3.4 Выводы по экономической части нир

Проведенные исследования показали, что настоящая дипломная работа является экономически выгодной и актуальной на сегодняшний день. Приведено технико-экономическое обоснование дипломной НИР, где показывается, что данная работа является необходимой для выявления оптимальных режимов SPS-спекания, с целью увеличения термоэлектрической добротностиZ.

Также результаты, полученные в НИР, могут быть использованы для дальнейшего исследования процесса компактирования нанопорошков и могут применяться в термоэлектрических материалов, при создании приборов и устройств на их основе.

Общая сумма затрат на проведение дипломной работы составляет 342590,11 рублей.

Рассчитанная смета затрат, показывает, что основной статьей затрат являются амортизационные отчисления, которые составляют 122465,76 рублей (35,74 % от общей стоимости НИР).

Для определения эффективности использовался метод оценки эффективности путем расчета приведенных затрат с учетом качественных показателей. Результаты показали преимущество рентгеноспектроскопических методов над ПЭМ.

В целом можно считать данную работу экономически целесообразной и актуальной.

4. Охрана труда и экологическая безопасность

   1. Введение

Основное назначение данного подраздела – выявление опасных и вредных факторов, сопутствующих выполнению эксперимента данной дипломной работы, и разработка мер защиты от этих факторов.

В рамках данной дипломной работы получали наноструктурированные композиты на основе твёрдых растворов халькогенидов висмута-сурьмы с полиэдрическими углеродсилоксановыми наночастицами типа «ядро-оболочка». В процессе работы были использованы следующие установки и приборы: установка для синтеза силсесквиоксанов, гидравлический пресс, автоматизированную установку спекания в искровом плазменном разряде SPS-511S. В качестве вспомогательного оборудования использовалась планетарно шаровая мельница Retsch PM-400, аналитическая мельница IKA A11 basic, перчатоный бокс PlasLabs, дробилка щековая ЩД-10.

Обработка результатов эксперимента была связана с использованием лабораторных измерительных приборов и измерительной установки методом Хармана. Весь эксперимент происходил в специально подготовленных для этого помещениях ОАО «Гиредмет».

В данном разделе проводится выявление, описание опасных и вредных факторов, а также разрабатываются меры защиты.

2. Пожароопасные свойства горючих веществ и материалов, меры безопасности при работе с ними. Пожарная безопасность

Наиболее пожароопасным веществом в процессе проведения данной исследовательской работы является ацетон. Ацето́н (диметилкето́н, систематическое наименование: пропан-2-о́н) — простейший представитель кетонов. Формула: CH3-C(O)-CH3. Бесцветная легкоподвижная летучая жидкость с характерным запахом. Полностью смешивается с водой и большинством органических растворителей. Ацетон хорошо растворяет многие органические вещества (ацетилцеллюлозу и нитроцеллюлозу, воск, резину и др.), а также ряд солей (хлорид кальция, иодид калия). Одна из основных опасностей при работе с ацетоном — его легковоспламеняемость. Данные о его пожароопасности приведены в табл. 9.

В процессе проводимых экспериментов, ацетон использовался для очистки компактных таблеток термоэлектрического материала, полученных в итоге проведения процесса искрового плазменного спекания. А так же для очистки образцов после пайки в ультразвуковой ванне.

Таблица 9.

Пожароопасные свойства веществ, используемых в работе

Наименование вещества	Агрегатное состояние	Плотность пара (газа) по воздуху	Температура, оС			Пределы воспламенения		Средства пожаротушения вещества
			Вспышки	самовоспламенения	воспламенения	Концентрационные, % об.	Температурные, оС
Ацетон	жидкость	0,78.	−18	500	465	2,2-13	-20 - -6	*)

*) Порошковые огнетушители, средства объемного тушения (минимальная огнетушащая концентрация: углекислого газа - 29 % (по объему), азота - 43 % (по объему), дибромтетрафторэтана - 2,1 % (по объему)), песок, асбестовое одеяло, воду и пену.

При контакте с перекисью натрия или хромовым ангидридом ацетон загорается со взрывом. Минимальная взрывоопасная объемная доля кислорода при разбавлении ацетоновоздушных смесей: углекислым газом - 14,9 %, азотом - 11,9 %. Максимальное давление взрыва - 875 кПа. Категория и группа взрывоопасной смеси ацетона - II А-Т1.

Все работы с ацетоном должны проводиться с использованием приточно-вытяжной вентиляции вдали от огня и источников искрообразования. В производственных условиях должна быть соблюдена герметизация оборудования, аппаратов, процессов слива и налива для исключения попадания паров ацетона в воздушную среду помещений.

При сливо-наливных операциях необходимо соблюдать правила защиты от статического электричества в производствах химической, нефтехимической и нефтеперерабатывающей промышленности. Средства защиты органов дыхания в аварийных ситуациях - противогаз марки А или БКФ.

Характеристика рабочего помещения (лаборатории) по пожаровзрывоопасности приводится в соответствии с действующими нормативными документами. В настоящее время таким документом являются нормы Государственной противопожарной службы Министерства Российской Федерации по делам гражданской обороны, чрезвычайным ситуациям и ликвидации последствий стихийных бедствий (МЧС России) «Определение категорий помещений и зданий по взрывопожарной и пожарной опасности. НПБ 105-03».

