X Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2018

Сварочно – монтажные работы являются одной из основных технологических процессов в промышленном производстве. На участках участке технических работ количество сварщиков составляет до 20 % общей численности рабочих.

Независимо от должностного предназначения, специалисты, выполняя свои функциональные обязанности, подвергаются воздействиям вредных условий труда. Интенсивность ИК излучения зависит от режимов сварки, мощности дуги и может возрастать от 350 до 1200 Вт/м². Гибкость сварочного производства способна определяться универсальностью сварочного оборудования и качественным обмундированием специалистов-сварщиков [1].

Следует отметить, что спецодежда для сварщиков должна производиться в соответствии с действующими нормами ГОСТ 12.4.250-2013 Система стандартов безопасности труда (ССБТ). Одежда специальная для защиты от искр и брызг расплавленного металла. Технические требования [2]. Согласно установленным требованиям костюм для сварщиков имеет замкнутую конструкцию, которая требует внедрение вентиляционных элементов с целью дополнительного регулирования микроклимата пододежного пространства (рисунок 1).

Нерациональная по эксплуатационно-гигиеническим свойствам одежда снижает работоспособность организма, повышает трудопотери, увеличивает отрыв от производственной деятельности [3].

Особенно аномальная жара в жаркий период времени усиливает тепловую нагрузку на, работающих с промышленными источниками тепла. Температура воздуха на рабочих площадках повышается до 50 и более °С, а тепловое излучение до 10 раз выше солнечного.

В пространстве между сварщиком и сварочной дугой температура воздуха всегда выше окружающей температуры до 7°С в теплое время года, не имея значения местонахождение сварщика. Тепловое излучение на уровне руки в обычных условиях дуговой сварки достигает до 1000 Вт/м² в мин., на уровне груди – 348 Вт/м² в мин [4].

Обеспечение повышенной защиты от тепловой нагрузки рабочих-сварщиков в значительной степени определяются конструктивно-технологические решения спецодежды для летнего периода года [2].

Рисунок 1 - Требования к конструктивным элементам [2]

Специальная одежда должна обладать защитными свойствами, исключающими возможность нагрева ее внутренней поверхности на любом участке до температуры [5].

Таблица 1

Допустимое тепловое состояние человека при непрерывном воздействии на него теплового излучения [5]

Наименование показателя	Энергозатраты человека, Вт
	свыше 1 ч				до 1 ч
	от 140 до 180	от 180 до 230	от 230 до 290	от 290 до 350	от 140 до 180	от 180 до 230	от 230 до 290	от 290 до 350
Температура "ядра" тела (ректальная), К (°С)	310,5 (37,5)	310,7 (37,7)	310,8 (37,8)	310,9 (37,9)	310,6 (37,6)	310,8 (37,8)	310,9 (37,9)	311 (38)
Средняя температура поверхности кожи, К (°С)	307,8 (34,8)	307,3 (34,3)	306,2 (33,2)	305,6 (32,6)	309,1 (36,1)	309,0 (36,0)	309,0 (36,0)	309,0 (36,0)
Средняя температура тела, К (°С)	309,9 (36,9)	309,9 (36,9)	309,9 (36,9)	309,9 (36,9)	310,4 (37,4)	310,4 (37,4)	310,4 (37,4)	310,4 (37,4)
Влагопотери, г/ч, не более	145	175	210	300	500	600	700	800
Теплоощущение, баллы	3,0	3,0	3,0	3,0	4,0	4,0	4,0	4,0
Частота сердечных сокращений, мин, не более	95	110	120	130	110	120	130	140

Выбор конструктивных особенностей костюма рекомендуется проводить, учитывая, помимо воздействия внешней среды, антропометрию и биомеханику человека [6], [7]. Правильность выбираемых конструктивных параметров определяет показатели эргономических и технических характеристик защитного костюма [8]. Особое внимание следует уделить верхней части костюма, так как именно эта область более подвержена поражению от последствий проводимых сварочных работ.

