Современное машиностроение - отрасль, определяющая и обеспечивающая в экономике страны переход к прогрессивным технологическим укладам. Требования к современному машиностроительному производству в развитых странах постоянно усложняются: число составляющих производственного процесса увеличивается, характер их взаимодействия становится все более динамичным и многопараметрическим.

Основными элементами развития современного машиностроения является совершенствование:

- средств производства;

- методов организации производства;

- переход к стандартизации, автоматизации и информационному обеспечению процессов.

Продукция предприятий машиностроительного комплекса востребована во всех сферах производства и потребления. Поэтому одной из первоочередных задач современного производства является обеспечение стабильно высокого качества конечного продукта в типовом производственном процессе.

Принимая во внимание увеличивающуюся конкуренцию и быстро меняющиеся потребности рынка, эффективный контроль процессов и различных физических параметров при производстве в реальном масштабе времени становится насущной потребностью всех производящих компаний.

Для эффективного контроля параметров, а также поддержания и регулирования процессов производства на определенном уровне необходимо аналитическое обеспечение. Неотъемлемой частью этого обеспечения является база контрольно-измерительной техники на предприятии-изготовителе.

В данной статье Вы найдете информацию по вопросам охраны труда, обеспечения производственных процессов на предприятиях машиностроительного комплекса, а также применяемых для этих целей контрольно-измерительных приборах и универсальных системах контроля.

1.     Охрана труда на предприятиях машиностроения

Высокие требования, предъявляемые к продукции предприятия, не могут быть обеспечены без постоянного внимания к вопросам:

- технического перевооружения производства;

- внедрения современного высокоточного оборудования;

- повышения культуры производства, включая соблюдение норм по условиям труда на каждом рабочем месте, как важнейшей составляющей охраны труда.

Правила по охране труда на предприятиях и организациях машиностроения ПОТ РО 14000-001-98 содержат основные требования по охране и безопасности труда на предприятии и распространяются на предприятия, учреждения и организации машиностроительного профиля всех форм собственности, сфер хозяйственной деятельности и организационно-правовых форм.

Основными опасными и вредными производственными факторами, определяемыми по ГОСТ 12.0.003-74 «ССБТ. Опасные и вредные производственные факторы. Классификация» для широкого спектра производств, охватываемых настоящими Правилами, являются:

- физические опасные факторы от движущихся машин и механизмов, подвижных частей производственного оборудования, от перемещаемых изделий, заготовок и др.;

- повышенная запыленность и загазованность воздуха рабочей зоны;

- повышенная или пониженная температура воздуха рабочей зоны;

- повышенные уровни шума, вибрации, ионизирующих излучений, статического электричества, напряженности электрического поля электромагнитных излучений;

- недостаточная освещенность рабочей зоны;

- острые кромки, заусенцы заготовок;

- физические перегрузки, монотонность труда и др.

1.1. Примеры источников вредных производственных факторов на предприятиях машиностроения

а) литейное производство (рабочие места вагранщиков, заливщиков, шлаковщиков; электропечи, выбивные решетки формовочные машины, рубильные молотки, тромбовки и пр.): пыль, аэрозоли, пары и газы; избыточное тепло; повышенные уровни шума и вибрации; электромагнитные излучения; недостаточная освещенность и др.

Вагранки и другие плавильные агрегаты, сушильные печи, залитые формы в процессе остывания являются активными источниками выделения окиси углерода.

б) сварочные работы (рабочие места газосварщиков, газорезчиков, электросварщиков и пр.): пыль и газы; световое излучение; высокая температура; тепловое и ультрафиолетовое излучение; повышенные уровни шума.

Некоторые виды сварки сопровождаются шумом, значительно превышающим допустимые уровни. Уровень шума на рабочем месте оператора плазменного напыления достигает 120-13дБ.

Яркость электрической дуги более чем в 1000 раз превышает допустимую норму для глаза.

в) окрасочные работы: повышенная загазованность рабочей среды, повышенные уровни шума, вибрации; повышенная запыленность при подготовке поверхностей под покраску и др.

Наиболее интенсивное загрязнение воздушной среды парами растворителей происходит при пневматическом распылении, при сушке лакокрасочного покрытия за счет испарения его летучей части.

г) деревообрабатывающее производство (деревообрабатывающие, режущий инструмент): повышенная запыленность, загазованность; повышенные уровни вибрации и шума; накопление зарядов статического электричества.

Работа деревообрабатывающих станков сопровождается повышенными уровнями вибрации, значительными уровнями шума, достигающего до 120 дБ у строгальных, комбинированных, круглопильных и др. станков. Большую опасность создает накопление зарядов статического электричества.

д) кузнечно-прессовое производство (рабочие места нагревальщиков, штамповщиков, прессовщиков): высокая температура воздуха и обрабатываемых заготовок; интенсивное инфракрасное излучение; вредные токсичные выделения; шум и др.

Работа печей на твердом или жидком топливе (угле, мазуте и нефти) сопровождается выделением пыли, окиси углерода, сажи, двуокиси серы и т. д. Работа печей на природном газе и работа электрических печей также сопровождается выделениями вредных газообразных продуктов. В атмосферу цеха также выделяются продукты термодеструкции смазки, содержащие окись углерода, аэрозоли масел, формальдегиды и др.

