Определение содержания вредных газов (паров) в воздухе производственных помещений

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН Казахский национальный технический университет имени К. И. Сатпаева Кафедра «Безопасность труда и жизнедеятельности»

Лабораторная работа № 3

по дисциплине «Охрана труда»

Определение содержания вредных газов (паров) в воздухе производственных помещений

Шевцова В.С.

Алматы 2004

1. Общие сведения о вредных веществах

1.1 Термины и определения

Цель работы: ознакомить студентов с общими сведениями о вредных газах и парах экспресс — методом определения их содержания в воздухе рабочей зоны, конструкций и правилами пользования приборами, используемыми при этом методе, научить их производить оценку загазованности и упрощенные расчеты проветривания производственных помещений.

Вредное вещество, которое при контакте с организмом человека в случае нарушения требований безопасности может вызывать производственные травмы, профессиональные заболевания или отклонения в состоянии здоровья, обнаруживаемые современными методами, как в процессе работы, так и отдаленные сроки жизни настоящего и последующего поколений (ГОСТ 12.1007−76).

Вредные вещества, которые, проникая в организм человека через органы дыхания, желудочно-кишечный тракт и кожные покровы, вызывают нарушение его жизнедеятельности, называются ядовитыми или токсичными веществами. Рабочая зона — пространство высотой до 2 м над уровнем пола или площадки, на которых находятся места постоянного или временного пребывания работающих.

Предельно-допустимая концентрация (ПДК) вредных веществ в воздухе рабочей зоны — концентрация, которая при ежедневной работе в течение 8 ч или при другой продолжительности, но не более 41 ч в неделю, в течение всего рабочего стажа не может вызывать заболеваний или отклонений в состоянии здоровья, обнаруживаемых современными методами исследований в процессе работы или в отдаленные сроки жизни настоящего и последующих поколений (ГОСТ 12.1.005−88).

1.2 Действие ядовитых веществ на организм

Во многих отраслях промышленности при ведении технологических процессов в воздухе рабочей зоны выделяются вредные различные газы и пары. Например, в горной — окись углерода, оксиды азота, метан, альдегиды и др; в металлургической — сернистый газ, окись углерода, оксиды азота, аэрозольные оксиды токсичных металлов и пр.; в нефтегазовой — сероводород, сернистый газ, окись углерода, углеводороды, оксиды азота, пары сырой нефти и её фракций; в машиностроительной — туманы масел и кислот, парсы растворителей, аммиак, оксиды азота; в радиоэлектронной и приборостроительной — пары токсичных металлов, кислот растворителей и т. д.

При несовершенной организации труда и отсутствии соответствующих профилактических мер, все эти вредные газы и пары могут вызывать профессиональные отравления, которые подразделяются на острые и хронические. Первые из них возникают за короткое время под воздействием ядов большой дозы, вторые — в результате систематического отравления ядами малой дозы за длительное время.

Исход отравления зависит от многих таких факторов, как; токсичность (вид и физико-химические свойства), концентрация, длительность воздействия на организм и путь проникновения в него промышленных ядов; состояние и особенность организма человека; метеорологические условия окружающей среды.

Повышенная чувствительность наблюдается у детей и подростков, а также у людей после перенесенных болезней. Чем выше температуры тела человека, тем он восприимчивее к действию ядов. Люди, страдающие ожирением и отеками, также более подвержены воздействию токсичных веществ.

Температура, влажность и барометрическое давление воздуха могут усиливать или ослаблять эффект воздействия вредных газов и паров. При высокой температуре воздуха расширяются кожные сосуды, увеличивается потовыделение, учащается дыхание и повышается кроваток. В результате ускоряется проникновение ядов в организм. Она также усиливает скорость испарения и летучесть токсичных веществ, что способствует росту загрязненности ими воздуха. Опасность отравления при работе со многими вредными веществами возрастает в жаркое время года, а со свинцом — в холодные месяцы. Влажность воздуха повышает токсичность некоторых веществ (соляной кислоты, фтористого водорода и др).

