3.6. Вентиляции отсеков при производстве работ внутри строящегося судна

Судовые отсеки при производстве работ на эллинге и стапеле вентилируются с целью удаления из них загрязняющих веществ, образующихся в процессе сварочных, окрасочных, изоляционных и прочих видов работ стапельного периода для обеспечения нормальной работы персонала верфи.

Как правило, отсеки вентилируются путем удаления из них загрязненного воздуха и поступления приточного через люки из смежных помещений за счет создаваемого в отсеках разрежения. Такая схема позволяет организованно выводить за пределы стапеля загрязненный в отсеках воздух. Но возможна и другая схема, а именно: подача приточного воздуха механической системой и удаление его за счет избыточного давления, создаваемого приточной установкой. Однако применять ее можно только в тех случаях, когда отсеки имеют люки, сообщающиеся с наружным воздухом, и исключено загрязнение смежных помещений. В качестве воздуховодов для таких систем вентиляции используют брезентовые рукава или рукава из синтетических материалов.

Если имеющимися техническими средствами невозможно обеспечить потребные воздухообмены, то наряду с вентиляцией необходимо применять средства индивидуальной защиты. После окончания работ вентиляция отсеков не должна ныключаться до прекращения выделения загрязняющих веществ (например паров растворителя после окраски).

Установки для вентиляции отсеков могут быть выполнены стационарными или переносными. Выбор типа установки в каждом конкретном случае зависит от местных условий. Он определяется характером выброса извлекаемого из отсеков загрязненного воздуха за пределы рабочих помещений. Выброс в помещение цеха крайне нежелателен и допускается только при невозможности вывода загрязненного воздуха в атмосферу. Поэтому, как правило, в эллингах следует предусматривать стационарные установки для вентиляции отсеков; а на крытых стапелях могут быть использованы как стационарные, так и переносные установки. Другой фактор, определяющий выбор установки—расположение и степень доступности подлежащих вентилированию отсеков.

Характеристика применяющихся на судостроительных заводах вентиляционных установок приведена в таблице 1.25.

Таблица 1.25 – Технические данные установок для вентиляции отсеков

Побудитель	Характеристика вентилятора				Установка вентилятора	Характерис-тика шланга		Пропуск- ная спо- собность одного шланга. куб.м/час
	Обороты Об/мин	Производительность куб.м/час	Давление кг/кв.м	Мощность квт		диаметр мм	Длина м
Центробежные вентиляторы высокого давления
					Стационарная или перенос- ная	100	16	1000
ЦВ-18 № 9	2100	10 000	950	55		125	16	1000
ЦВ-18 № 8	2350	8 000	950	40		100	8	900
ВВД № 8	1620	4 000	450	14		125	20	1000
						100	8	1000
ВВД № 9	1450	6 000	450	20		125	24	1000
Центробежный вентилятор
12ЦС-34	2850	1250	335	2,2	Переносная	100	4	900
Многоступенчатые центробежные машины
ТВ-50-1,6	2850	3 000	3000	100	Стационарная	составной50
ТВ-80-1,6	2850	5 000	3000	125			26	150
ТВ-175-1,6	2850	10 000	3000	235			28	300
Водокольцевые вакуум-насосы:
РМК-4 или ВВН-25	720	1200	3000	70		составной 50	26	150
РМК-3 » ВВН-12	960	450	3000	20			28	300
Воздухоструйный эжектор при расходе сжатого воздуха 240 м3/час
	—	500	600	—	Переносная		8	500
Примечание.Составной шланг включает 20 м шланга диаметром 50 мм, 4 м шланга — диаметром 38 мм и 2 ж шланга —диаметром 32 мм.

Стационарные установки рисунок 1.14 состоят из следующих основных элементов: побудителя с электродвигателем, коллекторов значительной протяженности со штуцерами для присоединения шлангов, всасывающих шлангов и воздуховода, выво­дящего загрязненный воздух в атмосферу.

