Оглавление

Оглавление 
Введение 
Основные понятия 
Понятие шума 
Пороговые значения шумового воздействия 
Импульсивные звуки 
Средневзвешенный уровень звука 
Максимально допустимое воздействие 
Шум технологических установок на НПЗ 
Меры, направленные на снижение шума 
Заключение 
Список литературы 


Введение

Снижение шума становится актуальной проблемой. Среди всех шумов, оказывающих воздействие на человека выделяется шум производственного происхождения. Уровень производственного шума существенно растет с каждым годом. Это вызвано использованием высокопроизводительных машин и механизмов, возрастанием рабочих скоростей.
Одним из самых распространенных видов производственного шума является механический шум. Во многих отраслях промышленности преобладают шумы импульсные и ударные, которые выделяются как весьма вредные. Неожиданные и ударные шумы могут вызвать реакцию испуга и неадекватность поведения. Своеобразное негативное действие шума ударного происхождения может вызвать повышение кровяного давления, частоты дыхания, синусовую аритмию и снизить умственную работоспособность.
Шум ударного происхождения наиболее характерен для промышленности (металлургия, машиностроение, транспорт) и обуславливает соударение машин и механизмов в процессе работы. Эта проблема относится к числу наиболее актуальных проблем, связанных с оценкой поведения различных конструкций в условиях воздействия интенсивных импульсивных нагрузок, которые возникают при эксплуатации современного оборудования.















Основные понятия
Ключевые слова – шум, производственный шум, источники шума, шумовое воздействия, меры снижения шума.
Понятие шума
Шум как гигиенический фактор это совокупность звуков различной частоты и интенсивности, которые воспринимаются органами слуха человека и вызывают неприятное субъективное ощущение. Шум как физический фактор представляет собой волнообразно распространяющееся механическое колебательное движение упругой среды, носящее обычно случайный характер.
Производственным шумом называется шум на рабочих местах, на участках или на территориях предприятий, который возникает во время производственного процесса. Следствием вредного действия производственного шума могут быть профессиональные заболевания, повышение общей заболеваемости, снижение работоспособности, повышение степени риска травм и несчастных случаев, связанных с нарушением восприятия предупредительных сигналов, нарушение слухового контроля функционирования технологического оборудования, снижение производительности труда.
По характеру нарушения физиологических функций шум разделяется на такой, который мешает (препятствует языковой связи), раздражающий (вызывает нервное напряжение и вследствие этого снижения работоспособности, общее переутомление), вредный (нарушает физиологические функции на длительный период и вызывает развитие хронических заболеваний, которые непосредственно связаны со слуховым восприятием: ухудшение слуха, гипертония, туберкулез, язва желудка), травмирующий (резко нарушает физиологические функции организма человека).Характер производственного шума зависит от вида его источников.
Механический шум возникает в результате работы различных механизмов с неуравновешенными массами вследствие их вибрации, а также одиночных или периодических ударов в сочленениях деталей сборочных единиц или конструкций в целом.
Аэродинамический шум образуется при движении воздуха по трубопроводам, вентиляционным системам или вследствие стационарных или нестационарных процессов в газах.
Шум электромагнитного происхождения возникает вследствие колебаний элементов электромеханических устройств (ротора, статора, сердечника, трансформатора и т. д.) под влиянием переменных магнитных полей.
Гидродинамический шум возникает вследствие процессов, которые происходят в жидкостях (гидравлические удары, кавитация, турбулентность потока и т.д.).
Шум как физическое явление это колебание упругой среды. Он характеризуется звуковым давлением как функцией частоты и времени. Для человека область слышимых звуков определяется в интервале от 16 до 20 000 Гц. Наиболее чувствителен слуховой анализатор к восприятию звуков частотой 1000—3000 Гц (речевая зона).
Шум возникает в результате появления неприемлемых бессистемных звуков, вызывающих психическое раздражение, отвлечение внимания и умственное возбуждение. Шум иногда приводит к физическому нарушению здоровья и причиняет материальный ущерб. Несчастные случаи на рабочих местах из-за шума превалируют на предприятиях, в шахтах, авиационной, нефтегазоперерабатывающей промышленности и в час-пик случайного нерегулируемого уличного движения в городах.
По данным Национального института по безопасности на рабочих местах и охране здоровья шум является одной из четырех ведущих профессиональных проблем, на которую возлагается ответственность за низкую производительность. Влияние шума
не всегда поддается непосредственной оценке в отличие от других загрязнителей атмосферы, например, утечки хлора, проливов, взрывов, пожароопасности и т.д. Это замедленное воздействие шума на здоровье и органы слуха часто остается незамеченным и иногда игнорируется при обеспечении безопасности производства.

