Введение к работе
Актуальность проблемы. Несмотря на сокращение сельскохозяйственного производства и уменьшение численности работающих, аграрно – промышленный комплекс Российской Федерации остается одной из трех наиболее травмоопасных отраслей страны: в результате травматизма на производстве в АПК ежедневно погибает 2 – 3 человека, до 10 человек в день получают тяжелые травмы и столько же становятся инвалидами и приобретают профзаболевания. В сельском хозяйстве и в пищевой промышленности за период с 1995 по 2005 г. включительно погибло 13886 человек. В 2005 году в АПК погибло 875 человек - 19,8 % от общего числа погибших на производстве в РФ. В 2008 году сельское хозяйство стало самой травмоопасной отраслью (Кч = 3,9). Ежегодный ущерб от несчастных случаев и профзаболеваний достигает 4,5 млрд. рублей. Уменьшение числа погибших (с 1879 человек в 1995 г.) произошло при снижении численности работников сельского хозяйства на 39 % (с 12,2 млн. до 7,4 млн. человек к 2005 году). Последние годы коэффициент смертности Ксм (число погибших на 1000 работающих) стабилизировался: 0,1 – 0,13. Наиболее травмоопасные секторы со смертельным исходом – животноводство и птицеводство – 24 % от общего числа погибших на производстве, растениеводство – 23,7 %, техническое обслуживание и ремонт машин и оборудования – 19 %, транспортные работы – 10 %, строительство – 9 %, лесозаготовки и деревообработка – 5,4 %. Выступая перед представителями бизнеса в 2007 г. Д. Медведев заявил: «В России 190 тысяч человек в год умирают от воздействия вредных и опасных производственных факторов, 15 тыс. человек погибают в результате травм на производстве, 180 тыс. человек досрочно уходят на пенсию». Несмотря на бедственное положение с травматизмом в сельском хозяйстве, в 2004 г. из перечня функций Минсельхоза РФ исключена функция управления охраной труда.
Цель исследования – предупреждение взрывов, аварий и травматизма в системах газоснабжения агропромышленного комплекса путем оценки их состояния и повышения эксплуатационных характеристик.
Объектом исследования являются газопроводы газифицированных объектов АПК (производственных участков, отопительных котельных, участков переработки сельскохозяйственной продукции).
Научную новизну работы составляют:
- разработанные математическая модель коррозионного разрушения металла подземных катоднозащищенных трубопроводов с пленочной гидроизоляцией и методика бесконтактного определения мест повреждений гидроизоляции газопроводов газифицированных объектов АПК;
- структурные и динамические модели материала оборудования пожароопасных и взрывоопасных производств объектов АПК и разработанные на их основе математические модели, позволяющие исследовать возможности и направления повышения свойств материалов, обеспечивающих безопасную эксплуатацию объектов АПК
- теоретические положения о механизме фазового переноса, разработанные на основе структурных и динамических моделей материала оборудования пожароопасных и взрывоопасных производств объектов АПК, в целях проведения практических мероприятий по модификации и повышению эксплуатационных качеств материалов оборудования АПК;
Методы исследования. В исследованиях использован системный подход к решению проблемы предупреждения травматизма в газифицированных подразделениях АПК, методы физического и математического моделирования технических систем, лабораторные исследования и практическая проверка разработанных моделей и технологий в процессе опытного внедрения результатов исследований.
Практическую значимость имеют:
- результаты анализа и исследований причинно – следственной связи условий и охраны труда операторов оборудования газифицированных объектов АПК с травматизмом;
- научно обоснованные, подтвержденные патентами РФ на изобретения и экспериментальными исследованиями методики выявления мест повреждений пленочной гидроизоляции, коррозионных и стресс-коррозионных повреждений, в целях обеспечения безопасной эксплуатации газоподводящих трубопроводов газифицированных объектов АПК;
- результаты теоретических исследований структурных и динамических моделей материала оборудования пожароопасных и взрывоопасных производств объектов АПК, физическая модель механизма фазового переноса и разработанные математические модели процессов, подтвержденные патентами РФ практические рекомендации по обеспечению безопасной эксплуатации технологического оборудования АПК.
Основные положения, выносимые на защиту:
1. Результаты анализа причинно – следственной связи условий и охраны труда операторов газифицированных объектах агропромышленного комплекса РФ с травматизмом и размером ущерба от взрывов и аварий.
