и соединений, ограничивающих внутренние объемы устройств
и установок.
Принцип герметичности, т. е. непроницаемости, в той или иной
мере используется практически во всех устройствах и установках,
в которых в качестве рабочего тела применяется жидкость или газ.
Этот принцип является также обязательным для вакуумных устано-
вок. Устройства и установки, использующие в процессе работы
принцип герметичности, можно сокращенно называть герметичными.
Внутренние объемы герметичных устройств и установок огра-
ничивают среду, которая может выполнять существенно различные
функции: она может быть либо рабочим телом, либо исполнять
роль той среды, в которой протекают основные рабочие процессы.
Поэтому параметры ее состояния (как и сама среда) весьма различна.
Например, среда может быть сильно нагретой — иметь температуру
несколько тысяч градусов — или быть сильно охлажденной — иметь
температуру, близкую к абсолютному нулю; давление внутри уст-
ройства может измеряться тысячами атмосфер или иметь значения
порядка 10"13 мм. рт. ст.
В ряде случаев нарушение герметичности, т. е. разгерметизация
устройств и установок не только нежелательна с чисто технической
точки зрения, но и опасна для обслуживающего персонала и произ-
водства в целом.
Во-первых, нарушение, герметичности может быть связано со
взрывом. Здесь также следует различать два момента. С одной сто-
роны, взрыв может являться причиной нарушения герметичности,
например, воспламенение взрывчатой смеси внутри установки.
С другой стороны, нарушение герметичности может стать причиной
взрыва, например, при нарушении герметичности ацетиленового
трубопровода, вблизи участков нарушения образуется ацетилено-
воздушная смесь, которая может быть подожжена самыми слабыми
импульсами. Незамеченное длительное горение приводит к та-
кому сильному разогреву газохода, что ацетилен в нем самовоспла-
меняется.
Во-вторых, при разгерметизации появляются опасности, зави-
сящие от физико-химических свойств изолированной рабочей среды.
Ими могут быть:
233
1)	радиационная опасность, возникающая, например, при исполь-
зовании в установках в качестве теплоносителя жидких радиоак-
тивных металлов, обладающих высоким уровнем ионизирующего
излучения;
2)	опасность получения ожогов под воздействием высоких или,
наоборот, низких температур (термические ожоги) и из-за агрес-
сивности среды (химические ожоги);
3)	опасность травматизма, связанная с высоким давлением газа
в системе, например, нарушение герметичности баллона с газом при
давлении 200 атм отверстием диаметром 15 мм приведет к появлению
начальной реактивной тяги около 350 кгс; при массе баллона 70 кг
он может приобрести ускорение, равное 5g и переместиться на неко-
торое расстояние;
4)	опасность отравления, связанная с применением инертных
и токсичных газов и др.
Таким образом, принцип герметичности, используемый при
организации рабочего процесса ряда устройств и установок, является
одновременно важным с точки зрения безопасности их эксплуатации
и, следовательно, инженерный комплекс охраны труда должен быть
направлен на его поддержание.
Из множества герметичных устройств и установок можно выде-
лить те, которые имеют наиболее широкое применение в промышлен-
ности. К ним следует отнести:
Трубопроводы. Трубопроводы — устройства для транспортировки
жидкостей и газов.
Жидкости и газы разбиты на следующие десять укрупненных •
групп в соответствии с которыми установлена опознавательная
окраска трубопроводов:
Цвет опознагатель-
Номер группы и вещество	ной окраски
1.	Вода..................................... Зеленый
2.	Пар ..................................... Красный
3.	Воздух................................... Синий
4.	Газы горючие ............................ Желтый
5.	Газы негорючие .......................... Желтый
6.	Кислоты.................................. Оранжевый
7.	Щелочи................................... Фиолетовый
8.	Жидкости горючие ........................ Коричневый
9.	Жидкости негорючие ....................... Коричневый
10.	Прочие вещества.......................... Серый
Чтобы оттенить вид опасности, на трубопроводы наносят преду-
преждающие (сигнальные) цветные кольца. Кольца красного цвета
обозначают, что транспортируются взрывоопасные, огнеопасные,
легковоспламеняющиеся вещества, зеленого цвета — безопасные или
нейтральные вещества, желтого — вещества ядовитые, токсичные,
радиоактивные, а также способные вызывать удушье, термические
или химические ожоги. Кроме того, кольца желтого цвета указывают
на другие виды опасностей: например, глубокий вакуум, высокое
давление и т. д.
234
Количество предупреждающих колец какого-либо цвета должно
соответствовать степени опасности транспортируемого вещества для
людей или предприятия.
Кроме цветных сигнальных колец применяют также предупреж-
дающие знаки, маркировочные щитки и надписи на трубопроводах
(цифровое обозначение вещества, слово «Вакуум» для вакуум-прово-
дов, стрелки, указывающие направление движения жидкости и др.).
Баллоны для хранения и перевозки сжатых, сжиженных и рас-
творенных газов при температурах от —50 до +60° С. Баллоны
изготовляют малой емкости от 0,4 до 12 л, средней — от 20 до 50 л
и большой емкости от 80 до 500 л. Наибольшее распространение имеют
баллоны емкостью 40 и 50 л.
Баллоны малой и средней емкости изготовляют на рабочие дав-
ления * 100, 150 и 200 кгс/см2 из углеродистой стали и на рабочие
давления 150 и 200 кгс/см2 из легированной стали.
Для того чтобы легко и быстро распознавать баллоны, предна-
значенные для определенных газов, предупреждать их ошибочное
наполнение и предохранять наружную поверхность от коррозии,
на заводах-изготовителях баллоны окрашивают в установленные
стандартом цвета, наносят соответствующие надписи и отличитель-
ные полосы. Кроме того, у горловины каждого баллона на сфери-
ческой части должны быть отчетливо выбиты следующие данные:
товарный знак предприятия-изготовителя; номер баллона по системе
нумерации предприятия-изготовителя; дата (месяц, год) изготовле-
ния (испытания) и год следующего испытания в соответствии с пра-
вилами Госгортехнадзора (например, при изготовлении баллонов
в марте 1975 г. и последующем их испытании в марте 1980 г. ставят
клеймо 3-75-80); вид термообработки (N — нормализация, V — за-
калка с отпуском); рабочее и пробное* 1 гидравлическое дав-
ления в кгс/см2; емкость баллона в л; масса баллона в кг; клеймо ОТК;
обозначение действующего стандарта.
Баллоны для сжатых газов, принимаемые заводами-наполни-
телями от потребителей, должны иметь остаточное давление не менее
0,5 кгс/см2, а баллоны для растворенного ацетилена — не менее 0,5
и не более 1 кгс/см2. Остаточное давление позволяет определить,
какой газ находится в баллонах, проверить герметичность баллона
и его арматуры и гарантировать непроникновепие в баллон другого
газа или жидкости. Кроме того, остаточное давление в баллонах
для ацетилена препятствует уносу ацетона — растворителя ацетилена
(при меньшем давлении унос ацетона увеличивается, а уменьшение
количества ацетона в баллоне повышает взрывоопасность ацетилена).
Сосуды для сжиженных газов. Сжиженные газы хранят и пере-
возят в стационарных и транспортных сосудах (цистернах), снаб-
женных высокоэффективной тепловой изоляцией.
* Рабочим давлением р$ баллона называется максимальное избыточное
давление, возникающее при нормальном протекании рабочего процесса. Рабо-
чее давление устанавливается в результате расчета на прочность.
1 Пробное давление — давление, при котором^ испытывают сосуд при про-
верке его прочности или плотности.
235
Для хранения и транспортирования небольших количеств сжи-
женных газов (кислорода, аргона, азота и воздуха) по ГОСТ 16024—70
изготовляют сосуды Дьюара из алюминиевого сплава типа АСД
шаровой и цилиндрической форм емкостью 5, 16, 25 и 100 л.
Для охлаждения и хранения различных предметов в среде сжи-
женных газов изготовляют сосуды Дьюара типа ЦСД цилиндричес-
кой формы емкостью 5, 10, 16 и 50 л.
После засыпки межстенного пространства сосуда порошковой
экранированной изоляцией (аэрогель с бронзовой пудрой) воздух
из него откачивается до остаточного давления 1 • Ю”1 — 2 • 10"1 мм
Газообразный,
кислород 6
атмосфер
или д
кислородный
аппарат
8
3
2
/
5	6 Тх7

Рис. 78. Схема стационарной цистерны жидкого кислорода
емкостью 6000 дм3:
1 — кожух; 2 — изоляция; з — сосуд для жидкого кислорода;
4 — предохранительная мембрана кожуха; 5 — змеевик; 6 — труба
для отвода паров кислорода; 7 — предохранительный клапан; 8 — пер-
форированное кольцо; 9 — вентиль для наполнения цистерны кисло-
родом; 10 — манометр; 11 — указатель уровня; 12 — вентиль для
сливц жидкости; 13 — испаритель; 14 — пробка для продувки от-
стойника
рт. ст. Внутри вакуумного пространства помещена камера с адсор-
бентом (силикагелем, цеолитом) для поглощения остаточных газов
и понижения остаточного давления в межстенном пространстве
до (1 — 5) • 10"3 мм рт. ст.
Стационарный резервуар (рис. 78) представляет собой тонко-
стенный сосуд 5, подвешенный на цепях в кожухе 1.
В верхней части сосуда имеется люк для осмотра. Кожух снабжен
съемной крышкой. Снизу с наружной стороны сосуд имеет отстой-
ник для грязи и масла. От отстойника наружу выведена трубка
с пробкой 14 для продувки и удаления грязи. Между стенками кожуха
и сосуда находится слой насыпной вакуумно-порошковой изоля-
ции 2. Сосуд наполняется сжиженным газом через вентиль 9. Слив
жидкости производят через вентиль 12, установленный на трубе,
доходящей до .дна сосуда 3, К вентилю присоединен гибкий метал-
лический рукав, другой конец которого соединен с транспортным
236
танком. Сжиженный газ вытесняется через сливную трубу и вентиль 12
давлением паров в сосуде.
Давление паров на время слива жидкости можно повысить. Для
этого часть жидкости необходимо испарить в испарителе 75. Жид-
кость поступает в испаритель через вентиль, а образующийся газ
по трубке 6 направляется в верхнюю часть сосуда. Для отвода газа
в газгольдер служит змеевик 5, проложенный в изоляции для ее
охлаждения. Цистерна снабжена манометром 70, указателем уровня
жидкости 77, предохранительной мембраной 4 и предохранитель-
ным клапаном 7.
Стационарные резервуары изготовляют емкостью до 500 000 л,
а в отдельных случаях и более. В зависимости от конструкции они
строятся цилиндрической (горизонтальные и вертикальные) и шаро-
образной формы. Основные параметры и размеры внутренних резер-
вуаров для сжиженных газов регламентированы ГОСТ 16023—70.
Транспортные сосуды (цистерны) обычно имеют емкость до
35 000 л. Наружная поверхность резервуаров окрашивается эмалью,
масляной или алюминиевой красками в светло-серый цвет. На транс-
портных сосудах наносятся также надписи и отличительные полосы
в соответствии с табл. 18.
Маркировка транспортных резервуаров
Таблица 18
Газ	Надписи	Цвет надписи	Цвет полосы
Аммиак Хлор Фосген Кислород Все остальные га- зы: негорючие горючие	Аммиак, ядовито, сжиженный газ Хлор, ядовито, сжиженный газ Ядовито, сжиженный газ Опасно Наименование газа и слово «Опасно» Наименование газа и слово «Огнеопасно»	Черный Зеленый Красный Черный Желтый Черный	Желтый Защитный Защитный Голубой Черный Красный
Газгольдеры. Газгольдеры могут быть низкого (постоянного) и
высокого (переменного) давления.
Газгольдеры высокого давления (реципиенты) служат для со-
здания запаса газа высокого давления. Расходуемый из них газ
проходит через редуктор, который понижает давление газа до требу-
емой величины и поддерживает его постоянным (обычно менее
15 кгс/см2) в течение всего времени подачи газа в трубопровод потре-
бителя (на резку металла, в мартеновскую печь и т. д.). Реципиенты
обычно собирают из баллонов емкостью 400 л (ГОСТ 9731—61).
• Газгольдеры низкого давления (150—400 мм вод. ст.) имеют
емкость от 105 до 3 • 107 л и применяют для хранения запаса газа,
237
сглаживания пульсации, выдачи газов, отделения механических
примесей и других целей.
Кроме герметичных устройств и установок, рассмотренных выше,
в промышленности нашли широкое применение сосуды, предназна-
ченные для ведения химических и тепловых процессов, компрессоры,
котлы. Поэтому в нашей стране действуют: «Правила устройства и
безопасной эксплуатации стационарных компрессорных установок,
воздухопроводов и газопроводов», «Правила устройства и безопасной
эксплуатации оборудования атомных электростанций, опытных и
исследовательских ядерных реакторов и установок», «Правила уст-
ройства и безопасной эксплуатации сосудов, работающих под дав-
лением» и др. В действующих правилах указано, какие устройства
и установки до пуска в работу подлежат регистрации в местных
органах Госгортехнадзора СССР, и для них определен порядок про-
хождения периодических и внеочередных технических освидетельст-
вований.
Анализ показывает, что разгерметизация устройств и установок
происходит в результате действия целого ряда факторов, которые
можно условно подразделить па две группы — эксплуатационные
и технологические.
Первые обусловлены физико-химическими свойствами рабочего
тела, параметрами его состояния, условиями эксплуатации и т. д.
К ним, например, относятся: протекание побочных процессов в уст-
ройствах и установках, приводящих к ослаблению прочности кон-
струкции; образование в рабочий период взрывчатых смесей, непра-
вильная эксплуатация и др.
Вторые связаны с технологией изготовления устройств и устано-
вок, их транспортировкой и хранением. К ним относятся различные
виды дефектов.
Ниже более подробно рассматриваются сначала эксплуатационные,
затем технологические факторы разгерметизации.
§ 69. Побочные процессы в устройствах
и установках
Коррозия. Коррозией называют разрушение металла, начинаю-
щееся на поверхности под действием среды, омывающей металл.
Коррозионные процессы отличаются большой сложностью и зависят
от активности среды и корродирующего материала, температур-
ного режима и давления, наличия в среде ингибиторов и стимуля-
торов.
Наиболее агрессивной средой являются кислоты. Азотная кислота
вызывает коррозию черных металлов. Серная кислота при концент-
рациях меньше 55% вызывает сильную коррозию стали и чугуна;
при концентрациях больше 80% эти металлы становятся устойчи-
выми, так как при больших концентрациях H2SO4 обладает способ-
ностью поглощать влагу. Очень сильным коррозийным воздействием
обладают щелочные металлы (литийЛ натрий, калий).
238
По виду разрушения материалов различают следующие основные
виды коррозии:
1)	сплошную (общую);
* 2) местную (локальную); примером местной коррозии может
служить язвенная коррозия, которая приводит к образованию
сквозного отверстия — свища;
3) межкристаллитную коррозию, при которой разрушение про-
исходит по границам зерен (кристаллов) металла;
4) избирательную коррозию, при которой разъеданию подвер-
гаются только отдельные составляющие или компоненты сплава.
Язвенная коррозия ведет непосредственно к нарушению герме-
тичности. Однако наиболее опасна сплошная коррозия, особенно
в тех случаях, когда она протекает равномерно, т. е. происходит
равномерное утонение стенки, которое нелегко обнаружить. Утоне-
ние стенки может привести к внезапному взрыву.
Методы борьбы с коррозией следующие:
1) изменение коррозионной среды в сторону уменьшения ее
агрессивности; например, если в качестве рабочей среды исполь-
зуется вода, то ее обескислороживают;
2) увеличение коррозионной стойкости конструктивного металла,
что достигается изоляцией металлических поверхностей от среды пу-
тем нанесения соответствующих покрытий или применением корро-
зионно-стойкого конструктивного материала.
Образование накипи. Во многйх установках в качестве тепло-
носителя используется вода. При нагревании воды может образо-
вываться накипь. Это приводит к ухудшению теплообмена и в конеч-
ном счете может привести к аварии.
К наиболее распространенным накипеобразующим соединениям
относятся: двууглеродистые кальций (Са (НСО3) 2) и магний
(Mg (НСО3) 2), сернокислый кальций-гипс (CaSO4) и хлористый маг-
ний (MgCl2).
Двууглеродистые кальций и магний имеют положительный тер-
мический коэффициент растворимости и поэтому отлагаются в виде
шлама на менее нагретых поверхностях.
В противоположность _ им растворимость гипса уменьшается
с увеличением температуры и поэтому CaSO4 откладывается на самых
горячих поверхностях установки.
С целью уменьшения образования накипи в установках жест-
кость применяемой воды обычно ограничивают. Так, например,
вода системы охлаждения компрессорных установок не должна
иметь общую жесткость более 7 мг-экв/л Ч Если отсутствует вода
необходимого качества, то система охлаждения компрессорных
установок должна быть оборудована водоочистителями, в которых,
в частности, происходит ее умиление.
1 Жесткость воды — содержание в пей растворимых солей Са и Mg, выра-
женное в миллиграммах-эквивалентах на литр воды. Один миллиграм-экви-
валент жесткости отвечает содержанию 20,04 мг/л Са2+ или 12,16 мг;л Mg2+.
239
§ 70. Образование систем горючее-окислитель
В процессе эксплуатации ряда устройств и установок (например,
баллонов или резервуаров для хранения горючих жидкостей и
газов, трубопроводов для их транспортировки, установок для раз-
деления газовых смесей методом охлаждения, компрессоров и т. д.)
образование систем горючее — окислитель может привести к взрыву.
Различают самовоспламеняющиеся системы и несамовоспламеняю-
щиеся. Так, например, натрий и калий при соприкосновении с хло-
роформом при нормальной температуре образуют взрыв.
Для несамовоспламепяющихся систем необходимо, кроме горю-
чего и окислителя, наличие источника зажигания — инициатора.
В число инициаторов зажигания включается все то, что может при-
вести к выделению энергии, достаточной для появления в горючей
смеси очага пламени, способного в дальнейшем самопроизвольно
распространяться. К ним, например, помимо открытого пламени,
можно отнести нагретые твердые тела, электрические разряды,
ударные волны в газообразной, жидкой или твердой средах, адиа-
батическое сжатие газовых пузырьков в жидкости, ничтожные
количества (следы) нестабильных веществ, которые способны раз-
лагаться с выделением тепла, различные самовоспламеняющиеся
пирофорные материалы и т. д.
Современная техника безопасности основывается на трех прин-
ципах предотвращения взрывов. К ним относятся: исключение обра-
зования горючих систем, предотвращение инициирования горения,
локализация очага горения в пределах определенного устройства,
способного выдержать последствия горения.
Исключение образования горючих систем. Негорючие (взрывобез-
опасные) смеси, содержащие горючее и окислитель, можно разде-
лить на три категории: бедные смеси, у которых л < лт,п (л —
концентрация горючего в окислителе); богатые смеси, у которых
л > л1пах, и смеси, флегматизировапные инертным компонентом.
В соответствии с этими категориями можно различать и методы исклю-
чения образования горючих смесей.
Метод поддержания концентрации горючего меньше нижнего
концентрационного предела широко используется па практике, осо-
бенно при работе с гомогенными газообразными смесями горючих
с окислителями. Точность, с которой можно предсказывать и кон-
тролировать опасный предел лт{П,определяет и степень безопасности.
Однако у большинства горючих газов величина Jtmin слишком мала,
что создает трудности для поддержания л	Поэтому этим
методом удобно пользоваться в тех случаях, когда значение Лпнп
достаточно велико (9—15% и выше).
Метод флегматизации взрывчатых смесей заключается в следую-
щем. Если при фиксированном соотношении содержания горючего
и окислителя к их смеси добавлять инертные компоненты, то тем-
пература горения будет понижаться (энергия химического превра-
щения затрачивается на нагревание дополнительных компонентов
смеси продуктов сгорания). Вместе с температурой горения умонь-
240
шается и скорость распространения пламени. Соответствующим
количеством флегматизатора можно флегматизировать скорость горе-
ния и превратить смесь в негорючую.
В качестве флегматизаторов применяют, тепловые флегматизаторы
(СО2, N2, Н2О), не принимающие участие во взаимодействии горю-
чего с окислителем, и ингибиторы (химически активные), способные
тормозить реакцию горения. Избыточный компонент смеси (на-
пример, горючее) можно также рассматривать как тепловой флег-
матизатор.
Изложенные принципы широко используют для обеспечения
взрывобезопасности при освобождении (продувке) газопроводов и
установок от заполняющих их горючих газов (например, при ремонте,
смене режима и т. д.), при хранении горючих жидкостей в больших
емкостях, при их разливе методом передавливания и в других слу-
чаях.
Большую опасность может представлять также система масло-—
кислород (воздух). Смазочные масла при перегреве подвергаются
термическому разложению. Продукты крекинга масла представляют
собой легкокипящие углеводородные фракции с температурой кипе-
ния 60—150° С и температурой застывания около 120° С. Такие
фракции образуются, например, в последних ступенях компрессора,
где давление сжатия превышает 70 кгс/см2. Наиболее благоприятные
условия для их образования возникают при повышении температуры
сжатия до 145° С и более.
Исследования показали, что при смешении указанных фракций
с жидким кислородом они взрываются под влиянием различных им-
пульсов (искры, ударной волны и др.).
С целью удаления масла и продуктов его разложения производят
обезжиривание устройств и установок жидкого кислорода. Обез-
жиривание сосудов для жидкого и газообразного кислорода произ-
водят при их изготовлении, после ремонта (сосуды после ремонта
обезжиривают, если они использовались при С > 0,01 мг/дм3,
где С — содержание масла в жидком кислороде) и в процессе эксплуа-
тации. Трубопроводы и шланги в процессе эксплуатации обезжири-
вают не реже одного раза в год и только в том случае, если С > 0,01
мг/дм3. Сосуды в процессе-эксплуатации обезжиривают, когда
— = 500,
где п — число заполнений емкости; V и F — соответственно объем
жидкого кислорода (дм3), заливаемого в емкость, и внутренняя
поверхность сосуда (м2); С > 0,01 мг/дм3.
Схема обезжиривания кислородопровода показана на рис. 79.
Ограничительные пробки 1 вставляют в зарядный патрубок 2, кото-
рый подсоединяют к трубопроводу 4 и заполняют растворителем 3
через вентили 6, после чего растворитель вытесняется, например,
сжатым азотом в трубопровод 4 и собирается в емкости 5. Масло
растворяется проходящим в трубопроводе растворителем, а стенки
трубопровода протираются ограничительными пробками протал-
241
киваемыми инертным газом. Ограничительные пробки изготовляют
из пенополиуретана, стойкого к воздействию нефтепродуктов, раст-
ворителей и кислорода, обладающего необходимой пористостью и
пластичностью. В качестве растворителей для обезжиривания трубо-
проводов обычно служат четыреххлористый углерод, трихлорэтилен
и тетрахлорэтилен. *
В компрессорных установках для предотвращения образования
взрывчатой системы масло — кислород производят:
1)	смазку цилиндров наиболее термически стойкими маслами
(П-28, К-28, масло брайтсток); для смазки цилиндров кислород-
ных компрессоров применяют, например, дистиллированную воду,
мыльные эмульсии;
2)	тщательное регулирование расхода масла и снижение его
подачи до минимальных норм;
3)	улучшение работы холодильников и масловлагоотделителей;
температура воздуха после каждой ступени сжатия в нагнетатель-
Рис. 79. Схема обезжиривания
трубопроводов комбинирован-
ным способом:.
1 — ограничительные пробки; 2 —
зарядный патрубок; 3 — раствори-
тель: 4 — обезжириваемый трубо-
провод; 5 — сборник растворите-
ля; 6 — вентили
ных патрубках компрессора не должна превышать максимальных
значений, указанных в инструкции завода-изготовителя, и быть
не выше 170° С для общепромышленных (в том числе используемых
в угольной промышленности) компрессоров, а для компрессоров
технологического назначения должна соответствовать температуре,
предусмотренной в технологических регламентах, но не выше 180° С.
Температура охлаждающей воды, выходящей из компрессора и холо-
дильников, не должна превышать 40° С.
Предотвращение инициирования горения. Среди инициаторов
горения большой удельный вес имеют электрические разряды и
фрикционные искры.
Разряды статического электричества — наиболее опасный воз-
можный импульс поджигания взрывчатых газовых систем. Заряды
возникают на границах раздела разнородных сред. Они возникают
и на диэлектриках и на проводниках. На последних они обычно не
сохраняются. Поэтому, как правило, наиболее благоприятной средой
возникновения и накопления статических разрядов являются диэлект-
рические жидкости, а также газы, содержащие во взвешенном состоя-
нии жидкие и твердые дисперсные частицы.
Поэтому для обеспечения взрывобезопасности в отношении заря-
дов статического электричества ограничивают скорости движения
242
диэлектрических жидкостей ио трубопроводам; предотвращают
образование дисперсных частиц и проводят нейтрализацию элек-
трических зарядов путем заземления электропроводящей аппара-
туры.
Фрикционные искры могут образовываться при истирании метал-
лических предметов или при ударах по ним. Эти искры представляют
собой кусочки металла в основном размером 0,1—0,5 мм, оторванные
при механическом воздействии, частично окисленные и нагретые
до высокой температуры, которая, например, для нелегированных
малоуглеродистых сталей (0,1—0,6% углерода) приблизительно
равна 1900° К.
Поджигающая способность фрикционных искр ограничена. Опыт
показывает, что только пять из распространенных в технике горю-
чих газов и паров образуют воздушные смеси, поджигаемые фрик-
ционными искрами. Это — водород, ацетилен, этилен, окись угле-
рода, сероуглерод.
Способность гореть в кислороде — специфическая особенность
железа. Поэтому там, где существует опасность, связанная с нали-
чием фрикционных искр, вместо искрообразующих материалов
(прежде всего стали) следует применять алюминий, медь и их
сплавы.
В случае соистирания алюминия со ржавым железом проис-
ходит искрообразование, приводящее к поджиганию любых горю-
чих смесей. Поэтому совместное применение стали и алюминия
недопустимо, так как нельзя предотвратить гарантированно ее
ржавление.
Локализация очага горения. В тех случаях, когда нет уверенности
в невозможности образования взрывчатой системы или достаточного
для ее поджигания импульса, взрыврбезопасность осуществляется
за счет такого выполнения технологического процесса, при котором
возможный очаг горения был бы локализован в пределах определен-
ного аппарата или газопровода, способного выдержать последствия
горения. Локализация очага горения предусматривает наличие
устройств (обратных клапанов, гидравлических затворов, автомати-
ческих задвижек и др.),. предотвращающих дальнейшее распро-
странение пламени. В этой связи широкое применение нашли огне-
взрывопреградители, отделяющие аппарат, в котором возможно ини-
циирование очагов горения, от другого пространства, заполненного
потенциально взрывчатой средой.
Прекращение распространения очага горения в огневзрывопре-
градителе достигается тем, что струя горящей смеси разбивается
в нем на большое количество струек с таким малым диаметром,
при котором из-за тепловых потерь пламя взрыва и тем более
пламя, образующееся при нормальном горении, не может распро-
страняться.
Пламягасящие каналы огневзрывопреградителя могут быть обра-
зованы пучками трубок, отверстиями в диафрагмах, плоскими
щелями, металлическими сетками и т. д.
243
§ 71.	Расширение жидкостей в замкнутых объемах.
Изменение прочностных свойств
конструкционных материалов
Многие криогенные вещества не могут существовать в жидком
состоянии при комнатной температуре. Если такие жидкости при
низкой температуре поместить в закрытые сосуды, а затем нагревать
до температуры окружающей среды, то при достижении ими крити-
ческих и сверхкритических температур в сосуде возникнут очень
высокие давления. Это может привести к аварии.
При повышении температуры на Д/° давление р (кгс/см2) в сосуде,
полностью заполненном сжиженным газом, можно определите по фор-
муле
где аир — соответственно средние значения коэффициентов объем-
ного расширения и объемного сжатия в интервале \t приращения
температуры.
Чтобы давление не превышало опасных значений, наполнение
баллонов, а также транспортных цистерн и бочек должно соответ-
ствовать нормам, указанным в табл. 19.
Таблица 19
Наполнение баллонов, цистерн и бочек сжиженными газами
Газ	Отношение массы газа, кг к емко- сти сосуда, л	Газ	Отношение массы газа, кг к емко- сти сосуда, л
Аммиак	 Бутан	*. . . . Бутилен, изобутилен Окись этилена .... Пропан 	 Пропилен	 Сероводород, фосген, хлор 	 Азот	  . Аммиак	 Бутан	 Бутилен		БaлJ 0,570 0.488 0,526 0,716 0,425 0,445 1,250 Цистерт 0,770 0,570 0,488 0,526	юны Углекислота 	 Фреон-И 	 Фреон-12	 Фреон-13	 Фреон-22 	 Хлористые метил, этил	 Этилен 	 >1 и бочки Пропан 	 Пропилен ....... Фосген, хлор	 Кислород		0,750 1,2 1.1 0,6 1,0 0.8 0,286 0,425 0,445 1,250 1,08
Степень наполнения цистерн и бочек сжиженными газами, не ука-
занными в табл. 19, определяется производственными инструк-
циями заводов-наполнителей.
При создании устройств и установок, работающих в области
низких (или, наоборот, высоких) температур следует иметь в виду,
что многие свойства материалов (коэффициент теплового расшире-
244
нпя, электропроводность, теплопроводность и т. д.) значительно
изменяются в этом диапазоне температур.
Поэтому выбор конструкционных материалов должен произво-
диться в зависимости от тех условий, в которых они будут работать.
Например, металлы с кристаллической решеткой гранецентриро-
ванного куба (алюминий, медь, никель) сохраняют вязкость до 77° К,
а железо с кристаллической решеткой центрированного куба при этой
температуре становится очень хрупким (если при комнатной темпе-
ратуре энергия излома образца равна 10,8 кгсм, то при температуре
77° К она падает до 0,21 кгсм). Для хромоникелевых сталей Х18Н9Т
и Х19Н10Т характерны высокие значения прочности, пластичности
и вязкости в очень широком диапазоне температур от — 253 до
+ 900° С.
