Общая характеристика ультразвука
В соответствии с ГОСТ 12.1.00-89 под ультразвуком понимаются упругие колебания, распространяющиеся в газообразных, жидких и твердых средах в диапазоне частот от 1,12*10 4 Гц до 10 9 Гц. Практически это не слышимые звуки, занимающие достаточно широкий диапазон частот. УЗ находит широкое применение в различных технологических процессах: обработке любых материалов, резке, сварке, очистке и др. УЗ наряду с лазером называют инструментом ХХ и соответственно ХХ1века.
ГОСТ 12.1.00-89 устанавливает классификацию, основные параметры, допустимый уровень ультразвука на рабочих местах, требования к ультразвуковым характеристикам оборудования, методам контроля и защиты от воздействия ультразвука.
Методы и средства защиты от ультразвука Коллективные методы защиты от шума .
Основной мерой защиты от ультразвука является уменьшение его интенсивности в источнике его возникновения.
Это осуществляется различными конструкционными мероприятиями (точность изготовления деталей, смазка) и переводом генератора на более высокие частоты, для которых допустимые уровни выше.
Коллективные меры защиты применяются для защиты от ультразвука по пути его распространения.
Для защиты от воздушного ультразвука, как и при шуме, применяют звукоизоляцию и звукопоглощение, но только в узком частотном диапазоне.
Звукоизоляция обеспечивается герметичными кожухами из листовой стали или алюминия, толщиной 1-2 мм или из стеклотекстолита, гетинакса толщиной более 5 мм. Внутренние стенки кожуха покрываются слоем пористой резины, при этом суммарный уровень поглощения ультразвукового излучения кожухом снижается на 25-30 дБ.
Необходимо устройство экранов, также как и при шуме, с-образной и п-образной формы между работающим оборудованием и персоналом. Чаще всего экраны изготавливают из прозрачных материалов, в частности, из оргстекла.
Существенно снижает интенсивность ультразвука размещение ультразвуковых установок в звукоизолирующих кабинах или в специальных помещениях.
При контактном действии ультразвука защита обеспечивается средствами виброизоляции, вибропоглощения (т.е. различными типами амортизаторов, покрытий, резиновыми перчатками и резиновыми ковриками).
Для исключения контакта работающих с источниками ультразвука применяется дистанционное управление оборудованием, автоблокировка (автоматическое отключение оборудования при загрузке-выгрузке деталей в случае очистки или нанесения покрытия), специальные приспособления для удержания деталей. Для защиты рук от возможного неблагоприятного воздействия контактного ультразвука применяют две пары перчаток: резиновые - наружные и хлопчатобумажные - внутренние.
Ультразвуковые станки для сварки, резки и пайки, содержащие ультразвуковые преобразователи с концентраторами, обязательно должны иметь экраны из оргстекла достаточно толстого, или другого материала, обеспечивающего снижение уровней ультразвукового давления до допустимого. Если по производственным причинам невозможно снизить интенсивность ультразвука до допустимых значений применяют средства индивидуальной защиты (СИЗ).
В качестве СИЗ от вредного воздействия ультразвука, распространяющегося в воздушной среде применяют ушные вкладыши и противошумные наушники, рассчитанные на более высокие частоты.
Медико-профилактические мероприятия при защите от ультразвука на рабочих местах.
Медико-профилактические мероприятия включают в себя предварительные и периодические медосмотры. На работу с ультразвуковыми установками принимаются лица, не моложе 18 лет и не имеющие заболеваний органов слуха (также, как и при шуме).
Периодичность медосмотров: при уровне ультразвука 80-99 дБ - 1 раз в 2 года; если уровень более 100 дБ - 1 раз в год.
Режим труда и отдыха при работе с ультразвуковым оборудованием следующий: работа 50% рабочего времени и через каждые 1,5 часа перерыв 15 мин.
Комплекс физиотерапевтических процедур, включает в себя массаж, ультрафиолетовое облучение, в особенности для рук. Зона с параметрами ультразвука, превышающими предельно-допустимые обозначается знаком "Осторожно. Прочие опасности".