Для распространения звука требуется среда (в данной статье рассматривается только звук, распространяющийся через окружающий воздух). Разрежение в воздухе создает изменение давления. Степень акустических нарушений зависит от начальной интенсивности, скорости ветра, температуры и температурного градиента. Звук, столкнувшийся с барабанной перепонкой уха, превращается в ударную энергию, измеряемую как сила звука.
Человеческое ухо воспринимает широкий диапазон частот от 2 до 20 тыс. Гц. Однако, как правило, обычный диапазон частот для взрослого человека находится в пределах от 20 до 12 тыс. Гц. Сила звука, воспринимаемая человеком, составляет от 1 10–12 до 1000 W/m.
Уровень шума в децибелах (dB) определяют как LT:
(1)
где I/I0 – измеренная интенсивность/эталонная интенсивность 10–12 W/m.m.
При увеличении интенсивности в два раза, dB увеличивается только на 3.
Измерение интенсивности звука довольно сложно. Поэтому применяется термин «уровень звукового давления» (sound pressure level – SPL) в dB.
где P0 = 2 10–5 N/m.m.
Сила звука пропорциональна квадрату давления. Следовательно, человеческое ухо способно воспринимать звуки одинаковой интенсивности, но при различных частотах и громкости, так как ухо является неоднородным преобразователем. Эти импульсы передаются в мозг, где классифицируются. Поэтому предел переносимости, степень положительного восприятия или раздражения изменяются от одного уха
к другому. Это возможно только до определенной степени, выше которой звуки классифицируются как вредные для физического здоровья: при высоких уровнях шума – 150 dB вредные эффекты включают в себя временное или перманентное нарушение слуха;
при более низких уровнях шума – 100 dB, вредные эффекты могут проявляться в заметной
потере слуха, тошноте, потере контроля и физических изменениях, вызываемых стрессом.
Интенсивность, продолжительность и частотность воздействия шума, каждая в отдельности и суммарно, оказывают влияние на здоровье человека.

Пороговые значения шумового воздействия

При сравнении ежедневного воздействия шума с периодами двукратного или более частого воздействия при разных уровнях шума, следует учитывать комбинированный, а не индивидуальный эффект. Конкретный уровень звука воспринимается ухом в
течение определенного времени, когда фиксируется предельно допустимый уровень такого звука. Если отношение времени воздействия к предельно допустимому времени больше единицы (∞), то пороговое значение считается превышенным.
Аналогично этому, если известны значения звуков и воздействие имеет различные временные ограничения, то важны время каждого шумового воздействия и его предельно допустимое значение. Пороговое значение для всех этих звуков представляет собой сумму отношений продолжительности воздействия к предельно допустимым значениям для
всех индивидуальных звуков. Число должно быть менее единицы. Например, в конкретной рабочей зоне на предприятии установлено оборудование, являющееся источником различных звуков. Для вычисления порогового значения все отношения необходимо суммировать, как показано в табл. 1.


Импульсивные звуки
Это кратковременные звуки, например, звонок телефона, гудок поезда, взлет самолета и т.п. Они отличаются от звуковых шумов, возникающих в экстремально короткое время, например, выстрел из ружья. Колеблющиеся звуки различаются по продолжительности звучания. Импульсные звуки оценивают по их собственным эффектам, эквивалентным уровням непрерывного звучания. Например, импульсный звук в 100 dB эквивалентен продолжительному звуку в 140 dB. Эти предельные значения не должны превышаться (табл. 2).







