Изготовление полуфабрикатов и получение изделий
Изготовление полуфабрикатов и получение изделий включает операции, непосредственно связанные с получением изделий различными методами.
Прессование. Производство изделий данным методом состоит из операций таблетировании, предварительного подогрева, которые необходимы для повышения производительности труда, уменьшения потерь, улучшения качества изделий, а также условий труда, и собственно процесса прессования.
Основным фактором, определяющим вредность при та б легировании является пыль порошков фенопластов, волокна - тов, амннопластов и других реактопластов.
Особенно много пыли выделяется при ручной загрузке пресс - порошков в бункер таблетмашипы, при обдувке н очистке машины, а также при сухой уборке помещения.
Для снижения запыленности рекомендуется ручную загрузку заменять пневмовакуумной или нагнетательной.
Перемещение порошков, образующих взрывоопасную пылевоздушную смесь, следует осуществлять только в среде инертного газа. Во избежание подсоса воздуха тара с пресс-порошком должна быть герметично закрыта и в ней нужно создавать незначительное избыточное давление инертного газа. Для этого верхнюю часть тары трубопроводом соединяют с линией нагнетания инертного газа (после вентилятора).
Лоток сброса готовых таблеток лучше выполнять с двойным дном. Верхнее дно лотка - перфорированное, по нему таблетки скользят в сборную тару, а из пространства между днищами и из верхней части тары отсасывают пыль.
Для снятия заряда статического электричества принимают общие меры, но дополнительно в бункерах устанавливают приемники зарядов. Затаривание и растарнвапис пресс-порошков лучше проводить в отдельном помещении, которое может служить и промежуточным складом сырья (цеховым).
Для очистки машин и уборки помещения хорошо зарекомендовала себя пылевакуумная система, которая работает по
принципу домашнего пылесоса, по имеет большую производительность и создает более глубокий вакуум.
Для снижения запыленности машин должна быть оборудована местная вытяжная вентиляция.
Большое число движущихся частей машины для таблстнро - вания создает опасность механического травматизма прн попадании рук работающего в опасные зоны машины или прн поломке машины, ослаблении крепления пуансонов и матриц, при попадании посторонних предметов в рабочую зону и т. д.
Защита таблетмашикк от перегрузки обеспечивается рядом устройств различного типа — электрических, механических, гидравлических, которые обеспечивают быстрый останов машины при возникновении опасных перегрузок.
Механические защитные устройства обычно выполняются в •виде фрикционных муфт сцепления.
Во избежание поломки машины и возможного травматизма устанавливают предохранительные механические устройства для аварийного останова машины.
С целью исключения травматизма на современных табле; - машинах все опасные зоны имеют ограждения — кожухи или дверцы, которые сблокированы так, что при снятии их происходит срабатывание концевых микровыключателей в цепи питания электродвигателя.
Предварительный подогрев таблеток обычно осуществляют в генераторах тока высокой частоты (ТВЧ). при небрежной работе с которыми можно получить ожоги. Поэтому работающий не должен1 касаться других предметов, кроме лотка с таблетками. Выдвигать лоток можно только после отключения кнопкой высокого напряжения. При попадании пресс-материала внутрь генератора ТВЧ запрещается доставать его руками.
Прессование проводится на гидравлических прессах, которые относятся к оборудованию, представляющему наибольшую опасность для обслуживающего персонала: это возможность получения ожогов, механических травм, поражений электрическим током, отравлений паро - и газообразными продуктами. По степени вредности прессовые цехи относятся к 4 классу категорий опасности.
В процессе прессования перерабатываемые материалы подвергаются воздействию высоких температур (до 220°С), прн этом выделяется большое количество влаги, газообразных продуктов— фенола, формальдегида, фурфурола, крезола, меламн - на, карбамида и т. д.
Фенол действует на нервную систему и оказывает раздражающее действие. Формальдегид раздражает слизистые оболочки глаз и дыхательных путей, вызывает растройство - пищеварения, слабость, головную боль. Фурфурол действует па нервную систему человека, вызывает судороги и параличи.
