Високий рівень запиленості як один з шкідливих чинників при роботі з абразивними матеріалами

Застосування абразивних матеріалів дуже широко поширене в різних галузях промисловості. Абразиви використовуються як на спеціальних верстатах з повністю автоматизованим процесом, так і при роботі з ручним інструментом. Один з найбільш поширених і популярних на сьогоднішній день в Росії інструментів - кутова шліфувальна машина (КШМ або болгарка), а найпопулярніший абразивний матеріал - зачисні і відрізні круги на бакелітовій зв'язці.

При роботі з УШМ і абразивним кругом на бакелітовій зв'язці оператор наражається на ризик отримання травми через руйнування абразивного круга і впливу шкідливих факторів, таких як:

- вібрація;
- підвищений рівень шуму;
- виділення великої кількості іскор і великих фракцій матеріалу;
- високий рівень запиленості

У даній статті ми більш детально зупинимося на такому шкідливому факторі, як пил, яка утворюється при обробці матеріалу деталей абразивними матеріалами. Регулярне вдихання промислового пилу може привести до професійних захворювань, таким як силікоз, пневмоконіоз і навіть онкологічні захворювання. Деякі з патологій часто проходять безсимптомно на початковій стадії, а в подальшому вже не піддаються лікуванню.

Відомо, що, якщо запиленість на робочому місці перевищує гранично допустимі концентрації, які регламентуються ГН 2.2.5.1313-03, необхідно застосовувати засоби індивідуального захисту органів дихання (далі ЗІЗОД). На сьогоднішній день існує багато видів засобів індивідуального захисту (далі ЗІЗ) на ринку для захисту від шкідливого впливу пилу. Як би ефективні не були сучасні засоби захисту, загальновизнано, що ЗІЗ є останніми в рейтингу заходів щодо захисту здоров'я робітника, і застосовують їх тоді, коли неможливо змінити технологічний процес так, що робітник не буде піддаватися дії шкідливих факторів.

Розглянемо вплив застосовуваних абразивних матеріалів на умови праці.

Пил, що утворюється при роботі абразивним кругом на бакелітовій зв'язці може відрізнятися як за складом (в залежності від оброблюваного матеріалу і використовуваного абразивного круга; при цьому у різних виробників може бути різний склад кіл) і дисперсності (розміру часток), так і від того, є чи старе покриття або іржа на оброблюваному матеріалі.

Нижче наведені фотографії пилу під мікроскопом, яка утворюється при шліфувальних роботах різними матеріалами.

Малюнок 1 - Стружка, що утворюється при обробці фібровими
колами з керамічним зерном точної форми 3M ™

Малюнок 2 - Мелкодисперсная пил, що утворюється при обробці
колами на бакелітовій зв'язці зі звичайним керамічним зерном

На фотографіях видно, що при роботі з фібровою зачисним кругом 3М ™ Cubitron ™ II утворюється більш крупнодисперсная пил, більш схожий на стружку, а при шліфуванні поверхні колами на бакелітовій зв'язці зі звичайним керамічним зерном - дрібнодисперсний пил. Така пил довгий час може залишатися в повітрі робочої зони і очевидно легше потрапляти в легені працівника, ніж більша. Як відомо, найбільшу небезпеку для здоров'я представляють саме дрібні частинки розміром менше 5 мікрон, що менше товщини стінки альвеоли (осередки легких людини, в яких відбувається газообмін повітря і крові). Через розміру вони не утримуються альвеолами і проникають безпосередньо в кровотік, згодом вражаючи різні органи.

- Чому ж пил, що утворюється при обробці металу різними абразивними матеріалами, так істотно відрізняється за розміром?

- Вся справа в керамічному оксиді алюмінію (Al₂O₃). У звичайних абразивних матеріалах керамічне зерно має неправильну форму (рис. 4), при обробці металу воно «оре» поверхню, викликаючи її перегрів. Ідентичні ж один одному абразивні керамічні зерна, що мають точну форму правильної призми швидко і рівномірно прорізають метал без його перегріву. У той же час, в процесі шліфування в міру зносу абразивного зерна відпрацювали мікрочастинки сколюються в місцях з'єднання один з одним, поступово відкриваючи нові мікрочастинки з гострими ріжучими крайками. Такий механізм «самозатачіванія» обумовлює високу агресивність і тривалий термін служби абразивних матеріалів з керамічним зерном точної форми 3M ™.

