Охрана труда в отрасли → Охрана труда в отрасли для сварочных специальностейОхрана труда в отрасли → Охрана труда в отрасли для сварочных специальностейОхрана труда в отрасли → Охрана труда в отрасли для сварочных специальностейСпецифика газовой сварки, резки и наплавки металлов и их сплавов предъявляет особые, дополнительные (повышенные) требования по технике безопасности, к безопасной организации рабочих мест, обслуживанию газовой аппаратуры и оборудования, а также к методам организации безопасного проведения работ.
Горючие газы, смешиваясь с воздухом или кислородом, образуют взрывоопасные смеси, которые способны взрываться от искры любого происхождения, ацетилен взрывоопасен даже при отсутствии кислорода или воздуха, так как с повышением температуры и давления он может распадаться на углерод и водород с выделением большого количества тепла. К тому же медью и серебром ацетилен образует взрывчатые соединения, которые взрываются от малейших ударов или нагревания. Не меньшая опасность возникает пи получении ацетилена в генераторах, а также при хранении и вскрытии барабанов с карбидом кальция.
Кислород, находящийся в баллоне под давлением, обладает высокой химической активностью, особенно при соприкосновении с минеральными маслами, а также жирами растительного и животного происхождения.
Во время газовой сварки и резки металлов и их сплавов в воздух рабочей зоны попадают вредные для здоровья газы, пары, пыль и окислы металлов. Поэтому строгое и неуклонное соблюдение всех правил техники безопасности и производственной санитарии, ясное представление о причинах, могущих вызвать ту или иную опасность, а также знание необходимых мер и способов ее предупреждения гарантирует безопасное выполнение проводимых работ и сохранение здоровья сварщиков.
Каждый газосварщик (газорезчик), их подручные, также лица, занятые хранением и перевозкой баллонов с газом, должны хорошо знать основные свойства газов, с которыми им приходится работать.
Кислород (О2) – бесцветный газ, не имеющий запаха, тяжелее воздуха (вес 1 м3 кислорода при 0°С = 1,429 кг, вес 1м3 воздуха = 1,293 кг). Для газосварочных работ кислород получают из атмосферного воздуха (в атмосферном воздухе содержится около 28% кислорода) путем его глубокого охлаждения с последующим отделением азота или путем электролиза воды.
Такой способ получения кислорода из воздуха наиболее распространен, так как в этом случае можно получить практически любое количество кислорода требуемой чистоты при наименьшей затрате энергии. При температуре – 183 0С и давлении 760 мм рт. ст. кислород превращается в легко подвижную голубоватую жидкость, причем из одного литра жидкого кислорода образуется около 860 литров газообразного.
Кислород не горит, а поддерживает горение, энергично вступая в химическое соединение почти со всеми веществами. Соприкосновение кислорода, находящегося под высоким давлением, с маслами, жирами, угольной пылью, ворсинками ткани и т.д. приводит их к мгновенному окислению, воспламенению и взрыву при обычных температурах, хотя температура воспламенения этих продуктов значительно высокая (200 – 450 0С).
Пористые органические вещества (уголь, торф, сажа, шерсть, ткани), пропитанные жидким кислородом, могут взрываться от искры, пламени и других источников тепловых импульсов. Поэтому при пользовании сжатым или сжиженным кислородом необходимо внимательно следить за тем, чтобы он не соприкасался с легковоспламеняющимися и горючими веществами, в том числе маслами и жирами минерального, растительного или животного происхождения.
Кислород хранят и транспортируют в специальных стальных баллонах или цистернах со специальной тепловой изоляцией.
При газовой сварке, наплавке и резке металлов и их сплавов в качестве горючего применяют различные горючие газы: ацетилен, водород, естественные и нефтяные газы, пары жидких нефтепродуктов (бензин, керосин) и другие. Сгорая в кислороде, эти газы развивают достаточно высокую температуру пламени (ацетилен до 3200, водород до 2100, пропан до 2000, бутан до 2100, пары бензина до 2400 и пары керосина до 2100 0С). Наиболее высокая температура пламени наблюдается при сгорании в кислороде ацетилена. Пламя ацетилена способно практически расплавить все существующие тугоплавкие металлы и их сплавы. Другие же газы с более низкой температурой пламени применяют как заменители ацетилена.
Ацетилен (С2Н2) является химическим соединением углерода и водорода, представляет собой бесцветный газ, легче воздуха, со слабым эфирным запахом. Технический ацетилен, применяемый для газовой сварки и резки металлов, из-за присутствующих в нем некоторых примесей отличается резким неприятным запахом. При сгорании ацетилена в кислороде температура пламени достигает 32000. Ацетилен взрывоопасен в смеси с воздухом, если в ней содержится от 2,8 до 80% ацетилена по объему и в смеси с кислородом, если ацетилен содержится от 2,8 до 93% по объему.
Указанные смеси могут взрываться от искры открытого пламени или сильного нагрева.
При нагревании до 450 – 5000 и одновременном повышении давления до 1,5 – 2 атм ацетилен взрывается, образуя взрывную волну, имеющую давление в 10 – 11 раз больше первоначального абсолютного давления ацетилена.
