Лекція 11. Захист від впливу виробничих випромінювань
Широке використання у всіх областях господарських-ної діяльності діелектричних матеріалів і органі-чеських сполук (полімерів, паперу, твердих і жид-ких вуглеводнів, нафтопродуктів і т.п.) неминуче супроводжується утворенням зарядів статичної електрики, які не тільки ускладнюють проведення технологічних процесів, але і часто являються-ся причиною пожеж і вибухів, що приносять біль-шою матеріальні збитки. Нерідко це призводить до гібе-ли людей.
Статичну електрику - це сукупність яв-лений, пов'язаних з виникненням, збереженням і ре-лаксаціей вільного електричного заряду на поверх-ності, або в обсязі діелектриків, або на ізольованих провідниках (ГОСТ 12.1.018). Освіта і накопичення зарядів на переробляється матеріалі пов'язано з двома наступними умовами:
♦ наявність контакту поверхонь, в результаті чого створюється подвійний електричний шар, виникнення
якого пов'язане з переходом електронів в елементарних донорско-акцепторних актах на поверхні контакту. Знак заряду визначає неоднакове спорідненість матеріалу поверхонь до електрону;
♦ хоча б одна з контактуючих поверхонь повинна бути з діелектричного матеріалу.
Заряди будуть залишатися на поверхнях після Прека-рощення контакту тільки в тому випадку, якщо час руйнуючої-ня контакту менше часу релаксації зарядів. Останнє в значній мірі визначає величину зарядів на розділених поверхнях.
Змішане заряджання спостерігається тоді, коли наелектризований мате-ріал надходить в які-ли-бо ємності, ізольовані отземлі. Цей вид заряджання найбільш часто зустріч-ється при заливці горючих рідин в ємності, при подачі гумових клеїв, тканин, плівок в передвиж-ні ємності, візки і т.д. Освіта зарядів стати-чеського електрики при контакті рідкого тіла з твердим або одного твердо-го тіла з іншим багато в чому залежить від щільності сопрікос-нення, що труться; їх фізичного перебуваючи-ня, швидкості і коефіцієнта тертя, тиску в зоні контакту, мікроклімату навколишнього середовища, наявності зовнішніх електричних полів і т.д.
Заряди статичної електрики можуть накапл-тися і на тілі людини (при роботі або контакті з на-електризуватися матеріалами і виробами). Високий поверхневий опір тканин людини утруднена-ет набрякання зарядів, і людина може тривалий час перебувати під великим потенціалом.
Основною небезпекою при електризації різних ма-ріалів є можливість виникнення іскрового розряду як з діелектричної наелектризованої по-поверхні, так і з ізольованого проводить об'єкта.
Поряд з пожежною небезпекою статичну електричні-ство становить небезпеку і для працюючих.
Легкі «уколи» при роботі з сильно наелектризоване-ними матеріалами шкідливо впливають на психіку працюю-чих і в певних ситуаціях можуть сприяти травм на технологічному обладнанні. Сильні позов-ровие розряди, що виникають, наприклад, при затаріва-ванні гранульованих матеріалів, можуть призводити до бо-лівим відчуттів. Неприємні відчуття, що викликаються статичною електрикою, можуть з'явитися причинами розвитку неврастенії, головного болю, поганого сну, розд-ражітельності, поколювань в області серця і т.д. Кро-ме того, при постійному проходженні через тіло, челове-ка малих струмів електризації можливі неблагопріят-ні фізіологічні Зміни в організмі, що призводять до професійних захворювань. Систематичен-ське вплив електростатичного поля підвищеної напруженості може викликати функціональні Изме-вати центральної нервової, серцево-судинної і дру-гих систем організму.
Використання для одягу штучних або синте-тичних тканин призводить також до накопичення зарядів статичної електрики на людину. У ГОСТ 29191 (МЕК 801-2-91) наводяться відомості про те, що синтетичні-етичні тканини можуть заряджатися до потенціалу, рівного 15 кВ. Тому струм, що протікає через тіло людини, одягненого в костюм або халат із синтетичної тканини, мо-же досягати 3 мкА. Дотик до заземленим ділянках робочого місця або до незаряджені тіла викли-кість іскровий розряд з силою струму до 30 А.