§ 72.	Нарушение режима эксплуатации
(неправильная эксплуатация)
Причиной аварий может быть неправильная эксплуатация уста-
новок, обусловленная недисциплинированностью обслуживающего
персонала и администрации предприятия, или вызванная отсутствием
достаточного количества контрольных приборов.
Контрольные приборы дают возможность вести наблюдения за
происходящими в установке процессами и предупреждать неполадки
и аварии. Особенно важно применение автоматических устройств,
которые, независимо от обслуживающего персонала, поддерживают
заданный режим, включают и выключают оборудование, преду-
преждают возможность ошибочных действий персонала.
Число контролируемых параметров зависит от сложности уста-
новки, а также возможности ее оснащения контрольно-измеритель-
ными приборами.
Измерение давления. Для измерения давления (избыточного)
в промышленности широко применяют пружинные манометры.
Манометры должны иметь такую шкалу, чтобы при рабочем
давлении стрелка находилась во второй трети шкалы. На циферблате
манометра должна быть нанесена отметка (обычно красным цветом),
соответствующая допускаемому рабочему давлению. Манометры для
измерения давления в сосудах должны иметь класс точности не ниже
2,5. Проверка с опломбированием или клеймением должна произ-
водиться не реже одного раза в 12 месяцев; кроме того, не реже
одного раза в 6 месяцев предприятием должна производиться про-
верка рабочих манометров контрольным манометром с записью
результатов в журнал проверок.
Измерение температуры. В зависимости от пределов измеряемой
температуры и доступности мест замеров применяют различные
приборы, например, жидкостные термометры. Температуры выше
нуля, а также до минус 20° С измеряют стеклянными термометрами,
наполненными спиртом, а до —150° С — наполненными изопентаном.
Однако такой визуальный контроль температуры в точке ее измере-
245
ния недостаточен для современных установок. В этих случаях
применяют термопары или термометры сопротивления, с помощью
которых можно дистанционно контролировать температуру в раз-
личных местах установки.
Контроль уровня жидкости. Для контроля уровня жидкости
применяют жидкостные и мембранные указатели, водомерные
стекла.
На рис. 80 представлена схема действия жидкостного указателя
уровня. В корпус 1 указателя вставлены трубки 2 и 3. Корпус
разделен перегородкой 4 на две части. Трубка 2 соединена с верхней
частью и через нее с газовым пространством резервуара 6, в котором
определяется уровень жидкости, а трубка 3 через нижнюю часть
корпуса соединена с нижней частью резервуара. Корпус 1 и трубки 2
и 3 заполнены подкрашенной водой. Сбоку имеется стеклянная труб-
ка 5. Вода в трубке 2 и в трубке 5
находится на одной и той же вы-
соте А (сообщающиеся сосуды).
Жидкостной указатель уровня яв-
ляется прибором дистанционного
действия.
Сжиженный газ, проходя из ре-
зервуара 6 по трубке 3 в корпус 7,
испаряется. Образующийся пар
создает в нижней части корпуса
Рис. 80. Схема действия указателя •
уровня жидкости:
1 — корпус; 2, 3, 5 — трубки; 4 — перего-
родка; 6 — резервуар
давление, равное давлению столба а жидкости в резервуаре; этим
давлением часть воды из корпуса 7 вытесняется в трубку 2 и в трубку
5 до высоты А, Таким образом, высота А уровня пропорциональна
высоте столба жидкости в резервуаре 6. Если плотности жидкостей
в резервуаре и в корпусе 7 равны, то А = а. Во всех остальных
случаях высота столба больше у той жидкости, плотность которой
меньше. При изменении столба а жидкости в резервуаре соответст-
венно будет меняться и высота А столба жидкости в указателе.
Указатель уровня жидкого кислорода заполняют тяжелой негорю-
чей жидкостью (тетрабромэтаном С2Н2Вг4 или метиленбромидом
СН2Вг2). Указатель дает правильные показания уровня жидкости
только в том случае, если она полностью испаряется в нижней
трубке до поступления в цилиндр указателя.
Для регулирования потоков жидкостей и газов в установках
применяют различную арматуру общепромышленного и специаль-
ного назначения (задвижки, вентили, обратные клапаны и т. д.).
Для защиты устройств и установок от повышения в них давления
выше предела, установленного нормами техники безопасности,
применяют предохранительные клапаны.
246
Пропускная способность предохранительного клапана G (в кг/ч)
определяется по формуле
G = l,59aF2? V fa — рг) у,
где а и F — соответственно коэффициент расхода жидкости или
газа для данной конструкции клапана (определен изготовителем
клапана экспериментально и записан в паспорт клапана) и наимень-
шая в проточной части площадь сечения клапана, мм2; рг и р2 —
соответственно максимальное абсолютное давление перед клапаном
и абсолютное давление за клапаном, кгс/см2; у — плотность среды
при давлении рг и температуре среды перед клапаном, кг/м3;
В — коэффициент, определяемый по табл. 20 (для жидкостей
В = 1).
В случаях, когда по роду производства или вследствие действия
содержащейся в сосуде среды предохранительный клапан не может
надежно работать, сосуд должен быть снабжен предохранительной
пластиной (мембраной), разрывающейся при повышении давления
в сосуде не более чем на 0,25 /?р.
Таблица 20
Значения коэффициента В для расчета предохранительных клапанов
Р1/Р2	Коэффициенты В при значении показателя адиабаты К											
	1,0	1,135 |	1,24	1,зо |	1,40 |	1,66 |	2,0 |	2,5	3,0	4,0	6,0	10
0	0,429	0,449	0,464	0,472	0,484	0,513	0,544	0,582	0.612	0,659	0,721	0,789
0,08	0,447	0,469	0,484	0,492	0,505	0,535	0,568	0.607	0,639	0.687	0,752	0,823
0,16	0,468	0,490	0,506	0,515	0.528	0,559	0,594	0,635	0,668	0,719	0,786	0,861
0,24	0,492	0,515	0,546	0,541	0,555	0,588	0,624	0,668	0,702	0,756	0,826	0,891
0.32	0.520	0,545	0,563	0,572	0,587	0,622	0,660	0,706	0,743	0,798	0,860	0,913
0,40	0553	0,580	0,598	0,609	0,625	0,662	0.702	0,751	0,788	0,836	0,887	0,931
0,48	0,594	0,622	0,643	0,654	0,671	0,711	0.753	0.797	0,827	0,867	0,909	0,944
0,52	0,619	0,648	0,669	0,681	0,699	0,739	0,777	0,817	0,845	0,881	0,919	0,950
0,56	0,646	0,677	0,699	0,711	0,729	0,765	0,800	0,837	0,862	0,894	0,928	0,956
0,60	0,678	0.710	0,730	0.741	0,757	0,790	0,822	0,855	0,878	0,906	0,936	0,962
0,64	0,712	0,742	0,760	0,770	0,785	0,814	0,843	0,873	0,893	0,918	0,944	0,967
0,68	0,748	0,773	0,790	0,798	0.811	0.838	0,863	0,889	0,907	0,929	0,952	0,971
0.76	0,812	0,833	0,846	0,852	0,862	0^882	0.901	0,920	0,933	0,949	0,966	0,979
0.84	0,877	0,891	0,899	0,904	0,910	0,924	0,936	0,949	0,957	0,968	0,978	0,987
6,92	0,939	0,946	0,951	0,953	0,956	0,963	0,969	0,975	0,979	0,984	0,990	0,994
1,00	1,000	1,000	1,000	1,000	1,000	1,000	1,000	1,000	1,000	1,000	1,000	1,000
Присутствие газа в воздухе определяют с помощью газоиндика-
торов (диффузионных, электрических, калориметрических, опти-
ческих и др.). Применяются также газосигнализаторы. При появле-
нии определенной концентрации газа в воздухе газосигнализаторы
подают звуковой или световой сигнал, предупреждающий о возмож-
ной опасности взрыва или отравления. В газосигнализатор можно
превратить любой автоматический газоанализатор, использовав его
в качестве датчика для сигнализации.
247
§ 73.	Технологические факторы
разгерметизации
К технологическим факторам разгерметизации можно отнести
дефекты, появляющиеся в устройствах и установках при их изготов-
лении, транспортировке и хранении, например, дефекты заклепок,
трещины в местах загибов, отбортовок элементов, смещение кромок
стыкуемых элементов, расслоение и плены металла, вмятины, рако-
вины и т. д.
При изготовлении многих конструкций все более широкое при-
менение находит сварка. Однако в настоящее время самая тщатель-
ная разработка технологии сварки все еще не дает гарантии от
появления случайных дефектов в сварных соединениях. К числу по-
следних относятся: непровары, трещины, подрезы, наплывы, шлако-
вые включения, газовые поры и др. Рассмотрим некоторые из них.
Непровары представляют собой отсутствие сплавления в сварном
соединении между прилегающими слоями металла. Непровары
снижают прочность сварного шва и особенно опасны при наличии
вибраций.
Трещины (внутренние и наружные) — результат действия тем-
пературных напряжений (нагрев металла до расплавления и после-
дующее его быстрое охлаждение, затвердевание). Трещины являются
острыми концентраторами напряжений и их следует считать недо-
пустимым пороком.
Газовые поры образуются в металле шва за счет тех газов, кото-
рые поглощаются жидким металлом сварочной ванны. Обычно чем
выше температура жидкого металла, тем большее количество газов
растворяется в нем. С охлаждением металла понижается раствори-
мость газов и последние стремятся из него выделиться. Однако
кристаллизация металла шва препятствует их выходу, вследствие
чего часть газов остается, образуя внутренние поры и раковины.
Причинами образования газовых пор могут быть повышенное содер-
жание углерода в основном или сварочном металлах, при выгорании
которого будут образовываться поры, заполненные СО и СО2, повы-
шенная влажность электродного покрытия, флюса, приводящая
к образованию паров воды, при диссоциации которых выделяется
водород, растворимый в жидком металле и т. д. Поры уменьшают
рабочее сечение шва, снижают прочность конструкции.
Шлаковые включения — небольшие объемы в сварном шве,
заполненные неметаллическим веществом (шлаками, окислами). Они
всегда имеются в наплавленном металле. Плохо выполненный шов
имеет 2—3% шлаковых включений от массы наплавленного металла.
Шлаковые включения ослабляют рабочее сечение шва.
Эти примеры показывают, что технологические факторы могут
привести к нарушению герметичности за счет ослабления прочности
конструкции или непосредственно, как ряд трещин, прожоги.
Поэтому с целью своевременного обнаружения дефектов приме-
няют различные технические методы контроля за изготовлением и
состоянием устройств и установок.
248
§ 74.	Методы контроля при герметизации
Осмотру подлежат как наружные поверхности устройств и
установок, так и их внутренние (например, внутренние поверхности
цистерн). Осмотр сопровождается необходимыми обмерами и изме-
рениями. На основании осмотра делают выводы. Например, в стыко-
вочных сварных соединениях труб смещение кромок не должно
превышать следующих максимально допустимых величин:
Толщина стенки трубы, S, мм
До 3
3-6
6-10
10-20
Свыше 20
Максимально допустимое смещение
кромок, мм
0.25
0,15 + 0,3
0.155
0,55 + 1
0,15, но не более 3
Овальность а (%) в любом сечении цилиндрического сосуда
определяется формулой
•^шах
где Ртах и Pmin — соответственно наибольший и наименьший диа-
метры в одном сечении. В большинстве случаев для цилиндрических
элементов, изготовленных из листов и поковок, а ±1%.
Овальность (%) трубопроводов сосуда на прямых и гнутых
участках определяется соотношением
100)
I'll
где Рн — номинальный наружный диаметр труб, который должен
определяться для каждого гиба по результатам измерений или
контролироваться при помощи шаблонов (гибы труб подлежат
выборочному контролю в количестве не менее 10% от числа гибов
одного размера).
Утонение стенки в гнутых участках труб В (%) вычисляется по
формуле
о ___________________________ с
В = "	min-100,
где Su — номинальная толщина стенки прямой трубы, мм; дУтш —
минимальная толщина стенки в гнутом участке трубы, мм.
Утонение стенки не должно превышать значений, предусмотрен-
ных ГОСТ 9842—61. Величина утонения может быть определена,
например, измерением толщины стенки после разрезки гибов, произ-
водимой в выборочном порядке.
Осмотр сварных швов также сопровождается соответствующими
измерениями.
Люминесцентный метод контроля применяется для
выявления поверхностных дефектов, главным образом трещин. Он
основан на свойстве ряда веществ (люминофоров) издавать собствец-
249
ное свечение (флуоресцировать) под действием ультрафиолетовых
лучей. Свойством люминесценции обладают многие минеральные
масла. Для увеличения степени их проникновения в различные
мелкие трещины к ним обычно добавляют жидкости с малыми коэф-
фициентами вязкости (керосин, бензин, лигроин и др.). Люминофор
наносится на поверхность контролируемого изделия. Затем поверх-
ность просушивают теплым воздухом и посыпают порошком (окиси
магния, углекислого магния или силикагеля), который извлекает
люминофор на поверхность из трещин и частично сам проникает
внутрь. Избыточный порошок удаляют с поверхности. После этого
контролируемое изделие подвергают облучению в затемненном поме-
щении. Под действием ультрафиолетовых лучей порошок, пропи-
танный люминофором, флуоресцирует. Трещины выявляются в виде
ярко светящихся зигзагообразных линий.
В ультразвуковой дефектоскопии исполь-
зуются ультразвуковые колебания, для возбуждения и регистрации
Рис. 81. Схема импульсного
дефектоскопа:
7 — пьезоэлектрическая пластина;
2 — исследуемый элемент; з —
внутренний дефект (трещина);
4 — импульсный генератор; 5 —
задающий генератор, 6 — генера-
тор развертки, 7 — приемник-
усилитель; 8 — экран электронно-
лучевой трубки; 1 — начальный
импульс; 11 — импульс от дефекта;
III — данный импульс
которых при дефектоскопии металлов используют электроакусти-
ческие преобразователи из пьезоэлектрических материалов (кварца,
титаната бария и др.).
Упругие колебания, возбужденные в жидких, газообразных и
твердых средах, вызывают распространение упругой волны. При
падении ультразвуковой волны на поверхность раздела двух сред
в общем случае часть энергии проходит во вторую среду, а часть
отражается в первую.
Таким образом, прозвучивая элементы конструкций и исследуя
процесс распространения ультразвуковых волн, можно обнаружить
внутренние дефекты.
На рис. 81 показана принципиальная схема импульсного дефекто-
скопа. Дефектоскоп работает следующим образом. На пьезоэлектри-
ческую пластинку подается кратковременный импульс (1—5 мкс),
после чего следует пауза (несколько десятков микросекунд), затем
снова импульс и пауза и т. д. В период подачи электрического импуль-
са пьезоэлектрическая пластинка генерирует ультразвуковые волны,
в период паузы она преобразует энергию отраженных волн в электри-
ческую, которая после усиления додается в электронно-лучевую
трубку и фиксируется на экране последней в виде импульсов:
250
начального I и донного III (отраженного через всю толщину — до
дна исследуемого элемента). При наличии дефекта на экране
появляется импульс II от дефекта.
Объем контроля ультразвуковой дефектоскопией устанавливается
нормами.
Основные достоинства ультразвукового метода: широкий диапа-
зон контролируемых толщин (от 5 до 500 мм и более), возможность
контроля любых металлов и сплавов; высокая производительность
(10 см/мин), позволяющая обеспечить 100%-ный контроль. Основные
недостатки: невозможность установить характер порока; необходи-
мость иметь гладкую поверх-
ность контролируемого изде-
лия (отсутствие брызг, ржав-
чин, вмятин); возможность
появления ложных импуль-
сов, вызванных неоднород-
ностью контролируемого ме-
талла.
Сущность магнитной
дефектоскопии (маг-
нитных методов контроля
сплошности ферромагнитных
металлов) заключается в об-
наружении полей рассеяния,
образующихся при намагни-
чивании в местах дефектов.
Рис. 82. Схема электромагнитного
метода контроля:
7 — контролируемый элемент; 2 —
сердечник электромагнита; 3 — об-
мотка; 4 — усилитель; 5 — сигнали-
зирующее устройство (лампочка)
7
Методы магнитной дефектоскопии различаются в зависимости от
способа обнаружения полей рассеяния: магнитнопорошковый, индук-
ционный и электромагнитный, магнитно-графический методы и др.
Электромагнитный метод’ схематично представлен на рис. 82.
П-образный электромагнит переменного тока при наличии катушки
3 создает магнитный поток Фо, который разветвляется на Фп идущий
через металл сварного соединения, и Ф2, составляющий незна-
чительную часть от Фо в том случае, если сварное соединение не
имеет пороков:
Фо = Фх Ф2.
При наличии пороков Ф± будет изменяться в зависимости от
размеров порока. В связи с этим при Фо = const будет изменяться
поток, протекающий в междуполюсовом пространстве.
Если между полюсами электромагнита расположить индукцион-
ные катушки 6, то изменение магнитного потока Ф2 вызовет в катуш-
251
ках э. д. с., величину которой можно замерить. Когда пороки недо-
пустимы, срабатывает сигнализирующее устройство.
Магнитные методы контроля пригодны только для контроля
ферромагнитных материалов. Метод магнитного порошка применяют
при толщине контролируемого изделия 6-—7 мм, магнитографиче-
ский — при толщине менее 12 мм, индукционный и электромагнит-
ный — при толщине менее 18—20 мм. Этими методами контроля
практически невозможно установить характер порока и выявить
мелкие внутренние трещины.
Контроль (просвечивание) рентгеновски-
ми и гамма-лучами основан на способности рентгеновских
и гамма-лучей проникать через непрозрачные тела. Методы контроля
различаются в зависимости от способа фиксации дефектов, выявлен-
ных лучами. Например, ^флюороскопический метод заключается
в рассмотрении дефектов на экране, фотографический — в фиксации
дефектов на фотопленке и т. д.
Рис. 83. Схема контроля рентгеновскими и гамма-
лучами:
1 — источник рентгеновских или гамма-лучей; 2 — контроли-
руемый элемент; з — кассета; 4 — экран; 5 — пленка;
6 — дефект (трещина)
На рис. 83 представлена схема фотографического метода просве-
чивания, который является одним из основных видов обнаружения
дефектов рентгеновскими и гамма-лучами.
Как видно из схемы, пучок рентгеновских или гамма-лучей,
пройдя через контролируемый элемент 2, действует на фотопленку 5,
находящуюся в светонепроницаемой кассете 3. Для предохранения
фотопленки от действия вторичных лучей за кассетой помещен
свинцовый экран 4.
Рентгеновские или гамма-лучи, проходя через контролируемый
элемент на участке, имеющем поры илЪ трещины, будут меньше
поглощаться, чем в соседних плотных, бездефектных участках.
Дефекты будут отмечены на пленке более сильным ее потемнением.
Основные достоинства рептгено- и гаммадефектоскопии: возможность
получить наглядное представление о характере пороков и их про-
тяженности; высокая чувствительность, позволяющая выявлять
мелкие трещины; широкий диапазон контролируемых толщин (от 3
до 250 мм, а при использовании бетатрона до 500 мм и более).
Основные недостатки: низкая производительность; опасность
для обслуживающего персонала, большое число факторов, влияющих
на чувствительность.
Механическим испытаниям должны подвергаться
стыковые сварные соединения с целью проверки соответствия их
252
прочностных и пластических характеристик требованиям техниче-
ских условий на изготовление.
К основным обязательным видам механических испытаний отно-
сятся:
1) статические испытания на растяжение и изгиб для определения
предела прочности и пластичности металла;
2) динамические испытания на ударную вязкость.
Из каждого контрольного стыкового сварного соединения выре-
заются по два образца для испытаний на статическое растяжение и
статический изгиб или сплющивание и три образца для испытаний
на ударную вязкость. В ряде случаев некоторые испытания можно
не проводить; например, испытание на статическое растяжение не
является обязательным для кольцевых сварных соединений сосудов
цилиндрической формы и для труб при условии 10 %-кого контроля
этих соединений ультразвуковой дефектоскопией или просвечива-
нием.
Показатели механических свойств сварных соединений должны
определяться как среднеарифметическое значение результатов испы-
таний отдельных образцов. Общий результат испытаний считается
неудовлетворительным, если хотя бы один из образцов по любому
виду испытаний показал результат, отличающийся от установлен-
ных норм в сторону снижения более чем на 100%. Например, значение
ударной вязкости металла шва должно быть не ниже значений,
определяемых табл. 21.
Таблица 21
Минимальное значение ударной вязкости шва, кгс • м/см
Температура испытания, °C	Ударная вязкость для всех сталей, кроме аустенитного класса	Для всех сталей аустенитного класса
20 Ниже 0	5 2	8 3
Металлографические исследования сварных
швов и соединений сводятся к изучению макро- и микроструктуры и
исследованию структуры металла по излому. При металлографиче-
ских исследованиях изучают макроскопическую и микроскопическую
структуру швов.
Макроскопические исследования (исследования макрошлифов)
проводят невооруженным глазом или при очень малых увеличениях
(не превышающих 20-кратное). Они позволяют выявить характер
первичной кристаллизации металла шва, глубину и форму провара,
ширину и очертания зоны термического воздействия, возможные
пороки в виде непроваров, макротрещин, пор и шлаковых включе-
ний, неоднородность структуры шва, размеры зерен в наплавленном
и основном металлах.
Микроскопические исследования проводят на шлифах с помощью
микроскопа. Этот вид исследования дает возможность изучить более
253
тонкие структуры шва и тем самым лучше выявить особенности и
дефекты сварного соединения (например, микроскопические дефекты
в виде пор, трещин и т. д.).
Гидравлическим испытаниям подлежит боль-
шинство из рассмотренных выше устройств и установок. При гидрав-
лических испытаниях проверяются герметичность и прочность
испытуемого объекта.
Гидравлическое испытание сосудов и их элементов должно про-
изводиться пробным давлением в соответствии с данными табл. 22.
Таблица 22
Давление при гидравлических испытаниях
Сосуды	Рабочее давление Рр, кгс/см2	Пробное давление на заводе- изготовителе, кгс/см2
Все сосуды, кроме литых	Ниже 5	Г(У201 1,5рр J но не менее 2
Все сосуды, кроме литых	5 и выше	4 с- [о20] 1,5рп -у—Гт-, но не менее ' [0<| Рр+3
Литые	Независимо от давле- ния	Га20] 4—ТГ-, но не менее 3
В табл. 22 [о20] и [а*] — допускаемые напряжения для материала
сосуда или его элементов соответственно при температуре стенки
20° С и расчетной температуре t стенки, кгс/см2.
Го20]
Отношение есть наименьшее из отношений, взятых для всех
[oq
материалов, из которых изготовляются элементы сосуда. Величина
пробного давления для сосудов и их элементов, работающих под
давлением при минусовых температурах, принимается такой же,
как при температуре 20° С.
В соответствии с табл. 22 производится также гидравлическое
испытание сосудов при периодическом техническом освидетельст-
вовании. При этом для сосудов, работающих при температуре стенки
от 200 до 400° С, величина пробного давления не должна превы-
шать рабочее давление более чем в 1,5 раза, а при температуре
стенки выше 400° С — более чем в 2 раза. Для сосудов, изго-
товленных до 1 апреля 1974 г., допускается проведение гидравли-
ческого испытания тем же пробным давлением, что и на заводе-
изготовителе.
Воздухопроводы, газопроводы инертных газов и ряд других
трубопроводов подвергают гидравлическим испытаниям при давле-
нии 1,25 (ио не менее 2 кгс/см2), которое выдерживается в тече-
ние 5 мин.
254
Для гидравлических испытаний устройств и установок обычно
применяют воду с регламентированной температурой. Измерение
давления производят двумя манометрами, один из которых обяза-
тельно контрольный.
На рис. 84 показан стенд для гидравлического испытания бал-
лонов. Баллон 3 наполняют водой, ввертывают в него штуцер 1 и
присоединяют к гидрав-
лическому насосу 5.
Насос приводится в дви-
жение рычагом 6 от
руки или электродви-
гателем. Если в стенке
баллона имеется дефект
(трещина, глубокая кор-
розия и т. п.), то при
испытании баллон мо-
жет разорваться. По-
этому он устанавливает-
ся в стальном шкафу 7
высотой не менее 2 м.
Гидравлические испы-
тания баллонов прово-
дят при давлении 1,5 Рр.
Продолжительность ис-
пытания не менее 1 мин.
Испытуемый объект
выдерживает гидравли-
ческое испытание, если
сохраняет герметич-
ность (отсутствуют течи
и потения в соедине-
л-п
Рис. 84. Стенд для гидрав-
лического испытания бал-
лонов:
1 — штуцер; 2 — передвижная
рейка для изменения высоты
установки штуцера; 3 — бал-
лон; 4 — бак для воды, 5 —
гидравлический насос; 6 — ры-
чаг; 7 — стальной шкаф; 8 —
манометр
ниях и на стенках) и не получает видимых остаточных деформаций
и признаков разрыва.
В случаях, когда проведение гидравлического испытания сосу-
дов невозможно (большие напряжения от массы воды, трудность
ее удаления и т. д.), его разрешается заменить пневматическим
испытанием (воздухом или инертным газом) на такое же пробное
давление. При пневматическом испытании вентиль на наполнитель-
255
ном трубопроводе от источника давления и манометры выносятся за
пределы помещения, в котором находится испытываемый сосуд,
а люди удаляются в безопасные места на время испытания сосуда
пробным давлением. Под пробным давлением сосуд находится в тече-
ние 5 мин, после чего давление постепенно снижают до рабочего
и производят осмотр сосуда с проверкой плотности его швов и разъем-
ных соединений мыльным раствором или другим способом.
Пневматические испытания баллонов малой и средней емкости
проводят путем их погружения в ванну с водой, при этом давление
воздуха в баллоне должно быть равно рабочему. Время испытаний
не менее минуты.
Глава 10
ПОЖАРНАЯ ПРОФИЛАКТИКА
Пожары на машиностроительных предприятиях представляют
большую опасность для работающих и могут причинить огромный
материальный ущерб. Вопрос обеспечения пожарной безопасности
производственных зданий и сооружений имеет государственный
характер. Пожарная безопасность может быть обеспечена мерами
пожарной профилактики и активной пожарной защиты. Понятие
пожарной профилактики включает в себя комплекс мероприятий,
необходимых для предупреждения возникновения пожара или умень-
шения его последствий. Под активной пожарной защитой понимаются
меры, обеспечивающие успешную борьбу с возникающими пожарами
или взрывоопасной ситуацией.
Оценка пожарной опасности объектов основывается на данных
о пожароопасных свойствах обращающихся на этих объектах веществ
и материалов. Пожарная опасность веществ и материалов определя-
ется комплексом показателей, характеризующих критические усло-
вия возникновения и развития процесса горения. В методах оценки
пожарной опасности, в основных направлениях профилактической
работы по предупреждению пожаров, в активной пожарной защите
имеются общие приемы и положения, которые и будут рассмотрены
в данной главе.
§ 75. Общие сведения о процессе горения
Горение — это химическая реакция окисления, сопровождающа-
яся выделением большого, количества тепла и обычно свечением.
Для возникновения горения требуется наличие трех факторов:
горючего вещества, окислителя (обычно кислород воздуха) и источ-
ника загорания (импульса). Окислителем, кроме того, могут быть
хлор, фтор, бром, иод, окислы азота и т. д.
В зависимости от свойств горючей смеси горение может быть
гомогенным и геторогенным. При гомогенном горении исходные
вещества имеют одинаковое агрегатное состояние (например, горе-
ние газов).
Горение твердых и жидких горючих веществ является гетеро-
генным.
Горение дифференцируется также по скорости распространения
пламени и в зависимости от этого параметра может быть дефлагра-
9 п/р. Юдина Е, Я.	257
ционным (в пределах нескольких м/с), взрывным (порядка десятка
м/с) и детонационным (тысячи м/с). Пожарам свойственно дефлагра-
ционное горение.
В зависимости от соотношения горючего и окислителя различают
процессы горения бедных и богатых горючих смесей. Бедными назы-
ваются смеси, содержащие в избытке окислитель. Их горепие лими-
тируется содержанием горючего компонента. К богатым относятся
смеси с содержанием горючего выше стехиометрического соотноше-
ния компонентов. Горение таких смесей лимитируется содержанием
окислителя. Возникновение горения связано с обязательным само-
ускорением реакции в системе. Существуют три основных вида само-
ускорения химической реакции при горении: тепловой, цепной и
комбинированный — цепочечно-тепловой. Тепловой механизм уско-
рения связан с экзотермичностью процесса окисления и возрастанием
скорости химической реакции, с повышением температуры при
условии аккумуляции тепла в реагирующей системе.
Цепное ускорение реакции связано с катализом химических
превращений, осуществляемым промежуточными продуктами пре-
вращений, обладающими особой химической активностью и называ-
емыми активными центрами. В соответствии с цепной теорией хими-
ческий процесс осуществляется не путем непосредственного взаимо-
действия исходных молекул, а с помощью осколков, образующихся
при распаде этих молекул (радикалы, атомарные частицы).
Реальные процессы горения осуществляются, как правило, по
комбинированному цепочечно-тепловому механизму.
Процесс возникновения горения подразделяется на несколько,
видов.
Вспышка — быстрое сгорание горючей смеси, не сопровождаю-
щееся образованием сжатых газов.
Возгорание — возникновение горения под воздействием источника
зажигания.
Воспламенение — возгорание, сопровождающееся появлением пла-
мени.
Самовозгорание — явление резкого увеличения скорости экзотер-
мических реакций, приводящее к возникновению горения вещества
(материала, смеси) при отсутствии источника зажигания. Сущность
и различия процесса возгорания и самовозгорания пояснены ниже.
Самовоспламенение — самовозгорание, сопровождающееся появ-
лением пламени.
Взрыв — чрезвычайно быстрое химическое (взрывчатое) прев-
ращение, сопровождающееся выделением энергии и образованием
сжатых газов, способных производить механическую работу. Возник-
новение горения вещества или материала может произойти при тем-
пературе окружающей среды ниже температуры самовоспламенения.
Эта возможность обусловливается склонностью веществ или мате-
риалов к окислению и условиями аккумуляции в них тепла, выделяю-
щегося при окислении. Этот процесс называется самовозгоранием,
а способность вещества и материалов подвергаться этому процессу
называется склонностью их к самовозгоранию.
