Курсовая работа (т): Усовершенствование методов, средств и приборов контроля вредных веществ в воздухе рабочей зоны в сварочном цеху

Условия эксплуатации:

-        температура окружающего воздуха от 10 до 35°С;

-        относительная влажность воздуха не более 90%;

-        атмосферное давление от 87 до 107 кПа (от 650 до 800 мм рт. ст.);

-        массовая концентрация пыли не более 40 мг/м³.

-        масса воздухозаборного устройства УГ-2 не более 1,5 кг;

-        масса комплекта индикаторных трубок не более 0,3 кг;

-        габаритные размеры воздухозаборного устройства УГ-2 не более 110х105х200 мм;

-        габаритные размеры комплекта индикаторных трубок не более 140 х 75х30 мм.

Относительная погрешность измерения массовых концентраций аммиака, ацетона, хлора, бензола, толуола, ксилола, углеводородов нефти, этилового эфира, бензина, оксидов азота, оксида углерода и сернистого ангидрида тремя индикаторными трубками при помощи газоанализатора универсального УГ-2 не превышает ± 25%.

Таблица 1 - Определяемые вещества газоанализатором УГ-2

Подготовка и проведение измерений

При подготовке прибора УГ - 2 к работе перед проведением анализа необходимо выполнение следующих пунктов:

-              проверить герметичность воздухозаборного устройства УГ-2;

-              снарядить индикаторные трубки;

-              снарядить фильтрующие патроны.

Зараженный воздух, проходя через индикаторную трубку, изменяет цвет наполнителя. Измеряя длину окрашенного столбика наполнителя в трубке по шкале, отградуированной в мг/м³, определяют концентрацию анализируемого АХОВ в воздухе. Продолжительность проведения одного анализа 2-10 минут.

Перед проведением анализа индикаторные трубки необходимо выдержать 30 минут для принятия температуры окружающей среды.

Для определения концентрации определяемого газа (пара) открывают крышку воздухозаборного устройства, отводят фиксатор, берут из гнезда исток и вставляют его в направляющую втулку так, чтобы наконечник фиксатора скользил по канавке штока, над которой указан объем просасываемого воздуха.

Давлением руки на головку штока сильфон сжимают до тех пор, пока конец фиксатора попадет в верхнее углубление в канавке штока. Берут индикаторную трубку, освобождают от герметизирующих колпачков, избегая засорения ее герметизирующим материалом.

Постукивая стержнем о стенки трубки, проверяют ее уплотнение и, если при этом между столбиком порошка и тампоном образовался просвет, его устраняют нажатием стержня на тампон.

После этого ее присоединяют к резиновой трубке воздухозаборного устройства. При наличии в анализируемом воздухе паров (газов), мешающих определению, их улавливают фильтрующим патроном, который присоединяют с помощью резиновой трубки к индикаторной трубке узким концом встык.

При определении концентрации окислов азота окисленную и поглотительно-окислительную трубку присоединяют к индикаторной трубке концом, который содержит темно - фиолетовый порошок.

Надавливая одной рукой на головку штока, другой отводят фиксатор. Как только шток начнет двигаться, фиксатор отпускают и включают секундомер.

Когда фиксатор войдет в нижнее углубление канавки штока, слышен щелчок, то просасывание воздуха еще продолжается.

При просасывании заданного объема воздуха продолжительность хода штока должна укладываться в пределы, указанные на этикетке измерительной шкалы для определяемого газа (пара).

Если продолжительность хода штока меньше указанного на шкале, то столбик порошка в трубке уплотнен слабо и наоборот.

Концентрацию определяемого газа находят, совмещая нижнюю границу столбика окрашенного порошка индикаторной трубки с началом измерительной шкалы этикетки.

Цифра на шкале, совпадающая с верхней границей окрашенного столбика порошка, указывает концентрацию определяемого газа (пара). Измерения на каждом объеме проводить не менее 2 - 3 раз.

После проведения анализа патрон отсоединяют от индикаторной трубки, закрывают заглушками и укладывают на хранение до следующего анализа.