Общие сведения об инфразвуке.
В соответствии с санитарными нормами СН 2.2.4/2.1.8. 567-96 «Санитарные нормы. Гигиенические нормативы инфразвука на рабочих местах, в помещениях жилых, общественных зданий и на территории жилой застройки» под инфразвуком понимают колебания упругих сред воздуха, твердых тел и жидкостей в диапазоне частот от 10 -2 до 20 Гц.
Инфразвуковых колебаний в природе гораздо больше, чем слышимых. Вся окружающая нас природная среда является источником инфразвука. Все живое движется, и под действием этого движения создаются инфразвуковые колебания разной частоты и интенсивности. Биение сердца, колебания легких, вибрация голосовых связок, любое наше движение рождает инфразвук.
Защита от инфразвука на производстве.
От инфразвука защиты по пути распространения практически нет.
Снижения ИЗ можно добиться только в источнике его возникновения. Для этого проводятся конструктивные изменения, позволяющие перейти из области ИЗ колебаний, в более высокочастотные, т.е. выше 20 Гц.
Кроме того, необходимо повышать жесткость конструкции больших размеров, устранять низкочастотные вибрации.
Таким образом, для защиты от инфразвука используются:
Возможно некоторое снижение инфразвука при создании многослойных изолирующих кабин, состоящих из нескольких слоев алюминиевых или магниевых сплавов, между которыми располагаются пористые материалы (например, эластичный пенополиуретан). На наружные поверхности таких кабин наносится несколько слоев мастики типа антивибрит.
В качестве индивидуальных средств защиты рекомендуется применение наушников, вкладышей, защищающих ухо от неблагоприятного действия сопутствующего шума.
Медицинские и профилактические мероприятия по защите от инфразвука аналогичны мероприятиям, проводимым при защите от шума, и требуют прежде всего соблюдения режима труда и отдыха, запрещения сверхурочных работ.
Ультразвук - это звук диапазона, выше предела слышимости человека, т.е. с частотой звуковой волны свыше 20 КГц.
Инфразвук - это звук диапазона, ниже предела слышимости человека, т.е. с частотой звуковой волны менее 20 Гц.
В последнее время все более широкое распространение в производстве находят технологические процессы, основанные на использовании энергии ультразвука. Ультразвук нашел также применение в медицине. В связи с ростом единичных мощностей и скоростей различных агрегатов и машин растут уровни шума, в том числе и в ультразвуковой области частот.
Ультразвуком называют механические колебания упругой среды с частотой, превышающей верхний предел слышимости -20 кГц. Единицей измерения уровня звукового давления является дБ. Единицей измерения интенсивности ультразвука является ватт на квадратный сантиметр (Вт/см2).
Ультразвук обладает главным образом локальным действием на организм, поскольку передается при непосредственном контакте с ультразвуковым инструментом, обрабатываемыми деталями или средами, где возбуждаются ультразвуковые колебания. Ультразвуковые колебания, генерируемые ультразвуком низкочастотным промышленным оборудованием, оказывают неблагоприятное влияние на организм человека. Длительное систематическое воздействие ультразвука, распространяющегося воздушным путем, вызывает изменения нервной, сердечно-сосудистой и эндокринной систем, слухового и вестибулярного анализаторов. Наиболее характерным является наличие вегетососудистой дистонии и астенического синдрома.
Степень выраженности изменений зависит от интенсивности и длительности воздействия ультразвука и усиливается при наличии в спектре высокочастотного шума, при этом присоединяется выраженное снижение слуха. В случае продолжения контакта с ультразвуком указанные расстройства приобретают более стойкий характер.
При действии локального ультразвука возникают явления вегетативного полиневрита рук (реже ног) разной степени выраженности, вплоть до развития пареза кистей и предплечий, вегетативно-сосудистой дисфункции.
Характер изменений, возникающих в организме под воздействием ультразвука, зависит от дозы воздействия.
Малые дозы - уровень звука 80-90 дБ - дают стимулирующий эффект - микромассаж, ускорение обменных процессов. Большие дозы - уровень звука 120 и более дБ - дают поражающий эффект.
