Охрана труда в строительстве
| Загрузить архив: | |
| Файл: 036.zip (1658kb [zip], Скачиваний: 263) скачать |
Содержание
Задачи …………………………………………………………
Какие меры безопасности применяются при использовании баллонов с кислородом, ацетиленом, пропаном?……………………………..……………………..
При каких условиях происходит взрывоопасное горение газов?……………………………………………………….…
Какие меры безопасности применяются при работе с электрофицированным инструментом? Схема заземления электроинструмента.…………………………
Какое влияние на величину предела огнестойкости железобетонных конструкций оказывает влажность бетона?.….……………………………………………………
Методика определения показателей по охране труда согласно системе управления охраной труда. …………...
Используемая литература.…………………………………
2
6
10
12
19
21
24
Задача 1
Исходные данные:
Подобрать сечение балки траверсы и каната для подъёма железобетонной фермы.
Вес фермы Q=160кн.
Длина траверсы l=6м.
Балка траверсы работает на изгиб.
Требуется:
Составить схему строповки.
Подобрать сечение балки траверсы, тип и сечение каната.
Решение:
Схема строповки траверсой в двух точках.
Где 1 - центр тяжести груза
2 - траверса
3 - ролик
4 - строп
Определение усилия натяжения в одной ветви стропа
S = Q/(m cosa) = kQ/m = 1,42*160/2 = 113,6 кн.
Где S – расчетное усилие, приложенное к стропу без учета перегрузки, кн; Q – вес поднимаемого груза, н; a- угол между направлением действия расчетного усилия стропа; k – коэф., зависящий от угла наклона ветви стропа к вертикали (при a=45о k=1,42); m– общее число ветвей стропа.
Определяем разрывное усилие в ветви стропа
R = S*kз = 113,6*6 = 681,6кн.
Где kз – коэффициент запаса прочности для стропа.
Выбираем канат типа ТК 6х37 диаметром 38мм. С расчетным пределом прочности проволоки 1700 Мпа, имеющий разрывное усилие 704000н, т. е. Ближайшее большее к требуемому по расчету разрывному усилию 681600н.
Подбор сечения балки траверсы
Расчетная схема траверсы
Нагрузка, действующая на траверсу:
P = Qkп kд = 160*1.1*1.2 = 211.2
Где kп – коэффициент перегрузки, kд – коэффициент
динамичности нагрузки.
Максимальный изгибающий момент в траверсе
Mmax = P*a / 2 = 211.2*300 / 2 = 31680 кН*см
Где а – плечо траверсы (300см).
Требуемый момент сопротивления поперечного сечения балки траверсы
Wтр >= Mmax / (n*Rиз*j) = 31680 / (0.85*21*0.9) = 1971.99 см3
Где n=0,85 – коэффициент условий работы; j - коэффициент устойчивости при изгибе; Rиз – расчетное сопротивление при изгибе в траверсе, Па.
Выбираем конструкцию балки траверсы сквозного сечения, состоящую из двух двутавров, соединеных стальными пластинами №45, определяем момент сопротивления траверсы в целом
Wдх= 1231 см3 Wх = 2Wдх = 2*1231 = 2462 см3 > Wтр = 1971.99 см3
Что удовлетворяет условию прочности расчетного сечения траверсы.
Задача 2
Исходные данные:
Определить объем воды на наружное пожаротушение промышленного предприятия, включающего три здания с различными категориями по взрывопожарной опасности и различной степенью огнестойкости:
1-е здание - категория А степень I 8 тыс.м3
2-е здание - категория Б степень II 10 тыс.м3
3-е здание - категория В степень III 22 тыс.м3
Требуется:
Определить объем воды на наружное пожаротушение промышленного предприятия.
Изложить устройство противопожарного водоснабжения промышленных предприятий.
Решение:
Определение расхода воды на наружное пожаротушение
Исходя из т.7 СНиП 2.04.02.84 расходы P,(л/с) воды для зданий:
1-е здание - категория А степень I 8 тыс.м3 15 л/с
2-е здание - категория Б степень II 10 тыс.м3 15 л/с
3-е здание - категория В степень III 22 тыс.м3 20 л/с
За расчетный расход принимаем больший из полученных результатов, т.е. 20 л/с
Определение объёма воды с учетом продолжительности пожара
Объём воды определяем с учетом продолжительности пожара, которая определяется согласно п.2.24СНиП 2.04.02.84. Согласно СНиП продолжительность пожара для производств, категорий А,Б,В- t = 3 часа для зданий с несгораемыми несущими конструкциями и утеплителем
V = P*t*3600 = 20*3*3600 =
Устройство противопожарного водоснабжения промышленных предприятий
На промышленных предприятиях в производственных цехах устанавливаются пожарные гидранты, если здание имеет значительную высоту, то устанавливаются насосы - повысители давления. Гидранты должны находиться в рабочем состоянии и быть полностью укомплектованы пожарными рукавами. Не допускается захламление пространства вокруг гидрантов. Расчетный диаметр труб водопровода принимается исходя из максимального расхода воды на пожаротушение при максимальном расходе воды на технологические нужды. При невозможности оперативного подвода такого количества воды возле цехов устанавливают пожарные бочки или цистерны. После пожара эти ёмкости должны быть наполнены в сроки, оговоренные в СНиП 2.04.02.84.
Цеха, связанные с пожароопасным производством (предприятия деревообработки и т. д.), оборудуются системами автоматического и полуавтоматического пожаротушения с установкой датчиков задымления и повышения температуры.
Задача 3
Исходные данные:
Рассчитать заземляющее устройство для заземления электродвигателя серии 4А напряжением U = 380В в трёхфазной сети с изолированной нейтралью при мощности электродвигателя А4160S2 U = 15 кВт, n = 3000 об/мин.
Грунт- суглинок с удеьным электрическим сопротивлением r=100 Ом*м
Мощность трансформатора сети - 150кВ*А, требуемое по нормам допускаемое сопротивление [rз] =< 4 Ом.
Тип заземлителя- стержневой из труб d=0.08м., располагаемых вертикально и соединённых на сварке стальной полосой 40*4мм.
Длина стержней заземлителей- l = 2,5м
Требуется:
Рассчитать заземляющее устройство.
Составить схему защитного заземления.
Решение:
Принимаем схему заземления
электродвигателя
ПП – пробивной предохранитель; Rо – заземление нулевой точки трансформатора; Rз – заземляющее устройство; Rиз – сопротивление изоляции; Uпр – напряжение рикосновения; Iз – ток замыкания на землю; Iчел – ток, протекающий через человека; 1 – плавкие вставки; 2 - электродвигатель; 3 – график распределения потенциалов на поверхности земли.
Определение удельного сопротивления грунта
rрасч = ry = 100*1,7 = 170 Ом*м
Где y - коэффициент сезонности. Для I климатической зоны принимаем y= 1,7
Сопротивление одиночного вертикального заземлителя
Определение сопротивления
одиночного вертикального заземлителя Rв, Ом. В формуле t
– расстояние от середины заземлителя до поверхности грунта, м; l
и d – длина и диаметр заземлителя.