258
Таким образом, возникновение горения веществ и материалов
при воздействии тепловых импульсов с температурой выше темпера-
туры самовоспламенения (или самовозгорания) характеризуется как
возгорание, а возникновение горения при температурах ниже тем-
пературы самовоспламенения относится к процессу самовозгорания
В зависимости от импульса процессы самовозгорания подразде-
ляются на тепловые, микробиологические и химические.
При оценке пожарной опасности веществ и материалов необхо-
димо учитывать их агрегатное состояние. Поскольку горение, как
правило, происходит в газовой среде, то в качестве показателей
пожарной опасности необходимо учитывать условия, при которых
образуется достаточное для горения количество газообразных горю-
чих продуктов.
Основными показателями пожарной опасности, определяющими
критические условия возникновения и развития процесса горения,
являются температура самовоспламенения и концентрационный
предел воспламенения (или предел распространения пламени).
Температура самовоспламенения характеризует минимальную
температуру вещества или материала, при которой происходит резкое
увеличение скорости экзотермических реакций, заканчивающееся
возникновением пламенного горения. Минимальная концентрация
горючих газов и паров в воздухе, при которой они способны загораться
и распространять пламя, называется нижним концентрационным
пределом воспламенения; максимальная концентрация горючих газов
и паров, при которой еще возможно распространение пламени,
называется верхним концентрационным пределом воспламенения.
Область составов смесей горючих газов и паров с воздухом, лежащих
между нижним и верхним пределами воспламенения, называется
областью воспламенения,
К показателям пожарной опасности, характеризующим крити-
ческие условия образования достаточного для горения газообразных
горючих продуктов испарения или разложения конденсированных
веществ и материалов, относятся температуры вспышки и воспламе-
нения, а также температурные пределы воспламенения.
Температурой вспышки называется самая низкая (в условиях
специальных испытаний) температура горючего вещества, при кото-
рой над поверхностью образуются пары и газы, способные вспыхи-
вать в воздухе от источника зажигания, но скорость их образования
еще не достаточна для последующего горения. Пользуясь этой
характеристикой, все горючие жидкости по пожарной опасности мож-
но разделить на два класса: к первому классу относятся жидкости
с температурой вспышки до 45° С (бензин, этиловый спирт и т. д.),
они называются легковоспламеняющимися жидкостями (ЛВЖ). Ко
второму классу относятся жидкости с температурой вспышки выше
45° С (масло, мазут), они называются горючими жидкостями (ГЖ).
Температура воспламенения —- температура горючего вещества,
при которой оно выделяет горючие пары и газы с такой скоростью,
что после воспламенения их от источника зажигания возникает
устойчивое горение.
9*
259
Концентрационные пределы воспламенения не постоянны и
изменяются от ряда факторов. Наибольшее влияние на изменение
пределов воспламенения оказывают мощность источника воспламе-
нения, примесь инертных газов и паров, температура и давление
горючей смеси.
Концентрация насыщенных паров жидкости находится в опреде-
ленной взаимосвязи с ее температурой. Используя это свойство,
можно концентрационные пределы воспламенения насыщенных паров
выразить через температуру жидкости, при которой они образуются.
Температурные пределы воспламенения — это температуры, при
которых насыщенные пары вещества образуют в данной окислитель-
ной среде концентрации, равные соответственно нижнему темпера-
турному и верхнему температурному пределам воспламенения жид-
костей, иначе называемым температурой вспышки, о которой гово-
рилось выше.
Способностью образовывать с воздухом воспламеняющиеся с боль-
шой скоростью (взрывоопасные) смеси обладают также взвешенные
в воздухе пыли многих твердых горючих веществ. Та минимальная
концентрация пыли в воздухе, при которой происходит ее загорание,
называется нижним пределом воспламенения пыли. Поскольку дости-
жение очень больших концентраций пыли во взвешенном состоянии
практически нереально, термин «верхний предел воспламенения»
к пылям не применяется.
Пожароопасность веществ характеризуется линейной (выражен-
ной в см/с) и массовой (г/с) скоростями горения (распространения
пламени) и выгорания (г/м2-с или см/с), а также предельным содер-
жанием кислорода, при котором еще возможно горение. Для обычных
горючих веществ (углеводородов и их производных) это предельное
содержание кислорода составляет 12—14%, для веществ с высоким
значением верхнего предела воспламенения (водород, сероуглерод,
окись этилена и др.) предельное содержание кислорода составляет
5% и ниже.
Помимо перечисленных параметров для оценки пожарной опас-
ности важно знать степень горючести веществ. В зависимости от
этой характеристики вещества и материалы делятся на горючие,
трудногорючие и негорючие.
К горючим относятся такие вещества и материалы, которые при
воспламенении посторонним источником продолжают гореть и после
его удаления. К трудногорючим относятся такие вещества, которые
не способны распространять пламя и горят лишь в месте воздействия
импульса; негорючими являются вещества и материалы, не воспла-
меняющиеся даже при воздействии достаточно мощных импульсов.
X
§ 76. Причины и характер пожаров на предприятиях
машиностроительной промышленности
Предприятия машиностроительной промышленности нередко отли-
чаются повышенной пожарной опасностью, так как их характеризует
сложность производственных установок, значительное количество
260
легковоспламеняющихся и горючих жидкостей, сжиженных горючих
газов, твердых сгораемых материалов, являющихся весьма пожаро-
опасными; большое количество емкостей и аппаратов, в которых нахо-
дятся пожароопасные 'продукты под давлением; разветвленная
сеть трубопроводов с запорно-пусковой и регулирующей арматурой;
большая оснащенность электроустановками.
Причины пожаров технического характера, возникающих на
машиностроительных предприятиях и соответствующая им частота
случаев (в процентах) следующие:
нарушение технологического режима .................... 33
неисправность электрооборудования (короткое замыкание, пе-
регрузки и большие переходные сопротивления)......... 16
плохая подготовка оборудования к ремонту ............. 13
самовозгорание промасленной ветоши и других материалов,
склонных к самонагреванию ............................. 10
несоблюдение графика ППР, изпос и коррозия оборудования 8
неисправность запорной арматуры и отсутствие заглушек на
ремонтируемых или законсервированных аппаратах и тру-
бопроводах ...........................................   6
искры при электро- и газосварочных работах..........	4
неисправность канализации и гидрозатворов	.	4
конструктивные недостатки оборудования................  3
ремонт оборудования на ходу ........................... 2
реконструкция установок с отклонением от технологических
схем....................................................	1
е
Рассмотрим одну из причин — неисправность электрооборудова-
ния — более подробно.
Причины пожаров от электрических машин, аппаратов и сетей
происходят в результате проявления теплового и искрового дейст-
вия электрического тока в условиях, благоприятных для воспламе-
нения горючих материалов. К горючим материалам электроустановок
относятся твердые и жидкие изоляционные материалы (трансфор-
маторное масло). Основными причинами пожаров в электроустанов-
ках являются перегрузка проводов, короткое замыкание, большие
переходные сопротивления в электрических сетях, электрическая
дуга или искрение.
Перегрузка проводов в электрической сети происходит при про-
хождении по ним тока больше допускаемой условиями нагрузки ве-
личины. Нередко причиной перегрузки в электрической цепи служит
параллельно# подключение к ней чрезмерного количества потреби-
телей тока. При перегрузках происходит загорание, нарушение
эластичности и разрушение изоляции проводов, что ведет к корот-
кому замыканию.
Перегрузка проводов происходит и в результате чрезмерной ме-
ханической нагрузки электродвигателей, вследствие чего воспла-
меняется изоляция обмоток электродвигателей. Короткое замыкание
возникает, когда в электрической цепи какие-либо точки различных
фаз соединяются между собой через очень малое сопротивление,
вследствие чего мгновенно увеличивается ток в электрической цепи
и происходит быстрое выделение большого количества тепла.
261
Основными причинами короткого замыкания являются: повреж-
дение изоляции проводов, попадание па неизолированные провода
токопроводящих предметов, воздействие на провода химически ак-
тивных веществ, пыли и сырости, неправильный монтаж и т. п.
Короткое замыкание может возникать и непосредственно в электри-
ческих машинах и установках. При коротком замыкании электриче-
ская цепь резко уменьшает свое сопротивление, а сила тока, согласно
закону Ома, при этом значительно увеличивается по сравнению
с нормальной величиной. При этом с возрастанием силы тока I
количество выделяемого тепла Q на проводах по закону Джоуля-
Ленца возрастает в квадрате.
Провода не в состоянии при этом мгновенно отдать в окружаю-
щую среду большое количество тепла, температура их быстро воз-
растает и вызывает воспламенение изоляции. К мерам предупрежде-
ния перегрузок и короткого замыкания в электрических проводах
относится применение плавких предохранителей и специальных ав-
томатов, включенных в цепь последовательно, а также правильный
монтаж сетей, машин и аппаратов в соответствии с требованиями
Правил устройства электроустановок.
Переходное сопротивление возникает от плохих контактов в ме-
стах соединения, а также при окислении мест соединения или неплот-
ного прилегания к зажимам и контактам электроприборов, что при-
водит к местным нагревам и пожарам. В этих случаях сопротивление
увеличивается, а по закону Джоуля — Ленца пропорционально уве-
личивается и выделение тепла. Предупреждение перегрева проводов
от переходных сопротивлений достигается увеличением площади,
соприкасания контактов в результате их тщательной обработки,
применением других контактов, подключением проводников к аппа-
ратуре при помощи наконечников или различных оконцевателей.
Электрическая дуга представляет собой поток электрических за-
рядов, проходящих через ионизированный поток воздуха с темпе-
ратурой порядке 3000° С и более, что вызывает загорание изоляции,
осевшей пыли, волокон, а также может привести к взрыву паров,
пыли и газа. Мерами предупреждения образования искр и электриче-
ской дуги являются правильный монтаж и эксплуатация электро-
установок. Например, чтобы снизить пожарную опасность от таких
искрящих аппаратов, как выключатели, рубильники, магнитные
пускатели, необходимо применять различные дугогасительные уст-
ройства.
Анализ зарегистрированных крупных пожаров на машинострои-
тельных предприятиях показал, что при пожарах на этих предприя-
тиях создается сложная обстановка пожаротушения, поэтому тре-
буется разработка комплекса мероприятий по противопожарной
защите.
Мероприятия по пожарной профилактике разделяются на орга-
низационные, технические, режимные и эксплуатационные. •
Организационные мероприятия предусматривают правильную
эксплуатацию машин и внутризаводского транспорта, правильное
содержание зданий, территории, противопожарный инструктаж ра-
262
бочих и служащих, организацию добровольных пожарных дружин,
пожарно-технических комиссий, издание приказов по вопросам уси-
ления пожарной безопасности и т. д.
К техническим мероприятиям относятся соблюдение противо-
пожарных правил, норм при проектировании зданий, при устройстве
электропроводов и оборудования, отопления, вентиляции, освеще-
ния, правильное размещение оборудования.
К мероприятиям режимного характера относится запрещение
курения в неустановленных местах, производства электросварочных
и других огневых работ в пожароопасных помещениях и др.
Эксплуатационными мероприятиями являются своевременные
профилактические осмотры, ремонты и испытания.
§ 77. Оценка пожарной опасности
промышленных предприятий
Г"
* Для оценки пожарной опасности того или иного технологиче-
। ского процесса необходимо знать, какие огнеопасные вещества или
j смеси используются или получаются, или могут образоваться в про-
I цессе производства внутри производственных аппаратов, при каких
jусловиях и по каким причинам они могут оказаться вне их. Более
’высокую пожарную опасность имеют предприятия с наличием огне-
опасных жидкостей, горючих газов и пылевидных твердых материалов
и менее высокую опасность представляют предприятия, на которых
перерабатывают твердые и горючие материалы.
При проектировании промышленных предприятий возникла необ-
ходимость ввести ^классификацию производств по пожарной опасно-
сти. j9tb классификация приведена в «Строительных нормах и пра-
вилах» (СНиП П-М. 2—72), в соответствии с которой все производ-
ства подразделяются по взрывной опасности, взрывно-пожарной и
пожарной на следующие категории.
Категория А — взрывопожароопасные; к этой категории отно-
сятся производства, в которых обращаются горючие газы с нижним
пределом воспламенения 10% и ниже, жидкости с температурой
вспышки до 28° С включительно при условии, что указанные газы и
жидкости могут образовать взрывоопасные смеси в объеме, превы-
шающем 5% объема помещения, вещества, способные самовозгораться
(самовоспламеняться) и уореть при взаимодействии с водой, кисло-
родом воздуха и друг с другом; к таким производствам, например,
относятся многие окрасочные цехи, объекты с наличием сжиженных
газов и т. д.
Категория Б — взрывопожарные; к этой категории относятся
производства, в которых обращаются горючие газы, нижний предел
воспламенения которых свыше 10% к объему воздуха, а также жид-
кости с температурой вспышки от 28 до 61° С включительно или
нагретые до температуры вспышки и выше, горючие пыли или во-
локна, нижний концентрационный предел воспламенения которых
65 г/м3 и ниже при условии, что указанные газы, жидкости и пыли
263
могут образовывать взрывоопасные смеси в объеме, превышающем
5% объема помещения; к таким производствам относятся, например,
производства с наличием аммиака.
Категория В — пожароопасные; к этой категории относятся
производства, в которых обращаются жидкости с температурой
вспышки выше 61° С и горючие пыли, нижний концентрационный пре-
дел воспламенения которых более 65 г/м3, вещества способные только
гореть, но не взрываться при контакте с воздухом, водой или друг
с другом, а также твердые сгораемые вещества и материалы.
Категория Г — непожароопасные; к этой категории относятся
производства, в которых обращаются негорючие вещества и мате-
риалы в горячем раскаленном или расплавленном состоянии,
а также вещества, которые сжигаются или утилизируются в качестве
топлива.
Категория Д — непожароопасные; к этой категории относятся
производства, в которых обращаются негорючие вещества и мате-
риалы в холодном состоянии (цехи холодной обработки материалов
и т. д.).
Категория Е — взрывоопасные; к этой категории относятся
производства, в которых обращаются взрывоопасные вещества (го-
рючие газы без жидкой фазы и пыли) в таких количествах, при
которых могут образовываться взрывоопасные смеси в объеме, пре-
вышающем 5% объема помещения, но не могут создаваться пожаро-
опасные условия; к таким производствам относятся, например,
объекты со сжатыми горючими газами.
Категория производства по пожарной опасности в значительной
степени определяет требования к зданию, его конструкциям и пла-
нировке, организацию пожарной охраны и ее техническую оснащен-
ность, требования к режиму и эксплуатации. Поэтому к вопросу
отнесения производства к той или иной категории следует подходить
самым серьезным образом.
Отнесение помещения и наружных установок к взрывоопасным
или пожароопасным зависит от условий образования возможных
взрывоопасных сред. К взрывоопасным относятся помещения и на-
ружные установки, содержащие горючие газы, легковоспламеняю-
щиеся жидкости (ЛВЖ), а также горючие жидкости (ГЖ), нагретые
до температуры вспышки или до температуры ниже температуры
вспышки не более, чем на 10° С. К взрывоопасным относятся такие
помещения и наружные установки, содержащие горючие пыли и
волокна, нижний концентрационный предел которых составляет
65 г/м3 и менее.
Ниже приводится классификация помещений и наружных уста-
новок по ПУЭ.
Помещения класса В-I. К ним относятся помещения, в которых
могут образоваться взрывоопасные смеси паров и газов с воздухом
при нормальных условиях работы (например, помещения, в которых
производится слив ЛВЖ в открытые сосуды).
Помещения класса В-Ia. К ним относятся помещения, в которых
взрывоопасные смеси не образуются при нормальных условиях экс-
264
плуатации оборудования, но могут образоваться при авариях или
неисправностях.
Помещения класса В-16. К этому классу относятся:
а)	помещения, в которых могут содержаться горючие пары и
газы с высоким нижним пределом воспламенения (15% и более),
обладающие резким запахом (например, помещения аммиачных ком-
прессоров);
б)	помещения, в которых возможно образование лишь локаль-
ных взрывоопасных смесей, но не во всем объеме помещения;
в)	помещения, в которых горючие газы и ЛВЖ имеются в не-
больших количествах и работа с ними производится без применения
открытого пламени.
Установка класса В-1г. К ним относятся наружные установки,
в которых находятся взрывоопасные газы, пары и ЛВЖ (например,
газгольдеры, сливоналивные эстакады и т. п.); причем взрывоопас-
ные смеси могут образовываться только в результате утечек, аварий
и других неисправностей.
Помещения класса B-IL К ним относятся помещения, в которых
производится обработка горючих пылей и волокон, способных обра-
зовывать взрывоопасные смеси с воздухом при нормальных режимах
работы (например, открытая загрузка и выгрузка оборудования
мелкодисперсными горючими материалами).
Помещения класса B-Па. К ним относятся помещения, в кото-
рых взрывоопасные пылевоздушные смеси могут образовываться
только в результате аварий и неисправностей (например, разгерме-
тизация нневмотранспортирующего оборудования с применением
азота, сепарационные установки с механической загрузкой и т. д.).
Помещения и установки, в которых содержатся ГЖ и горючие
пыли, нижний концентрационный предел которых выше 65 г/м3, отно-
сятся к пожароопасным и классифицируются следующим образом.
Помещения класса П-I. К ним относятся помещения, в которых
содержатся ГЖ (например, минеральные масла).
Помещения класса П-П. К ним относятся помещения, в которых
содержатся горючие пыли, способные переходить во взвешенное со-
стояние, но возникающая при этом опасность ограничена пожаром,
но не взрывом (например, деревообдело^ше цехи).
Помещения класса П-Па. К ним относятся помещения, в кото-
рых содержатся твердые горючие вещества, не способные переходить
во взвешенное состояние. „
Установки класса П-Ш. К ним относятся наружные установки,
в которых содержатся ГЖ (с температурой вспышки выше 45° С),
а также твердые горючие вещества.
§ 78. Пожарная профилактика при проектировании
и строительстве промышленных предприятий
Возникновение пожаров в зданиях и сооружениях, особенности
распространения огня в них зависят от того, из каких конструкций и
материалов они выполнены, каковы размеры зданий и их планировка.
265
Здание считается правильно спроектированным в том случае,
если наряду с решением функциональных, прочностных, санитар-
ных и других технических и экономических требований, выполнены
условия пожарной безопасности.
В соответствии со СНиП все строительные конструкции по воз-
гораемости подразделяются на три группы:
а)	несгораемые, которые под действием огня или высоких тем-
ператур не возгораются и не обугливаются (к ним относятся многие
металлы и материалы минерального происхождения);
б)	трудносгораемые, которые способны возгораться и продолжать
гореть только при постоянном воздействии постороннего источника
возгорания (к ним относятся, например, конструкции из древесины,
пропитанные или покрытые огнезащитными составами);
в)	сгораемые, которые способны самостоятельно гореть после
удаления источника возгорания (к ним относятся многие пластиче-
ские материалы, в том числе применяемые в строительстве).
Возгораемость строительных конструкций определяется, как
правило, возгораемостью материалов, из которых они изготовлены.
Однако в ряде случаев возгораемость конструкций оказывается
меньшей, чем возгораемость входящих в ее состав материалов (напри
мер, при покрытии сгораемого теплоизоляционного слоя металличе-
скими листами можно сделать конструкцию трудносгораемой).
В условиях пожара, кроме высоких температур, на строительные
конструкции оказывают воздействие ее собственная масса и эксплуа-
тационные нагрузки, а также дополнительные статические нагрузки
(от пролитой при тушении пожара воды или обломков обрушившихся
конструкций) и динамические воздействия (водяные струи или па-
дающие обломки). В результате указанных воздействий несущие
конструкции деформируются и теряют прочность. Кроме того, при
пожаре конструкции могут нагреться до опасных температур, про-
гореть или получить сквозные трещины, что приведет к распростра-
нению пожара в смежные помещения./; Способность* конструкций
сопротивляться воздействию пожара в течение определенного вре-
мени, сохраняя при этом обычные эксплуатационные функции,
называется огнестойкостьюJ
Огнестойкость конструкций характеризуется пределом огне-
стойкости, представляющим собой время в часах от начала испыта-
ния конструкции по стандартному температурному режиму до воз-
никновения одного из следующих признаков: образование в конст-
рукции трещин или отверстий, сквозь которые проникают продукты
горения или пламя; повышение температуры на необогреваемой
поверхности конструкции в среднем более чем на 140° или в любой
точке этой поверхности более чем на 180°; потери конструкцией
своей несущей способности; переход горения в смежные конструк-
ции или помещения; разрушение узлов крепления конструкции.
По огнестойкости, характеризуемой группой возгораемости и пре-
делом огнестойкости, строительные конструкции подразделяются на
пять категорий: I, II, III, IV, V. С возрастанием номера категории
увеличивается степень возгораемости конструкций и уменьшается
266
предел их огнестойкости. Сгораемые конструкции не обладают огне-
стойкостью. Огнестойкость зданий и сооружений определяется сте-
пенью огнестойкости их основных конструктивных элементов. Тре-
буемая нормами (СНиП) степень огнестойкости зданий зависит от
категории пожарной опасности производства, этажности зданий и
величины допустимой площади пола между противопожарными сте-
нами.
Согласно СНиП при оборудовании помещений специальными авто-
матическими установками пожаротушения площади этажа между
противопожарными стенами можно увеличивать на 100%, а при обо-
рудовании помещений установками автоматической пожарной сиг-
нализации — на 25%.
Повысить огнестойкость зданий и сооружений можно облицовкой
или оштукатуриванием строительных конструкций. Преимущест-
вом пользуются облицовочные материалы, обладающие минимальной
массой и минимальным коэффициентом температуропроводности. Так,
при облицовке стальной колонны гипсовыми плитами толщиной 6,см
предел огнестойкости повышается с 0,25 до 3,3 ч. Имеются краски,
которые в условиях обычной эксплуатации предохраняют метал-
лические конструкции от коррозии, а при пожаре вспучиваются и
в результате увеличения их термического сопротивления повышают
предел огнестойкости.
Большое значение имеет защита деревянных конструкций, так
как при нагреве их поверхности до 270—280° С они воспламеняются
и продолжают гореть самостоятельно. Из имеющихся видов штука-
турки предпочтение отдается известково-цементной толщиной 20 мм,
асбестоцементной или гипсовой. Защищенные такой штукатуркой
деревянные конструкции относятся к трудносгораемым.
Другим эффективным видом огнезащитной обработки древесины
является пропитка антипиренами. Антипирены представляют собой
химические вещества, предназначенные для придания древесине
негорючести, такие, например, как фосфорнокислый аммоний
(NH4)HPO4, сернокислый аммоний (NH)2SO. Наибольший эффект
достигается, если древесина поглотила антипиренов до 75 кг/м3.
Такая пропитка называется глубокой и осуществляется в спе-
циально предназначенных для этой цели установках. Наряду с глу-
бокой пропиткой древесины существуют средства ее поверхностной
обработки, при которой древесина покрывается растворами антипи-
ренов с расходом сухой соли не менее 100 г на 1 м2 обрабатываемой
поверхности. К поверхностной обработке относится также способ
покрытия деревянных конструкций огнезащитными красками.
^Зонирование территории. Это мероприятие заключается в груп-
пировании при генеральной планировке предприятий в отдельные
комплексы объектов, родственных по функциональному назначению
и признаку пожарной опасности./Для таких комплексов на промыш-
ленной площадке отводятся определенные участки.
При этом ^сооружения с повышенной пожарной опасностью рас-
полагают с подветренной стороны. При зонировании учитывают
рельеф местности, направление и силу господствующих ветров (розу
267
ветров) и т. п. | Например, склады ЛВЖ и резервуары с горючим
размещают в (эблее низких местах, чтобы разлившаяся при пожаре
ЛВЖ не могла стекать к низлежащим цехам и строениям.
Искры от промышленных печей и установок с открытым огнем
часто являются причинами возникновения пожаров, поэтому котель-
ные, литейные цехи и установки с открытым огнем располагают
с подветренной стороны по отношению к открытым складам ЛВЖ,
сжиженных газов и т. п.
Немаловажное значение для пожарной безопасности имеет пра-
вильное устройство внутризаводских дорог, которые должны обес-
печивать беспрепятственный и удобный проезд пожарных автомо-
билей к любому зданию, и переездов, а также выбор мест располо-
жения пожарных депо. Одна из сторон предприятия должна
примыкать к дороге общего пользования или сообщаться с ней
проездами.
^Противопожарные разрывы. Для предупреждения распростра-
нения пожара с одного здания на другое^ между ними устраивают
противопожарные разрывы. При определении противопожарных
разрывов исходят из того, что ^наибольшую пожарную опасность
в отношении возможного восплаКТенения соседних зданий и соору-
жений представляет тепловое излучение от очага пожара./
Количество воспринимаемого тепла соседним с горящим объек-
том зданием зависит от свойств горючих материалов и температуры
пламени, величины излучающей поверхности, площади световых
проемов, группы возгораемости ограждающих конструкций, наличия
противопожарных преград, взаимного расположения зданий, метео-
рологических условий и т. д.
При определении противопожарных разрывов учитываются ка-
тегория пожарной опасности производства, степень огнестойкости
здания, наличие и площадь световых проемов, протяженность и этаж-
ность зданий и т. д.
Регламентируемые нормами величины противопожарных разры-
вов между производственными и вспомогательными зданиями, соору-
жениями и закрытыми складами в зависимости от степени их огне-
стойкости приведены в табл. 23.
Таблица 23
Степень огнестойкости одного здания или сооружения	Противопожарные разрывы при степени огнестойкости другого здания или сооружения		
	I и II	III	IV и V
I и II	10	12	16
III	12	16	18
IV и V	16	18	20
При определенных условиях, исключающих возможность воз-
никновения или распространения пожара, разрывы не нормируются.
Эти условия, например, достигаются при размещении производств
268
категорий Г и Д в зданиях I и II степени огнестойкости с несгорае-
мой кровлей, а также при устройстве наружных противопожарных
степ и т. п.
Противопожарные преграды. В качестве конструктивных меро-
приятий, ограничивающих распространение пожара, применяются
противопожарные преграды: брандмауэры, противопожарные пере-
крытия и двери, водяные завесы, противопожарные зоны^ц
Брандмауэром называется глухая несгораемая стена с пределом
огнестойкости не менее 2,5 ч, пересекающая все трудносгораемые и
сгораемые элементы здания. Эта стена опирается непосредственно
на фундамент и возвышается на 60 см над кровлей (рис. 85). При этом
конвективные потоки отклоняются на высоту, безопасную для воз-
горания участка кровли, находящегося за
брандмауэром.
Как правило, в брандмауэрах и дру-
гих противопожарных преградах проемы
не устраивают. Если же по условиям
технологического процесса (транспортиро-
вание материалов и готовых изделий и
т. п.) проемы необходимы, то их защищают
несгораемыми или трудносгораемыми две-
рями, воротами и т. п.
Рис. 85. Схема устройства противопожарной
степы:
1 — противопожарная стена; 2 — сгораемая или труд-
носгораемая конструкция
Противопожарные зоны. Эти зоны устраивают в тех случаях,
когда по условиям технологического процесса устройство брандма-
уэров невозможно. Для этого трудносгораемые и сгораемые покры-
тия и стены разделяют на отсеки при помощи объемных простран-
ственных элементов для того, чтобы ограничить распространение
огня в плоскости покрытия и внутри помещений.
Противопожарная зона представляет qo6oii несгораемую полосу
покрытия шириной 6 м, пересекающую здание по всей его ширине
или длине. Предел огнестойкости несущих конструкций противо-
пожарных зон должен составлять 4 ч, а покрытий — 2 ч. Для
предупреждения проникновения огня внутрь зданий устройство
противопожарной зоны, как правило, сочетают с водяными за-
весами.
Пути эвакуации. При проектировании зданий необходимо преду-
смотреть безопасную эвакуацию людей на случай возникновения
пожара.^При возникновении пожара люди должны покинуть здание
в течение минимального времени, которое определяется кратчайшим
расстоянием от места их нахождения до выхода наружу^
/На путях эвакуации недопустимо>устройство пандусов с крутиз-
ной подъема более * 1/5 порогов, винтовых лестниц, разрезных площа-
док и других гпрепятствий, могущих вызвать падение людей.,
269
В табл, 24 приведены регламентируемые СНиП максимальные
расстояния от наиболее удаленного рабочего места до эвакуацион-
ного выхода.
Таблица 24
Категория производства	Степень огнестойкости здания	Расстояние до эвакуационного выхода, м		
		в одноэтажных зданиях	в многоэтажных зданиях	
			в два этажа	в три этажа и более
А	I и II	50	40	40
Б	I II II	100	75	75
В	I и II	100	75	75
	III	80	60	60
	IV	50	30	—
	V	50	—	—
Г	I и II	Е	^е ограничивается	
	III	100	60	60
	IV	50	40	—
	V	50	—	—
д	I и II	Не ограничивается		
	III	100	75	75
	IV	60	50	—
	V	50	40	—
Е		100	80	75
Выходы считаются эвакуационными, если они ведут:
а)	из помещений первого этажа наружу непосредственно или
через коридор, вестибюль, лестничную клетку;
б)	из помещений любого этажа, кроме первого, в коридор или
проход, ведущий к лестничной клетке или непосредственно в лест-
ничную клетку, имеющую самостоятельный выход наружу или через
вестибюль;
в)	из помещения в соседние помещения в том же этаже, обеспе-
ченные выходами наружу и не содержащие производств категорий А,
Б и Е. Эвакуационные выходы через помещения IV и V степеней
огнестойкости не допускаются.
Количество эвакуационных выходов из производственных зда-
ний или помещений следует проектировать, как правило, не менее
двух.
Ширина проходов, коридоров, дверей, маршей и площадок лест-
ниц принимается по табл. 25.
^Удаление из помещения дыма при пожаре. Как правило, возник-
новение пожара в зданиях и сооружениях сопровождается выделе-
нием большого количества дыма, затемняющего помещения и за-
трудняющего условия эвакуации и тушения пожара. Кроме того,
дым обладает удушающими свойствами и поэтому в случае недоста-
точно оперативной эвакуации люди, как правило, гибнут от удушья.
Особенно это относится к современным высотным зданиям.
