Содержание к диссертации
Введение
1 Состояние охраны труда предприятий машиностроительной отрасли 14
1.1 Анализ состояния охраны труда в Российской Федерации 14
1.2 Условия труда на рабочих местах предприятий машиностроительной отрасли 17
1.3 Системный подход при решении задач в области охраны труда 30
1.4 Управление охраной труда в машиностроительной отрасли 34
1.5 Выводы по главе 46
2 Теоретические основы методики выбора средств измерений для проведения мониторинга вредных производственных факторов 48
2.1 Анализ методов мониторинга и контроля опасных и вредных производственных факторов 48
2.2 Методы и средства измерений показателей опасных и вредных производственных факторов 56
2.3 Приборно-методическое обеспечение контроля и мониторинга опасных и вредных производственных факторов 67
2.4 Методы выбора приборов для проведения измерений параметров опасных и вредных производственных факторов 70
2.5 Методика выбора приборного оборудования для проведения контроля и мониторинга опасных и вредных производственных факторов 83
2.6 Выводы по главе 87
3 Алгоритм процесса выбора приборного оборудования для проведения контроля и мониторинга опасных и вредных производственных факторов 89
3.1 Метод экспертных оценок 89
3.2 Математическое ранжирование критериев выбора приборного оборудования 94
3.3 Выбор средств измерений для оснащения испытательных лабораторий, осуществляющих контроль и мониторинг опасных и вредных производственных факторов 105
3.4 Выводы по главе 128
4. Внедрение результатов исследования и оценка эффективности методики выбора приборного оборудования при оснащении испытательных лабораторий 131
4.1 Внедрение методики выбора приборного оборудования 131
4.2 Технико-экономическая оценка внедрения мобильного контрольно-измерительного комплекса 146
4.3 Выводы по главе... 153
Заключение 154
Библиографический список
- Системный подход при решении задач в области охраны труда
- Методы и средства измерений показателей опасных и вредных производственных факторов
- Математическое ранжирование критериев выбора приборного оборудования
- Технико-экономическая оценка внедрения мобильного контрольно-измерительного комплекса
Системный подход при решении задач в области охраны труда
Машиностроительная промышленность производит средства производства и является базой технической реконструкции и вооружения всей промышленности страны. За годы индустриализации и последующих пятилеток построено не только много новых машиностроительных заводов, но и созданы новые отрасли машиностроительной промышленности.
Развитие промышленности и прогресс техники, новые процессы производства, вводимые в машиностроительную промышленность, определяют новые задачи в обеспечении безопасных условий труда на рабочих местах.
Условия труда на рабочих местах предприятий машиностроения характеризуются наличием вредных и опасных производственных факторов, которые зависят от характера технологического процесса используемого оборудования, применяемых материалов. К основным производственным цехам и участкам предприятий машиностроения относятся: литейные, кузнечные, термические (подготовительные) и металлообрабатывающие (механические, механосборочные, сварочные и другие) [15-18].
Технологический процесс литейного производства основан на получении изделий посредством заливки расплавленного металла в различные формы. К основным производственным операциям относятся: подготовка материалов для плавки и загрузки их в печи, плавка металла, выпуск и заливка в формы, приготовление формовочной и стержневой земли, приготовление форм и стержней, выбивка изделий из форм, обрубка и очистка изделий [15].
Основными неблагоприятными факторами производственной среды, определяющими условия труда на рабочих местах в литейных цехах, являются микроклиматические условия, аэрозоли преимущественно фиброгенного действия (АПФД) (дезинтеграции), токсические и раздражающие химические соединения, шум, вибрация и значительное физическое напряжение при выполнении немеханизированных операций. Неблагоприятные метеорологические условия обусловлены показателями нагревающего микроклимата, а именно: повышенной температурой воздуха и воздействием теплового излучения, которые в большей степени отмечаются при плавке и заливке металла, нагреве металлических изделий в печах, отжиге изделий и, в значительно меньшей степени, при сушке стержней, форм и выбивке остывающих отливок [16-18].
