Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. ОПАСНЫЕ И ВРЕДНЫЕ ПРОИЗВОДСТВЕННЫЕ ФАКТОРЫ В ПОРОШКОВОЙ МЕТАЛЛУРГИИ И АНАЛИЗ СИСТЕМЫ БЕЗОПАСНОСТИ ПРИ УПРАВЛЕНИИ ЭКОЛОГИЧЕСКИМИ РИСКАМИ (Литературный обзор) 14
1.1. Условия перехода к устойчивому развитию 14
1.2. Окружающая среда и производство порошковых изделий 19
1.2.1. Виды и характер загрязнения окружающей среды 19
1.2.2. Факторы экологического воздействия при производстве изделий методом порошковой металлургии 25
1.2.3. Характер загрязнения окружающей среды при производстве титановых изделий методом порошковой металлургии 51
1.3. Системы обеспечения безопасности производства 68
Глава 2. ПОСТАНОВКА ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ РАБОТЫ. МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ 82
2.1. Постановка задачи 82
2.2. Методы исследований 83
2.2.1. Методы экспертных оценок 83
2.2.2. Методики экспериментальных исследований 86
2.2.2.1. Определение плотности и пористости материала 86
2.2.2.2. Определение физико-механических свойств 87
2.2.2.3. Морфологический и металлографический анализы 87
2.2.2.4. Химический анализ. Определение содержания кислорода 88
2.2.2.5. Микрорентгеноспектральный анализ 88
2.2.2.6. Рентгенографический анализ 89
2.2.2.7. Дериватографический анализ 89
Глава 3. ЭКОЛОГИЧЕСКИЙ МЕНЕДЖМЕНТ И ТЕХНИКА ЭКОЛОГИЧЕСКОГО МЕНЕДЖМЕНТА ПРИ УПРАВЛЕНИИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИМИ ПРОЦЕССАМИ ПРЕДПРИЯТИЯ 90
3.1. Применение системы экологического менеджмента на предприятии 90
3.2. Методология разработки природоохранных мероприятий с учетом анализа рисков 107
3.2.1. Идентификация экологических аспектов с помощью методологии функционального моделирования 108
3.2.2. Выявление важных экологических аспектов 112
3.2.3. Разработка корректировочных мероприятий и анализ степени снижения риска при их внедрении 113
Выводы по главе 3 121
Глава 4. АНАЛИЗ И ОЦЕНКА ЭКОЛОГИЧЕСКИХ РИСКОВ ПРИ ПРОИЗВОДСТВЕ МАТЕРИАЛОВ И ИЗДЕЛИЙ ИЗ ТИТАНА МЕТОДОМ ПОРОШКОВОЙ МЕТАЛЛУРГИИ 123
4.1. Идентификация экологических и потенциальных экологических аспектов процесса «Произвести изделие из титана методом порошковой металлургии» 123
4.2. Выявление важных потенциальных экологических аспектов процесса «Произвести изделие из титана методом порошковой металлургии» 138
4.3. Разработка мероприятий по снижению риска возникновения воздействий на окружающую среду для потенциальных экологических аспектов 151
- Условия перехода к устойчивому развитию
- Определение плотности и пористости материала
- Идентификация экологических аспектов с помощью методологии функционального моделирования
Введение к работе
Актуальность проблемы. Развитие научно-технического прогресса
ф ведет к необходимости использования в устройствах различных
механизмов и машин материалов как конструкционного, так и функционального назначения со специальными свойствами.
Важное место в создании таких материалов занимает порошковая
технология [1], позволяющая целенаправленно конструировать структуру
^ и свойства материалов, а также производить изделия с минимальными
отходами.
В ведущих развитых странах, несмотря на спады различных видов производства, всегда наблюдается рост изделий, получаемых методом порошковой технологии.
Так, объем продаж порошковых изделий в Северной Америке в 1998г.
ш составил 5 млрд. долларов, а в 2003г. - порядка 9 млрд, долларов [2, 3].
В России Урал занимает особое место в производстве порошковых
материалов. На Урале производятся основные порошки цветных металлов,
а порошки титана производятся в г.Березники Пермской области.