Категории помещений и зданий предприятий и учреждений определяются на стадии проектирования зданий и сооружений в соответствии с настоящими нормами и ведомственными нормами технологического проектирования, утвержденными в установленном порядке.

Категории помещений и зданий, определенные в соответствии с настоящими нормами, следует применять для установления нормативных требований по обеспечению взрывопожарной и пожарной безопасности указанных помещений и зданий в отношении планировки и застройки, этажности, площадей, размещения помещений, конструктивных решений, инженерного оборудования.

Категории взрывопожарной и пожарной опасности помещений и зданий определяются для наиболее неблагоприятного в отношении пожара или взрыва периода, исходя из вида находящихся в аппаратах и помещениях горючих веществ и материалов, их количества и пожароопасных свойств, особенностей технологических процессов.

По данным о свойствах применяемых и получаемых в работе веществ категорию помещения определяем по ацетону

Расчет начинаем с определения избыточного давления взрыва Р, рассчитываемого по формуле:

, где: (14)

Р_max – максимальное давление взрыва стехиометрической газовоздушной или паровоздушной смеси в замкнутом объеме, кПа; принимаем для водорода Р_max = 875 кПа;

Р₀ – начальное давление, соответствующее атмосферному, кПа; для Москвы можно принять Р₀ = 100 кПа;

m – масса паров легковоспламеняющихся (ЛВЖ) и горючих жидкостей (ГЖ), вышедших в результате расчетной аварии в помещение, соответствует массе жидкости, испарившейся с поверхности разлива, кг;

Z – коэффициент участия горючего во взрыве, принимаем его значение 0,3;

V_св – свободный объем помещения, м³; определяется как разность между объемом помещения и объемом, занимаемым технологическим оборудованием; допускается принимать его равным 80 % геометрического объема помещения;

V_пом=6·6·3,2=115,2 м³, отсюда V_св=92,16 м³.

_г – плотность газа или пара при расчетной температуре t_р, кг/м³, вычисляемая по формуле:

, где: (15)

М – молярная масса ацетона, 58,08 г/моль;

V₀ – мольный объем, равный 22,413 м³/моль;

t_р – расчетная температура, ^оС, допускается принимать ее равной температуре вспышки; t_р=20 ^оС.

Для ацетона соответственно _г=2,41 кг/м³.

С_ст – стехиометрическая концентрация паров ЛВЖ и ГЖ, % (об.), вычисляемая по формуле:

, (16)

, (17)

 – стехиометрический коэффициент кислорода в реакции сгорания;

n_С, n_Н, n_Х, n_О – число атомов углерода, водорода, галоидов и кислорода в молекуле горючего. Для ацетона коэффициент =4,

соответственно С_ст=4,91 %(об.);

К_н – коэффициент, учитывающий негерметичность помещения и неадиабатичность процесса горения; допускается принимать К_н = 3.

Масса паров жидкости m, поступивших в помещение в результате расчетной аварии, кг, рассчитывается по формуле:

, где: (18)

W – интенсивность испарения, кг/с·м²;

F_и – площадь испарения, м², равная 1,0 м² исходя из того, что в процессе экспериментов используется бутыль ацетона объемом 1 л;

Т – время испарения, с; длительность испарения жидкости принимаем равной времени ее полного испарения, не более 1 часа (3600 с).

Интенсивность испарения W допускается рассчитывать по формуле:

, где: (19)

 – коэффициент, принимаем равным 2,4 в зависимости от скорости (0,1 м/с) и температуры (20˚С) воздушного потока над поверхностью испарения;

Р_нас – давление насыщенного пара при расчетной температуре жидкости t_p. Согласно справочным данным, для ацетона, при 20^оС, Р_нас = 24,54 кПа.

W=10^-6·2,4· 24,54·58,08^0,5=4,48·10^-4 кг/с·м².

m=4,48·10^-4·5,0·3600=1,61кг.

Тогда избыточное давление взрыва:

Р=100·(875-100)·1,61·0,3/(92,16·2,41·4,91·3,0) = 11,44 кПа > 5,0 кПа, соответственно, помещение относится к помещению категории А (взрывопожароопасная).

Пожарная безопасность в лаборатории. В целях обеспечения безопасности при работе в лаборатории должны соблюдаться изложенные ниже правила пожарной безопасности.

1. Электроосвещение в вытяжных шкафах должно быть во взрывозащищенном исполнении, электрическая проводка должна быть исполнена в резиновой трубке.

2. Все работы в лаборатории, связанные с выделением огнеопасных и взрывоопасных газов должны проводиться в вытяжном шкафу.

3. В случае разлива горючих и легковоспламеняющихся жидкостей, необходимо отключить горелки, не включать и не выключать электроприборы, пролив засыпать песком, загрязненный песок удалить из лаборатории. Для предотвращения возгорания не оставлять без присмотра электронагревательные приборы, горелки, работу производить только на исправном электрооборудовании.

4. В помещениях лаборатории недопустимо загромождать проходы, входы и выходы, а также подходы к средствам пожаротушения. В случае возгорания использовать первичные средства пожаротушения.

3. Характеристика токсичных веществ и меры безопасности

В данном разделе приводятся токсические свойства веществ. Токсикологическая характеристика веществ представлена в табл. 10.