Удаление газов и дыма из горящих помещенцй производится через
оконные проемы, аэрационные фонарщ а также с помощью спецпаль-
270
пых дымовых люков, легкосбрасываемых конструкций. Дымовые
люки предназначены для удаления продуктов горения, обеспечения
незадымленности смежных помещений и управления процессом го-
рения на пожарах (с тем, чтобы придать пламени желаемое напра-
вление). Устройство дымового люка приведено на рис. 86.
Таблица 25
Наименование	Ширина, м	
	наименьшая	наибольшая
Проход 	 Коридор	 Дверь 		 Марш 	 Площадка лестницы ....	1 1,4 0,8 1,05 1,05, но не менее ширины марша	По расчету То же 2,4 2,4 По расчету
Дымовые люки устанавливают в подвальных помещениях, в по-
крытиях складских и бесфонарных производственных зданий. Пло-
щадь сечения дымовых люков определяется расчетом, а в ряде слу-
чаев она нормируется в процентном отношении к площади помеще-
ния, для которого они предназначены.
Рис. 86. Принципиальная схема устройства дымового люка:
1 — жалюзи; 2 — клапан; 3 — отжимной рычаг; 4 — трос к лебедке;
5 — направляющие
Легкосбрасываемые конструкций используют для удаления про-
дуктов горения при взрыве с целью снижения давления до величин
безопасных для прочности и устойчивости строительных конструк-
ций. Легкосбрасываемые конструкции представляют собой элементы
наружных стен и покрытий. Их вскрывают при повышении давления
внутри зданий и тем самым достигают стравливания продуктов горе-
ния при взрыве. Различают крышевые и стеновые легкосбрасывае-
мые панели (клапаны). Площадь сечения легкосбрасываемых кон-
струкций определяется расчетом в соответствии с нормами.
271
§ 79.	Противопожарные требования
к системам отопления и кондиционирования воздуха
Основные требования пожарной безопасности систем отопления
предусмотрены в СНиП П-Г. 7—62. «Отопление, вентиляция и конди-
ционирование воздуха. Нормы проектирования».
В зависимости от конструктивных особенностей, температуры
на наружной поверхности нагревательных приборов и других данных
системы отопления имеют различную пожарную опасность. Наиболь-
шую пожарную опасность представляет местное огневое, газовое
отопление, при котором постоянные или временные печи для сжига-
ния топлива устанавливаются непосредственно в помещениях, а на-
грев их наружной поверхности колеблется от 50 до 400° С.
Центральные системы отопления имеют умеренные температуры,
малое количество огневых точек и поэтому наиболее безопасны
в пожарном отношении. Их пожарная опасность характеризуется
главным образом наличием котла с огневой топкой и дымовой трубы,
а также температурой нагрева трубопроводов и батарей (радиаторов).
Незначительную пожарную опасность представляет воздушное
калориферное центральное отопление, ибо в этой системе отсутст-
вуют трубопроводы и батареи, а поступающий в помещения подогре-
тый воздух не пожароопасен.
При водяном и паровом отоплении предпочтение необходимо от-
давать нагревательным приборам с гладкими поверхностями, так
как на них отлагается меньше пыли и ее легче удалять.
При неправильном устройстве и эксплуатации вентиляционные
установки и системы кондиционирования воздуха могут стать при-
чиной возникновения и распространения пожаров.
По воздуховодам могут перемещаться горючие вещества и смеси
горючих газов, паров, пыли, которые при наличии теплового источ-
ника могут загораться или даже взрываться и тем самым распрост-
ранять пожар по системе на все здание.
Источниками воспламенения при этом могут быть: искрение
электромотора, чрезмерный нагрев от трения вала вентилятора,
искры от удара лопаток вентилятора о корпус при неисправности
или несоответствие для данного помещения вентилятора, статиче-
ское электричество, самовозгорание пыли и т. д. Пожарную опас-
ность представляют также воздуховоды, камеры, фильтры и другие
аппараты, в которых может скапливаться значительное количество
горючих веществ. Опасность рециркуляционных систем состоит
в том, что при возникновении пожара в одном помещении дым и
продукты горения поступают в приточную камеру, откуда нагне-
таются во все помещения, обслуживаемые рециркуляционной систе-
мой. Меры противопожарной защиты в системах вентиляции и кон-
диционирования воздуха осуществляются в целях предотвращения
указанных выше причин возникновения пожара. Эти меры прово-
дятся в двух направлениях: во-первых, для того чтобы исключить
возможность образования взрывоопасных концентраций газо- паро-
и пылевоздушных смесей как в объеме всего помещения2 так и в той
272
или иной его части; во-вторых, для того, чтобы снизить возможность
возникновения взрывов и пожаров в самих системах вентиляции и
кондиционирования воздуха.
Воздух с содержанием взрывоопасных отходов и пыли следует
подвергать очистке до поступления его в вентилятор, для чего пыле-
отделители и фильтры устанавливают перед вентилятором.
Защита от распространения пламени в вентиляционных и аспи-
рационных установках достигается с помощью огнепреградителей,
быстродействующих заслонок, шиберов, отсекателей, водяных за-
вес и т. п.
Огнепреградители — это установки, которые препятствуют рас-
пространению пламени по каналу. Принцип действия огнепреградп-
телей основан на гашении пламени в узких каналах.
§ 80.	Огнегасительные вещества
и средства пожаротушения
В практике тушения пожаров наибольшее распространение полу-
чили следующие способы прекращения горения: 1) изоляция очага
горения от воздуха или снижение путем разбавления воздуха не-
горючими газами концентрации кислорода до значения, при кото-
ром не может происходить горение; 2) охлаждение очага горения
ниже определенных температур (температур самовоспламенения,
воспламенения, вспышки горючих веществ и материалов); 3) интен-
сивное торможение (ингибирование) скорости химической реакции
в пламени; 4) механический срыв пламени в результате воздействия
на него сильной струи газа или воды; 5) создание условии огнепре-
граждения, т. е. таких условий, при которых пламя распространяется
через узкие каналы л
Огнегасительная способность воды обусловливается охлажда-
ющим действием, разбавлением горючей среды образующимися при
испарении парами и механическим воздействием на горящее веще-
ство, т. е. срывом пламени. Охлаждающее действие воды опреде-
ляется довольно значительными величинами ее теплоемкости и теп-
лоты парообразования. Разбавляющее действие, приводящее к сниже-
нию содержания кислорода "в окружающем воздухе, обусловливается
тем, что объем пара в 1700 раз превышает объем испарившейся воды.
Наряду с этим, вода обладат свойствами, ограничивающими
область ее применения. Так, например, при тушении водой нефте-
продукты и многие другие горючие жидкости всплывают и продол-
жают гореть на поверхности, поэтому вода может оказаться мало-
эффективной при их тушении. Огнегасительный эффект при тушении
водой в таких случаях может быть повышен путем подачи ее в рас-
пыленном состоянии.
Вода, содержащая различные соли и поданная компактной
струей, обладает значительной электропроводностью и поэтому ее
нельзя применять для тушения пожаров объектоВд оборудование
которых находится под напряжением.
10 п/р. Юдина К. Я.
27 I
Тушение пожаров водой производят установками водяного по-
жаротушения, пожарными автомашинами и водяными стволами (руч-
ными и лафетными).
Для подачи воды в эти установки используют устраиваемые на
промышленных предприятиях и в населенных пунктах водопроводы
(рис. 87). В этом случае водопроводы называются хозяйственно-
противопожарными и производственно-противопожарными.
Вода при пожаре используется на наружное и внутреннее по-
жаротушение. Расход воды на наружное пожаротушение принимается
в соответствии со строительными нормами и правилами. Расход воды
на пожаротушение зависит от категории пожарной опасности пред-
Рис. 87. Общая схема водопровода:
1 — водозаборные сооружения; 2 — насосная станция 1-го подъема; 3 — очистные соору-
жения; 4 — запасные резервуары; 5 — насосная станция 2-го подъема; 6 — пожарные на-
сосы; 7 — водопроводы; 8 — водопроводная сеть; 9 — водонапорная сеть
приятия, степени огнестойкости строительных конструкций здания^
объема производственного помещения.
Одним из основных условий, которым должны удовлетворять
наружные водопроводы, является обеспечение постоянного давления
в водопроводной сети, поддерживаемого постоянно действующими
насосами, водонапорной башней или пневматической установкой.
Это давление часто определяют из условия работы внутренних по-
жарных кранов.
Для того чтобы обеспечить тушение пожара в начальной стадии
его возникновения, в большинстве производственных и обществен-
ных зданий на внутренней водопроводной сети устанавливают внут-
ренние пожарные крапы (рис. 88).
274
По способу создания давления воды противопожарные водопро-
воды подразделяются на противопожарные водопроводы высокого и
низкого давлений.
Пожарные водопроводы высокого давления устраивают таким об-
разом, чтобы давление в водопроводе постоянно было достаточным
для непосредственной подачи воды от гидрантов — важнейшей ар-
матуры водопроводных сетей, служащей для отбора воды на пожар-
ные нужды, или стационарных лафетных стволов.
Из водопроводов низкого давления передвижные пожарные авто-
насосы или мотопомпы забирают воду через пожарные гидранты и
подают ее под необходимым давлением к месту пожара.
Рис. 88. Схема внутреннего
пожарного крана
Рис. 89. Спринклерная головка
Система пожарных водопроводов находит применение в различ-
ных комбинациях: выбор той или иной системы зависит от характера
производства, занимаемой им территории и т. п.
К установкам водяного пожаротушения относятся спринклерные
и дренчерные установки.
Спринклерная установка представляет собой разветвленную,
заполненную водой систему труб, оборудованную спринклерными го-
ловками (рис. 89). Выходные отверстия спринклерных головок закры-
ваются легкоплавкими замками, которые при воздействии опреде-
ленной температуры (замки рассчитаны на 72, 93, 141 и 182° С) рас-
паиваются и вода из системы под давлением выходит из отверстия
головки и орошает конструкции помещения и оборудование в зоне
действия спринклерной головки.
При защите неотапливаемых помещений применяют спринклер-
ную установку воздушной системы, в которой трубопроводы запол-
нены не водой, а сжатым воздухом с использованием вместо водя-
ного контрольно-сигнального клапана воздушного клапана. Вода
10*	275
в такой системе расположена только до контрольно-сигнального
клапана, а после него в системе находится сжатый воздух. Следо-
вательно, при вскрытии головок в воздушной системе выходит воз-
дух и только после этого она начинает заполняться водой.
Дренчерные установку представляют собой систему трубопро-
водов, па которых расположены специальные головки-дренчеры с диа-
метром открытых выходных отверстий 8, 10 и 12,7 мм лопастного
или розеточного типа, рассчитанных па орошение не более 12 м2
площади пола. Дренчерный распылитель с продольными щелями
(рис. 90, й)’позволяет равномерно оросить 210 м2 площади пола,
если он расположен над полом на высоте 5,2 м; распылитель с вин-
товыми щелями (рис. 90, б) дает возможность получить распылен-
ную воду более мелкой дисперсности. По конструкции он почти не
Рис. 90. Дренчерная головка:
а — распылитель с продольными щелями; б — распылитель с винтовыми ще-
лями; 1 — корпус; 2 — дуга; 3 — дефлектор; 4 — розетка
отличается от распылителя с продольными щелями, однако имеет
значительно меньшие размеры. Распылитель с винтовыми щелями
обеспечивает равномерное орошение от 46 до 116 м2 площади пола
в зависимости от высоты его расположения над полом и давления
у насадки. Дренчеры устанавливают как для тушения пожара, так
и для создания водяных завес с целью изоляции очагов огня и пре-
дотвращения его распространения. Дренчерные установки могут
быть ручного и автоматического действия. При ручном действии
дренчерная установка приводится в работу открыванием задвижки,
после чего вода заполняет систему и выливается через головки-дрен-
черы. Дренчерные системы автоматического действия выполняются
обособленными или объединяются со спринклерными установками
с общими питательными трубопроводами и контрольно-сигнальными
клапанами.
Пены применяют для тушения твердых и жидких веществ, не
вступающих во взаимодействие с водой. Огнегасительные свойства
пены определяются ее кратностью — отношением объема пены к
276
объему ее жидкой фазы, стойкостью, дисперсностью и вязкостью.
На эти свойства пены оказывают влияние также природа горючего
вещества, условия протекания пожара и подачи пены.
В зависимости от способа и условий получения огнегасительные
пены подразделяются на химические и воздушно-мехацдаескц^.
Химическая пена образуется при взаимодействии растворов
кислот и щелочей в присутствии пенообразующего вещества и пред-
ставляет собой концентрированную эмульсию двуокиси углерода
в водном растворе минеральных солей, содержащем пенообразующее
вещество.
\ В последнее время применение химической пены в связи с высо-
4 кой стоимостью и сложностью организации пожаротушения сокра-
и щается.
Рис. 91. Пеногенератор высокократной иены
Воздушно-механическая пена кратности 5—10 получается с по-
мощью специальной пенообразующей аппаратуры из 4—6%-пых вод-
ных растворов пенообразователей 110-1, 110-6, 110-11. Эта нона ши-
роко применяется для тушения нефтепродуктов.
Пенообразователь ПО-1 представляет собой нейтрализованный
керосиновый контакт, содержащий не менее 45% по массе сульфо-
кислот, к которому для обеспечения требуемой кратности и стой-
кости пены добавляют 4,5% клея и 10% спирта или этиленгли-
коля.
Пенообразователь ПО-6 — продукт гидролиза технической крови
животных, к которому добавляют для обеспечения устойчивое! и
пены 1% сернокислого закисного железа и 4% фтористого натрия.
Для получения воздушно-механической пены применяют воздуш
но-пенные стволы, генераторы пены и пенные оросители. Воздушно
пенные стволы с кратностью около 10 и генераторы пены с крш
ностью до 100 используют в передвижных установках для тушении
наружных и внутренних пожаров. Генераторами пены (рис. 91) и
пенными оросителями оборудуют стационарные установки водоигн
ного тушения пожаров.
?//
Эффективное пожаротушение пенами связано не только с их
огнегасительными свойствами, но и с интенсивностью подачи пены.
При тушении пожаров газ ами и паром используют дву-
окись углерода, азот, дымовые или отработанные газы, пар, а также
аргон и другие газы, j
Огнегасительное действие названных составов заключается в раз-
бавлении воздуха и в снижении в нем содержания кислорода до кон-
центрации, при которой прекращается горение. Огнегасительный
эффект при разбавлении указанными газами обусловливается поте-
рями тепла на нагревание разбавителей и снижением теплового
эффекта реакции. Особое место___среди_.ющ^гдсительных ^составов
занимает двуокись углерода (углекислый газ). Углекислотные огне-
тушители ОУ-5, ОУ-8, УП-2М применяют для тушения складов ЛВЖ,
аккумуляторных станций, сушильных печей, стендов для испытания
электродвигателей, электрооборудования и т. д._____________ --
Следует-ттомнить ~ однако,г что двуокись углерода нельзя приме-
нять для тушения веществ, в состав молекул которых входит кисло-
род, щелочных и щелочноземельных металлов, а также тлеющих
материалов. Для тушения этих веществ применяют азот или аргон,
причем последний применяют в тех случаях, когда имеется опас-
ность образования нитридов металлов, обладающих взрывчатыми
свойствами и чувствительностью к ударуД
Во ВНИИПО разработан новый способ подачи в защищаемый
объем газов в сжиженном состоянии, который обладает существен-
ными преимуществами перед способом, основанным на подаче сжатых
газов. При новом способе подачи практически отпадает необходи-
мость в ограничении размеров допускаемых к защите объектов,
поскольку жидкость занимает примерно в 500 раз меньший объем,
чем равное по массе количество газа и не требует больших усилий
для ее подачи. Кроме того, при испарении сжиженного газа дости-
гается значительный охлаждающий эффект и отпадает ограничение,
связанное с возможным разрушением ослабленных проемов, по-
скольку при подаче сжиженных газов создается мягкий режим за-
полнения без опасного повышения давления.
Тушение пожаров паром применяется для пожарной защиты
закрытых технологических аппаратов или объектов с ограниченным
воздухообменом, а также для тушения небольших пожаров на откры-
тых площадках. Для тушения пожара необходимо создать огнегаси-
тельную концентрацию водяного пара в воздухе, составляющую 35%
по объему. Для тушения используется насыщенный и отработанный
(мятый) водяной пар или перегретый пар технологического назна-
чения. Пар при тушении подается стационарными установками и
ручными стволами. Наибольшее распространение получили стацио-
нарные установки с ручным, дистанционным и автоматическим вклю-
чением. Стационарные установки паротушения рекомендуется при-
менять для пожарной защиты производственных помещений и объек-
тов объемом не более 500 м3.
Все описанные выше огнегасителыгые составы оказывают пас-
сивное действие на пламя. Более перспективны такие огнегаситель-
278
ные средства, которые эффективно тормозят химические реакции
в пламени, т. е. оказывают на них ингибирующее воздействие. Наи-
большее применение в пожаротушении нашли огпегасительные
составы — ингибиторы на основе предельных углеводородов, в ко-
торых один или несколько атомов водорода замещены атомами
галоида.
Г„а л о и д о_у гл е в о д о р о д ы плохо растворяются в воде, но
хорошо смешиваются со многими Органическими веществами. Огне-
гасительные свойства галоидированных углеводородов возрастают
с увеличением молекулярной массы содержащегося в них га-
лоида.
В СССР наиболее широкое распространение для пожаротушения
получили/тетрафтордибромэтан, бромистый метилен, трифторбром-
метан^ а также разработанные во ВПИИ1Ю огнегасительные составы
3, 5, 7, 4НД, СЖБ, БФ.
Галоидоуглеводородные составы обладают удобными для пожаро-
тушения физическими свойствами. Так, высокие значения плотности
жидкости и паров обусловливают возможность создания огнегаси-
тельной струи и проникновения капель в пламя, а также удержание
огнегасительных паров возле очага горения. Низкие температуры
замерзания позволяют использовать эти составы при минусовых
температурах.
В последние годы в качестве средств тушения пожаров применяют
порошковые составы на основе неорганических солей
щелочных металлов. Несмотря на высокую стоимость, сложность
в эксплуатации и хранении, эти составы благодаря своим гвойгпшм
находят все более широкое применение.
Порошковые составы являются, в частности, единственным сред-
ством тушения пожаров щелочных металлов, алюминипор! аниче
ских и других металлоорганических соединений.
Наиболее широко используются порошковые составы на огноие
карбонатов и бикарбонатов натрия, калия^
Порошки обладают рядом преимуществ перед галоидоуглеподп
родами: они и продукты их разложения не опасны для здоровья
человека; как правило, не оказывают коррозионного воздействии
на металлы; защищают людей, производящих тушение пожара, о г
тепловой радиации, от очага пожара. Вместе с тем огнегаситоль-
ные порошковые составы не лишены недостатков. Известно, что
для достижения наибольшего огнегасительного эффекта частицы по-
рошка должны быть очень мелкими, однако это увеличивает их сцоп-
ляемость и склонность к слеживанию, что затрудняет хранение и,
особенно, подачу порошка в очаг горения.
Установки тушения пожаров порошковыми огнегасительными со-
ставами могут быть стационарными (с ручным, дистанционным и ав-
томатическим включением) и передвижными (автомобили порошко-
вого тушения, возимые и ручные огнетушители типа ОПС-Ю,
ОППС-100, СИ-120). Стационарные установки порошкового тушения
монтируют в производственных зданиях, сооружениях^ на техноло-
гических аппаратурах и оборудовании.
279
§ 81.	Требования пожарной безопасности
к электроустановкам
Йаиболее распространенным источником воспламенения, как уже
говорилось, является электрооборудование. Поэтому рассмотрим
условия безопасного его применения. Эти условия регламентируются
ПУЭ, согласно которым все электрооборудование подразделяется
на взрывозащищенное, для пожароопасных установок и нормального
исполнения. Выбор электрооборудования согласно ПУЭ произво-
дится в зависимости от принятого класса взрыво-пожароопаспости
помещения или установки.
Электрооборудование взрывоопасных помещений и установок.
Во взрывоопасных помещениях и около взрывоопасных наружных
установок (в зоне от 3 до 5 м по вертикали и горизонтали от техноло-
гического оборудования) разрешается применять только взрыво-
защищенное электрооборудование, обеспечивающее безопасность его
применения во взрывоопасных средах (т. е. не допускающее воспла-
менения взрывоопасной среды).
К взрывозащищепному относится следующее электрооборудова-
ние.
1.	Взрывонепроницаемое, когда оболочки электрооборудования
могут выдержать наибольшее давление взрыва при попадании внутрь
оболочек горючих газов, паров и ныли, а также не допускают пере-
дачи взрыва во внешнюю среду.
2.	Повышенной надежности против взрыва, когда исключается
возможность искрения, возникновения электрической дуги, опас-
ных температур нагрева; нормально искрящие части должны быть
в любом взрывозащищеином исполнении. ,
3.	Маслонаполненное, когда искрящие и неискрящие части
погружены в масло таким образом, чтобы не было соприкосновения
между этими частями, а также этих частей со взрывоопасной средой.
4.	Продуваемое под избыточным давлением, когда электро-
оборудование помещается в плотно закрытую оболочку, продуваемую
чистым воздухом; причем в оболочке поддерживается избыточное
давление, препятствующее попаданию в нее взрывоопасной смеси
из помещения.
5.	Искробезопасном, когда возникающие искры не способны
воспламенить взрывоопасную смесь; при невозможности обеспече-
ния такого исполнения для всех частей электрооборудования от-
дельные его части могут помещаться во взрывонепроницаемую обо-
лочку.
6.	Специальном, когда используются новые принципы, отлич-
ные от перечисленных; например, применение избыточного давле-
ния воздуха или инертного газа без продувки, заполнение оболочки
для токоведущих частей эпоксидными смолами, кварцевым песком
и т. п.
Наиболее распространенным видом взрывозащищенного электро-
оборудования является взрывонепроницаемое оборудование. В кон-
струкции такого оборудования предусмотрено гашение пламени
280
в узких зазорах («щелевая защита») между фланцами и другими ча-
стями оборудования.
Взрывобезопасные светильники. Во взрывоопасных помещениях
и зонах наружных установок применяют специальное электроосве-
тительное оборудование во взрывозащищенном исполнении. В поме-
щениях класса В-1 применяют стационарные светильники во взрыво-
непроницаемом, искробезопасном или специальном исполнении, в по-
мещениях класса В-1 а и В-П — в любом взрывозащищенном испол-
нении; в помещениях классов В-16 и В-I 1а — пыленепроницаемые.
В настоящее время широко используют светильники в исполне-
нии ВЗГ и ВУА и повышенной надежности типов НОБ-ЗООи НЗБ-150.
Электрооборудование пожароопасных помещений. В помещениях
класса П-I электрооборудование должно иметь брызгозащищенное,
закрытое, обдуваемое или продуваемое исполнение; в помещениях
класса П-П — закрытое обдуваемое или продуваемое с замкнутым
циклом охлаждения; в помещениях класса П-Па — брызгозащищен-
ное или защищенное; в наружных установках класса П-I II — закры-
тое или закрытое продуваемое. ,
Во всех помещениях искрящие части машин заключают в пыле-
непроницаемые колпаки.
Светильники в помещениях П-I и П-П должны иметь пыленепро-
ницаемое исполнение, а для помещений класса П-I 1а допускаются
открытые светильники.
В наружных установках класса П-Ш применяют светильники
в пыленепроницаемом и взрывозащищенном исполнении.
§ 82. Пожарная сигнализация
Применение автоматических средств обнаружения пожаров яв-
ляется одним из основных условий обеспечения пожарной безопас-
ности в машиностроении, так как позволяет оповестить дежурный
персонал о пожаре и месте его возникновения.
Рис. 92. Схема пожарной сигнализации:
ЛИ — пожарный извещатель; ЛС — линия связи;
ПС — приемная станция
Системы автоматической пожарной сигнализации (рис. 92) со-
стоят из пожарных извещателей (датчиков) (ПИ), линий связи (ЛС),
приемной станции или коммутатора с источниками питания (ПС).
Пожарные извещатели преобразуют неэлектрические физические
величины (излучение тепловой и световой энергии, движение частиц
дыма) в электрические, которые в виде сигнала определенной формы
передаются по проводам па приемную станцию. По способу преобра-
зования пожарные извещатели подразделяются на параметрические,
в которых неэлектрические величины преобразуются в электриче-
231
ские с помощью вспомогательного источника тока, и генераторные,
в которых изменение неэлектрической величины вызывает появле-
ние собственной э. д. с.
В зависимости от того, какой из параметров газовоздушной
среды вызывает срабатывание пожарного извещателя, они делятся
на тепловые, световые, дымовые, комбинированные, ультразвуко-
вые. По исполнению пожарные извещатели бывают нормального
исполнения, взрывобезопасные, искробезопасные, герметичные; по
принципу действия — максимальные и дифференциальные.
Максимальные пожарные извещатели реагируют на абсолютные
величины контролируемого параметра и срабатывают при опреде-
ленном его значении. Дифференциальные извещатели реагируют
Рис. 93. Извещатель типа АТИМ:
1 — цоколь; 2 — биметаллическая пластина; 3 — щиток; 4 — контактный
шток; 5 — контактный винт; 6 — защитный мостик; 7 — шкала
только на скорость изменения контролируемого параметра и сраба-
тывают при определенном ее значении.
Пожарные извещатели характеризуются чувствительностью, инер-
ционностью, зоной действия, помехозащищенностью, конструктив-
ным исполнением.
Так, к тепловым извещателям относятся следующие типы: АТП-ЗМ,
АТП-ЗВ, АТИМ-1, АТИМ-3, ДТЛ и др. Принцип действия этих изве-
щателей рассмотрим на примере АТИМ-1 и АТИМ-3.
Извещатель типа АТИМ (автоматический тепловой извещатель
максимального действия) представляет собой термочувствительный
прибор, реагирующий на повышение температуры. Биметалличе-
ская пластина, являющаяся чувствительным элементом извещателя,
деформируется при нагревании, вследствие чего происходит замы-
кание (АТИМ-1) или размыкание цепи (АТИМ-3) контрольного тока
извещателя (рис. 93). При понижении температуры биметаллическая
пластина возвращается в исходное положениел что позволяет исполь-
зовать извещатели многократно.
282
Извещатели, реагирующие на свет — СИ-1, АИП-М, ДПИД
и др. работают на использовании ультрафиолетовых излучений
(фотонов), возникающих при открытом горении. Появление этих
излучений можно обнаружить различными датчиками. Такими дат-
чиками могут быть: фотоэлементы, фоторезисторы, счетчики фото-
нов и т. д. Фотоэлектрические датчики имеют различную чувстви-
тельность к световому потоку. К обычным источникам света они
не чувствительны, но обладают высокой чувствительностью к из-
лучениям открытого пламени. Чаще всего датчиками в световых
автоматических извещателях служат счетчики фотонов. Преимуще-
ство счетчиков фотонов перед фотоэлементами в том, что они имеют
максимальную спектральную чувствительность к ультрафиолетовой
области спектра излучения.
При облучении в счетчике фотонов происходит ионизация, вслед-
ствие чего появляется импульсный разряд. Электрическое сопро-
тивление извещателей резко уменьшается,
что приводит к увеличению тока в линии
и срабатыванию исполнительного реле
приемной станции.
Достоинство световых излучателей —
их безынерционность и повышенная зона
защиты — до 600 м2, недостатки — не-
большой срок службы, высокая стоимость
и относительно высокое напряжение пи-
тания.
Рис. 94. Принципиальная схема дымового изве-
щателя ДИ-1:
1 — лампа ТХ-11Г; 2,5— резисторы МЛТ-1-10 мОм;
3 — ионизационная камера; 4 — резистор КВМ-68,
гОм-11
Дымовой извещатель ДИ-1 служит для подачи сигнала о пожар-
ной опасности в закрытых помещениях. Он предназначен для работы
в комплекте с сигнализационной дымовой пожарной установкой
СДПУ-1.
Чувствительным элементом в извещателе ДИ-1 является радио-
активный элемент «Плутоний 239». Испускаемые им а-лучи ионизи-
руют воздух. Работа извещателя основана на принципе воздействия
продуктов горения на ионизационный ток камеры. При нормальной
температуре окружающей среды напряжение постоянного тока, под-
водимого к извещателю (рис. 94), распределяется пропорционально
сопротивлению плеч делителя, составленного из высокоомного рези-
стора и ионизационной камеры.
При пожаре дым попадает в камеру, происходит усиленное по-
глощение лучей, и степень ионизации уменьшается, что приводит
к увеличению напряжения на управляющем электроде тиратрона.
Сопротивление тиратрона падает, в линии протекает ток, вызываю-
щий срабатывание исполнительного реле приемной станции.
283
Достоинствами извещателя являются: большая контролируемая
площадь, малая инерционность, недостатками — высокое напряже-
ние в линии, возможность срабатывания при быстром перемещении
воздуха, высокая стоимость.
Комбинированный извещатель КИ-1 выполняет функции теплового
и дымового извещателя. Выполнен он на базе дымового извеща-
теля ДИ-1 с добавлением элементов электрической схемы, необ-
ходимой для работы теплового извещателя. Как тепловой извеща-
тель КИ-1 имеет в качестве чувствительного элемента полупровод-
никовые резисторы КМТ-1. Достоинством извещателя является малая
инерционность, срабатывание на дым и тепло, недостатком — не-
рациональное сочетание по контролируемой площади: 25—30 м2
как теплового и 100 м2 как дымового.
Ультразвуковой датчик ДУЗ-4 предназначен для обнаружения
в закрытых помещениях движущихся объектов (колеблющееся пламя,
идущий человек). Работа датчика основана на использовании эф-
фекта Допплера. Ультразвуковые волны частотой порядка 20 кГц
излучаются в контролируемое помещение. В этом же помещении
расположены приемные преобразователи, которые, действуя подобно
обычному микрофону, преобразуют ультразвуковые колебания воз-
духа в электрический сигнал. Если в контролируемом помещении
отсутствует колеблющееся пламя, то частота сигнала, поступающая
от приемного преобразователя, будет соответствовать излучаемой
частоте. При наличии в помещении движущихся объектов отражен-
ные от них ультразвуковые колебания будут иметь частоту, отличную
от излучаемой (эффект Допплера). Разность в частотах излучаемого
и принимаемого сигналов в виде колебаний электрического тока
(5—30 Гц) выделяется электрической схемой электронного блока.