^ Титан - один из важнейших материалов современного
машиностроения. Комплекс физико-механических свойств и химическая стойкость титана к коррозии позволяют применять его в авиации, судостроении, химической промышленности, гражданском строительстве и др.
В развитых странах из титановых сплавов изготавливается большое количество изделий и полуфабрикатов различного назначения. Для дальнейшего расширения производства титана необходимо решить ряд задач, таких как - снижение высокой стоимости изготавливаемых изделий, увеличение выхода годного материала при высокой стоимости обработки, минимизировать образование отходов. Указанные обстоятельства
стимулируют разработку способов производства таких заготовок или полуфабрикатов, размеры которых были бы близки к чистовым размерам деталей.
Порошковая металлургия позволяет не только создавать различные титановые материалы, но и получать спеченные заготовки с минимальными припусками на механическую обработку или обработку давлением. При изготовлении полуфабрикатов и готовых изделий из порошков титана и его сплавов основными факторами улучшения технико-экономических показателей производства деталей являются уменьшение трудоемкости изготовления деталей и резкое сокращение отходов титана.
Одной из важнейших особенностей порошковой технологии является возможность создания материалов из дисперсных частиц. Дисперсные системы, как правило, термодинамически высоконеравновесны, что позволяет создавать материалы с регулируемыми свойствами. Объясняется это тем, что состояние неравновесных систем характеризуется большим числом параметров необходимых для их описания. Варьируя эти параметры, можно получать более широкий спектр структур и свойств, т.е. новые классы материалов.
Однако при получении и использовании дисперсных титановых порошков возникают экологические риски, которые необходимо дополнительно учитывать. К ним относятся пожаро- и взрывоопасность, способность накапливаться при попадании в организм человека и др. [4, 5]. В смежных областях науки и техники существует оценка риска для обеспечения безопасности промышленного производства, но комплексная методология оценки экологических рисков производств изделий из титана методом порошковой металлургии, и, следовательно, эффективных технологических приемов, позволяющих минимизировать данный риск, отсутствует и может приводить к аварийным ситуациям на производствах, которые наносят экологический и экономический ущербы.
Снижение экологической опасности, пожаро- и взрывоопасное дисперсных порошков титана, которое можно достигнуть применением нового класса оборудования, созданием специальных технологий и новых материалов, используя диффузионную активность механоактивированного титанового порошка, является актуальной проблемой.
Материалы диссертации являются результатом экспериментальных и теоретических работ, выполненных автором в Пермском государственном техническом университете на кафедрах «Охрана окружающей среды» и «Порошковое материаловедение» в соответствии с Инновационной научно-технической программой 13.10 «Трансфертные технологии, комплексы и оборудование» в 1992-1994гг., раздел 04, утвержденной Приказом Государственного Комитета по высшей школе Министерства науки, высшей школы и технической политики РФ от 16.11.1992г. №686; Межвузовской научно-технической программой П.Т.401 «Перспективные материалы» в 1998-1999гг., раздел 04 «Функциональные порошковые материалы», утвержденной Приказом от 12.05.1998г. №1165 и Указанием от 22.12.1997г. №747-19 Министерства общего профессионального образования РФ; Федеральной целевой научно-технической программой «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития науки и техники гражданского назначения» ГНЦ РФ «Гиредмет» в 2001-2002гг., утвержденной Минпромнауки РФ; Единым заказ-нарядом 2.4.91 в 1991-1995гг., утвержденным Государственным Комитетом по высшей школе Министерства науки, высшей школы и технической политики РФ; Заданием Министерства образования Российской Федерации на проведение научных исследований по тематическому плану научно-исследовательских работ в 2000-2004гг; Федеральной целевой научно-технической программой «Исследования и разработки по приоритетным направлениям науки и техники» в 2002-2006гг., раздел «Исследования и разработки, выполняемые государственными научными центрами
Российской Федерации», государственный контракт ФГУП «Гиредмет»
№41.600.1.4.0043 от 27.01.2003г. с Минпромнауки РФ; совместным
Европейским проектом TGEP-10333-97 ТЕМПУС-ТАСИС (Пермский
Pi государственный технический университет, Пермский государственный
университет, Венский технический университет, Высшая техническая школа г.Висбадена) в 1997-2000гг.