Анализ приборов контроля вредных веществ в воздухе рабочей зоны в сварочном цехе

Газоанализатор «ФЛЮОРИТ-Ц»

Рисунок 1 - Газоанализатор «ФЛЮОРИТ-Ц»

Предназначен для измерений объёмной доли кислорода в инертных газах и азоте и представляет собой цифровой промышленный, стационарный прибор непрерывного действия.

Принцип действия газоанализатора основан на применении потенциометрической твёрдоэлектролитной ячейки.

Сверх широкий диапазон измерений газоанализатора (от 10^-6 до 100%) позволяет использовать его как при производстве особо чистых инертных газов и азота, так и при контроле технологических процессов в нефтехимической, химической, металлургической отраслях промышленности.

Показатели конкурентоспособности:

широкий диапазон и высокая точность измерения, быстродействие;

высокая надёжность и долговечность;

возможность реализации альтернативной независимой поверки при отсутствии эталонов;

простота эксплуатации и ремонта;

возможность размещения блоков газоанализатора друг от друга на расстоянии до 300 м.

Таблица 2 - Технические характеристики газоанализатора «ФЛЮОРИТ-Ц».

Газоанализатор «СВЕТ»

Рисунок 2 - Газоанализатор «СВЕТ»

Предназначен для измерений объемной доли азота в аргоне и представляет собой цифровой стационарный прибор непрерывного действия.

Принцип действия газоанализатора основан на эмиссионном спектральном методе измерения.

Газоанализатор применяется при производстве чистых газов, на воздухоразделительных установках, в криогенной промышленности, а также при проведении сварочных работ с использованием аргона.

Показатели конкурентоспособности:

автоматический контроль измеряемого параметра;

автоматическое переключение диапазонов измерения;

широкий диапазон входного давления;

наличие обзорного диапазона объёмной доли азота от 0 до 1000 млн^-1;

световая сигнализация о режиме работы термостата и о достижении предельных значений измеряемого компонента;

простота монтажа и удобство эксплуатации.

Таблица 3 - Технические характеристики газоанализатора «СВЕТ»

Газоанализатор «ОНИКС»

Рисунок 3 - Газоанализатор «ОНИКС»

Предназначен для одновременного измерения объемных долей влаги, кислорода и водорода в азоте и инертных газах и представляет собой цифровой, стационарный прибор непрерывного действия.

Принцип действия газоанализатора основан на комбинированном применении кулонометрических и твердоэлектролитного чувствительных элементов.

Газоанализатор применяется в технологических процессах на предприятиях металлургической, химической, электронной промышленности, в других отраслях, связанных с производством особо чистых газов, а также на наземных космических объектах. Газоанализатор может использоваться для проведения научных исследований в различных областях науки и техники.

Показатели конкурентоспособности:

возможность одновременного измерения концентрации трёх компонентов - кислорода, водорода, влаги;

считывание данных об объемных долях влаги, кислорода и водорода по цифровому табло производится выборочно по желанию оператора нажатием соответствующей кнопки переключателя режима измерений, при этом выбор области  измерений каждого компонента производится автоматически;

возможность одновременной записи значений измеряемых компонентов при использовании многоточечного   регистрирующего прибора;

газоанализатор выдерживает перегрузки по измеряемым компонентам и не требует установки нуля;

газоанализатор имеет устройство сигнализации о перегрузке по каждому измеряемому компоненту, а также  устройство сигнализации о неисправности прибора;

наличие диапазона показаний объёмной доли измеряемых компонентов от 500 до 1000 млн^-1;

возможность реализации альтернативной независимой поверки при отсутствии эталонов.

Таблица 4 - Технические характеристики газоанализатора «ОНИКС»

Обоснование использования выбранного средства контроля

Проанализировав газоанализаторы УГ-2, используемые на предприятии ОАО «Энергомаш» и современные газоанализаторы «ФЛЮОРИТ-Ц», «СВЕТ», «ОНИКС» мною был сделан вывод, что газоанализатор УГ-2 не только морально устарел, но и не отвечает многим современным требованиям эксплуатации, точности измерений и.т.д.

Среди, предложенных мною газоанализаторов был выбран газоанализатор «ФЛЮОРИТ-Ц» так как он соответствует всем требованиям к измерениям воздуха рабочей зоны на сегодняшний день.

