автореферат диссертации по технологии материалов и изделия текстильной и легкой промышленности, 05.19.01, диссертация на тему:Разработка методов оценки и определение защитных свойств специальной одежды для работников газовой промышленности

^ ЛАГУНОВА ВИКТОРИЯ ВЛАДИМИРОВНА

РАЗРАБОТКА МЕТОДОВ ОЦЕНКИ И ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЗАЩИТНЫХ СВОЙСТВ СПЕЦИАЛЬНОЙ ОДЕЖДЫ ДЛЯ РАБОТНИКОВ ГАЗОВОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ

Специальность 05.19.01 - «Материаловедение производств текстильной и легкой промышленности»

- 1 ДЕН 2011

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва 2011

005003182

На правах рукописи

ЛАГУНОВА ВИКТОРИЯ ВЛАДИМИРОВНА

РАЗРАБОТКА МЕТОДОВ ОЦЕНКИ И ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЗАЩИТНЫХ СВОЙСТВ СПЕЦИАЛЬНОЙ ОДЕЖДЫ ДЛЯ РАБОТНИКОВ ГАЗОВОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ

Специальность 05.19.01 - «Материаловедение производств текстильной и легкой промышленности»

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва 2011

Работа выполнена на кафедре текстильного материаловедения в федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Московский государственный текстильный университет имени А.Н. Косыгина»

Научный руководитель: кандидат технических наук, профессор

Давыдов Александр Федорович Официальные оппоненты: доктор технических наук, доцент

Кирсанова Елена Александровна кандидат технических наук, доцент Майоров Михаил Александрович Ведущая организация: ФГБОУ ВПО «Российский государственный

университет туризма и сервиса»

Защита состоится « _2011 года в /О часов на заседании

диссертационного совета Д 212.139.02 при Московском государственном текстильном университете имени А.Н. Косыгина по адресу: ул. Малая Калужская, д. 1, Москва, 119071

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Московский государственный текстильный университет имени А.Н. Косыгина» Автореферат разослан «

& 2011г.

Ученый секретарь диссертационного совета

доктор технических наук, профессор /у/' Шустов Юрий Степанович

/('Г

АННОТАЦИЯ

В диссертационной работе изложены результаты теоретических и экспериментальных исследований, проведенных с целью совершенствования метода выбора определяющих показателей качества тканей, предназначенных для пошива специальной одежды работников сварочных профессий газовой промышленности, который осуществлялся с учетом вредных производственных факторов рабочей среды и риска нанесения вреда здоровью работников.

В работе был проведен выбор определяющих показателей качества тканей, исследовано влияние состава тканей на уровень показателей качества, предложено распределение риска нанесения вреда здоровью работников и на основе теоретического анализа кривых вероятности риска предложено нормирование показателей качества тканей, а также разработан стандарт организации.

В работе предложено применение защитных накладок в местах наибольшего износа специальной одежды, определенных на основании топографии износа.

АВТОР ЗАЩИЩАЕТ:

1. Градацию риска нанесения вреда здоровью работников сварочных профессий газовой промышленности для каждого класса условий труда в отдельности.

2. Усовершенствование метода выбора определяющих показателей качества тканей на основе учета вредных производственных факторов рабочей среды, риска нанесения вреда здоровью работников и класса условий труда.

3. Предложение проводить нормирование показателей качества тканей на основе кривой вероятности риска с целью дальнейшего введения нормативов в стандарт организации.

4. Сравнительную оценку защитных свойств и показателей качества хлопчатобумажных и смешанных тканей, а также синтетических тканей серии «Мотех».

5. Конструктивное решение по применению защитных накладок в местах наибольшего износа специальной одежды, определенного на основании топографии износа.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Для газовой промышленности имеет огромное значение безопасность работников и их здоровье, так как имеются высокие риски нанесения вреда жизни и здоровью работников, поэтому разработка требований к специальной одежде и нормирование технических показателей на основе риска позволят создать комфортную спецодежду, которая сможет обеспечить наиболее высокий уровень защитных свойств.

Целью работы явилось совершенствование метода выбора показателей качества с целью улучшения качества тканей, применяемых для пошива специальной одежды работников сварочных профессий газовой

Задачами исследования является:

- анализ условий труда и влияния основных вредных и опасных производственных факторов на жизнь и здоровье работников газовой промышленности;

- выбор наиболее значимых показателей качества тканей для оптимальных функциональных групп, предназначенных для пошива специальной одежды работников сварочных профессий газовой промышленности на основе экспертного метода с учётом воздействия вредных производственных факторов рабочей среды, степени риска нанесения вреда здоровью работников и класса условий труда;

- исследование свойств и показателей безопасности хлопчатобумажных и смешанных тканей, а также синтетических тканей серии «КГотех» с целью выбора их для пошива спецодежды работников сварочных профессий газовой промышленности;

- разработка стандарта организации СТО «Средства индивидуальной защиты, применяемые в газовой отрасли. Одежда специальная защитная для работников сварочных профессий, сопутствующие изделия и материалы. Технические требования».

