Методы и средства повышения безопасности технических систем и технологических процессов

1. Методы  и средства повышения  безопасности технических  систем и технологических  процессов

Безопасность технологических  процессов и технических средств  достигается предотвращением опасной  аварийной ситуации и должна быть обеспечена:

1) использованием  помещений, удовлетворяющих соответствующим  требованиям к комфортности работников;

2) оборудованием  погрузочно-разгрузочных площадок;

3) обустройством  территории предприятия; 

4) применением мер  (средств индивидуальной защиты, организации труда), обеспечивающих  безопасность технологического  процесса и защиту работников  при работе с токсичными веществами, могущими оказывать опасное и  вредное воздействие; 

5) применением производственного  оборудования, не являющегося источником  травматизма и профессиональных  заболеваний; 

6) применением надёжно  действующих и регулярно проверяемых  контрольно-измерительных приборов, устройств противоаварийной защиты;

7) рациональным размещением  производственного оборудования  и организацией рабочих мест;

8) применением безопасных  способов хранения и транспортирования  товаров и тары;

9) профессиональным  отбором, обучением работников, проверкой  их знаний и навыков безопасного  труда; 

10) осуществлением  технических и организационных  мер по предотвращению пожара  и (или) взрыва и противопожарной  защите;

11) обозначением опасных  зон производства работ; 

12) использованием  методов и средств контроля  измеряемых параметров опасных  и вредных производственных факторов;

13) соблюдением установленного  порядка и организованности на  каждом рабочем месте, производственной, технологической и трудовой дисциплины.

Столь обширный спектр мер по повышению безопасности технических  средств и технологических процессов  строго регламентирован законодательством  и не может быть подробно изложен  в рамках настоящей темы. В этой связи рассмотрим характеристику лишь отдельных средств и методов  обеспечения безопасности объектов.

Средства и методы защиты при работе с токсичными веществами. При проектировании и эксплуатации производств необходимо помнить  о наличии двух аспектов проблемы химической безопасности: профилактика интоксикации непосредственно на рабочем  месте и опасность аварийных  выбросов, как на территорию предприятия, так и за пределы промышленной зоны. Рабочей зоной следует считать  пространство высотой до 2 м над  уровнем пола или площадки, на которой  находятся места постоянного  или временного пребывания работающих.

Основные мероприятия  по предупреждению производственных отравлений на рабочем месте можно подразделить на технические, медико-санитарные и  организационные.

Технические мероприятия. В зависимости от класса опасности  вещества проектировщики принимают  то или иное оформление зданий, аппаратов, технологических процессов - это  одно из направлений профилактики производственных отравлений.

Основными направлениями, цель которых - не допустить поступления  в воздух вредных примесей, являются следующие: замена ядовитых веществ  неядовитыми или менее ядовитыми. Например, в ряде отраслей промышленности ограничено или даже исключено применение таких растворителей, как бензол, дихлорэтан, тетрахлоруглерод.

Большое гигиеническое  значение имеют замена пылящих порошков гранулами, пастами, что резко уменьшает  пылевыделение; использование в  составе полимерной композиции инертных добавок (сорбентов), обладающих способностью связывать остаточные мономеры и  другие примеси; гигиеническая стандартизация химического сырья и продукции.

 Примерами могут  служить ограничение содержания  ароматических углеводородов в  бензинах, альдегидов, метилового спирта  и фурфурола - в гидролизном  спирте. Улучшения гигиенических  свойств полимерных материалов  можно достичь, повышая чистоту  исходного сырья (мономеров, добавок,  вспомогательных веществ) и максимально  снижая содержание остаточных  мономеров отмывкой полимера  водой, острым паром, вакуумированием на стадии грануляции и др.; введением в нормативную документацию на полимерные материалы показателя «содержание остаточных мономеров»; комплексная механизация и автоматизация процессов, внедрение процессов с дистанционным управлением; внедрение непрерывных технологических процессов; герметизация оборудования и коммуникаций, оснащение оборудования дегазационными устройствами; вынесение производственного оборудования на открытые площадки; систематическое проведение текущего, планово-предупредительного и капитального ремонта оборудования и коммуникаций.

