При работе конструкции при повышенной температуре
Материалы для работы при повышенных температурах Категория: Сварные соединения Материалы для работы при повышенных температурах Далее: Сплавы на основе титана Сварные соединения из материалов этой группы, кроме выполнения обычных требований прочности, пластичности, отсутствия дефектов, должны отвечать ряду специфических условий, определяемых назначением конструкции и свойствами свариваемого материала. В связи с этим применяемые в авиационной промышленности материалы этой группы в зависимости от условий эксплуатации изделий, а также по технологическим возможностям, разделяются на жаростойкие и жаропрочные. Жаростойкость (окалиностойкость) характеризуется способностью материала противостоять образованию окалины при работе в среде с высокой температурой (выше 550 °С). Жаропрочными называются материалы, сохраняющие определенный обусловленный предел прочности при длительном нагру-жении в условиях высоких температур и обладающие при этом достаточной окалиностойкостью. Подобным требованиям обычно соответствуют материалы с высокой степенью легирования — высоколегированные стали или специальные сплавы. В качестве легирующих элементов в таких материалах широко используются хром, никель, марганец, кремний, кобальт, вольфрам, ванадий, молибден, титан и др. Высоколегированные стали и сплавы являются важнейшими конструкционными материалами, широко применяемыми в производстве оборудования для химической промышленности, в авиации, энергетике, и реактивной технике. В табл. 8 приведен химический состав некоторых высоколегированных сталей и сплавов, используемых в авиационной промышленности для изготовления изделий, работающих в условиях повышенных температур. Общими признаками для большинства высоколегированных сталей являются их пониженная по сравнению с углеродистыми сталями теплопроводность, больший коэффициент линейного расширения при нагреве и высокое омическое сопротивление, а также значительная литейная усадка. К представителям группы жаростойких материалов в первую очередь относятся различного типа нержавеющие стали. Наиболее распространенными из них являются стали типа 18-8 (1Х18Н9Т, и др.). Это стали аустенитного класса, используемые в основном как обшивочный материал для планера аппаратов, летающих со скоростями до 3 — 4 М, для горячих узлов двигателей (удлинительные и реактивные трубы, насадки), изготовляемых из листовых материалов, часто с набором жесткости. Эти стали могут хорошо свариваться всеми основными методами сварки и широко используются также в паяных конструкциях. Они обладают достаточно высокой пластичностью и хорошо штампуются в холодном состоянии. В последнее время с целью экономии никеля вместо этих сталей используется ряд новых марок; Х13М4ГУ (ЭИ878), Х17Г9АН4 и др., у которых технологические характеристики аналогичны сталям 18-8. Эти материалы в основном используются для работы при температурах до 500 °С. Для узлов двигателей, работающих в атмосферных условиях и в среде продуктов сгорания топлива, они могут применяться для работы при температурах до 800° С. В последнее время в отечественной и зарубежной промышленности все более широко начинают использоваться стали переходного типа аустенитно-мартенситного класса ЭИ904 (СН-2), ЭИ925 (СН-3), СН-4 и др. По химическому составу они близки к сталям 18-8, но содержат меньше Сг и Ni. Эти стали стареющего типа; в них дополнительно вводится А1 и Мо. В нормализованном состоянии с 1050 °С эти стали приобретают аустенитную структуру. Обработка холодом (при — 70 °С) или нагартовка позволяют легко перевести ее в мартенсит. Благодаря наличию в сталях А1 и Мо при термическом старении в интервале температур 400 — 500 °С выделяется третья фаза, дополнительно упрочняющая сталь. Изменяя режим термообработки, можно изменять механические свойства этих сталей в широких пределах (сгв — от 90 до 170 кГ/мм2 и ао,2 — от 36 до 150 кГ/мм2). Стали типа СН в упрочненном состоянии по значениям удельной прочности и пластичности (<ув1у и tfo,2/v) при повышенных температурах в 1,5 — 2 раза и более превосходят другие стали, а также алюминиевые и титановые сплавы. Как видно из приведенных данных, начиная с температуры 350 °С стали СН имеют наибольшую удельную прочность из сравниваемых материалов. Область применения этих сталей та же, что и предыдущей группы. Для работы при более высоких температурах применяются специальные сплавы, часто используемые как жаропрочные. В свою очередь жаропрочные материалы в зависимости от типа сварных узлов и условий эксплуатации последних, можно разделить на две подгруппы, существенно различные по своим технологическим свойствам. К первой подгруппе относятся материалы, идущие на изготовление узлов, работающих при высоких температурах без больших силовых нагрузок. Чаще всего это штампо-сварные листовые конструкции типа камер сгорания, горячих элементов двигателей и т. п., для изготовления которых используются материалы типа ЭИ435, ЭИ602, ВЖ.98, ВЖЮО, ЭИ703 и другие стали и сплавы. Эти материалы при работе