Средневзвешенный уровень звука
Способность индивидуума услышать звук во многом зависит от частотной композиции этого звука. Люди способны слышать звуки с частотными характеристиками от 100 до 3000 Гц. Звуки выше 10 000 Гц и ниже 100 Гц часто воспринимаются с трудом.
Следовательно, желательно измерять звук по шкале, аппроксимирующей особенности слуха человека, придавая большее значение звуковой частоте. Существуют произвольные способы имитирования человеческого уха. Средневзвешенный уровень звука А был разработан (аналогично уровням звука B, C, D и E). Измерение взвешенного уровня звука производят по трем дескрипторам. Это наказывает уровень звука в dB в конкретном случае, максимальный уровень и уровень в установившемся состоянии.


Максимально допустимое воздействие
Приведены три крупных научных исследования с попыткой оценить повреждение уха при разных степенях воздействия шума. Все они основаны на сравнении групп людей, подверженных шумовому воздействию, с группами людей, не подвергнутых воздействию шума. Все три исследования пытались спрогнозировать потерю слуха как функцию воз-
действия шума у определенного числа людей. Поскольку исследования проводились в условиях воздействия шума высокого уровня, потребовалась экстраполяция данных для уровня защитного воздействия, которые вызвали бы минимальное снижение слуха при шуме 5 dB и 4000 Гц для 96 % людей.
Любой конкретный уровень шума, воздействию которого рабочие подвергаются на протяжении 250 рабочих дней (8 ч/сут) в течение 40 лет, вызывающий снижение слуха менее чем на 5 dB для 96 % людей, называют максимально допустимым шумовым воздействием. Это базовые данные, применяемые для слуха.
Стресс, высокое артериальное давление, бессонница, отвлечение внимания, снижение производительности и общее снижение качества жизни – все это связано с чрезмерным шумом. Звуки изменяются от момента к моменту, и эти изменения необходимо учитывать при измерении окружающего шума. Запись изменений звуков в диапазоне 30 dB или звуков более низкого уровня в устоявшемся режиме с супервысокими уровнями, связанными с индивидуальными явлениями, важны для
определения предельно допустимых звуков. Важен также возраст лиц, участвующих в исследованиях. Лица старших возрастных групп, как правило, обладают более высокой стойкостью. Число звуков, их продолжительность и нарастание от уровня интенсивности (изменения давления) на барабанной перепонке, т.е. это сумма фактической звуковой энергии для разных интенсивностей и разных воздействий. Это уровень воздействия единичного шумового воздействия.
Другой метод заключается в определении значения звука в устоявшемся режиме, обладающего такой же средневзвешенной звуковой энергией, которая содержится в звуке, изменяющемся во времени. Эквивалентный уровень звука это единичное значение для звука любой желаемой продолжительности. Это вполне коррелирует с шумовыми эффектами воздействия на людей в условиях изменения уровней окружающих звуков и их продолжительности, причем эти эффекты легко поддаются измерению.
Научные исследования с целью оценки снижения слуха при различных уровнях воздействия шума основаны на сравнении групп людей, подвергнутых воздействию шума с группами людей, не подвергнутых шумовому воздействию. Обычно определенное число людей подвергалось воздействию звуков и, затем оценивалось минимальное снижение слуха менее чем на 5 dB при 4000 Гц для 96 % людей. Сорок лет воздействия (250 рабочих дней в год) шума на уровне 70 dB по 80 ч/сут были определены для снижения слуха менее чем на 5 dB для 96 % людей. Эти данные взяты за основу для вычисления уровней защиты слуха от шума. Могут быть введены поправки на воздействие в течение 365 дней при
24 ч/сут и вычислены соответствующие снижения интенсивности в dB (табл. 3).
Для большинства целей Leg определяют как средний пиковый уровень шума ряда технологических установок, создающих шум:
(2)
где: L – уровень звука.