Для дополнительного регулирования микроклимата пододежного пространства в таких костюмах согласно ГОСТ [2] рекомендуется предусматривать вентиляционные элементы в виде отверстий под проймой, на кокетке спинки. Щелевидные вентиляционные отверстия в области спинки и задней поверхности рукава повышает плотность теплового потока с поверхности тела на 22,1 %, улучшая тепловое состояние человека [9].

Известно, что сварочный процесс сопровождается движением конечностей с небольшой скоростью при напряженной рабочей позе и непрерывном наблюдении за зоной сварки. Для всех рабочих поз сварщиков (сидя, стоя, лежа) характерно вынужденное положение тела и длительное статическое напряжение мышц: локальное (мышцы руки, удерживающие инструмент) и региональное (мышцы, поддерживающие рабочую позу) (рисунок 2) [10].

Рисунок 2 – Наиболее распространенные рабочие позы сварщиков

В спецкостюмах часто можно встретить применение воротника-стойка, это позволяет обеспечить дополнительной защиту для шеи и лица от брызг расплавленного металла. Однако учитывая положение головы во время сварочного процесса, существует вероятность проявления дискомфортных ощущений в области подбородка, особенно при применении жестких термостойких материалов. Отложной воротник позволит предупредить возникновение дополнительных воздействий на специалиста, а также увеличить воздухообмен.

Верхние конечности располагаются таким образом, при котором область под проймой в одежде чаще всего закрыта, что обеспечивает недостаточную теплоотдачу с поверхности тела, вентилируемость одежды в целом. Значительное деформации в одежде наблюдается в области спины выше линии талии, поэтому рекомендуется размещать такие элементы на участках швов втачивания рукавов в проймы изделия, закрепляя жесткими закрепками, что позволит отверстию раскрываться не полностью. Это обеспечит динамическое формирование отверстия с большим доступом воздуха [3]. Согласно требованиям [2], в защитных костюмах запрещается открывание сквозных отверстий прямого доступа потоков внешней среды. Отлетная кокетка позволит закрыть вентиляционные отверстия и уберечь поверхность спины от термических воздействий. Для полной вентилирукмости поверхности куртки рекомендуется применять нижнюю кокетку спинки из материалов с высокой воздухопроницаемостью.

В этом случае применение втачного рукава не рекомендуется, это ведет к образованию сквозных отверстий, что противоречит требованиям к спецодежде, защищающей человека от термических рисков.

Рукав покроя реглан позволяет наиболее эффективно применять вентиляционные элементы в защитных костюмах: на участках динамического расширения проймы спинки. Такое расположение вентиляционных отверстий обеспечивает воздухообмен и отвод тепла и влаги из зон повышенного потовыделения: зона между лопатками, подмышечные впадины, задняя часть плеча.

Анализируя характер положения верхних конечностей, руки специалистов располагаются статично под определенным углом: 45°, 60°, 90°, 120° [10]. Для уменьшения образования складок, в которые могут попасть искры и брызги металла при сгибании руки, форма рукава должна повторять положение рук при производстве сварочных работ. Это возможно при использовании дополнительных вытачек либо внесение конструктивных уточнений формы рукава.

Учитывая достаточное облегание рукава и соответствие положению, в качестве основы конструктивного решения рукава костюма с повышенной вентиляцией предлагается рукав покроя «реглан» со специальной комбинацией членений, образующих воздухозаборный модуль повышенной эргономичности за счет наклонного членения задней нижней части рукава. Раскрытие вентиляционного отверстия в данном случае происходит при сгибании руки в локтевом суставе. В результате проведенных исследований был экспериментально установлен угол наклона задней нижней части в области локтя, который составил 40°.

Согласно представленным рекомендациям и существующих требований ГОСТов [2], [5], [6], [8] был разработан вариант конструкции защитной куртки с повышенным воздухообменом, эскиз которого представлен на рисунке 3. Куртка является неотъемлемой часть костюма для защиты от тепловых воздействий для выполнения прлофессиональных сварочных работ в теплый период года.