Научная новизна работы заключается в том, что впервые:

- определено распределение риска нанесения вреда здоровью работников, категории профессионального риска, срочности мероприятий по снижению риска по каждому классу условий труда в отдельности на основе статистических данных организаций газовой промышленности;

- предложено проводить нормирование показателей безопасности на основе теоретического анализа кривых вероятности риска;

- предложено применение защитных накладок в местах наибольшего износа специальной одежды на основании топографии износа;

- в стандарте организации впервые предложено использовать комплексную оценку для проведения конкурсов по тканям, применяемым для пошива специальной одежды работников сварочных профессий;

Практическая значимость и реализация результатов работы:

- разработан стандарт организации, который может широко применяться как для организаций газовой промышленности, так и для швейных предприятий в качестве нормативного документа при выборе тканей для пошива спецодеяоды работников сварочных профессий;

предложены рекомендации для швейных предприятий по конструктивным и размерным особенностям костюмов работников сварочных профессий;

- усовершенствована методика выбора показателей качества тканей посредством учета воздействия вредных производственных факторов, класса условий труда и риска нанесения вреда здоровью работников газовой промышленности.

Апробация работы.

Основные положения диссертационной работы были доложены и получили одобрение на I Международной научно-технической конференции

«Экологическая безопасность в газовой промышленности» (ЕЗЯ - 2009) -Москва, III Всероссийской научно-технической конференции «Актуальные проблемы проектирования и технологии изготовления текстильных материалов специального назначения» (ТЕХТЕКСТИЛЬ - 2010) -Димитровград, XII Международном семинаре «Физика волокнистых материалов: структура, свойства, наукоемкие технологии и материалы» (БМАЯТЕХ - 2009) - Иваново, а также на кафедре текстильного материаловедения ФГБОУВПО «МГТУ им. А.Н. Косыгина».

Достоверность проведенных исследований. Достоверность и обоснованность основных положений и выводов работы подтверждаются согласованностью результатов теоретических и экспериментальных исследований, выполненных с применением современных методов исследования. Научные положения, результаты, выводы и рекомендации, сформулированные в диссертации, не противоречат известным положениям и данным. Достоверность полученных результатов подтверждается положительными оценками специалистов при обсуждении на заседаниях секций научно-технических конференций, научными публикациями.

Публикации. Материалы, изложенные в диссертации, нашли свое отражение в 6 печатных работах, из них 3 статьи в изданиях, рекомендованных ВАК.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, списка используемой литературы и 6 приложений. Работа изложена на 185 страницах, содержит 34 таблицы, 42 рисунка и 13 формул. Список использованной литературы включает 176 наименований.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность работы, изложены научная новизна и практическая ценность работы, сформулированы цель и задачи исследования.

Первая глава диссертационной работы посвящена обзору и анализу литературных источников по темам, тесно связанным с рассматриваемыми в работе проблемами. Рассматривались следующие основные направления:

- проблемы проектирования специальной одежды для работников сварочных профессий;

- анализ рынка специальных защитных тканей, предназначенных для пошива специальной одежды работников газовой промышленности;

- виды пропиток и отделок тканей специального назначения;

- анализ работ в области исследования свойств специальной одежды работников газовой промышленности;

- особенности стандарта организации на специальную одежду и средства индивидуальной защиты;

- технический регламент о безопасности средств индивидуальной защиты и его значимость.

Аналитический обзор литературных источников подтвердил

актуальность выбранной темы диссертационной работы, ее научную значимость и практическую ценность.

Вторая глава посвящена определению градации риска нанесения вреда здоровью работников сварочных профессий на основе результатов аттестации рабочих мест по условиям труда, а также предложению нормировать показатели качества тканей на основе теоретического анализа кривых вероятности риска.

По результатам проведенной аттестации рабочих мест основных сварочных профессий газовой промышленности было выявлено, что условия труда работников сварочных профессий характеризуются, как правило, степенью вредности 3.2 (вредные условия труда второй степени).

Впервые в работе была предложена градация профессионального риска (от 0 до 1) в соответствии с каждым классом условий труда в отдельности, а именно, зная класс условий труда работников сварочных профессий -класс 3.2, можно определить риск нанесения вреда здоровью работников, категорию профессионального риска и срочность мероприятий по снижению риска по предложенной таблице 1.

Таблица 1

Классы условий труда, риск нанесения вреда здоровью работников,

категории профессионального риска и срочность мероприятий __по снижению риска_

Класс условий труда по руководству Риск нанесения вреда здоровью работников Категория профессионального риска Срочность мероприятий по снижению риска

1 2 3 4

Оптимальный -1 - Риск отсутствует Меры не требуются

Допустимый -2 <0,05 Пренебрежимо малый (переносимый) риск Меры не требуются, но уязвимые лица нуждаются дополнительной защите

Вредный - 3.1 0,05-0,11 Малый (умеренный) риск Требуются меры по снижению риска

Вредный - 3.2 0,11-0,25 Средний (существенный) риск Требуются меры по снижению риска в установленные сроки

Вредный - 3.3 0,25-0,5 Высокий (непереносимый) риск Требуются неотложные меры по снижению риска

Вредный - 3.4 0,5-1,0 Очень высокий (непереносимый) риск Работы нельзя начинать или продолжать до снижения риска

Опасный (экстремальный) -1,0 Сверхвысокий риск и риск для жизни, присущий данной профессии Работы должны проводиться только по специальным регламентам

Градация риска (от 0 до 1) нанесения вреда здоровью работников, соответствующего определенному классу условий труда, была проведена на основе статистических данных, сведенных в информационную автоматизированную систему обработки материалов комплексной аттестации рабочих мест, а также на базе статистического анализа данных, полученных от организаций - производителей специальной одежды.