Меры предосторожности при работе с вредными веществами:

1. В химической лаборатории перед началом работы с вредными веществами необходимо включать вытяжной шкаф;

2. Обязательно надевать спецодежду (халат) и использовать индивидуальные средства защиты (ИСЗ), предусмотренные инструкцией для проведения данных работ (респиратор, резиновые перчатки);

3. В работе нельзя использовать реактивы, срок годности которых истек, а также реактивы, хранящиеся в банках без этикеток;

4. Запрещается слив вредных веществ в канализацию, требуется использовать для этих целей предназначенные индивидуально для каждого раствора емкости.

Таблица 10

Токсикологическая характеристика веществ.

Наименование вещества и агрегатное состояние вещества	Характер воздействия на организм	Меры и средства первой помощи	ПДКрз, мг/м3	Класс опасности
Аргон, газ	При постоянной работе с веществом случаются воспалительные заболевания кожи	Работа в спецодежде из стойкой ткани, использование перчаток	0,3	II
Ацетон, жидкость	Ацетон обладает возбуждающим и наркотическим действием, поражает центральную нервную систему, способен накапливаться в организме. При попадании внутрь и вдыхании паров наступает состояние опьянения, головокружение, слабость, шаткая походка, тошнота, боли в животе, коллапс, коматозное состояние. Поражения печени (токсический гепатит) и почек (снижение диуреза, появление белка и эритроцитов в моче). Возможна пневмония.	Герметизация производственных процессов, вентиляция; не применять с веществами, способными хлорировать или бромировать ацетон; фильтрующий промышленный противогаз марки А.	200	IV
Висмут, порошок	Основные проявления избытка висмута в организме: • Снижение памяти, бессонница. • Признаки поражения нервной системы (нарушения чувствительности, ригидность мышц затылка). • Слабость сердечной деятельности, аритмии. • Появление темной каймы вокруг десен, пигментация слизистой оболочки десен и полости рта. • Стоматит, фарингит, затруднение глотания. • Слюнотечение, тошнота, рвота, боли в животе, метеоризм, диарея. • Токсический гепатит с жировой дегенерацией и циррозом. • Альбуминурия, цилиндры в моче. • "Висмутовые" дерматиты. • Потеря аппетита, упадок сил, исхудание.	Для защиты органов дыхания от пыли следует применять противопылевые респираторы. Кроме того, работающие должны быть обеспечены пылезащитной спецодеждой, защитными очками, рукавицами или перчатками из плотной ткани. Обязательно тщательное соблюдение правил личной гигиены.	0,2	II
Сурьма, порошок	Носовые кровотечения и сурьмяная «литейная лихорадка», хроническое обструктивное заболевание легких, При приеме внутрь: тошнота рвота, диарея со слизью, а позже и кровью, может быть токсический гепатит и геморрагический нефрит. При хронических отравлениях могут отмечаться жалобы на запоры или поносы, бессонницу, головные боли, раздражительность, слабость, зуд кожи, першение в горле.	Для защиты органов дыхания от пыли следует применять противопылевые респираторы. Кроме того, работающие должны быть обеспечены пылезащитной спецодеждой, защитными очками, рукавицами или перчатками из плотной ткани. Обязательно тщательное соблюдение правил личной гигиены.	0,5–0,2	II
Теллур, порошок	Вызывает острые и хронические отравления (главным образом, в производственных условиях) с поражением нервной системы, крови, ЖКТ, почек и органов дыхания, нарушениями обмена. Основные симптомы острого ингаляционного отравления аэрозолем и парами Т. — кашель, вызываемый раздражением слизистых оболочек ВДП, дрожь в верхних и нижних конечностях, металлический вкус во рту, бледность кожных покровов, вялость, слабость, сонливость, тахикардия, потеря аппетита, тошнота, рвота, головокружение, темная окраска языка, ингибиция потоотделения, озноб, причиняющий беспокойство запах чеснока из полости рта, ощущение давления за грудиной. В тяжелых случаях — тремор, судороги, боли в области поясницы (почечные), гематурия, подъем температуры, явления цистита (императивные позывы, частое и болезненное мочеиспускание), цианоз, нарастание легочной недостаточности, потеря сознания. Может развиться коматозное состояние и наступить смерть.	Необходимо применять противопылевые респираторы или фильтрующие противогазы с целью защиты органов дыхания. Защита кожных покровов работающих должна быть обеспечена спецодеждой и правильным ее использованием (своевременная стирка, изолированное хранение рабочей одежды от домашней и т. д.). Существенным способом защиты рабочих является соблюдение мер личной гигиены: обязательное принятие душа после работы; мытье рук перед приемом пищи; запрещение хранения личных вещей, продуктов питания и курения на рабочих местах.	0,01	I
Хлорсилан
метилхлорсилан
хлороводород

4. Обеспечение безопасности при работе с электроустановками

Требования на электроустановки производственного и бытового назначения на стадиях проектирования, изготовления, монтажа, наладки, испытаний и эксплуатации, устанавливает общие требования по предотвращению опасного и вредного воздействия на людей электрического тока, электрической дуги и электромагнитного поля, а также номенклатуру видов защиты работающих от воздействия указанных факторов изложены в стандарте «Система стандартов безопасности труда. Электробезопасность. Общие требования и номенклатура видов защиты».