Газоанализатор защищён патентом Российской Федерации, зарегистрирован в Государственном реестре средств измерений под №20628-00 и допущен к применению в Российской Федерации в качестве средства измерений. Имеет российский и военный сертификаты.

Газоанализатор может применяться на воздухоразделительных установках, установках для получения и тонкой очистки инертных газов и азота для контроля готовой продукции, а также для промежуточного технологического контроля.

Газоанализатор выполнен в климатическом исполнении УХЛ, категории размещения 4.2 по ГОСТ 15150-69 при температуре окружающего воздуха от плюс 5 до плюс 50°С.

Газоанализатор представляет собой изделие третьего порядка по ГОСТ 12997-84, состоящее из датчика и блока измерений.

По защищенности от воздействия окружающей среды газоанализатор имеет исполнение, защищенное от попадания внутрь твердых тел со степенью защиты JP20 по ГОСТ 14254-96.

По устойчивости к воздействию температуры и влажности окружающего воздуха газоанализатор имеет исполнение В4 по ГОСТ 12997-84.

По устойчивости к воздействию атмосферного давления газоанализатор имеет исполнение Р1 по ГОСТ 12997-84.

Газоанализатор предназначен для эксплуатации во взрывобезопасных помещениях. Газоанализатор не требует установки нуля. Газоанализатор не является источником радиопомех и шума.

Газоанализатор имеет выходной линейный унифицированный сигнал постоянного тока 0-5 мА или 4-20 мА по ГОСТ 26.011-80 для каждого диапазона измерений.

Газоанализатор имеет диапазон показаний ЭДС чувствительного элемента от 0 до 2 В.

Допускаемая основная относительная погрешность (do) по показаниям газоанализатора и по выходному сигналу не более:

-        ± 10% при измерении объемной доли кислорода от 1·10^-6 до 1·10^-5%

-        включительно;

-        ± 6% при измерении объемной доли кислорода от 1·10^-5 до 1·10^-3%

-        включительно;

-        ± 4% при измерении объемной доли кислорода от 1·10^-3 до 100% включительно.

Допускаемое изменение показаний газоанализатора в течение 7 суток на одной и той же газовой смеси не превышает 0,5 do.

Дополнительная погрешность газоанализатора при изменении температуры окружающей среды на каждые ± 10°С от температуры плюс (20 ± 2)°С в диапазоне от + 5 до + 50°С не превышает 0,5 dop.

Дополнительная погрешность газоанализатора, обусловленная отклонением расхода анализируемого газа через чувствительный элемент на ± 30% от значения (от 2,4 до 2,6) см³/с, не превышает 0,4d0.

Время прогрева газоанализатора не превышает 30 мин.

Температура рабочей зоны чувствительного элемента 634°С (907 К).

Массы составных частей газоанализатора не более:

-        датчика - 4,0 кг;

-        блока измерений - 4,5 кг.

Габаритные размеры составных частей газоанализатора не более:

-        датчика - 165х145х340 мм;

-        блока измерений - 250х145х350 мм.

Потребляемая газоанализатором мощность в рабочем режиме не более 120 Вт.

Газоанализатор в транспортной таре выдерживает воздействие температуры от - 50 до + 50°С и относительной влажности до (95 ± 3)% при температуре + 35°С.

Газоанализатор в транспортной таре выдерживает вибрации по группе N2 по ГОСТ 12997-84 (транспортной тряски) в направлении, указанном на таре "ВЕРХ".

Средняя наработка на отказ Т_о не менее 20000 ч.

Газоанализатор имеет устройство сигнализации о достижении заданного верхнего и нижнего значения объемной доли кислорода и выдает информацию посредством срабатывания контактов электромагнитных реле, а также высвечивания световых индикаторов на передней панели блока измерений. Ток через контакты электромагнитного реле не более 0,5 А при постоянном напряжении не более 30 В.

Заключение

Известно, что загрязнение в процессе сварки воздуха рабочей зоны мелкодисперсной пылью, газами, аэрозолями наносит значительный вред здоровью рабочим, оседая в легких, что является предпосылкой к образованию профессионального заболевания.