При большом заглублении отсеков и небольших размерах ведущих в них люков (например, междудонные отсеки), когда необходимо применять шланги большой длины и малого диаметра, устанавливают высоковакуумные побудители. В сравнительно доступных местах, где определяющим фактором является не создаваемое системой разрежение, а ее производительность, используют вентиляторы. В установках для общеобменной вентиляции отсеков при малярных работах побудители должны быть выполнены во взрывобезопасном исполнении. Многоступенчатые центробежные машины и вентиляторы ВВД-8 и ВВД-9 выпускаются промышленностью и во взрывобезопасном исполнении. Для применения же вентиляторов ЦВ-18 при малярных работах кожух с внутренней стороны должен быть выложен цветным металлом (алюминием) уже на строительной площадке.

Для повышения производительности систем вентиляторы и многоступенчатые центробежные машины могут работать параллельно в одну сеть (рисунок 2). Такой способ установки обеспечивает гибкость системы и взаимозаменяемость побудителей.

Некоторая особенность в размещении вентиляционного оборудования наблюдается при постройке судов на открытых стапелях. На наклонных стапелях помещение для побудителей обычно располагается под стапелем в его повышенной части; при строительстве на горизонтальных стапелях побудители размещаются в отдельных зданиях вблизи стапелей. Оборудование стационарных вентиляционных систем может располагаться и на открытом воздухе под судостроительными лесами или рядом с ними. В последнем случае для защиты от атмосферных осадков электродвигатели укрываются кожухами, выполняемыми из листовой стали 6 = 0,7—1,0 мм. Для удаления из кожуха вентилятора попадающих атмосферных осадков в его нижнюю часть вваривается штуцер с вентилем.

Коллекторы стационарных установок собираются из цельнотянутых труб или свариваются из листовой стали толщиной 1,5—2,0 мм. Для разборки в случае необходимости (например, при спуске судна) коллекторы собираются из отдельных звеньев па фланцах.

Рисунок 1.14 – Схема стационарных вентиляционных установок для удаления загрязняющих веществ из закрытых отсеков строящихся судов

Коллекторы следует прокладывать таким образом, чтобы расстояние до люков, через которые опускаются шланги в отсеки, было минимальным. Поэтому наиболее рациональна прокладка коллекторов по судостроительным лесам на уровне верхней палубы. Возможна прокладка коллекторов по колоннам здания, а также по эстакадам, где размещаются все энергетические коммуникации цеха, и в специальных каналах проводок. В последнем случае через перекрытия каналов выводятся штуцеры для присоединения временных воздуховодов. Временные воздуховоды подводятся к строящемуся судну, а затем поднимаются стояками до верхней палубы. На палубе предусматривается дополнительный коллектор со штуцерами для присоединения шлангов, которые через отверстие в верхней палубе вводятся в вентилируемые отсеки.

Штуцеры на коллекторах размещаются с учетом возможного расположения рабочих мест — обычно не реже чем через 3—5 м. При определении количества штуцеров следует предусматривать возможность сосредоточить вытяжку на том или ином участке работ в соответствии с технологическим процессом. Не используемые в данный момент штуцеры должны герметично перекрываться заглушками.

Для удаления воздуха из отсеков используются облегченные резино-тканевые шланги. Специально предназначенные для вентиляционных целей шланги изготавливаются диаметром 38, 50, 100 и 125 мм, длиной 4 м. Присоединение одного шланга к другому выполняется с помощью тонкостенных соединительных патрубков. Вследствие больших скоростей движения воздуха, достигающих 30—50 м/с, общая потеря давления в шлангах велика. Для уменьшения гидравлического сопротивления применяются составные линии из шлангов различных диаметров от 32 до 50 и даже 100 мм (Рисунок 1.15)

Рисунок 1.15 – Переносная эжекторная установка

Протяженность шлангов уменьшается в результате использования элементов корпуса судна, в частности воздушных труб цистерн, а также устройством дополнительных вырезов в палубах.