Опасное и вредное воздействия на людей электрического тока, электрической дуги и электромагнитных полей проявляются в виде электротравм и профессиональных заболеваний. Нормы на допустимые токи и напряжения прикосновения в электроустановках должны устанавливаться в соответствии с предельно допустимыми уровнями воздействия на человека токов и напряжений прикосновения и утверждаться в установленном порядке.

Для обеспечения защиты от случайного прикосновения к токоведущим частям необходимо применять следующие способы и средства:

1. защитные оболочки;

2. защитные ограждения (временные или стационарные);

3. безопасное расположение токоведущих частей;

4. изоляцию токоведущих частей (рабочую, дополнительную, усиленную, двойную);

5. изоляцию рабочего места;

6. малое напряжение;

7. защитное отключение;

8. предупредительная сигнализация, блокировка, знаки безопасности.

Для обеспечения защиты от поражения электрическим током при прикосновении к металлическим нетоковедущим частям, которые могут оказаться под напряжением в результате повреждения изоляции, применяют следующие способы:

1. защитное заземление;

2. зануление;

3. выравнивание потенциала;

4. систему защитных проводов;

5. защитное отключение;

6. изоляцию нетоковедущих частей;

7. электрическое разделение сети;

8. малое напряжение;

9. контроль изоляции;

10. компенсацию токов замыкания на землю;

11. средства индивидуальной защиты.

Технические способы и средства применяют раздельно или в сочетании друг с другом так, чтобы обеспечивалась оптимальная защита.

Классификация рабочего помещения по опасности поражения людей электрическим током.

Условия поражения людей электрическим током в большой степени зависят от характера окружающей среды и окружающей обстановки. Опасность поражения током в зависимости от этих факторов может возрастать или ослабляться. Это объясняется тем, что характер окружающей среды оказывает значительное влияние на состояние изоляции электроустановки. Например, неблагоприятные условия в окружающей среде приводят к снижению сопротивления изоляции, создавая опасность появления напряжения на открытых проводящих частях электроустановок.

Состояние окружающей среды также влияет на электрическое сопротивление тела человека. Например, при повышенной температуре окружающего воздуха и повышенной влажности сопротивление уменьшается.

Опасность поражения людей электрическим током усиливается при наличии токопроводящих полов, а также в тех случаях, когда имеется возможность одновременного прикосновения к проводящим частям электроустановки и сторонним проводящим частям. Например, если человек одновременно коснется корпуса электроустановки, случайно оказавшегося под напряжением, и металлической конструкции, имеющей связь с землей, то через его тело будет протекать ток, который может вызвать электротравму.

В отношении опасности поражения людей электрическим током все помещения разделяются на три группы: помещения без повышенной опасности; помещения с повышенной опасностью; особо опасные помещения:

1) в помещениях без повышенной опасности отсутствуют условия, создающие повышенную или особую опасность.

2) помещения с повышенной опасностью характеризуются наличием в них одного из следующих условий, создающих повышенную опасность:

- токопроводящая пыль или сырость;

- токопроводящие полы (металлические; земляные; железобетонные, кирпичные);

- высокая температура (жаркие помещения);

- возможность одновременного прикосновения к имеющим соединения с землей металлоконструкциям зданий, технологическим аппаратам, механизмам и др., с одной стороны, и к металлическим корпусам электрооборудования - с другой.

3) особо опасные помещения характеризуются наличием условий, создающих особую опасность:

- особая сырость;

- химически активная или агрессивная среда;

- одновременно двух или более условий повышенной опасности.

Помещение относится к помещениям без повышенной опасности, т.к. в нем отсутствуют условия, создающие повышенную или особую опасность.

Предельно допустимые значения напряжений прикосновения и токов, протекающих через тело человека, предназначенные для проектирования способов и средств защиты людей, при взаимодействии их с электроустановками производственного и бытового назначения постоянного и переменного тока частотой 50 и 400 Гц устанавливает стандарт ГОСТ 12.1.038-82 «Электробезопасность. Предельно-допустимые уровни напряжений прикосновения и токов».

Напряжения прикосновения и токи, протекающие через тело человека при нормальном (неаварийном) режиме электроустановки, не должны превышать значений, указанных в табл.11.

Таблица 11

Предельно допустимые значения напряжений прикосновения и токов.

Род тока	U,В	I, мА
	не более
Переменный, 50 Гц	2,0	0,3
Переменный, 400 Гц	3,0	0,4
Постоянный	8,0	1,0

Примечания:

1. Напряжения прикосновения и токи приведены при продолжительности воздействий не более 10 мин в сутки и установлены, исходя из реакции ощущения.

2. Напряжения прикосновения и токи для лиц, выполняющих работу в условиях высоких температур (выше 25°С) и влажности (относительная влажность более 75%), должны быть уменьшены в три раза.