Промышленные яды проникают в организм человека тремя путями: через органы дыхания, желудочно-пищеварительный тракт и кожный покров. Попавшие внутрь организма с вдыхаемым воздухом токсичные вещества быстро всасываются слизистой оболочкой дыхательных путей и огромной поверхностью легочных альвеол (около 130 м²); оттуда усваиваются потоками крови и разносятся ими по всему организму. Большинство отравлений (до 95%) происходит этим наиболее опасным путем. Через пищеварительный тракт вредные вещества могут попасть в организм вместе с загрязненной пищей и водой. Здесь опасны лишь те яды, которые растворяются в желудке (в воде, жирах и желудочном соке), всасываются стенками желудка и кишечника и попадают в кровь. Токсичный эффект этого пути отравления существенно ниже, чем через органы дыхания, т. к. вредные вещества попадают в кровь через печень, где подвергаются частичному обезвреживанию. Через кожный покров попадают внутрь организма только некоторые, растворимые в жидкостях и жирах органов, яды. Тем не менее, опасность отравления здесь выше, чем при пищеварительном отравлении, поскольку токсичные вещества попадают прямо в большой круг кровообращения, минуя печень.

1.3 Классификация вредных веществ по характеру и степени воздействия на организм

Согласно ГОСТ 12.0.003−74 «ССБТ. Опасные и вредные производственные факторы. Классификация», группа вредных веществ по характеру воздействия на организм человека подразделяются на шесть подгрупп (таб.1).

Таблица 1. Классификация вредных веществ по характеру воздействия на организм.

В соответствии с ГОСТ 12.1.007.-76 «ССБТ. Вредные вещества. Классификация и общие требования безопасности» по степени воздействия на организм человека все вредные вещества подразделяются на 4 класса опасности:

1 — вещества чрезвычайно опасные (бензопирены, ртуть, свинец, озон, фосген, гексохлоран, гидразин, двуокись хлора, бромистый метил, карбонил никеля и др.),

2 — вещества высоко опасные (оксиды азота, бензол, йод, марганец, медь, хлор, сероводород, едкие щелочи, серная и соляная кислота, кобальт и его окись и т. д);

3 — вещества умеренно опасные (ацетон, ксилол, сернистый ангидрид, метиловый спирт, фенол, толуол);

4 — вещества мало опасные (аммиак, бензин, сода, скипидар, этиловый спирт, оксид углерода и др.).

Класс опасности вредных веществ устанавливается в зависимости от показателей и их норм, характеризующих эффект воздействия ядов на организм по путям их проникновения (таблица 2). При этом определение класса опасности производится по тому показателю, значение которого соответствует наиболее высокому классу опасности.

Таблица 2. — Показатели и их нормы по установлению класса опасности вредных веществ.

1.4 Гигиеническая оценка воздействия на организм вредных газов и паров

При любой форме отравления характер и степень воздействия вредных веществ (ВВ) предопределяются их физиологической активностью (токсичностью) и концентрацией (дозой). Поэтому для оценки токсичности и класса опасности промышленных ядов в воздухе рабочей зоны (таблица 2), принят гигиенический показатель — предельно-допустимая концентрация ВВ (ПДКрз), определение которой дано в п. 1.1. Его нельзя смешивать с ПДКнм токсичных веществ в воздухе населенных мест. Он значительно ниже, чем ПДКрз, и имеет два значения: максимально-разовая и среднесуточная концентрации.

ПДКрз является основополагающим показателем в нормировании условий труда, в разработке организационных и инженерно-технических мероприятий по профилактике профессиональных отравлений. В настоящее время на территории бывшего СССР установлены ПДКрз для широко распространенных ВВ. Многие из них приведены в ГОСТ 12.1.005−88 «ССБТ. Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны». Для некоторых вредных газов и паров, содержание которых в воздухе рабочей зоны определяется экспресс — методом, значения ПДКп представлены в таблице 3.

В воздухе производственных помещений нередко присутствуют несколько вредных примесей. Если они не однонаправленного действия, т, е. не производят суммарный эффект, то их средневзвешенная ГДК рассчитывается по формуле где ПДК_А, ПДК_B, …, ПДК_К — предельно-допустимые концентрации вредных веществ А, В, …, К, мг/м³; П_А, П_B, … П_K — процентное содержание тех же веществ в их общей сумме, принимаемой за 100%. Если ВВ оказывают суммарный эффект (независимо от того оказывают они взаимоусиливающее или ослабляющее действие), то их гигиеническую оценку производят в соответствии с условием где С_А, С_B, ., С_K — фактические концентрации ВВ в воздухе рабочей зоны, мг/м³,

Эффектом суммарного действия обладает ряд токсических веществ; азот и диоксид серы, сероводород и диоксид серы, ацетон и фенол, сильные минеральные кислоты, некоторые углеводороды и т. д.

