CHARAKTERYSTYKA CZYNNIKÓW SZKODLIWYCH DLA
Transkrypt
CHARAKTERYSTYKA CZYNNIKÓW SZKODLIWYCH DLA
35/5 Solidification ofMetals and Alloys, No. 35, 1998 Krzepnięcie Metali i Stopów, Nr 35, 1998 PAN - Oddział Katowice PL-ISSN 0208-9386 MARIUSZ HOLTZER. CHARAKTERYSTYKA CZYNNIKÓW SZKODLIWYCH DLA ZDROWIA W ODLEWNIACH STOPÓW ŻELAZA Streszczenie W referacie omówiono czynniki szkodliwe dla zdrowia występujące w odlewniach stopów żelaza. Przeprowadzona analiza została dokonana w oparciu o dane z około 40 krajowych odlewni żeliwa i staliwa o różnej wielkości zatrudnienia i skali produkcji. W odlewniach tych stosowano zróżnicowane technologie mas formierskich jak również technologie otrzymywania ciekłego metalu. Końcowym niekorzystnym efektem występowania zagrożeń na stanowiskach pracy są choroby zawodowe pracowników odlewni. l. WPROW ADZENIE W odlewniach stopów żelaza występuje znaczna koncentracja czynników szkodliwych i uciążliwych na wielu stanowiskach pracy. Przyczyną tego, w zależności od rodzaju odlewni, stosowanych technologii, surowców, maszyn i urządzeńjest [5] : • zanieczyszczenie powietrza pyłami, często respirabilnymi (szczególnie zawierającymi wolną krystaliczną krzemionkę i tlenki metali), tlenkiem węgla, dwutlenkiem siarki, tlenkami azotu, parami substancji organicznych (m.in. wieiopierścieniowymi węglowodorami aromatycznymi, fenolem, toluenem, ksylenem) pochodzącymi z dodatków do mas (np . pył węglowy), spoiw, utwardzaczy itp ., • hałas, wibracja i wysoka temperatura, • znaczny wydatek energetyczny pracowników przy wykonywaniu szeregu czynności i operacji ręcznych. O niekorzystnych warunkach środowiska pracy w odlewniach decyduje nie tylko znaczna intensywność występowania danego czynnika szkodliwego, lecz także występowanie kilku czynników równocześnie (np. hałas , wibracja i zapylenie lub hałas, zapylenie i wysoka temperatura) . Na całoksztah warunków pracy wpływają ponadto takie niedogodności jak: koncentracja stanowisk, brak właściwych dróg i przejść, złe oświetlenie, bądź zjawisko przenoszenia się czynników szkodliwych na większą liczbę pracowników niż to konieczne (na skutek skoncentrowania wielu operacji w jednej hali) . Występowanic tych zagrożeń jest czc;:sto przyczyną chorób zawodowych pracowników odlewni. • dr hab. prof. nadzw. -Wydział Odlewnictwa, Akademia Górniczo-Hutnicza, Kraków 38 Zamieszczone w niniejszej pracy dane liczbowe pochodzą z konkretnych odlewni i staliwa, a dotyczą występujących wartości maksymalnych [1,2,4]. żeliwa 2. PRZYGOTOWANIE MODELI W modelami dużą uciążliwością dla pracowników jest hałas powstający na stanowiskach obróbki drewna na modele, powodowany przez piły i strugarki . Równoważny poziom hałasu ważony 8 godzinnym czasem pracy mieści się w granicach 80-86 dB/N. Maszyny do obróbki drewna, głównie piły, emitują w trakcie pracy hałas do 90 dB/N - zależy to również od obrabianego materiału . Stosowanie ręcznych strugów elektrycznych (naprawa modeli itp .) powoduje hałas rzędu 92-93 dB/N. Zapylenie wywołane pyłem powstającym podczas obróbki drewna mieści się w zakresie 2-5 mg/m 3 . Szczególnie pyłotwórcze są naprawy modeli . Szlifowanie modelu czy szpachli użytej do naprawy ręczną szlifierką powoduje zapylenie przekraczające 3-4 krotnie poziom NOS. Są to operacje krótkotrwale, ale ze względu na duże zagrożenie pyłami (również pyłami Si0 2 ) pracownicy zobowiązani są do stosowania ochron indywidualnych. Należy zwracać uwagę na opary rozpuszczalników oraz farb i lakierów stosowanych do malowania modeli. Przykładowo pomiary wykonane na stanowisku malowania 3 wykazały następujące stężenia : toluen 7,5 mg/m (NOS 100 mg/m 3 ), ksylen 45 3 3 mg/m (NOS 100 mg/m ) oraz alkohol n-butylowy 13 mg/m 3 (NOS 50 mglm 3) 1 . 