в течение длительного времени (100 час) в условиях высокого нагрева (t =900 °С) сохраняют ав=1,5-т-7,5 кГ/мм2, достаточно хорошо работают в газовых средах при температурах 900 — 1200° С, а также обладают сравнительно высокими технологическими свойствами: хорошо свариваются и паяются, штампуются, часто не требуют термической обработки после сварки. Эти материалы также отличаются высокой жаростойкостью, хорошо выдерживают теплосмены. Материалы второй подгруппы используются для изделий, работающих при высоких температурах и испытывающих значительные нагрузки. В основном это материалы на никелевой и никелевокобальтовой основе типа ЭИ437Б, ЛК4, ЖС6, ЭИ826, ЭИ827 и др. Основные требования, предъявляемые к ним, — это жаропрочность, а также соответствующая окали-ностойкость, стойкость к теплосменам, технологичность. По данным длительных испытаний при t=900 °С в течение 100 час их прочность ав=10н-28 кГ/мм2. Окалиностойкость этих материалов несколько ниже, чем у первой подгруппы и находится в пределах 900 — 1100 °С. Значительно более низкие технологические характеристики большинства из этих материалов, главным образом их невысокая пластичность, допускают формообразование только с нагревом а для получения качественных сварных соединений требуют более сложную технологию сварки. Жаропрочность сварных соединений указанных сплавов находится обычно на уровне 80 — 90% от жаропрочности основного металла. В зависимости от конкретных условий работы характер предъявляемых требований к сварным соединениям может быть различным. Один и тот же материал может быть использован для изготовления конструкций разного назначения, и сварочные материалы и технология сварки будут в каждом случае различными. К числу основных трудностей, которые приходится преодолевать при сварке высоколегированных сталей и сплавов, относятся: 1) обеспечение стойкости металла шва и околошовной зоны против кристаллизационных трещин; 2) обеспечение коррозионной стойкости сварных соединений; 3) сохранение свойств металла шва и сварного соединения во времени под действием рабочих температур и напряжений; 4) получение плотных швов. При изготовлении изделий из современных высоколегированных сталей и сплавов широко применяются основные виды сварки плавлением (автоматическая под флюсом, в защитных газах), контактной сварки (ТЭС, РЭС) и пайки. При этом нужно отметить, что пониженная теплопроводность и высокий коэффициент линейного расширения обусловливают значительное коробление конструкций при сварке этих материалов. Поэтому основным условием сварки их является применение режимов и методов, которые характеризуются максимальной концентрацией нагрева. Одной из основных задач технологии дуговой сварки плавлением высоколегированных сталей и сплавов является обеспечение равномерности химического состава по длине шва и его сечению, что требует строгого соблюдения постоянства условий сварки. Понятно, что при механизированных способах сварки легче обеспечить постоянство сварочного режима и стабильность состава, структуры и свойств металла шва. Поэтому при изготовлении конструкций из высоколегированных сталей и сплавов необходимо стремиться к максимальной механизации сварочных процессов. Пайка материалов этой группы может производиться при различных способах нагрева: газовым пламенем, в индукционных установках, в печах и др. Основные трудности при пайке высоколегированных сталей и сплавов обусловливаются образованием на их поверхности химически прочной окисной пленки в связи с наличием в их составе значительных количеств металлов с большим сродством к кислороду — таких как хром, алюминий, титан. Наличие этих элементов затрудняет пайку в восстановительной атмосфере. Обычно основные затруднения, связанные с окисной пленкой, устраняются предварительным никелированием поверхности или применением специальных флюсов при пайке в печах с контролируемой средой. Хорошие результаты в ряде случаев дает применение активной газовой среды в виде смеси аргона с B0F3 или HF. Для пайки применяются припои, часто весьма сложного состава на основе серебра, меди, никеля. Для соединений, работающих при высоких температурах, где требуется высокое сопротивление ползучести, сопротивление окислению и высокая коррозионная стойкость, находят применение серебрянопалладиевые и палладиеникелевые припои, легированные марганцем или алюминием. Наиболее характерными дефектами при пайке высоколегированных сталей и сплавов являются поры, непропаи и трещины. Исключение их во многом определяется правильностью выбора припоя или флюса, тщательностью подготовки деталей под пайку и соблюдением технологических условий пайки. Реклама:Читать далее:Сплавы на основе титана Статьи по теме:
Главная → Справочник → Статьи → Блог → Форум |
Источник
Работа в нагревающем микроклимате, будь это «сезонное» повышение, как сейчас, или как часть «нормальной рабочей среды», может привести к ряду неблагоприятных последствий для здоровья – от дискомфорта до серьезного заболевания. В определенных обстоятельствах это может быть фатальным.