1.5 Меры по профилактике профессиональных отравлений

К основным мероприятиям по профилактике профессиональных отравлений относятся:

1) Применение прогрессивной технологии производства (замкнутый цикл, автоматизация и комплексная механизация, дистанционное управление, непрерывность производственных процессов, автоматический контроль операций), исключающий контакт человека с вредными веществами.

2) Выбор соответствующего оборудования и коммуникаций, не допускающих выделения ВВ в воздух рабочей зоны в количествах, превышающих их ПДК при нормальном режиме технологических процессов.

3) Рациональная планировка площадок, зданий и помещений, а также оборудования.

4) Использование специальных систем по улавливанию и утилизации ВВ, рекуперацию и очистку от них технологических выбросов, нейтрализацию отходов производства.

5) Ограничение содержания ВВ в исходных продуктах и замена более вредных веществ менее опасными.

6) Применение индивидуальных средств защиты и контроль за состоянием воздуха рабочей зоны.

7) Обучение и инструктаж работающих по технике безопасности и оказанию первой помощи.

8) Проведение периодических и предварительных медицинских осмотров.

9) Правильные проектирование и эксплуатация санитарно-технического оборудования и устройств (отопление, вентиляция, канализация и др.).

1.6 Методы контроля состояния воздуха рабочей зоны

В каждом производственном помещении организуется систематический контроль за содержанием вредных газов, паров и пыли в воздухе рабочей зоны. При этом места отбора проб воздуха определяются органами санитарного надзора. Все средства контроля должны обеспечивать избирательное определение содержания ВВ на уровне 0,5 ПДК (в приточном воздухе — 0,3 ПДК) в течение не более 30 мин; точность измерений в пределах ±10%; специфическое определение содержания ВВ в присутствии других веществ, максимальная ошибка измерения не должна превышать ±25%,

Все известные методы анализа загазованности воздушной среды подразделяются на основные три группы: лабораторные, экспрессные и автоматические. Они базируются на следующих физико-химических способах определения содержания вредных примесей воздуха: лабораторные на фотометрических, люминесцентных, хроматографических, спектроскопических, полярографических; экспрессные на колориметрических, линейно-колористических.

Фотометрический способ основан на способности светопоглощения окрашенными растворами. Люминесцентный — на свойствах некоторых веществ отдавать поглощенную ими энергию в виде светового излучения. Спектроскопический — на способности элементов, помещенных в пламя вольтовой дуги с температурой 3500 — 4000 °C, давать определенный спектр излучения. Полярографический — на измерении предельного тока диффузии, возникающего при электролизе испытуемого раствора с помощью ртутных электродов. Хроматографический — на различной растворимости компонентов газовой смеси в органическом растворителе. Колориметрический — на протягивании загрязненного воздуха через раствор, фильтровальную бумагу или зернистый твердый сорбент и измерении длины окрашенного столбика порошка по заранее приготовленным шкалам, показывающим зависимость этой длины от концентрации вредной примеси.

Лабораторные методы анализа состояния воздуха наиболее точны, но неоперативны и требуют много времени, квалифицированного работника и сложного оборудования. Поэтому они применяются в основном при проведении научно-исследовательских работ. Автоматические методы позволяют быстро, точно и беспрерывно получать информацию о содержании вредных веществ в воздухе помещений. Однако, они также требуют сложного оборудования, что не всегда оправдано на производстве. Вследствие этого их используют, главным образом, в пожарои взрывоопасных процессах. В качестве примера можно указать на газоанализаторы типа ПГФ, СКВ-ЗМ, СГП-1 и др. Они настраиваются на уровень ПДК опасных веществ в воздухе помещения, подают сигнал в случае превышения этого уровня и обеспечивают осуществление автоматических профилактических мер (пожаротушение, отключение электроэнергии, включение аварийной вентиляции и др).