Под особым контролем  должно находиться оборудование, действующее  под давлением и содержащее коррозионно-активные продукты. Так как при осуществлении  всех вышеперечисленных технических  мероприятий в производственных условиях все же не всегда исключено  выделение в воздух ядовитых веществ, для оздоровления воздушной среды  применяют вентиляцию. Наиболее целесообразной системой является местная искусственная  вентиляция, обеспечивающая удаление вредных веществ прямо от места  их выделения. Кроме того, практически  во всех помещениях, где используются вредные вещества, должна быть предусмотрена  и общеобменная вентиляция.

Медико-санитарные мероприятия  осуществляются с помощью регистрации  и расследования причин всех случаев  производственных отравлений; предварительных  и периодических медицинских  осмотров; систематического контроля за состоянием воздушной среды; обеспечения  рационального питания; использования  антидотов (противоядий) в профилактике профессиональных заболеваний.

Организационные мероприятия  осуществляются с помошью проведения инструктажа и организации рабочего места. Конечной целью всех этих мероприятий должна быть полная очистка воздуха рабочей зоны от примесей вредных веществ. Однако такое состояние воздушной среды производственных помещений в настоящее время практически недостижимо, поэтому содержание вредных веществ в воздухе производственных помещений не должно превышать предельно допустимых концентраций, регламентированных ГОСТ 12.1.005-76. Средства индивидуальной защиты являются дополнительной мерой защиты работающих от вредного воздействия производственных факторов. Индивидуальная защита работающих в производственных условиях обеспечивается целесообразным применением спецодежды и спецобуви. Средства индивидуальной защиты применяют для предохранения дыхательных путей, органов зрения, а также кожных покровов от воздействия неблагоприятных факторов окружающей среды. К средствам индивидуальной защиты органов дыхания (СИЗОД) относятся фильтрующие респираторы и противогазы, изолирующие защитные приспособления, которые ингаляционно защищают организм от вредных для здоровья аэрозолей, паров и газов.

Все средства индивидуальной защиты органов дыхания по принципу действия делятся на два типа: фильтрующие  и изолирующие. При использовании  фильтрующих респираторов и противогазов вдыхаемый человеком воздух очищается  в фильтрах или специальных поглотителях от присутствующих в нем вредных  примесей. Изолирующие СИЗОД применяются  при неограничешалх концентрациях вредных веществ и недостатке кислорода. К изолирующим СИЗОД относятся шланговые и кислородные дыхательные аппараты. При использовании шланговых СИЗОД защита органов дыхания обеспечивается подачей извне атмосферного или сжатого воздуха, подвергнутого предварительной очистке. Кислородные изолирующие дыхательные аппараты применяют обычно при проведении аварийных и спасательных работ. Следует, однако, заметить, что применение СИЗОД при длительном непрерывном использовании затрудняет выполнение работы.

Дтя защиты глаз от действия на них различных вредных факторов применяют защитные очки и щитки. Для защиты рук используют перчатки, профилактические пасты, мази, специальные моющие и очищающие средства.

Различного рода неисправности и выход из строя  механизмов, агрегатов, автоматизированных систем, а также нарушения правил хранения и техники безопасности при использовании токсичных  веществ (ТВ) могут в условиях производства привести к их попаданию в воздушную  среду рабочей зоны, и если аварийные  ситуации не удается локализовать, то ТВ выходят за пределы промышленного  объекта и становятся источником химической опасности для расположенных  поблизости населенных пунктов. При  этом многие ТВ в виде газа или пара быстро распространяются в окружающей среде и создают очаги химического  заражения, подчас охватывающие значительные (до нескольких десятков километров в  радиусе) территории. В таких очагах обычно выделяют 4 зоны, формирующиеся  по направлению ветра и различающиеся  по степени опасности, которая зависит  от вида токсичного вещества и его  концентрации. Важной характеристикой  очагов является продолжительность  существования участков непосредственного  выброса (вылива) ТВ, т.е. стойкость заражения. Данная величина определяется временем, в течение которого происходит самообезвреживание ядовитых веществ.