Этот сигнал усиливается и вызывает срабатывание поляризованного
реле приемной станции.
Достоинством извещателей является их безынерционность, боль-
шая контролируемая площадь до 1000 м2, недостатком — возмож-
ность ложных срабатываний и высокая стоимость.
Включение извещателей в линию связи может проводиться парал-
лельно или последовательно. Для линии связи широко применяют
телефонные провода, кабели связи и контрольные кабели. Прокладка
кабелей и проводов внутри помещений производится как скрытым,
так и открытым способами. Во взрывоопасных помещениях кабели
и провода прокладываются в водогазопроводных трубах. Наружные
кабельные сети прокладывают в траншеях, кабельных туннелях,
каналах. Аппаратура пожарно-охранной сигнализации может исполь-
зовать и телефонные линии связи.
Из числа приемных станций, выпускаемых промышленностью,
наиболее перспективными являются две станции ТЛО-10/100 (тре-
вожная лучевая оптическая) и концентратор малой емкости «Комар-
сигнал 12АМ».
Приемная станция пожарной сигнализации типа ТОЛ-Ю/100
предназначена для организации пожарной сигнализации на различ-
ных объектах. Станция допускает включение автоматических изве-
284
щателеи различных типов, кнопочных ручных извещателей и авто-
матического пожарного извещателя ПОСТ-1.
Приемная станция состоит из общестанциопного блока с 10 лу-
чевыми комплектами. Лучевой комплект представляет собой сово-
купность контрольно-сигнальных элементов, обеспечивающих фик-
сирование состояния пожарных извещателей и линии связи и питание
извещателей соответствующим напряжением, а также связь с обще-
станционными элементами приемной аппаратуры (звуковыми и све-
товыми сигналами, источником питания, устройствами трансляции,
коммутационными элементами). Станция обеспечивает проверку не-
исправности лучей и лучевых комплектов, прием сигналов тревоги
от извещателей, трансляцию сигналов тревоги по соединительной
линии на центральный пульт наблюдения, а также приведение в дей-
ствие общей выносной сигнализации.
Емкость станции от 10 до 100 лучей. Сопротивление ли-
нейных проводов — не более 500 Ом. Напряжение питания
60 В.
Приемная станция «Комар-сигнал 12АМ» является приемной
станцией пожарохранной сигнализации. Совмещение пожарпой
и охранной сигнализации является весьма рациональным, так
как при этом не требуется дублирования приемной аппаратуры.
В качестве пожарных извещателей в совмещенных системах ре-
комендуется применять наиболее дешевые и надежные автомати-
ческие тепловые пожарные извещатели типа ДТЛ, которые вклю-
чаются последовательно с датчиками охранной сигнализации в об-
щую линию.
Концентратор представляет собой прибор настольного типа.
Пульт концентратора на пять номеров выполнен в виде блочной
конструкции, состоящей из блока питания и пятилучевого блока.
Увеличение емкости от 5 до 30 номеров производится однотипными
пятилучевыми блоками, которые соединяются между собой с помощью
специальных крючков. Концентратор допускает одновременную фик-
сацию тревоги со всех охраняемых объектов с выдачей звукового и
светового сигналов. Снятие сигнала тревоги производится вручную
нажатием соответствующей кнопки. В результате схема лучевого
комплекта приходит в исходное положение. Суммарное сопротивле-
ние соединительной линии до 3 кОм. Предусмотрена возможность
дублирования сигнала тревоги. Питание от сети переменного тока
напряжением 127 или 220 В, а также от батареи аккумуляторов
напряжением 24 В.
Помимо указанных приемных станций имеются еще сигна-
лизационные пожарные установки (системы), в которых пожар-
ные извещатели связаны по схеме с вторичными приборами.
Предназначены эти установки для подачи светового (звуко-
вого) сигнала о возникновении пожара на объекте и автомата
ческого и полуавтоматического включения средств пожаротуше-
ния.
§ 83. Организация пожарной охраны предприятия
? Ответственность за соблюдение необходимого противопожарного
режима и своевременное выполнение противопожарных мероприятий
возлагается на руководителя предприятия и начальников цехов (лабо-
раторий, мастерских, складов и т. д.).
Руководители предприятия обязаны: обеспечить полное и своев-
ременное выполнение правил пожарной безопасности и противопо-
жарных требований строительных норм при проектировании, строи-
тельстве и эксплуатации подведомственных им объектов; организо-
вать на предприятии пожарную охрану, добровольную пожарную
дружину и пожарно-техническую комиссию и руководить ими; пре-
дусматривать необходимые ассигнования на содержание пожарной
охраны,'Приобретение средств пожаротушения; назначать лиц, ответ-
ственных за пожарную безопасность цехов, лабораторий, производ-
ственных участков, баз, складов и других зданий и сооружений.
Руководителям предприятий предоставлено право налагать адми-
нистративные взыскания на нарушителей правил и требований пожар-
ной безопасности. В случае нарушения правил и требований пожар-
ной безопасности руководитель предприятия имеет право возбудить
вопрос о привлечении виновного к судебной ответственности.
Инженерно-технический персонал, ответственный за пожарную без-
опасность на отдельных участках, обязан знать пожарную опасность
технологического процесса производства и строго выполнять правила
и требования противопожарного режима, установленные на предприя-
тии; следить за их соблюдением рабочими и служащими, обеспечивать
пожарно-техническую подготовку рабочих, служащих, инженерно-тех-
нического персонала предприятия, работающих на данном участке.
На—машиностроительных предприятиях соответствующими при-
казами, распоряжениями или указаниями устанавливается порядок
проведения противопожарного инструктажа и занятий по пожарно-
техническому минимуму с рабочими и служащими.
Противопожарный инструктаж проводят в два этапа. На первом
этапе инструктаж проводит начальник местной пожарной охраны,
инструктор пожарной профилактики или начальник караула. На
объектах, где отсутствует профессиональная пожарная охрана, инст-
руктаж проводит инженер по охране труда.
Рабочие и служащие, вновь принятые на работу, могут быть
допущены на работу только после прохождения первичного противо-
пожарного инструктажа. Первичный противопожарный инструктаж
проводят по направлению отдела кадров предприятия, а лицо, произ-
водившее этот инструктаж, делает об этом отметку на направлении
и записывает в журнал фамилию, инициалы и другие данные работ-
ника, проходившего инструктаж и принимаемого на работу. Первич-
ный инструктаж проводят в индивидуальном или групповом порядке
в течение одного часа.
Начальник цеха (участка, лаборатории, мастерской) проводит
повторный инструктаж вновь принятого непосредственно на месте
его будущей работы.
286
Во время проведения повторного инструктажа рабочего зна-
комят с общими правилами пожарной безопасности для данного
участка производства, пожарной опасностью технологических уста-
новок и т. д. Повторный пожарный инструктаж проводят также
с рабочими и служащими, которых переводят с одного участка ра-
боты на другой, проводят его также не реже одного раза в год. При
проведении инструктажей необходимо добиваться того, чтобы люди
умели практически пользоваться первичными средствами тушения
пожаров и средствами связи.
На промышленных предприятиях или в отдельных цехах и на
участках, технологический процесс которых имеет повышенную по-
жарную опасность, например, в деревообрабатывающих цехах, на
складах легковоспламеняющихся жидкостей и других огнеопасных
веществ и материалов, кроме противопожарного инструктажа, сле-
дует проводить занятия по пожарно-техническому минимуму со
всеми рабочими и служащими. В программу занятий по пожарно-
техническому минимуму с рабочими и служащими следует включать
следующие вопросы: меры пожарной безопасности предприятия, цеха,
лаборатории, средства пожаротушения и их применение при воз-
никновении пожара. Закапчивается пожарно-технический минимум
принятием зачета у рабочих и служащих. Лица, не сдавшие зачета,
должны пройти повторный курс обучения.
Для каждого предприятия (цеха, лаборатории, мастерской,
склада и т. д.) на основе типовых правил пожарной безопасности
для промышленных предприятий (утвержденных ГУ ПО МВД СССР
25 августа 1954 г.) разрабатывают общеобъектную и цеховые про-
тивопожарные инструкции. В инструкциях должны быть определены
основные требования пожарной безопасности для данного цеха или
участка производства (по содержанию территории предприятия, до-
рог, подъездов к источникам противопожарного водоснабжения, под-
ходов и подъездов к зданиям и сооружениям, о порядке движения
транспорта по территории предприятия, о применении открытого
огня и курении и т. д.). В противопожарных инструкциях устанав-
ливается также порядок вызова пожарной помощи на случай воз-
никновения пожара па предприятии. Определяется порядок хране-
ния ЛВЖ и ГЖ, обтирочных материалов и производственных отходов.
Для проведения профилактической работы на машиностроитель-
ных предприятиях необходимо проводить соответствующие меро-
приятия, направленные на снижение пожарной опасности технологи-
ческих процессов производства. Чтобы привлечь инженерно-техни-
ческий персонал и других работников к разработке и проведению
этих мероприятий, на предприятиях создают пожарно-технические
комиссии. Руководитель предприятия приказом назначает пожарно-
техническую комиссию, в состав которой входят: главный инженер
(председатель), начальник пожарной охраны, энергетик, технолог,
механик, инженер по охране труда, строитель и другие специалисты.
Задачи пожарно-технической комиссии —• выявление нарушений и
недостатков технологических режйййв, которые могут привести
к возникновению пожаров, разработка мероприятий по их устране-
287
нию, содействие органам пожарного надзора в их работе и создание
строгого противопожарного режима, организация массово-разъяс-
нительной работы среди персонала. Для выполнения этих задач
пожарно-технические комиссии должны заниматься организацией и
проведением пожарно-технических конференций, посвященных обес-
печению пожарной безопасности предприятий, отдельных участков,
цехов, складов, принимать активное участие в организации и про-
ведении смотров на лучшее противопожарное состояние, цехов.
На предприятиях создаются также добровольные пожарные дру-
жины (ДПД), занимающиеся предупреждением пожаров в цехах и
на своих рабочих участках и имеющие па случай пожаров боевые
расчеты, оснащенные пожарной техникой. Постановлением Совета,
Министров СССР № 359 от 2 марта 1954 г., согласно которому орга-
низуются добровольные пожарные дружины, предусматривается:
выдавать членам ДПД, входящим в состав боевых расчетов на
автонасосах и мотопомпах, бесплатно, за счет предприятий, учрежде-
ний, организаций комплект спецодежды (брезентовые куртки,
брюки, кожаные или кирзовые сапоги на срок носки, установленный
для профессиональных пожарных команд); производить оплату труда
членов ДПД за время участия их в ликвидации пожара или аварии
в рабочие часы, а также оплату в исключительных случаях дежурств
по пожарной охране в нерабочее время из расчета среднемесячного
заработка; производить за счет предприятий страхование жизни
всего личного состава ДПД на случай смерти или увечья, происшед-
ших в результате работы по ликвидации пожара или аварии;
предоставить право руководителям предприятий выдавать в виде
поощрения лучшим членам ДПД за активную работу по преду-
преждению пожаров и по борьбе с ними денежные премии за счет
средств фонда директора и других средств, предусмотренных на
премирование, а также грамоты;
представлять членам ДПД, хорошо проявившим себя в деле пре-
дупреждения или тушения пожаров, дополнительный отпуск — до
шести дней в год.
Помимо общезаводских добровольных пожарных дружин на
крупных предприятиях добровольные пожарные дружины образуются
по цехам, а в цехах — по сменам.
Государственный пожарный надзор. Разработка инженерно-тех-
нических противопожарных мер и контроль за их осуществлением,
организация профилактического противопожарного режима на дей-
ствующих предприятиях, привлечение широких кругов обществен-
ности к делу предупреждения и тушения пожаров составляют си-
стему государственного пожарного надзора.
Функции государственного пожарного надзора определены «По-
ложением о государственном пожарном надзоре», утвержденном
Постановлением ЦИК и СНК СССР № 52-654 в 1936 г., и сводятся
к следующему:
1.	Разработка и согласование противопожарных норм, правил,
технических условий для вновь строящихся и реконструируемых
288
объектов различного назначения, а также правил пожарной безо-
пасности действующих объектов.
2.	Контроль за соблюдением проектными организациями про-
тивопожарных норм, технических условий и правил при проектиро-
вании новых и реконструкции существующих объектов, зданий и
сооружений.
3.	Непосредственный надзор за противопожарным состоянием
действующих объектов народного хозяйства, жилых и общественных
зданий и соблюдением в них должного противопожарного режима.
4.	Учет и анализ пожаров.
5.	Противопожарная пропаганда и агитация.
6.	Административная работа. Дознание.
В своей работе органы Госпожнадзора пользуются прежде всего
методом разъяснений и убеждений, однако они вправе налагать
штрафы на нарушителей противопожарного режима, нроизводи’1 ь
необходимые действия в качество органов дознания для выявления
виновников пожара или виновных в неудовлетворительном противо-
пожарном состоянии объекта, вправе приостановить частично или
полностью деятельность объекта, находящегося в пожароугрожаи-
мом состоянии.
Глава 11
БЕЗОПАСНОСТЬ УСТРОЙСТВА
И ЭКСПЛУАТАЦИИ МАШИН И МЕХАНИЗМОВ
Цеха современных машиностроительных заводов оснащены са-
мыми различными видами технологического оборудования. Его
использование облегчает труд человека, делает его производительным.
Однако в ряде случаев работа этого оборудования связана с произ-
водственной опасностью, т. е. с возможностью воздействия на рабо-
тающих опасных или вредных производственных факторов.
Эти факторы рассмотрены в предшествующих главах учебника.
В данной главе рассматриваются общие методы, применяемые для
обеспечения безопасности и безвредности проектируемых и эксплуа-
тируемых машин и оборудования.
§ 84. Требования безопасности,
предъявляемые к конструкциям оборудования
Основными требованиями, предъявляемыми с точки зрения охраны
труда при проектировании машин и механизмов, являются: безо-
пасность для здоровья и жизни человека7~н'адежность, удобство
эксплуатации. Требования безопасности определяются системой
стандартов безопасности труда (ССБТ).___
Безопасность производственного оборудования*- обеспечивается
правильным выбором принципов его действия, кинематических
схем, конструктивных решений, рабочих тел, параметров рабочих
процессов, использованием различных защитных средств.
Внешние контуры защитных устройств должны вписываться
в контуры основного оборудования. Нужно стараться, чтобы эти
защитные устройства позволяли решать несколько задач одновре-
менно и по возможности конструктивно совмещались с машинами
и агрегатами, являясь их составной частью. Корпуса машин и
механизмов, станины станков должны обеспечивать не только ограж-
дение опасных элементов, по и способствовать снижению уровня
их шума и вибрации. Так, например, ограждение абразивного круга
заточного станка должно конструктивно совмещаться с системой
местной вытяжной вентиляции.
При наличии у агрегатов электропривода последний должен
быть выполнен в соответствии с Правилами устройства электриче-
ских установок. В случае использования рабочих тел под давле-
290
нием, не равном атмосферному, при конструировании машин должны
соблюдаться требования Госгортехнадзора. Для безопасного подъема
и передвижения узлов и агрегатов при монтаже, демонтаже и ремонте
отдельные крупнргабаритные части машин необходимо снабжать
специальными устройствами (петлями, лапами, рымами и др.).
Последние следует располагать с учетом положения центра тяжести
груза. Должны обеспечиваться меры безопасности от электромагнит-
ных и ионизирующих излучений, загрязнения атмосферы, воздей-
ствия лучистого тепла и т. п.
Надежность машин и механизмов определяется вероятностью на-
рушения нормальной работы оборудования. Такого рода нарушения
могут явиться причиной аварий и, в конечном счете, травм.
Особо важное значение в обеспечении надежности имеет проч-
ность конструктивных элементов. Прочность характеризует способ-
ность конструкции сопротивляться внешним воздействиям без раз-
рушения и значительных остаточных деформаций. Конструкционная
прочность машин и агрегатов определяется как прочностными ха-
рактеристиками материала конструкции, так и его крепежных
соединений (сварные швы, заклепки, штифты, шпонки, резьбовые
соединения), а также условиями их эксплуатации (наличие смазки,
коррозия под действием окружающей среды, наличие чрезмерного
износа и т. д.).
Большое значение в обеспечении надежной работы машин и
механизмов имеет наличие необходимых контрольно-измеритель-
ных приборов и устройств автоматического управления и регули-
рования.
При отказе автоматики надежность работы технологического
оборудования определяется эффективностью действий лиц, его об-
служивающих. Однако это, в свою очередь, зависит от того, в каких
условиях происходит работа людей, соответствуют ли эти условия
возможностям человеческого организма. Поэтому производственное
оборудование должно проектироваться с учетом физиологических
и психологических возможностей человека, а также с учетом его
антропометрических данных. Учет последних также необходим и
при организации рабочего места. Все виды технологического обору-
дования должны быть удобны для осмотра, смазки, разборки, на-
ладки, уборки, транспортировки, установки и управления ими
в работе.
Необходимо обеспечить возможность быстрого правильного счи-
тывания показаний контрольно-измерительных приборов и четкого
восприятия сигналов, требуемых при работе. Следует иметь в виду,
что наличие большого числа органов управления и приборов (шкал,
кнопок, рукояток, световых и звуковых сигнализаторов) вызывает
повышенное утомление оператора. Органы управления (рычаги,
педали, кнопки и т. п.), при помощи которых осуществляется пуск,
регулирование движения и остановка машины, должны быть на-
дежными, легкодоступными и хорошо различимыми. Они распола-
гаются либо непосредственно на оборудовании, либо выносятся на
специальный пультд удаленный от него на некоторое расстояние.
291
Расположение органов управления должно обеспечить экономию
движений, исключить неудобные, вынужденные, напряженные поло-
жения тела. Конкретные рекомендации по компоновке пультов
управления и организации рабочих мест даются эргономикой.
Степень утомляемости работающих па основных видах оборудо-
вания в цехах машиностроительных заводов обусловлена не только
нервной и физической нагрузкой, но и психологическим воздейст-
вием окружающей обстановки. В этом смысле большое значение имеет
выбор цвета внешних поверхностей оборудования и помещения.
§ 85. Порядок учета требований охраны труда
при разработке, изготовлении и испытаниях
опытных образцов новых машин
и передаче их в серийное производство
Содержание данного параграфа определяется «Типовым положе-
нием о порядке разработки, изготовления и испытания опытных
образцов новых машин, оборудования, приборов и других изделий
машиностроения и передачи их в серийное производство», утвержден-
ным Госпланом СССР и Государственным комитетом Совета Министров
СССР по автоматизации и машиностроению.
В соответствии с этим положением производится учет требо-
ваний охраны труда на всех этапах создания новых образцов обо-
рудования, начиная с разработки технического задания для проекти-
рования, устанавливающего комплекс технико-экономических тре-
бований к новому изделию. Конструкторская разработка начинается
с разработки технического предложения (эскизного проекта). При
этом необходим учет опасностей, выявленных при эксплуатации
аналогичного оборудования. Следует учитывать опасности, возни-
кающие как при нормальной работе машин и агрегатов, так и при
аварийных ситуациях, а также при ремонтах и наладке.
Особое внимание должно быть уделено расчету ожидаемых
напряжений в элементах конструкции, расчетам машин п агрегатов
на усталостную прочность, а также на устойчивость. Указанные
расчеты надо производить применительно к основным кинематиче-
ским звеньям оборудования, а также к технологической оснастке,
приспособлениям и средствам защиты.
Разработанное техническое предложение согласовывают с орга-
нами Госгортехнадзора, Госэнергонадзора, технической инспекцией
профсоюза и Госсанинспекцией х. Затем составляют рабочий проект,
в который обязательно включают поверочные расчеты основных
деталей машин, а также приводят методику их испытаний.
Созданный опытно-промышленный образец (партия) испытывается
заводской комиссией. В процессе испытаний проверяют технические
1 Это согласование производится в случае, когда к проектируемому изде-
лию предъявляются повышенные требования в части охраны труда.
292
и эксплуатационные показатели изделия с учетом всех требований
действующих стандартов, норм и правил по охране труда.
Перед передачей опытного образца новой машины в серийное
производство проводятся приемочные испытания. В состав приемоч-
ной комиссии в случаях, предусмотренных Типовым положением,
входят представители органов Госгортехнадзора, технической ин-
спекции профсоюза, Госсанинспекции. В процессе испытаний кон-
тролируются основные рабочие характеристики технологического
оборудования, а также параметры, характеризующие опасные и
вредные производственные факторы. После этого производится окон-
чательная доводка образца изделия. В ряде случаев для выполнения
требований охраны труда вносятся изменения в конструкцию и тех-
нологический процесс изготовления и сборки.
§ 86. Опасные зоны оборудования и средства защиты
Опасная зона — это пространство, в котором действуют иостоянно
или возникают периодически факторы, опасные для жизни и здо-
ровья человека.
Опасность локализована в пространстве вокруг любых движу-
щихся элементов, режущего инструмента, обрабатываемых деталей,
планшайб, зубчатых, ременных и цепных передач, зубчатых зацеп-
лений, рабочих столов станков, перемещаемых подъемно-транспорт-
ных машин, грузов и т. д. Во всех указанных случаях существует
опасность травмирования лиц, обслуживающих оборудование, дви-
жущимися частями последнего. Особая угроза создается в случае,
когда возможен захват одежды или волос работающего движущими
частями оборудования.
Наличие опасной зоны может быть связано с опасностью пора-
жения электрическим током, с воздействием тепловых, электромаг-
нитных и ионизирующих излучений, а также с воздействием шума,
вибрации, ультразвука, вредных паров, газов, пыли, с возмож-
ностью травмирования отлетающими частицами материала заготовки
и инструмента при обработке, с вылетом обрабатываемой детали из-за
плохого ее закрепления или поломки.
Габариты опасной зоны-в пространстве могут быть постоянными
(зона между ремнем и шкивом, зона между вальцами и т. д.) и пере-
менными (прокатное поле прокатных станов, зона резания при
изменении характера обработки, параметров режимов обработки,
режущего инструмента и т. д.).
При проектировании технологического оборудования в машино-
строении и при его эксплуатации необходимо предусматривать приме-
нение устройств, либо исключающих возможность контакта человека
с опасной зоной, либо снижающих опасность контакта. Такого
рода устройствами являются средства защиты работающих, исполь-
зуемые для предотвращения или уменьшения воздействия на рабо-
тающих опасных и вредных производственных факторов. Средства
защиты классифицируются на две большие группы:
293
а)	коллективные, обеспечивающие безопасность производствен-
ного оборудования;
б)	индивидуальные, обеспечивающие безопасность производст-
венных процессов.
Все применяющиеся в машиностроении защитные устройства
можно разделить на следующие основные группы: оградительные,
предохранительные, блокирующие, сигнализирующие, а также си-
стемы дистанционного управления машинами и специальные уст-
ройства.
Общими требованиями к средствам защиты являются: максималь-
ное снижение опасностей и вредностей на рабочих местах; учет
индивидуальных особенностей оборудования, инструмента, приспо-
соблений или технологических процессов, для которых они предназ-
начены; надежность, прочность, удобство обслуживания машины и
механизмов в целом, включая средства защиты.
Рассмотрим отдельные виды средств защиты более подробно.
Оградительные устройства — средства защиты, препятствующие
попаданию человека в опасную зону. Оградительные устройства
применяются для изоляции систем привода машин и агрегатов,
зоны обработки заготовок станков, прессов, штампов, ограждения
токоведущих частей, | зон интенсивных излучений (тепловых, элек-
тромагнитных, ионизирующих), зон выделения вредностей, загряз-
няющих воздушную среду, и т. д. Ограждаются также рабочие зоны,
расположенные на высоте (леса и т. п.). Конструктивные решения
оградительных устройств весьма многообразны. Они зависят от вида
оборудования, расположения человека в рабочей зоне, специфики
опасностей и вредностей, сопровождающих технологический процесс.
Оградительные устройства делятся на три основные группы:
стационарные (несъемные), подвижные (съемные) и переносные.
'Стационарные ограждения лишь периодически демон-
тируются для выполнения вспомогательных операций (смены рабо-
чего инструмента, смазки, проведения контрольных измерений
деталей и т. п.). Они выполняются таким образом, что пропускают
обрабатываемую деталь, но не пропускают руки рабочего из-за
небольших размеров соответствующего технологического проема.
Такое ограждение может быть полным, когда локализуется опасная
зона вместе с самой машиной, или частичным, когда изолируется
только опасная зона машины. Примерами полного ограждения явля-
ются ограждения распределительных устройств электрооборудова-
ния, кожуха галтовочных барабанов, кожуха вентиляторов, корпуса
электродвигателей, насосов и т. д. (рис. 95, а).\
Подвижное (съемное) ограждение представляет собой уст-
ройство, сблокированное с рабочими органами механизма или
машины, вследствие чего оно закрывает доступ в рабочую зону при
наступлении опасного момента. В остальное время доступ в ука-
занную зону открыт. Особенно широкое распространение такие
оградительные устройства получили в станкостроении (рис. 95, б).
Переносные ограждения являются временными. Их исполь-
зуют при ремонтных и наладочных работах для защиты от случайных
294
прикосновений к токоведущим частям, а также от механических
травм и ожогов. Кроме того, их применяют на постоянных рабочих
местах сварщиков для защиты окружающих от воздействия электри-
ческой дуги и ультрафиолетовых излучений (сварочные посты).
Выполняются они чаще всего в виде щитов высотой 1,7 м.
Конструкция и материал ограждающих устройств определяются
особенностями данного оборудования и технологического процесса
в целом. Ограждения выполняют в виде сварных и литых кожухов,
решеток, сеток на жестком каркасе, а также в виде жестких сплош-
ных щитов (щитков, экранов).
Рис. 95. Типы ограждений:
а — стационарное; б — съемное (подвижное ограждение)
Размер ячеек в сетчатом и решетчатом ограждении определяется
расчетным путем по формуле а = ~ Ц-5 мм, где b — расстояние от
ограждения до опасной зоны в мм (по не более 300).
В качестве материала ограждений используют металлы, пласт-
массы, дерево. При необходимости наблюдения за рабочей зоной,
кроме сеток и решеток, применяют сплошные оградительные уст-
ройства из прозрачных материалов (оргстекла, триплекса и т. п.).
Чтобы выдерживать нагрузки от отлетающих при обработке
частиц и случайные воздействия обслуживающего персонала, ог-
раждения должны быть достаточно прочными и хорошо крепиться
к фундаменту или частям машины. При расчете на прочность ограж-
дений машин и агрегатов для обработки металлов и дерева необ-
ходимо учитывать возможность вылета и удара об ограждение об-
рабатываемых заготовок.
Расчет ограждений типа экранов, предназначенных для защиты
от тепловых, электромагнитных, ионизирующих излучений, а также
295
от звуковых и ультразвуковых колебаний ведется по специальным
методикам.
Основой расчета является обеспечение ослабления излучений
до допустимых соответствующими санитарными нормами пределов.
Устройство ограждений и меры безопасности при обслуживании
трансмиссионных устройств регламентируются «Правилами безо-
пасности по устройству и эксплуатации трансмиссий», утвержден-
ными ВЦСПС.
Предохранительные защитные средства предназначены для авто-
матического отключения агрегатов и машин при отклонении какого-
либо параметра, характеризующего режим работы оборудования,
за пределы допустимых значений. Таким образом, при аварийных
режимах (увеличение давления, температуры, рабочих скоростей,
силы тока, крутящих моментов и т. п.) исключается возможность
взрывов, поломок, воспламенений.
На установках, работающих под давлением больше атмосфер-
ного, широко используются предохранительные клапаны рычажного,
пружинного и мембранного типа (см. гл. 9).
В случае возможного выделения паров или газов, способных
образовывать взрыво- и пожароопасные смеси, недалеко от обору-
дования следует устанавливать газоанализаторы. Последние при
образовании вблизи установки концентрации газа, равной 0,5 от
взрывоопасной, должны включать аварийную вентиляцию.
Для предохранения от взрыва ацетиленовых генераторов и
трубопроводов вследствие проскока пламени от газовой горелки,
а также трубопроводов и аппаратов, заполненных горючими газами,
при проникновении в них кислорода и воздуха, используют водяные
предохранительные затворы. По принципу действия и давлению
рабочего газа различают предохранительные затворы открытого
(низкого давления) и закрытого типа (среднего давления). Схема
предохранительных затворов дана на рис. 96.
Для предотвращения взрывов в ресиверах применяют тепловые
реле, отключающие двигатель при повышении температуры сжима-
емого воздуха сверх допустимого значения.
Сжатый воздух широко используется в различных станках п
агрегатах для крепления обрабатываемых деталей с помощью экс-
центриковых зажимов. Такого рода приспособления необходимо
обеспечивать устройствами, предотвращающими самопроизвольное
освобождение зажимов при отключении давления или при значи-
тельном силовом воздействии со стороны рабочих органов агрегатов
(резца, фрезы, шлифовального круга и т. п.). В универсальных
приспособлениях для устранения возможности вырывания деталей
необходимо производить регулировку силы зажима в нужных пре-
делах в зависимости от усилий резания и жесткости обрабатываемой
детали. Для этой цели приспособление необходимо снабжать регу-
лятором давления.,.,
В электромагнитных плитах для закрепления обрабатываемого
материала, подъема и переноски различных изделий следует пре-
дусматривать запасную проводку для питания электромагнитов от
296
запасного источника питания. Последний должен включаться авто-
матически при прекращении подачи электроэнергии от основной
сети. Это исключает возможность отрыва материалов или изделия
от электромагнита и травмирования ими рабочего. Для предотвраще-
ния поломок отдельных частей оборудования, возможных вследствие
перехода их за установленные пределы, применяют ограничители
хода. Они имеют большое значение, поскольку при больших ско-
ростях перемещения суппорта станочник не всегда успевает выклю-
Рис. 96. Схемы предохранительных водяных затворов:
а, б — открытого типа низкого давления; в, г, д — закрытого типа среднего давления; а —
при нормальной работе; б — при обратном ударе пламени; в — при нормальной работе;
г — при обратном ударе; О — безмембранный затвор среднего давления; 1 — корпус; 2 —
воронка; .3— вентиль; 4—газоподводящая трубка; 5 —внешняя трубка; 6 — ниппель;
7 — контрольный кран, 8 — рассекатель; 9 — обратный клапан; ю — диск
чить подачу вручную и исключить попадание резца в зону вращения
кулачков патрона. Применяют двусторонние и односторонние огра-
ничители хода. Примерами ограничителей хода являются различные
по конструкции упоры, а также концевые выключатели.