Вдыхание аэрозолей карбамида, меламина может привести к воспалению слизистых оболочек, верхних дыхательных путей; при действии на кожу вызывает появление экземы.
В прессовых цехах в воздух рабочего помещения выделяется большое количество пыли, которая может образовывать взрыво - и пожароопасные концентрации. Для удаления из рабочей зоны пыли и газообразных продуктов пресс должен быть оборудован системой местных отсосов, подключенных к вытяжной вентиляции.
Прессовые цехи оснащают также приточной вентиляцией с подачей наружного воздуха в рабочую зону. Температура подаваемого воздуха в холодное в:>емн года должна быть не ниже '20 °С.
При соприкосновении с горячими плитами пресса работающие могут получать ожоги, а при электрообогреве пресс-форм возникает еще опасность поражения электрическим током. Поэтому все токопроводы должны иметь исправную электроизоляцию и защитное заземление.
Для уменьшения возможности контакта с нагретыми поверхностями и уменьшения тепловыделения боковые поверхности пресс-форм, а также паропроводы покрывают теплоизоляцией, температура поверхности которой не должна превышать 45 СС (например, из асбеста).
Существует опасность получения ожогов при обслуживании кассетных пресс-форм. Для снятия кассет применяют-специальные устройства. Все работы по обслуживанию пресс-форм прессовщик обязан проводить в перчатках.
Очень сложной и тяжелой операцией является смена пресс - форм, масса которых в некоторых случаях достигает сотки килограммов. Для снятия и установки пресс-форм применяют гележки с подъемными механизмами различных конструкций. Для установки тяжелых пресс-форм должны применяться механические устройства не только для подъема пресс-форм до уровня стола пресса, но и их перемещение в рабочее пространство пресса.
При работе пресса происходит перемещение отдельных узлов и деталей: подвижной плиты, выталкивателя, дозирующего и съемного устройства (па прессах-автоматах). Для предупреждения травматизма прессы должны иметь соответствующие защитные устройства (маятниковые рукоотстранители), которые могут устранять руки работающего из опасной зоны, не допускать пуск пресса при нахождении рук в опасной зоне (включение одновременным нажатием двумя руками двух кнопок или фотоэлектрическая блокировка, блокировочные ограждения). Для поддержания в гидросистеме пресса постоянного давления
в процессе выдержки полимера иод давлением устанавливают п р ед ох р а и ител ь н ые кл a 11 a! i ы.
К работе на гидравлическом прессе допускаются лица не моложе 18 лет, прошедшие необходимое обучение и имеющие удостоверение на право самостоятельной работы па прессах. Особое внимание уделяется умению ориентироваться в аварийной обстановке. Наиболее вероятные аварийные ситуации при прессовании изделий — падение давления в системе, выход из строя предохранителей, образование трещины в раме пресса при запрессовке, выход из строя уплотнений рабочего цилиндра и цилиндров обратного хода. Во всех случаях прессовщик обязан нажать кнопку «Стой», остановить пресс и доложить о неисправностях мастеру.
Вальцевание и каландрование. На вальцах и каландрах перерабатывают смеси, в которые входят такие вещества, как трикрезилфосфат. фенол, дибутилфталат и др.
Пыль и летучие вещества вызывают поражение органов дыхания, нервной системы и кожные заболевания.
Валковое оборудование имеет большое число движущихся частей и узлов, что может приводить к травмам. Попадание посторонних предметов вызывает серьезные поломки машины. При соприкосновении с нагретыми поверхностями валков или с материалами можно получить ожоги.
Накопление зарядов статического электричества, шум, вибрация вызывают необходимость оснащать валковые машины надежными заземлениями, амортизирующими фундаментами и звукоизолируюшими устройствами.
В соответствии с требованиями норм техники безопасности все вращающиеся узлы и детали валкового оборудования должны иметь защитные ограждения и блокировку. Блокировка должна предотвращать включение машины в «рабочий ход» при снятии защитного устройства или выведении его из строя. Однако наиболее опасное место — зазор между валками — полностью обезопасить невозможно, поэтому применяют тормозные устройства: электромагнитные, электрогидравлические и др.