При индукционном нагреве возникает сильное магнитное поле, требующее применения защитных экранов.

е) рабочие места операторов ЭВМ: электромагнитное поле; статическое электричество; недостаточная освещенность.

1.2. Нормативная база по охране труда на предприятиях машиностроения

Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны (температура, влажность, скорость движения воздуха, содержание вредных веществ) определяются ГОСТ 12.1.005-88 «Система стандартов безопасности труда. Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны».

Содержание вредных веществ в воздухе рабочей зоны должно контролироваться в соответствии с Методическими указаниями Минздрава СССР от 26.09.85 г. № 3936-85.

Допустимые уровни шума на рабочих местах, требования к шумовым характеристикам оборудования и требования по защите от шума определяются ГОСТ 12.1.003-83 «ССБТ. Шум. Общие требования безопасности». Определение допустимой дозы шумов всех видов должно осуществляться в соответствии с Методическими указаниями Минздрава СССР от 29.07.82 № 2908-4. 82.

Разработку режимов труда работников виброопасных профессий следует производить в соответствии с Методическими указаниями Минздрава СССР от 18.11.85 № 4013-85.

Предельно допустимые значения напряженности и плотности потока энергии электромагнитного поля на рабочем месте персонала, обслуживающего установки, излучающие энергию электромагнитного поля, а также методы контроля, основные способы и средства защиты определяются ГОСТ 12.1.006-84 «ССБТ. Электромагнитные поля радиочастот. Допустимые уровни на рабочих местах и требования к проведению контроля».

Физиологические нормы напряжения организма должны устанавливаться в соответствии с Методическими указаниями Минздрава СССР от 15.07.80 № 2189-80.

Далее в статье приведена общая информация о сериях приборов, выпускаемых и поставляемых ЗАО «ЭКСИС», для контроля вредных и опасных производственных факторов.

1.3. Приборы для контроля параметров окружающей среды и воздуха рабочей зоны

1.3.1. Измерители относительной влажности и температуры серии ИВТМ-7

Термогигрометры ИВТМ-7 предназначены для непрерывного или периодического измерения температуры и относительной влажности воздуха. Они широко применяются для контроля параметров в цехах, на участках производства оборудования, складах и других помещениях.

К достоинствам приборов ИВТМ-7 относятся:

- ЖК- или светодиодная индикация показаний;

- попеременная или одновременная индикация двух измеряемых величин на дисплее - температуры и относительной влажности;

- возможность настройки порогов световой и звуковой сигнализации;

- автоматическая запись измеренных значений (до 10000 результатов измерений у портативных моделей и до 30000 – у стационарных) в энергонезависимую память в режиме реального времени. Настройка записи, просмотр, сохранение данных производится с помощью специального программного обеспечения.

- пересчет результатов измерения влажности в различные единицы: % отн. вл., г/м³,^оС_т.р., в том числе с учетом давления;

- наличие встроенных электромагнитных реле (у стационарных моделей), с помощью которых в режиме реального времени возможно регулировать температурно-влажностный режим посредством включения/выключения исполнительных устройств (нагревателей, увлажнителей и др.);

- наличие настраиваемых аналоговых выходов (у стационарных моделей);

- объединение в единую измерительную сеть из однотипных и разнотипных приборов с последующим выводом параметров на компьютер. Эта возможность реализуется с помощью специального программного обеспечения NCServer и вспомогательного оборудования (адаптеров, преобразователей интерфейсов, радио-модема и др.).

Приборы серии ИВТМ-7 внесены в Госреестр средств измерений под № 15500-07 и допущены к применению в РФ.

1.3.2. Измерители скорости воздушного потока серии ТТМ-2

 Для контроля скорости потока воздуха и организации системы вентиляции используют термоанемометры серии ТТМ-2. Приборы могут быть выполнены как в портативном, так и в стационарном варианте. Термоанемометры возможно объединять в сеть, создавая систему контроля скорости потока воздуха в различных точках.

К достоинствам приборов ТТМ-2 относятся:

- широкий диапазон измеряемых скоростей потока воздуха;

- индикация текущих значений параметров измерений;

- возможность протоколирования результатов измерений с последующей передачей их на компьютер по RS-232 (для портативных моделей) и RS-232, RS-485, USB (для стационарных моделей);

- наличие функции усреднения показаний;

- длительный срок работы без подзарядки аккумуляторов (ТТМ-2-01, ТТМ-2-02);

- в стационарных моделях возможность пересчета скорости потока в расход (методом площадь-скорость);

- наличие встроенных устройств коммутации (электромагнитных реле) и настраиваемых аналоговых выходов (в стационарных моделях).

Приборы серии ТТМ-2 внесены в Госреестр средств измерений под № 29006-05 и допущены к применению в РФ.