Основу профилактики неблагоприятного воздействия ультразвука на лиц, обслуживающих ультразвуковые установки, составляет гигиеническое нормирование.
В соответствии с ГОСТ 12.1.01-89 "Ультразвук. Общие требования безопасности", "Санитарными нормами и правилами при работе на промышленных ультразвуковых установках" (№ 1733-77) ограничиваются уровни звукового давления в высокочастотной области слышимых звуков и ультразвуков на рабочих местах (от 80 до 110 дБ при среднегеометрических частотах третьоктавных полос от 12,5 до 100 кГц).
Ультразвук, передающийся контактным путем, нормируется "Санитарными нормами и правилами при работе с оборудованием, создающим ультразвуки, передающиеся контактным путем на руки работающих" № 2282-80.
Меры предупреждения неблагоприятного действия ультразвука на организм операторов технологических установок, персонала лечебно-диагностических кабинетов состоят в первую очередь в проведении мероприятий технического характера. К ним относятся создание автоматизированного ультразвукового оборудования с дистанционным управлением; использование по возможности маломощного оборудования, что способствует снижению интенсивности шума и ультразвука на рабочих местах на 20-40 дБ; размещение оборудования в звуко-изолированных помещениях или кабинетах с дистанционным управлением; оборудование звукоизолирующих устройств, кожухов, экранов из листовой стали или дюралюминия, покрытых резиной, противошумной мастикой и другими материалами.
При проектировании ультразвуковых установок целесообразно использовать рабочие частоты, наиболее удаленные от слышимого диапазона - не ниже 22 кГц.
Чтобы исключить воздействие ультразвука при контакте с жидкими и твердыми средами, необходимо устанавливать систему автоматического отключения ультразвуковых преобразователей при операциях, во время которых возможен контакт (например, загрузка и выгрузка материалов). Для защиты рук от контактного действия ультразвука рекомендуется применение специального рабочего инструмента с виброизолирующей рукояткой.
Если по производственным причинам невозможно снизить уровень интенсивности шума и ультразвука до допустимых значений, необходимо использование средств индивидуальной защиты - противошумов, резиновых перчаток с хлопчатобумажной прокладкой и др.
Развитие техники и транспортны) средств, совершенствование технологических процессов и оборудования сопровождаются увеличением мощности и габаритов машин что обусловливает тенденцию повышения низкочастотных составляющих в спектрах и появление инфразвука, который является сравнительно новым, не полностью изученным фактором производственной среды.
Инфразвуком называют акустические колебания с частотой ниже 20 Гц. Этот частотный диапазон лежит ниже порога слышимости и человеческое ухо не способно воспринимать колебания указанных частот.
Производственный инфразвук возникает за счет тех же процессов что и шум слышимых частот. Наибольшую интенсивность инфразвуковых колебаний создают машины и механизмы, имеющие поверхности больших размеров, совершающие низкочастотные механические колебания (инфразвук механического происхождения) или турбулентные потоки газов и жидкостей (инфразвук аэродинамического или гидродинамического происхождения).
Максимальные уровни низкочастотных акустических колебаний от промышленных и транспортных источников достигают 100-110 дБ.
Исследования биологического действия инфразвука на организм показали, что при уровне от 110 до 150 дБ и более он может вызывать у людей неприятные субъективные ощущения и многочисленные реактивные изменения, к числу которых следует отнести изменения в центральной нервной, сердечно-сосудистой и дыхательной системах, вестибулярном анализаторе. Имеются данные о том, что инфразвук вызывает снижение слуха преимущественно на низких и средних частотах. Выраженность этих изменений зависит от уровня интенсивности инфразвука и длительности действия фактора.
В соответствии с Гигиеническими нормами инфразвука на рабочих местах (№ 2274-80) по характеру спектра инфразвук подразделяется на широкополосный и гармонический. Гармонический характер спектра устанавливают в октавных полосах частот по превышению уровня в одной полосе над соседними не менее чем на 10 дБ.
По временным характеристикам инфразвук подразделяется на постоянный и непостоянный.