Тормозные устройства располагают таким образом, чтобы в любом случае при попадании рук, одежды вальцовщика в межвалковый зазор он смог бы своим телом нажать па штангу (трос) выключателя и остановить вальцы.
Для защиты валковых машин от перегрузок устанавливают специальные предохранительные устройства, электродвигатели привода валков снабжают тепловыми реле и реле максимального тока, отключающими питание привода при возрастании нагрузки на приводном валу.
Для предотвращения ожогов необходимо тщательно теплоизолировать и герметизировать циркуляционную термостатиру - ющую установку, ее трубопроводы, вентили, клапаны и т. д.
Все производственные помещения с работающими валковыми агрегатами должны иметь систему приточно-вытяжной вентиляции, местные отсосы. Для защиты органов дыхания, глаз, кожи от пыли необходимо пользоваться респираторами, защитными очками, работать в плотно застегивающейся спецодежде.
Экструзия. Экструзия широко применяется для получения труб, шлангов, лент, плит, различных профилей, гранул и других изделий.
При экструзии термопластов могут выделяться вредные газы, состав которых определяется видом перерабатываемого материала (оксиды углерода, стирол, формальдегид). Поэтому нее зоны возможного выделения вредных газов оборудуют местными отсосами.
Для обогрева пластикационного цилиндра н формующей головки применяют обычно электрические нагреватели, Материал нагревается до 140—220 СС. Во избежание ожогов рук работающего, снижения тепловых потерь, каждая зона обогревателя оборудована теплоизолирующим кожухом.
При работе экструдера в его формующей части развивается высокое давление, превышающее 25 МПа. В случае засорения сеток на выходе полимера давление возрастает и может вызывать механические разрушения отдельных элементов машины, нарушение режима экструзии.
Для зашиты от разрушения экструдеры оборудуются блокировочными устройствами, например реле давления, контакты которого при завышении давления разрывают цепь питания электродвигателя.
Оборудование экструзионных установок оснащают устройствами, предохраняющими его от аварий при перегрузке. Экструдеры комплектуются приборами для контроля основных параметров процесса экструзии, регулирующими устройствами для поддержания заданного температурного режима, а также сигнальными лампочками, связанными с приборами контроля и управления.
Пластикационный цилиндр снабжают системой водяного охлаждения, которая автоматически включается при повышении температурь: стенок цилиндра выше заданной. При применении воздушного охлаждения цилиндра включение вентилятора блокируется с включением электродвигателя. Таким образом, охлаждение работает непрерывно.
Для защиты электродвигателей от перегрузок на экструдере устанавливают устройства, включающие электродвигатель или его электромагнитную муфту при превышении допустимого крутящего момента па червяке. Примером такого устройства является фрикционная муфта; применяют также регуляторы частоты вращения червяка, воздействующие на вариатор или цепь управления электродвигателем при чрезмерном увеличении крутящего момента на червяке. Защита электрической схемы от перегрузок осуществляется автоматическими выключателями и плавкими предохранительными вставками. Электродвигатели, корпус машины, входящие в линии установки, надежно заземляются.
Во избежание механического травмирования работающего все зоны движущихся частей должны быть ограждены и иметь блокировочные устройства.
При движении пленки, пересыпании гранул возникают заряды статического электричества. Для снятия с пленки этих зарядов применяют разнообразные устройства ионизации воздуха.
Для исключения ожогов горячим расплавом в момент заправки первой заготовки в приемное устройство или охлаждающую ванну применяют индивидуальные средства защиты — хлопчатобумажные перчатки.
С целью уменьшения загазованности экструзионные машины оборудуют укрытиями с отсосом воздуха и удалением его через системы общецеховой вытяжной вентиляции, а над формующими головками, около машин для нанесения печати, отрезных устройств, станков механической обработки изделий предусматриваются местные отсосы. Грануляторы и дробилки лучше располагать в отдельных помещениях с приточно-вытяжной вентиляцией.
Загрузка полимера в бункер машины является очень ответственной операцией, так как от нее зависит бесперебойное питание экструдера. При ручной загрузке затрачивается тяжелый физический труд, поэтому предусматривается центральная нневмозагрузочная система или индивидуальная вакуум-загрузка. В бункере размещают устройства, устраняющие зависание и залипание полимера на сменках бункера и, следовательно, исключающие ручное вмешательство.