Сопротивление стальной полосы, соединяющей стержневые заземлители
В формуле l – длина полосы, м; t – расстояние от полосы до поверхности земли, м;d=0,5b (b – ширина полосы, равная 0,08м). Определяем расчетное удельное сопротивление грунта r’расч при использовании соединительной полосы в виде горизонтального злектрода, длиной 50м. При длине полосы 50м, y’=5,9
r’расч = ry’ = 100*5,9 = 590 Ом*м
Определяем ориентировочное число одиночных стержневых заземлителей
Определяем ориентировочное число n одиночных стержневых заземлителей. В формуле [rз] – допустимое по нормам сопротивление заземляющего устройства, hВ – коэффициент использования вертикальных заземлителей (для ориентировочного расчета примем равным 1)
n = RВ / [rз] hВ = 48 / 4*1 = 12 шт
Принимаем расположение
вертикальных заземлителей по контуру с расстоянием между смежными заземлителями
равным 2l. Действительные значения коэффициента использования
исходя из принятой схемы размещения вертикальных заземлителей будут равны hВ = 0,66 и hr = 0,39
Определяем необходимое число вертикальных заземлителей
n = RВ / [rз] hВ = 48 / 4*0,66 = 18 шт
Вычисляем общее расчетное сопротивление заземляющего устройства R с учетом соединительной полосы
Правильно расчитанное заземляющее устройство должно отвечать условию R =<[rз]
Расчёт выполнен верно, т.к. 3,76 < 4
Методика определения показателей по охране труда согласно системе управления охраной труда
Методы изучения причин производственного травматизма и профессиональных заболеваний
При исследовании причин травматизма и профессиональных заболеваний применяют следующие методы: топографический, монографический и статистический.
При топографическом методе на плане участка или цеха отмечают несчастные случаи и причины их изучают на месте происшествия.Монографический метод исследования заключается в детальном изучении машин, технологического процесса, рабочего места, сырья, окружающей среды с позиций потенциальных опасностей и вредностей. Этот метод наиболее эффективен для предупреждения травматизма и профессиональных заболеваний.
Статистический метод исследования позволяет охарактеризовать уровень травматизма в организации и сравнить его с уровнем в аналогичных организациях. В основу метода положено изучение несчастных случаев по актам о несчастных случаях па производстве по форме Н-1 и отчет о пострадавших по форме № 9-т (7-ТВР).
С этой целью введены относительные показатели на 1000 работающих частоты травматизма Кч и тяжести травматизма Кт, которые подсчитывают по следующим формулам:
Кч = 1000 Т/Р; Кт = Д/Т,
где Т—количество несчастных случаев за определенный период (месяц, квартал, год); Р—среднесписочное количество работающих за то же время; Д—число человеко-дней нетрудоспособности у всех пострадавших за определенное время.
Показатель Кч характеризует количественную сторону травматизма, т. е. сколько было травм за определенное время. Показатель Кт дает возможность определить, сколько человеко-дней нетрудоспособности приходится на одну травму.
Если снижен лишь показатель Кч, это еще не означает, что уровень травматизма понизился; для этого необходимо, чтобы понизился также показатель Кт. Вследствие этого целесообразно применять общий показатель травматизма, равный:
Кобщ = Кч Кт
Этот показатель учитывает количество дней нетрудоспособности на 1000 работающих за отчетный период.
Для учета случаев тяжелых травм в общем травматизме рекомендуетсявводить показатель, характеризующий уровень травм с инвалидным и смертельным исходом:
Ксп = 1000 С/Т,
где С—количество случаев со смертельным и инвалидным исходом; Т—общее количество несчастных случаев за отчетный период.
Заключение о тяжести повреждений дают врачи лечебных учреждений.
При статистическом методе анализа профзаболеваний данные используются из формы № 16 (3-1). В этом методике применяют следующие показатели:интенсивный показатель количества случаев или дней нетрудоспособности, приходящийся на 100 работающих,
Nп = 100 Д/Р,
где Д—количество случаен (или днем) заболеваний; Р—среднесписочное количество работающих;экстенсивный показатель, определяющий структуру заболевания,
Эп = 100 Дн/Собщ;
где Дн—количество случаев (или дней) нетрудоспособности по одному из видов заболеваний; Собщ—общее количество случаев (или дней) нетрудоспособности;показатель средней длительности одного случая заболевания
Пср=Двр/Свр
где Двр—количество дней временной нетрудоспособности; Свр— количество случаев временной нетрудоспособности.
Учет и анализ производственного травматизма проводят также с помощью перфокарт. В основу этого учета положен акт о несчастном случае по форме Н-1. Все данные этого акта наносят на лицевую и оборотную стороны иеперфорированной части карты. Шифрованные сведения в форме кодов наносят на лицевую сторону карты, а па оборотной стороне описывают обстоятельства несчастного случая, мероприятия по устранению причин травмы, травматологические и материальные последствия.
Экономическая оценка последствий производственного травматизма и профзаболеваний
Тяжелые увечья людей на производстве, возникающие вследствие несчастных случаев, советское общество рассматривает как невосполнимые. Вместе с тем материальные последствия всех этих случаев на наших предприятиях всесторонне учитываются.
В акте о несчастном случае на производстве по форме Н-1 п. 17 предусматривает учет этих потерь в следующем объеме: число дней нетрудоспособности; выплата по больничному листку; стоимость испорченного оборудования и инструмента, материалов и стоимость" разрушенных зданий и сооружений.
Перечисленный объем потерь включает в основном потери, вызванные непосредственно несчастным случаем. В действительности эти потери значительнее,
Материальные потери (последствия), причиняемые обществу .из-за нетрудоспособности работника в связи с травмой, слагаются из следующих затрат и убытков [16]: П1—выплата пострадавшему по листку нетрудоспособности; П2—размер пенсии, назначенной пострадавшему в связи с травмой; П3—то же, близким родственникам пострадавшего в связи с травмой; П4—выплаты пособий при временном переводе работающих на другую работу в связи с травмой; П5—возмещение ущерба работающим при частичной потере трудоспособности; П6—затраты предприятий на профессиональную подготовку рабочих, принимаемых вместо выбывших в связи с травмой; П7—другие потери, которые в большинстве случаев не учитываются, хотя иногда они могут быть значительными. В итоге общие материальные потери, руб, составят
Мп = П1+П2+П3+П4+П5+П6+П7
Укрупненный подсчет общих материальных потерь исходя из приведенной формулы определяется из зависимости
Мп=Дв З j
где Дв — потери рабочего времени у пострадавших с утратой трудоспособности на один и более рабочий день, временная нетрудоспособность которых закончилась в отчетном периоде (за исследуемый период времени), дн.; З—средняя дневная заработная плата одного работающего, руб.; j—коэффициент, учитывающий все элементы материальных затрат (выплаты по листкам нетрудоспособдости, пенсии и т. п.) по отношению к заработной плате (j=1,5.„2,0).
Эффективность мероприятий по улучшению услоний и охраны труда. Прогнозирование уронил травматизма и профессиональных заболеваний
Оценку экономической эффективности мероприятий по охране труда, согласно «Определению эффективности мероприятий по улучшению условий труда», проводят в следующих направлениях: определение материальных последствий -травматизма; затрат времени при введении мероприятий, улучшающих условия труда; сочетание предыдущих двух методов.
Например, рекомендуется подсчитывать годовую экономию от улучшения условий труда (Эмп), достигнутую за счет сокращения потерь, связанных с заболеванием, благодаря уменьшению затрат как по временной нетрудоспособности, так и в связи со стойкой нетрудоспособностью по формуле
Эмп=Ад-Ап
где Ад и Ад—размеры потерь от временной нетрудоспособности до и после внедрения мероприятий по улучшению условий труда. Общие потери от временной нетрудоспособности составляют
A=ai(hi+Ni),
где ai --потери рабочего времени от временной нетрудоспособности, ди; hi — средняя дневная недовыработка продукции в i-м. году и расчете па одного работающего, руб.; Ni—средний дневной размер пособий по больничным листам, руб.