В практике промышленных предприятий все большее применение нашли экспрессные методы и особенно их линейно-колористический способ. Объясняется это тем, что с его помощью за сравнительно короткий срок (3 — 20 мин) удается получить достаточно точные данные о содержании токсичных веществ в воздухе рабочей зоны. В производственных условиях это чрезвычайно важно, поскольку позволяет оперативно оценить качество воздуха и принять необходимые меры безопасности Кроме того, этот способ не требует для проведения анализа громоздкого оборудования и квалифицированного персонала.

Линейно-колористический способ экспресс-метода анализа воздуха осуществляется химическими газоанализаторами УГ-2 и газоопределителем ГХ-4. Ниже излагается порядок определения содержания вредных газов и паров в воздухе производственных помещений экспресс-методом с помощью УГ-2 и ГХ-4.

2. Определение содержания вредных газов и паров в воздухе рабочей зоны

2.1 Определение концентрации газов газоанализатором УГ-2

2.1.1 Назначение и принцип работы

Универсальный переносной газоанализатор типа УГ-2 предназначен для определения в воздухе производственных помещений концентрации практически любых вредных газов и паров.

Прибор обеспечивает определение содержания вредных газов (паров) в воздухе рабочей зоны при следующих условиях; содержание кислорода, водорода, азота и инертных газов любое; содержание пыли не более 40 мг/м3, давление — 740 — 780 мм ртутного столба, относительная влажность не более 90% и температура от +10°С до +30°С, Принцип работы прибора основан на линейно-колористическом способе экспресс-метода, т. е., на изменении длины окрашенного столбика порошка в индикаторной трубке, полученного при протягивании через неё анализируемого воздуха. Просачивание воздуха осуществляется воздухозаборным устройством газоанализатора. Длина окрашенного столбика индикаторного порошка, пропорциональна концентрации исследуемого газа или пара в воздухе, измеряется по шкале, градуированной в мг/м³. Погрешность показания прибора не более ±10% от верхнего предела каждой шкалы.

Наименование анализируемых газов, их ПДК в воздухе рабочей зоны, объем просасываемого воздуха, цвет индикаторных порошков после анализа, пределы измерения, улавливаемые фильтрующим патроном, мешающие при анализе воздуха примеси, приведены в таблице 3.

2.1.2 Описание газоанализатора

Газоанализатор УГ-2 состоит из воздухозаборного устройства со съемной подставкой для шкал, трех штоков в комплекте, измерительных шкал, индикаторных трубок, фильтрующих патронов и набора принадлежностей с реактивами для приготовления трубок и патронов, а также установки для создания загазованности воздуха.

Таблица 3. Характерные показатели при определении концентрации газов и паров газоанализатором

2.1.2.1 Воздухозаборное устройство

Воздухозаборное устройство состоит из резинового сильфона с расположенной внутри стакана пружиной, удерживающей сильфон в растянутом состоянии (рисунок 1).

В закрытой части корпуса (1) помещается резиновый сильфон (2) с двумя фланцами (3) и стаканом (4), в котором находится пружина (5). Во внутренних гофрах сильфона установлены запорные кольца (6) для придания сильфону жесткости и сохранения постоянного объема.

Рисунок 1. Схема воздухозаборного устройства УГ-2

1 — корпус прибора; 2- резиновый сильфон; 3 — нижний неподвижный фланец сильфона; 4 — стакан пружины сильфона; 5 — пружина сильфона; 6 — распорные кольца; 7 — верхняя плата прибора; 8 — неподвижная направляющая втулка; 9 — шток; 10 — отверстие для хранения штока; 11 — подставка для измерительных шкал; 12 — стопор; 13 — штуцер; 14 — трубка от штурца к нижнему фланцу сильфона; 15 — отводная резиновая трубка от штуцера к индикаторным трубкам; 16 — продольные канавки штока; 17 — углубленная в продольной канавке штока.

На верхней плате (7) имеются неподвижная втулка (8) для направления штока (9) при сжатии сильфона, отверстие (10) для хранения штока в нерабочем положении и подставка для измерительных шкал (11). На неподвижной направляющей втулке устроен стопор (12) для фиксации штоком объема воздуха, просасываемого сильфоном.