3. PRZYGOTOWANIE MAS FORMIERSKICH I RDZENIOWYCH ORAZ WYKONYWANIE FORM I RDZENI odlewni stopów żelaza na stanowiskach formierskich podstawowymi dla zdrowia są: zapylenie, hałas, wibracja i emisja szkodliwych gazów. Zawartość pyłu w powietrzu może przekraczać nawet dwukrotnie wartość NOS wynoszącą 4 mg/m 3 (stężenie pyłu całkowitego zawierającego wolną (krystaliczną) krzemionkę od 2% do 50%) i zależy od intensywności produkcji oraz umiejscowienia stanowiska formowania. Źródłem zapylenia są tu : kraty wstrząsowe, czynności podczas przerobu mas, transport (nadawy, przesypy, taśmociągi), mieszarki. Często mamy do czynienia z zapyleniem wtórnym wywołanym przez pracowników, np. podczas używania sprężonego powietrza do czyszczenia form . Przykładowo zapylenie na poszczególnych stanowiskach może W każdej zagrożeniami ksztahować się następująco : NDS -najwyższe dopuszczalne stężenia czynników szkodliwych dla zdrowia, których na pracownika w ciągu 8- godzinnego czasu pracy przez okres jego aktywności zawodowej nie powinno spowodować ujemnych zmian w jego stanie zdrowia oraz w stanie zdrowia jego przyszłych pokoleń . 1 oddziaływanie 39 poziom mieszarek 8,0 mg/m 3 3 stanowisko suszamiowego 3,9 mg/m 3 formierz ręczny 3,0 mg/m stanowisko formowania ręcznego 3,8 mg/m3 wybijacz form 8,0 mg/m3 Bardzo niekorzystna jest duża, dochodząca do 30%, zawartość krzemionki w pyle. Szczególnie duże przekroczenia dopuszczalnych wartości występują w zakresie pyłu respirabilnego (dopuszczalna wartość NOS dla tego rodzaju pyłu wynosi l mg/m\ Należy tu wymienić stanowiska: formierz ręczny (2 mg/m 3 ), wybijacz form (2,2 mg/m 3 ) oraz formierz maszynowy (1,5 mg/m\ Na stanowiska formowania dochodzą też pyły z innych procesów np. z topienia w piecach łukowych i indukcyjnych (szczególnie podczas spustu metalu) oraz z zalewania form. W zależności od stosowanych technologii sporządzania mas i rdzeni, szczególnie ze spoiwami organicznymi, może występować do środowiska pracy emisja szkodliwych gazów[3) : Tablica l Emisja substancji gazowych przy sporządzaniu rdzeni Em1sswn . . o f g.ases m . corema k.·mg. proccsscs St~żenie gazów, mg/m Stanowisko formaldehyd fenol 3 co alkohol etyl~ formowanie rdzeni suszenia rdzeni NDS ręczne 1,0 0,51 1,49 - 0,05 - 1,03 100,9 0,5 10 30 1000 Innym czynnikiem szkodliwym dla zdrowia, którego natężenie przekracza przepisami wartość (85 dB/AI) jest hałas . Na stanowisku formowania ręcznego, gdzie stosuje się ubijaki pneumatyczne, natężenie hałasu dochodzi do 90-100 dB/A/. Natomiast przy stosowaniu formierek typu FK, jak wykazały pomiary, natężenie hałasu wynosi nawet 115 dB/A/. Źródłami hałasu są ponadto: suszarki do form, przecinarki cegieł szamotowych, kuźnia (młot pneumatyczny), kraty wstrząsowe. Na stanowiska formowania dochodzi często hałas z innych stanowisk np. piece łukowe, oczyszczalnia odlewów. Czynnikiem stanowiącym zagrożenie dla zdrowia oraz generującym powstawanie choroby zawodowej jest wibracja. Na stanowiskach formowania dopuszczalną 40 takie zagrożenia stwarzają ubijaki i inne urządzenia pneumatyczne (kończyny góme) 2 W odlewniach stosujących proces regeneracji zużytej masy, obsługa regeneratora i urządzeń towarzyszących jest narażona na nadmierne zapylenie (ok. 7-8 mg/m 3 , przy zawartości krzemionki dochodzącej do 8%) oraz nadmiemy hałas (90-95 dB/AI) na stanowiskach pracy. CzC(sto na wydziałach formowania występują zagrożenia czynnikami szkodliwymi wynikające ze stosowania wózków i podnośników spalinowych do transportu wewnętrznego. 