CC BY
7
M. M. Tvuphho и П. В. Силяков
Гигиеническая оценка производства плавленых флюсов и их применения при автоматической сварке
Из отдела гигиены труда Ленинградского государственного научно-исследовательского института гигиены труда и профзаболеваний
В законе о пятилетнем плане восстановления и развития народного хозяйства СССР на 1946—1950 гг. в числе передовых методов производства, подлежащих широкому использованию, названа автоматическая сварка. Скоростная сварка под слоем флюса обладает рядом технических и эксплоатационных преимуществ перед обычной дуговой сваркой. Производительность труда повышается в 5—10 раз, улучшается качество сварочного шва, достигается значительная экономия электродной проволоки и электроэнергии.
Сварка под слоем флюса получила распространение во многих отраслях промышленности: судостроении, промышленности вооружения, среднего машиностроения, строительных и транспортных металлоконструкций и др. В настоящее время считается возможным применение ее не только на длинных швах, но на узлах и сравнительно небольших деталях, гдо необходимо высокие качество шва. Описано также применение флюсов при ручной сварке.
Распространение подфлюсовой сварки вызвало необходимость производства флюсов. Дальнейшее ее внедрение будет сопровождаться вовлечением большого числа рабочих как в производство флюсов, так и для работы на автоматах. Это делает необходимой и своевременной гигиеническую оценку указанных процессов.
Производство плавленых флюсов. В настоящее время известны многие марки флюсов, разделяющиеся на две основные группы: шлаковые и плавленые. В ленинградской промышленности получили распространение плавленые флюсы .главным образом марки ОСЦ-45. Гигиеническая оценка процесса получения флюсов производилась в опытной мастерской, изготовляющей эту марку. Флюс ОСЦ-45 содержит МпО, Si02, CaF2 и незначительное количество FeO и прочих примесей. Другие плавленые флюсы состоят в основном из тех же компонентов в различных количественных соотношениях.
Производственный процесс складывается из следующих операций: подготовки шихты, плавки в дуговых электропечах при температуре около 1 500°, грануляции, сушки, дробления и просева готового флюса. Наиболее интересными в гигиеническом отношении являются процессы плавки и обработки готового флюса.
Процесс плавки сопровождается образованием аэрозолей конденсации. Количество твердых частиц в газовоздушном факеле, выделяющемся из печи, колеблется от 30 000 до 50 000 и более в 1 см3. Количество частиц в воздухе в зоне дыхания рабочего при работе вытяжных зонтов над печами колеблется в пределах 3 012—12 000 в 1 см3 при плавке и 5 922—50 000 в 1 см3 в отдельные производственные моменты. Величина этих частиц в 93—100% меньше 1 я- Но среди них нет сколько-нибудь значительного числа ультрамикроскопических частиц. Это было подтверждено исследованиями с помощью счетчика дымов и нефелометра. Повидимому, здесь мы встречаемся с быстро коагулирующими аэрозолями, в которых преобладающее число частиц имеют размеры от 0,3 до lu-.
Химический анализ воздуха показал, что плавка флюса сопровождается выделением марганцовых, кремневых и фтористых соединений, а также некоторых количеств окиси углерода.
Максимальные концентрации фтористых соединений, обнаруженные в воздухе при плавке флюса, равны 0,002—0,004 мг/л. Окись углерода содержится в концентрациях 0,004—0,025 мг/л.
При грануляции флюса марганцовые соединения в воздухе не обнаружены. Количества же кремневых соединений выше, чем при плавке, и колеблется в пределах 3,88—10,81 мг/м3 на рабочем месте и 7,58— 16,21 мг/м3 над струей флюса.
Учитывая химический состав расплавленного флюса (Подгаецкий), можно предположить присутствие в воздухе низших окислов марганца и свободного кремнезема. При химическом анализе конденсата высшие окислы марганца обнаружены не были. Из фтористых соединений при плавке вероятнее всего выделение 51Р4.
Производящий плавку подвергается действию лучистого тепла. Тело его при обслуживании печей облучается очень неравномерно (от 1,4 до 3 кал/смаХмин на уровне груди и от 0,6 до 0,7 кал/см2Хмин на уровне колена).
Операции обработки готового флюса сопровождаются значительным пылеобразованием. При ведении процессов дробления и просева вручную, а также при неполной механизации с недостаточной капсуляцией оборудования (как это имеет место в опытных мастерских) воздух загрязняется большими количествами высокодисперсной пыли (табл. 1).
Таблица 1. Запыленность воздуха на рабочих местах обработки флюса
При ведении процессов вручную При ведении процессов ном просеивающем на дробиль-агрегате
концентрации пыли в мг/м3 количество проб концентрации пыли в mi/m3 количество проб
100-£00 18 До 100 7
30Э-500 10 100—500 10
500—1 000 9 Выше 2J0 5
Выше 1 С00 7
Дисперсность пыли видна из табл. 2. Основная масса пыли состоит из пылинок размером меньше 1 ¡а.