Целью работы являлась разработка процессов и комплекса научно обоснованных методических, технических, технологических мероприятий при получении механоактивированных порошков титана и упрочняющих компонентов (легирующих элементов и оксида алюминия), порошковых, композиционных и функциональных материалов, изделий из них, ведущих к снижению рисков при экологически ориентированном управлении технологическими параметрами.
Для достижения поставленной цели в работе необходимо было решить
^ следующие научные и технологические задачи:
1. Провести анализ влияния способов получения и свойств порошков
титана, производства материалов и изделий из них на загрязнение
окружающей среды.
х. 2. Разработать методологию оценки экологического риска на основе
выявления важных экологических рисков и экспертной оценки комплексного показателя степени риска.
3. Разработать функциональную модель технологического процесса
производства изделий из титана методом порошковой металлургии и на
основе анализа жизненного цикла выявить основные экологические
риски процесса.
4. Изучить влияние закономерностей измельчения, изменения структуры и
гранулометрического состава, удельной поверхности титановой губки и
упрочняющей фазы (оксида алюминия) при высокоэнергетической
механоактивации на экологическую активность титанового порошка.
5. Установить закономерности структурообразования при механо-
активации и синтезе материалов методом порошковой металлургии.
6. Разработать научные, методические, инженерные и технологические
01 приемы снижения экологических рисков загрязнений, связанные с
производством материалов и изделий из механоактивированных порошков титана.
Разработать процессы получения новых порошковых, композиционных и функциональных материалов на основе экологически активных механоактивированных порошков титана путем введения легирующих и упрочняющих фаз.
Использовать результаты исследований по управлению экологическими рисками путем применения элементов экологически безопасных технологий при разработке материалов и изготовлении изделий на основе механоактивированного титана методом порошковой
^ металлургии.
Научная новизна работы заключается в следующем:
- впервые предложена комплексная методика выявления и оценки
экологических аспектов и, связанных с ними, рисков воздействия на
^ окружающую среду в процессах порошковой металлургии титана;
- впервые разработаны научные основы технических решений по
снижению экологических рисков путем управления технологическими
процессами при инженерно-экологическом обеспечении производства
механоактивированных титановых порошков, материалов и изделий из
них;
- впервые изучена кинетика процесса измельчения титановой губки в
вакуумном аттриторе; предложена модель процесса измельчения-
конгломерации и установлено влияние величины размеров частиц и
удельной поверхности, режима высокоэнергетической обработки на
негативное воздействие на окружающую среду;
впервые предложена схема структурного уровня деформации. Показано, что при измельчении в частицах порошка титана формируется ячеистое распределение дислокаций;
впервые показано, что механическое активирование с использованием высокоэнергетического метода измельчения позволяет получать ультрадисперсный порошок оксида алюминия с развитой удельной поверхностью. Предложена стохастическая модель измельчения хрупких материалов и установлен механизм измельчения порошка оксида алюминия;
впервые изучены процессы получения материалов из механически активированных порошков титана при введении легирующих и упрочняющих фаз, позволяющих снизить риски воздействия на окружающую среду.
Практическое значение работы состоит в следующем: установлены основные факторы экологического риска при производстве механоактивированных титановых порошков, материалов и изделий из них;
на основе исследований жизненного цикла производства разработаны
технические решения и средства по снижению экологической нагрузки
на окружающую среду и обеспечению экологичности
ресурсосберегающего потенциала порошковой металлургии титана;
по результатам исследований кинетики измельчения титановой губки и
энергетического баланса работы вакуумного аттритора рекомендован
режим измельчения, обеспечивающий получение
механоактивированного порошка для производства титановых материалов, изделий и снижение экологических рисков; предложено комплексное использование экологически опасных механоактивированных порошков титана различной дисперсности, легирующих элементов и оксида алюминия для получения порошковых,
композиционных и функциональных материалов с заданными свойствами при снижении экологических рисков;
- разработаны технологии получения порошковых, композиционных и
(ft функциональных материалов на основе механически активированных
порошков титана;
порошковые сплавы Ti-Al-Mn, композиционные Ті-АЬОз и функциональные Ті02-А120з материалы рекомендованы для изготовления деталей конструкционного, функционального назначения и деталей, работающих в условиях износа;
технологии и материалы прошли испытания и использованы на предприятиях: ЗАО «Наука и специальные технологии» (г.Чехов Московской области), Федеральное государственное унитарное предприятие «НИИ полимерных материалов» (г.Пермь), а также рекомендованы для промышленного применения;
^ - полученные результаты используются в учебном процессе Пермского
государственного технического университета, что отражено в учебных пособиях и лекциях для студентов специальностей «Композиционные и порошковые материалы, покрытия», «Охрана окружающей среды и
^ рациональное использование природных ресурсов».