Для предотвращения аварий, обслуживающему персоналу необходимо соблюдать следующие правила электробезопасности:

1.) запрещается прикасаться к батарее во время работы, особенно к токосъемникам;

2.) не допускается попадание воды на изолирующие элементы, т.к. нарушение изоляции может вызвать электрическую дугу и явиться причиной аварии;

3.) к ремонтным работам разрешается приступать после выключения батареи;

4.) при остановке батареи нагрузку необходимо отключить на обоих полюсах;

5.) перед пуском батареи должна быть проведена электроизоляция батареи относительно «земли»;

6.) проверка и подтяжка контактов батареи должна проводиться изолированным инструментом;

Анализ потенциальных опасностей и вредностей, выявленных в ходе выполнения экспериментальных исследований, представлен в табл.20

5. Анализ потенциальных опасностей и вредностей при выполнении экспериментальных исследований

Наиболее ярко анализ потенциальных опасностей в данном разделе отображается общей таблицей (табл. 12). В таблице представлены технологические операции и наиболее вероятные опасности, которые могут возникнуть в процессе их выполнения. Так же отображены меры безопасности, позволяющие предупредить воздействие вредных для человека факторов

.

Таблица 12.

Анализ технологических операций, с точки зрения потенциальных опасностей и вредностей при их осуществлении (выполнении)

Наименование технологической операции.	Оборудование, на котором осуществлялась технологическая операция.	Реактивы, используемые при проведении операции.	Выявленные опасности и вредности.	Меры, обеспечившие безопасное проведение технологической операции.
Синтез МССО	Лабораторная установка для получения МССО	Хлорсилан, Метилхлорсилан, хлористый водород	Поражение дыхательных путей, химический ожег.	Проведение процесса в вытяжном шкафу, использование респераторов, резиновых перчаток, халата.
Пиролизный отжиг синтезированного порошка	Высокотемпературная печь	Не используется	Поражение электрическим током; термические ожеги.	Работа в жароупорных перчатках.
Дробление синтезированного материала (Bi0.4Sb1.6Te3)	Щековая дробилка электрическая ЩД-10	Не используется	Поражение электрическим током. Вдыхание пыли синтезированного материала.	Заземление. Использование респиратора, спец одежды резиновых перчаток.
Измельчение синтезированного материала для получения высокодисперсного порошка	Планетарно шаровая мельница Retsch PM-400	Ацетон	Поражение электрическим током. Вдыхание паров ацетона. Действие аэрозоля и брызг ацетона. Попадание ацетона на открытые участки тела. Вдыхание пыли измельченного материала.	Проведение операций в вытяжном шкафу, использование респератора, резиновых перчаток и халата, заземление.
Получение компактных таблеток-заготовок методом холодного прессования	Испытательный пресс ИП2500	Не используется	Поражение электрическим током.	Заземление.
Получение компактных таблеток термоэлектрического материала методом искрового плазменного спекания	Установка спекания в плазменном разряде SPS-511S	Ацетон Графит	Поражение электрическим током. Вдыхание паров ацетона. Действие аэрозоля и брызг ацетона. Попадание ацетона и графита на открытые участки тела. Воздействие высоких температур.	Проведение операций в вытяжном шкафу, использование респератора, резиновых перчаток и халата, заземление.
Проведение измерений термоэлектрических параметров	Автоматизированная установка для проведения термоэлектрических испытаний методом Хармана	Не используется	Поражение электрическим током.	Заземление

Вывод: Наиболее опасной является процесс получения компактных таблеток термоэлектрического материала методом искрового плазменного спекания. Предложенные меры достаточны для обеспечения безопасности проведения операций. Возможные проблемы. Проблемы не выявлены.

6. Санитарно-гигиенические условия в рабочем помещениии

Научно-исследовательская работа проводилась в четырёх специально оборудованных помещениях ОАО «ГИРЕДМЕТ». Первое помещение – это лаборатория, в которой проходил синтез МССО. Второе помещение –это лаборатория в которой была установлена высокотемпературная печь для пиролизного отжига МССО Третье помещение – лаборатория, оснащенная компьютером, для проведения математической обработки результатов измерений и набора текста диплома. И четвёртая лаборатория – место проведения спекания таблеток SPS методом. Так как в основном работа проводится в последней лаборатории, то именно для нее рассматриваются санитарно-технические требования.

1. Микроклиматические условия

При описании микроклиматических условий указываются оптимальные и допустимые микроклиматические условия в лаборатории в соответствии с Санитарными правилами и нормами СанПиН 2.2.4.548-96 «Гигиенические требования к микроклимату производственных помещений».

Санитарные правила устанавливают гигиенические требования к показателям микроклимата рабочих мест производственных помещений с учетом интенсивности энерготрат работающих, времени выполнения работы, периодов года и содержат требования к методам измерения и контроля микроклиматических условий.

Показателями, характеризующими микроклимат в производственных помещениях, являются:

1. температура воздуха;

2. температура поверхностей;

3. относительная влажность воздуха;

4. скорость движения воздуха;

5. интенсивность теплового облучения.

Категории работ разграничиваются на основе интенсивности энергозатрат организма в ккал/ч (Вт). Выполнение данной дипломной работы можно рассматривать как работа категории Iа. К категории Iа относятся работы с интенсивностью энергозатрат до 120 ккал/ч (до 139 Вт), производимые сидя, стоя или связанные с ходьбой и сопровождающиеся незначительным физическим напряжением.

Оптимальные параметры микроклимата на рабочих местах должны соответствовать величинам, приведенным в табл. 13, применительно к выполнению работ категории Iа в холодный и теплый периоды года.