Взрывчатость ацетилена сильно понижается при размещении его в тонких (капилярных) сосудах. Это свойство ацетилена используется при наполнении ацетиленом баллонов под давлением. Ацетилен легче кислорода и воздуха. Плотность ацетилена по отношению к воздуху составляет 0,9, а по отношению к кислороду – 0,8. При длительном соприкосновении ацетилена с красной медью и серебром образуется ацетиленовая медь или ацетиленистое серебро, которые при нагревании до 110 – 1200 и при сильном ударе взрываются. Поэтому для изготовления ацетиленовой аппаратуры эти металлы не применяются.
При нагревании ацетилена до 300 0С может происходить его полимеризация, которая заключается в том, что молекулы ацетилена уплотняются и он превращается в бензол и другие продукты. Полимеризация, протекающая при недостаточном отводе тепла, может привести к взрыву ацетилена и разрушению ацетиленовых генераторов. Чтобы предотвратить возможность полимеризации и взрывчатого распада, ацетилена, температура в ацетиленовых генераторах не должна превышать 100 0С.
Очень важное свойство ацетилена – его способность растворяться во многих жидкостях: ацетоне, бензоле, бензине и др. Лучшим растворителем ацетилена является ацетон: при температуре +10 0С в одном литре ацетона растворяется 26 л ацетилена. Степень растворимости ацетилена в ацетоне в значительной мере зависит от температуры окружающей среды. С повышением температуры окружающей среды растворимость ацетилена в ацетоне уменьшается.
К природным газам относятся все горючие газы, которые добываются из недр земли или сопутствуют нефти при добыче ее из нефтяных месторождений. Последние называются попутными.
Природный газ в основном состоит из метана (СН4), содержание которого составляет от 85 до 98%. Остальные 15 – 20% составляют азот, этан, пропан, сероводород и т.д. Природный газ легкий (удельный вес по воздуху 0,55 – 0,73), бесцветный, не имеет запаха (и тем он опасен), не ядовит, но является удушающим газом. Для придания газу характерного резкого неприятного запаха к нему добавляется одорант (на 1000 м3 газа 16 г).
Природный газ также опасен и тем, что при неполном сгорании выделяет окись углерода (СО) – угарный газ – бесцветный и очень ядовитый.
При содержании в воздухе 0,5% угарного газа через 20 – 30 мин у человека наступает смерть, 1% газа после нескольких вздохов приводит к потере сознания, а через 1 – 2 мин – к смерти.
За последние годы в практике газопламенной обработки металлов, в частности для газовой резки металлов, широкое применение получил природный газ.
Пределы взрываемости смеси природного газа с воздухом значительно ниже пределов взрываемости ацетилено-воздушных смесей. Эти пределы составляют от 3,8 до 17% объемных.
Сжиженные газы, пропан-бутановые смеси получаются в процессе сжижения их для удобства хранения и транспортировки. Сжиженными газами принято называть смеси углеводородов – пропана (С3Н8), бутана (С4Н10) в количестве от 5 до 30%. Их также называют техническим пропаном (ГОСТ 10196-62), а иногда сжиженными нефтяными газами. При обычных условиях эта смесь представляет газ, а при температурах ниже +20 0С или давлениях выше атмосферного смесь газов конденсируется, переходя в жидкое состояние.
В последнее время, особенно для газовой резки металлов и их сплавов, широкое применение получили сжиженные газы – пропан и бутан, а также их смеси. При обычной температуре и небольшом давлении пропан-бутановые смеси легко переходят из газообразного состояния в жидкое.
Сжиженные газы тяжелее воздуха (удельный вес пропана по воздуху 1,253, бутана – 2,007), они могут скапливаться в низких местах – траншеях, колодцах, ямах и других углублениях, образуя с воздухом пропан-бутановые взрывоопасные смеси, которые могут взрываться от любого источника теплового импульса – искры открытого пламени и т.д. Поэтому перед началом огневых работ необходимо убедиться в отсутствии взрывоопасных смесей.
Положительные свойства пропан-бутановых смесей – небольшие пределы взрываемости. Так, например, пределы взрываемости пропана в смеси с воздухом составляют от 2 до 305% объемных частей пропана. Это в несколько раз ниже пределов взрываемости ацетилена с воздухом. Пропан, бутан и их смеси хранят и транспортируют к месту потребления в специальных баллонах или цистернах под давлением 16 кгс/см2. при таком давлении пропан-бутановые смеси находятся в жидком состоянии. Емкости обычно заполняют не более чем на половину их объема, так как при расширении сжиженного газа при нагревании баллона в нем может резко повыситься давление и вызвать взрыв баллона или цистерны. Поэтому заполненные пропан - бутановой смесью баллоны и цистерны предохраняют от нагревания и ударов.
Пары бензина и керосина применяются при газовой сварке, наплавке и резке металлов в качестве горючего.
Бензин – это прозрачная легкоподвижная жидкость со специфическим запахом, состоящая из углеводородов, выкипающих из нефти при температуре от 35 до 250 о. бензин очень летуч, испаряется при любой температуре, однако с повышением температуры скорость испарения возрастает. Пары бензина, смешиваясь с воздухом, образуют паро-воздушные взрывчатые смеси.
Взрываемость паро-воздушных смесей бензина ниже взрываемости ацетилено-воздушных (в пределах 0,65 до 8,5% объемных паров бензина). Кроме того, пары бензина, попадая в организм человека, могут вызвать острые хронические отравления. Бензин (керосин) транспортируют к месту потребления в металлической закрытой таре.