На защиту выносятся следующие положения:
Методика выявления экологических аспектов, оценки и управления рисками в порошковой металлургии титана.
Комплекс методических и научно-технических мероприятий, ведущих к снижению экологической нагрузки на окружающую среду при
производстве механоактивированных порошков титана, материалов и изделий из них.
3. Закономерности процесса измельчения титановой губки в вакуумном
аттриторе, изменения структуры и удельной поверхности.
4. Стохастическая модель измельчения хрупких материалов на примере
оксида алюминия, учитывающая дефектность кристаллической
структуры и процесса конгломерации.
ф 5. Процессы и технология получения механоактивированных порошков
титана, оксида алюминия и материалов на их основе.
Апробация работы. Основные положения диссертационной работы
доложены и обсуждены на XVI Всесоюзной научно-технической
конференции «Порошковая металлургия» (Свердловск, 1989); школе
молодых ученых «Современные материалы в машиностроении» (Пермь,
1990); международной научно-технической конференции «Химия твердого
тела» (Одесса, 1990); XVII Всесоюзной научно-технической конференции
«Порошковая металлургия» (Киев, 1991); научно-технической
конференции «Ультрадисперсные и неупорядоченные системы. Свойства и
структура» (Пермь, 1991); XXVII научно-технической конференции
*» Пермского политехнического института по результатам НИР (Пермь,
1991); научно-технической конференции «Технология, машины и
производства будущего» (Пермь, 1993); международной научно-
технической конференции «Новые технологии получения слоистых
^ материалов и композиционных покрытий» (Сочи, 1993); международной
отраслевой научной конференции, совещании, семинаре «Керамика в народном хозяйстве» (Москва, 1993); международной научно-технической конференции «Новые технологии получения слоистых материалов и композиционных покрытий» (Челябинск, 1994); Второй Московской международной научно-технической конференции по композиционным материалам «Miss-94» (Москва, 1994); Российской научно-технической конференции «Фундаментальные проблемы металлургии» (Екатеринбург, 1995); Всесоюзной научно-технической конференции «Химия твердого тела и новые материалы» (Екатеринбург, 1996); Австрийско-Российской научной конференции «Природоохранительные вопросы в системе
управления движением отходов производства и потребления» (Пермь, 1999); межвузовской конференции «Проблемы экологического образования в высшей школе» (Пермь, 1999); ВЭЙСТТЭК - Втором
1# международном конгрессе по управлению отходами (Москва, 2001); VI
Всероссийской научно-практической конференции с международным
участием «Новый взгляд на проблемы безопасности в XXI веке:
Безопасность - XXI» (Иркутск, 2001); областной конференции студентов,
аспирантов и молодых ученых «Проблемы экологической безопасности на
ж урбанизированных террИТОрияХ» (Пермь, 2001).
Публикации. Всего опубликовано 56 печатных трудов. По материалам диссертации опубликовано 34 работы, в том числе 3 монографии, 2 патента: № 2030369 РФ, Бюл. № 7, 1995г. и № 2232213 РФ, Бюл. № 19 от 10.07.2004г.
Достоверность результатов, выводов и рекомендаций подтверждается
^ применением надежных методик экспериментальных исследований и
современного оборудования, воспроизводимостью результатов исследований, применением статистической обработки экспериментальных данных, высокой эффективностью и работоспособностью разработанных
^ мероприятий, технологий и материалов.
Личный вклад автора состоит в организации и постановке экспериментальных и теоретических исследований, непосредственном участии в их проведении, в анализе результатов исследований, в обобщении и обосновании всех защищаемых положений, использованных на предприятиях ЗАО «Наука и специальные технологии» (г.Чехов Московской области) и ФГУП «НИИ полимерных материалов» (г.Пермь).