Мы подобрали для вас информацию которая поможет Вам – инженерам и специалистам по охране труда составить план действий, чтобы решить эту проблему.
1. Каковы последствия воздействия тепла на организм работающего?
Необходимо запомнить простую истину: когда тело человека подвергается воздействию большого количества тепла, это всегда приводит к тепловому стрессу. По мере того, как температура воздуха на рабочем месте увеличивается, температура тела работника тоже повышается. Это вызывает приток крови к коже, где она охлаждается. Теплоотдача происходит физическим путем: излучением, проведением тепла и испарением пота. В свою очередь, чрезмерное потоотделение приводит к обезвоживанию организма и потере соли, что может привести к потенциально серьезным последствиям для здоровья:
- Увеличение вероятности инцидентов из-за снижения концентрации; увеличение дискомфорта при использовании некоторых средств индивидуальной защиты и т.д.
- Жар: мышечные спазмы в результате сильного потоотделения без восстановления водно-солевого баланса в организме.
- Тепловое истощение: обезвоживание после сильного потоотделения вызывает слабость и усталость, тошноту, рвоту, головную боль и головокружение. Уменьшение притока крови к мозгу может привести к обмороку.
- Тепловой удар: быстро повышающаяся температура тела могут привести к коллапсу, потере сознания, судорогам и даже смерти.
- Обострение других заболеваний и заболеваний, например, высокое кровяное давление и другие болезни сердца из-за повышенной нагрузки на этот орган.
- Усиление воздействия других опасностей: высокая температура воздуха может стать триггером для активации других видов опасностей на рабочем месте, таких как шум или воздействие химических веществ.
2. Кто в опасности?
Работники различных профессий могут подвергаться тепловому стрессу, выполняя работу в любом из следующих условий:
· работая на открытом воздухе, это характерно для профессий строительной отрасли;
· выполняя работы на производствах, где есть источники лучистого тепла, например: в пекарне, на кухне, прачечной, в литейном цехе, котельной и др.;
· в плохо вентилируемых помещениях;
· работающие на транспорте.
3. Нормативно-правовая основа:
В соответствии со статьей 212 ТК РФ работодатель обязан обеспечить безопасные и здоровые условия труда работников.
В соответствии с Федеральным законом от 30.03.1999 № 52-ФЗ «О санитарно-эпидемиологическом благополучии населения» в организациях должен осуществляться производственный контроль за соблюдением требований санитарных правил и проведением профилактических мероприятий, направленных на предупреждение возникновения заболеваний работающих.
4. План действий для специалиста по охране труда:
4.1. Поговорите со своими коллегами о жаре и о ее влиянии на здоровье: определите, есть ли какие-либо проблемы с высокой температурой воздуха: связанные с их работой, или может быть это проблема сезонной жары. Помните, что жара — это не только проблема для работников, которые трудятся на открытом воздухе. Зачастую офисные работники, сотрудники, выполняющие работы в помещениях, в большей степени подвержены тепловому удару, стрессу. Причиной этому, в основном, плохая вентиляция, отсутствие систем кондиционирования воздуха и т.д.
4.2. Проведите аудит рабочего места, чтобы определить зоны теплового стресса.
4.3. Поговорите с работодателем:
Важно не ждать до лета, чтобы обсудить этот вопрос с руководством и начать процесс улучшений условий труда. В идеальном случае это должно быть сделано на уровне комитета (комиссии) по охране труда, чтобы обеспечить вклад в решение этого вопроса всех заинтересованных сторон. Если комитета (комиссии) по охране труда нет в организации, это может сделать сам специалист по охране труда, обратившись напрямую к руководству.
4.4. Примерный перечень мероприятий по улучшению условий труда:
4.4.1. Все производственные здания и сооружения должны быть оборудованы системами вентиляции, и где это возможно, с возможностью кондиционирования воздуха.
4.4.2. Где это возможно (в зависимости от типа выполняемой работы), температуру воздуха на рабочем месте следует поддерживать в диапазоне от 18 ° до 25 ° C, посредством:
- применением технических средств вентиляции воздуха;
- изоляции или экранирования источников тепла на рабочем месте;
- утепления крыш и стен рабочего места;
- уменьшения тепловыделения через окна с помощью отражающих пленок или жалюзи, а также за счет уменьшения площади окон.
4.4.3. Проведение аудита для выявления и определения приоритетных областей/процессов, вызывающих опасность.
4.4.4. Для наружных работ:
- создание «прохладных» зон, для отдыха, в том числе для обеденного перерыва, с кондиционером;
- предоставление работникам легкой защитной одежды и головных уборов;
- использование теневых полотен.