Зная класс условий труда и соответствующий ему уровень риска можно проводить нормирование показателей качества тканей посредством анализа кривых вероятности риска.

Зависимость уровня риска нанесения вреда здоровью работников, соответствующего определенному классу условий труда, от величины позитивного или негативного показателя качества тканей специального назначения представлена кривой вероятности риска соответственно на рисунках 1 и 2.

Рисунок 1 - Кривая вероятности Рисунок 2 - Кривая вероятности риска для позитивного показателя риска для негативного показателя качества качества

Зависимость уровня риска нанесения вреда здоровью работников, соответствующего определенному классу условий труда, от величины позитивного или негативного показателя качества тканей специального назначения определяется функцией 1.

где:

К

р' - среднее значение партии;

оР

г - среднеквадратическое отклонение партии;

Анализируя рисунках 1 и 2 можно сказать, что чем больше величина позитивного показателя качества тканей и чем меньше величина негативного показателя качества тканей, тем меньше риск нанесения вреда здоровью работников.

В сводной таблице 2 представлены уровни риска для позитивного и негативного показателя качества тканей для каждого класса условий труда.

Таблица 2

Уровни риска для позитивного и негативного показателя качества _тканей для каждого класса условий труда_

Класс условий труда Позитивный показатель качества Негативный показатель качества

Р R Р R

2 Р>Р4 R<0,05 0<Р <Р, 0<R<0,05

3.1 Р3<Р<Р4 0,05<R<0,11 Pi<P<P2 0,05<R<0,11

3.2 Р2<Р<Рз 0,11<R<0,25 Р2<Р<Р3 0,11<R<0,25

3.3 р,<р<р2 0,25<R<0,5 Р3<Р<Р4 0,25<R<0,5

3.4 0<Р <Р, 0,5<R<1 Р4<Р<Р5 0,5<R<1

Впервые в работе предложено проводить нормирование показателей качества тканей, применяемых для пошива специальной одежды работников газовой промышленности, с учетом риска нанесения вреда здоровью работников, определенного для каждого класса условий труда в отдельности.

Третья глава посвящена обоснованию выбора объектов исследования, определению структурных характеристик тканей, анализу методик исследования свойств тканей.

В качестве объектов исследования были выбраны пять тканей серии «Теп Cat Protect» и пять тканей серии «Nomex» (таблица 3), так как они утверждены в ОАО «Газпром» в качестве основных тканей, обеспечивающих оптимальные защитные свойства спецодежды на всех этапах ее эксплуатации.

Таблица 3

Объекты исследования

№ Ткань Артикул Состав, % Поверхностная плотность, г/м2/ переплетение Виды отделок

1 2 3 4 5 6

Ткани фирмы TenCate Protect

1 TenCate Tecasafe XA 1 49 Хлопок 50 Полиамид 1 Statik-control 325/Саржевое Comfort or Hydro-Tec (легкий уход или МВО).

Окончание таблицы 3_

1 2 3 4 5 6

2 TenCate Tecapro BG 9500 64 Хлопок, 35 Полиамид, 1 81аШс-сопШ)1 350/Саржевое Proban (огнестойкая); Comfort-Control.

3 TenCate Tecapro XB 9340 74 Хлопок, 25 Полиамид, 1 81айк-сопй:о1 340/Саржевое Proban (огнестойкая); МВО отделка: Teflon; Comfort-Control.

4 TenCate Tecapro XC 9001 84 Хлопок, 15 Полиамид, 1 81айк-сопЦ-о1 250/Саржевое Proban (огнестойкая); Comfort-Control.

5 TenCate Tecapro BD 3311 100 Хлопок 324/Саржевое Proban (огнестойкая); МВО отделка: Teflon; Comfort-Control.

Ткани серии «Nomex»

6 Nomex BV 180 93 Номекс, 5 Кевлар, 2Р140 235/Саржевое Comfort or Hydro-Tec (легкий уход или МВО).

7 Nomex BV 9107 94 Номекс, 5 Кевлар, 1 Statik-control 255/Саржевое Comfort or Hydro-Tec (легкий уход или МВО).

8 Nomex BV 185 93 Номекс, 5 Кевлар, 2Р140 215/Саржевое Comfort or Hydro-Tec (легкий уход или МВО).

9 Nomex BV111 94 Номекс, 5 Кевлар, 1 Металл 260/Саржевое Comfort or Hydro-Tec (легкий уход или МВО).

10 Nomex BV 120 95 Номекс, 5 Кевлар 265/Саржевое Comfort or Hydro-Tec (легкий уход или МВО).

Четвертая глава посвящена выбору определяющих показателей качества тканей с учетом вредных производственных факторов, класса условий труда и риска нанесения вреда здоровью работников сварочных профессий газовой промышленности; исследованию свойств и показателей безопасности хлопчатобумажных и смешанных тканей, тканей серии «КГотех»; проведению комплексной оценки показателей качества исследуемых тканей.

Необходимо особо отметить, что выбор определяющих показателей качества тканей на основе экспертной оценки был произведен с учетом

вредных производственных фактов рабочей среды, риска нанесения вреда здоровью работников, соответствующего класса условий труда и категории профессионального риска.

Показатели качества были поделены на четыре функциональные группы: защитные показатели; гигиенические показатели; эксплуатационные показатели; технологические показатели. Наиболее значимые показатели качества тканей и соответствующие им коэффициенты значимости приведены в таблице 4.