Эквивалентный уровень шума определяют как:
(3)
Leg основан на эквивалентных уровнях давления непрерывных звуков



Шум технологических установок на НПЗ

В схемах НПЗ эксплуатируется много технологических установок от обессоливания, дистилляции, компаундирования до крекинга, коксования, гидропереработки, риформинга, висбрекинга, депарафинизации, селективной экстракции, энергосредств и объектов общезаводского хозяйства.
Каждая установка, выполняющая свою основную первичную/вспомогательную или второстепенную функцию, эксплуатируется в непрерывном или периодическом режиме. Несмотря на наличие средств дистанционного управления, часто бывает, необходим контроль вручную с помощью операторов. От того, как близко оператор находится от работающего оборудования, сколько времени он тратит на каждую установку, и с какой периодичностью он выполняет операции непосредственно на установках, зависит окончательная оценка вреда, причиняемого шумом здоровью.
Уровни шума разных установок на НПЗ приведены в таблице 3



По данным табл. 3, не всегда правильно полагать, что при окружающем шуме 90 dB рабочему можно разрешать работать, если на одном или нескольких объектах оборудования уровень шума ниже 90 dB. В этом случае, в зависимости от предельно допустимого воздействия и его фактической продолжительности шум может причинить серьезный вред здоровью рабочего. Из табл. 3 видно, что если человек работает в условиях шума на уровне 73 dB 250 сут/год (по 8 ч/сут), то при пересчете на 350 дней уровень шума снижается до 71,4 dB. Кроме того, пороговый предел учитывает уровни шума всего оборудования в этой рабочей зоне.
Даже случайное отключение одного или двух объектов оборудования может принести какое-то смягчение вредоносного воздействия. Кроме того, степень воздействия шума зависит от звуковой частоты. Известно, что многочастотный звук линейно
не зависит от его интенсивности. Поэтому следует предложить индекс звука:
где L – шум среднего пикового уровня, dB;
А – числовое значение от 10 до15;
N – число воздействий.
В таблице 1 приведены различные цифровые индексы для различных технологических установок, работающих в течение заданных периодов. В целях безопасности для здоровья рабочих эта корреляция должна строго соблюдаться.


Меры, направленные на снижение шума

Любое оборудование, эксплуатируемое в заданных условиях давления/температуры, издает импульсы разной степени, следовательно, эти импульсы необходимо измерять и анализировать с помощью высокоточных приборов. Если установка находится в ближайшей или самой безопасной точке, на расстоянии 0,5 м, то импульсы должны быть испытаны. Далее импульс должен испытываться на расстоянии 50 м от работающей машины с интервалом 5/10 м во всех направлениях. Эту зону называют «рабочей зоной». Вполне вероятно, что в этой же зоне работает еще какой-нибудь прибор или машина со своим специфическим шумом. По мере увеличения импульса повышается уровень шума. После определения уровней шума принимают меры по его снижению или ограничению.
Возьмем, например, воздуходувку, шум которой может быть снижен путем придания обтекаемой формы потокам на входе и выходе, что достигается снижением давления и скорости потока или изменением направления потока и многократными отражениями. Таким образом, шум воздуходувки мощностью 5 л.с. может быть
снижен до 5–10 dB путем установки глушителей на каждой стороне.
Аналогичным образом снижение шума достигается путем применения специальных строительных звукоизоляционных материалов – модельных поливиниловых панелей, усиленных композитным стекловолокном. Эти материалы применяются для частичной или полной звукоизоляции. Эти панели поглощают звук или изменяют звуковую частоту. Вязкоупругие материалы также широко применяются в промышленности для снижения шума вследствие вибрации, акустических ударов и т.д. благодаря снижению естественных частот звучания.
К другим способам звукоизоляции относят установку соответствующих перегородок из различных пластичных материалов, звуковых барьеров и изоляции одного высокотонального шумного оборудования от другого. Изменение частоты желательно, если звук вызывает слишком много нарушений нормального режима, а установку невозможно отключить ни при каких обстоятельствах. Это может быть более дорогостоящий способ, но его необходимо применять, так как отключение установки вызвало бы каскадный эффект.


Заключение

Вторая по значимости вредность на НПЗ — производственный шум. Производственный шум — один из важнейших неблагоприятных факторов, воздействующих на рабочих нефтеперерабатывающих заводов. Наиболее интенсивный источник шума — форсунки нагревательных печей. Характерно также влияние переменных температур, связанное с частым перемещением персонала из закрытых помещений на наружные установки.

Список литературы