Наиболее неблагоприятными процессами в отношении запыленности воздуха в литейных цехах являются пескоструйная очистка литья, выбивка литья и приготовление формовочной земли. Другие процессы, как обрубка литья (за исключением производимой пневматическими зубилами), обдирка на искусственных камнях и приготовление форм, сопровождаются меньшей запыленностью. При процессе приготовления форм концентрация АПФД в воздухе рабочей зоны колеблется в среднем от 10 мг/м3, при выбивке и очистке литья пневматическим инструментом - до 20 - 80 мг/м3, при пескоструйной очистке литья свободной струей достигает многих сот миллиграммов. Неблагоприятное действие АПФД на организм работника, определяется высоким содержанием в нем диоксида кремния (SiO2), примерно от 20 до 90 %, и большим процентом высокодисперсной пыли [16-18].
Вредное воздействие химического фактора наблюдается при выполнении плавки в электропечах специальных сталей. При этом в воздух рабочей зоны выделяется смесь газов (окись углерода, диоксид серы) и токсических аэрозолей (марганца и редких металлов), при плавке бронзы - окиси цинка. При изготовлении оболочковых форм, сушке их и заливке металла в формы выделяются окись углерода, фенол, а также в большом количестве сажа вследствие неполного сгорания оболочек. Наибольшее количество окиси углерода выделяется в заливочных отделениях конвейерных литейных цехов [16-18].
При литье с применением выплавляемых моделей (прецизионное литье) в процессе приготовления моделей в сборке выделяются непредельные углеводороды, при нанесении покрытий на модели - пары этилсиликата, а также маршалит (кварцевая пыль) и при сушке моделей в аммиачной среде – аммиак [16-18].
Для оздоровления условий труда, помимо общеобменной приточно вытяжной вентиляции, требуется наличие местных вытяжных устройств типа вытяжных шкафов над столами для приготовления и сборки моделей, применения маршалита и кварцевого песка; на участках сушки моделей в аммиачной среде необходимы вытяжные шкафы специальной конструкции [18-21].
В некоторых отделениях литейных цехов наблюдается воздействие на работников виброакустических факторов. В формовочно-стержневых отделениях при механической формовке рабочие подвергаются воздействию шума (до 95— 110 дБ) и вибрации; ручная формовка на плацу связана с вынужденным неудобным положением тела и значительным физическим напряжением [18-21].
Одной из самых неблагоприятных операций литейного производства является выбивка опок. При этом основным источников ОВПФ служит выбивная решетка. При выбивке опок, особенно в конвейерных литейных цехах, в концентрированном виде совмещаются все вредности литейного производства: высокая температура, повышенное тепловое облучение, а также пыле- и газовыделение, шум интенсивностью более 95 дБ, вибрация, наличие физически тяжелых операций при ручном обслуживании оборудования. На этом участке наблюдается самая высокая среди работающих в литейном цехе общая заболеваемость. Для устранения указанных дефектов необходима механизация выбивки в крупных литейных цехах и автоматизация этого процесса в конвейерных литейных. Для удаления газов и пыли от выбивных решеток устраиваются механические отсосы [18-21].
Общая заболеваемость в литейных цехах обычно выше общезаводской. Из профессиональных заболеваний первое место занимает силикоз. У обрубщиков, работающих с вибрационными инструментами, может возникать вибрационная болезнь [22].
С целью оздоровления условий труда в литейных цехах проводится комплекс мероприятий, направленных на усовершенствование технологического оборудования, рациональное размещение его в пролетах, механизацию и автоматизацию отдельных производственных процессов, усовершенствование технологического процесса литья. Переход на литье в постоянные формы уменьшил объем наиболее трудоемких и пыльных работ.