На штуцере (13) с внутренней стороны присоединена резиновая трубка (14), которая через нижний фланец сильфона соединяется с его внутренней полостью. На наружный конец штуцера одета отводная резиновая трубка (15), в которую вставляется индикаторная трубка. К последней, в свою очередь, присоединяется фильтрующий патрон, улавливающий примеси, мешающие анализу воздуха.

Просасывание исследуемого воздуха через индикаторную трубку производится после предварительного сжатия сильфона штоком. На гранях (под головкой штока) обозначены объемы просасываемого при анализе воздуха. На цилиндрической поверхности штока имеются четыре продольные канавки (16) с двумя углублениями в каждой (17), служащими для фиксации объема протягиваемого воздуха. Расстояние между углублениями в канавках подобрано таким образом, чтобы при ходе штока от одного углубления до другого сильфон просасывал необходимое для анализа данного газа количество воздуха.

На подставку для измерительных шкал перед проведением анализа устанавливаются шкалы и индикаторная трубка (для некоторых газов дополнительно еще фильтрующий патрон). Индикаторная трубка и фильтрующий патрон располагаются в специальном зажиме. Подставка с ними и измерительными шкалами легко снимается с гнезда, что позволяет осуществить определение концентрации газов на некотором расстоянии от прибора.

2.1.2.2 Измерительные шкалы, индикаторные трубки и фильтрующие патроны

В зависимости от пределов измерений на каждый определяемый газ имеются одна или две шкалы, представляющие пластинки, градуированные в мг/м3 или мг/л (в последнем случае для предоставления данных в мг/м3 результаты анализа надо умножить на 1000). На шкалах указаны химический символ или название газа и объем просасываемого воздуха при анализе в мл. При проведении анализа объемы протягиваемого воздуха, указанные на головке штока и шкале, по которой производится отсчет, должны совпадать.

Индикаторная трубка для определения концентрации анализируемого газа в воздухе (рисунок 2) представляет собой стеклянную трубку (1) длиной 90−91 мм и внутренним диаметром 2,5 -2,6 мм, заполненную индикаторным порошком (3). Порошок в трубке удерживается с помощью тонкого слоя 0,5 — 1 мм ваты (5) и пыжей из эмалированной медной проволоки (7), диаметром 0,28 мм. Концы трубок герметизируются колпачками из конторского сургуча, удаляемого перед работой.

Фильтрующий патрон (рисунок 2) — это стеклянная трубка (2) диаметром 10 мм, длиной 86 мм с перетяжками, окруженными с обоих концов до 5 и 8 мм. Они заполняются поглотительными порошками (4), служащими для улавливания примесей, мешающих определению газов. Порошок в трубке удерживается двумя тампонами из гигроскопической ваты (6). При проведении анализа оксидов азота за место фильтрующего патрона используется окислительная трубка, а при определении содержания ацетона в воздухе — поглотительная трубка.

Рисунок 2. Набор принадлежностей УГ-2.

1 и, а — пустая и снаряженная индикаторные трубки; 2 и б — пустой и снаряженный фильтрующие патроны; 3 и 4 — индикаторные и поглотительные порошки; 5 и 6 — тонкий и толстый слои ваты; 7 — пыж; 8 — стальной стержень; 9 — штырек; 10 — ампуль с индикаторным или индикаторным порошками; 11 и 12 — воронки с тонким и толстым концами; 13 — заглушки с резиновой трубкой; 14 — колпачок из конторского сургуча; 15 и 16 — узкий и широкий концы фильтрующего патрона.