Литье под давлением. Литьем под давлением перерабатываются в изделия, главным образом, термопласты, которые прн нагревании до вязкотекучего состояния могут выделять вредные газы и пары (стирол, нитрил акриловой кислоты, этилен, метил метакрилат, хлористый водород, оксиды углерода и др.). Эти вредные вещества могут вызывать тяжелые отравления и изменения в нервной системе, крови, сосудах, печени, а также способны образовывать взрывоопасные смеси с водородом.
Особенно опасными являются соединения свинца. Все соединения свинца — токсичные вещества, действующие на нервную систему, кровь и сосуды, и обладающие кумулятивным действием. Поэтому все работы с применением соединений свинца должны проводиться в изолированном помещении с мощной вентиляцией, в резиновых перчатках и противомылевых респираторах. В помещении не реже 2 раз в смену необходимо проводить влажную уборку. Перед приемом пищи требуется тща-
телыю вымыть руки и прополоскать рот, после окончания смены—обязательно принять теплый душ.
При загрузке сырья в бункерные устройства литьевых машин, при дроблении, сушке образуется пыль, которая загрязняет воздух. Мелкие частицы пыли, окисляясь могут разогреваться до температуры воспламенения, что может привести к самовозгоранию и взрыву.
Для создания нормальных условий труда устраивают приточно-вытяжную вентиляцию. Вытяжные зонты располагают так, чтобы они не мешали обслуживанию машин и чтобы отсасываемый воздух перемещался от рабочего к всасывающему зонту. Кроме местной вентиляции, должна быть предусмотрена обшеобмепная вентиляция. Санитарными нормами установлены предельно допустимые концентрации летучих продуктов, и пыли в воздухе производственных помещений.
Оборудование, используемое для литья пластмасс под дав - - лением, работает от электрического тока, что обуславливает необходимость соблюдения мер электробезопасности. Большую опасность представляют искровые разряды статического электричества, которые могут явиться причиной воспламенения горючих веществ, пожаров и взрывов. Накопление зарядов статич/ ческого электричества может происходить при засыпке литьевых материалов в бункер машины. При централизованной подаче сырья пневмотранспортом опасность возникновения зарядов статического электричества возрастает. При соприкосновении с нагревательными цилиндрами литьевой машины, а также при впрыске расплава в форму, вытекании его из сопла и литниковой втулки в случае нарушения их соосности возникает опасность получения ожогов.
При попадании полимера па электронагревательные устройства, перегрев его может явиться причиной загорания литьевых материалов. По взрывопожароопаепостн производство изделий литьем под давлением относится к категории В.
Литьевые машины имеют большое число движущихся частей. что может привести к тяжелым травмам. Так, травмы могут быть получены при попадании рук в зону смыкания форм и в рычажную систему механизма смыкания, включении машины в работу при выведенных из строя или снятых защитных приспособлениях, работе при неисправном закреплении форм и сопла, нарушении герметичности нагревательного цилиндра и гидросистемы. Литьевое оборудование является источником шума и вибраций, которые приводят к переутомлению и снижению трудоспособности.
Для защиты обслуживающего персонала от травм и пре-
.дотвращсиия выхода из строя оборудования в результате возникновения аварийных ситуаций литьевые машины снабжают системой защитных и предохранительных устройств. Конструк-
-31—81 481
дня этих устройств должна быть проста п безопасна в эксплуатации. Эти устройства должны автоматически срабатывать прн любых режимах работы оборудования; они не должны затруднять ремонт и эксплуатацию машины и ее осмотр.
С целью устранения опасности ожогов расплавом полимера литьевые машины оборудуют защитными устройствами. Эти устройства прежде всего ограждают сопловую часть материального цилиндра и защищают от брызг расплава.
Ограждение состоит из металлического кожуха, который может поворачиваться вокруг оси, закрепленной винтом на плите механизма смыкания форм. В закрытом положении ограждения лепесток, жестко связанный с кожухом, нажимает на кнопку концевого выключателя, который установлен в электрической цепи электромагнитов гидросистемы впрыска. ГТрн •открытии ограждения лепесток освобождает кнопку концевого - выключателя и тем самым разрывает электрическую цепь, делая невозможным впрыск расплава.