Важную роль в безопасности эксплуатации, ремонта и обслу-
живания технологического оборудования играет тормозная и удер-
живающая техника. Для устранения простоев при смене рабочего
инструмента, настройке и регулировке оборудования шпиндели и
валы станков, машин, агрегатов, имеющие высокие скорости вра-
щения, рабочие нередко останавливают с помощью разного рода
подручных средств или даже притормаживают их руками, что не-
редко приводит к тяжелым травмам. Несвоевременный останов мо-
297
ханизмов и машин в аварийных ситуациях может также явиться при-
чиной несчастного случая. Во избежание этого технологическое
оборудование должно быть снабжено надежными тормозными уст-
ройствами, позволяющими быстро останавливать валы,' шпиндели,
прочие элементы, являющиеся потенциальными источниками опас-
ности.
По назначению тормоза делятся на стопорные, спускные и регу-
ляторы скорости; по конструкции — на ленточные, колодочные,
дисковые, конические, грузоупорные, центробежные и электриче-
ские; по характеру действия — на управляемые и автоматические.
Стопорные тормоза служат для остановки оборудования либо
для удержания подъемно-транспортной машиной груза в данном
положении или на данной высоте. Они широко используются в стан-
костроении.
Спускные тормоза служат для торможения либо останова груза.
Применяются они в основном при работе подъемно-транспортных
машин.
Регуляторы скорости регулируют скорость вращения валов
двигателей внутреннего сгорания и турбин, а также скорость спуска
грузов.
К управляемым относятся тормоза колодочные, ленточные, ди-
сковые, конические1 а к автоматическим — грузоупорные и центро-
бежные.
В управляемых тормозах торможение осуществляется при при-
ложении к тормозному элементу внешнего усилия от рукоятки, ры-
чага, штока, педали и т. д. В автоматических грузоупорных тормозах
торможение возникает под действием поднятого груза, а в центро-
бежных — под действием центробежных сил, величина которых
зависит от числа оборотов вала.
Остановы и ловители применяют на подъемно-транспортных
машинах для удержания поднятого груза, а также в некоторых меха-
низмах для исключения обратного движения вращающихся элемен-
тов.
Введение слабого звена заключается во внесении в конструкцию
технологического оборудования деталей и узлов, рассчитанных на
разрушение (или несрабатывание) при перегрузках. К слабым
звеньям относятся: срезные штифты и шпонки, соединяющие вал
с маховиком, шестерней или шкивом, фрикционные муфты, не пере-
дающие движения при чрезмерных крутящих моментах, плавкие
предохранители в электроустановках, разрывные мембраны в уста-
новках с повышенным давлением и т. п.
Слабые звенья делятся на две основные группы: системы с авто-
матическим восстановлением кинематической цепи после того, как
контролируемый параметр пришел в норму (например, муфты тре-
ния), и системы с восстановлением кинематической цепи путем
замены слабого звена (например, предохранители электроустановок).
Срабатывание слабого звена приводит к останову машины на
аварийных режимах, что позволяет исключить поломкщ разруше-
ния ил следовательно^ травматизм.
298
Блокировочные устройства исключают возможность проникнове-
ния человека в опасную зону либо устраняют опасный фактор на
время пребывания человека в этой зоне.
Особенно большое значение этот вид средств защиты имеет там,
где необходимо обеспечить ограждение опасной зоны, а также там,
где работу можно выполнять при снятом или открытом ограждении.
По принципу действия блокировки делятся на механические,
электрические, фотоэлектрические, радиационные, гидравлические,
пневматические, комбинированные.
Механическая блокировка представляет
собой систему, обеспе-
чивающую связь между ограждением и тормозным (пусковым)
устройством. Например,
для снятия огражде-
ния 1 кривошипно-ша-
тунного механизма
(рис. 97) необходимо за-
тормозить и полностью
остановить привод ме-
ханизма. Это осуществ-
ляется отключением
электродвигателя или
переводом ремня с рабо-
Рпс. 97. Схема механиче-
ской блокировки:
1 — ограждение; 2 — рычаг
тормоза; 3 — запорная планка;
4 — направляющая запорной
планки; 5 — рычаг ограждения;
6 — палец; 7 — соединительная
планка; 8 — поводок задвижки
чего на холостой шкив. При этом рычаг 2 дает возможность запор-
ной планке 3 выйти из направляющего канала 4. При снятом
ограждении агрегат невозможно растормозить, а следовательно, и
пустить его ход.
По такому принципу блокируют двери в помещениях испытатель-
ных стендов, а также в других, особо опасных помещениях, в кото-
рых пребывание людей во время работы оборудования запрещено.
Электрическую блокировку применяют на электроустановках с на-
пряжением от 500 В и выше, а также на различных видах техноло-
гического оборудования с электроприводом. Она обеспечивает воз-
можность выключения оборудования только при наличии огражде-
ния. При осуществлении электрической блокировки в ограждение
встраивают концевой выключатель, контакты которого при закры-
том ограждении включаются в электрическую схему управления
оборудованием и допускают включение электродвигателя. При сня-
том или неправильно установленном ограждении контакты размы-
каются и электрическая цепь системы привода оказывается разор-
ванной (рис. 98).
299
Электрическую (радиочастотную) блокировку применяют также
для предотвращения попадания человека в опасную зону (рис. 99).
Принцип работы блокировки в этом случае основан на примене-
нии электромагнитных полей высокой частоты, излучаемых в про-
странство транзисторным генератором. В момент попадания человека
в опасную зону высокочастотный генератор 1 подает импульс тока
Рис. 98. Схема электрической бло-
кировки магнитного пускателя (ог-
раждения):
1 — трехполюсный рубильник; 2 — легко-
плавкие предохранители; 3 — концевой
выключатель; 4 — кнопка «Стоп»,
5 — кнопка «Пуск»; 6 — катушка контак-
тора (при возбуждении которой замы-
каются контакты 8 и S>); 7 — нормально
замкнутые контакты теплового реле,
8 — блок-контакты, шунтирующие кнопку
«Пуск», 9 — линейные контакты; 10 — на-
гревательные элементы теплового реле
к электромагнитному усилителю и поляризованному реле 2. Кон-
такты электромагнитного реле обесточивают схему магнитного
пускателя 3. Следящее устройство 5 включает промежуточное реле,
при этом срабатывает магнитный пускатель 6’, обеспечивающий
электродинамическое торможение двигателя 4 за десятые доли
секунды. Регулирование времени торможения осуществляется при
помощи переменного сопротивления.
Рис. 99. Схема радиочастотной бло-
7	кировки:
1 — генератор высокой частоты; 2 — элек-
тромагнитный усилитель и поляризован-
ное реле; 3 — магнитный пускатель элек-
трического двигателя; 4 — электрический
двигатель; 5 — следящее устройство;
6 — магнитный пускатель тормоза двига-
теля; 7 — тормоз
В электромеханической блокировке роль электромагнита вы-
полняет рука человека, поворачивающая рукоятку 1 (см. рис. 100).
Рукоятка 1 через валик 6 соединена с рубильником 7 и замком 2,
запирающим дверь 4. При открытой двери рубильник не может быть
включен, Так как засов 3 замка упирается в палец 5, который вы-
ходит под действием пружины при открывании двери. Для включе-
ния установки следует вначале закрыть дверь и повернуть рукоятку.
При этом скоба на двери нажмет на палец 5, утопит его и даст возмож-
ность засову 3 войти в отверстие скобы, которая укреплена на двери.
Дальнейшим поворотом рубильник замыкает электрическую цепь.
300
. Фотоэлектрическая блокировка основана на принципе огражде-
ния опасной зоны световыми лучами. Изменение светового потока,
падающего на фотоэлемент (фотосопротивление), преобразовывается
в электрический сигнал, который после усиления (если это требу-
ется), подается на измерительно-командное устройство. Послед-
нее, в свою очередь, приводит в действие исполнительные механизмы
защитного устройства. Фотоэлектрическая блокировка находит в на-
стоящее время применение в кузнечно-прессовых и механических
301
цехах машиностроительных заводов. Йа рис. 101 дана монтажная и
электрическая схемы фотоэлектрической блокировки одностоечного
пресса. Как следует из рис. 101, на тяге педали 4 устанавливается
блокировочный электромагнит 1. Справа и слева от рабочего стола
пресса располагается фотоэлемент 3 и осветитель фотореле 2. Свето-
вой луч, падающий на фотоэлемент, обеспечивает постоянное проте-
кание тока в обмотке блокировочного электромагнита. В этом случае
возможно включение пресса путем нажатия педали. Если же в мо-
мент нажатия педали в рабочей (опасной) зоне штампа окажется рука
рабочего, падение светового потока на фотоэлемент прекращается,
обмотки блокировочного магнита обесточиваются, его якорь под
Рис. 101. Фотоэлектри-
ческая блокировка:
а — монтажная схема; 1 —
блокировочный электромаг-
нит; 2 — осветитель фото-
реле; 3 — фотоэлемент; 4 —
тяга педали; б: 1 — источ-
ник питания фотоэлектриче-
ского устройства; 2 — ис-
точник света; з — фотоэле-
мент; 4 — реле слабого тока;
5 — магнитный пускатель;
6 — электродвигатель; 7 —
питающая сеть (сеть пита-
ния)
действием пружины выдвигается и включение пресса педалью ста-
новится невозможным (рис. 101). Такая блокировка не требует ника-
ких механических конструкций, малогабаритна, надежна, удобна
в эксплуатации, позволяет обеспечить защиту весьма протяженных
в пространстве зон.
Радиационная блокировка применяется для защиты опасных
зон на прессах, гильотинных ножницах и других видах технологи-
ческого оборудования в машиностроении. Она состоит (рис. 102)
из трубки Гейгера 1, тиратронной лампы 2, контрольного реле 3,
аварийного реле 4 и радиоактивного источника 5. В качестве послед-
него используются радиоактивные изотопы, помещенные в алюмини-
евый цилиндр, покрытый изнутри слоем свинца, играющим роль
защиты от радиоактивного излучения.
Сущность защиты состоит в том, что радиоактивные излучения,
направленные от источника 5, улавливаются трубками Гейгера 7,
воздействующими на тиратронную лампу 2, от которой приводится
в действие контрольное реле 3. Контакты реле либо включают,
302
либо разрывают цепь управления, либо воздействуют на пусковое
устройство. Контрольное реле 4 работает при нарушении системы
блокировки, когда трубки Гейгера не работают в пределах 20 с.
Преимуществом блокировки радиационными датчиками является
то, что они позволяют производить бесконтактные измерения^ не
Рис. 102. Схема радиационной блокировки:
1 — трубка Гейгера; 2 — тиратронная лампа; з — контрольное реле; 4 — аварийное реле;
5 — радиоактивный источник
требующие непосредственного контакта между измерительными дат-
чиками и контролируемой средой, п ряде случаев при работе с аг-
рессивными или взрывоопасными средами в оборудовании, находя-
щемся под большим давлением или имеющим высокую температуру,
блокировка с применением радиационных датчиков является един-
ственным средством для обеспечения требуемых условий безопасно-
сти. Не менее важны большая стабильность и большой срок службы
источников излучения. В качестве источников излучения применяют
изотопы, способные работать без замены десятки лет. Кроме того,
изотопы не требуют никакого ухода и не меняют своих свойств при
изменении внешних условий.
Пневматическую систему блокировки широко используют в агре-
гатах, в которых рабочие тела находятся под повышенным давлением:
турбииах, компрессорах, насосах и т. п. Ее основным преимуществом
является малая инерционность. На рис. 103 дана принципиальная
схема такого рода блокировку.
Рис. 103. Схема пневматической бло-
кировки:
1 — реле давления; 2 — запорное устрой-
ство; з — электромагнит
Сигнализирующие устройства — это средства информации о ра-
боте технологического оборудования, а также об опасных и вредных
факторах, которые при этом возникают. По назначению системы сигна-
лизации делятся на три группы: оперативная^ предупредительная и
303
опознавательная. По способу информации различают сигнализацию:
звуковую, визуальную, комбинированную (свето-звуковую) и одо-
ризационную (по запаху); последнюю широко используют в газовом
хозяйстве.
Для визуальной сигнализации используют источники света,
световые табло, подсветку шкал измерительных приборов, под-
светку на мнемонических схемах, цветовую окраску, ручную сигнали-
зацию. Для звуковой сигнализации применяют сирены или звонки.
Оперативная сигнализация находит применение при проведении
самых разнообразных технологических процессов, а также на испы-
тательных стендах.
Чаще всего подача сигналов производится автоматически. Для
этого используют различные измерительные приборы, снабженные
контактами, замыкание которых происходит при определенных
значениях контролируемых параметров (вольтметры, гальванометры,
манометры, термометры и т. д.). Применяют также реле, срабаты-
вающие на отклонение рабочих параметров данного технологиче-
ского процесса (давления, температуры, числа оборотов, расхода
и т. п.).
Красные сигнальные лампы устанавливают на оборудовании,
которое не контролируется обслуживающим персоналом (поточные
механизированные и автоматизированные линии, транспортеры).
Зеленые сигнальные лампы должны включаться на временно не
работающе м оборудовании.
Оперативную сигнализацию используют также для согласования
действий работающих, в частности крановщиков и стропальщиков.
Двусторонняя сигнализация устраивается между насосной станцией
и гидромониторами.
Предупредительная сигнализация предназначена для предупреж-
дения о возникновении опасности. Для этого используют световые
и звуковые сигналы, одоризаторы, приводимые в действие от различ-
ных приборов, регистрирующих ход технологического процесса.
Широкое распространение получили стационарные автоматиче-
ские сигнализаторы для непрерывного определения и сигнализации
о присутствии в воздухе производственных помещений опасных
концентраций горючих газов, паров и их смесей. Сигнализатор вы-
дает сигнал «концентрация» при достижении в анализируемой смеси
предельно допустимого (довзрывного) значения концентрации. Прин-
цип устройства данного прибора широко используется в газоанали-
заторах.
Большое применение находит сигнализация, опережающая вклю-
чение оборудования или подачу высокого напряжения. Она преду-
сматривается в производствах, где перед началом работы в опасной
зоне могут находиться люди (участки испытания двигателей, авто-
матические линии сборочных цехов, литейные цеха и т. д.).
Предупреждающую сигнализацию следует предусматривать при
проектировании вентиляции в условиях производства с повышенной
вредностью и опасностью (работа в пожаро- и взрывоопасных поме-
щениях, работа с радиоактивными веществами). Сигнализация должна
304
включаться автоматически при выходе из строя одного из вентиля-
торов.
К предупреждающей сигнализации относятся указатели, плакаты
(«Не включать — работают люди», «Не входить», «Не открывать —
высокое напряжение» и др.).
Указатели желательно выполнять в виде световых табло с пере-
менной по времени (мигающей) подсветкой.
Плакаты являются средством, помогающим безопасному обслу-
живанию оборудования. Указатели и надписи с указанием допусти-
мой нагрузки необходимо располагать непосредственно в зоне обслу-
живания машин и агрегатов.
Опознавательная сигнализация служит для выделения отдельных
видов технологического оборудования, его опасной зоны. Для этих
целей применяют систему сигнальных цветов и знаков безопасности
по ГОСТ 15548—70.
Дистанционное управление характеризуется тем, что контроль
и регулирование работы оборудования осуществляются с участков,
достаточно удаленных от опасной зоны. Наблюдения производят
либо визуально, либо с помощью систем телеметрии и телевидения.
Параметры режимов работы оборудования определяют с помощью
датчиков контроля, сигналы от которых поступают на пульт управ-
ления, где располагаются как средства информации, так и органы
управления. Такого рода системы могут обеспечить контроль за
работой нескольких участков с одного пульта. Однако объем инфор-
мации при этом не должен быть чрезмерно большим.
Устройства телемеханики позволяют наблюдать труднодоступные
зоны, а также зоны повышенной опасности, где длительное пребы-
вание людей запрещено. Особенно большое значение дистанционное
управление имеет в цехах, в которых применяют легковоспламеняю-
щиеся и взрывоопасные материалы, источники радиоактивных излу-
чений, токсические вещества.
По принципу устройства различают пять систем дистанционного
управления: механическую, гидравлическую, пневматическую, элек-
трическую 1 11 и комбинированную.
Механическая система весьма проста. Она представляет собой
сочетание рычагов, тросов, цепей и манипуляторов. Но ввиду инер-
ционности и трения ее используют лишь на небольших расстояниях
от объектов управления.
В гидравлической системе в качестве движителя используют
жидкие рабочие тела, находящиеся под давлением. Характер рабо-
чего тела (вода, масло и т. п.) выбирают исходя из специфики тех-
нологического процесса. Гидравлические системы позволяют осу-
ществлять управление со значительных расстояний.
В пневматической системе для передачи движений с органов
управления служит сжатый воздух. Система, так же как и гидрав-
лическая, позволяет регулировать работу технологического обору-
1 Сюда же относят системы дистанционного управления с использованием
радиосвязи.
11 п/р. Юдина Е. я.	305
дования на далеком расстоянии. Следует отметить, что реализация
пневматической и гидравлической систем управления связана с по-
явлением опасного фактора — повышенного давления, а также
с уменьшением надежности из-за опасности разгерметизации.
В электрической системе для воздействия на исполнительные
органы машин и механизмов применяют электрические сигналы. Она
достаточно проста, безынерционна, позволяет осуществлять управ-
ление на весьма значительных расстояниях, однако связана с появ-
лением потенциальной опасности поражения электрическим током.
Комбинированная система управления представляет собой со-
четание отдельных видов перечисленных систем: механической,
гидравлической, пневматической и электрической.
Специальные средства защиты используются при проектировании
различных видов оборудования. К ним относятся: системы местной
вытяжной вентиляции, локализующие источники выделения вредно-
стей, глушители шума, виброизоляторы, виброгасители, защитное
заземление оборудования, устраняющее опасность поражения элек-
трическим током, светильники, обеспечивающие требуемые условия
труда по освещенности и т. д.
К таким же средствам защиты следует отнести использование
двуручного включения машин (включение производится двумя ру-
ками посредством двух пусковых органов).
Для исключения самопроизвольного включения производствен-
ного оборудования рычаги управления снабжают фиксаторами,
а пусковые кнопки выполняют «утопленными» в корпусе машины.
Специальные средства защиты многообразны. Они подробно рас-
сматриваются в курсах конструирования отдельных видов техноло-
гического оборудования.
Средства индивидуальной защиты используют при работе в ус-
ловиях самых различных опасных и вредных производственных
факторов. К ним относятся: спецодежда, респираторы, противогазы,
каски, очки защитные, спасательные пояса и т. д. Типы средств
индивидуальной защиты, технические требования к ним определяются
соответствующими стандартами.
§ 87. Основные требования безопасности
к конструкциям подъемно-транспортных машин
и механизмов
Безопасность труда при подъеме и перемещении грузов в зна-
чительной степени зависит от конструктивных особенностей подъем-
но-транспортных устройств и соответствия их правилам и нормам
технической безопасности Госгортехнадзора.
Все части, детали и вспомогательные приспособления подъемных
механизмов в отношении изготовления, материалов, качества сварки,
прочности, устройства, установки, эксплуатации должны удовлет-
ворять соответствующим техническим условиям^ общесоюзным стан-
дартамд нормам и правилам.
306
Безопасность эксплуатации подъемно-транспортных устройств
требует ограждения всех доступных движущихся или вращающихся
частей механизмов. Необходимо исключить непредусмотренный кон-
такт работающих с перемещаемыми грузами и самими механизмами
при их передвижении, а также обеспечить надежную прочность
механизмов, вспомогательных, грузозахватных и чалочных приспо-
соблений.
Для обеспечения безопасной эксплуатации подъемно-транспорт-
ные устройства снабжают приборами безопасности и системами ди-
станционного управления. Для дистанционного управления грузо-
подъемными кранами применяют электрические следящие системы
(при стационарном пульте управления) и радиоуправление (при
управлении с разных мест).
За состоянием грузоподъемных устройств, канатов, цепей, смеж-
ных грузозахватных органов (крюк, грузоподъемный электромагнит
и т. п.), съемных грузозахватных приспособлений (стропы, клещи,
траверсы и т. п.) и тары (контейнеры, ковши и т. п.), уходом за
ними и безопасностью эксплуатации администрация и инспекция
Госгортехнадзора устанавливает постоянный надзор.
По правилам Госгортехнадзора грузоподъемные устройства про-
ходят ряд регламентированных испытаний.
Все краны подвергаются администрацией предприятия техниче-
скому освидетельствованию периодически (не реже одного раза
в год), а также перед вводом в эксплуатацию, после монтажа, пере-
устройства и капитального ремонта. При каждом освидетельствова-
нии крап проходит осмотр, статические, а затем динамические
испытания.
Осмотр сопровождается проверкой работы механизмов и электро-
оборудования, тормозов и аппаратуры управления, освещения и сиг-
нализации, приборов безопасности и габаритов.
Цель с/гатическцх лишртаний — проверка прочности металличе-
ских конструкций грузоподъемной машины и устойчивости против
опрокидывания (для стреловых крапов).
Статические испытания крапов при первичном техническом осви-
детельствовании, а также после монтажа на новом месте и капиталь-
ного ремонта производятся.при нагрузке, на 25% превышающей его
грузоподъемность. При периодических технических освидетельство-
ваниях статические испытания кранов осуществляются нагрузкой,
превышающей его грузоподъемность на 10%. Испытанный груз
поднимается захватным крюком на высоту 100 мм и в таком по-
ложении выдерживается в течение 10 мин. Затем определяется
величина деформации ферм крана. Остаточная деформация не до-
пускается.
Кран, выдержавший статические испытания, подвергается дина-
мическому испытанию нагрузкой, которая на 10% больше грузоподъ-
емности крана. Действия механизмов, их тормозов и концевых вы-
ключателей проверяют путем подъема и опускания i руза и раздель-
ного перемещения крана и его тележки. При обнаружении опасных
дефектов кран к работе не допускают.
11*	307
Стальные канаты (тросы) бракуют по числу обрывов проволок
на длине одного шага свивки каната. Допускается обрыв не более
10% проволок на один шаг свивки каната.
Все канаты и цепи, применяемые на подъемно-транспортных ма-
шинах, проверяют расчетом
Р
7V
где К коэффициент запаса прочности; Р — разрывное усилие;
N — натяжение каната или цепи.
Запас прочности принимается: для стальных чалочных канатов
10-кратный; для пеньковых и хлопчатобумажных чалочных канатов
вдвое больше, чем для грузовых.
Если натяжение палочного каната или цепи не должно превышать
известной величины, то максимально допустимую массу груза можно'
определить по формуле
Стах	.
Значение коэффициента С определяется
ным канатом и грузом (рис. 104):
по углу а между чалоч-
а........................... 0е	30е	45®	60®
С........................... 1	1,15	1,42	2
Грузозахватные приспособления и тару до пуска в работу под-
вергают осмотру и испытанию нагрузкой, превышающей на 25% их
номинальную грузоподъемность.
Испытанные палочные канаты
и цепи и другие вспомогательные
грузозахватные приспособления
снабжают бирками и клеймами,
без которых они не допускаются
к использованию.
Большое значение для безопас-
ности работы подъемно-транспорт-
ных машин имеет выполнение ос-
Рис. 104. Схема натяжения чалоч- новных требований при проведе-
иых канатов	нии такелажных работ: при канто-
вании груза необходимо использо-
вать специальные устройства — рымы, проушины, выступы; центр
тяжести поднимаемого груза должен находиться в середине между
захватами стропа; палочные канаты необходимо располагать на под-
нимаемом грузе равномерно, без узлов и перекрутов; палочный трос
следует отделять от острых кромок и ребер груза прокладками (доски,
резина и т. п,); сращивание грузовых канатов не допускается; при
проведении такелажных работ должна использоваться оперативная
сигнализация.
308
§ 88. Приборы и устройства безопасности
подъемно-транспортных машин, принципы их действия
Для обеспечения безопасности эксплуатации подъемно-транспорт-
ных машин применяют: концевые выключатели, автоматически отклю-
чающие механизм подъема крюка или механизм передвижения
крана при подходе к крайним положениям; ограничители грузоподъ-
емности, предохраняющие кран от перегрузки путем выключения
механизма подъема или изменения вылета стрелы; устройства, пре-
дотвращающие соскальзывание канатов с крюка; буферные устрой-
ства, амортизирующие толчки при столкновениях с соседними кра-
нами и другими объектами; звуковая и световая сигнализация и
блокировочные приспособления, предупреждающие о наступлении
опасного момента при работе крана; приспособления для автоматиче-
ского отключения неогражденных троллейных проводов при выходе
человека на площадки, лестницы, галлерею, с которых возможно
случайное прикосновение с троллейными проводами; тормозные
и удерживающие устройства (ловители).
Для исключения натяга и обрыва каната при подъеме груза
на недопустимую высоту, когда блочная обойма крюка достигает
упора и возникает опасность травмирования такелажников грузом
и канатами, применяют концевые выключатели. Кроме того, их ис-
пользуют при работе двух кранов на одном рельсовом пути, а также
для исключения удара подъемно-транспортных машин о стены про-
изводственных помещений при их горизонтальном перемещении.
Концевые выключатели механизма передвижения устанавливают
таким образом, чтобы отключение привода происходило па расстоя-
нии до упора, равном не менее половины пути торможения меха-
низма \
Концевые ограничители используют в конструкциях мостовых
электрических кранов, а также па тельферах и электролебедках.
Они служат для автоматического выключения электродвигателя гру-
зоподъемного механизма тали при переходе крюка к крайнему верх-
нему положению.
Концевые упоры устраивают для предотвращения перехода пере-
мещаемых подъемных механизмов за рельсовые пути. Для демпфи-
рования удара концевые опоры снабжают упругими элементами из
резины и дерева.
Ограничители грузоподъемности устанавливают для предотвра-
щения опрокидывания стреловых передвижных кранов и разруше-
ния других видов подъемно-транспортных машин при перегрузке
путем автоматического отключения в этом случае механизма подъема
и передвижения машины.
Ограничители грузоподъемности делятся на ограничители массы
груза и ограничители грузового момента. Последние применяют
1 При установке ограничителей хода на механизме передвижения для пре-
дупреждения столкновения двух кранов, работающих на однорельсовом пути,
это расстояние может быть уменьшено вдвое.
309
на кранах с подъемной стрелой, имеющих различную грузоподъем-
ность в зависимости от вылета стрелы. Работа их основана на отклю-
чении двигателя подъема в случае возрастания опрокидывающего
момента сверх установленной величины.
Указатели и ограничители вылета стрелы используют на стре-
ловых кранах, у которых изменение вылета стрелы осуществляется
лебедкой с ручным и машинным приводом.
Во избежание соскакивания каната с крюка (при его ослабле-
нии) рекомендуется применять крюки, имеющие предохранительные
скобы.
Для учета воздействия ветровых нагрузок подъемно-транспорт-
ные машины снабжают автоматическими приборами ветровой сигна-
лизации и защиты от ветровых нагрузок.
Из других предохранительных средств следует отметить оста-
новы и ловители. Они предназначены для удержания поднятого
груза даже при наличии самотормозящих систем. Наиболее распро-
страненными типами остановов и ловителей являются храповые^
роликовые, центробежные, клиновые и эксцентриковые.
§ 89.	Вопросы охраны труда, связанные с механизацией
и автоматизацией производства
В машиностроении важными факторамй облегчения и оздоровле-
ния условий труда, повышения его производитльности являются ме-
ханизация и автоматизация работ и технологических процессов.
Механизация является эффективным средством снижения травма-
тизма, способствует ликвидации тяжелого физического труда, умень-
шает численность персонала.
Автоматизация представляет собой высшую ступень механизации,
способствует ликвидации существенного различия между умственным
трудом и физическим.
Особое значение с точки зрения охраны труда имеет механиза-
ция подачи заготовок в рабочую зону при обработке. На различных
видах технологического оборудования применяют различные схемы
механической подачи: револьверную на станках, клещевую и цепную
на прессах, пневматическую и крючковую на штампах. Широко ис-
пользуется также подача материала и заготовок вместе с рабочим
столом, па котором они закрепляются. При работе с радиоактивными
веществами для подачи используют манипуляторы.
При комплексной автоматизации технологические процессы по-
следовательно выполняются по автоматической системе без вмеша-
тельства человека. Благодаря таким системам оператор избавлен
от тяжелой физической работы, но труд его утомителен, так как
приходится делать тысячи движений управляющими рукоятками;
в результате этого резко возрастают нервные нагрузки.
Применение электронных управляющих машин экономит усилия
работника, ускоряет операции и значительно облегчает труд даже по
сравнению с автоматизированными устройствами. Ведение произ-
310
Бедственного процесса при помощи управляющих машин исключает
ошибки, всегда возможные при непосредственном управлении. При-
менение управляющих машин не только облегчает труд, но и делает
его безопасным.
При устройстве автоматических линий руководствуются требова-
ниями безопасности, изложенными выше. Однако при этом следует
принимать во внимание ряд дополнительных, характерных именно для
данного случая, требований охраны труда. Так, управление работой
линий необходимо вести с центрального пульта управления. Это,
однако, не исключает необходимости наличия пусковых устройств
у отдельных агрегатов, встроенных в линию. Повсеместно должны
использоваться системы блокировки, исключающие перевод автома-
тической линии на наладочный или автоматический режим в после-
довательности, не отвечающей требованиям технологического про-
цесса.
Здесь широко используются также сигнальные устройства. Они
предназначены для извещения о ходе технологического процесса,
о наличии неисправностей и поломок как основного оборудования,
так и систем вентиляцищ пневмотранспорта и т. п.
Глава 12
ТРЕБОВАНИЯ ОХРАНЫ ТРУДА К УСТРОЙСТВУ
И СОДЕРЖАНИЮ ПРОМЫШЛЕННЫХ
ПРЕДПРИЯТИЙ И ЦЕХОВ
§ 90.	Санитарно-гигиеническая классификация
и основные характеристики
машиностроительного предприятия
Санитарное благоустройство машиностроительных заводов и над-
лежащее их содержание являются важнейшими мероприятиями в
борьбе с профессиональными вредностями, за высокую культуру
труда. Они предусматривают также защиту населения от ядовитых
газов, пыли, копоти, шума и вредного воздействия сточных вод.