Таблица 4

Определяющие показатели качества специальной одежды работников сварочных профессий газовой промышленности

№ п\п Показатели безопасности Гигиенические показатели Эксплуатационные показатели Технологические показатели

1 Огнестойкость (г = 0,28) Воздухопроницаемость (z= 0,251) Разрывная нагрузка (г = 0,16) Толщина (г = 0,157)

2 Стойкость к прожиганию (2 = 0,27) Гигроскопичность (z= 0,173) Раздирающая нагрузка (г = 0,15) Поверхностная плотность (г = 0,194)

3 Маслоотталки-вание (г= 0,18) Паропроницае-мость (z = 0,231) Изменение линейных размеров после мокрой обработки (2 = 0,13) Жесткость при изгибе (г = 0,173)

4 Нефтеотгалки-вание (г = 0,22) - Устойчивость к истиранию (г = 0,092) Осыпаемость (г = 0,129)

5 Содержание свободного формальдегида (7 = 0,14) - Устойчивость окраски к стирке (г = 0,094) -

6 Удельное поверхностное электрическое сопротивление (г = 0,16) - - -

Комплексная оценка показателей качества тканей проводилась в отдельности по показателям безопасности, гигиеническим и эксплуатационным для двух групп тканей: «Ten Cate Protect» и «Nomex».

Из группы тканей «Теп Cate Protect» по показателям безопасности лучшей оказалась ткань 1 (ХА 1: 49 % Хлопок, 50 % полиамид, 1 % static-control), по гигиеническим показателям - ткань 5 (BD 3311: 100 Хлопок), по эксплуатационным - ткань 1 (ХА 1: 49 % ХБ, 50 % полиамид, 1 % static-control).

Из группы тканей «Nomex» по показателям безопасности лучшей оказалась ткань 10 (BV 120: 95 % Номекс, 5 % кевлар), по гигиеническим показателям - ткань 6 (BV 180: 93% Номекс, 5 % Кевлар, 2 % Р 140), по эксплуатационным - ткань 9 (В V 111: 94 % Номекс, 5 % Кевлар, 1 % Металл).

По итогам комплексной оценки была проведена сравнительная оценка фактических значений показателей безопасности лучших тканей соответственно из первой и второй группы тканей.

В результате проведенной сравнительной оценки по двум группам тканей было выявлено, что по показателям безопасности и эксплуатационным показателям лучшей оказалась ткань 1 (ХА 1 : 49 % Хлопок, 50 % полиамид, 1 % static-control). По гигиеническим показателям качества ткань 1 соответствует установленным нормам, однако является худшей в данной группе показателей качества, а лучшей оказалась ткань 5 (BD 3311: 100% Хлопок). В частности, на рисунках 3 и 4 представлены результаты экспериментальных исследований по показателю безопасности: «стойкость к прожиганию» соответственно по тканям серии «Теп Cate Protect» и тканям серии «Nomex».

g 10

№

□ до стирки

■ после 5 стирок

1 обр. 2 обр. 3 обр. 4 обр. 5 обр.

Рисунок 3 - Стойкость к прожиганию тканей серии «Ten Cate Protect»

□ до стирки

И после 5 стирок

6 обр. 7 обр. 8 обр. 9 обр. 10 обр.

Рисунок 4 - Стойкость к прожиганию тканей серии «Nomex»

Анализ рисунка 3 свидетельствует о том, что с увеличением процентного содержания хлопка в тканях серии «Ten Cate Protect» значение показателя качества «стойкость к прожиганию» уменьшается и после пяти стирок значение данного показателя снижается.

Анализ рисунка 4 показал, что после пяти стирок всех тканей серии «Nomex», коме ткани 9, значение показателя качества «стойкость к прожиганию» уменьшается.

Также рисунки 3 и 4 свидетельствуют о том, что все ткани не соответствуют установленной норме (не менее 50 секунд).

На рисунках 5 и 6 представлены результаты экспериментальных исследований по показателю безопасности: «содержание свободног формальдегида» соответственно по тканям серии «Ten Cate Protect» и тканям серии «Nomex».

I после 5 стирок

1 обр. 2 обр. 3 обр. 4 обр. 5 обр.

Рисунок 5 - Содержание свободного формальдегида в тканях серии «Ten Cate Protect»

* 5 40

S-1 5 i 20

□ до стирки

■ после 5 стирок

б обр. 7 обр. 8 обр. 9 обр. 10 обр.

Рисунок 6 - Содержание свободного формальдегида в тканях серии «Nomex»

Анализ рисунка 5 свидетельствует о том, что с увеличение! процентного содержания хлопка в тканях серии «Ten Cate Protect «содержание свободного формальдегида» увеличивается, а после пяти стиро значение данного показателя снижается по всем тканям, кроме тканей 1 и 4.

Анализ рисунка 6 показал, что после пяти стирок тканей серии «Nomex» значение показателя качества «содержание свободного формальдегида» уменьшается.

Также рисунки 5 и 6 свидетельствуют о том, что все ткани соответствуют установленной норме (не более 300 мкг/г).

На рисунках 7 и 8 представлены результаты экспериментальных исследований по эксплуатационному показателю качества: «разрывная нагрузка по основе» соответственно по тканям серии «Теп Cate Protect» и тканям серии «Nomex».

□ до стирки

■ после 5 стирок

1 обр. 2 обр. 3 обр. 4 обр. 5 обр.

Рисунок 7 - Разрывная нагрузка по основе тканей серии «Ten Cate Protect»

□ до стирки

■ после 5 стирок

10 обр.