Статичну електрику сильно впливає також на хід технологічних процесів отримання і переробки мате-ріалів і якість продукції. При великій щільності за-ряду Може виникати електричний пробій тонких полі-мірних плівок електро- та радіотехнічного призначення, що призводить до браку продукції, що випускається. Особливо великої шкоди завдає викликане електростатичним притяганням налипання пилу на полімерні плівки.
Електризація ускладнює такі процеси, як просів-вання, сушку, пневмотранспорт, друкування, транспорти-ження полімерів, діелектричних рідин, формова-ня синтетичних волокон, плівок і т.п. автоматичне дозування дрібнодисперсних матеріалів, посколь-ку вони прилипають до стінок технологічного обладнання-ня і злипаються між собою.
Допустимі рівні напруженості електростатічен-ських полів встановлюються ГОСТ 12.1.045 і СанПіН 11-16-94.
Засоби захисту від статичної електрики долж-ни застосовуватися у всіх вибухо- і пожежонебезпечних примі-щеннях і зонах відкритих установок, віднесених по клас-класифікацією ПУЕ до класів BI, B-Ia, B-I6, В-1г, В-П, В -ка, П-I, П-П.
При організації виробництва слід уникати про-процесів, що супроводжуються інтенсивної генерацією за-рядів статичної електрики. Для цього необхідно правильно підбирати поверхні тертя і швидкості дви-жения речовин, матеріалів, пристроїв, уникати процес-сов розбризкування, дроблення, розпилення, очищати го-рючіе гази і рідини від домішок і т.д.
Ефективним методом зниження інтенсивності гені-рації статичної електрики є метод кон-тактних пар. Більшість конструкційних ма-лов по діелектричної проникності розташовані в трибоелектричних ряди в такій послідовності, що будь-який з них здобуває негативний заряд при зіткненні з подальшим в ряду матеріалом і позитивний - з попереднім. При цьому з увеличени третьому відстані в ряду між двома матеріалами абсолют-ва величина заряду, що виникає між ними, возрас-тане.
Для попередження можливості накопичення стати-чеського електрики на поверхнях обладнання, пе-переробних матеріалів, а також на тілі працюють вище мінімальної енергії запалювання горючих сумішей НЕ-обходимо, з урахуванням особливостей виробництва, забезпечити стікання виникаючих зарядів з заряджених об'єктів.
Відповідно до ГОСТ 12.4.124 це досягається вико-ристанням засобів колективного та індивідуального захисту.
Засоби колективного захисту від статичного елект-річества за принципом дії діляться на наступні ви-ди: заземлення, нейтралізатори, зволожити ющіе пристрої, антиелектростатичних речовини, ек-ранірующіе пристрою.
Заземлення відноситься до основних методів захисту від статичної електрики і являє собою призначе-мерен електричне з'єднання з землею або її еквівалентні-Валентом металевих неструмоведучих частин, які можуть опинитися під напругою. Воно є найбільш простим, але необхідним засобом захисту в зв'язку з тим, що енергія іскрового розряду з провідних незаземленій елементів технологічного обладнання в багато разів вище енергії розряду з діелектриків.
Величина опору заземлюючих пристроїв, якi призначаються виключно для захисту від статі-чеського електрики, повинна бути не вище 100 Ом.
Особливу увагу необхідно приділяти заземлення пе-редвіжних об'єктів або обертових елементів обору-вання, не мають постійного контакту з землею. Наприклад, пересувні ємності, в які насипають або наливають електризується матеріали, повинні бути перед заповненням встановлені на заземлення ос-вання або приєднані до заземлювача спеціальним провідником до того, як буде відкритий люк.
Нейтралізація зарядів статичної електрики виробляється в тих випадках, коли не представляється мож-ли знизити інтенсивність його утворення техноло-ня і іншими способами.
У деяких випадках ефективне використання промені-вих нейтралізаторів статичної електрики, кото-які забезпечують іонізацію матеріалу або середовища під впливом ультрафіолетового, лазерного, теплового, електромагнітного та інших видів випромінювання.