В зависимости от состава и количества выделяемых вредностей
и условий технологического процесса производства промышленные
предприятия делятся в соответствии с санитарными нормами СН
245-—71 на пять классов.
К первому классу относятся предприятия, выплавляющие
чугун в доменных печах с общим полезным объемом печей более
1500 м3, производящие вторичную переработку цветных металлов
в количестве более 3000 т/год или выплавку стали мартеновским и
конверторным способами в количестве более 1 000 000 т/год.
Ко в т о р о м у классу относятся аналогичные предприятия, но
с меньшей производительностью: с выплавкой стали до 1 000000 т/год,
с доменными печами, имеющими общий полезный объем от 500 до
1500 м3, со вторичной переработкой цветных металлов в количестве
от 1000 до 3000 т/год или занятые производством чугунного фасон-
ного литья в количестве более 20 000 т/год.
Ктретьему классу относятся предприятия, выплавляющие
чугун в доменных печах с общим полезным объемом печей менее
500 м3, с производством чугунного фасонного литья в количестве от
10 000 до 20 000 т/год, со вторичной переработкой цветных метал-
лов до 1000 т/год или занятые производством приборов с ртутью.
Кчетвертому классу относятся предприятця, имеющие не-
большие литейные и другие горячие цехи, предприятия, производя-
щие металлические электроды, а также предприятия металлообраба-
тывающей промышлеппости с чугунным, стальным и цветным литьем.
К пятому классу относятся предприятия без литейных, но
с термическими и другими цехами, где производится обработка ме-
таллов в горячем или раскаленном состоянии.
Машиностроительные предприятия в основном относятся к IV
и V классам.
Класс предприятия определяет те защитные мероприятия, кото-
рые необходимо учитывать при его строительстве и эксплуатации.
312
§ 91.	Выбор площадки для промышленного предприятия
Предприятия располагают преимущественно за чертой населен-
ных пунктов с учетом санитарных зон, указанных в санитарных
нормах СН 245 — 71, и лишь в исключительных случаях на территории
населенных пунктов в специально выделенных промышленных
районах.
Площадь (м2) промышленного предприятия
где N — число работающих на данном предприятии; а — площадь
застройки, приходящаяся на одного работающего (а = 15 4-
-ь 20 м2/чел); b — площадь, занятая транспортными путями; ц —
коэффициент занятости площади (г) = 0,35 4- 0,50).
В условиях технического прогресса возможна реконструкция
предприятия, что необходимо учитывать при расчете площади пред-
приятия.
Площадка промышленного предприятия должна быть располо-
жена на ровном, возвышенном месте с небольшим уклоном, обес-
печивающим отвод поверхностных вод, с низким уровнем подпоч-
венных вод.
Ровная поверхность заводской территории обеспечивает удоб-
ство и повышает безопасность движения людей и транспортных
средств.
Обеспечение стока дождевых, талых, а также грунтовых вод
имеет большое значение для благоустройства территории предприя-
тия и снижения уровня подпочвенных вод. Уровень грунтовых вод
должен быть ниже глубины устройства подвалов, тоннелей и т. п.
Высокий уровень подпочвенных вод недопустим, так как на пред-
приятиях имеются подземные сооружения — туннели для электриче-
ских кабелей, трубопроводов, устройства для удаления стружки
и др., проникновение в которые грунтовых вод может быть причиной
аварии.
В литейных цехах при формовке крупных деталей в земле про-
никновение грунтовых вод в форму при заливке ее расплавленным
металлом может вызвать взрыв и подвергнуть серьезной опасности
работающих в цехе.
Площадка, намеченная для строительства промышленного пред-
приятия, должна удовлетворять санитарным требованиям в отноше-
нии прямого солнечного облучения, естественного проветривания и
располагаться как можно ближе к энергетическим коммуникациям
(газопровод, электролинии и др.).
Промышленные предприятия, выделяющие производственные вред-
ности (дым, копоть, пыль, газ, неприятные запахи), необходимо
располагать по отношению к ближайшему жилому району с под-
ветренной стороны для господствующих ветров и отделять от них
санитарно-защитными зонами (рис. 105).
313
Господствующее направление ветров принимается по средней
розе ветров теплого периода года на основе многолетних наблю-
дений.
Санитарно-защитной зоной считается территория между произ-
водственными помещениями, складами или установками, выделяю-
щими производственные вредности, и жилыми, лечебно-профилак-
тическими стационарного типа и культурно-бытового назначения
зданиями жилого района.
Рис. 105. Ситуационный план машиностроительного завода:
1 инструментальный цех; 2 — ремонтно-механический цех; з — сборочный цех; 4 — ме-
ханический цех; 5 — трубонарезнбй цех; 6 — кузнечный цех; 7 — склад металла; 8 — цех
металлических конструкций; 9 — литейный цех; 10 — деревообрабатывающий цех; 11 —
главная контора; 12 — охрана и медпункт; 13 — лаборатория
Ширина санитарно-защитной зоны в соответствии с СН 245—71
устанавливается в зависимости от класса предприятий 1000; 500;
300; 100 и 50 м. Для предприятий, не имеющих производственных
вредностей, защитная зона не устанавливается.
В санитарно-защитной зоне можно располагать пожарные депо,
бани, прачечные, помещения охраны, гаражи, склады, адмидистра-
тивно-служебные здания, столовые, амбулатории и т. д.
Территория санитарно-защитной зоны должна быть благоустро-
ена и озеленена.
314
§ 92.	Размещение производственных зданий
на территории промышленного предприятия
Расположение на территории предприятия зданий и сооружений
относительно стран света и направления господствующих ветров
должно обеспечивать наиболее благоприятные условия для естест-
венного освещения и проветривания помещений.
Производственные здания и сооружения обычно размещают на
территории предприятия по ходу производственного процесса. При
этом их следует группировать с учетом общности санитарных и проти-
вопожарных требований, а также с учетом потребления электро-
энергии, движения транспортных и людских потоков.
Производства, связанные с возникновением особо резкого шума
(с уровнем более 90 дБ А), должны размещаться в изолированных
зданиях или помещениях.
При объединении в одном здании цехов с различными санитарно-
гигиеническими условиями помещения с одинаковой вредностью
необходимо группировать и располагать смежно, изолируя более
вредные участки от менее вредных.
Производства, сопровождающиеся значительными тепло- и газо-
выделениями, следует размещать в одноэтажных зданиях. При этом
ширина и профиль кровли таких зданий должны обеспечить наиболее
эффективное удаление вредных выделений естественным путем
(аэрацией). Для создания наиболее благоприятных условий естест-
венной вентиляции продольную ось здания следует располагать
перпендикулярно или под углом не менее 45° к направлению гос-
подствующих ветров.
Производственные процессы, сопровождающиеся загрязнением
воздуха рабочей зоны вредными выделениями, следует располагать
в изолированных помещениях.
Помещения горячих цехов, имеющие значительные тепловыделе-
ния от технологического оборудования, нагретых материалов,
а также помещения с вредными выделениями (газов, пыли, паров)
следует располагать у наружных стен здания, что облегчает обеспе-
чение притока свежего воздуха и естественную вентиляцию помеще-
ния. В помещениях с вредными выделениями, которые по условиям
технологического процесса не могут быть размещены у наружных
стен здания, приток свежего воздуха следует обеспечивать искус-
ственной вентиляцией.
Все здания, сооружения и склады располагают по зонам в соот-
ветствии с производственными признаками, характером опасности
и режимом работы (рис. 106).
Зона горячих цехов (зона заготовительных цехов) объединяет
чугунолитейные, сталелитейные, литейные цветных металлов, куз-
нечные, кузнечно-прессовые и термические цехи. Эту зону распола-
гают ближе к железнодорожной линии на территории завода.
В зоне обрабатывающих цехов, в которой сосредотачиваются
цехи холодной обработки металлов, отделочные, сборочные (механо-
сборочные) и др., а также экспедиция и склады готовой продукции,
315
располагают вблизи заготовительных цехов и главного входа как
цехи с большим количеством рабочих.
Зону вспомогательных цехов, в которую входят инструменталь-
ные, ремонтно-механические, электромонтажные и другие цехи,
обычно размещают в центре обслуживаемых или обрабатывающих
и заготовительных цехов.
В зону деревообрабатывающих цехов входят деревообделочный,
лесопильный, тарный цехи, сушилка для древесины, склады дре-
весины. Так как эти цехи являются огнеопасными, их располагают
возможно дальше от горячих цехов в соответствии с требованиями
пожарной безопасности.
В зоне энергетических устройств размещают центральные элек-
тростанции (ЦЭС), теплоэлектроцентрали (ТЭЦ), котельные, газо-
генераторные станции и обслуживающие их склады топлива. Так
как при работе этих установок выделяется много газов, дыма, гари,
Рис. 106. Принципиальная
схема расположения зданий
на территории промышлен-
ного предприятия:
1 — зона общезаводских уст-
ройств; 2 — зона обрабатываю-
щих цехов; 3 — зона вспомога-
тельных цехов; 4 — зона горя-
чих цехов; 5 — зона деревооб-
рабатывающих цехов; 6 — зона
энергетических устройств; 7 —
направление господствующих
ветров
пыли, представляющих повышенную опасность, их располагают
с подветренной стороны по отношению к другим зданиям.
Зона общезаводских устройств предназначается для размещения
административных, общественных, учебных, культурно-бытовых и
хозяйственных зданий. Эта зона располагается у главного входа
завода, где создается предзаводская площадка. Здания главной
конторы, амбулатории (поликлиники), столовой, пожарного депо
располагаются вне ограды заводской территории и должны иметь
входы с улицы.
Взрывоопасные и пожароопасные объекты, а также базисные
склады горючих и легковоспламеняющихся материалов, ядовитых
и взрывоопасных веществ следует располагать на самостоятельных
участках за пределами территории предприятий на расстоянйях,
определяемых специальными нормами; между этой группой зданий
и сооружений и прилегающей к ней застройкой следует предусмат-
ривать защитные озелененные полосы.
Величина разрыва между зданиями, освещаемыми через оконные
проемы, должна быть не менее наибольшей высоты до карниза
противостоящих зданий.
Между отдельными корпусами здания с полузамкнутым двором
(П- или Ш-образная застройка) величина разрыва должна быть не
менее полусуммы высот противостоящих зданий, по пе менее 15 м,
316
а при отсутствии вредных выделений в пространство — не менее
12 м.
Между ближайшими корпусами здания с замкнутым Со всех
сторон двором санитарный разрыв должен быть не менее двойной
высоты наиболее высокого из окружающих двор зданий, но не менее
20 м. В замкнутых дворах делают сквозные проезды шириной не
менее 4 м и высотой не менее 4,25 м при ширине проезда в воротах
не менее 3,5 м.
Разрывы между зданиями, в которых расположены особо шумные
производства (с уровнем шума более 90 дБ А) и соседними должны
быть не менее 100 м (например, здания гвоздильного производства).
Разрывы от газгольдеров емкостью 1000 м3 и более до жилых
зданий устанавливают в пределах от 100 до 150 м, до производствен-
ных и вспомогательных зданий — от 20 до 60 м.
Открытые склады угля, а также наиболее опасные и вредные
производства должны отстоять от производственных зданий не менее
чем на 20 м, от бытовых помещений — на 25 м, а от вспомогатель-
ных зданий — на 50 м. Этп разрывы должны быть озеленены.
При определении разрывов между зданиями сопоставляют тре-
бования санитарной и пожарной опасности. Если санитарные раз-
рывы окажутся меньшими по сравнению с противопожарными,
принимают требуемый противопожарный разрыв.
Дороги и проходы на территории предприятия должны быть,
как правило, прямолинейными. Ширина дорог должна соответство-
вать применяемым транспортным средствам, перемещаемым грузам и
интенсивности движения, а также учитывать наличие встречных
перевозок. Проезжая часть дорог должна иметь твердое покрытие.
Ямы и другие углубления, устраиваемые для технических целей,
должны быть плотно и прочно закрыты или надежно ограждены.
В местах особенно интенсивного железнодорожного движения и
на основных путях движения людей устраивают мосты-переходы
над рельсовыми путями либо туннели под путями. При отсутствии
этого переезды необходимо обеспечить автоматически действующими
предупредительными устройствами.
Безопасность движения требует, чтобы наряду с обеспечением
достаточных проездов для транспорта были выделены особые до-
рожки (тротуары) для движения людей.
§ 93.	Требования к конструкции зданий
Производственные здания и сооружения основного, вспомога-
тельного и подсобного назначения должны обеспечить наиболее
рациональное течение технологического процесса, создать благо-
приятную производственную обстановку и устранить пожарную
опасность.
Производственные здания основного назначения (где размеща-
ется технологическое оборудование) и складские здания могут
иметь любую форму и размеры, обусловленные производственными
317
требованиями и требованиями пожарного надзора. Однако, исходя
из санитарно-гигиенических условий (освещение, вентиляция), наи-
более целесообразными считаются здания, имеющие форму прямо-
угольника.
Конструкция производственных зданий, их протяженность и
число этажей обусловливаются технологическим процессом, степенью
его пожаро- и взрывоопасности, наличием вредных выделений.
Для безопасности движения рабочих и удобства транспортиро-
вания грузов в цехах необходимо предусматривать раздельные
входы (въезды) и выходы (выезды) для людей и транспорта. Двери и
ворота должны открываться наружу, чтобы в случае массового
движения рабочих из помещения двери не являлись препятствием
для выхода. На случай пожара в производственных зданиях обору-
дуют дополнительные эвакуационные выходы.
У наружных выходов необходимо устраивать воздушные тепло-
вые завесы или тамбуры с двумя дверями, отстоящими друг от друга
не менее, чем на ширину дверного полотна плюс 0,2 м. Если тамбур
служит для проезда, то расстояние между двойными дверями должно
равняться сумме длины провозимого предмета, применяемого тран-
спорта и ширины дверного полотна плюс 0,5 м. Если тамбур служит
только для прохода людей, ширину его необходимо увеличить по
сравнению с шириной дверного проема на 0,3 м в обе стороны.
Тамбуры должны освещаться естественным и искусственным
светом.
Ворота для железнодорожного транспорта должны иметь ширину,
равную ширине железнодорожного вагона плюс 1,5 м, и высоту,
равную высоте вагона плюс 0,5 м. Ворота для автотранспорта должны
иметь ширину, равную ширине автомашины плюс 1 м, но не менее
2,5 м, и высоту, равную высоте автомашины плюс 0,5 м, но не менее
2,5 м.
Лестничные клетки в многоэтажных зданиях должны освещаться
через боковые окна.
Марши лестниц должны иметь не более 18 ступеней, за которыми
следуют площадки. Угол наклона лестничных маршей должен
быть не более 35°, ширина ступеней — не менее 270 мм, высота
подступенек — не более 180 мм.
Здания машиностроительных цехов строят преимущественно
одноэтажными, так как в этом производстве применяется сравни-
тельно тяжелое оборудование и сама продукция отличается тяжело-
весностью и значительными габаритами.
Вспомогательные здания и помещения промышленных предприя-
тий (бытовые, общественного питания, здравпунктов, для культур-
ного обслуживания, управлений, конструкторских бюро, учебных
занятий, кабинетов по технике безопасности, а также общественных
организаций) следует размещать, как правило, в пристройках
к производственным зданиям. В случае, когда такое размещение
противоречит требованиям аэрации производственных зданий и
помещений или при невозможности защиты вспомогательных поме-
щений от производственных вредностей, вспомогательные помеще-
318
ния размещают в отдельно стоящих зданиях. Вспомогательные
помещения должны иметь сообщения с производственными зданиями.
В группу административно-конторских входят помещения заво-
доуправления, технического отдела, конструкторского бюро, пла-
ново-диспетчерского отдела, цеховые конторы.
Цеховые конторские помещения располагают обычно в пристрой-
ках к производственным зданиям.
Высота административно-конторских помещений от пола до
потолка принимается не менее 3 м, а от пола до низа выступающих
конструкций не менее 2,5 м. На одного работающего за столом
в конторах должно приходиться не менее 4 м2, в конструкторских
бюро — 6 м2 на чертежный стол. В этих помещениях необходимо
обеспечить хорошую естественную освещенность и вентиляцию.
В группу бытовых помещений входят: гардеробные, душевые,
уборные, умывальные, курительные комнаты, помещения для обез-
вреживания, сушки и обеспыливания рабочей одежды, помещения
для личной гигиены женщин, помещения для кормления грудных
детей и помещения для обогревания рабочих.
Размещать бытовые помещения, кроме уборных, следует отдельно
от производственных помещений — в пристройках к производствен-
ным зданиям или в отдельно стоящих зданиях.
Бытовые помещения, которыми пользуются в нерабочее время
(гардеробные, умывальные, душевые, помещения личной гигиены
женщин, здравпункты, пункты питания и др.), располагают вне
цеха.
Бытовые помещения, которыми пользуются рабочие в рабочее
время, располагают на площади цеха (пункты питьевой воды, поме-
щения для обогревания работающих, уборные и т. д.).
Состав, оборудование и устройство бытовых помещений выби-
рают в зависимости от санитарной характеристики производственных
процессов в соответствии с СН 245—71. По составу бытовые поме-
щения подразделяются на общие и специальные.
В прокатных, термических, кузнечных, литейных и других
цехах, где производственные процессы протекают при неблагопри-
ятных метеорологических условиях, связаны с выделением лучистого
и конвекционного тепла, с напряженной физической работой, устраи-
вают общие бытовые помещения: гардеробные уличной и домашней
одежды и отдельно рабочей одежды, умывальные, душевые и спе-
циальные бытовые помещения: полудуши, устройства для охлажде-
ния в помещениях отдыха (на участках с интенсивным выделением
тепла); устройства для обеспыливания рабочей одежды (при произ-
водственных процессах с выделением пыли).
При планировке гардеробных, уборных, умывальных и душевых
необходимо учитывать возможности изменения емкостей помещения
при изменении численного соотношения мужчин и женщин.
Расчет площадей санитарно-бытовых помещений (за исключением
гардеробных для хранения одежды) производится по наибольшему
числу работающих в смене. Для работников, не связанных непо-
средственно с производством и работающих в административно-
го
конторских помещениях, предусматривается лишь хранение улич-
ной одежды открытым способом.
При наличии профессий разных групп расчет площадей бытовых
помещений производится по нормам для каждой группы, а если
рабочие превалирующей группы составляют не менее 70% общего
числа, то расчет производится по нормам для этой группы.
§ 94.	Санитарно-гигиенические требования
к конструктивным элементам
производственного помещения. Требования
к вспомогательным и подсобным помещениям
Объем производственных помещений должен быть таким, чтобы
на каждого работающего приходилось не менее 15 м3 свободного
пространства и не менее 4,5 м2 площади.
Необходимая высота производственных помещений от пола до
потолка — не менее 3,2 м, а до низа выступающих с потолка кон-
структивных элементов — не менее 2,6 м.
Высота производственных помещений со значительными тепло-,
влаго- и газовыделениями назначается с учетом технологического
процесса и обеспечения достаточного удаления тепла, влаги и газов
из рабочей зоны. Рабочей зоной считается пространство высотой
до 2 м над уровнем пола, на котором расположены рабочие места.
В одноэтажных производственных зданиях, где воздухообмен осу-
ществляется при помощи естественного проветривания, сплошные
пристройки по всему периметру стен не допускаются. Протяженность
пристроек к производственному помещению со значительными
влаго-, тепло- и газовыделениями и с естественным воздухообменом
не должна превышать 40% общей протяженности наружных стен
данного помещения.
Производственные процессы, загрязняющие воздух рабочей зоны
вредными выделениями (газ, пыль, пар) должны изолироваться
в специальных помещениях.
Наружные стены отапливаемых производственных и вспомога-
тельных зданий должны иметь такую толщину, при которой исклю-
чалась бы возможность конденсирования влаги на их внутренних
поверхностях.
Специальные требования предъявляются к внутренней отделке
помещений на производствах, где работают с ядовитыми веществами
(ртутью, свинцом, цианистыми солями, радиоактивными веществами
и т. д.). В этих помещениях полы, стены и потолки должны допу-
скать влажную их уборку. Они должны быть плотными, гладкими,
с закругленными углами.
Каналы и отверстия в полах для стока или сброса жидкостей
закрывают специальными крышками заподлицо с поверхностью пола.
Рельсы в производственных помещениях укладывают таким
образом, чтобы они не выступали над уровнем пола. Поворотные
320
круги на рельсовых путях монтируют заподлицо с поверхностью
полов и надежно закрепляют во избежание их непроизвольного
вращения.
Туннели для транспортных устройств и трубопроводов должны
иметь высоту не менее 0,8 м и ширину свободных проходов не менее
0,6 м. Входы в такие туннели должны находиться на расстоянии не
более 60 м друг от друга.
Для осмотра, ремонта и очистки трубопроводов, для открывания
и закрывания вентилей и задвижек подземных сооружений (возду-
ховоды, газопроводы, канализация) устраивают смотровые колодцы.
Расположение производственных помещений в подвальных эта-
жах, как правило, не допускается. В подвалах высотой не менее 2,25 м
допускается размещение вспомогательного оборудования (трубо-
проводов, насосов, электродвигателей и пр.). Такие помещения
должны быть оборудованы вентиляцией.
Расположение административно-конторских помещений в подва-
лах недопустимо.
Для создания необходимой освещенности в административно-
конторских помещениях отношение общей площади оконных про-
емов этих помещений к площади пола должно составлять от 1:6 до
1:9. Высота бытовых помещений от пола до потолка должна быть
не менее 2,5 м и от пола до низа выступающих конструкций 2,2 м.
Расстояние от пунктов питания до цеха при обеденном перерыве
до 30 мин должны быть не более 300 м, а при перерыве не менее
1ч — не более 600 м.
Пункты снабжения работающих питьевой водой располагают
от рабочих^мест не далее 75 м.
§ 95.	Системы водоснабжения, канализации
и очистки промышленных сточных вод
Устройство внутренних водопроводов обязательно в производ-
ственных и вспомогательных зданиях для подачи воды на произ-
водственные и хозяйственно-питьевые нужды.
Правила выбора источника водоснабжения и нормы качества
воды для хозяйственно-питьевых пужд и душевых устройств регла-
ментируются «Правилами охраны поверхностных вод от загрязне-
ния сточными водами». Вода поступает па промышленное предприя-
тие из объединенного или раздельного производственно-хозяйствен-
ного (рис. 107) и пожарного водопровода.
Расход воды на производственные нужды предприятия зависит
от технологических особенностей производства.
Нормы расхода воды на хозяйственно-питьевые нужды в произ-
водственных зданиях изложены в нормах проектирования СНиП
П-М. 3-68.
Норма расхода воды на хозяйственно-питьевые нужды в цехах
со значительными тепловыделениями — 45 л на одного человека
в смену, а в остальных цехах — 25 л при коэффициенте неравно-
321
мерности 2,5—3,0 соответственно. Нормы расхода воды во вспо-
могательных зданиях: в душевых — 500 л на одну сетку в час,
в умывальниках — 180—200 л на один кран в час.
Для спуска производственных и хозяйственных вод предусмат-
риваются канализационные устройства.
Рис. 107. Схема водоснабжения:
1 — водохранилище; 2 — водозаборное сооружение; 3 — водоприем-
ник; 4 — насосная станция первого подъема; 5 — смеситель; 6 — из-
весть; 7 — коагулянт A12(SO4)9; 8 — отстойник; 9 — фильтр; 10 — хло-
раторная; 11 — резервуар запаса воды; 12 — насосная станция вто-
рого подъема; 13 — магистральный водопровод; 14 — водонапорная
башня; 15 — промышленный водопровод кольцевого типа; 16 — про-
мышленный водопровод тупикового типа
Канализация состоит из внутренних канализационных устройств,
расположенных в здании, наружной канализационной сети (под-
земных труб, каналов смотровых колодцев); насосных станций,
напорных и самотечных водопроводов; сооружений для очистки,
обезвреживания и утилизации сточных вод; выпусков в водоем.
Рис. 108. Схема канализации:
1 — канализационная сеть промышленного предприятия;
2 — промышленный коллектор; 3 — главная насосная станттия;
4 — городской коллектор; 5 — напорный коллектор; 6 — са-
мотечный коллектор; 7 — очистные сооружения; 8 — устрой-
ство для выпуска сточной воды
Канализация может быть общесплавной, раздельной и полу-
раздельной. При общесплавной канализации атмосферные осадки и
фекально-хозяйственные воды поступают в одну канализационную
сеть (рис. 108). При раздельной канализации атмосферные воды
удаляются отдельно от фекально-хозяйственных вод. При полураз-
дельной канализации первые наиболее загрязненные порции сточных
вод спускают в канализацию, а последующую массу атмосферных
вод отводят по системе водостоков в реку.
322
Участок канализационной сети, принимающий сточные воды из
двух или нескольких сточных линий, называется коллектором.
' При сбросе 1 м3 неочищенных сточных вод портится 40—60 м3
природных чистых вод. Чтобы очищенные сточные воды стали при-
годными для использования, требуется 7—14-кратное их разбав-
ление.
Различают водопользование двух типов: к первому относится
использование водоемов как источников (централизованного и не-
централизованного) водоснабжения, ко второму — использование
водоемов для купания, спорта, отдыха.
Загрязненные сточные воды делятся в основном на две группы:
минеральные и органические, в том числе биологические и бакте-
риальные.
К минеральным загрязнениям относятся сточные воды металлур-
гических и машиностроительных предприятий, отходы нефтяной и
нефтеперерабатывающей и газодобывающей промышленности. Эти
загрязнения содержат песок, глинистые и рудные включения, шлак,
растворы минеральных солей, кислот, щелочей, минеральные масла
и др.
К органическим загрязнениям относятся загрязнения, произво-
димые городскими фекально-хозяйственными стоками, водами боен,
отходами кожевенных, бумажно-целлюлозных, пивоваренных и дру-
гих производств. Органические загрязнения бывают растительного
и животного происхождения. Они характеризуются значительным
содержанием азота и углерода.
Бактериальные и биологические загрязнения представляют собой
различные жфые микроорганизмы: дрожжевые и плесневые грибки,
мелкие водоросли и бактерии, в том числе возбудители тифа, дизен-
терии и другие, поступающие с выделением людей и животных.
Бактериальная загрязненность сточных вод характеризуется вели-
чиной коли-титра, т. е. наименьшим объемом воды в миллилитрах,
в котором содержится одна кишечная палочка (бактерия «коли»).
В соответствии с «Основами водного законодательства Союза ССР
и союзных республик» все сточные воды предприятия должны под-
вергаться очистке от токсичных веществ перед сбросом в водоем.
Для выполнения этих требований применяют механические, хими-
ческие, биологические, а также комбинированные методы очистки.
Эффективность каждого метода очистки определяется санитар-
ными и техническими требованиями и зависит от физико-химических
свойств токсических примесей, от состава и активности реагентов,
применяемых для очистки, а также от конструктивного оформления
процесса обезвреживания.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
Глава 1
А чип В. А. Системный анализ причин производственного травматизма. Л.,
изд. ЛДНТП, 1973, 44 с.
Зипьковский М. М. Экономические вопросы охраны труда в черной металлур-
гии. М., «Металлургия», 1972, 73 с.
Ильг Э. Я. Производственный травматизм на металлургическом предприятии.
Челябинск, Южно-Уральское книжное издательство, 1972, 191 с.
Иоффе В. М., Гордейко О. Н., Кирни чей ко В. Е. Изучение характера стати-
ческого распределения производственных несчастных случаев. — Сб.:
«Научные работы институтов охраны труда ВЦСПС». Вып. 82. М., Проф-
издат, 1973, с. 29—33.
Калинина Н. П., Макушин В. Г. Влияние условий труда на его производитель-
ность. М., «Экономика», 1970, 412 с.
Лесенко Г. В. Анализ и профилактика производственного травматизма. Киев.,
«Техника», 1971, 183 с,
Глава 2
Бабалов А. Ф. Промышленная теплозащита в металлургии. М., «Металлур-
гия», 1971, 359 с.
Батурин В. В. Основы промышленной вентиляции. М., Профиздат, 1965,
608 с.
Воронин Г. Н. Системы кондиционирования воздуха на летательных аппара-
тах. М., «Машиностроение», 1973, 444 с.
Вредные вещества в промышленности. Справочник. Под ред. Н. В. Лазарева.
М., «Химия», 1971, ч. I, 832 с., ч. II, 624 с.
Калинушкин М. П. Вентиляторные установки. М., «Высшая школа», 1967,
259 с.
Каменев IL Н. Отопление и вентиляция. М., Стройиздат, 1964, 471 с.
Ладыженский Р. М. Кондиционирование воздуха. М., Изд-во торговой лите-
ратуры, 1962, 352 с.
Максимов Г. А. Отопление и вентиляция. М., «Высшая школа», 1968, 463 с.
Пирумов А. И. Обеспыливание воздуха. М., Стройиздат, 1974, 207 с.
Производственная санитария. Справочное пособие. Под ред. Б. М. Злобин-
ского. М., «Металлургия», 1969, 688 с.
Рысин С. А. Вентиляционные установки машиностроительных заводов. Спра-
вочник. М., «Машиностроение», 1964, 704 с.
Справочник проектировщика промышленных, жилых и общественных зданий
и сооружений. Кн. 2. Вентиляция и кондиционирование воздуха. М.,
Стройиздат, 1973, 415 с.
Справочник по технике безопасности, противопожарной технике и производ-
ственной санитарии. Т. 2. Л., «Судостроение», 1971, 664 с.
Чижевский А. Л. Аэроионификация в народном хозяйстве. М., Госпланиздат,
1960, 758 с.
Эльтерман В. М. Вентиляция химических производств. Ме1 «Недра», 1971t
240 с,
324
Глава 3
Гуторов М. М. Основы светотехники и источники света. М.» «Энергия», 1968,
392 с.
Кнорринг Г. М. Справочник для проектирования электрического освещения.
М.—Л., Госэнергоиздат, 1960, 340 с.