4.4.5. Организационные мероприятия:
- изменение режима и графика работы;
- предоставление работникам более легкой альтернативной работы;
- организация более частых перерывов на отдых в помещениях с нормальной температурой воздуха;
- механизация некоторых рабочих задач;
- изменение корпоративных требований к внешнему виду работников, их одежде, позволяя персоналу одеваться соответствующим образом в жаркую погоду, например, снимать галстуки или носить шорты.
- организация расследования инцидентов, связанных с тепловым стрессом.
- обеспечение работников прохладной питьевой воды.
- сокращение времени пребывания на рабочем месте.
Справочно: Для офисных работников санитарными правилами предусматривается сокращение рабочего дня на 1 час уже при 28,5 градусах., а при 32,5 градусах, продолжительность рабочего дня составляет не более 1 часа.
Резюме для специалиста по охране труда:
· Поговорите со своими коллегами о высокой температуре, о ее влиянии на здоровье, а также о мерах безопасности.
· Проведите аудит рабочего места, чтобы определить зоны теплового стресса.
· Убедитесь, что все инциденты зарегистрированы и по ним проведены расследования.
· Если у вас в организации есть комитет (комиссия) по охране труда, обсудите политику в отношении поддержания оптимальных температурных режимов на рабочих местах.
Источник
Для работы звеньев в условиях высоких температур необходимо принять меры по ее снижению путем изменения направления газовых потоков на пожаре с помощью систем вентиляции; закрытия дверей и занавешивания проемов специальными перемычками; удаления дыма или нагнетания воздуха с помощью дымососов; проветривания помещений; вскрытия строительных конструкций, дверей, окон; подачи тонкораспыленной воды и высокократной пены; удаления с места пожара материалов, дающих большой тепловой эффект и т. д.
Допустимое время пребывания газодымозащитников в зоне высокой температуры ограничено тем, что высокие энергетические и тепловые нагрузки и особенно их сочетания приводят к накоплению тепла в организме газодымозащитников и тепловому удару.
Допустимое тепловое состояние характеризуется повышением средней температуры тела на 1,9°С, а предельное на 3°С относительно оптимального уровня.
Предельный уровень средней температуры, составляющий 38,5°С, граничит с тепловым ударом.
Тепловой удар может сопровождаться потерей сознания газоды-мозащитником и самопроизвольным выключением его из СИЗОД в условиях загазованной среды.
При работе в противогазе перегрев организма наступает уже при температуре окружающей среды более 26°С.
Поэтому при температуре 40°С и более допускаются работы лишь при спасении людей или в непосредственной близости от свежей струи.
Одним из основных средств индивидуальной защиты пожарного, работающего в условиях высокой температуры окружающей среды и наличия открытого пламени, являются теплоотражательные костюмы и теплозащитная одежда пожарного.
Работа в защитной одежде от высоких и повышенных тепловых воздействий может производится только с разрешения руководителя тушения пожара (начальника боевого участка). Работающее звено должно состоять не менее чем из 3-х человек. На посту безопасности назначается лицо из числа начальствующего состава, осуществляющее контроль за правильностью надевания и герметизации разъемных частей костюма и работоспособностью радиостанции, за проведением боевой проверки и включением в СИЗОД, а также определяет готовность страховщиков к работе. На посту безопасности для страховки работающих должно быть еще одно звено, численностью не менее действующего, экипированное в защитные костюмы и находящееся в полной боевой готовности к немедленным действиям при малейшей необходимости. Командир звена обязан поддерживать постоянную связь с постом безопасности и через него информировать руководителя тушения пожара (начальника боевого участка) об обстановке, своих действиях и самочувствии.
При появлении ощущения сильного тепла хотя бы у одного работающего в защитном костюме звено в полном составе должно незамедлительно покинуть опасную зону.
При потере сознания работающим необходимо:
сообщить о случившемся на пост безопасности;
вынести пострадавшего из опасной зоны;
снять с пострадавшего капюшон и маску СИЗОД;
на посту безопасности освободить пострадавшего от всех элементов защитного костюма СИЗОД, оказать первую медицинскую помощь и вызвать скорую помощь.
Зона, в которой проводится работа, должна быть по возможности освещена. Если существует опасность поражения электротоком, работать в костюмах не разрешается. Работающие в помещении должны внимательно осматриваться во избежание попадания в открытые проемы. При прекращении радиосвязи между членами звена и постом безопасности немедленно принимаются меры к оказанию помощи и направлению в зону звена страховщиков.
Категорически запрещается работать в защитных костюмах, имеющих механические повреждения чехла или термоизолирующей подстежки одного из элементов костюма, а также смотрового стекла иллюминатора.
Запрещается снимать детали костюма до выхода из опасной зоны. В случае необходимости разрешается орошать работающих в ТК распыленной струей воды.
На каждое лицо, допущенное к работе в защитных костюмах ТК, ТОК, заводится личная карточка, в которой ведется учет условий и времени работы.
Источник