Таблица 2. Запыленность воздуха при обработке флюса
(по счетному методу)
Количество проб Количество частиц в 1 CM1 Дисперс юсть в %
<1 И 1 —5 ц 5—10ц
20 От 8 5 Jo до 18 941 Г6-86 4-10 0,1—1,0
Кремневые соединения содержатся в пыли в количестве от 25,7 до 46,7%, марганцовые от 0 до 30%. Что касается типа соединений марганца, то при анализе флюса и осевшей пыли высшие окислы, так же как при анализе конденсата, обнаружены не были. Флюсовую пыль следует считать состоящей из силикатов марганца и кальция, свободных окислов этих металлов и свободного кремнезема.
Сварка под слоем флюса. Оставаясь дуговым процессом, сварка под слоем флюса при нормальной работе автомата протекает так, что дуга невидима. Роль флюса сводится к следующему: защита
расплавленного металла от азота и кислорода воздуха, концентрация тепла в зоне сварки, замедление остывания шва, стабилизация дуги, предупреждение угара и разбрызгивания электрода, легирование металла шва полезными примесями, предотвращение выгорания примесей металла.
Все это направлено к обеспечению высокого качества шва. Легирование металла происходит путем частичного перехода кремния и марганца из флюса в металл.
При сварке под верхним слоем флюса образуется расплавленная его зона, из которой возможно выделение в воздух химических соединений, составляющих флюс.
Исследования воздушной среды при подфлюсовой сварке были проведены в условиях сварочной лаборатории, а затем в условиях большого сварочного цеха.
В лаборатории металлический шов наваривался автоматом на стальную пластину длиной 1,5 м. Применялась малоуглеродистая проволока и флюс ОСЦ-45. Никакие другие работы в это время в помещении не производились. Пробы отбирались на уровне 15—20 см над поверхностью флюса и на уровне дыхания сварщика. Результаты исследования воздуха вблизи поверхности флюса показали, что при сварке имеет место выделение марганцовых и фтористых соединений. На этом уровне создавались концентрации от 0,0032 до 0,005 мг/л для первых и от 0,0063 до 0,012 для вторых. Окись углерода обнаружена была в количествах от 0,082 до 0,11 мг/л. Окислы ззота в воздухе найдены не были. Количества указанных веществ в зоне дыхания показаны в табл. 3.
Таблица 3. Данные о загрязнении воздуха в зоне дыхания автоматчика (в лаборатории)
Наименование веществ Полученные концентрации в мг/л Количество проб
Л\арганцовые соедине- 0.001 -0.002 4
ния ...... 0,0001—0,0008 4
Фтористые соединения 0,0051-0 0074 4
0,002 —0.0ЭЗ 2
Окись углерода .... 0,01 -0.03 9
Исследования на производстве проводились в сварочном цехе большой кубатуры при сварке длинных угловых швов автоматом ТС-13 (конструкции Института электросварки). Применялась малоуглеродистая проволока и флюс марки ОСЦ-45.
При подфлюсовой сварке в зоне дыхания автоматчика найдены концентрации вредных веществ, приведенные в табл. 4.
Здесь также можно допустить поступление марганца в воздух в виде низших окислов, так как процесс основан на восстановлении марганца до металла и образования МпО. Это находит косвенное подтверждение в отсутствии в воздухе кремниевых соединений.
В результате проведенной работы производство плавленых флюсов должно быть оценено как процесс, при котором возможно влияние на работающих марганцовых и фтористых соединений и кремнезема.
Как в процессе плавки, так и при обработке флюса в воздухе одновременно присутствуют марганцовые и кремневые соединения. При плавке рабочие подвергаются также постоянному действию малых концентраций окиси углерода.
Сравнивая полученные нами данные, характеризующие процесс сварки под слоем флюса, с обычной дуговой сваркой и св^икой аусте-нитовыми электродами, нельзя не отметить ряда гигиенических пре-
имугцеств рассматриваемого процесса: отсутствие видимой дуги, сокращение числа рабочих, подвергающихся действию вредностей сварочного процесса при применении обмазанных электродов, отсутствие в воздухе рабочего места окислов азота и кремневых соединений. В то же время концентрации марганцовых и фтористых соединений, образующиеся в зоне дыхания автоматчика (табл. 4), близки к концентрациям, обнаруженным при сварке аустенитовыми электродами.