Мешков В. В., Епанешников М. М. Осветительные установки. М., «Энергия»,
1972, 360 с.
Строительные нормы и правила, ч. II, раздел А, гл. 8, Естественное освещение.
М., 1973, 22 с.
Строительные нормы и правила, ч. II, раздел А, гл. 9, Искусственное осве-
щение. М., 1972, 24 с.
Черниловская Ф. М. Освещение промышленных предприятий и его гигиени-
ческое значение. Л., «Медицина», 1971, 288 с.
Шайкевич А. С. Качество промышленного освещения и пути его повышения.
М.—Л., Госэнергоиздат, 1962, 296 с.
Глава 4
Борьба с шумом. Под ред. Е. Я. Юдина. М., Стройиздат, 1964, 701 с.
Гик Л. Д. Измерение вибрации. Новосибирск, «Наука», 1972, 291 с.
ГОСТ 16519—70. Машины ручные. Методы измерений вибрационных парамет-
ров. М., Изд-во стандартов, 1971, 14 с.
Допуски на неуравновешенность жестких роторов и вибрации электрических
машин. М., изд. ЦИНТИ электротехнической промышленности и прибо-
ростроения, 1961, 8 с.
Клюкин И. И. Борьба с шумом и звуковой вибрацией на судах. Л., «Судостро-
ение», 1971, 416 с.
Муравьев В. А., Злобинский Б. М. Борьба с шумом механического происхож-
дения. — В сб.: Борьба с шумом и звуковой вибрацией. Материалы семи-
нара. М., изд. МДНТП, 172 с.
Наумкина М. Г., Палей М. И., Тартаковсий Б. Д., Трепелкова Л. И. Вибро-
поглощающие материалы на основе полимеров. — В сб.: Вибрации и шумы.
М., «Наука», 1969, 171 с.
Санитарные нормы проектирования промышленных предприятий СН 245—71.
М., 1972, 96 с.
Санитарные нормы и правила при работе с инструментами, механизмами и обо-
рудованием, создающими вибрации, передаваемые на руки работающих
и по ограничению общей вибрации рабочих мест. М., 1966, 15 с.
Сидоренко М. К. Виброметрия газотурбинных двигателей. «Машиностроение»,
1973, "4 с.
Справочник-каталог. Спецодежда, спецобувь, средства индивидуальной защиты.
М., Профиздат, 1965, 239 с.
Справочник проектировщика. Защита от шума. Под ред. Е. Я. Юдина. М.,
«Стройиздат», 1974, 134 с.
Применение пластмасс для изготовления технологической оснастки металло-
режущих станков. М., изд. ОНТИ ЭНИМС, 1967, 41 с.
Глава 5
Авиационная акустика. Под ред. А. Г. Мунина и В. Е. Квитки. М., «Маши-
ностроение», 1973, 448 с.
Алексеев С, 1L, Казаков А. М., Колотилов И. Н. Борьба с шумом и вибрацией
в машиностроении. М., «Машиностроение», 1970, 208 с.
Зинченко В. И., Григорян Ф. Е. Шум судовых газотурбинных установок. Л.,
«Судостроение», 1969, 343 с.
ГОСТ 8.055—73. Машины. Методика выполнения измерений для определения
шумовых характеристик. М., Изд-во стандартов, 1973, 27 с.
Осипов Г. Л. Защита зданий от шума. М., Стройиздат. 1972, 215 с.
Погодин А. С. Шумопоглощающие устройства. М., «Машиностроение», 1973,
175 с.
325
Осипов Г. Л., Л она шов Д. 3., Федосеева Е. Н. и др. Измерение шума машин
и оборудования. М., Изд-во стандартов, 1968, 147 с.
Санитарные нормы допустимого шума в помещениях жилых и общественных
зданий и на территории жилой застройки № 872—70, М., 1971, 13 с.
Славин И. И. Производственный шум и борьба с ним. М., Профиздат, 1955,
334 с.
Юдин Е. Я. Исследование шума вентиляторных установок и методов борьбы
с ним. Труды ЦАГИ. Вып. № 713. М., Оборонгиз, 1958, 227 с.
Юдин Е. Я., Терехин А. С. Борьба с шумом шахтных вентиляционных уста-
новок. М., «Недра», 1973, 200 с.
Юдин Е. Я., Осипов Г. Л., Федосеева Е. Н. и др. Звукопоглощающие и зву-
коизоляционные материалы. М., Стройиздат, 1966, 247 с.
Глава 6
Бинке К., Лауренсон П. Анализ и расчет электрических и магнитных полей.
М., «Энергия», 1970, 376 с.
Валитов Р. А., Сретенский В. И. Радиотехнические измерения. М., «Совет-
ское радио», 1970, 712 с.
Крылов В. А., Юченкова Т. В. Защита от электромагнитных излучений. М.,
«Советское радио», 1972, 216 с.
Куликовская Е. Л. Защита от действия радиоволн. Л., «Судостроение», 1970,
152 с.
Франке В. А. Методика расчета экранов для рабочих индукторов и для сог-
ласующих трансформаторов плавильно-закалочных высокочастотных уста-
новок. — В сб.: Защита от действия электромагнитных полей и электри-
ческого тока в промышленности. Л., изд. ВНИИОТ, 1963, 4 с.
Глава 7
Аглинцев К. К. Дозиметрия ионизирующих излучений. Изд. 2-е. М., Гостех-
теориздат, 1957, 503 с.
Бондаренко И. П. Бударова II. В. Основы дозиметрии и защиты от ионизирую-
щих излучений. М., «Высшая школа», 1962, 298 с.
Голубев Б. П. Дозиметрия и защита от ионизирующих излучений. М., Атомиз-
дат, 1971, 398 с.
Городинский С. М. Средства индивидуальной защиты для работ с радиоак-
тивными веществами. М., Атомиздат, 1973, 295 с.
Гусев Н. Г. Справочник по радиоактивным излучениям и защите. М. Медгиз,
1956, 127 с.
Иванов В. И. Курс дозиметрии. М., Атомиздат, 1970, 391 с.
Моргулис У. С. Радиация и защита. М., Атомиздат, 1969, 119 с.
Нормы радиационной безопасности НРБ—69. М., Атомиздат, 1972, 85 с.
Основные санитарные правила работы с радиоактивными веществами и другими
источниками ионизирующих излучений ОСП—72. М., Атомиздат, 1973,
54 с.
Глава 8
Долин II. А. Основы техники безопасности в электрических установках. М.,
«Энергия», 1970, 336 с.
Долин П. А. Действие электрического тока на .человека и первая помощь по-
страдавшему. М., «Энергия», 1972, 87 с.
Правила технической эксплуатации электроустановок потребителей и Правила
техники безопасности при эксплуатации электроустановок потребителей.
М., «Энергия», 1965, 464 с.
Глава 9
Глизманенко Д. Л. Получение кислорода. Изд. 5-е. М., «Химия», 1972, 752 с.
Иовенко Э. Н. Автоматические анализаторы и сигнализаторы токсичных и
взрывоопасных веществ в воздухе. М., «Химия», 1972, 188 с.
326
Назаров С. Т. Методы контроля качества сварных соединений. М., Машгиз,
1961, 128 с.
Правила устройства и безопасной эксплуатации стационарных компрессорных
установок, воздухопроводов и газопроводов. М., «Металлургия», 1973,
31 с.
Розловский А. И. Научные основы техники взрывобезопасности при работе
с горючими газами и парами. М., «Химия», 1972, 365 с.
Сборник правил и руководящих материалов по котлонадзору. М., «Недра»,
1971, 527 с.
Соловьев М. В., Стрельчук Н. А., Ермилов П. И. и др. Основы техники безо-
пасности и противопожарной техники в химической промышленности.
М., «Химия», 1966, 332 с.
Глава 10
Верескунов В. К. Противопожарная защита промышленных предприятий. М.,
Стройиздат, 1972, 319 с.
Баратов А. Н., Иванов Е. Н. Пожаротушение на предприятиях химической,
нефтехимической и нефтеперерабатывающей промышленности. М., «Химия»,
1971, 450 с.
Гайдуков Н. С. Пожарная безопасность промышленных зданий. Киев, «Бу-
девельник», 1972, 230 с.
Охрана труда. Учебное пособие. Под ред. Е. Я. Юдина. М., изд. МВТУ, 1974,
219 с.
Ройтман М. Я. Дымовые и взрывные люки. М., «Высшая школа», 1964, 76 с.
Строительные нормы и правила СНиП И-А. 5-—70. М., Стройиздат, 1971, И с.
Ходаков В. Ф. Устройство и расчет спринклерных и дренчерных установок.
М., «Высшая школа», 1964, 75 с.
Глава И
Волков Ю. Н. Безопасность производственных процессов в машиностроении,
М., «Машиностроение», 1972, 167 с.
ГОСТ 8766—58. «Затворы предохранительные для ацетилена». М., Изд-во стан-
дартов, 1959, 19 с.
Иовенко 3. Н. Автоматические анализаторы и сигнализаторы токсичных и
взрывоопасных веществ в воздухе. М., «Химия», 1972, 188 с.
Корсаков М. И. Техника безопасности при ремонтных и монтажных работах.
М., Матпгиз, 1962, 197 с.
Лукьянов В. П. Автоматическое управление производственными процессами.
Киев, машгиз, 1963, 100 с.
Петров-Овчаренко И. А. Электронные устройства для охраны труда М., Маш-
гиз, 1965, 159 с.
Правила устройства и безопасной эксплуатации грузоподъемных кранов. М.,
«Металлургия», 1971, 158 с.
Сидоров О. А. Физиологические факторы человека, определяющие компоновку
поста управления машиной. М., Оборонгиз, 1962, 363 с.
Глава 12
Воронцов А. И., Харитонова Н. 3. Охрана природы. М., «Высшая школа»,
1971, 359 с.
Никитин Л. И. Охрана труда в лесном хозяйстве лесной и деревообрабаты-
вающей промышленности. М., «Лесная промышленность», 1969, 408 с.
Очистка производственных сточных вод. Под ред. Турского Ю. И. и Филип-
пова И. В. М., «Химия», 1967, 332 с.
Санитарные нормы проектирования промышленных предприятий СН 245—71.
М., Стройиздп г, 1972, 96 с.
Русанов А. А., Урбах II. II., Анастасиади А. П. Очистка дымовых газов в про-
мышленной энергетике. М., «Энергия», 1969, 456 с.
327
ПРЕДМЕТЫЙ УКАЗАТЕЛЬ
А
Аварийный режим работы электро-
сети 213
Автоматизация производства 310
Агрегаты строительные 68
Активность радиоактивного аппара-
та 172
Активный центр горения 258
Акустическая обработка помещений
144
Акустический расчет 134
Анализаторы шума 124
Антипирены 267
Аспирация 60
Аттенюаторы 163
Аудиометрия 131
Аэрация 39
Аэрогель 25
Аэрозоль 25
Б
Баллоны 235
Блескость 78
Блокировка 299
Боксы 181
В
Вентиляторы
—	диаметральный 49
—	осевой 45
—	центробежный 45
подбор 47
полное давление 47
характеристика 47
Вентиляционная сеть, расчет 49
Вентиляционные системы 65
Вентиляция
—	аварийная 35
—	вытяжная 44
—	естественная 38
—	местная (локализующая) 34
—	общеобменная 34
—	приточная 43
—	приточно-вытяжная 44, 181
—	с рециркуляцией 44,45
требования к устройству 35
328
Взрыв 258
Взрывов предотвращение 240
Взрывчатых смесей флегматизация 240
Вибрации
—	местные 101
—	общие 101
— подшипников 107
действие на человека 98,101
методы снижения 104
---в источнике возникновения 98
причины возникновения 98
спектр 100
стандартные полосы частот 101
сущность 98
физические характеристики 99
Вибрационная болезнь 102
Виброгасители
—	динамический ИЗ
—	типа буферной емкости 113
Виброгашение 112
Вибродемпфирование 109
Вибродемпфирующие покрытия 111
Виброзащита активная 118
Виброизоляторы:
расчет 118
типы 116
Виброизоляпия, эффективность 114
Видимость 74
Включение
—	двухфазное 211
— однофазное 211
Водяные завесы 33
Возгорание 258
Воздухообмен 36
Воздушная среда 23
---комфортная 27
Воздушные оазисы 59
Волноводы, поглощающие нагрузки
162
Воспламенение 258
Время реверберации 129
Всасывающие панели 62
Вспышка 258
Выключатели
—	автоматический 226
—	концевой 309
Вытяжные зонты 62
г
Газгольдеры 237
Газоанализаторы универсальные 71
Газосигнализаторы 247
Галоидоуглероды 279
Гамма-эквивалент радиоактивного
препарата 174
Герметичность 233
Гибкие вставки 116
Гидравлические испытания 254
Глубина проникновения электромаг-
нитных волн 164
Глушители шума
—	реактивные 154
—	экранные 154
Горение 257
Горючие смеси 240
Государственный пожарный надзор
288
Группы жидкостей и газов 234
Группы загрязнения сточных вод 323
д
Дефектоскопия 250
Дефлектор 42
Децибел 101
Дисбаланс 99
Доза облучения
— генетически значимая 178
—	поглощенная 173
—	предельно допустимая 177
—	эквивалентная 173
—	экспозиционная 172
Дозиметрический контроль 189
Дренчерная установка 276)
Души воздушные 58
Дымовые люки 271----------
Ж
Жесткость воды 239
3
Завесы воздушные и воздушно-
тепловые 59
Заземление
—	нейтрали 223
—	нулевого провода 224
Заземлитель 200
хрупповой 103
—	нолушаровый 207
Заземляющие устройства 219
Зануление 221
Защита расстоянием 162
Защитное отключение 168, 226
Защитное разделение ceiii 2I7
Защитные средства предохранитель-
ные 296
Звук
—	вихревой 138
—	воздушный 147
—	ударный 147
интенсивность 121
скорость 120
Звуковое давление
—	пороговое 122
октавный уровень 127
определение 120
уровень 121
Звуковое поле 120
Звукоизолирующая способность 147
Звукоизолирующие ограждения 147
Звукоизолирующие кожухи 150
Звукоизоляция 147
—	фактическая 149
Звукопоглотители штучные 146
Звукопоглощающие материалы, обли-
цовки 144
Зона
—	излучения 159
—	индукции 159
—	опасная 293
—	рабочая 29
—	санитарно-защитная 314
Зонирование территории 267
И
Излучения ионизирующие 171
Измерение больших доз ионизирую-
щего излучения 191
—	вибрации 104, 119
—	влажности 70
—	давления 245
—	загрязненности воздуха 71
—	напряженности поля 169
—	освещенности 97
—	температуры воздуха 70
—	— газов 245
—	теплового излучения 71
—	шума 157
Импеданс 105
Индивидуальные средства защиты от
электромагнитного излучения 168
Инициаторы горения 242
Ионы 23
Искры фрикционные 243
Искусственное дыхание 198
Испытания сосудов 254
Источники
—	света 83
—	электромагнитною излучения 160
стробоскопический эффект 85
К
Кабины 62
Камеры
—	вентиляционные 44
—	заглушенные 128
329
—	ионизационные 190
—	пылеосадочные 53
— реверберационные 128
Качка 102
Кодекс законов о труде (КЗоТ) 4
Кожухи защитно-обеспылива тощие 61
Колебательные системы:
отстройка от резонанса 108
сущность 104
Компрессоры, безопасноеib эксплу-
атации 242
Комфорт, условия 27
Кондиционер 51
Кондиционирование воздуха 50
Контраст 73
Контроль уровня жидкости 246
Коррозия 238
Коэффициент
—	звукопоглощения 145
—	звукопроницаемости 147
—	естественной освещенности 92
—	качества излучения 173
—	полезного действия светильника 87
—	прикосновения 206
—	пульсации освещенности 74
—	отражения 73
—	очистки воздуха 53
—	распределения излучения 174
Кривые равной громкости 123
Л
Лазеры, меры безопасности 191, 193
Лампы осветительные 84
Локализация очага горения 243
Люминесцентный метод контроля
герметизации 249
Н
Напряжение
— прикосновения 205
— шага 209
Наружный массаж сердца 200
Несчастные случаи:
определение 3
электрические причины 216
Нормирование
—	вибрации 103
—	естественного освещения 92
—	ионизирующих излучений 177
—	искусственного освещения 79
—	освещенности 79
—	содержания вредных веществ в
воздухе 26
—	шума 131
электромагнитных полей 161
О
Область воспламенения 259
Обезжиривание кис лоро допровода 241
330
Облучение внешнее, внутреннее 175
Оборудование взрывозащитное 280
Образование накипи 239
Овальность 249
Огнегасительные составы 279
Огнестойкость 266
Октавные диапазоны 101
Оперативное обслуживание электро-
установок 231
Оптические квантовые генераторы см.
Лазеры
Освещение 72
—	аварийное 76
—	естественное 75, расчет 94
—	искусственное 75, расчет 88
—	комбинированное 78
—	местное 75
—	рабочее 76
— специальное 76
классификация 74
основные требования 77
эксплуатация 96
Освещенность 73
Ответственность должностных лиц 15
Отопление 66
Отсосы 63
Охрана труда:
ассигнования 5
надзор и контроль 15
организация на предприятиях 12
профсоюзы 5,6
советское право 9
соглашения 13
Очистка воздуха от пыли 53
Очки 69, 95, 169, 189, 193
П
Паста защитная 70
Пены 276
Пневмокониозы 25
Пнсвмокостюм 188
Поглощающие нагрузки 162
Подъемно-транспортные системы:
испытания 307
приборы безопасности 309
сущность 306
требования безопасности 309
Пожарная защита
— активная 257
приемные станции 284
сигнализация 281
Пожарно-технические комиссии 287
Пожарные извещатели 282
Поле растекания тока 201
Полоса пропускания фильтра 124
Показатель ослепленности 74
Правила и нормы по технике безопас-
ности и производственной санита-
рии И
Пределы воспламенения 260
Предохранительные клапаны 247
Предохранительный затвор 226
Прибор защитного отключения 226
Причины пожаров 261
Производственная вредность 3
Производственная опасность 3
Производственная санитария 3
Производственный травматизм:
анализ 18, 20
ассигнования 5
причины 19
Производство работ в электроуста-
новках 231
Промышленные предприятия:
бытовые помещения 319
водоснабжение 321
вспомогательные здания и помещения
318
канализация 322
категории взрывной и пожарной опас-
ности 263
классификация 312
конструкция зданий 317
нормы расхода воды 321
производственные помещения 320
Р
Радиоактивные вещества:
допустимая концентрация 178
’допустимые уровни загрязненности 179
удаление отходов 187
хранение 186
Резонанс 105
Респираторы 69	------ )
Ротационные пылеуловители дрото-
клоны) 55
С
Самовосгорание 258
Самовоспламенение 258
Сварные швы 248
Светильники 86
— взрывобезопасные 281
защитный угол 86, 87
типы 88
Световой поток 72
Сигнализация 304
Сила света 73
Силикоз 25
Система стандартов по безопасности
труда (ССБТ) 6
Системы
— дистанционного управления 305
— вентиляции и кондиционирования,
противопожарные требования 272
Слабые звенья 298
Смерть биологическая, клиническая
196
Сопротивление
— защитного заземления, нормирова-
ние 220
—	растекания 203
Сосуды для сжиженных газов 235
степей ь - наполнения 244
Спектр
—	предельный 131
—	тональный 125
Способы прекращения горения 273
Спринклерная установка 275
Среднегодовая допустимая концентра-
ция радиоактивных веществ 178
Средства индивидуальной защиты 69
Стандарты, требования безопасности
7
Статическое электричество 242
Строительные конструкции:
возгораемость 266
огнестойкость 266
противопожарные облицовки 267
Струхаля число 138
Стинтилляционный метод регистра-
ции излучений 190
Т
Температура
•	— воспламенения 259
—	вспышки 259
Тепловой баланс
—	помещения 30
—	человека 28
Тепловой порог 161
Тепловые излучения 31
Теплоизбыток 29
Теплоизоляция 32
Теплоотдача организма 27
Терморегуляция 28
Техника безопасности 3
Тины водопользования 323
Ток пороговый
—	неотпускающий 197
—	ощутимый 197
Тормоз 298
Требования охраны труда, iрудовое
законодательство 10
Трубопроводы 234
Тяжесть работы 29
У
Удаление дыма при пожаре 270
Ударные волны 142
Удельное акустическое сопротивле-
ние среды 121
Укрытия 60
Ультразвук, действие,ла человека 156
Уровень
—	громкости 123
—	загрязненности радиоактивными
веществами 179
331
—	звукового давления 121
— звуковой мощности 127, 130
—	интенсивности звука 121
—	колебательной скорости 101
—	шума допустимый 133
Устройства
—	блокировочные 299
—	о i рад и тельные 294
— предохранительные 296, 298
—	сигнализирующие 303
Ф
Фактор направленности 126
Фильтры
—	бумажные 56
—	масляные 56
—	матерчатые 56
—	ультразвуковые 58
—	электрические 56
Фон 73
Фонарь незадуваемый 40
Фотарий 77
Фотографический метод измерения
ионизирующих излучений 190
ц
Циклоны 55
Ч
Чврнобережского панель 63
Ш
Шкафы вытяжные 61
Шум
— двигателей внутреннего сгорания
141
—	импульсный 125
—	кавитационный 142
—	компрессорных установок 141
объективные характеристики 126
спектральная плотность интенсивности
125
суммарный уровень 125
физиологическое действие 130
частотный спектр 124
Шумовые характеристики, методы
' определения 127
Шумомеры 157
Шумообразование от неоднородности
потока 139
Шумы
—	аэродинамические 138
—	механические 136
—	электромагнитные 143
Э
Эжектор 50
Эквивалентная площадь поглощения
145
Экраны
—	тепловые 32
— защитные от ионизирующих излу-
чений 181
—	— от электромагнитных полей 163
—	— от шума 151
Электрические травмы 195
Электрические удары 196
Электрическое сопротивление тела
человека 197
Электроустановки
—	во взрывоопасных помещениях 280
—	в пожароопасных помещениях 281
защитные средства 229
персонал 230
пониженное напряжение 218
причины пожаров 260
Эритемное облучение 77
Эффективность экрана 166
Я
Ядовитые вещества 25
Яркость 73
ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение....................... » » ..............*.................. 3
Глава 1. Правовые и организационные вопросы охраны труда	9
§ 1.	Понятие охраны труда в советском праве................ 9
§ 2.	Правила и нормы по технике безопасности и производствен-
ной санитарии.............................................. 11
§ 3.	Организация охраны труда на предприятии............. -42
§ 4.	Надзор и контроль за соблюдением законодательства об
охране труда .............................................. 15
§ 5.	Ответственность должностных лиц за нарушение законо-
дательства об охране труда................................. 15
§ 6.	Анализ производственного травматизма и профессиональ-
ных заболеваний, классификация	их причин............ 18
§ 7.	Методы анализа производственного травматизма........	20
Глава 2. Оздоровление воздушной среды............................... 23
§ 8.	Причины и характер загрязнения воздушной среды в про-
изводственных условиях..................................... 23
§ 9.	Нормирование содержания вредных веществ в воздухе 26
§ 10.	Метеорологические условия в производственных поме-
щениях .................................................... 27
§ 11.	Мероприятие по оздоровлению воздушной срелы ....	30
§ I2.	Защита от источников тепловых излучений............... 31
§ 13.	Системы вентиляции.................................... 33
§ 14.	Определение необходимого воздухообмена при общеоб-
менной вентиляции ......................................... 36
§ 15.	Естественная вентиляция............................... 38
§ 16.	Механическая вентиляция............................... 43
§17.	Кондиционирование воздуха............................. 50
§ 18.	Очистка воздуха от пыли............................... 53
§ 19.	Местная вентиляция ................................... 58
§ 20.	Эффективность эксплуатации вентиляционных систем 65
§ 21.	Отопление ............................................ 66
§ 22.	Средства индивидуальной защиты........................ 69
§ 23.	Контрольно-измерительная аппаратура................... 70
Глава 3. Производственное освещение . . . .	.................... 72
§ 24.	Основные светотехнические величины и единицы их изме-
рения ..................................................... 72
§ 25.	Классификация производственного освещения............. 74
§ 26.	Основные требования к производственному освещению 77
§ 27.	Нормирование искусственного освещения................. 79
§ 28.	Источники искусственного света........................ 83
§ 29.	Светильники........................................... 86
333
§ 30.	Расчет искусственного освещения......................... 88
§ 31.	Нормирование естественного освещения.................... 92
§32.	Расчет естественного освещения.......................... 94
§ 33.	Средства индивидуальной защиты органов зрения ....	95
§ 34.	Эксплуатация осветительных установок. Контроль осве-
щения ........................................................ 96
Глава 4. Защита от производственных вибраций....................... 98
§ 35.	Причины возникновения и физические характеристики
вибраций. Действие вибраций на человека................... 98
§ 36.	Санитарно-гигиеническое нормирование вибраций ....	103
§ 37.	Меры снижения вибраций машин и оборудования . . .	104
§ 38.	Средства индивидуальной защиты от вибраций. Измерение
вибраций и виброизмерительная аппаратура................	119
Глава 5. Защита от шума и ультразвука............................. 120
§ 39.	Физические и физиологические характеристики шума 120
§ 40.	Характеристики источников шума. Действие шума на
человека ................................................ 125
§ 41.	Нормирование шума. Акустический расчет.............. 131
§ 42.	Методы борьбы с шумом............................... 136
§ 43.	Средства индивидуальной защиты от шума. Защита от
ультразвука ............................................. 155
§ 44.	Приборы для измерения	шума........................ 157
Глава 6. Защита от электромагнитных полей......................... 158
§ 45.	Характеристики электромагнитных полей.............. 158
§ 46.	Воздействие переменных электромагнитных полей на
человека ................................................ 160
§ 47.	Нормирование электромагнитных полей. Методы защиты 161
§ 48.	Измерение напряженности и плотности потока мощности
электромагнитных полей .................................. 169
Глава 7. Защита от ионизирующих излучений.......................
§ 49.	Виды ионизирующих излучений, их физическая природа
и особенности распространения............................ 171
§ 50.	Основные единицы измерения и дозы радиоактивности 172
§ 51.	Биологическое воздействие ионизирующих излучений 174
§ 52.	Нормирование ионизирующих излучений................ 177
§ 53.	Общие принципы защиты от ионизирующих излучений 180
* § 54. Устройство и расчет защитных экранов................ 181
§ 55.	Правила хранения, учета и транспортирования радио-
активных веществ, ликвидация отходов..................... 186
§ 56.	Средства индивидуальной защиты от ионизирующих излу-
чений. Дозиметрический контроль.......................... 188
§ 57.	Лазерное излучение и защита от его действия.......	191
Глава 8. Электробезопасность.......................................  195
§ 58.	Действие электрического	тока на организм............. 195
§ 59.	Первая помощь человеку, пораженному электрическим
током...................................................... 198
§ 60.	Явления при стекании тока в землю. Напряжения при-
косновения и шага.......................................... 200
§ 61.	Анализ опасности поражения током в различных элек-
трических сетях  .......................................... 210
§ 62.	Причины поражения электрическим током и основные
меры защиты........................................... 216
§ 63.	Защитное заземление...................,.............. 218
§ 64.	Зануление ............................................ 221
§ 65.	Защитное отключение............................. 225
§ 66.	Защитные средства, применяемые	в	электроустановках	228
§ 67.	Организация безопасной	эксплуатации	электроустановок	230
334
Г л и и a 9. Безопасность эксплуатации герметичных систем, находя-
щихся под давлением ...........................,	...........	233
§ (1	8. Герметичные устройства и установки................. 238
§ 69.	Побочные процессы в устройствах и установках ....	238
§ 70.	Образование систем горючее-окислитель................ 240
§ 71.	Расширение жидкостей в замкнутых объемах. Измене-
ние прочностных свойств конструкционных материалов 244
§ 72.	Нарушение режима эксплуатации (неправильная экс-
плуатация) ................................................ 245
§ 73.	Технологические факторы разгерметизации ............. 248
§ 74.	Методы контроля при герметизации..................... 249
Глава 10. Пожарная профилактика
§ 75.	Общие сведения о процессе горения................... 257
§ 76.	Причины и характер пожаров на предприятиях машино-
строительной промышленности ............................... 260
§ 77.	Оценка пожарной опасности промышленных предприятий 263
§ 78.	Пожарная профилактика при проектировании и строи-
тельстве промышленных предприятий.......................... 265
§ 79.	Противопожарные требования к системам отопления и кон-
диционирования воздуха..................................... 272
§ 80.	Огнегасительные вещества и средства пожаротушения 273
§ 81.	Требования пожарной безопасности к электроустановкам 280
§ 82.	Пожарная сигнализация..............................   281
§ 83.	Организация пожарной охраны предприятия.............. 286
Глава И. Безопасность устройства и эксплуатации машин и механиз-
мов .............................................................. 290
§ 84.	Требования безопасности, предъявляемые к конструкциям
оборудования............................................... 290
§ 85.	Порядок учета требований охраны труда при разработке,
изготовлении и испытаниях опытных образцов новых
машин и передаче их в серийное производство................ 292
§ 86.	Опасные зоны оборудования и средства защиты.......	293
§ 87.	Основные требования безопасности к конструкциям подъем-
но-транспортных машин и механизмов......................... 306
§ 88.	Приборы хи устройства безопасности подъемио-транспорт-
ных машун, принципы их действия............................ 309
§ 89.	Вопросы охраны труда, связанные с механизацией и авто-
матизацией производства.................................... 310
Глава 12. Требования охраны труда к устройству п содержанию про-
мышленных предприятий и цехов .................................... 312
§ 90.	Санитарно-гигиеническая классификация и основные
характеристики машиностроительного	предприятия	.	.	.	312
§ 91.	Выбор площадки-для промышленного	предприятия	.	.	.	313
§ 92.	Размещение производственных зданий на территории
промышленного предприятия................................ 315
§ 93.	Требования к конструкции зданий................... 317
§ 94.	Санитарно-гигиенические требования к конструктивным
элементам производственного помещения. Требования к
вспомогательным	и	подсобным помещениям............... 320
§ 95.	Системы водоснабжения, канализации и очистки промыш-
ленных сточных	вод................................... 321
Список	литературы.............................................. 324
Предметный	указатель.............................................. 328