Для улучшения условий труда в процессе приготовления формовочных и стержневых составов необходима механизация этих процессов, а также использование гидро- и пневмотранспорта. Смешивающие бегуны и мельницы для разлома материалов образуются укрытиями с удалением из них запыленного воздуха. С целью оздоровления условий труда при плавке проводится механизация загрузки печей (вагранок), пылеочистка и дожигание газов, отходящих от них [18-21, 23].
Для борьбы с запыленностью воздуха при пескоструйной очистке литья камеры оборудуют вытяжной вентиляцией; применяют для очистки вместо кварцевого песка дробь, используют мокрые методы очистки литья. Борьба с запыленностью при выбивке изделий из форм проводится путем укрытия вибрационных машин и устройства вытяжной вентиляции. Все источники выделения тепла и газов по возможности оборудуются местной вытяжной вентиляцией. Для уменьшения шума в обрубных отделениях литейных цехов очистные барабаны изолируют в отдельные помещения или устанавливают в камерах со звукоизолирующими стенками [18-21, 23].
Технологический процесс в кузнечных цехах заключается в получении изделий и полуфабрикатов из слитков металла, поступающих из литейных и прокатных цехов. Процессы нагрева металла и последующей обработки его в кузнечных цехах сопровождаются выделением тепла и воздействием лучистого тепла от поверхностей печей и нагретого металла. При недостаточной аэрации температура воздуха в кузницах тяжелых поковок в летний период может достигнуть 40 - 45С. Воздействие на работающих воздуха высоких температур сочетается со значительным инфракрасным излучением, особенно от внутренних поверхностей печей при открытых рабочих окнах [15, 16, 23, 24].
Методы и средства измерений показателей опасных и вредных производственных факторов
Работа по созданию безопасных условий труда, широко проводимая на предприятиях машиностроения, требует правильно поставленного контроля факторов рабочей зоны, в том числе состояния воздушной среды. К вредным и опасным факторам, подлежащим нормированию и контролю с целью оценки условий труда на рабочих местах, относятся гигиенические показатели производственной среды, определяемые инструментально-лабораторным путем, и факторы трудового процесса (тяжесть и напряженность труда), оцениваемые преимущественно экспертным методом [48, 49, 50]. Инструментально-лабораторный мониторинг осуществляется путем проведения производственного контроля [7, 51], а также в процессе проведения специальной оценки условий труда [8].
Производственный контроль является составной частью работ по охране труда машиностроительного предприятия, осуществляется с целью обеспечения безопасности для работника, исключения или минимизации вредного влияния производственных факторов путем должного выполнения санитарных правил, санитарно-противоэпидемических (профилактических) мероприятий. Объектами производственного контроля являются производственные и общественные помещения, санитарно-защитные зоны, транспорт, технологическое оборудование, технологические процессы, рабочие места [51]. В процессе проведения производственного контроля инструментально-лабораторным исследованиям подлежат физические, химические и биологические факторы производственной среды [51]. Перечень контролируемых параметров ОВПФ инструментальным методом представлен на рисунке 7.
Перечень ОВПФ, измеряемых при производственном контроле Производственный контроль на предприятии осуществляется согласно программе производственного контроля, утвержднной руководителем предприятия. В программу производственного контроля из общего перечня ОВПФ, представленного на рисунке 7, включаются наиболее значимые гигиенические факторы и показатели, которые являются характерными для того или иного типа производства и определяют условия труда на рабочих местах.
Проведение производственного контроля на рабочих местах предприятия подразумевает тотальное проведение измерений всех имеющихся на рабочих местах гигиенических факторов и позволяет получить вполне объективную информацию об уровнях воздействия ОВПФ. При этом лабораторные исследования и испытания осуществляются как собственной лабораторией предприятия самостоятельно, так и привлеченной лабораторией, аккредитованной в установленном порядке [51].