Таблица 4. Данные о загрязнении воздуха в зоне дыхания автоматчика
Наименование веществ Полученные концентрации в мг/л В количестве проб из 10
Марганцовые соедине- 0,001 -0.002 2
ния ......... 0.0001—0,0009 5
Следы 3
Фтористые соединения 0,004 -0,0034 2
0 001 -0.003 4
Не обнаружены 4
Соединения кремния . ■ » 10
Оклсь углерода .... 0.01 —0,01 4
Окислы азота ..... Не обнаружены 6
0,005 —0 004 3
Не обнаружены 7
Процесс производства плавленых флюсов, как и сварка под слоем флюса, требует осуществления ряда оздоровительных мероприятий.
Мероприятия, необходимые для производства флюсов, можно объединить в -следующие четыре группы.
Организационные мероприятия. Производство флюсов-следует централизовать, что сделает возможным и рентабельным механизацию процессов, а также устройство рациональных установок для аспирации пыли. Организация мелких мастерских на заводах должна быть оставлена. При планировке предприятия должны предусматриваться отдельные помещения для плавки и обработки флюса, а также склады материалов и продукции.
Технологические мероприятия. Процессы подготовки шихты должны быть механизированы, как и процессы дробления, просева и транспортировки готового флюса. Для электропечей должна быть предусмотрена автоматизация или хотя бы механизация подачи электродов.
Санитарн о-т ехнические мероприятия. Здания цехов-должны отапливаться. Могут быть использованы только отопительные приборы с гладкими поверхностями. Рециркуляция воздуха недопустима; в случаях воздушного отопления оно должно быть совмещено с вентиляцией. В помещениях должна быть предусмотрена приточно-вы-тяжная вентиляция. Все процессы, сопровождающиеся пылеобразова-нием, подлежат аспирации с последующей очисткой удаляемого воздуха. У плавильных печей необходимо устройство местной механической вытяжки в виде максимально приближенных к печи зонтов с равномерными полями скоростей.
Для уменьшения объема воздуха, удаляемого зонтом, следует применять разработанные нами насадки. Насадка предохраняет выделяющийся из печи газо-воздушный факел от размывания, сноса поперечными токами и выдает его в зону действия вытяжного спектра зонта вблизи воздухоприемного отверстия. Насадка представляет собой патрубок, устанавливаемый на плите тигля над загрузочным отверстием
и кольцевым пространством у электрода. Продольная щель в задней стенке позволяет снимать и устанавливать насадку при погруженном электроде (рисунок).
Печи следует располагать вдоль стен, противоположных окнам помещения. Приточный воздух нужно подавать в плавильных отделениях на уровне дыхания со стороны, противоположной расположению печей.
Санитарн о-г игиенические мероприятия. При цехах,, производящих флюсы, необходимо устройство бытовых помещений (душевых, умывален, раздевалок, комнат для приема пищи и т. д.) согласно ОСТ. Рабочие должны снабжаться спецодеждой, мылом, доброкачественной питьевой водой.
При сварке под слоем флюса должны быть приняты меры к снижению концентрации марганцовых и фтористых соединений в зоне дыхания автоматчика. Ввиду того что автоматы обычно применяются в больших сварочных цехах, где одновременно происходит дуговая сварка во многих точках, устройство местной вентиляции не целесообразно. Такая установка была бы сложной, потребовала бы удаления больших объемов воздуха, что вызвало бы приток к рабочему месту автоматчика загрязненного воздуха от постов дуговой сварки. По-видимому, вопрос вентилирования подфлюсо-вой сварки должен решаться в общем плане вентиляции сварочных цехов.
Метод определения воздухообменов в сварочных цехах до настоящего времени окончательно не установлен. Обычно рекомендуется принимать воздухообмена из расчета 2 200 м3/час на один сварочный пост.
Впредь до окончательного выбора способа определения воздухообменов в сварочных цехах можно рекомендовать включение работающих автоматов в число постов при их подсчете.
В промышленности внедряются автоматы, не снабженные приспособлениями для аспирации флюса и передачи его обратно в бункер, хотя такие конструкции имеются. Так как операция сметания флюса со шва и заполнения им бункера сопровождается значительным пылеобразова-нием, необходимо добиваться выпуска автоматов, в которых предусмотрена механизация возвращения флюса.
Насадка для предохранения от размьиа шя выделяющегося из печи факела
У. Г. Чернявский
К исследованию питания городского населения в годы Великой Отечественной войны
Для изучения питания городского населения пользуются обычно выборочными обследованиями бюджетов рабочих и служащих или выборочными обследованиями, посвященными специально питанию. Во время войны .вследствие ряда причин репрезентативность такого рода выборочных материалов резко падает. Это вызывается в особенности тем, чго при нормировании условия снабжения отдельных предприятий и отдельных категорий снабжаемых сильно отличаются друг от друга. Вместе с тем эти условия приобретают решающее значение как для уровня питания, так и для источников поступления продуктов. Бюджеты же, бу-
за