Таблица 13

Оптимальные величины показателей микроклимата на рабочих местах (СанПиН 2.2.4.548-96) для категории работ Iа

Период года	Температура, воздуха˚С	Температура поверхностей, oC	Относительная влажность, %	Скорость движения воздуха, м /с
Холодный	22-24	21-25	60-40	0,12
Теплый	23-25	22-26	60-40	0,1

Холодный период года – период года, характеризуемый среднесуточной температурой наружного воздуха, равной +10° С и ниже.

Теплый период года – период года, характеризуемый среднесуточной температурой наружного воздуха выше +10° С.

Среднесуточная температура наружного воздуха – средняя величина температуры наружного воздуха, измеренная в определенные часы суток через одинаковые интервалы времени. Она принимается по данным метеорологической службы.

Допустимые величины показателей микроклимата устанавливаются в случаях, когда по технологическим требованиям, техническим и экономически обоснованным причинам не могут быть обеспечены оптимальные величины.

Допустимые величины показателей микроклимата на рабочих местах должны соответствовать значениям, приведенным в табл. 14. применительно к выполнению работ категории Iа в холодный и теплый периоды года.

Таблица 14

Допустимые величины показателей микроклимата

на рабочих местах (СанПиН 2.2.4.548-96) для категории работ Iа

Период года	Температура воздуха, oC		Температура поверхностей, °С
	диапазон ниже оптимальных величин	диапазон выше оптимальных величин
Холодный	20,0-21,9	24,1-25,0	19,0-26,0
Теплый	21,0-22,9	25,1-28,0	20,0-29,0
Период года	Относительная влажность воздуха, %		Скорость движения воздуха, м/с
	для диапазона температур воздуха ниже оптимальных величин, не более	для диапазона температур воздуха выше оптимальных величин, не более
Холодный	15-75	0,1	0,1
Теплый	15-75	0,1	0,2

При температуре воздуха на рабочих местах 25°С и выше максимально допустимые величины относительной влажности воздуха не должны выходить за пределы: 70% - при температуре воздуха 25°С; 65% - при температуре воздуха 26°С; 60% - при температуре воздуха 27°С; 55% - при температуре воздуха 28°С.

При температуре воздуха 26-28°С скорость движения воздуха, указанная в табл. 16. для теплого периода года, должна соответствовать диапазону: 0,1-0,2 м/с - при категории работ Iа;

Оптимальные величины показателей микроклимата были полностью соблюдены на рабочем месте, т.е в лабораториях, в которых выполнялись научно-исследовательские работы.

2. Освещение

Одним из основных факторов, обеспечивающих здоровый, безопасный и высокопроизводительный труд, является правильное и рациональное освещение рабочих мест. Во всех случаях, когда не хватает естественного освещения, прибегают к использованию искусственного, которое осуществляется при помощи ламп дневного освещения.

В помещении предусматривается совмещенное освещение, которое включает в себя естественное и искусственное. Естественное освещение - боковое. Искусственное освещение выполнено люминесцентными лампами.

Для расчета освещенности помещения Е (лк) следует использовать выражение :

, где: (20)

F – световой поток одной лампы, лм; определяется в зависимости от напряжения питания и мощности ламп;

n – количество ламп в помещении; n=24;

η – коэффициент использования светового потока, доли единицы; для различных типов светильников в зависимости от ρ_с и ρ_п и индекса помещения i ;

S – площадь пола помещения, 36 м²;

K – коэффициент запаса освещенности, учитывающий падение напряжения в электрической сети, изношенность и загрязненность ламп, светильников, стен помещения и т.д.; принимается равным 1,5;

z – поправочный коэффициент светильника, учитывающий неравномерность освещения, имеющий значения z = 1,15 ÷ 1,20 – для газоразрядных ламп;

ρ_с и ρ_п – коэффициенты отражения стен и потолка; ρ_с=50%, ρ_п=70%.

Индекс помещения рассчитывается по формуле:

, где: (21)

А и В – длина и ширина помещения, м;

Н_р – высота подвеса светильника над рабочей поверхностью (расстояние от светильника до рабочей поверхности), 3 м.

Для удобства обслуживания высоту подвеса светильников не следует принимать более 4-5м. Свес светильников с потолка принимается 0,5- 0,7м, но не более 1,5м, высота рабочей поверхности над полом обычно составляет 0,8м.

Световой поток F люминесцентной лампы ЛБ-40 (Л – люминесцентная; Б – белого цвета; 40 – мощность, Вт) по ГОСТ 6825–91 равно 3200 лм. Количество ламп в помещении 24.

При i=1,0 =43, следовательно:

Е=3200·24·0,43/38·1,5·1,2 = 480 лк.

Общая освещенность 480 лк. Согласно СНиП 23-05-95, норма освещённости на рабочей поверхности не может быть ниже 300 лк. По данным расчета искусственного освещения достаточно для проведения работ или производственного обучения.

3. Виброакустические параметры

В процессе выполнения данной дипломной работы производилась работа на различном оборудовании, состоящая из большого количества различных технологических операций. Так же осуществлялась подготовка дипломной работе на персональном компьютере. Таким образом можно отнести настоящий трудовой процесс к категории напряженности средней степени, со средней физической нагрузкой (1 степени).

Для характеристики виброакустических условий в лабораторных помещениях, в которых проводилась работа над данным научно-исследовательским проектом, следует определить следующие параметры.