Малюнок 3 - Керамічне зерно точної форми 3M ™

Малюнок 4 - Звичайне керамічне зерно

Малюнок 5 - Обробка металу звичайним керамічним зерном

Малюнок 6 - Обробка металу керамічним зерном точної форми 3M ™

КІЛЬКІСТЬ ПИЛУ НА РОБОЧОМУ МІСЦІ

Розглянемо вплив абразивних матеріалів на кількість пилу, що утворюється при проведенні шліфувальних робіт.

Відділ абразивних матеріалів компанії ЗАТ «3М Росія» і АТ «Клинский інститут охорони та умов праці», провели дослідження, в ході яких і були зроблені виміри концентрації АПФД (аерозолі переважно фіброгенного дії) при проведенні шліфувальних робіт. В якості технологічної операції при виконанні досліджень була прийнята операція зачистки зварних швів, які були заздалегідь, до проведення випробувань, виконані на поверхні швелера № 20 (Сталь 7). Шви розташовувалися поперек швелера. Довжина кожного шва становила приблизно 200 мм.

Оцінюється технологічна операція включала в основному зворотно-поступальні рухи шліфувальної машини вздовж шва, руху по переходу на новий шов, руху по зачистці фаски на краю швелера. Тривалість вимірювання в процесі безперервного виконання даної технологічної операції не перевищувала двох хвилин, що визначалося тривалістю відбору проби повітря в зоні дихання працівника (з зовнішньої сторони захисного щитка). При завершенні операції працівник вимикав електричну машинку і відкладав її в сторону. Кожен експеримент проводився з новим колом, а приміщення провітрювати протягом 15 хв.

Як долають абразивних кіл використовувалися фібровий коло 3M ™ Cubitron ™ II 982C Ø125 мм виробництва компанії 3М і куплений в будівельному магазині, поширений на російському ринку зачистной коло на бакелітовій зв'язці Ø125 мм і товщиною 6 мм.

Результати порівняння концентрації АПФД в повітрі робочої зони при роботі УШМ з використанням фібрового кола 3M ™ Cubitron ™ II 982C і зачистного кола на бакелітовій зв'язці, представлені в таблиці 1.

Таблиця 1 - Порівняння концентрації АПФД в повітрі робочої зони при роботі УШМ
з використанням фібрових кіл 3M ™ Cubitron ™ II 982С і зачистного кругана бакелітовій зв'язці

Фібровий коло 3M ™ Cubitron ™ II 982C показав перевищення ГДК в 3,8 рази, а зачистной коло на бакелітовій зв'язці, який брав участь в дослідженні, в 9,2 рази. Результати дослідження дозволяють говорити про те, що фіброві круги 3M ™ Cubitron ™ II 982C знижують концентрацію пилу при виконанні шліфувальних робіт в 2,5 рази (що дозволяє застосовувати ЗІЗОД меншій мірі захисту).

За результатами досліджень і випробувань на підприємствах можна зробити висновок про те, що при застосуванні матеріалів Х швидкість шліфування поверхні стає в кілька разів вище (в 2-3 рази), тобто збільшується продуктивність праці. Таким чином, тривалість негативного впливу промислового пилу на оператора при виконанні того ж обсягу роботи знижується.

Лабораторні дослідження показали, що абразивні шліфувальні круги із зерном точної форми 3М ™ видаляють стільки ж металу при силі натиску 6 кг, як і інші кола при силі натиску 10 кг. Крім того, при тій же силі натиску ці кола видаляють на 40% більше металу, ніж будь-які інші.

З усього вищесказаного випливає, що якість абразивного матеріалу безпосередньо впливає на безпеку праці. Застосування сучасних абразивних матеріалів Х дозволяє:
- знизити концентрацію пилу на робочому місці;
- зробити фракцію пилу безпечнішою;
- скоротити час впливу пилу на робітника;
- збільшити продуктивність праці робітника.

Денис Кошелєв,
старший технічний фахівець
ЗАТ «3М Росія»