2. Теоретическая концепция причин, способствующих разрушению газоподводящих трубопроводов объектов АПК и математическая модель их коррозионного разрушения.
3. Научно обоснованные инженерно – технические решения по своевременной идентификации мест повреждений пленочной гидроизоляции, коррозионных и стресс-коррозионных повреждений в целях обеспечения безопасной эксплуатации газоподводящих трубопроводов газифицированных объектов АПК.
4. Структурные и динамические модели материала оборудования аварийно опасных и взрывоопасных производств объектов АПК, физическая модель механизма фазового переноса и разработанные на их основе математические модели процессов.
5. Теоретическое обоснование способа модификации свойств материалов оборудования аварийно опасных и взрывоопасных производств объектов агропромышленного комплекса в целях предотвращения их разрушения и предупреждения травматизма обслуживающего персонала.
6. Практические рекомендации по обеспечению безопасной эксплуатации газоподводящего оборудования, разработанные на основе новых инженерно – технических решений по совершенствованию материалов газового оборудования объектов АПК.
7. Результаты научных и экспериментальных исследований используемых и рекомендованных к применению в производстве и в учебном процессе.
Апробация работы Основные материалы диссертации доложены: в 1996 и 1997 годах на международных научно - практических семинарах АО СЕВЕРГАЗПРОМ; научных конференциях СПбГАУ и ЯГСХА в 1995 - 2009 годах, в 2000 г в КГСХА, в 2003 году в ГНУ ВИЭСХ, в 2003 и 2004 годах на Международных Форумах по проблемам науки, техники и образования (Москва), в Днепропетровске в 2004 – 2005 годах, в Праге (Чехия) в 2005 году; в 2006 – 2009 г.г. на конференциях в МГАУ им. В.П. Горячкина, на Всероссийской научно – практической конференции в МГТУ им. Н.Э.Баумана в 2007 г. и на Международной научно – технической конференции в ГНУ ГОСНИТИ в 2007 - 2009 г.г., в 2009 г. на ХХIХ Российской школе по проблемам науки и технологий (Миасс) и на Международном форуме «Межрегиональные проблемы экологической безопасности» в Одессе; опубликованы в сборниках научных трудов СПбГАУ, ЯГСХА, ПГУ, СГАУ и КГСХА в 1996 – 2009 годах, ВНИИГАЗ в 1995 и 1996 г.г.; в журнале Физическая мысль России (Москва, МГУ) в 2003 году; в трудах ХХХIV - XXXVI Уральских семинаров, XXIV - XXVII и XXIX Российских школ в 2004 – 2009 г.г. (Уро РАН Екатеринбург, РАН Москва), в Вестнике АПК Верхневолжья в 2009 г., в Известиях Санкт – Петербургской лесотехнической академии в 2006 – 2007 г.г., Вестнике МГАУ им. В,П, Горячкина и в журналах Электронная обработка материалов АН Молдовы (Кишинев) в 2007 и 2008 г.г., Восстановление, ремонт, модернизация в 2008 г., Инновации и в Известиях СПбГАУ в 2009 г.
Внедрение. Реализация результатов исследований осуществлена в 1995 – 1997 г.г. на Мышкинском и Шекснинском участках газопровода Севергазпром (г. Ухта) в НПП Альтернатива и Эльма г. Ярославль; в 2003 – 2004 годах в Ярославском РТП; на котельных Рыбинского муниципального округа и в ТОП «Рыбинский бройлер» в 2008 г, в ООО Элис, в деревне Малино Первомайского района Ярославской области и на заводе Молекулярных Сит «Реал Сорб» в 2009 г., внедрены в учебный процесс курсов «БЖД», «Технология конструкционных материалов» и «Сопротивление материалов» кафедр: «БЖД и ЭМТП», «Надежность и ремонт машин» и «Физика и электротехника» Ярославской ГСХА.
Публикации. По теме диссертационного исследования опубликовано
88 научных работ, в том числе 11 в изданиях, рекомендованных ВАК РФ,
9 в зарубежных изданиях и 1 монография; по результатам исследований получено 7 патентов РФ, 1 положительное решение о выдаче патента РФ и 1 приоритет по заявке на изобретение. Основные результаты исследований изложены в 37 работах, написанных без соавторов.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, 6 глав, выводов и рекомендаций, списка литературы, включающего 339 названий и приложения. Работа изложена на 451 странице машинописного текста, содержит 52 рисунка, 41 таблицу.