Предельно допустимый уровень (ПДУ) шума - это уровень фактора, который при ежедневной (кроме выходных дней) работе, но не более 40 часов в неделю в течение всего рабочего стажа, не должен вызывать заболеваний или отклонений в состоянии здоровья, обнаруживаемых современными методами исследований в процессе работы или в отдаленные сроки жизни настоящего и последующих поколений. Соблюдение ПДУ шума не исключает нарушения здоровья у сверхчувствительных лиц.

Согласно руководству 2.2.013-94 "Гигиенические критерии оценки условий труда по показателям вредности и опасности факторов производственной среды, тяжести, напряженности трудового процесса" Для трудовой деятельности настоящей категории ПДУ шума не должен превышать 70дБА.

Эквивалентный (по энергии) уровень звука, дБА, непостоянного шума - уровень звука постоянного широкополосного шума, который имеет такое же среднеквадратичное звуковое давление, что и данный непостоянный шум в течение определенного интервала времени.

Согласно СН 2.2.4/2.1.8.562-96 настоящий вид трудовой подходит под следующее описание: «Работа, требующая сосредоточенности; работа с повышенными требованиями к процессам наблюдения и дистанционного управления производственными циклами. Рабочие места за пультами в кабинах наблюдения и дистанционного управления без речевой связи по телефону, в помещениях лабораторий с шумным оборудованием, в помещениях для размещения шумных агрегатов вычислительных машин».

Таким образом уровень звука и эквивалентные уровни звука не должны превышать 75 дБА.

Данные об уровне вибрации в помещениях вычислительных центров не известны.

Для снижения уровня шума и вибрации предлагаются следующие организационные и технические мероприятия.

Стены и потолок помещения могут быть облицованы звукопоглощающим материалом. Тяжелое оборудование (агрегаты, станки и пр.) устанавливают на первых этажах на специальном фундаменте, не связанном с фундаментом здания. При невозможности использования фундаментов под станки их устанавливают на амортизирующие прокладки или специальные пружинные приспособления. Настольные станки устанавливают на амортизирующие прокладки.

С целью предупреждения повышенного шумообразования следует контролировать своевременный ремонт оборудования и его замену. При работах в условиях шума, превышающего 70 дБА, необходимо вводить 15-минутные перерывы через 45 минут работы с отдыхом в нешумном помещении.

При невозможности проведения мероприятий по снижению производственного шума до допустимых уровней (70 дБА) используют средства коллективной (звукоизолированные кабины и дистанционное управление и др.) и индивидуальной (противошумные наушники, противошумные вкладыши, противошумные шлемы, каски) защиты.

7. Заключение по разделу безопасности жизнедеятельности

Рассмотрены пожароопасные свойства веществ и материалов, используемых и получаемых в процессе выполнения работы. Приведены средства пожаротушения и меры безопасности при работе с данными веществами. Определена категория помещения по взрывопожарной и пожарной безопасности, исходя из расчетов, цех относится к категории А. Расчеты велись по наиболее взрывопожароопасному веществу - ацетону.

Также рассмотрены характеристики токсичных веществ, приведены меры и средства первой помощи при воздействии на организм, описан характер воздействия, определен класс опасности.

Рассмотрены меры безопасности при работе с электроустановками и меры по предотвращению электротравм. Приведена классификация рабочего помещения по опасности поражения людей электрическим током. Лаборатория относится к помещениям без повышенной опасности.

Представлен анализ потенциальных опасностей и вредностей при выполнении работ. Анализ технологических операций показал, что операция получения компактных таблеток термоэлектрического материала методом искрового плазменного спекания является наиболее опасной. Предложены меры для обеспечения безопасности проведения операций.

Определены санитарно-гигиенические условия в рабочем помещении, микроклиматические условия соответствуют оптимальным нормам климата в рабочей зоне. Совместное освещение, используемое в цехе, достаточно для проведения работ.

Установлены виброакустические параметры помещений, в которых проводилась работа на данным научно-исследовательским проектом. ПДУ шума не должен превышать 70дБА, а уровень звука и эквавалентные уровни звука 75дБА.

4. Экологическая безопасность

   1. Общие положения

Состояние экологии - одна из важнейших проблем современности. В результате своей жизнедеятельности человечество постоянно нарушает экологический баланс, происходит это при добыче полезных ископаемых, при производстве материальных и энергетических средств. Усугубляет ситуацию и то, что значительная доля загрязняющих веществ и СО выбрасывается в атмосферу в процессе эксплуатации двигателями внутреннего сгорания, применяемыми во всех сферах нашей жизни.

В основном существуют три основных источника загрязнения атмосферы: промышленность, бытовые котельные, транспорт. Доля каждого из этих источников в общем загрязнении воздуха сильно различается в зависимости от места. Сейчас общепризнанно, что наиболее сильно загрязняет воздух промышленное производство. Источники загрязнений - теплоэлектростанции, которые вместе с дымом выбрасывают в воздух сернистый и углекислый газ; металлургические предприятия, особенно цветной металлургии, которые выбрасывают в воздух оксиды азота, сероводород, хлор, фтор, аммиак, соединения фосфора, частицы и соединения ртути и мышьяка; химические и цементные заводы.