Сокращение затрат, вызванное стойкой утратой трудоспособности и постоянным выбытием работников из производства, определяется по формуле
Эмп = Вд - Вп
где Вд и Вц—размеры потерь от стойкой нетрудоспособности до и после улучшения условий труда.Общие потери от стойкой нетрудоспособности, приводящей к постоянному выбыванию работников из производства, составляют
B = Lij (Hi + Wi + Ii + Zi),
где Lij — число лет (j), недоработанных до пенсионного возраста всеми лицами, выбывшими из производства в i-м году; Hi—средняя годовая выработка продукции на одного работающего в i-м году, руб.; Wi—средний годовой размер пенсии инвалидам труда в i-м году, руб.; Ii — средние годовые расходы на подготовку одного работника взамен выбывшего из производства, руб.; Zi—средний размер прочих затрат и доплат в связи со стойкой нетрудоспособностью и выбытием работника из производства, руб.
На современном уровне развития научно-технического прогресса прогнозирование в области науки, техники, отраслей народного хозяйства является обязательным условием.
Прогнозирование же уровня травматизма и профессиональных заболеваний имеет целью определить дальнейшую тенденцию его изменения на основе значения этого уровня в прошлом и в настоящее время. Это позволяет разрабатывать мероприятия, предупреждающие производственный травматизм и профессиональные заболевания, и планировать финансирование этих мероприятий.
Для прогнозирования уровня травматизма и профзаболеваний как один из вариантов можно применить метод наименьших квадратов.
Предположим, что в какой-то организации имеются статистические данные по травматизму или профессиональным заболеваниям за ряд лет t1, t2, …,tk. Известна также интенсивность травматизма l1, l2, …, lк.
Применив указанный метод, можно построить кривую l = y (t), по которой определяют значение интенсивности травматизма в последующий период, т. е., например, в момент времени t.
l = y (t).
По предполагаемому значению интенсивности травматизма можно определить вероятность безопасной работы по экспоненте
Р* (t) = е-lt*
и сравнить ее с соответствующими вероятностями в последующие годы.
Мероприятия для дальнейшего снижения уровня травматизма или профессионального заболевания необходимо разрабатывать, исходя из этой вероятности. Возможную заболеваемость с временной утратой трудоспособности на 100 работающих при вполне благоприятных условиях труда в днях прогнозируют по формуле
ВУТб = (2,42 4 - 0,167х) 100,
где х—средний возраст работающих, лет.
Какие меры безопасности применяются при работе с электрофицированным инструментом? Приведите схему заземления электроинструмента.
Классификация помещений, строительно-монтажных работ и электрооборудования по опасности поражения людей электрическим током
Опасность поражения током во многом зависит от среды, в которой эксплуатируются электроустановки. Так, наличие в воздухе едких паров и газов постепенно разрушает изоляцию проводов и токоведущих частей электрооборудования. Сырая и влажная среда уменьшает электрическое сопротивление изоляции и тела человека.
В зависимости от характера окружающей воздушной средыпомещения для электроустановок по степени опасности поражения током подразделяют на особо опасные, с повышенной опасностьюи без повышенной опасности.
В помещениях с повышенной опасностью имеется одно из следующих условий; сырость (относительная влажность длительно превышает 75%); технологическая пыль выделяется в таких количествах, что может оседать на проводах и проникать внутрь машин и аппаратов; токопроводящие полы (металлические, земляные, железобетонные); высокая температура—длительно превышает +35°; возможность одновременного прикасания человека к металлическим корпусам электрооборудования и металлоконструкциям зданий и технологическому оборудованию, соединенным с землей.
Особо опасные помещения характеризуются наличием одного из следующих условий: повышенная сырость, когда относительная влажность воздуха близка к 100% (стены и находящиеся в помещении предметы покрыты влагой); химически активная среда, длительно содержащиеся пары и отложения, разрушающие изоляцию ц токоведущие части электрооборудования; сочетание двух и более условий в помещениях с повышенной опасностью.
Помещениями без повышенной опасности считают такие, в которых отсутствуют условия, создающие повышенную или особую опасность.
Строительно-монтажные работы, выполняемые с применением электрифицированного инструмента и строительных машин с электроприводом, но степени поражения работающих электрическим током подразделяют на особо опасные и с повышенной опасностью.
К особо опасным работам относят строительные процессы с применением воды (например, гидромеханизация земляных работ, водопониженне, бетонирование, электропрогрев, установка арматуры, электросварка конструкций); эксплуатация электроустановок вне помещений (электросварочной аппаратуры, электродвигателей, передвижных электростанций, электрифицированного инструмента).
Работы с повышенной опасностью—это строительные процессы с наличием воды (например, экскавация грунта, приготовление бетонной смеси, монтаж металлических и железобетонных конструкций).
Классификация технических способов и средств защиты для обеспечения электробезопасности
Классификация технических способов и средств защиты от поражения электрическим током установлена ГОСТ 12.1.019—79.
Применение малого напряжения. В целях уменьшения опасности поражения электрическим током применяют номинальное напряжение — не более 42 В, например, для питания ручных переносных ламп и светильников местного освещения в помещениях с повышенной опасностью и особо опасных, а также для питания электрифицированных ручных машин в особо опасных помещениях. При особо неблагоприятных условиях (сырые участки траншей, шахты, колодцы и т. п.) для питания ручных переносных ламп нужно применять напряжение 12 В. Ток малого напряжения получают от понижающих трансформаторов. Защита от случайного перехода высокого напряжения (380, 220 и 127В) на обмотку низкого напряжения (42 или 12 В) осуществляется путем заземления вторичной обмотки и корпуса понижающего трансформатора.
Электрическая изоляция токоведущих частей. С течением времени в условиях химически активной среды или в других неблагоприятных условиях эксплуатации электроизоляционные свойства изоляции снижаются, поэтому сопротивление ее необходимо периодически контролировать.
Изоляцию подразделяют на рабочую (обеспечивает нормальную работу электроустановки и защиту от поражения электрическим током); дополнительную (дополнительную к рабочей на случай повреждения рабочей изоляции); усиленную (улучшенную рабочую изоляцию); двойную (состоящую из рабочей н дополнительной изоляции).
Оградительные устройства. Устройства, предотвращающие прикосновение или приближение на опасные расстояния к токоведущим частям в случаях, когда провода или токоведущне части электрооборудования не могут иметь изоляции (например, троллейные провода), размещают на расстоянии, недоступном для соприкосновения с ними человека (например, вверху); применяют также защитные ограждения, изготовленные из трудногорючих илинегорючих материалов.
Предупредительная сигнализация, блокировка, знаки безопасности. Звуковой сигиал и красный свет лампы предупреждают о появлении опасности, например напряжения в электроустановках, зеленый свет оповещает о снятии этогонапряжения.
Предупредительные плакаты, вывешиваемые на видных местах, подразделяют на предостерегающие или предупреждающие об опасности (например, «Стой, опасно для жизни», «Не влезай— убьет»). Запрещающие плакаты предназначены для запрещения оперирования коммутационными аппаратами (например, «Не включать—работают люди», «Не включать—работа на линии»). Есть плакаты, напоминающие о каких-либо принятых мерах (например, «Заземлено»).
Для исключения ошибочных соединений и лучшей ориентации в электрических цепях электроустановок провода, шины и кабеля имеют маркировку в виде цифровых и буквенных обозначений и отличительную окраску. Блокирующие устройства защищают от электротравматизма путем автоматического разрыва электрической цепи перед тем, как рабочий может оказаться под напряжением, Так, при снятии защитного ограждения или открывании дверец установки, находящейся под напряжением, контакты разъединяются, отключая установку.
Средства защиты и предохранительные приспособления предназначены для защиты персонала от электротравм при работе на электроустановках. Защитные средства подразделяют на вспомогательные (очки, противогазы), ограждающие (временные переносные заземлители, щиты, изолирующие накладки) и изолирующие, которые, в свою очередь, подразделяют на основные и дополнительные. Основные защитные средства способны длительно выдерживать рабочее напряжение электроустановки, и ими можно прикасаться к токоведущим частям оборудования. При напряжении в установках более 1000 В в качестве защитных средств применяют изолирующие штанги, изолирующие и токоизмерительные клещи и указатели напряжения.