2.1.2.3 Маркированная коробка

К газоанализатору прилагаются маркированные коробки ЗИП (одна или несколько) с запасами индикаторных и поглотительных порошков в ампулах соответственно для индикаторных трубок и фильтрующих патронов, а также принадлежностями, необходимыми для приготовления последних. В коробку укладываются индикаторные трубки и фильтрующие патроны, запасные неснаряженные трубки и патроны, измерительные шкалы, воронки с тонкими и толстыми концами для заполнения соответствующими порошками индикаторной трубки и фильтрующего патрона, заглушки для патрона, пыжи, стержень для установки тампонов из ваты и пыжей, штырек для удаления их и сургучной головки индикаторной трубки (рисунок 2). Установка для создания искусственной загазованности воздуха (рисунок 3) состоит из мерной бюретки (1), заполненной для легко испаряющейся жидкости (ацетон, бензин и др.) и эксикатора (2), в объеме которого создается определенная концентрация паров жидкостей. Бюретки установлены на пластинке (3), удерживаемой с помощью зажимов (4) и штативов (5). Для создания загазованности из мерной бюретки подают в эксикатор 3−4 капли жидкости, затем закрывают крышку эксикатора пробкой до испарения в нем жидкости.

Рисунок 3. Установка для создания загазованности воздуха 1 — бюретки; 2 — эксикатор; 3 — пластика; 4 — зажимы; 5 — штатив-стойка

2.1.3 Порядок выполнения работы

В один из концов стеклянной неснаряженной трубки (1) (рисунок 2) вставляют стальной стержень (8), в его противоположный конец вкладывают прослойку гигроскопической ваты (5) толщиной 0,5 — 1 мм. Прослойка большей толщины не допускается, поскольку увеличивается сопротивление трубки и укорачивает окрашенный столбик порошка при анализе. Затем вату сжимают штырьком (9) до упора со стержнем, вставляют пыж и тем же штырьком проталкивают его в трубке, плотно прижимая к ватной прослойке. После вынимают стержень, вскрывают ампулу с порошком (10) и через воронку с тонким концом (11) индикаторный порошок насыпают в открытый конец трубки до верхнего края. Далее, постукивая по стенке трубки стержнем, уплотняют столбик порошка. Плохое уплотнение порошка увеличивает длину окрашенного столбика и размытости его границы. При всем этом ампула с порошком после использования закрывается заглушкой (13) с резиновой трубкой. Расстояние от тампонов до свободного конца трубки не должно превышать 5 мм.

Правильность наполнения индикаторной трубки и уплотнения в ней порошка контролируется временем защелкивания штока при проведении анализа, т. е. временем просасывания воздуха (таблица 1). При анализе воздуха в производственных условиях приготовленные индикаторные трубки необходимо герметизировать колпачками из конторского сургуча (14).

2.1.3.1 Приготовление фильтрующих патронов

Согласно данным таблицы 1, применение фильтрующих патронов обязательно при определении содержания в воздухе следующих газов; аммиак, ацетилен, ацетон, бензин, ксилол, сернистый ангидрид, углеводороды нефти и этиловый эфир. Приготовление фильтрующего патрона заключается в следующем: в узкий конец патрона (15) с помощью штырька (9) вкладывают тампон из гигроскопической ваты, толщиной 5 мм (6) и надевают резиновую трубку с заглушкой (13). Затем, держа патрон вертикально, при легком и постоянном постукивании штырьком о стенки патрона, через воронку с толстым концом (12) насыпают фильтрующие порошки (4) одного или нескольких видов, обработанных в какой-либо кислой среде, в зависимости от числа перетяжек патрона. После быстро снимают воронку, вкладывают такой же, как в узком конце патрона, ватный тампон (6) и надевают резиновую трубку с заглушкой (13).

При анализе указанных газов патроны со сколькими перетяжками используются, какими фильтрующими порошками и в какой последовательности они заполняются, чем эти порошки обрабатываются, каковы показатели отработанности патронов видно из таблицы 4.

Таблица 4. Химические реактивы, используемые при приготовлении фильтрующих патронов.

2.1.3.2 Проведение анализа

Для проведения анализа необходимо подобрать соответствующие анализируемому газу набор химических реактивов и согласно пунктам 3.2.1.3.1 и 3.2.1.3.2 приготовить 2 — 3 индикаторных трубки и один фильтрующий патрон, если это требуется по условиям указанным в таблице 3 и 4.