Автор выражает искреннюю признательность за внимание и поддержку, ценные советы, критические замечания и помощь профессору, доктору медицинских наук Вайсману Я.С.
Условия перехода к устойчивому развитию
Социально-экономическое общество в XX веке, в основном Ф ориентированное на быстрые темпы экономического роста, породило беспрецедентное причинение вреда окружающей природной среде. Возросшая мощь экономики стала разрушительной силой для биосферы и человека. Правительство и многочисленные учреждения все больше признают, что нельзя отделять вопросы экономического развития от ф вопросов окружающей среды. Многие формы развития наносят ущерб именно тем природным ресурсам, на которых они должны основываться, а неблагоприятное состояние окружающей среды может подорвать экономическое развитие. Именно эти соображения заставили Генеральную Ассамблею Организации Объединенных наций создать в 1983 году Международную комиссию по окружающей среде и развитию. Комиссия являлась независимым органом, который был связан с правительствами и с системой Организации Объединенных наций, но находился за пределами их контроля. Сфера компетенции Комиссии определялась тремя задачами: - вновь проанализировать ключевые проблемы окружающей среды и развития, разработать реалистичные предложения по их решению; - предложить новые формы международного сотрудничества с целью решения этих проблем, которые позволят внести необходимые изменения в политику и ход событий; - поднять уровень понимания этих проблем и склонность к решительным действиям среди отдельных лиц, добровольных организаций, деловых кругов, учреждений и правительств [6]. Ф Движущей силой экономического роста являются новые технологии,
которые, хотя и открывают потенциальные возможности замедления опасно быстрых темпов эксплуатации ограниченных ресурсов, таят в себе большую опасность, в частности, возможность появления новых форм загрязнения и распространения по планете новых форм жизни, которые способны изменить направления эволюции. Тем временем отрасли промышленности больше всего, зависящие от природных ресурсов и загрязняющие среду, расширяются наиболее быстрыми темпами в странах развивающегося мира, т.е. именно там, где наиболее остро стоит проблема и в то же время отсутствует потенциал, необходимый для уменьшения вредных последствий.
Человечество способно придать развитию устойчивый и долговременный характер с тем, чтобы оно отвечало потребности нынешнего поколения, не лишая будущие поколения возможности удовлетворять свои потребности. Концепция устойчивого развития действительно предполагает определенные ограничения в области эксплуатации природных ресурсов, но эти ограничения являются не абсолютными, а относительными и связаны с современным уровнем техники и социальной организации, а также со способностью биосферы справляться с последствиями человеческой деятельности. Тем не менее технические аспекты социальной организации можно взять под контроль и усовершенствовать, что откроет путь в новую эру экономического роста.
На конференции ООН по окружающей среде и развитию (Рио-де-Жанейро, 1992г.) политическим деятелям пришлось принять трудное решение об изменении мировоззренческой стратегии человечества. Конференция ООН констатировала невозможность движения развивающихся стран по пути, которым прошли к благополучию развитые страны, так как природа не выдержит такого бурного потребления. В связи с этим провозглашена необходимость перехода мирового сообщества к устойчивому развитию, предполагающего создание такой социально экономической системы, которая обеспечила бы на долгосрочной основе не только высокий уровень жизни, но и высокий уровень ее качества, т.е. рост реальных доходов, образовательного уровня, улучшения здравоохранения, должный баланс между решением социально-экономических проблем и сохранением окружающей среды, удовлетворением основных жизненных потребностей нынешнего и будущего поколений.
В докладе Комиссии идее устойчивого развития придано политическое звучание [6], а конференция в Рио-де-Жанейро подчеркнула ее международную и экономическую составляющую, особенно акцентируя внимание на социальном аспекте развития.
Социально-экономический аспект требований к процессу устойчивого развития предопределяет в глобальном масштабе реализацию комплекса мер, направленных на сохранение жизни и здоровья человека, борьбу с преступностью и нищетой, изменение структуры потребления, регулирование роста населения, содействие устойчивому развитию регионов, международное сотрудничество, учет экономических требований при принятии решений.