Рисунок 8 - Разрывная нагрузка по основе тканей серии «Nomex»

Анализ рисунка 7 свидетельствует о том, что с увеличением процентного содержания хлопка в тканях серии «Ten Cate Protect» значение показателя качества «разрывная нагрузка по основе» уменьшается и после пяти стирок значение данного показателя снижается. Все ткани серии «Теп Cate Protect» до стирки соответствуют установленной норме (не менее 1200 Н), однако после стирки норме соответствуют только ткани 1 и 2.

Анализ рисунка 8 показал, что после пяти стирок тканей серии «Nomex» значение показателя качества «разрывная нагрузка по основе» уменьшается. Все ткани кроме ткани 6 серии «Nomex» до стирки соответствуют установленной норме (не менее 1200 Н), однако после стирки норме соответствуют только ткани 7, 9 и 10.

Необходимо отметить, что с увеличением процентного содержани хлопка в тканях первой группы: «Ten Cate Protect» значение гигиенически показателей качества увеличивается, а значение показателей безопасности и эксплуатационных уменьшается. После пяти стирок значение гигиенически показателей качества тканей серии «Ten Cate Protect» увеличивается, а п остальным показателям качества уменьшается.

По группе тканей серии «Nomex» необходимо отметить, что после пят стирок прежними остаются значения показателей качества тканей: огнестойкость, нефтеотталкивание и устойчивость к истиранию, однак значение всех остальных показателей качества тканей уменьшается.

Пятая глава работы посвящена разработке проекта стандарт организации СТО «Средства индивидуальной защиты, применяемые газовой промышленности. Одежда специальная защитная для работнико сварочных профессий. Технические требования».

На основании изучения результатов эксплуатационных исследовани спецодежды при работах с интенсивным разбрызгиванием расплавленног металла и действия лучистого тепла была составлена топография износ костюма, показывающая характер и локализацию разрушения спецодежды с: основных производственных вредностей.

Общая топография износа участков костюма сварщико] показывающая области, подверженные загрязнению, воздействию лучистог тепла, истиранию, разрыву и прожиганию представлена на рисунке 9.

Рисунок 9 - Топография износа участков костюма сварщиков

Топография износа спецодежды сварщиков определила обязательно: наличие защитных накладок в следующих местах:

- в куртке - в области кокетки, полочек, боковых швов, рукавов;

- в брюках - на передних частях, по боковым швам, по низу,

- в области сидения - усилительные накладки.

Таким образом, посредством изучения топографии износы были выявлены места на спецодежде, требующие наличия защитных накладок.

В приложениях представлены результаты экспертного опроса по показателям качества тканей, карта аттестации рабочего места электрогазосварщика, а также разработанный проект стандарта организации.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ

1. Предложено проводить метод выбора определяющих показателей качества тканей с учетом вредных производственных факторов рабочей среды, риска нанесения вреда здоровью работников и класса условий труда.

2. Предложено распределение риска нанесения вреда здоровью работников, категории профессионального риска, срочности мероприятий по снижению риска по каждому классу условий труда в отдельности на основе статистических данных, полученных от организаций газовой отрасли.

3. На основе теоретического анализа кривых вероятности риска предложено проводить нормирование показателей безопасности.

4. По результатам проведенных экспериментальных исследований и на основе проведенной комплексной оценки качества по двум группам тканей, применяемым в газовой промышленности: «Теп Cat Protect» и «Nomex» было выявлено, что по показателям безопасности и эксплуатационным показателям лучшей оказалась ткань 1 серии «Теп Cat Protect» («ХА 1»: 49 % Хлопок, 50 % полиамид, 1 % static-control). По гигиеническим показателям качества ткань 1 соответствует установленным нормам, однако является худшей в данной группе показателей качества, а лучшей оказалась ткань 5 (BD 3311: 100% Хлопок). Необходимо отметить, что все ткани серии «Nomex» отличаются высокими показателями воздухопроницаемости, однако не соответствуют нормативному пределу (2040 дм /м -с), а ткани серии «Теп Cat Protect» соответствуют установленной норме по данному показателю.

5. В разработанном стандарте организации предложено применение защитных накладок в местах наибольшего износа специальной одежды, определенных на основании топографии износа.

6. Впервые в разработанный стандарт организации включена комплексная оценка, которую необходимо осуществлять в случае проведения конкурса (тендера) по тканям, предназначенным для пошива специальной одежды работников сварочных профессий газовой промышленности.

ОСНОВНЫЕ ПУБЛИКАЦИИ, ОТРАЖАЮЩИЕ СОДЕРЖАНИЕ

РАБОТЫ:

Статьи в изданиях, рекомендованных ВАК Российской Федерации:

1. Давыдов А.Ф., Лагунова В.В. Принципы выбора показателей безопасности для специальной одежды работников газовой промышленности с учётом рисков нанесения вреда». // Известия вузов. Технология текстильной промышленности. - 2009. - № 6 (321). - С. 18 - 20.

2. Лагунова В.В., Константинов Е.И. Выбор показателей качест! тканей, используемых для пошива специальной одежды работнике ОАО «Газпром, с учётом воздействия производственных факторов. // Газовг промышленность - 2009. - № 12. - С. 69 - 70.

3. Давыдов А.Ф., Лагунова В.В. Выбор наиболее значимы показателей качества тканей для специальной одежды работников сварочны профессий газовой промышленности. // Текстильная промышленность 2011.-№3-С. 29-31.