Чем быстрее испаряется токсичное вещество, тем стойкость  заражения на участках его выброса  меньше отличается от времени его  первоначального распространения  в среде. Такие ТВ (например, аммиак, диоксид серы) могут обнаруживаться в вышележащих слоях атмосферы  на расстоянии нескольких километров от места первоначального выброса. Если же температура кипения ТВ более  высокая (сероуглерод, трихлорид фосфора), то испарение его идет медленнее, стойкость заражения достигает нескольких часов. В поражающих концентрациях эти ТВ при безветрии распространяются на небольшое (до нескольких сотен метров) расстояние. При этом наивысшую степень химической опасности создает инверсия, т.е. такое состояние вертикальной устойчивости атмосферы, при котором ее приземный слой и почва имеют более низкую температуру, чем расположенный выше слой воздуха. Длительному сохранению очага химического заражения также способствует изотермия, т.е. случай, когда температура воздуха на высоте до 2 м не отличается от температуры почвы. Так, в условиях городской застройки авария емкости, содержащей 10 т аммиака (плотность по воздуху равна 0,6), при инверсии и скорости ветра 1 м/с приведет к распространению газового облака в поражающих человека концентрациях на расстояние 0,7 км. В тоже время при всех этих исходных данных хлор, пары которого в 2,5 раза тяжелее воздуха, распространится по направлению ветра на 6,3 км. В холодное время размеры очага химического загрязнения больше зависят от выраженности изотермии и инверсии, а в теплый период - от скорости и направления ветра. Так, возрастание скорости ветра в 2 раза способствует разбавлению летучих ТВ двукратным объемом воздуха. Что касается количественных критериев химической опасности в месте возникновения аварии, то таковыми предложено считать среднесмертельную концентрацию и пороговую концентрацию острого действия, ориентируясь на которые, как и на величину аварийного пролива, можно определить зоны опасности смертельного и острого отравлений и разработать необходимые мероприятия по ликвидации последствий аварии.

Отечественный и  зарубежный опыт свидетельствует о  том, что мероприятия по ликвидации последствий химических аварий проводятся в условиях, когда опасные вещества воздействуют на людей в концентрациях, заведомо превышающих допустимые. К  тому же реальные возможности широкого использования индивидуальных средств  защиты в таких ситуациях весьма ограничены. Это побудило регламентировать максимально допустимые концентрации (МДК) химических веществ в воздухе, при воздействии которых гарантируется  сохранение жизни, здоровья людей и  их способности осуществлять мероприятия  по борьбе с аварией. Допускается  обратимое (до 30%) снижение работоспособности  при отсутствии клинических симптомов  интоксикации. Так, МДК оксида углерода при 10-минутном воздействии составляет 600 мг/м3, а при 60-минутном - 200 мг/м3.

Когда пытаются выяснить причины и источники аварий и  катастроф, то прежде всего оценивают  технологическую сущность, количественные и качественные параметры, характеризующие  поврежденные производственные узлы (мощности) или транспортные средства. Одновременно стремятся выявить их конструкционные  и эргономические дефекты. Последние  могут оказаться решающими в  возникновении аварийных ситуаций из-за несоответствия конструкций компоновки промышленных систем управления анатомическим  и физиологическим возможностям человека. Иными словами, люди, непосредственно  управляющие техническими средствами, вместе с другими участниками  производственных процессов могут  стать пассивными жертвами заранее  спланированных обстоятельств. Следовательно, новый шаг в деле повышения  промышленной безопасности - переход  от концепции абсолютной безопасности, или нулевого риска, к концепции  приемлемого риска и его минимизации.

Средства и методы защиты персонала при работе с  источниками ионизирующего излучения. При работе с источниками ионизирующих излучений важное значение приобретает  правильная организация труда, которая  обеспечивает радиационную безопасность обслуживающего персонала и всего  населения в целом. Безопасность должна быть характерной чертой самих  технологических процессов. В любом  случае выгоднее правильно спроектировать производство, чем потом создавать  различные средства защиты от вредных  воздействий. Если необходимо использование  источника ионизирующего излучения, то его следует держать подальше от работающих во избежание возможного контакта или удалить настолько, чтобы его вредное воздействие не сказывалось. Телекамеры позволяют наблюдать за местами, пребывание в которых нежелательно для человека, а производственные операции, сопряженные с опасностью облучения, можно осуществлять при помощи дистанционного управления. Применение промышленных роботов позволяет значительно облегчить задачи, связанные с обеспечением радиационной безопасности. При разработке мер защиты от излучения прежде всего следует учитывать радиационную опасность предприятия в целом. В проектах строящихся и реконструируемых предприятий должны предусматриваться предельно допустимые выбросы (ПДВ) и размеры санитарно-защитной зоны. ПДВ рассчитывают с учетом доз внешнего и внутреннего облучения, обусловленного поступлением радионуклидов от данного предприятия в атмосферу. Различают работы с закрытыми и открытыми источниками ионизирующих излучений.