Если работы выполняют под напряжением в установках до 1000В, кроме штанг и клещей используют диэлектрические перчатки, рукавицы и монтерский электроинструмент с изолированными ручками.
Дополнительные защитные средства применяют при использовании основных средств для усиления их изолирующих свойств. К таким защитным средствам при работе под напряжением более 1000В относят диэлектрические перчатки, боты, ковры и изолирующие подставки. В установках под напряжением до 1000В дополнительными защитными средствами являются диэлектрические ковры и галоши, а также изолирующие подставки.
Предохранительными приспособлениями являются предохранительные пояса, монтерские когти, лестницы.
Компенсация токов замыкания на землю. В данном случае между нейтралью и землей включают компенсационную катушку. Этот вид защиты применяют одновременно с защитным заземлением или отключением.
Выравнивание потенциалов — метод снижения напряжений прикосновения и шага между точками электрической цепи, к которым можно одновременно прикасаться или на которых может одновременно стоять человек. Практически для этого устраивают контурное заземление, т. е. располагают заземлители по контуру вокруг заземленного оборудования.
Электрическое разделение сетей—разделение их на отдельные электрически не связанные между собой участки с помощью разделяющего трансформатора. Такой трансформатор предназначен для отделения приемника энергии от первичной электрической сети и сети заземления. Безопасность заключается в том, что сети большой протяженности имеют большую емкость относительно земли и небольшие сопротивления изоляции. В этом случае человек, прикоснувшийся к токоведущим частям, попадает под действие фазного напряжения.
Защитное заземление—устранение опасности поражения человека током в случае прикосновения его к нетоковедущим металлическим частям электроустановки, оказавшимся под напряжением.
Зануление — превращение замыкания на корпус электроустановки в однофазное короткое замыкание, в результате чего срабатывает токовая защита и отключает поврежденный участок.
Защитное отключение — быстродействующая защита, обеспечивающая автоматическое отключение электроустановки при возникновении в ней опасности поражения током.
Защитное заземление
Защитное заземление—это преднамеренное электрическое соединение с землей (или ее эквивалентом) металлических нетоковедущнх частей, которые могут оказаться под напряжением.
Принцип действия защитного заземления основан на снижении до безопасных значений напряжений шага, обусловленных замыканием на корпус. Снижают напряжение путем уменьшения потенциала заземленного оборудования за счет уменьшения сопротивления заземления.
При замыкании фазы 1на корпус электроустановки человек,
прикоснувшийся к этому корпусу, попадает под фазное напряжение, опасное для
жизни. При наличии заземляющего устройства 3 на двигателе 1
сопротивление тела человека и заземлителя включаются в параллельные ветви. Для
уменьшения силы тока, проходящего через тело человека, необходимо уменьшить
сопротивление заземлителя.
Уменьшить напряжение до безопасной величины на корпусе, к которому прикасается человек, можно путем уменьшения сопротивления участка корпус—земля. Уменьшают сопротивление этого участка снижением сопротивления заземлителя Rз.
Защитное заземление устраивают в трехфазных трехпроводных сетях с изолированной нейтралью напряжением до 1000 В, а выше 1000В—с любым режимом нейтрали. Заземлению подлежат электроустановки напряжением выше 42В переменного тока в помещениях с повышенной опасностью и особо опасных, а также в наружных установках.
В отличие от защитного заземления рабочее заземление предназначено для обеспечения нормальных режимов работы электроустановки.
Не заземляют электроустановки, работающие при напряжении 42 В и ниже переменного тока, за исключением взрывоопасных установок, электроприемники с двоимой изоляцией, корпуса различных электроизмерительных приборов.
Заземлять необходимо
следующие элементы электроустановок:корпуса электрических машин, трансформаторов, аппаратов, светильников,
переносных электроприемников, каркасы распределительных щитов, щитов
управления, щитков и шкафов, металлические конструкции распределительных
устройств, металлическиеоболочки
кабелей и проводов, стальные трубы электропроводки и т. д.
Заземлители могут быть естественные, например обсадные трубы, металлические шпунты, арматура железобетонных конструкций, металлические конструкции, свинцовые оболочки кабелей, и искусственные—из стальных труб, угловой стали, металлических стержней, полосовой стали. Их вертикально погружают в грунт или укладывают горизонтально.
На рис показана конструкция заземляющего устройства, состоящего из вертикальных труб 1 и заземляющего проводника 2 из полосы. В плане заземлители располагают треугольником, прямо-, угольником или в форме сетки. Горизонтальные заземлители укладывают на глубине 0,5..,1 м.
Для передвижных электростанций и строительных машин применяют переносные, заземлители, конструктивно похожие на буравы.
Зануление
Зануление, как и защитное заземление, защищает человека от поражения электрическим током при появлении на корпусе опасного напряжения.
Защиту занулением применяют
в трехфазных четырехпроводных сетях с заземленной нейтралью напряжением до
1000В. В строительстве и промышленности эти сети имеют напряжение 380/220 и
220/127 В, а иногда 660/380 В, Кроме того, зануляют однофазные сети переменного
тока с заземленным выводом. Зануление есть преднамеренное электрическое
соединение 1 с нулевым защитным проводником 2 металлических
нетоковедущнх частей 7, которые могут оказаться под напряжением 6.
Действие защиты занулением основано на том, что при появлении на металлических частях электроустановки 7 опасного напряжения, в результате замыкания на корпус, возникает короткое замыкание между фазным 3и пулевым защитным 2 проводниками. Возникшее короткое замыкание 4 приводит к появлению большого тока, который срабатывает максимальную токовую защиту 5 и тем самым автоматически отключается от питающей сети повреждения электроустановки 7. За время от замыкания на корпус и до отключения электроустановки от сети (т. е. в аварийный период) безопасность от поражения током обеспечивается заземляющим устройством 8 с сопротивлением Ro, которое действует как защитное.
Автоматической защитой 5 могут служить плавкие предохранители, максимальные автоматы, магнитные пускатели и др., срабатывающие в доли секунды.
Повторное заземление Rn
нулевого провода защищает человека от поражения током в случае замыкания фазы
на корпус и одновременного обрыва нулевого провода. Такое заземление устраивают
через каждые
Скемы заземления и зануления строительных машин, оборудования и электрифицированных ручных машин
В зависимости от напряжения сети и режима ее нейтрали устраивают заземление или зануление. В электроустановках напряжением до 1000В и более в сети трехфазного тока с изолированной нейтралью заземление выполняют по схеме на рис. 1. Корпус электроустановки / должен иметь заземляющее устройство 3 вблизи строительной машины или заземляющий контур 2 подстанции.
В сети трехфазного тока напряжением до 1000В с глухозаземленной нейтралью электрооборудование подключают по схеме на рис. 2. Корпус электроустановки / присоединяют к нулевому проводу 4, который, в спою очередь, присоединен к глухозаземленной нейтрали трансформатора или генератора 3. Для обеспечения безопасности при обрыве проводов нулевой провод 4, кроме заземления у источника питания, должен иметь повторные заземления 2.
Заиуление электроустановок напряжением до 1000 В в четырехпроводных сетях с глухозаземленной нейтралью. Передвижные строительные машины подключают к сети через подключительный пункт (рис. 3).
Рис. 1
Рис. 2
Рис. 3
Для подключения используют щитки с рубильником, пусковые ящики и распределительные силовые шкафы. От подключательного пункта питание механизма обеспечивается по четырехжильному кабелю 1 с заземляющей жилой 3. На корпусе 7 подключательного пункта имеется заземляющий зажимной болт 4, который соединен с нулевой жилой 3 кабеля и с заземлением 2 вблизи иодключательного пункта. Заземляющий болт 4 присоединяют также к нулевому проводу сети 5 ,и 6.