Материалы научно - технических конференций:

4. Давыдов А.Ф., Лагунова В.В. Оценка профессионального рисв на рабочих местах ОАО «Газпром». Тезисы докладов XII Международно! семинара «Физика волокнистых материалов: структура, свойств; наукоемкие технологии и материалы» (SMARTEX - 2009). - Иванов« ИГХТУ, 2009. - С. 152 - 153.

5. Терехов А.Л., Константинов Е.И., Давыдов А.Ф., Лагунова B.I Выбор определяющих показателей качества тканей, используемых да пошива специальной одежды работников газовой промышленности, с учето воздействия производственных факторов. Тезисы докладов I Международно научно-технической конференции «Экологическая безопасность в газово промышленности» (ESGI - 2009). - М.: ООО «Газпром ВНИИГАЗ», 2009. С. 141.

6. Давыдов А.Ф., Лагунова В.В. Определение вредны производственных факторов для различных специальностей работнике газовой промышленности и выбор соответствующих материалов для пошш специальной одежды, защищающей от данных факторов. Тезисы докладов I Всероссийской научно-технической конференции «Актуальные проблем] проектирования и технологии изготовления текстильных материале специального назначения» (ТЕХТЕКСТИЛЬ - 2010). - Димитровград ДИТУД УлГТУ, 2010. - С. 27.

Подписано в печать 03.11.11 Формат бумаги 60x84/16 Бумага множ. Усл.печ.л. 1,0 Заказ 338 Тираж 80 ФГБОУ ВПО «МГТУ им. А.Н. Косыгина», 119071, Москва, ул. Малая Калужская, 1

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ

УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ «МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕКСТИЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

ИМЕНИ А.Н. КОСЫГИНА»

Разработка методов оценки и определение защитных свойств специальной одежды для работников газовой промышленности

Специальность 05.19.01 — Материаловедение производств текстильной и легкой

промышленности

Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук

О'*. 2.01 1 6 7 2 5 9 "

На правах рукописи

Лагунова Виктория Владимировна

Научный : кандидат технических наук,

профессор Давыдов А.Ф.

Москва 2011 год.

Содержание

Введение............................................................................... 6

Глава 1. Анализ научных разработок в области применения защитной одежды для работников сварочных профессий газовой промышленности...................................................................... 9

1.1 Сварочные профессии и виды выполняемых работ в организациях газовой промышленности........................................................ 9

1.2 Профессиональные заболевания работников сварочных профессий. 11

1.3 Проблемы проектирования специальной одежды для работников сварочных профессий............................................................... 12

1.4 Анализ рынка защитных тканей, предназначенных для пошива специальной одежды работников газовой промышленности............... 17

1.5 Виды отделок тканей специального назначения.......................... 33

1.6 Анализ работ в области исследования свойств специальной одежды работников газовой промышленности................................ 34

1.7 Особенности стандарта организации на специальную одежду и средства индивидуальной защиты............................................... 47

1.8 Сравнение нормативных требований к защитным тканям стандартов Европы (Е1Ч) и России (ГОСТ)..................................... 49

1.9 Технический регламент о безопасности средств индивидуальной

защиты и его значимость........................................................... 50

Выводы по разделу 1................................................................. 54

Глава 2. Анализ рисков нанесения вреда здоровью работников газовой промышленности.......................................................................... 56

2.1 Организация и проведение оценки профессионального риска на рабочих местах........................................................................ 56

2.2 Управление рисками: от оценки травмобезопасности к оценке травмоопасности..................................................................... 65

2.3 Выявление факторов риска на рабочих местах работников ОАО «Газпром» с помощью аттестации рабочих мест....................... 74

2.4 Определение градации риска нанесения вреда здоровью работников сварочных профессий газовой промышленности посредством проведения аттестации рабочих мест по условиям труда... 78

Выводы по разделу 2................................................................ 88

Глава 3. Объекты и методы исследования..........................^.......... 90

3.1 Объекты исследования......................................................... 90

3.1.1 Определение структурных характеристик исследуемых тканей.... 92

3.2 Методики определения показателей качества тканей.................. 95

3.2.1 Показатели безопасности тканей.......................................... 96

3.2.1.1 Определение огнестойкости тканей..................................... 97

3.2.1.2 Определение стойкости к прожиганию тканей........................ 98

3.2.1.3 Определение нефте- и маслооталкивающих свойств тканей....... 102

3.2.1.4 Определение содержания свободного формальдегида.............. 103

3.2.1.5 Определение удельного поверхностного электрического

сопротивления........................................................................ 105

Глава 4. Определение свойств и показателей безопасности для тканей хлопчатобумажных и смешанных, а также тканей серии «Ыошех» для костюмов работников сварочных профессий газовой промышленности........................................................................................ 108

4.1 Выбор наиболее значимых показателей качества тканей экспертным методом с учетом степени риска нанесения вреда здоровью работникам сварочных профессий.................................... 108

4.2 Исследование свойств и показателей безопасности для тканей хлопчатобумажных и смешанных, а также синтетических серии «ТчГотех» для костюмов работников сварочных профессий газовой

промышленности..................................................................... 116

4.2.1 Результаты экспериментальных исследований тканей............... 116

4.2.2 Исследование влияния процентного содержания хлопка и количества стирок на показатели качества тканей серии «Ten Cate Protect»............................................................................... 121