Нормируемыми характеристиками инфразвука на рабочих местах являются уровни звукового давления в децибелах в октавных полосах частот со среднегеометрическими частотами 2, 4, 8, 16 Гц.
Допустимыми уровнями звукового давления являются 105 дБ в октавных полосах 2, 4, 8, 16 Гц и 102 дБ в октавной полосе 31,5 Гц. При этом общий уровень звукового давления не должен превышать 110 дБ Лин.
Для непостоянного инфразвука нормируемой характеристикой является общий уровень звукового давления.
Наиболее эффективным и практически единственным средством борьбы с инфразвуком является снижение его в источнике. При выборе конструкций предпочтение должно отдаваться малогабаритным машинам большой жесткости, так как в конструкциях с плоскими поверхностями большой площади и малой жесткости создаются условия для генерации инфразвука. Борьбу с инфразвуком в источнике возникновения необходимо вести в направлении изменения режима работы технологического оборудования - увеличения его быстроходности (например, увеличение числа рабочих ходов кузнечно-прессовых машин, чтобы основная частота следования силовых импульсов лежала за пределами инфразвукового диапазона).
Должны приниматься меры по снижению интенсивности аэродинамических процессов - ограничение скоростей движения транспорта, снижение скоростей истечения жидкостей (авиационные и ракетные двигатели, двигатели внутреннего сгорания, системы сброса пара тепловых электростанций и т.д.).
В борьбе с инфразвуком на путях распространения определенный эффект оказывают глушители интерференционного типа, обычно при наличии дискретных составляющих в спектре инфразвука.
Выполненное в последнее время теоретическое обоснование течения нелинейных процессов в поглотителях резонансного типа открывает реальные пути конструирования звукопоглощающих панелей, кожухов, эффективных в области низких частот.
В качестве индивидуальных средств защиты рекомендуется применение наушников, вкладышей, защищающих ухо от неблагоприятного действия сопутствующего шума.
К мерам профилактики организационного плана следует отнести соблюдение режима труда и отдыха, запрещение сверхурочных работ. При контакте с ультразвуком более 50% рабочего времени рекомендуются перерывы продолжительностью 15 мин через каждые 1,5 часа работы. Значительный эффект дает комплекс физиотерапевтических процедур - массаж, УТ-облучение, водные процедуры, витаминизация и др.
Вентиляция
Вентиля́ция (от лат. ventilatio - проветривание) - удаление отработанного воздуха из помещения и замена его наружным. В необходимых случаях при этом проводитсякондиционирование воздуха: очищение от пыли и дыма, подогрев или охлаждение, увлажнение или осушение, ионизация и т.д. Вентиляция создаёт условия воздушной среды, благоприятные для здоровья и самочувствия человека, отвечающие требованиям санитарных норм, технологических процессов, строительных конструкций зданий, технологий хранения и т.д.
Основное назначение вентиляции - борьба с вредными выделениями в помещении. К вредным выделениям относятся:
§ избыточное тепло;
§ избыточная влага;
§ различные газы и пары вредных веществ;
Вентиляционная система - совокупность устройств для обработки, транспортирования, подачи и удаления воздуха. Системы вентиляции классифицируются по следующим признакам:
§ По способу создания давления и перемещения воздуха: с естественным и искусственным (механическим) побуждением
§ По назначению: приточные и вытяжные
§ По способу организации воздухообмена: общеобменные, местные, аварийные, противодымные
§ По конструктивному исполнению: канальные и бесканальные
По количеству воздуха на человека в час. К примеру, в бомбоубежище - не менее 2,5 м³/ч, в офисном помещении - не менее 20 м³ в час для посетителей, находящихся в помещении не более 2 часов, для постоянно находящихся людей - не менее 60 м³ в час. Расчёт вентиляции производится с помощью следующих параметров: производительность по воздуху (м³/ч), рабочее давление (Па) и скорость потока воздуха в воздуховодах (м/с), допустимый уровень шума (дБ), мощность калорифера (кВт). Норматив по воздухообмену регламентируется строительными нормами и правилами (СНиП) и санитарными нормами и правилами (Сан Пин)
Защита от ультразвука.