Самоходные строительные
машины на гусеничном или пневматическом ходу, а также перемещаемые механизмы
зануляют по схеме на рис. 4 (на примере экскаватора). Электропривод экскаватора
подключают к сети через подключательный пункт 1. Заземляющий болт 5
подключательного пункта присоединяют к нулевому проводу 7 и повторному
заземляющему устройству 3.
Кабель 2, питающий экскаватор, должен иметь четыре ж,илы, в том числе одну нулевую. Один конец кабеля присоединяют к пункту 1, причем заземляющую жилу 4 прикрепляют к заземляющему, болту 5. Другой конец кабеля присоединяют к вводной коробке 8. закрепленной на нижней раме экскаватора. Фазные жилы кабеля присоединяют к клеммам, а жилу 4—к заземляющему болту 9 вводной коробки, Через этот болт и заземляют экскаватор, так как коробка прикреплена к металлическому корпусу, также имеющему металлическую связь с электроприводом.
Рис. 4
Повторные заземления нулевого провода устраивают в зоне работы строительного механизма и на концах воздушных линий.
Схема зануления строительных машин, передвигающихся порельсовым путям (на примеребашенного крана), показана нарис. 5. Кран, так же как и экскаватор, подсоединен к сети четырехжильным кабелем 1 от подключательного пункта 2 к вводной коробке б, закрепленной на металлическом корпусе крана,
Заземляющий болт 3 на подключательном пункте соединяют с нулевым проводом 5, повторным заземлением 12 и нулевой жилой кабеля. Другой конец жилы присоединяют к заземляющему болту 7 на вводной коробке 6. Кроме того, заземляют подкрановый путь.
Стыки рельсов соединяют перемычками 11, а нитки рельсов — перемычками 13. Подкрановый путь 8 присоединяют к заземлите-лю 12. При наличии естественного заземлителя 10 последний присоединяют к рельсовому пути заземляющим проводом 9. Провод 4 соединяет заземляющий болт с нулевым проводом.
Зануление однофазного сварочного трансформатора выполняют по схеме на рис. 6. Подключательный пункт / соединяют с вводной коробкой трансформатора 2 трехжильным гибким шланговым кабелем 9. Зануляющую (третью) жилу 10 этого кабеля соединяют с заземляющими болтами 11 к 7 подключательного пункта и корпуса сварочного трансформатора. При порче изоляции во избежание перехода напряжения с обмотки высшего напряжения на обмотку низшего вывод этой обмотки соединяют проводником 8 с заземляющим болтом корпуса трансформатора.
Заземляющий болт 4 корпуса регулятора 3 также соединяют с заземляющим болтом 7. Свариваемую деталь 6 соединяют с выводом обмотки низшего напряжения. Шланговый одножильный провод 5 соединяет электрододержатель с регулятором. Заземляющий болт 11 подключательного пункта соединяют проводом 12 с нулевым проводом сети.
Для зануления сварочного преобразователя заземляющий болт на корпусе соединяют с зажимом (полюсом), который присоединяют к свариваемой детали.
Рис. 5
Рис. 6
Ручные электрифицированные машины, работающие под напряжением выше 42 В, и переносные понизительные трансформаторы к ним подключают в сеть через штепсельные розетки (рис. 7). Розетка 2 и вилка 4 кроме фазных контактов 5 имеют заземляющий (зануляющий) контакт 1. Этот контакт с одной стороны присоединяют к заземляющему болту ближайшего подключательного пункта, а с другой—к болту 5 корпуса ручной машины 6 или понизительного трансформатора.
Рис. 7 Штепсельная розетка
Рис. 8 Схема включения и заземления электрифицированных инструментов и понижающнх трансформаторов в сети переменного тока напряжением 380/220 В.
Штепсельное соединение выполнено так, что при включении заземляющие контакты замыкаются до соприкосновения фазных контактов, а при выключении—наоборот. С этой целью применяют заземляющий контакт вилки длиннее фазных, и он имеет иноерасположение, или фиксатор, чтобы исключить ошибочное включение вилки в розетку.
Трансформаторы и ручную электрифицированную машину зануляют по схеме, показанной на рис. 8. Корпуса понижающих трансформаторов 2 с помощью заземляющих болтов / присоединяют к заземляющему контакту штепсельной вилки. Во избежание поражения людей током при переходе высшего напряжения на обмотки низшего напряжения из-за порчи изоляции зануляют также и обмотки низшего напряжения проводником 3.
Корпуса ручных электрифицированных машин, работающих при напряжении до 42 В, не зануляют (рис. 8, а); .при напряжении более 42 В их зануляют с помощью проводника 4 (рис. 8,6—г). Этот проводник должен находиться в общей оболочке с фазными жилами шлангового провода.
Схемы заземления электроустановок напряжением до 1000В в трехпроводных сетях с изолированной нейтралью трансформатора имеют ряд отличий от рассмотренных схем заиуления. Так, у подключательного пункта (см. рис. 3) к заземляющему болту 4 присоединяют заземляющую жилу 3 кабеля / и заземление 2. Нулевой провод 6 и соединительный провод 5 отсутствуют.
Самоходные машины, перемещающиеся на гусеничном или пневматическом ходу, а также перемещаемые механизмы заземляют но схеме, указанной на рис. 4, но при этом отсутствуют нулевой провод 7 и провод 6, соединяющий его с заземляющим болтом 5.
Машины, передвигающиеся по рельсовому пути, заземляют по схеме, показанной на рис, 5, Однако здесь отсутствуют нулевой провод 5 и провод 4.
Заземление передвижных машин, питающихся от собственных электрических станций. Если на общей металлической раме установлены передвижная машина и электрическая станция, которая питает только эту машину, заземлять ее не требуется. Если же передвижная машина может питаться от электрической сети стационарной электростанции (при отключении собственной электростанции), то ее заземляют.
Заземление передвижных электрических станций и подстанций. Эти электроустановки в обязательном порядке должны иметь заземляющее устройство, выполняемое, как и для стационарных электроустановок. Корпуса передвижных строительных машин, питающихся от передвижных электрических станций или подстанций, имеют металлическую связь с их заземляющим устройством.
Заземление современного переносного электрифицированного инструмента. Заземление в этом случае не требуется, т.к. он как правило имеет двойную изоляцию.
Защитное отключение
Действие защитного отключения основано на том, что при возникновении в электроустановке опасности поражения человека током последняя автоматически отключается от сети за время, неопасное для человека. Такая опасность для человека может возникнуть при замыкании фазы на корпус электроустановки, при снижении уровня сопротивления изоляции или прикосновении человека к токоведущим частям электроустановки.
Защитное отключение состоит из двух основных частей: прибора защитного отключения, который реагирует на изменение электрических параметров и подает сигнал выключателю, и автоматического выключателя, который, получив сигнал, отключает неисправный участок электрической цепи.
Какие меры безопасности применяются при использовании баллонов с кислородом, ацетиленом, пропаном?
Газобалонное оборудование.
При газопламенной обработке металлов (сварка и резка, металлизация и напыление порошковых материалов) применяют кислород, сжатый воздух, ацетилен и другие газы. Для хранения, транспортировки и использования этих газов используют баллоны.
Баллоны работают под давлением до 15МПа, и в случае взрыва от волны мгновенно расширяющегося газа осколки их разлетаются.
Особенно опасен взрыв баллонов с горючим газом, вызывающим пожары.