Для осуществления комплексной оценки состояния рабочих мест с точки зрения гигиенических нормативов в системе мониторинга и контроля ОВПФ применяется специальная оценка условий труда [8, 9]. Специальная оценка условий труда представляет собой комплекс последовательно осуществляемых мероприятий по идентификации вредных и (или) опасных факторов производственной среды и трудового процесса и оценке уровня их воздействия на работника с учетом отклонения их фактических значений от установленных гигиенических нормативов условий труда и применения средств индивидуальной и коллективной защиты работников [8, 52]. Основное и главное предназначение специальной оценки условий труда - использование ее результатов при установлении размеров гарантий и компенсаций трудящимся за работу в условиях вредности, а также создание возможных экономических стимулов для работодателей для улучшения условий труда работников [52].
Отличительной особенностью проведения специальной оценки условий труда от процедуры производственного контроля, является экспертный подход в отношении определения факторов производственной среды, подлежащих измерению и нормированию. Согласно законодательным требованиям, изложенным в [8], специальная оценка проводится совместно работодателем и организацией или организациями, имеющими в своем составе аккредитованную в установленном порядке испытательную лабораторию.
Процедура специальной оценки условий труда На первом этапе специальной оценки условий труда проводится идентификация потенциально вредных и (или) опасных производственных факторов [53], в процессе которой экспертом организации, оказывающей услуги в области охраны труда, осуществляется сопоставление факторов производственной среды и трудового процесса, имеющихся на рабочем месте, с теми факторами, которые предусмотрены Классификатором, представленном в [9]. Если при идентификации на рабочих местах вредные факторы не выявлены, в таком случае условия труда для этих рабочих мест признаются допустимыми (класс 2) и подлежат декларированию. В случае выявления в процессе идентификации вредных и (или) опасных производственных факторов на рабочем месте проводятся инструментальные замеры идентифицированных показателей, по результатам которых устанавливаются классы условий труда (оптимальный 1, допустимый - 2, вредный – 3, опасный – 4). При выявлении вредных условий труда в соответствии с порядком, установленным [2] работникам, назначаются гарантии и компенсации. Класс условий труда также определяет размер дополнительного тарифа страховых взносов в Пенсионный фонд РФ. Исключение составляют рабочие места сотрудников, для которых предусмотрено льготное пенсионное обеспечение [54, 55]. Идентификация не проводится в отношении рабочих мест, работникам которых предоставляются компенсации за работу во вредных условиях труда, а также рабочих мест, на которых по результатам предыдущей аттестации установлены вредные условия труда. На этих рабочих местах проводятся измерения опасных и вредных производственных факторов.
В отличие от производственного контроля, осуществляемого только в отношении гигиенических факторов производственного процесса, в рамках специальной оценки условий труда выполняется исследование и нормирование факторов трудового процесса, а именно тяжести и напряженности труда [56]. Оценка данных параметров производится инструментально-экспертным путем в соответствии с процедурой, изложенной в [9].
Перечень гигиенических показателей и факторов трудового процесса, подлежащих исследованию и нормированию при специальной оценке условий труда, представлен на рисунках 9 и 10.
Математическое ранжирование критериев выбора приборного оборудования
Основные подходы к методам выбора аналитического оборудования, существующие в настоящее время, описаны в работах [76-82]. Наибольший интерес в этом направлении представляют три подхода, изложенные в работах [76 - 78,80,81].
В отношении вредных химических веществ воздуха рабочей зоны лабораторные исследования компонентного состава загрязнений, как правило, проводятся классическими химическими методами, к которым относятся атомно-спектральные, хроматографические, фотометрические, масс-спектральные методы [68, 72].
В классической аналитической химии первоначально следует качественный анализ вещества, на основании которого аналитик выбирает методику количественного анализа. Из этой постановки вытекает методология решения поставленной задачи выделения у определенного компонента характерных специфических признаков — физических свойств, имеющих определенную связь с концентрацией, на основании которых создается измеритель необходимого компонента пробы. Данный вариант решения недостаточно эффективен, так как при введении в пробу новых компонентов со сходными аналитическими признаками придется заново выделять и вводить в систему новый отличительный признак [77].