Відведення зарядів статичної електрики шляхом сни-ження питомої та поверхневого електричного опору-тивления використовують в тих випадках, коли заземлення обладнання не запобігає накопичення зарядів до безпечної величини.
Для зменшення питомого поверхневого електрич-ного опору діелектриків можна підвищити від-відносна вологість повітря до 65-70%, якщо це до-допустимих за умовами виробництва. Для цієї мети примі-няют загальне або місцеве зволоження повітря в примі-ванні при постійному контролі його відносної воло-ності. При цьому на поверхні твердих матеріалів обра-зуется електропровідний плівка води, по якій отво-дяться заряди статичної електрики на заземленное технологічне обладнання.
Для зниження питомого об'ємного опору в діелектричні рідини і розчини полімерів (клеїв) вводять різні розчинні в них антиелектростатичних присадки (антистатики), зокрема, солі металів змінної валентності вис-ших карбонових, нафтенові і синтетичні жирні кислоти. До таких присадкам відносяться «Сігбол», АСП-1, АСП-2, а також присадки на основі олеатом хрому, ко-Бальта, міді, нафтенатів цих металів, солей хрому і т.д. За кордоном найбільше застосування знайшли присадки, розроблені фірмами «Еко» та «Шелл» (присадка ASA-3).
Для цього використовують Електроприв-провідні підлоги з матеріалів, у яких питомий обсяг-ве електричний опір не повинно бути вище 10 6 Ом × м. До непровідним покриттям відносяться ас-фальт, гума, лінолеум і ін. Провідними покриттями є бетон, пінобетон, ксилоліт і т.д. Заземлення помости і робочі площадки, ручки дверей, поручні сходів, рукоятки приладів, машин, механізмів, аппа-ратов є додатковими засобами відведення за-рядів з тіла людини.
До індивідуальних засобів захисту від статичної електрики відносяться спеціальні електростатічен-ські взуття та одяг. Для виготовлення такого одягу повинні застосовуватися матеріали з питомою поверхност-ним електричним опором не більше 10 7 Ом × м, а електричний опір між струмопровідних елементом антиелектростатичною одягу і землею має бути від 10 6 до 10 8 Ом. Електричне опираючись-ня між підп'ятником і ходової стороною підошви обу-ви має бути від 10 6 до 10 8 Ом.
У деяких випадках безперервне відведення зарядів ста-тичного електрики з рук людини може осущес-твляться за допомогою спеціальних заземлених браслетів і кілець. При цьому вони повинні забезпечувати електричні-ське опір в ланцюзі людина - земля від 10 6 до 10 7 Ом і свободу переміщення рук.
Захист від електромагнітних полів (ЕМП)
У виробництві широко застосовуються електромагнітні поля радіочастот та промислової частоти, постійні магнітні і електростатичні поля, небезпека впливу яких ускладнюється тим, що вони не виявляються органами почуттів. Їх використовують для нагрівання металу при плавці і куванні, отримання плазмового стану речовини, при термообробці різних матеріалів, в радіотехнічних та електронних приладах. Ступінь і характер впливу ЕМП на організм людини визначається щільністю потоку енергії, частотою випромінювання, тривалістю впливу, режимів опромінення (безперервний, тривалий), розміром опромінюваної поверхні тіла, індивідуальними особливостями організму, комбінованою дією спільно з іншими шкідливими факторами виробничого середовища (підвищена температура навколишнього середовища , наявність рентгенівського випромінювання, шум і інше).
У зоні дії ЕМП людина піддається тепловому і біологічного впливу: перегрів, опромінення очей, функціональні зміни центральної нервової і серцево-судинної системи (головний біль, стомлюваність, погіршення самопочуття, нервово-психічний розлад і ін.) Можуть спостерігатися трофічні розлади: схуднення, випадання волосся, ламкість нігтів, зміна в крові.
Засоби і способи захисту: зменшення параметрів випромінювання безпосередньо в самому джерелі випромінювання, екранування джерел випромінювання, екранування робочого місця, обмеження часу перебування персоналу в зоні дії ЕМП, збільшення відстані між джерелом випромінювання і робочим місцем, застосування попереджувальної сигналізації, застосування засобів індивідуального захисту та ін .