Переносные установки проще по своей схеме, чем стационарные (рисунок 1.16). В них обычно используются вентиляторы высокого давления, реже применяются вентиляторы среднего и низкого давления.

Рисунок 1.16 – Переносная вентиляторная установка с вентиляторами ВВД-8

В переносных установках для вентиляции отсеков вентилятор с электродвигателем и пусковая аппаратура монтируются на общей раме, выполненной из швеллеров. Всасывающее отверстие вентилятора соединяется с коллектором, изготовленным в виде коробки со штуцерами. Количество и диаметр штуцеров задаются при проектировании в зависимости от характеристики агрегата; длина шлангов обычно ограничивается 12—16 м при диаметре их 100—125 мм. (Таблица 1.25).

Из соображений электробезопасности вентиляторы с электродвигателями трехфазного тока напряжением 220/380 в немогут располагаться внутри металлических конструкции, или устанавливаются на верхней палубе строящегося судна или в непосредственной близости от него на строительных лесах.Для уменьшения шума переносные установки монтируются на виброизоляционных основаниях. Кроме переносных установок с электровентиляторами применяются воздухоструйные эжекторы (Рисунок 1.15).Переносная эжекторная установка предназначена для удаления пыли и газов от одного сварочного поста. Она используется также для вентиляции отсеков при малярных работах. Эта установка состоит из воздухоструйного эжектора, всасывающего шланга, пылегазоприемника, шумоглушителя для подвода сжатого воздуха. Вес установки с глушителем без шлангов—14 кг.

К недостаткам эжекторной установки относится низкий коэффициент полезного действия и создаваемый ею резкий шум, требующий применения глушителя. Последний утяжеляет установку и несколько снижает ее к. п. д. Однако в качестве легко транспортируемой переносной установки эжекторная установка часто применяется.

Вентиляция при производстве электросварочных работ в закрытых отсеках судна.

В замкнутых пространствах при сварке в закрытых отсеках корпуса судна обычно устанавливают общеобменную вентиляцию. Необходимый воздухообмен при устройстве общеобменной вентиляции определяют по формуле, м /час

(1.38)

где - количество загрязняющего вещества, выделяющегося в час, г/час;

- предельно допустимая концентрация загрязнителя в воздухе рабочих помещений, г/м³ , приведенная в таблице 2 раздела;

- коэффициент, учитывающий неравномерность распределений концентраций в вентилируемом помещении (принимают равным 1,3)

Количество загрязняющего вещества выделяющегося при производстве сварочных работ в закрытом отсеке определяется по формуле

(1.39)

- количество выделяющихся отдельных выбрасываемых ингредиентов, г/кг приведенных в таблице 1.26.

– количество сварщиков одновременно работающих в отсеке.

Исходя из условия, что расход электродов одним сварщиком составляет:

при ручной сварке К = 1,0 кг/час

при прихватке К = 0,2 кг/час

при сварке в среде СО₂ К = 2,0 кг/час;

Таблица 1.26 - Удельные выбросы загрязняющих веществ в атмосферу при сварке и наплавке металлов

№№ п/п	Наименование тех.процесса, сварочный или наплавочный материал и его марка	Количество выделяющихся ЗВ, г/кг расходуемых сварочных или наплавочных материалов
		Твердые частицы						Газообразные ЗВ
		Железа оксид	Марганца оксид	Хрома оксид	Кремния оксид	Прочие		Водород фтористый	Азота оксид	Углерода оксид
						Наименование	Кол-во
1	Ручная дуговая сварка сталей штучными электродами
1.1.	Электроды УОНИ-13/45	10,69	0,51	–	1,40	Фториды плохорастворимые (ФПР)	1,40	1,00	–	–
1.2.	УОНИ- 13/55	14,90	1,09	–	1,00	ФПР	1,00	1,26	2,70	13,3
1.3.	УОНИ- 13/65	14,49	1,41	–	0,80	ФПР	0,80	1,17	–	–
1.4.	УОНИ- 13/80	8,32	0,78	–	1,05	ФПР	1,05	1,14	–	–
1.5.	УОНИ- 13/85	9,80	0,60	–	1,30	ФПР	1,30	1,10	–	–

Пример 1.11. В закрытом отсеке судна производятся сварочные работы двумя электросварщиками непрерывно в течении часа. Сварка производится электродами типа УОНИ13/45 вручную. Определить необходимый воздухообмен при устройстве общеобменной вентиляции.