Опасность ультразвука для человека.
Индивидуальные средства защиты от шума.
В случае невозможности снижения шума до нормативного вышеуказанными методами применяются средства индивидуальной защиты - противошумы.Противошумы по ГОСТ 12.4.011-75 подразделяются на три типа:
Наушники, закрывающие ушную раковину;
Вкладыши, перекрывающие наружный слуховой канал (пробка);
Шлемы, закрывающие часть головы и ушную раковину (рис.34).
Рис.34.Индивидуальные средства защиты от шума
Наушники по способу крепления на голове подразделяются на:
независимые (с оголовьем);
встроенные в головной убор (каски, шлемы, косынки) или другое защитное устройство (респиратор, очки, щитки и т.п.).
Вкладыши (мягкие тампоны из ультратонкого волокна, материала или из эбонита͵ резины) делятся на:
многократного пользования и однократного.
Наушники и вкладыши делятся по ГОСТ 12.4.051-75 на группы А,Б,В по их эффективности в дБ в октавных полосах частот.
На предприятиях зоны звука выше 85 дБ(шкала А шумометра - замер без фильтров, частотная характеристика этой шкалы близка к характеристике слуха человека) должны обозначаться знаками безопасности и работающие в этих зонах должны быть обеспечены средствами индивидуальной защиты. Запрещается даже кратковременное пребывание в зонах со звуковым давлением более 135 дБ в любой полосе частот. В технических условиях на машины и паспорта должны быть указаны значения шумовых характеристик машин, измерение шума проводится в соответствии с ГОСТ 12.1.003-76.
Нормирование ультразвука.
Ультразвук также широко применяется в промышленности: пайка-сварка, механическая обработка твердых и хрупких материалов, дефектоскопия.
При этом ультразвук вредно воздействует на человека: перегрев тканей тела, слабость, усталость, головные боли, боли в ушах.
Согласно ГОСТ 12.1.001-75 установлены допустимые уровни звукового давления на рабочих местах: (ГОСТ 12.1.001-75.Ультразвук. Общие требования безопасности. 1982 ᴦ.).
Для полос частот со среднегеометрической частотой 12500 ГЦ уровень звукового давления - 75 дБ; для 16000 Гц - 85, для 20000 и свыше - 110 дБ.
Вредное воздействие ультразвука снижается за счёт:
Локализации действия ультразвука (размещения установок в кабинах, заключение их в кожухи, экраны из стекла);
Эти меры обеспечивают защиту от ультразвука через воздух. Защита от давления ультразвука при контактном облучении состоит в полном исключении непосредственного прикосновения работающих с инструментом, жидкостью и изделиями. Загрузку и выгрузку изделий производят при выключенном источнике ультразвука, или при помощи щипцов с удлиненными и виброизолированными ручками.
Организационно-профилактическими мероприятиями (ограничение возраста - 16 лет, медицинские осмотры, обучение и инструктаж, режим труда и отдыха);
Применение средств индивидуальной защиты (резиновые перчатки).
Применяются специальные держатели, манипуляторы для дистанционного управления, т.к.ультразвук воздействует на человека (руки) через твердые и жидкие среды.
Многие из средств и мер по борьбе с шумом применимы к ультразвуку, в т.ч. и индивидуальные защитные средства.
Контроль уровней звукового давления (ультразвука) проводится после установки оборудования, его ремонта и периодически, не реже 1 раза в год, в 5 см от уха работающего в его основной рабочей позе. Временная характеристика прибора переключается в положение "быстро".
Предприятие-изготовитель должен указывать в документации ультразвуковую характеристику оборудования - уровни звукового давления в контактных точках на высоте 1,5 м от пола, на расстоянии 0,5 м от контура машины и не менее 2 м от окружающих поверхностей. Измерения проводятся не менее чем в четырех контрольных точках, расстояние между которыми не должно превышать 1 м.
Защита от ультразвука. - понятие и виды. Классификация и особенности категории "Защита от ультразвука." 2017, 2018.