На втором этапе, при анализе многокомпонентных проб неизвестного состава, целесообразно использовать не просто отдельные специфические признаки компонентов, а различные сочетания общих признаков, связанных со структурой вещества. Примерами являются приборы, в которых величина измеряемого сигнала (оптического, электрического) непосредственно связана с концентрацией определяемого компонента [77].
Из общей постановки следует, что прибор должен включать функции качественного и количественного анализа. При этом анализ компонентов пробы происходит за счет детекторов, измеряющих некоторые общие свойства молекул соединений.
В состав общих признаков могут входить: – масса молекулы; – дипольный момент; – электронодонорные и электроноакцепторные свойства; – протонодонорные и протоноакцепторные свойства; – индекс хроматографического удерживания; – температура, теплота сорбции и другие параметры. Общие детекторы измеряют значения физических параметров, не имеющих детерминированной связи со строением молекулы определяемого соединения. Наряду с ними существуют функциональные детекторы, которые предназначены для измерения параметров, непосредственно и однозначно связанных с наличием у определяемого вещества характерных фрагментов – функциональных групп. Следовательно, системно определенный набор детекторов (общих и функциональных) позволит ориентировать целевые универсальные анализаторы как на существующие, так и на вновь синтезируемые вещества.
К главным свойствам рассмотренной системы, включающей элементы качественного и количественного анализа, следует отнести следующее: – любое вещество в данной системе имеет свой качественный код, определенный сочетанием общих и функциональных аналитических признаков данного вещества, а также характеристиками удерживания на определенных стационарных фазах; – единство качественной и количественной информации. Важное свойство системы – принципиальная возможность идентификации любого вещества, вплоть до получения его структурной формулы. Универсальность системы подтверждается решением некоторой задачи, в которой требуется провести количественный анализ смеси при полном отсутствии информации о ее количественном содержании. Данная задача решается в три стадии детектирования, каждая из которых имеет свой уровень аналитической информации. Последовательность действий описывается математически и может закладываться в систему искусственного интеллекта (т.е. ЭВМ), в памяти которой находится градуировка детекторов первого и второго уровней, участвующих в формировании аналитического кода.
Исходя из этого, при системном подходе к решению аналитической задачи выбора прибора, на первых этапах следует ориентировочно определить состав многокомпонентной пробы и выделить общие признаки идентифицируемых компонентов. Но показаний одного детектора недостаточно для определения компонента в веществе [77]. Для этого в универсальной системе химического анализа (УСХА) используются отношение показаний пары детекторов, а именно: - пламенно-ионизационного; - термохимического; - катарометра; - дипольного момента; - молекулярной массы, которые линейно зависят от концентрации вещества. Такой подход предлагается Ю.А. Золотовым, Ю.М. Лужковым, Л.А. Грибовым, СВ. Котовым, А.А. Поповым, С.К. Сергеевым, М.Е. Эляшбергом [71,72]. Математически такая зависимость может быть записана следующим уравнением: Рпк= Спап, (2) где P„k - показания детектора; Сп концентрация идентифицируемого компонента; ап коэффициент, который зависит от свойств системы детектор-компонент и не зависит от концентрации.
Технико-экономическая оценка внедрения мобильного контрольно-измерительного комплекса
Представленная методика выбора приборного оборудования является универсальной, способна интегрироваться в систему менеджмента качества согласно [100] любой испытательной лаборатории, выполняющей работы в сфере охраны труда и в области экологического контроля. Основные положения методики могут быть использованы в учебном процессе подготовки специалистов испытательных лабораторий, выполняющих работы по оценке условий труда [119].
С целью подтверждения универсальности применения методики выбора приборного оборудования и возможности е использования в лабораториях широко профиля деятельности, методика внедрена в систему производственного контроля и мониторинга опасных и вредных производственных факторов ОАО «Роствертол», систему менеджмента качества испытательной лаборатории ООО «Поволжский региональный центр охраны труда» (г. Саратов), ООО «Центр Качества» (г. Казань), ООО «Труд Эксперт» (г. Краснодар), что подтверждается актами внедрения (Приложения 2-4).