Решение. Необходимый воздухообмен при устройстве общеобменной вентиляции определяют по формуле

м /час

где =10,69+0,51+1,4+1,4+1,0 = 15 г/час – количество загрязняющего вещества, выделяющегося в час в соответствии с данными приведенными в таблице 1.26;

= 4мг/м =0,004 г/м предельно допустимая концентрация загрязнителя в воздухе рабочих помещений, г/м³ приведенная в таблице 1.20 раздела;

= 1,3 – коэффициент, учитывающий неравномерность распределений концентраций в вентилируемом помещении.

Для обеспечения нормальной работы сварщиков в соответствии с данными приведенными в таблице 1.20 необходимо оборудовать отсек общеобменной вентиляцией, установив многоступенчатую центробежную машину марки ТВ-175-1,6 производительностью 10 000 м /час.

.

Вентиляция при производстве окрасочных работ

В замкнутых пространствах при окраске кистями обычно устанавливают общеобменную вентиляцию. Необходимый воздухообмен при устройстве общеобменной вентиляции определяют по формуле

м /час (1.40)

где - количество паров растворителей, выделяющихся в час, г/час;

- предельно допустимая концентрация паров растворителей в воздухе рабочих помещений, г/м³ при содержании в краске нескольких растворителей величину определяют по формуле (1.41);

- коэффициент, учитывающий неравномерность распределений концентраций в вентилируемом помещении (принимают равным 1,3)

Расчетную предельно допустимую концентрацию для краски, содержащей несколько летучих компонентов, определяют по формуле;

(1.41)

- расчетная предельно допустимая концентрация, г/м³;

, … - процентное содержание компонентов в летучей части краски,%;

.– соответствующие предельно допустимые концентрации компонентов, г/м³.

Характеристики наиболее употребительных красок приведены в таблице 1.27

Таблица 1.27 – Характеристики красок

Наименование краски	Вязкость по ВЗ-4 при окраске кистями, сек.	Содержание летучих компонентов, %	Удельный расход краски, г/мг
Краска ЭКЖС-40	10—15	40	45
Краска ЭКА-15	10—15	45	30
Краска ПФ-218	55—60	40	100
Грунт АЛГ-8	50	60	80
Глифталевая эмаль А-560ф	60	30	75—100
Краска ХС-52	40—60	42	75
Краска ХС-57	70	60	80
Краска ПХВ-714	25—50	65	60
Грунтовка ВЛ-02	30—100	80	80
Краска ХВ-53	70—110	50	80
Сурьмин С-5	20	45	40
Краска АЛ-177	10—14	60	30
Лак 4С	80—140	12	75
Охра	80—90	10	75
Грунт 138	22—24	55	50
Краска КР-29	40	55	100
Краска ХС-78	30—60	70	100
Краска АС-03-7	70—100	80	80
Бакелитовый лак	100—120	20	60—70
Краска ХС-717	50—70	70	70

Процесс высыхания окрашенных поверхностей делится на три периода: начальный, основной и конечный. Начальный период характеризуется нарастанием, основной - постоянством, а конечный - уменьшением выделения летучих компонентов в единицу времени.

Продолжительность начального периода определяют по формуле, часов

- коэффициент, характеризующий скорость выделения летучих компонентов из красок при определенных метеорологических условиях, определяемый по формуле

Коэффициент характеризует скорость выделения летучих компонентов из краски в неподвижном воздухе при температуре 20° С и относительной влажности 50 %. Численные значения его для различных красок приведены в таблице 1.28.