1.3.3. Газоанализаторы кислорода, токсичных и горючих газов, а также углеводородов нефти и нефтепродуктов, органических растворителей, спиртов и других компонентов

Для измерения и регулирования концентрации кислорода, монооксида углерода (угарного газа) и диоксида углерода (углекислого газа) используются газоанализаторы серии ПКГ-4-К (О₂), ПКГ-4-СО (СО) и ПКУ-4 (СО₂). Эти приборы могут иметь как портативное, так и стационарное исполнение (с питанием 220В, 12В или 24В). Газоанализаторы этих серий дают возможность не только определять концентрацию кислорода (ПКГ-4-К), угарного газа (ПКГ-4-СО) и углекислого газа (ПКУ-4) одновременно в нескольких точках, но и регулировать ее при помощи исполнительных устройств. В приборах предусмотрено два порога световой и звуковой сигнализации – «предупреждение» и «тревога» - оперативно информирующих персонал предприятия о предельно низкой или высокой концентрации анализируемого газа.

Газоанализаторы серий Хоббит и ОКА позволяют контролировать концентрации иных отравляющих газов и вредных химических соединений в воздухе рабочей зоны.

Анализируемые газы:
— токсичные газы (оксид углерода CO, сероводород H2S, диоксид серы SO2, хлор Cl2, фтор F2, фтористый водород HF, аммиак NH3, озон O3);
— кислород O2;
— диоксид углерода CO2;
— сумма горючих газов, приведенной к метану CH4 (или пропану C3H8, гексану C6H14, водороду H2, оксиду углерода CO).

 
Переносные и стационарные газоанализаторы серии Колион (представленные как взрывозащищенными, так и невзрывозащищенными моделями) предназначены для контроля концентрации:

— углеводородов нефти и нефтепродуктов (кроме метана, этана, пропана);
— органических растворителей, спиртов (кроме метанола);
— альдегидов (кроме формальдегида);
— аммиака
— и других компонентов.


Все перечисленные выше газоанализаторы и газосигнализаторы внесены в Госреестр средств измерений РФ и допущены к применению в РФ.

ЗАО «Экологические сенсоры и системы» (ЗАО «ЭКСИС») также поставляет следующие измерительные приборы для контроля параметров окружающей среды и рабочей зоны:

Таблица 1. Температура основных процессов металлообработки. Энергия,требуемая для индукционного нагрева.

Для измерения, а также автоматического поддержания температуры предлагаем измерители-регуляторы температуры серии ИРТ-4:

- двухканальный измеритель-регулятор температуры ИРТ-4/2 в щитовом корпусе;

- многоканальный (до 16 каналов измерения) измеритель-регулятор температуры ИРТ-4.

К достоинствам приборов ИРТ-4 можно отнести:
— подключение взаимозаменяемых термопреобразователей различного конструктивного исполнения;
— измерение физических параметров (температуры), контролируемых входными первичными преобразователями, по их НСХ (номинальная статическая характеристика);
— сохранение (накопление статистики) измеренных параметров в энергонезависимой памяти с указанием времени и даты;
— отображение результатов измерений и заданных параметров регулирования на встроенном светодиодном цифровом индикаторе;
— формирование сигналов управления внешними исполнительными устройствами в соответствии с заданными пользователем законами и параметрами регулирования;
— передача на компьютер информации о значениях контролируемых датчиками величин и установленных рабочих параметрах, а также прием от него команды и данных для изменения этих параметров.
Для оперативного измерения температуры жидкостей, воздуха, а также плоских и цилиндрических поверхностей используются приборы серии ИТ-17. Эти портативные измерители температуры с высокой точностью измеряют в диапазоне от −40 до +450 0С.

2.2. Производство электронных изделий. Приборостроение. Измерение точки росы (микровлажности) неагрессивных технологических газов

Выполнение множества технологических процессов при производстве электронных изделий требует использования технологических газов (азот, аргон, сжатый воздух, гелий, кислород, водород,  элегаз и другие). Например, такие процессы как:

- процессы эпитаксии, диффузии, герметизации и др. при производстве интегральных микросхем;

- нанесение металлических покрытий;

- производство, сушка и калибровка сенсоров;

- производство изделий из пластмассы, резины, стекла;

- термическая обработка изделий;

- сварка и литье.

Для контроля  точки росы и индикации температуры в неагрессивных газовых средах применяют приборы серии ИВГ-1.

Приборы выпускаются в различном конструктивном исполнении: портативные и стационарные, одноканальные и многоканальные модификации.

Преимущества приборов серии ИВГ-1 перед аналогичными изделиями других отечественных и зарубежных фирм:

- высокая точность и надежность измерений;

- широкий модельный ряд, который пополняется новыми моделями несколько раз в год;

- реализация принципа «Plug&Play», что обеспечивает возможность подключения к одному измерительному блоку нескольких первичных преобразователей различного конструктивного исполнения без дополнительной настройки;

- возможность пересчета значений микровлажности в зависимости от давления анализируемого газа; измерение микровлажности газа, находящегося под давлением до 25 атм.;

- возможность пересчета измеренных значений микровлажности в % отн. вл., ppm,  °С_т.р., мг/м³.

Приборы серии ИВГ-1 внесены в Госреестр средств измерений под № 15501-07 и допущены к применению в РФ.