Экономический аспект устойчивого развития предполагает сохранение окружающей среды и рациональное использование природных ресурсов. Переход к устойчивому развитию должен обеспечить сбалансированное решение проблем социально-экономического развития, сохранение благоприятной окружающей среды и природно-ресурсного потенциала, удовлетворение потребностей настоящего и будущего поколения людей. Из всех стран мира именно Россия контролирует самую крупную экосистему. Сейчас всех нас должен интересовать вопрос: чем станет наша страна в будущем? Россия приближается к глубокому кризису в условиях «% социальной, экономической и экологической сфер. Преодоление его будет способствовать переходу России на модель устойчивого развития. При этом подразумевается последовательное решение ряда принципиальных задач: - обеспечение стабилизации экологических ситуаций в процессе выхода страны из кризиса; - коренное улучшение состояния окружающей среды за счет экологизации экономической деятельности в рамках конституциальных и структурных преобразований, позволяющих обеспечить становление новой модели хозяйствования и широкое распространение экологически ориентированных методов управления; & - введение в хозяйственную деятельность, в пределы емкости экосистем на основе массового внедрения энерго- и ресурсосберегающих технологий целенаправленных изменений структуры экономики, структуры личного и общественного потребления. Ключевым условием устойчивого развития являются именно экологические аспекты технологий. Восстановление промышленности без широкого внедрения малоотходных и безотходных технологий бесперспективно. Экологизация экономики и технологии проявляется в эквивалентности обмена между природой и человеком на основе оптимальных организационно-технических решений по созданию искусственных экосистем и гарантирует сохранение необходимого для общества качества окружающей среды. Задачи, которые позволяет решать НТП для углубления интенсификации производства, во многом совпадают с задачами охраны окружающей среды, особенно когда речь идет о приоритете экономии природных ресурсов перед ростом их добычи, полном и комплексном использовании сырья, создании малоотходных и энергосберегающих технологий. Кардинальное решение проблемы состоит в том, чтобы базировать производство в возможно большей мере на относительно легко доступном и имеющемся в достаточном количестве сырье, снизить его удельный расход, обеспечить кругооборот сырья, утилизируя вторичные ресурсы.
Определение плотности и пористости материала
Плотность и пористость порошковых материалов рассчитывали по результатам геометрического обмера и взвешивания образцов, а также методом гидростатического взвешивания [81] в соответствии с ГОСТ 18898-73 из расчета 3-5 образцов на точку. Взвешивание производили с точностью 0,001 г. Расчетные значения плотности определялись исходя из предположения аддитивного вклада каждой из компонент. Погрешность измерений не превышала 0,25 %.
Механические свойства оценивали по результатам испытаний на растяжение на разрывной машине модели «Hekkert FP100/1» по ГОСТ 18227-85 с записью диаграммы «нагрузка-удлинение». Скорость нагружения составляла 2 мм/мин. Результаты измерений обработаны статистическими методами с условием нормального распределения случайных величин. Доверительные интервалы определены при уровне значимости 0,05, чему соответствует доверительная вероятность 0,95. Погрешность оценки прочностных и деформативных свойств материалов составляла 5 и 10-15 % соответственно. микропотологию) порошковых частиц различного размера изучали на оптическом (МИМ-7) и растровом (РЭМ-100) микроскопах при увеличении х(50-1000). Количественную оценку элементов микроструктуры сплавов проводили методами случайных секущих и узлов (по горизонтали, вертикали или диагонали) [82]. Микроструктуру просматривали и фотографировали на оптическом микроскопе «Neophot 21» при увеличении х(50-1000). Количественные характеристики структуры (размеры зерна и пор, расстояние между tw порами) исследовали на микроскопе «Neophot 32», который связан с персональным компьютером посредством программного обеспечения «Analyzer». 2.2.2.4. Химический анализ. Определение содержания кислорода Количество кислорода определяли нейтронно-активационным методом на установках К-1 и УНАА, относящихся к классу ядерно Ф физической аппаратуры элементного анализа, и газоанализаторах «АГАМЕТ» и «Metabak». Погрешность измерений при содержании ( от 0,01 до 0,1 % - не более 10 отн.%. 2.2.2.5. Микрорентгеноспектралъный анализ Неоднородность распределения легирующих элементов, а также Ф содержание примесей устанавливали с использованием методики, разработанной в работе [83], на модернизированном микрорентгеноспектральном анализаторе марки «МАР-2», в котором перемещение образца и запись результатов измерения автоматизированы. Локальность метода 10-100 мкм3 при диаметре пучка электронов 1 мкм . [84]. Измерение интенсивности характеристического рентгеновского излучения элементов проводили в 200-300 точках, равномерно распределенных на двух квадратных участках площадью 25 мм2 каждый. Результаты измерений обрабатывали на персональном компьютере. Количество легирующих элементов оценивали по интенсивности излучения элемента в исследуемом образце и эталона. Расчет вели по формуле Ca = (V/o)-M-100%, (2.1) . где Са - массовая доля исследуемого элемента; /а - интенсивность Л излучения исследуемого образца; 10 - интенсивность излучения эталона; М - коэффициент, учитывающий разницу между атомными номерами исследуемого элемента и основного металла. В качестве меры неоднородности был принят коэффициент вариации концентрации V: V = (а/т) -100%, (2.2)
где а - среднеквадратическое отклонение концентрации определяемого элемента от среднего значения; х - среднеарифметическое значение концентрации элемента. В зависимости от концентрации элемента ошибка составляла 10-15 %.