Основными причинами аварий сосудов, содержащих сжатые, сжиженные и растворенные газы, являются: недостаточная прочность сосудов — микротрещины, коррозия, накопление в баллоне металлических частиц, попадание в баллон жировых веществ и др.; превышение расчетного давления в сосудах; заполнение сосудов сжиженным газом сверх нормы; удары сосудов, их нагревание или переохлаждение; неисправность предохранительных устройств на сосудах; нерегулярное освидетельствование и браковка сосудов; наполнение баллонов газами, для которых они не предназначены.В связи с этим кислородные баллоны перед их наполнением промывают растворителями (дихлорэтаном, трихлорэтаном). Взрывы баллонов могут происходить и при ошибочном заполнении баллонов другим газом, например кислородного баллона горючим газом.
Баллоны для сжатых, сжиженных и растворенных газов изготовляют сварными или бесшовными. Сварные баллоны применяют для газов, находящихся под давлением до 3-103 Па, а при рабочих давлениях сосудов выше указанного применяют .только бесшовные (цельнотянутые баллоны). В процессе эксплуатации баллоны подвергают периодическому освидетельствованию,, которое заключается в осмотре наружной и (если возможно) внутренней поверхностей, проверке массы, вместимости и гидравлическим испытаниям. Гидравлические испытания производят пробным давлением, значение которого зависит от рабочего давления сосуда. Под пробным давлением сосуд находится 5 мин.
Исключение из общих правил
освидетельствования составляют баллоны с ацетиленом. Ацетилен — горючий и
взрывоопасный газ, применяемый широко на строительных площадках для сварки и
резки металлоконструкций. Он взрывоопасен в смеси с воздухом. Вследствие особой
взрывоопасности ацетилена его хранят в растворенном виде в баллонах,
заполненных пористой массой, пропитанной ацетиленом. При периодических
испытаниях пористая масса не удаляется, Вместо гидравлических испытаний
проводят испытания сжатым азотом под давлением 35-Ю6 Па. Сосуд при этом
погружают в воду на глубину не менее
Баллоны, предназначенные для наполнения газами, вызывающими коррозию, такими, как хлор, сероводород, сернистый ангидрид, хлористый водород, освидетельствуют один раз в 2 года. Баллоны с некоррозийной средой, постоянно находящиеся под давлением более 0,7-106 Па, освидетельствуют один раз в 10 лет.
Кроме гидравлических испытаний при освидетельствовании проверяют массу баллона и его вместимость. При потере в массе баллона до 10 % или увеличении его вместимости до 2 % баллон переводят на давление ниже первоначального на 15 %. При потере в массе до 15 % или увеличении вместимости до 2,5 % баллон переводят на давление ниже на 50 %. При потере в массе до 20 % и увеличении вместимости до 3 % баллоны допускают к работе при давлении не больше 6-Ю5 Па. При потере в массе больше 20 % и увеличении вместимости больше чем па 3 % баллоны бракуют и к дальнейшей работе не допускают. На корпусезабракованного баллона просверливают отверстие или на резьбе в горловине наносят насечки.
Ацетилен при сжатии полимеризуется. Для исключения самопроизвольного взрыва ацетиленовые баллоны заполняют пористой капиллярной массой, пропитанной ацетоном. При наличии этой массы взрывное разложение ацетилена не распространяется по всему баллону, так как молекулы ацетона разобщают молекулы ацетилена.
Предельное рабочее давление в баллоне принимают для сжатых и растворенных газов при температуре +20°С и для сжиженных газов +50°С. Если температура баллона значительно превышает эти пределы, давление внутри баллона может превысить допускаемое, и тогда неизбежен взрыв баллона.
Для баллонов со сжиженными газами возрастание давления в связи с повышением температуры баллона
P=(a/b)Dt
ГдеDt—разность температур, °С;
a—коэффициент теплового объемного расширения газа;
b —коэффициент объемного сжатия газа.
Для баллонов, имеющих давление 15 МПа при температуре+20°С, изменение давления в связи с нагреванием газов от оболочки баллона дано ниже:
|
Температура, оС |
-20 |
0 |
+20 |
+40 |
+80 |
+100 |
+140 |
+180 |
|
Давление в баллонах, МПа |
13 |
14 |
15 |
16 |
19 |
20 |
22 |
24 |
Баллоны нужно предохранять от нагревания солнечной радиацией и от любых источников теплоты, в первую очередь от нагревательных приборов.
Особую опасность для баллонов представляют падение или удар в условиях низких температур 30—40''С, так как в этих условиях сильно снижается ударная вязкость углеродистых сталей.
Основными причинами аварий стационарных сосудов, работающих под давлением, являются неправильное изготовление сосудов, нарушение технологического режима и правил их эксплуатации.
Во избежание использования газов не по назначению предусмотрены различные цвета окраски баллонов, надписи на них и полосы, В табл. 5.9 указаны цвета окраски наиболее часто применяемых баллонов.
|
Наименование |
Цвет окраски |
Надпись |
Цвет надписи |
Цвет полосы |
|
Азот |
Черный |
Азот |
Желтый |
Коричневый |
|
Аммиак |
Желтый |
Аммиак |
Черный |
— |
|
Аргон технический |
Черный |
Аргон технический |
Синий |
Синий |
|
Ацетилен |
Белый |
Ацетилен |
Красный |
— |
|
Бутан |
Красный |
Бутан |
Белый |
— |
|
Водород |
Темно-зеленый |
Водород |
Красный |
— |
|
Воздух |
Черный |
Сжатый воздух |
Белый |
— |
|
Кислород |
Голубой |
Кислород |
Черный |
— |
|
Углекислота |
Черный |
Углекислота |
Желтый |
— |
|
Хлор |
Защитный |
— |
— |
Зеленый |
|
Другиегорючие газы |
Красный |
Наименованиегаза |
Белый |
— |
|
Другиенегорючиегазы |
Черный |
Наименованиегаза |
Желтый |
— |
Цвета окраски баллонов
Баллоны с газами хранят в
вертикальном положении в проветриваемом помещении или под навесами, защищающими
их от действия прямых солнечных лучей и осадков. Запрещается хранить баллоны на
расстоянии менее
При необходимости ручной переноски ее должны осуществлять два человека. Кислородные баллоны необходимо предохранять от загрязнения каким-либо маслом или жиром, так как смесь масла с чистым кислородом огнеопасна. В связи с этим вся арматура кислородных баллонов монтируется без применения смазки. Боковые штуцера баллонов с кислородом и другими негорючими газами имеют правую резьбу, а боковые штуцера баллонов с водородом и другими горючими газами — левую.
Тележка для перевозки баллонов с газами
Особенно тщательный уход необходим за содержанием ацетиленовых баллонов. Их следует предохранять от ударов. При сотрясении ацетиленового баллона пористая масса, которой наполнен баллон, оседает, и в нем образуются полости, где давление ацетилена может достигать 6- 10 МПа (при нормальном давлении ацетилен растворяется в ацетоне в соотношении 23 : 1).
Основным устройством, обеспечивающим безопасность пользования баллонами со сжатыми газами, являются редукторы . Редуктор понижает давление сжатого газа до рабочего. По принципу действия их делят на редукторы прямого действия, когда газ, действуя на клапан редуктора, стремится открыть его, и обратного действия, когда газ, действуя на клапан, стремится закрыть его. По числу камер редукторы бывают одно- и двухкамерные. Двухкамерные редукторы обеспечивают большее постоянство рабочего давления, чем однокамерные. Их применяют при больших расходах газа.
Рис. 5.58. Редуктор кислородный:
1—выходной ниппель: 2—предохранительный клапан; 3-гайка дли присоединения баллона; 4 - манометры высокого и низкого давления;5-корпус; 6-кран
Подсоединение баллонов с газом к потребителям этого газа осуществляется посредством шланга. Шланги изготовляют из вулканизированной резины с льняной прокладкой и применяют их для ацетилена при давлении до 3-10° Па, а для кислорода при давлении до 10 Па. При более высоких давлениях следует применять шланги с сетчатой оплеткой.