4.2.3 Исследование влияния стирок на показатели качества тканей

серии «Nomex»......................................................................... 126

4.3 Комплексная оценка качества тканей, предназначенных для

пошива специальной одежды работников сварочных профессий......... 131

Выводы по разделу 4................................................................ 137

Глава 5. Разработка проекта стандарта организации, регламентирующего требования к специальной одежде для работников сварочных профессий.................................................... 138

5.1 Анализ требований эргономики к специальной одежде для работников сварочных профессий................................................ 138

5.1.1 Исследование антропометрического соответствия спецодежды.... 138

5.1.2 Исследование гигиенических и физиологических свойств специальной одежды................................................................ 143

5.1.3 Исследование психофизиологических и психологических свойств специальной одежды................................................................ 145

5.1.4 Исследование эргономичной конструкции рукава специальной одежды для работников сварочных профессий............................... 146

5.2 Анализ конструктивных требований к специальной одежде для работников сварочных профессий................................................ 148

5.2.1 Изучение топографии износа специальной одежды................... 150

5.2.2 Анализ эргономических требований в конструкции спецодежды... 152

5.3 Анализ защитных требований к специальной одежде для рабочих сварочных профессий............................................................... 156

5.3.1 Анализ условий труда сварщиков.......................................... 157

5.3.2 Анализ нормативной базы по защитным свойствам специальной одежды работников сварочных профессий.................................... 158

5.3.3 Анализ защитных показателей качества специальной одежды для работников сварочных профессий................................................ 159

5.3.3.1 Исследование огнеустойчивости......................................... 159

5.3.3.2 Исследование теплопроводности......................................... 160

5.3.3.3 Исследование теплового излучения..................................... 162

5.3.3.4 Исследование разрывной нагрузки швов.............................. 162

5.3.3.5 Исследование удельного поверхностного электрического

сопротивления......................................................................... 162

5.4 Результат проведенных этапов работ........................................ 163

Выводы по разделу 5................................................................ 163

Общие выводы по результатам проведенных испытаний и

научных исследований............................................................ 165

Список литературы................................................................ 167

Приложение А Карта аттестации рабочего места электрогазосварщика

ООО «Газпром трансгаз Саратов».............................................. 186

Приложение Б Результаты экспертного опроса по показателям

безопасности.......................................................................... 191

Приложение В Результаты экспертного опроса по гигиеническим

показателям........................................................................... 192

Приложение Г Результаты экспертного опроса по

эксплуатационным показателям................................................ 193

Приложение Д Результаты экспертного опроса по технологическим

показателям........................................................................... 194

Приложение Е Проект стандарта организации СТО Газпром «Средства индивидуальной защиты, применяемые в газовой промышленности. Одежда специальная защитная для работников сварочных профессий, сопутствующие изделия и материалы. Технические требования»........................................................... 195

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность работы. Для газовой промышленности имеет огромное значение безопасность работников и их здоровье, так как имеются высокие риски нанесения вреда жизни и здоровью работников, поэтому разработка требований к специальной одежде и нормирование технических показателей на основе риска позволят создать комфортную спецодежду, которая сможет обеспечить наиболее высокий уровень защитных свойств.

Целью работы явилось совершенствование метода выбора показателей качества с целью улучшения качества тканей, применяемых для пошива специальной одежды работников сварочных профессий газовой промышленности.

Задачами исследования является:

- анализ условий труда и влияния основных вредных и опасных производственных факторов на жизнь и здоровье работников газовой промышленности;

- выбор наиболее значимых показателей качества тканей для оптимальных функциональных групп, предназначенных для пошива специальной одежды работников сварочных профессий газовой промышленности на основе экспертного метода с учётом воздействия вредных производственных факторов рабочей среды, степени риска нанесения вреда здоровью работников и класса условий труда;

- исследование свойств и показателей безопасности хлопчатобумажных и смешанных тканей, а также синтетических тканей серии «Мошех» с целью выбора их для пошива спецодежды работников сварочных профессий газовой промышленности;

- разработка стандарта организации СТО «Средства индивидуальной защиты, применяемые в газовой отрасли. Одежда специальная защитная для работников сварочных профессий, сопутствующие изделия и материалы. Технические требования».

Научная новизна работы заключается в том, что впервые:

- определено распределение риска нанесения вреда здоровью работников, категории профессионального риска, срочности мероприятий по снижению риска по каждому классу условий труда в отдельности на основе статистических данных организаций газовой промышленности;

- предложено проводить нормирование показателей безопасности на основе теоретического анализа кривых вероятности риска;

- предложено применение защитных накладок в местах наибольшего износа специальной одежды на основании топографии износа;

- в стандарте организации впервые предложено использовать комплексную оценку для проведения конкурсов по тканям, применяемым для пошива специальной одежды работников сварочных профессий;

Практическая значимость и реализация результатов работы:

- разработан стандарт организации, который может широко применяться как для организаций газовой промышленности, так и для швейных предприятий в качестве нормативного документа при выборе тканей для пошива спецодежды работников сварочных профессий;

предложены рекомендации для швейных предприятий по конструктивным и размерным особенностям костюмов работников сварочных профессий;

- усовершенствована методика выбора показателей качества тканей посредством учета воздействия вредных производственных факторов, класса условий труда и риска нанесения вреда здоровью работников газовой промышленности.

Апробация работы.