Предельная чувствительность микроанализа составляла 10"2-10"3 %. Аппаратурная ошибка не превышала 1,5 %.
Идентификация экологических аспектов с помощью методологии функционального моделирования
Стандарт ГОСТ Р ИСО 14001-98 предписывает, что предприятие должно иметь единые процедуры выявления важных экологических аспектов и комплексной оценки эффективности системы экологического менеджмента. Однако при нынешнем развитии техники все проводимые оценки производственной безопасности и современные методы контроля не обеспечивают абсолютную надежность производства. Поэтому минимизация риска на производстве требует сопоставление целого ряда показателей, учета самых разнообразных факторов опасности, проведение системного анализа технологического, экономического и социального аспектов оценки возможности возникновения аварий и катастроф. Результаты такого анализа имеют большое значение для разработки природоохранных мероприятий для производственных объектов.
Методика разработки природоохранных мероприятий с учетом анализа и оценки рисков использует комбинацию методов и инструментов, которые применяются при описании технологического процесса, табл. 3.1. Комбинация различных методов позволяет выявить и провести комплексную оценку причин, приводящих к воздействиям технологических процессов на окружающую среду, а также разработать природоохранные мероприятия и провести анализ степени снижения риска после их внедрения. При работе с данной методикой используются ф общепринятые показатели, характеризующие воздействие технологических процессов на окружающую среду. Таблица 3.1 Методы и инструменты, используемые для разработки природоохранных мероприятий с учетом анализа и оценки рисков Экологический аспект - это точка зрения на вид деятельности, продукцию или услугу с позиции их возможного влияния на окружающую среду. Методология функционального моделирования представляет собой Ш один из методов детального учета всех видов деятельности предприятия, его продукции или услуг, воздействующих на окружающую среду. При функциональном моделировании создаются модели деятельности сложных систем, существующих на предприятии (административных, % технологических, информационных, экологических и т.д.). Модели этих систем изображаются в виде диаграмм. Поскольку природоохранная деятельность - это одна из многих функций предприятия, анализ её и инструментарий не будут уникальны.
Методология разработки природоохранных мероприятий на основе анализа рисков включает в себя все основные методы и инструменты моделирования процессов.
Стандарт IDEFO (Integration Definition for Function Modeling) -описывает методы декомпозиции, которые позволяют разбивать деятельность на простые функциональные моменты, переход между которыми осуществляется простой математической формулой.
С их помощью можно эффективно отображать и анализировать модели деятельности широкого спектра сложных систем в различных разрезах. Последовательность действий при моделировании представлена нарис. 3.2.
Целью модели является выявление всех видов деятельности предприятия, воздействующих на окружающую среду.
Модель представлена с точки зрения руководителя подразделения предприятия.
Тип модели - «потоковый» процесс.
Данная модель применяется для идентификации экологических аспектов и выявления потенциальных экологических аспектов, возникающих в результате аварии.
Сбор информации для построения моделей включает:
- изучение документации;
- наблюдение за операциями;
- анкетирование группы специалистов;
- использование собственных знаний о системе;