При переработке маловязких термопластов (полиамиды) необходимо использовать самозапирающиеся сопла, которые помогают предотвратить самопроизвольное вытекание расплава из нагревательного цилиндра, отведенного после проведения впрыска от литниковой втулки формы.
При перегреве расплава значительно возрастает текучесть материала, что повышает опасность получения ожогов разлетающимися брызгами. Для предотвращения перегрева материала применяют высокоэффективные системы термостатировании нагревательного цилиндра и формы. В конструкциях большинства литьевых машин обычно предусматривают несколько зон ■обогрева нагревательного цилиндра. Сочетая электропагрев к охлаждение, достигают плавного регулирования температуры. Кроме того, корпус нагревательного цилиндра покрывают теплоизоляцией.
Зона механизма смыкания форм является наиболее опасной, так как значительное число несчастных случаев связано с попаданием рук между смыкающими полуформами или п рычаж - ношарнириую систему механизма смыкания. Для падежной зашиты устанавливают специальные ограждения и блокировку Широкое распространение получили защитные подвижные и неподвижные экраны, ограждающие опасную зону, сблокированные с механизмом смыкания форм.
Ограждение устроено так, что полностью исключает возможность работы механизма смыкания после перемещения ограждения в любое положение, кроме исходного, т. е. в положение «Закрыто».
К работе на литьевой машине допускаются лица не моложе 18 лет, прошедшие теоретическое и практическое обучение и сдавшие экзамены на право допуска к самостоятельной работе.
Производство изделий из стеклопластиков. В качестве связующего при производстве крупногабаритных изделий из стеклопластиков используют эпоксидные и полиэфирные смолы, фенолоформальдегидные олигомеры, кремнийоргакическне полимеры, которые могут выделять вредные для здоровья человека вещества.
При использовании эпоксидной смолы могут выделяться эпихлоргидрин (ПДК 1 мг/м:?) и дифенилолпропап (ПДК 5 мг/м3), которые являются высокотоксичными веществами, оказывающими раздражающее действие па дыхательные пути. Для отверждения эпоксидной смолы применяют соединения с высокой степенью токсичности: л-фенилендиамин, который способствует развитию бронхиальной астмы; л-феиилеидиамкн - является концерогенным ядом. Этилендиамин действует на нервную cm: тему (Г1ДК 2 мг/м3); гексаметилендиамин (ПДК 1 мг/м*)— на глаза и кожу; фталевый и маленновый ангидриды (ПДК I и 2 мг/м3 соответственно) —на глаза и органы дыхания.
В случае применения полиэфирных смол используют стирол— легковоспламеняющуюся жидкость, пары которой с воздухом образуют взрывоопасные смеси. Взрывоопасны и ядовиты инициаторы, применяемые для отверждения смол.
Токсичность фенолоформальдегидных смол определяется содержанием в них мономеров (фенола, крезола, формальдегида).
Большую опасность представляет пыль стеклянного волокна (ПДК 3 мг/м3), которая действует па верхние дыхательные пути и ткань легких, вызывает зуд кожи.
Таким образом, при работе с этими веществами помещения должны быть оборудованы эффективной приточно-вытяжной вентиляцией. Скорость подачи свежего воздуха, поступающего в верхнюю зону помещения, должна быть небольшой, чтобы исключить образование вихревых потоков, способных поднять стеклянную пыль и удерживать ее в воздухе во взвешенном состоянии.
Вытяжную вентиляцию выполняют в виде отдельных местных отсосов. Работающие должны обязательно применять специальные респираторы, снабженные химическим поглотителем.
Одни раз в смену должна проводиться влажная уборка запыленных участков.
Отходы стеклянного волокна, обрезки стеклянной ткани, ветошь и т. д. необходимо собирать в металлическую тару и удалять их нз цеха не реже одного раза в смену. Площадки, на которых расположено емкостное и смесительное оборудование, должны иметь бортики, высотой 0,15 мм, препятствующие растеканию жидкости.