В данном работе я рассмотрел улучшение системы контроля за выбросами в сварочном цеху.

С целью усовершенствования контроля за концентрациями вредных веществ, выделяющихся в воздухе рабочей зоны в сварочном цеху.

Для решения проблемы мною был проведен анализ современных стационарных газоанализаторов и предложен новый газоанализатор, отвечающий современным требованиям, предъявляемым к измерениям.

Таким образом, достигнуты цели данной работы, а именно была усовершенствована система контроля измерений объёмной доли кислорода в инертных газах и азоте. Сверх широкий диапазон измерений газоанализатора позволяет использовать его как при производстве особо чистых инертных газов и азота, так и при контроле технологических процессов в нефтехимической, химической, металлургической отраслях промышленности.

Список используемых источников

1)     В.В. Юшин, В.М. Попов, П.П. Кукин и др. Техника и технология защиты воздушной среды: Учеб. пособие для Т38 вузов/ - 2-е изд., доп.-М.: Высш. шк., 2008. - 399с.: ил.

2)       Морачевскнй А.Г., Вайсгант З.И. Применение электрохимических методов в технологии производства вторичного свинца // Журнал прикладной химии. 1993. Т. 66. Вып. 1.

)        Морачевский А.Г. Новые направления в технологии переработки лома свинцовых аккумуляторов (обзор) // Журнал прикладной химии. 1997. Т. 70. Вып. 1.

)        Исаева Н.В., Сердюк А.И. Проблемы и перспективы электрохимической переработки свинцово-кислотных аккумуляторов // Экотехнологии и ресурсосбережение. Киев. 2005. № 5.

)        Исаева-Парцвания H.B., Сердюк А.И., Ступин А.Б. Выбросы вредных веществ при электрохимической переработке свинцово-кислотных аккумуляторов в электролитах на основе кремнефтористоводородной кислоты // Вгсник Донецького университету. Сер. А. Природнич1 науки.

)        Бакутин В.Н., Заика Ж.А., Карпов В.И. Определение дефектов пайки радиационным методом // Дефектоскопия. 1972. № 6. С. 75-80.

)        Буслович С.Л., Гельфгат Ю.М., Коциныш И.А. Автоматизация пайки печатных плат. М: Энергия, 1976. 216 с.

)        Румянцев С.В., Добромыслов В.А., Борисов О.И. Неразрушающие методы контроля сварных соединений. М.: Машиностроение, 1976.335 с.

)        Ремизов А.Л. Ультразвуковая дефектоскопия паяных соединений строительных металлоконструкций / В сб.: Пайка 2000. Тольятти, 2000. С. 89 - 95.

)        Ковшиков Е.К. Неразрушающий контроль качества эвтектической пайки кристалла кремния при сборке интегральных схем / В сб.: Неразрушающий контроль и системы управления качеством сварных и паяных соединений. М.: ЦРДЗ, 1992. С. 129 - 133.

)        Источник: Справочник по пайке. Под ред. И.Е. Петрунина. Москва, Машиностроение, 2003

)        Петрунин И.Е. "Физико-химические процессы при пайке. М., «Высшая школа», 1972;

)        Максимихин М.А. Пайка металлов в приборостроении. Л.: Центральное бюро технической информации, 1959

)        С.Н. Лоцманов, Руководство по пайке металлов, Издательство: ОБОРОНГИЗ, 1960

)        Межотраслевые правила по охране труда при проведении работ по пайке и лужению изделий ПОТ Р М 022-2002

)        Санитарные правила организации процессов пайки мелких изделий сплавами, содержащими свинец (утв. Главным государственным санитарным врачом СССР 20.03.1972 - 952-72)

)        Кузьмин В.И. Технологическое оборудование для производства печатных узлов с поверхностно-монтируемыми элементами. // Экономика и производство. Технологии. Оборудование. Материалы, № 8-9 (август-сентябрь), 1998 г.

)        Кузьмин В.И. Технология, оборудование и системы управления в электронном машиностроении. // Энциклопедия машиностроения. Раздел III. «Технология производства машин», том III.8

)        Ежемесячный журнал «EPP Europe». Electronics production and test Konradin ISSN 0172-6250.