В эксикаторе создать загазованность воздуха, подав в него 3−4 капли испаряющейся жидкости. Открыть крышку воздухозаборного устройства (рисунок 1), отвести отпор (12) и в направляющую втулку (8) вставить шток (9) так, чтобы стопор скользил по канавке (16) штока, над которой указан объем просасываемого воздуха. Далее давлением руки на головку штока сжимаем сильфон (2) до тех пор, пока наконечник стопора не совпадет с верхним углублением (17) на канавке штока, фиксируем сильфон в сжатом состоянии. Затем один конец индикаторной трубки вставить в отводную резиновую трубку (15) прибора, а другой свободный конец поместить в эксикатор (рисунок 3). Надавливая одной рукой на головку штока, другой оттягивать стопор, при этом шток начнет плавно подниматься, а воздух просасываться через индикаторную трубку. Как только шток начнет двигаться стопор нужно отпустить. После протягивания указанного на штоке объема воздуха наконечник стопора войдет в нижнее отверстие канавки штока и будет слышен щелчок. Часть столбика порошка в индикаторной трубке со стороны всоса воздуха меняет свою цветовую окраску. Затем индикаторную трубку освобождают и производят отсчет концентрации газа по соответствующей шкале. При измерении необходимо совместить начало измененной окраски столбика индикаторного порошка с нулевым делением шкалы и снять отсчет. На основании полученных данных составить отчет о проделанной работе с занесением результатов в таблицу.

2.1.4 Меры безопасности при работе с УГ-2

1) При проведении анализа необходимо соблюдать меры безопасности при работе с определяемым газом.

2) Необходимо соблюдать осторожность при обращении со стеклом.

3) Не допускать попадания индикаторных порошков на кожу и в глаза.

4) При работе с индикаторными порошками во избежание повреждения и загрязнения ими одежды рекомендуется работать над столом или в прорезиненном фартуке.

5) По окончании работы и перед принятием пищи следует тщательно вымыть руки водой с мылом.

6) Применять индикаторные трубки без наружного повреждения.

7) Использовать индикаторные и фильтрующие порошки только из неповрежденных ампул.

8) Индикаторные и фильтрующие порошки запрещается хранить открытыми.

9) Строго соблюдать инструкции по приготовлению индикаторных трубок и фильтрующих патронов.

10) Газоанализатор необходимо проверять на герметичность газовой системы не реже двух раз в месяц. Для этого сильфон сжимают штоком до верхнего отверстия в канавке штока в объеме 300 или 400 мл и фиксируют в таком положении стопором. Резиновую трубку перегибают, сжимают зажимом и отпускают стопор. При этом шток после первоначального рывка не должен двигаться в течение 10 мин, что свидетельствует о герметичности прибора.

2.2 Определение концентрации газов газоопределителем ГХ-4

2.2.1 Назначение и описание прибора

Газоопределитель химический типа ГХ-4 представляет собой портативный прибор ручного действия. Предназначен для определения содержания вредных газов в рудничной атмосфере экспресс-методом. В нем в качестве аспиратора используется устройство АМ-6, которое служит для просасывания воздуха через индикаторную трубку. Объем просасываемого воздуха за полный ход мехового насоса 100 ±5 мл, погрешность измерения не превышает ±10%. Вид определяемых газов, объемы проб и пределы измерений приводятся в таблице 5.

Таблица 5. Показатель прибора ГХ-4 с меховым аспиратором АМ-6.

Прибор ГХ-4 состоит из мехового аспиратора АМ-6 сильфонного типа и набора индикаторных трубок, изготавливаемых на заводе (рисунок 4).

Основной частью аспиратора является резиновый мех (3), который закреплен на крышках с накладками. Внутри меха расположены две пружины (2), удерживающие его в разжатом положении. Проушина (1) предназначена для отламывания концов индикаторной трубки. Выпускной клапан (7) обеспечивает выход воздуха из меха при его сжатии. Ремешок (4) ограничивает ход меха и винт (5) с цепочкой служит для регулирования объема всасываемого воздуха. Аспиратор приводится в действие одной рукой. При сжатии меха воздух не выходит через индикаторную трубку, вставленную в мундштук (8) аспиратора, т. к она представляет собой значительно большее сопротивление, чем выпускной клапан. При обратном ходе меха клапан закрывается под влиянием разрежения в аспираторе. Воздух проходит в аспиратор только через индикаторную трубку, и мех снова принимает первоначальный объем. Индикаторная трубка (9) представляет стеклянную трубку, заполненную специальным реагентом. Наружный диаметр трубки 7 мм, длина 125 мм, концы оттянуты и запаяны. Для облегчения отсчета результатов анализа на поверхности трубки в области реактивного слоя нанесены кольца с соответствующими значениями концентрации определяемого газа. Стрелка на трубке указывает направление движения исследуемого воздуха. При взаимодействии просасываемого воздуха с реактивным порошком, последний, принимает окраску от окиси углерода — зеленую, от сернистого газа — темно-синюю, от сероводорода — коричневую и от окислов азота — фиолетовую. Срок годности индикаторных трубок — 15 месяцев со дня изготовления.

