Ем сложнее прибор, тем более строгой вакуумной гигиены необходимо придерживаться при его изготовлении.

Воздух, удаляемый системами вентиляции, перед выбросом в атмосферу должен очищаться, чтобы в воздухе населенных пунктов не было вредных веществ, превышающих санитарные нормы, а в воздухе, поступающем внутрь производственных помещений концентрации их не превышали величины 0,3 q_пдк для рабочей зоны.

Методы измерения концентрации пыли

В настоящее время в различных отраслях промышленности для определения концентрации пыли в воздухе используются следующие методы:

- весовой;

- оптический;

- радиоизотопный;

- электрический метод;

- метод, основанный на улавливании пыли водой;

- метод, основанный на лазерном зондировании;

- акустический.

Весовой метод измерения концентрации пыли заключается в выделении из пылегазового потока частиц пыли и определении их количества путем взвешивания. Существенным преимуществом метода является возможность определения массовой концентрации пыли без влияния ее состава на результаты измерения. Однако из всех существующих методов он наиболее трудоемкий, причем самой сложной операцией является отбор проб.

При исследовании запыленности воздушной среды берется проба воздуха на рабочем месте, у источника образования пыли или в атмосфере. Забор пробы воздуха может осуществляться путем аспирации (прокачивания определенного объема воздуха) или путем заполнения им специальных сосудов, содержащихся предварительно под вакуумом, заполненных чистой дистиллированной водой или насыщенным раствором поваренной соли.

Забор проб воздуха аспирационным способом применяется во всех случаях экспрессного исследования запыленности воздушной среды.

Для измерений малых концентраций пыли в атмосферном воздухе помещений высокой чистоты (электронно-вакуумное, полупроводниковое производство) широко используются счетчики частиц, основанные на измерении интенсивности рассеянного пылинкой света (один из оптических методов).

В производственных условиях осуществляется непрерывный и периодический контроль качества воздушной среды с определением основных характеристик пыли:

- весовое количество пыли;

- дисперсность, выраженная для определенного размера пылинок в процентах к общему и весовому количеству их в данном объеме;

- химический состав пыли;

- радиоактивность пыли.

Определение содержания пыли весовым методом

В данной работе определение пыли производится весовым методом. Для этого собирается установка из следующих элементов:

• аспиратора -1,

• встроенного реометра -2, предназначенного для определения расхода просасываемого воздуха,

• фильтра -3, вставленного в аллонж (фильтродержатель - металлический или пластмассовый, в который вставляется фильтр) -4.

Внешний вид специального аспиратора – 822, состоящего из компрессора для засасывания воздуха, и нескольких ротаметров представлен на рисунке. Аспиратор предназначен для отбора проб воздуха на рабочих местах в производственных помещениях.

Отбор проб производится при пропускании воздуха через специальные фильтры с определенной скоростью.

Воздух, проходя через фильтр, оставляет на них содержащие в нем примеси.

В лабораторной работе применяются аналитические аэрозольные фильтры (АФА) из перхлорвинилового материала. Для исследования пыли используют фильтры АФА-В-10 и АФА-В-18 (буква "В" обозначает пригодность фильтра для весового анализа, а цифры 10, 18 и 20 обозначают площадь фильтра, см²).

Достоинства фильтров АФА:

- Осаждают пыль не только вследствие механической задержки, но и вследствие особых электростатических свойств ткани фильтра, что обеспечивает практически полную задержку пыли - около 99,5 %;

- Исключают повторное высушивание;

- Масса незначительна - не более 100 мг, что влияет на точность при взвешивании;

- Аэродинамическое сопротивление 1,5-2,0 мм вод.ст.

Порядок проведения весового анализа запыленности воздушной среды

1. Проверить монтаж установки без аллонжа, включив ее нажатием кнопки "пуск" на аспираторе убедится в наличии циркуляции воздуха по действию ротаметра.

2. Подготовить аллонж к действию. Для этого:

2.1.Взвесить фильтр с точностью до 0,2 мг на аналитических весах — это будет вес фильтра (G_i) до отбора пробы воздуха.

2.2.Взвешенный фильтр вставить в аллонж, закрыть крышкой и присоединить к воздухопроводу.

3. Отмечая время по секундомеру включить установку на 5-7 минут для отбора пробы воздуха. Показания реометра со вставленным фильтром рекомендуется отрегулировать на уровне 20 л/мин.

4. После аспирации фильтр взвесить (G₂). Результаты взвешивания записать в отчет (табл.1).