В странах ЕЭС на долю промышленности и энергопроизводства приходится до 30% выбросов оксида углерода, до 50 % – оксида азота, до 55% – углеводородов, и это при жестких экологических требованиях к транспорту и применяемым топливам.

Применение ФЭС коренным образом изменит ситуацию, так как в самом принципе преобразования солнечной энергии заложено условие экологической безопасности.

2. Характеристика отходов

   1. Инвентаризация образующихся в процессе работы отходов, их использование и уничтожение

Наиболее радикальными при оптимизации технологических процессов следует признать мероприятия, направленные на уменьшение образования устойчивых к разложению загрязняющих веществ и исключающие бесконтрольное поступление в природную среду опасных для биосферы отходов.

В процессе работы образуются твердые или порошкообразные отходы ТЭМ в виде Bi, Sb, Te и их твердых растовров. Если они не подлежат последующему переделу с целью получения поликристаллов или экструзированных стержней ТЭМ, то складируются и по мере накопления отправляются на переработку для извлечения теллура и сурьмы.

Так как данная дипломная работа имела исключительно лабораторный характер и подразумевала использованиие лишь небольших количеств материала для синтеза ТЭМ, то и доля отходов будет мала.

2. Отнесение отходов к классу опасности для окружающей среды.

Предупреждению нежелательных и необратимых нарушений характеристик окружающей среды может способствовать только комплексный подход в решении экологических проблем.

По видам вредных воздействий на природную среду и человека выделяют токсичные, радиоактивные, пожаро- взрывоопасные, коррозионно-активные (агрессивные) и отходы, вызывающие инфекционные заболевания.

Отнесение отходов к классу опасности для окружающей среды (ОС) может осуществляться расчетным или экспериментальным методами. В дипломной работе используем только расчетный метод.

Класс опасности отходов для ОС определяется на основании показателя (К), характеризующего степень опасности отхода при его воздействии на ОС, рассчитанного по сумме показателей опасности веществ, составляющих отход (компоненты отхода), для ОС.

Показатель степени опасности отхода К для ОС рассчитывают по следующей формуле:

, где (22)

- показатели степени опасности отдельных компонентов отхода для ОС.

Показатель степени опасности i-того компонента отхода для ОС K_i рассчитывается по формуле:

, где (23)

С_i - концентрация i-того компонента в отходе, мг/кг отхода;

W_i - коэффициент степени опасности i-того компонента отхода, который представляет собой условный показатель, численно равный количеству компонента отхода, ниже значения которого он не оказывает негативных воздействий на ОС. Размерность коэффициента степени опасности для ОС условно принимается как мг/кг.

Коэффициент W_i, рассчитывается по значению его логарифма по одной из следующих формул:

при 1≤ Z_i ≤ 2;

при 2 < Z_i ≤ 4;

при 4 < Z_i ≤ 5, где

Z_i - вспомогательный показатель, определяемый по формуле:

, где (24)

X_i - относительный параметр опасности компонента отхода для ОС, который определяется как среднее арифметическое баллов степени опасности для ОС в различных природных средах. Значения параметра опасности компонентов отхода представлены в табл. 15.

Таблица 15.

Относительный параметр опасности компонента отхода на окружающую среду.

Показатель	Bi		Sb		Te
	вел-на	балл	вел-на	балл	вел-на	балл
ПДКрз, мг/м3	0.2	2	0,5	2	0.01	1
Класс опасности	II	2	II	2	I	1
ПДКпп, мг/м3	-	-	1	2	0.3	2
ПДКв мг/л	0,1	2	0,05	2	0,01	2
Балл информационной обеспеченности	3	1	4	1	4	1
Xi	1,75		1,8		1,4

Значения вспомогательного показателя Z_i, коэффициента степени опасности W_i и другие расчетные данные, необходимые для расчета показателя степени опасности по каждому веществу K_i приведены в табл. 16.

Таблица 16.

Результаты расчета коэффициента степени опасности.

Компонент отхода	Bi	Sb	Te
Ci, мг/кг	80000	320000	600000
Xi	1.75	1.8	1.4
Zi	2	2.06	1.53
Lg Wi	2	2.06	1.38
Wi	102	102.06	101.38
Ki	800	696.7	3334.9

Рассчитываем показатель степени опасности отхода, суммируя показатели степени опасности отдельных компонентов отхода:

K = 800+696.7+3334.9=4831.6

Анализируя данный показатель и делая вывод из того, что данная степень попадает в диапазон значений 10<K<10², говорит о том, что класс опасности отхода II. Степень вредного воздействия опасных отходов на окружающую среду высокая.

Таки образом следует серьезно отнестись к контролю отходов в процессе производства ТЭМ, используемых в данной работе. Целесообразно использование пылеулавливания, так как в процессе измельчения материала образуется вредная пыль (существует две основных системы пылеулавливания техническая, для технических целей и санитарная для защиты воздушного бассейна от загрязнения вредными химическими веществами). Отработанный материал следует отправлять на переработка для повторного получения Теллура и Сурьмы и последующего их использования в синтезе.

3. Заключение

В результате проведённых исследований, были получены отходы, класс опасности которых, на основании полученных расчётов составил К = 4831.6, следовательно, класс опасности отходов для окружающей среды – II. Степень вредного воздействия на окружающую среду высокая. Также предложены меры по снижению вредного воздействия отходов на окружающую среду.

Список использованной литературы