Машины для производства изделий из стеклянного волокна при обслуживании требуют большого внимания. При работе необходимо безусловное выполнение всех инструкций. Все движущиеся и вращающиеся части машины, особенно формующие и тянущие валки опасны тем, что они могут затянуть руки работающего или его одежду. Особую осторожность следует соблюдать при первоначальной заправке машин. Поэтому устройства для заправки также, как вальцы и каландры, снабжают аварийными стоп-кнопками.
Различные отделения производства изделий из стеклопластиков по взрывной и пожарной опасности относятся к категориям А, Б и В в зависимости от применяемого сырья.
Поэтому для обеспечения безопасности работающих необходимо строго соблюдать инструкции но технике безопасности, охране труда и противопожарным мероприятиям.
Производство вспененных изделий. В данном производстве опасность для обслуживающего персонала Могут представлять используемое сырье, готовый материал, а также нарушение технологического режима.
Пенополистнрол —легковоспламеняющийся материал, горение которого сопровождается обильным выделением дыма, колоти и токсичных газов. Большую пожарную опасность представляют пенообразователи — пептан, 'изопентан и др. Эти продукты образуют с воздухом взрывоопасные смеси. Нижний предел воспламенения этих смесей очень мал, около 1,4- - 1,8% (об.), а температура самовоспламенения составляет 280 — 300 °с
Почти все пенопласты являются хорошими диэлектриками и склонны к накоплению зарядов статического электричества. Поэтому необходимо все металлические емкости, бункера, машины, трубы заземлять.
Если процесс предварительного вспенивания полистирола проводится в ваннах с кипящей водой, то во избежание возможных ожогов ванну следует наполнять не более, чем на 2/3 высоты, а форму опускать на специальных металлических подвесках.
Для производства пенополиуретанов применяют полиэфирную смолу, изоцианат и активную смесь. Токсичность этой смеси определяется присутствием изоцианатов (особенно толуилеи - диизоцизната), которые вызывают раздражение слизистых оболочек и могут поражать легкие. ПДК в рабочей зоне составляет 5 мг/м-1. Диметилбепзиламин действует на центральную нервную систему.
При случайном разливе толуилендинзоциаиатов опасное место необходимо засыпать опилкг. ми или песком, залить нашатырным спиртом, а затем опилки собрать и удалить в специально отведенное место и там закопать в землю на глубину более 1 м; сжигание не допускается.
Для обеспечения безопасных условий труда при производстве газонаполненных пластмасс необходимо соблюдать следующие требования:
все параметры процесса должны быть точно выдержаны в соответствии с технологическими регламентами;
емкости жидких токсичных веществ должны быть снабжены указателями уровня с приборами на щите;
пуск машин следует сблокировать с двигателями приточной и вытяжной вентиляции;
загазованность воздуха в рабочих помещениях следует постоянно контролировать автоматическими газоанализаторами;
помещение должно быть оборудовано эффективной приточновытяжной вентиляцией;
для обнаружения опасных концентраций вредных веществ должны быть установлены приборы автоматической сигнализации.
■ Производство фторопластов. При переработке фторопластов в результате их нагрева могут выделяться токсичные продукты деструкции. Концентрация газообразных продуктов разложении становится опасной уже при 0,001%, кроме того, они обладают кумулятивным действием. Наиболее токсичными являются фторфосген, фтористый водород к псрфторизобутилен. Поэтому производственные помещения должны иметь мощную приточно-вытяжную вентиляцию, которая должна быть рассчитана так, чтобы в любых условиях и в любых точках помещения не создавалось вредных и взрывоопасных концентраций. Электрооборудование должно быть сделано во взрывобезопасном исполнении и должно быть заземлено.
Работающие должны обязательно иметь специальные респираторы или противогазы и строго выполнять правила техники безопасности.
Для предупреждения травматизма при работе на прессе должны быть предусмотрены соответствующие защитные и блокировочные устройства.
Для предотвращения ожогов электропечи покрывают теплозащитной изоляцией, а работающие снабжаются индивидуальными средствами защиты.