Таблица 1.28 – Величина коэффициента для расчета количества ЗВ в период окраски

Наименование краски	Коэффициент при температуре 20° С, 1/мин	Продолжительность начального периода, часы
Краска ЭКЖС-40	0,075	1,0
Краска ЭКА-15	0,138	0,5
Краска ПФ-218	0,04	1,9
Грунт АЛГ-8	0,08	1,0
Глифталевая эмаль А-560ф	0,04	1,9
Краска ХС-52	0,163	0,5
Краска ХС-57	0,088	0,9
Краска ПХВ-714	0,160	0,5
Грунтовка ВЛ-02	0,155	0,5
Грунт ХС-010	0,255	0,3
Краска ХВ-53	0,07	1,0
Краска АЛ-177	0,04	1,9
Лак АС	0,052	1,5
Сурьмин С-5	0,074	1,0
Охра	0,06	1,3
Грунт 138	0,05	1,5
Краска КР-29	0,04	1,9
Краска АС-03-7	0,062	1,2
Краска ХС-78	0,19	0,4
Бакелитовый лак	0,12	0,6
Краска ХС-717	0,17	0,5

Коэффициенты являются поправочными для и вводятся в расчет в тех случаях, когда окраску выполняют при метеорологических условиях, отличающихся от тех, при которых определен коэффициент

Продолжительность начального периода для ряда красок при высыхании их в неподвижном воздухе при температуре 20° С и относительной влажности 50% приведена в таблице 1.28. Продолжительность конечного периода равняется удвоенной величине, при метеорологических условиях, имеющих место после окончания окраски.

Количество паров растворителей, выделяющихся при окраске в течение часа, определяют по формуле

(1.42)

Б – содержание летучих компонентов в краске, %;

g – удельный расход краски, г/м²;

П₁ – производительность труда маляра, м²/час;

П- количество маляров.

Величина М для основного периода равна единице, для начального периода - меньше единицы и вычисляется по формуле

(1.43)

– продолжительность окраски, мин.;

К – коэффициент, характеризующий скорость выделения летучих компонентов из краски, 1/мин.;

е - основание натуральных логарифмов.

Для основного периода значения величины G для красок, характеристика которых приведена в таблице 1.28 при средней производительности труда маляра 12 м²/час указаны в таблице 1.29. В таблице приведены значения необходимых воздухообменов для основного периода (коэффициент, учитывающий неравномерность распределения концентраций А, принят равным 1,3)

Таблица 1.29 – Данные для проектирования вентиляции при окраске в основном периоде (производительность труда 12 м /час, А = 1,3)

Наименование краски	Состав летучей части	Расчетная предельно-допустимая концентрация для краски	Количество выделяющихся летучих компонентов г/час	Неоходимый воздухообмен
Краска ЭКЖС-40	Ксилол	0,05	215	5 600
Краска ЭКА-15	Ксилол	0,05	165	4 300
Краска ПФ-218	Уайт-спирит, скипидар	0,3	480	2 100
Грунт АЛГ-8	Ксилол, сольвент	0,055	580	12 600
Глифталевая эмаль А-560ф	Сольвент, скипидар	0,17	360	2 750
Краска ХС-52	Толуол, ацетон, бутил- ацетат	0,07	380	7 000
Краска ХС-57	Толуол, ацетон, бутил- ацетат	0,07	570	10 600
Краска ПХВ-714	Толуол, ацетон, бутил- ацетат	0,067	470	9 000
Грунт ВЛ-02	Ацетон, этиловый и бу- тиловый спирт	0,34	770	2 950
Краска ХВ-53	Сольвент, ацетон	0,11	480	5 700
Краска АЛ-177	Ксилол, уайт-спирит	0,68	220	4 200
Лак 4С	Ксилол, уайт-спирит	0,086	220	3 300
Сурьмин С-5	Ксилол, уайт-спирит	0,12	110	1 190
Охра	Уайт-спирит	0,3	90	400
Грунт 138	Сольвент	0,1	330	4 300
Краска КР-29	Уайт-спирит, ксилол	0,18	660	4 750
Краска АС-03-7	Ацетон, бутилацетаты, циклогексанон, ме- тилэтилкетон, ксилол	0,037	710	25 000
Краска ХС-78	Ацетон, толуол, цикло- гексанон	0,055	840	20 000
Бакелитовый лак	Фенол, этиловый спирт	0,04	160	5 200
Краска ХС-717	Толуол, ацетон, бутил- ацетат, циклогекса нон	0,035	590	22 000