5. Зная скорость прохождения воздуха и время его прохождения, определяют объем воздуха, прошедшего через фильтр при данных нормальных условиях по формуле:

где: V_р - установленный в аспираторе расход воздуха в л/мин;

t_а – время аспирации, мин.

6. Вычислить объем пробы воздуха, приведенный к нормальным условиям (t₀= 0 °С; Н₀=760 мм. рт. ст.) по формуле:

где: t - температура окружающей среды, °С;

H - атмосферное давление, мм. рт. ст.

7. Вычислить концентрацию пыли в исследуемом воздухе

q=(G₂–G₁)/V₀, мг/м³

8. Заполнить графы протокола (табл.1) и сравнить полученную концентрацию с допустимыми значениями по санитарно-гигиеническим нормам (табл.2 приложения).

9. Рассчитать потребный воздухообмен для общеобменной вентиляции по формуле (вариант указывается преподавателем):

L=М/(q_пдк–q_п), м³/ч

где: М - интенсивность образования вредностей в мг/час;

q_пдк- предельно-допустимая концентрация данной пыли по санитарным нормам в мг/м³ (см. табл.);

q_п, - максимально допустимая концентрация пыли в приточном воздухе, принимается равной 0,3 q_пдк

Интенсивность образования пыли определяется по удельным выделениям в зависимости от мощности оборудования, расхода материалов, длины резания, параметров оборудования и т.д. Требуется определить m и L при полуавтоматической сварке меди в среде азота в зависимости от используемых сварочных материалов и их расхода. Масса вредных веществ в единицу времени определяется по формуле:

М=1000т_уд. G_m

где m_уд. удельное выделение;

G_m - расход электродов или других сварочных материалов, кг/ч (определяются по табл.3 в зависимости от вариантов). Варианты указываются преподавателем в соответствие с табл.4.

Рассчитать m и L для одного из заданных вариантов по меди, никелю и марганцу и принять наибольшее значение L.

Ответить на вопросы преподавателя (Список вопросов приведен после приложения)

Приложение

Таблица 1.

Результаты замеров

№ опыта
Место отбора пробы
Температура воздуха в помещении, °С
Давление мм. рт. ст.
Вес фильтра до отбора пробы, мг
Вес фильтра после отбора пробы, мг
Вес задержанной пыли, мг
Длительность опыта, мин
Объем, прошедшего через фильтр воздуха, приведенный к нормальным условиям, м3
Концентрация пыли в воздухе, мг/м1
Предельно допустимая концентрации по нормам пыли, мгм/м3
Примечание

Таблица 2

Предельно-допустимые концентрации вредных примесей

№№	Наименование вещества в сварочном аэрозоле	пдк, мг/м3	Класс опасности
	Марганец в сварочных аэрозолях
	- при содержании до 20%	0,2	II
	- при содержании от 20 до 30 %	0,1	II
	Медь	1/0,5	II
	Никель, никеля оксиды, сульфиды и смеси соединений никеля	0,05	I
	Алюминий и его сплавы в пере счет на алюминий		III
	Хрома оксид		III
	Известняк		III

Таблица 3

Удельное выделение вредных веществ при полуавтоматической сварке меди

Сварочный материал	Сварочный аэрозоль	в том числе
марганец и его оксиды	медь	никель и его оксиды
Электродная проволо­ка. МНЖ-КГ-5-1-02-02	16,2	0,2	11,0	0,5
(для меди)
МНЖ-КГ-5-1-02-02
(для медно-никелевых		0,3	7,0	0,8
сплавов)
Ml (медные сплавы)	17,1	0,44	2,15	-

Примечание: Если в графе ПДК приведены две величины, то это означает, что в числителе максимальная, а в знаменателе — среднесменная ПДК.

Таблица 4

Варианты заданий

Номер варианта и материал	Часовой расход, кг
Вариант 1. Сварочный материал Ml
Вариант 2. МНЖ-КГ-5-1-02-02 (для меди)
Вариант 3. МНЖ-КГ-5-1-02-02 (медно-никелевые сплавы)

Контрольные вопросы

1. Какое характерное действие оказывают аэрозоли на организм человека?

2. Какой метод используется в данной работе для определения концентрации пыли в воздухе рабочей зоны?

3. Какое воздухозаборное устройство аспирационного типа используется в лабораторной работе?

4. В каких единицах измеряется ПДК?

5. Какие используются фильтры в данной работе?

6. Как называется часть прибора, которая предназначена для определения объема просасываемого воздуха?

7. К какому классу опасности относятся малоопасные вещества?

8. Какое химическое вещество при попадании в легкие может вызвать силикоз?

9. На что влияет производственная пыль в воздухе?

Список использованных источников