ТЕРМИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА ИЗДЕЛИИ. БЕЗОПАСНОСТЬ
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ
Опасные и вредные факторы, возникающие при термической обработке
изделий, обусловлены ее видом, применяемым оборудованием и рабочими
средствами.
Различают приводимые ниже виды термической обработки изделий.
Собственно-термическая: отжиг I рода, отжиг II рода, закалка без
полиморфных превращений, закалка с полиморфными превращениями;
химико-термическая: науглероживание, азотирование, сульфиди-рование,
борирование, алюминирование, хромирование, силицирование,
азотонауглероживание, бериллирование, титанирование;
деформационно-термическая: предвари-
тельная, высокотемпературная, изотермическая, низкотемпературная,
высоко- и низкотемпературная: контролируемая прокатка.
Таблица 12.9. Свойства закалочных масел
Плотность при
температуре 18 °С, г/смя
Температура, °С
Вязкость при 20 °С,
Па с
Закалочное масло
вспышки
воспла
менения
Индустриаль
ное:
И-12А
0,876
165
—
0,22—0,20
И-20 А
0,881
170
—
0,28-0,32
И-30 А
0,864
180
220
0,45
И-50 А
0,900
200
—
0,60—0,75
Трансформа
0,869
155
182
0,0218
торное
Машинное
0,909
207
240
0,129
Парафиновое
0,879
163
188
—
Цилиндровое
215
_
В процессе цементации при использовании древесного
угля в смеси с углекислым натрием или калием возможно выделение
цианистого натрия и калия. При закалке в ваннах с желтой кровяной солью
(= 500----650 °С) в нейтральной или слабокислой среде возможно
образование цианистых соединений. Процесс азотирования ведет к выделению
в воздух аммиака и нитробензола; при закалке в свинцовых ваннах в воздух
выделяются пары свинца (0,05—0,11 мг/м3), при закалке в масле —
углеводороды.
В термических цехах может возникнуть взрывопожа-роопасность при
применении масел (табл. 12.9) при работе с контролируемыми атмосферами,
с соляными, щелочными печами-ваннами.
Особенно опасна система масло—кислород (воздух), когда масла при
перегреве подвергаются термическому разложению и образуют углеродные
фракции.
Источниками взрывоопасности являются водоохлаждаемые узлы, так как при
неисправностях герметичность их нарушается когда попадает в рабочее
пространство печи; под действием высокой температуры она интенсивно
испаряется, поэтому в результате повышения давления в печи может
произойти взрыв; иногда вода разлагается, а при попадании воздуха в печи
может образоваться гремучая смесь.
Требования к материалам, производственному оборудованию, организации
рабочих мест. Согласно
ГОСТ 12.3.004—75* «ССБТ. Термическая обработка
металлов. Общие требования безопасности» участки травления металлов,
цианирования, жидкостного азотирования и свинцовых печей-ванн, а также
участки подготовки твердого карбюризатора, диффузной металлизации и
бо-рирования должны быть отделены от других участков отделения (цехов)
термической обработки металлов.
При термической и химико-термической обработке должны применяться масла,
кислоты, щелочи и другие химические вещества, на которые утверждена
нормативнотехническая документация.
Ядовитые соли для термической обработки должны использоваться в
гранулированном виде. Использование ядовитых солей в порошках
допускается с разрешения органов Государственного санитарного надзора.
Кислоты, щелочи, легко воспламеняющиеся и горючие жидкости, используемые
в количестве более 400 кг в рабочую смену должны подаваться к рабочим
местам по трубопроводам. Погрузка изделий и деталей массой более 20 кг и
разгрузка их должны осуществляться погрузочно-разгрузочными
устройствами.
Помещения термических цехов, термическое оборудование и коммуникации
должны быть оснащены контрольно-измерительными приборами для контроля
уровня опасных и вредных производственных факторов, возникающих при
данном процессе.
В местах возможной локализации действия опасных и вредных
производственных факторов (термические цехи отделения, участки на
газопроводах и на линиях сжатого воздуха) должны быть установлены
быстродействующие отсекающие устройства.
Помещения термических цехов оборудуются общеобменной приточно-вытяжной
вентиляцией (см. гл. 3). Предельно допустимая напряженность
электромагнитных полей (ЭМП) на рабочих местах и в местах возможного
нахождения персонала, связанного с применением ВЧ-энергии для
промышленной термообработки, согласно ГОСТ 12.3.004—75* не должна
превышать в течение рабочего дня по электрической составляющей, В/м: 50
— для частот от 60 кГц до 3 МГц, 20 — для частот от 3 до 30 МГц, 10 —
для частот от 30 до 50 МГц, 5 —для частот от 50 до 300 МГц; по магнитной
составляющей, А/м:
5 — для частот от 60 кГц до 1,5 МГц, 0,3—для частот от 30 до 50 МГц.