Рисунок 4. Общий вид мехового аспиратора АМ-6

вредный газ отравление рабочий зона

2.2.2 Порядок выполнения работы

Перед работой проверяет герметичность аспиратора. Для этого плотно вставляют в мундштук аспиратора неоткрытую индикаторную трубку, и мех сжимают рукой до упора. Прибор считается герметичным, если в течение 10 минут сжатый мех полностью не раскрылся и ремешок не натянулся. Для точности анализа перед пользованием аспиратор необходимо проверять и на время раскрытие меха без индикаторной трубки (т.е., на исправность пружин жесткости), которое должно составлять 1 — 2 с. Если это время значительно больше указанного, то следует проверить защитную сетку, находящуюся в мундштуке. При загрязнении её следует вынуть и очистить.

После проверки герметичности аспиратора вскрыть индикаторную трубку путем отламывания обоих её концов в проушине аспиратора. Трубку плотно вставить в мундштук так, чтобы стрелка на трубке показывала направление к аспиратору. Затем правой рукой, плотно обхватив корпус прибора, сжать резиновый мех до упора и тут же отпустить его. Конец всасывания определяется натяжением ремешка. После этого одного хода меха, если появилась окраска порошка и достигла или превысила одно деление шкалы, то анализ считается законченным. Если же окраска порошка не появилась или не достигла первого деления шкалы, то делают ещё девять ходов меха (только при анализе окиси углерода). Десять сжатий меха обеспечивают просасывание 1 л воздуха.

Затем определяют концентрацию анализируемого газа. Для этого начало окрашенного столбика порошка надо совместить с нулевым делением шкалы и снять отсчет. Концентрация окиси углерода, при прохождении через индикаторную трубку 100 мл воздуха находится по левой шкале, имеющейся на футляре-кассете для трубок, а при прохождении 1000 мл (за десять ходов меха) воздуха — по правой шкале. Процентную концентрацию анализируемых газов переводят в весовую, пользуясь данными нижеприведенной таблицы (таблица 6).

Составляют отчет о проделанной работе с занесением результатов анализа газов в воздухе производственных помещений в таблицу.

Таблица 6. Таблица перевод процентной концентрации некоторых газов в объемную.

3. Расчет естественной вентиляции помещений

При естественной вентиляции помещений основной расчетной величиной является необходимое для проветривания количество воздуха. При периодических газовыделениях оно может быть установлено по следующей зависимости:

где Vобъем помещения, м³;

t_n — время проветривания, с;

С_изм — измеренное значение концентрации газа, мг/м³;

С_доп — предельно-допустимая концентрация газа, мг/м³.

Если вентиляция осуществляется с помощью вытяжного воздуховода, то его сечение нетрудно вычислить исходя из величины скорости естественной тяги, обусловленной температурным балансом воздуха по формуле:

где Н — длина вытяжного воздуховода, м, г_н — плотность наружного воздуха, кг/м³ ;

г_в — плотность воздуха внутри помещения, кг/м³ ;

g — ускорение силы тяжести, м/с²;

K — суммарный коэффициент местных сопротивлений воздуховода, учитывающий шерховатость стенок, наличие поворотов, сужений и расширений канала и пр.

Величины г_н и г_в выбираются из таблицы 7 в зависимости от значения температуры воздуха.

Таблица 7. Зависимость плотности воздуха от его температуры.

В случае, если вытяжное вентиляционное отведение закрыто предохранительной решеткой, то в вычисленное значение F следует ввести соответствующую поправку на увеличение сечения, равную д=1.1−1.3. Тогда F_ист=д*F, м².