Пример 1.12. Необходимо определить условия вентиляции при окраске кистями отсека краской ПФ-218. Одновременно работают два маляра со средней производительностью 12 м /час. Площадь окраски 32м . Для вентиляции отсека можно использовать центробежный вентилятор высокого давления ВВД-9 и облегченные резиновые шланги диаметром 125 мм. Необходимая длина шланга 16 м. Работу предполагается вести при температуре воздуха в отсеке 10° С и относительной влажности 60% . Подвижность воздуха в районе окраски 0,1 м/сек.

Решение. По таблице 10 находим, что для краски ПФ-218 коэффициент равен 0,04 1/мин. Краска относится к I группе и содержит уайт-спирит и скипидар. Количество летучих компонентов (таблица 1.27) равно 40% . Предельно допустимая концентрация для краски (таблица 1.29) составляет 0,3 г/м³.

По формуле определяем значение коэффициента К.

Значения , и находим по графикам на рисунках 1.17-1.19

=0,175 =1,0 =1,5

1/мин

Продолжительность начального периода вычисляем по формуле

часа

Продолжительность окраски часа = 80 мин.

Следовательно, окраску будут выполнять в начальном периоде.

Определяем величину по формуле ( )

Количество паров растворителей, выделяющихся в течение часа, определим по формуле (1.43)

г/час

Потребный воздухообмен составит

м /час

Чтобы создать указанный воздухообмен, в отсек необходимо проложить параллельно два шланга диаметром 125 мм.

Через шланги будут удалять 1200 2= 2400 м³/час воздуха.

Пример 1.13. Условия задачи те же, что и в предыдущем примере, но окраску будут выполнять при температуре 25° С. Требуется определить потребный воздухообмен.

Решение. Определяем значение коэффициента К. По таблице 10 ⁼ 0,04 1/мин. Значения поправочных коэффициентов получаем по графикам на рисунках 1.17-1.19

=1,5 =1,0 =1,5

1/мин

Продолжительность начального периода составляет

мин

Так как продолжительность окраски составляет 80 мин., то расчет вентиляции следует вести для основного периода. В этом случае величина М в формуле (1.43) будет равна единице.

Количество паров растворителей, выделяющихся в течение часа, составит

г/час

Потребный воздухообмен будет равен

м /час

Для удаления такого количества воздуха потребуется параллельная прокладка четырех шлангов диаметром 125 мм, которую не представляется возможным осуществить из-за малого размера люка. Допустим, что удастся проложить только два шланга, через которые будут удалять 2400 м³/час воздуха. Это в 2 раза меньше расчетного. В таком случае концентрация в отсеке превысит предельно допустимую в 2 раза и составит 0,6 г/м³.

Это обстоятельство потребует, наряду с устройством вентиляции, использования средств индивидуальной защиты. Принимаем респиратор типа РУ-60-А, . который может в указанных условиях работать 11 час. Так как время окраски значительно меньше предельного срока работы респиратора, то его можно использовать в дальнейшем при окраске других отсеков.

Из приведенных примеров видно, что повышение температуры воздуха на 15° С привело к увеличению необходимого воздухообмена почти в 2 раза. Если в первом случае требуется устройство только вытяжной вентиляции, то во втором, кроме того, необходимо применение средств индивидуальной защиты.

После окончания окраски дальнейшее высыхание краски будет происходить при температуре 25° С. Для полного удаления паров растворителей вентиляция должна эксплуатироваться в течение не менее, чем продолжительность конечного периода, т. е. 502 = 100 мин. = 1 час. 40 мин.