Рисунок 2 – Вариант конструкции защитной куртки для сварщика с повышенным воздухообменом

При анализе результатов установлены конструктивные особенности, позволяющие повышение общего воздухообмена: возможность применения новых конструктивных решений внедрения элементов вентиляции на участке задней части рукава покроя реглан в виде локтевой накладки под углом 40°, при котором площадь наибольшего открывания вентиляционного отверстия при сгибании руки в локтевом суставе с учетом угла наклона задней нижней части рукава составляет 34,4 см2; возможность внедрения щелевидных отверстий на участках швов втачивания рукава реглан в проймы изделия: по два отверстия, закрепляемых жёсткими креплениями. Полученные результаты позволяют расширить информационную базу модельных решений защитной спецодежды для сварщиков с повышенным воздухообменом.

Список использованной литературы

Коринтели А.М., Черунова, И.В. Анализ технологий повышения качества защитной одежды сварщиков / Коринтели А.М., Черунова И.В. В сборнике: Современный стиль управления сборник научных статей. Ответственный редактор Е. А. Ильина. 2016. С. 598-602

ГОСТ 12.4.250-2013 Система стандартов безопасности труда (ССБТ). Одежда специальная для защиты от искр и брызг расплавленного металла. Технические требования – Введ. 2014-03-01. – М.: Москва Стандартинформ, 2014. – 14 с.

Коринтели А.М., Черунова, И.В. Исследование способов обеспечения вентилируемости костюмов сварщиков / Коринтели А.М., Черунова И.В. В сборнике: по материалам Международной научно-практической конференции «НАУЧНЫЕ ДОСТИЖЕНИЯ И ОТКРЫТИЯ СОВРЕМЕННОЙ МОЛОДЁЖИ», 17 февраля 2017 г. в г. Пенза. С. 138-140.

Аномальная жара и микроклимат сварщика [Электронный ресурс] // Информационный портал.– Режим доступа: ( http://electrowelder.ru/index.php/news/49-cvat-texn/935-microclimate-welder.html).

ГОСТ 12.4.176-89 Система стандартов безопасности труда (ССБТ). Одежда специальная для защиты от теплового излучения. Требования к защитным свойствам и метод определения теплового состояния человека – Введ. 1990-01-01. – М.: Издательство стандартов, 1990. – 7 с.

ГОСТ Р ИСО 7250-1-2013 Эргономика. Основные антропометрические измерения для технического проектирования. Часть 1. Определения и основные антропометрические точки - Введ. 2014-12-01. – М.: Москва Стндартинформ, 2014. – 30 с.

Абдуллаева Г. Ш., Турсунова З. Н. Изучение динамической антропометрии и возможности её применения для изготовления одежды различного назначения // Молодой ученый. — 2014. — №2. — С. 95-98. — URL https://moluch.ru/archive/61/9182/ Пожалуйста, не забудьте правильно оформить цитату: Абдуллаева Г. Ш., Турсунова З. Н. Изучение динамической антропометрии и возможности её применения для изготовления одежды различного назначения // Молодой ученый. — 2014. — №2. — С. 95-98. — URL https://moluch.ru/archive/61/9182/ (дата обращения: 14.01.2018).

ГОСТ Р 12.4.297-2013 Система стандартов безопасности труда (ССБТ). Одежда специальная для защиты от повышенных температур теплового излучения, конвективной теплоты, выплесков расплавленного металла, контакта с нагретыми поверхностями, кратковременного воздействия пламени. Технические требования и методы испытаний– Введ. 2014-12-01. – М.: Москва Стндартинформ, 2014. – 14 с.

Кокеткин П.П., Чубарова З.С., Афанасьева Р.Ф. Промышленное проектирование специальной одежды / П.П. Кокеткин, З.С. Чубарова, Афанасьева Р.Ф. М.: Легкая и пищевая промышленность, 1982. — 184 с

Техника безопасности и охрана труда при выполнении сварочных работ [Электронный ресурс] // Информационный портал.– Режим доступа: (http://studbooks.net/1434776/bzhd/tehnika_bezopasnosti_ohrana_truda_vypolnenii_svarochnyh_rabot)/.

Код для цитирования: Скопировать