ООО «Поволжский региональный центр охраны труда» (ООО «ПРЦОТ») в г. Саратов является базовым региональным Центром охраны труда ОАО «Российские железные дороги» на Приволжской железной дороге. Область деятельности ПРЦОТ включает в себя: – специальную оценку условий труда; – осуществление производственного контроля условий труда; – определение величины индивидуальных и интегральных профессиональных рисков на предприятиях; – паспортизацию вентиляционных систем; – измерения параметров безопасности электроустановок; – измерения и оценку электромагнитной обстановки предприятий; – проведение научных исследований в области охраны труда. Испытательная лаборатория ООО «ПРЦОТ» аккредитована в Системе добровольной сертификации специалистов, продукции и технологических процессов в области охраны труда (СДСОТ).
В соответствии с методикой выбора приборного оборудования выполнен анализ факторов производственной среды, подлежащих контролю при выполнении измерительных работ ООО «ПРЦОТ», и определена область аналитических задач испытательной лаборатории (Таблица 14).
Внедрение методики выбора приборного оборудования, изложенной в настоящей диссертации, в систему менеджмента качества измерительной лаборатории ООО «ПРЦОТ», позволило выполнить замену ряда приборов, предназначенных для оценки физических и химических факторов производственной среды на более совершенные и универсальные аналоги. Использование новой приборной группы значительно расширяет возможности лаборатории и позволяет более оперативно и точно производить измерения, анализировать полученные данные, что подтверждается актом внедрения (Приложение 2).
ООО «Центр Качества» в г. Казань осуществляет свою деятельность в области оценки условий труда, экспертизы, инспекции, аттестации и сертификации. В число заказчиков ООО «Центр Качества» входят производственные предприятия нефтяной и газовой промышленности, машиностроения, транспорта и связи.
Испытательная лаборатория ООО «Центр Качества» аккредитована в Системе добровольной сертификации специалистов, продукции и технологических процессов в области охраны труда (СДСОТ) и в системе сертификации ГОСТ Р.
В связи с расширением области аккредитации испытательной лаборатории, для оперативного проведения работ по специальной оценке условий труда на рабочих местах, возникла необходимость в приобретении нового приборного оборудования, в том числе аппаратуры для измерения химических веществ и аэрозолей преимущественно фиброгенного действия в воздухе рабочей зоны, не требующей проведения дополнительного пробоотбора и пробоподготовки.
В соответствии с методикой выбора приборного оборудования, принимая во внимание увеличение количества контролируемых параметров, а также в связи с расширением области аккредитации, была определена область аналитических задач испытательной лаборатории ООО «Центр Качества» (таблица 15).
Проведение измерений химического фактора и аэрозолей преимущественно фиброгенного действия с помощью универсального газоанализатора ГАНК-4р, входящего в состав приборного комплекса, позволяет методом экспресс-анализа оперативно и точно получить текущее и среднее значения концентраций всех химических веществ и соединений, присутствующих в воздухе рабочей зоны при минимальных трудозатратах лаборатории. Использование новой приборной группы значительно расширяет возможности лаборатории, позволяет оперативно и точно производить измерения вредных производственных факторов на рабочих местах при выполнении специальной оценки условий труда, что подтверждается актом внедрения (Приложение 3). ООО «Научно-производственное предприятие «Труд Эксперт» (ООО «НПП «Труд-Эксперт») в г. Краснодар проводит работы в области охраны труда, в том числе специальную оценку условий труда, лабораторные исследования условий труда для целей производственного контроля, разработку локальной нормативной документации по охране труда. Испытательная лаборатория ООО «НПП «Труд Эксперт» аккредитована на техническую независимость и компетентность в СДСОТ.
Проанализировав основные рабочие места, на которых проводится работа испытательной лабораторией ООО «НПП «Труд Эксперт» по оценке условий труда, определен перечень вредных производственных факторов, подлежащих измерению и нормированию (Таблица 16).