При обслуживании установок для высокочастотного
нагрева металла (ламповые и машинные генераторы) необходимы мероприятия
по электробезопасности и защите от длинноволнового излучения
(экранирование установок). Экранировку источников излучения
рекомендуется проводить при помощи замкнутых камер из листового металла
или мелкой металлической сетки.
Санитарно-эпидемиологические станции и лаборатории чистоты воздуха при
ОТБ предприятий должны регулярно (согласно графику) проводить анализы
воздуха на содержание в нем цианистых соединений, щелочи, свинца, СО,
углеводородов, масляного аэрозоля и др.
Основные взрывоопасные аварийные ситуации в печах с контролируемыми
атмосферами и рекомендуемые меры безопасности приведены в табл. 12.10.
Максимально допустимые значения взрывоопасных концентраций кислорода 02
в негорючем газе и горючего газа (горючих компонентов — Г) в смеси с
негорючим, а также рекомендуемые в этом случае для ориентировки
кратности продувки, рассчитанные при полном перемешивании подаваемого и
удаляемого газов, даны в табл. 12.11.
Для предотвращения образования взрывоопасных смесей на печах с
периодически открываемыми проемами применяют пламенные завесы [12, 32].
Если это нецелесообразно (большая тяга, большие размеры проемов и т.
д.), то необходимо предусмотреть установку запальных горелок [12, 18],
обеспечивающих воспламенение контролируемой атмосферы.
Для защиты замкнутых объемов от разрушения давлением при его возрастании
применяют взрывные (предохранительные клапаны).
Предупреждение пожаро- и взрывоопасной ситуации при работе с закалочными
маслами достигается в результате правильного выбора марки масла и режима
работы. Эффективным средством тушения пожара, вызванного возгоранием
масла, могут быть углекислотные огнетушители (они не загрязняют
закалочное масло). На больших масляных ваннах по краю резервуара
целесообразно создавать «углекислотный душ».
Эффективны автоматические противопожарные устройства и системы
подавления взрывов.
Средства индивидуальной защиты работающих. Требования к
персоналу. В термических цехах принимают
средства защиты работающих в соответствии с ГОСТ
12.4.011—75*; специальную обувь, специальную одежду, очки, респираторы.
При работе с кислотами и щелочами применяют защитные средства для рук:
пасту ИЭР-1, крем «Пленкообразующий», перчатки (РСТ Литовской ССР
142-71). Для защиты лица и глаз от брызг расплавленных солей и энергии
излучения применяются металлическая сетка с ячейками 0,8 х 0,8 мм, в
которой на уровне глаз вставлено органическое стекло размером 80x80 мм и
толщиной 3 мм, выгнутое по овалу лица.
Санитарно-бытозые устройства и спецодежда должны отвечать «Правилам
техники безопасности и производственной санитарии при термической
обработке металлов», утвержденным постановлением Президиума ЦК профсоюза
рабочих машиностроения 6 июля I960 г.
Рабочие термических цехов обеспечиваются подсоленной газированной водой
с содержанием соли 0,5 % (5 г соли на 1 л воды) из расчета 4—5 л в смену
на каждого.
К эксплуатации газового оборудования, установок токов высокой частоты и
других допускаются лица не моложе 18 лет, прошедшие специальное
обучение, а также сдавшие квалификационный экзамен и имеющие
удостоверение.
Охрана окружающей среды. Для уменьшения
загрязненности атмосферы устраивают системы газоулавливания и
газоочистки; используют газы, содержащие СО и углеводороды, для
технологических целей; регулируют состав атмосферы (при помощи
электропечей сопротивления с контролируемой атмосферой и других);
заменяют процессы с большим газовыделением (нагрев в соляных ваннах)
другими. Для уменьшения загрязнения атмосферного воздуха (особенно при
выбросе отходящих промышленных газов), для технологической подготовки
газов и извлечения из газов полезных материалов проводится
пылеулавливание с помощью пылеуловителей, встроенных в основное или
выносное оборудование.
Особое внимание должно обращаться на обезвреживание сточных вод, в
которых могут находиться цианистые соединения или другие ядовитые
вещества. Для обезвреживания цианосодержащих сточных вод рекомендуется
использовать щелочь (известковое молоко) и хлорсодержащие компоненты
(жидкий хлор, гипохлорит натрия, гипохлорит кальция, хлорную известь и
др.). Количество щелочи должно обеспечиваться поддержанием pH (во-
дородного показателя) сточных вод в пределах 10,5—
11,0. Дозу активного хлора принимают равной 3,5 части на 1 часть циана.
Затем цианосодержащие воды перед отстойниками подкисляют до нейтральной
среды. Для очистки от цианидов возможно также применение
марганцевокислого калия и перекиси водорода. При значительных
концентрациях цианид-ионов (например, в сточных водах участков
цианирования) целесообразно применение электрохимической очистки.
Для отстаивания сточных вод могут применяться горизонтальные и
вертикальные отстойники с продолжительностью отстаивания не менее 2 ч.