Основные положения диссертационной работы были доложены и получили одобрение на I Международной научно-технической конференции «Экологическая безопасность в газовой промышленности» (Е8С1 — 2009) — Москва, III Всероссийской научно-технической конференции «Актуальные проблемы проектирования и технологии изготовления текстильных

материалов специального назначения» (ТЕХТЕКСТИЛЬ — 2010) — Димитровград, XII Международном семинаре «Физика волокнистых материалов: структура, свойства, наукоемкие технологии и материалы» (БМАКТЕХ - 2009) - Иваново, а также на кафедре текстильного материаловедения ФГБОУВПО «МГТУ им. А.Н. Косыгина».

Достоверность проведенных исследований. Достоверность и обоснованность основных положений и выводов работы подтверждаются согласованностью результатов теоретических и экспериментальных исследований, выполненных с применением современных методов исследования. Научные положения, результаты, выводы и рекомендации, сформулированные в диссертации, не противоречат известным положениям и данным. Достоверность полученных результатов подтверждается положительными оценками специалистов при обсуждении на заседаниях секций научно-технических конференций, научными публикациями.

Публикации. Материалы, изложенные в диссертации, нашли свое отражение в 6 печатных работах, из них 3 статьи в изданиях, рекомендованных ВАК.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, списка используемой литературы и 6 приложений. Работа изложена на 185 страницах, содержит 34 таблицы, 42 рисунка и 13 формул. Список использованной литературы включает 176 наименований.

ГЛАВА 1. АНАЛИЗ НАУЧНЫХ РАЗРАБОТОК В ОБЛАСТИ ПРИМЕНЕНИЯ ЗАЩИТНОЙ ОДЕЖДЫ ДЛЯ РАБОТНИКОВ СВАРОЧНЫХ ПРОФЕССИЙ ГАЗОВОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ

1.1 Сварочные профессии и виды выполняемых работ в организациях газовой промышленности

Производственная деятельность в газовой промышленности представляет собой процесс взаимодействия большого количества различных технологических процерсов осуществляемых в автоматическом и ручном режиме. Главным условием безотказной деятельности любого производственного объединения является наличие персонала профессионально обученного и обладающего знаниями для решения поставленных задач.

Наиболее характерным видом работ, выполнение которых сопровождается воздействием значительного количества вредных производственных факторов являются электро- и газосварочные работы.

Данный вид работ является наиболее распространенным в газовой промышленности, что обусловлено необходимостью монтажа большого количества металлических конструкций с использованием сварки.

К профессиям работников, выполняющих сварочные работы в организация газовой промышленности, относятся: вышкомонтажник-сварщик, электросварщик ручной сварки, газорезчик, газосварщик, электрогазосварщик, машинист контактно-сварочной установки, электросварщик на автоматических и полуавтоматических машинах и др.

Сварочное оборудование является источником повышенной запыленности и загазованности, ультрафиолетового и инфракрасного излучения, электромагнитных полей, ионизирующих излучений, шума и ультразвука. Сварочные аэрозоли содержат окислы различных металлов, а также токсичные газы (оксиды углерода, озон, фтористый водород, оксиды азота и др.).

Сваркой называют технологический процесс получения механически неразъемных соединений, характеризующихся непрерывностью структур -непрерывной структурной связью. Это технологический процесс, с помощью которого изготавливаются все основные конструкции гидротехнических сооружений, паровых и атомных электростанций, автодорожные, городские и железнодорожные мосты, вагоны, наводные и подводные корабли, строительные металлоконструкции, всевозможные подъемные краны и многие другие изделия.

Разнообразие способов сварки, отраслей промышленности, в которых её используют, свариваемых материалов, видов конструкций и огромные объёмы применения позволяют охарактеризовать технологический процесс сварки, как один из важнейших в металлообработке.

Существуют следующие виды сварок [1]:

- газовая (газокислородная) сварка;

- термитная сварка;

- механическая сварка (сварка трением;

- электрическая контактная сварка (по форме выполняемых соединений различают: стыковую, точечную и шовную или роликовую);

- электрическая дуговая сварка;

- аргонно-дуговая сварка вольфрамовым электродом;

- ручная дуговая сварка угольным электродом дугой прямого действия;

- ручная дуговая сварка угольными электродами дугой косвенного действия.

Процессы сварки, наплавки и резки металлов являются источниками образования опасных и вредных факторов, способных оказывать неблагоприятное воздействие на работников.

К опасным и вредным производственным факторам относятся: твёрдые и газообразные токсические вещества в составе сварочного аэрозоля, интенсивное излучение сварочной дуги в оптическом диапазоне (ультрафиолетовое, видимое, инфракрасное), интенсивное тепловое

(инфракрасное) излучение свариваемых изделий и сварочной ванны, искры, брызги и выбросы расплавленного металла и шлака, электромагнитные поля, ультразвук, шум, статическая нагрузка и т.д. [2]

Оценка степени вредного воздействия вышеперечисленных факторов выводится по результатам аттестации рабочих мест по условиям труда.

1.2 Профессиональные заболевания работников сварочных профессий Профессиональное заболевание — заболевание, вызванное воздействием вредных условий труда [3].

Профессиональные заболевания работников сварочных профессий связаны напрямую с производством и как следствие для данной группы работников характерны следующие заболевания: пневмокониозы, вызванные склерогенной минеральной пылью (силикоз, антросиликоз, асбестоз),- и силикоз который сопровождается туберкулезом легких при условии, что силикоз есть определяющей причиной утраты трудоспособности или смерти [3].

Свароч