Ацетиленовые генераторы.
При небрежной газопламенной обработке металла возможен взрыв ацетиленового генератора, если в мундштуке ацетилено - кислородной горелки отсутствует кислород н имеется незначительное давление ацетилена, В этом случае при обратном ударе пламени газ попадает в ацетиленовый шланг и далее в генератор, где ацетилен и взрывается. Для предотвращения обратного удара в газогенератор между ним и горелкой устанавливают предохранительное устройство—водяной затвор. Схема устройства водяного затвора низкого давления (0,01 Па) показана ниже.
В корпус 1 (рис. а) через воронку 2 заливают воду до уровня контрольного крана 7, При открытии вентиля 3 газ выходит из трубки 4 через рассекатель 8, затем проходит через слой воды 9 и поступает в корпус 1 и далее через ниппель 6 в шланг к горелке. Проходящий газ повышает давление в корпусе /, вследствие чего часть воды вытесняется и заполняет зазор между трубками 4 и 5. Этот водяной зазор препятствует выходу ацетилена в атмосферу.
При обратном ударе пламени в
направлении 10 (рис. 6) давление в корпусе 1 превысит давление от
газа и вода вытеснится в трубку 4. С понижением уровня воды в корпусе 1
конец трубки 5 обнажится и давление газа будет снижено вследствие выхода
его через воронку 2 в атмосферу.
При температуре ниже нуля в затвор ацетиленового генератора заливают незамерзающую жидкость, в состав которой входит раствор этиленгликоля, хлористого кальция, хлористого натрия илиглицерин. Замерзшую воду в затворе отогревают горячей водой или паром.
в—положение при заливке воды
б—обратном ударе
Если для газовой резки металлов взамен ацетилена применяют жидкое горючее (например керосин), возможен обратный удар пламени в кислородный шланг. В этом случае на кислородном штуцере устанавливают обратный клапан. При обратном ударе взрывная волна гасится в корпусе этого клапана и не проникает в кислородный шланг.
При каких условиях происходит взрывоопасное горение газов?
Горение и взрывы газо-, паро- и пылевоздушных смесей
Смеси газов или паров с воздухом могут гореть лишь при определенных соотношениях. Минимальную и максимальную концентрации горючих газов или паров в воздухе, при которых они могут воспламеняться, называют нижним и верхним концентрационными пределами воспламенения. Концентрации смесей, находящиеся в этих пределах и способные гореть, называются взрывоопасными.
При горении смесей в
условиях замкнутых емкостей возникает повышенное давление, приводящее к взрыву.
Так, при испарении
Взрывоопасными считают вещества, способные к взрыву или детонации без участия кислорода, воздуха.
Смеси, концентрации которых находятся ниже нижнего и выше верхнего пределов воспламенения, в замкнутых сосудах не горят и поэтому являются безопасными.
Концентрационные пределы воспламенения паров и газов некоторых веществ следующие, %: для паров ацетилена нижний предел — 2,5, верхний—80,8; для бутана нижний — 1,36, верхний — 8,41, для бензина нижний — 0,76, верхний — 5,4.
Пламя по взрывчатой смеси в открытой трубе распространяется со скоростью всего нескольких метров в 1 с, тогда как в закрытой трубе — со скоростью 2000—3000 м/с. При такой скорости сгорание смеси называется детонацией.
При взрыве большинства газов образуется температура в 1500...2000°С и давление до 1,1 МПа (11 ат).
Смеси паров с воздухом по взрывоопасности аналогичны смесям газов с воздухом. Учитывая, что концентрация насыщенных паров жидкости зависит от температуры, эти температуры принято называть нижним и верхним температурными пределами воспламенения
|
Горючие вещества |
Температура само -воспламенения, оС |
Предел взрываемости по объёму |
|
|
нижний |
верхний |
||
|
Бутан |
490 |
1,6 |
8,5 |
|
Пропан |
530 |
2,3 |
9,5 |
|
Природный газ |
550 -750 |
3,8 |
13,2 |
Смеси пыли с воздухом, как и газовые смеси, горят с большой скоростью и взрываются в замкнутых сосудах.
В воздухе пыль находится в состоянии аэрозоля (взвешенной вё воздухе) или аэрогеля (пыль, осевшая на потолке и поверхностях). Температура самовоспламенения угольной пыли в состоянии аэрогеля —260°С, в состоянии аэрозоля —969°С.
Опасность пылей характеризуется нижним концентрационным пределом их воспламенения. Пыли, у которых этот предел составляет 65 г/м3 и менее, относят к взрывоопасным, а у которых он выше 65 г/м3 — к пожароопасным.
Для предотвращения развития взрыва пылевоздушных смесей и уменьшения разрешающего действия такого взрыва на пылепроводах и аппаратах (дюкерах, мельницах, сепараторах) устанавливают разрывные мембраны, быстродействующие отсекающие задвижки, а также устройства для подачи в пылепроводы инертных газов (двуокиси углерода или водяного пара).
Опасность взрыва аэровзвесей определяется нижним пределом воспламенения, периодом индукции и температурой самовоспламенения; способностью к самовозгоранию.
Категории взрывоопасных смесей газов и паров с воздухом, а также группы взрывоопасных смесей газов и паров с воздухом по температуре самовоспламенения изложены в ГОСТ 12.1.011—78 «Смеси взрывоопасные».
Горение в замкнутом объеме.
Особенностью сгорания смеси в замкнутом объеме (при центральном зажигании) является слабый рост давления в начальной стадии распространения пламени. Причиной этого является то, что объем сгоревшего газа пропорционален кубу радиуса пламенной сферы и поэтому относительно невелик при незначительных перемещениях фронта пламени в начале его пути. Так, при отношении радиусов пламенной сферы и сферического сосуда: r : R = 1 : 3 — объем продуктов сгорания равен 1/27 объема сосуда. Если бы исходная смесь не сгорала в этом объеме, а лишь оттеснялась на периферию, то давление возрастало бы не более, чем на 40%.
В соответствии с характером движения газов при сгорании в замкнутом объеме изменяется и скорость перемещения пламени. В начальной стадии горение протекает как бы в условиях свободного расширения газа в неограниченном пространстве. В конце горения скорость пламени приближается к нормальной.
Если в помещении имеются разгерметизированные отверстия (проемы), через которые могут выходить продукты сгорания, то давление взрыва снижается и при достаточной площади проемов может находиться в пределах 10—20 кПа.
Распространение пламени сопровождается многими сложными процессами: теплопередачей, диффузией, химическими превращениями. Эти процессы определяют скорость пламени Uи и структуру зоны горения.
Детонационное горение
Детонационное горение возникает во взрывоопасной среде при прохождении по ней достаточно сильной ударной волны (или волны ударного сжатия). Например, если в замкнутом объеме с горючей газовоздушной смесью взорвать точечный заряд взрывчатого вещества, то по газовой смеси от точки расположения заряда начнет распространяться ударная волна, и которой происходит внезапное (скачкообразное) повышение параметров состояния газа. — давления, температуры, плотности. Повышение температуры газа при сжатии в ударной волне значительно больше, чем при аналогичном, сравнительно медленном адиабатическом сжатии. Абсолютная температура газа, сжатого ударной волной, пропорциональна давлению ударной волны. Следовательно, если ударная волна достаточно сильная, то температура газа под действием ударного сжатия может повыситься до температуры самовоспламенения. Так как смесь реакционноспособна, произойдет химическая реакция. Выделившееся тепло пойдет частично на энергетическое развитие и усиление ударной волны, поэтому она будет перемещаться по смеси не ослабевая. Этот комплекс, представляющий собой ударную волну и зону химической реакции, называют детонационной волной, а само явление — детонацией. Так как химическая реакция при детонации протекает по тому же уравнению, что и при самовоспламенении, определяющим процесс горения, то детонацию можно считать детонационнымгорением.
Сжатие газа и его нагревание ударной волной тем сильнее, чем больше скорость движения расширяющихся газов, определяемая, в своюочередь, скоростью горения.
Давление в детонационной волне в несколько раз выше давления адиабатического сгорания в жесткой бомбе. При встрече с препятствием — стенкой сосуда — давление в детонационной волне возрастает. В определенных условиях давление в отраженной детонационной волне может в несколько сот раз превосходить начальное (до сгорания). Поэтому детонационное горение, вызывающее сильные разрушения, представляет собой большую опасность при образовании горючих газовых систем.
Детонация газовых смесей может происходить только при определенном минимально необходимом начальном давлении и определенных концентрациях горючего вещества в воздухе (или кислороде).
Какое влияние на величину предела огнестойкости железобетонных конструкций оказывает влажность бетона?
Огнестойкость железобетонных и металлических конструкции
Железобетонные конструкции благодаря их негорючести и сравнительно небольшой теплопроводности довольно хорошо сопротивляются воздействию пожара. Однако они не могут беспредельно противостоять пожару. Современные железобетонные конструкции, как правило, выполняют тонкостенными, без монолитной связи с другими элементами здания, что ограничивает их способности нести свои рабочие функции в условиях пожара до 1 ч, а иногда и менее. Еще меньшим пределом огнестойкости обладают увлажненные железобетонные конструкции. Если повышение влажности конструкции до 3,5% увеличивает предел огнестойкости, то дальнейшее повышение влажности бетона объемной массой более 1200 кг/м3 при кратковременном действии пожара может вызвать взрывообразное разрушение бетона и привести к быстрому разрушению конструкции.
Предел огнестойкости железобетонной конструкции зависит от размерен ее сечения, толщины защитного слоя, вида, количества и диаметра арматуры, марки бетона и вида заполнителя, нагрузки на конструкцию и схемы ее опирания. Предел огнестойкости ограждающих конструкций по прогреву противоположной огню поверхности на 140°С (перекрытия, стены, перегородки)' зависит от их толщины, вида бетона и его влажности. С увеличением толщины и уменьшением плотности бетона предел огнестойкости возрастает.
Рис. 1. Схема установки на
огневую печь образца вертикальной ограждающей конструкции:
Рис. 2. Схема установки на огневую печь образца
горизонтальной ограждающей конструкции;
I — огневая печь; 2 — образец; 3, 4 — термопары (термопару 4 следует располагать на границе ближайшего к огневой печи слоя, выполненного из сгораемого или трудносгораемого материала); 5 — уплотнение из минеральной ваты: 6 — проем огневой лечи; 7 — контрольная зона; 8 — граница контрольной зоны
Предел огнестойкости по признаку потери несущей способности зависит от вида и статической схемы опирания конструкции. Однопролетные, свободно опертые изгибаемые элементы (балочные, плиты, панели и настилы перекрытий, балки, прогоны) при действии пожараразрушаются в результате нагревания продольной нижней рабочей арматуры до определенной критической температуры. Предел огнестойкости этих конструкций зависит от толщины защитного слоя нижней рабочей арматуры, величины рабочей нагрузки и теплопроводности бе-тона. У балок и прогонов предел огнестойкости зависит еще от ширинысечения.
При одних и тех же конструктивных параметрах предел огнестойкости балок меньше, чем плит, так как при пожаре балки обогреваются с трех сторон (со стороны нижней и двух боковых), а плиты — только со стороны одной поверхности.
Предел огнестойкости многопустотных и тонкостенных (ребрами вверх) настилов и панелей перекрытий примерно на 20% меньше предела огнестойкости панелей и плит сплошного сечения.
Выпускаемые заводами
крупнопустотные предварительно напряженные настилы" из тяжелого бетона с
защитным слоем
Плиты и панели сплошного
сечения из обычного железобетона при защитном слое
В ряде случаев тонкостенные
изгибаемые конструкции (пустотные и ребристые панели и настилы, ригели и балки
при ширине сечения
Плиты, опертые но контуру, имеют предел огнестойкости значительно выше, чем простые изгибаемые элементы. Эти плиты армированы рабочей арматурой в двух направлениях, поэтому их огнестойкость зависит дополнительно от соотношения арматуры в коротком и длинном пролетах. У квадратных плит, имеющих данное соотношение, равное единице, критическая температура арматуры при наступлении предела огнестойкости составляет 800°С.
С увеличением соотношения сторон плиты критическая температура уменьшается, следовательно, снижается и предел огнестойкости. При соотношении сторон более 4 предел огнестойкости практически равен пределу огнестойкости плит, опертых но двум сторонам.
Предел огнестойкости колонн зависит от схемы приложения нагрузки (центральное или внецентренное), размеров поперечного сечения, процента армирования, вида крупного заполнителя бетона и толщины слоя у продольной арматуры.
Разрушение колонн при нагревании происходит в результате снижения прочности арматуры и бетона. Внецентренное приложение нагрузки уменьшает огнестойкость колонн. Если нагрузка приложена с большим эксцентриситетом, огнестойкое ть колонн в значительной степени зависит от толщины защитного слоя у растянутой арматуры, т. е. характер работы таких колонн при нагревании такой же, как и простых балок. Огнестойкость колонн с малым эксцентриситетом приближается к огнестойкости центрально сжатых колонн. Колонны из бетона на гранитномщебне обладают меньшей огнестойкостью ( ~ на 20%), чем колонны на заполнителе изизвестнякового щебня. Это объясняется тем, что кварц. входящий в состав гранита, разрушается при температуре 570°С, а известняки начинают разрушаться при температуре начала их обжига — 800°С.
При пожарах, как правило, стены обогреваются с одной стороны и поэтому прогибаются или в сторону обогреваемой поверхности, или в обратном направлении.
Стена из центральносжатой конструкции превращается во внецентренно сжатую с увеличивающимся во времени эксцентриситетом. В этих условиях огнестойкость несущих стен в большей степени зависит от нагрузки и их толщины. С увеличением нагрузки и уменьшением толщины стены предел ее огнестойкости уменьшается, и наоборот.
С увеличением этажности
зданий нагрузка на стены возрастает, поэтому для необходимой огнестойкости
толщину несущих поперечных стен в жилых зданиях принимают равной: в 5—9-этажных
домах—
Одно-, двух- и трехслойные самонесущие панели наружных стен подвергаются действию небольших нагрузок, поэтому огнестойкость этих стен обычно удовлетворяет противопожарным требованиям.
Используемая литература
Пчелинцев В. А., Коптев Д. В., Орлов Г. Г.
“Охрана труда в строительстве”
Москва. Высшая школа. 1991.
Кондратьев А. И., Местечкина Н. М.
“Охрана труда в строительстве”
Москва. Высшая школа. 1990.
Орлов Г. Г.
“Охрана труда в строительстве”
Москва. Высшая школа. 1984.
СНИП III-4-80*
“Техника безопасности в строительстве”
Москва. 1989.
Под редакцией Орлова Г. Г.
”Инженерные решения по охране труда в строительстве. Справочник”
Москва. Стройиздат. 1985.
Долин П. А.
“Справочник по технике безопасности”
Москва. Энергоатомиздат. 1984.
СНИП II-12-77
“Защита от шума”
Москва. 1978.
СНИП 2-04-02-84
“Водоснабжение. Наружные сети и сооружения”