4. PRZYGOTOWANIE CIEKLEGO METALU I ZALEWANIE FORM Obsługa pieców topielnych w odlewni stałiwa jest narażona na działanie czynników szkodliwych takich, jak: nadmiemy hałas, zapylenie, wysoka temperatura, emisja gazów, oraz duży wysiłek fizyczny. Porównując stanowiska pracy obsługi pieca lukowego i indukcyjnego można stwierdzić, że wyższe natC(żcnie czynników szkodliwych występuje na stanowisku pieca lukowego . Zapylenie jest zależne od szeregu czynników: rodzaj wytapianego stopu (staliwo, żeliwo) , pora roku, liczby pracujących pieców, funkcji (l ,2,3 wytapiacz) i dochodzi do 7 mg/m 3 . Największe zapylenie występuje podczas operacji spustu (otwarcie zatyczek na rynnie spustowej) i może osiągać wartość kilkunastu mg/m 3 (tablica 2) . Obsługa pieca oraz pracownicy zatrudnieni na stanowisku zalewacza form narażeni są na działanie CO, którego stężenie nie przekracza co prawda wartości NDS, ale jest stosunkowo wysokie. Wytapiacz stali przy piecu lukowym narażony jest na nadmiemy hałas, szczególnie w okresie roztapiania wsadu, kiedy hałas o charakterze udarowym dochodzi do 120 dB/A/. W nicktórych odlewniach nawet w kabinie sterowniczej na pomoście pieca natężenie hałasu w tym okresie może dochodzić do l 07 d B/ Al. Na stanowisku pieców indukcyjnych poziom równoważny hałasu dochodzi do 76-80 dB/A/. Pomiary wykazały, że na stanowisku wytapiacza stali w piecu łukowym wskaźnik obciążenia termicznego WBGT wynosił 22,8°C, natomiast na stanowisku wytapiacza stali w piecu indukcyjnym wskaźnik WBGT wynosił l 7°C. W okresie letnim pracownicy mogą być narażeni na pracę w mikroklimacie gorącym (wartość WBGT powyżej 30°C). Praca przy obsłudze pieców lukowych charakteryzuje się dużym wydatkiem energetycznym wynoszącym 6700-10000 kJ/zmianę (1600-2400 kcal/zmianę), w zależności od funkcji, co jest spowodowane wykonywaniem szeregu prac 2 W oparciu o obowiązującą norm~ PN-91/N-01353 określa się obecnie nie krotność przekroczeń, ale maksymalny czas pracy danym narz~dzicm w ciągu zmiany roboczej. 41 ręcznych (wprowadzanie dodatków do pieca, ściąganie żużla, pobieranie prób) w warunkach wysokiej temperatury otoczenia. Obsługa pieców topialnych narażona jest również na działanie promieniowania podczerwonego (IR). W zależności od stanowiska pracy natc;:żenie tego promieniowania kształtuje się jak w tablicy 3. Dlatego też pracownicy zatrudnieni na tych stanowiskach powinni nosić okulary ochronne, ubranie ochronne i rc;:kawice. Tablica 2 Emisja pyłów przez piece do topienia metalu E m1sston . . o fd ust firom me l tmg_ . fiurnaces Stężenie pyłu, mg/mJ Etap topienia Piec załadunek łukowy pieca i roztapianie wsadu topienie wsadu 6,8 3,7-4,4 spust metalu 6,2 Piec indukcvjny załadunek pieca 3,6 topienic wsadu 3,0-4,0 wprowadzanie dodatków 4,4 spust metalu 4,2 Żeliwiak ważenie i ladowanie wsadu 12,5 wytapianie 7,8 obsługa okna wsadowego 10,3 obsługa kadzi przechylnej 11,5 Podczas zalewania form ciekłym metalem występuje często zagrożenie odprysku cieklego metalu oraz wydzielają się w znacznych ilościach pyły i gazy, powstające w \\yniku wypalania się substancji organicznych zawartych w masach i zasypkach egzotermicznych . Stężenie pyłu na stanowiskach zalewania form 3 może dochodzić do 5 mg/m . 42 Tablica 3 promieniowania podczerwonego (ffi) na stanowiskach obsługi pieców topialnych R a d'1a t'wn mtens1ty . . furnaces mamtenance . o f ffi on me lt mg work<pil aces Srednie nat~żenie NDN w odniesieniu NDN w odniesieniu Stanowisko napromieniowania, do oka, do skóry, W/m 2 W/m 2 W/m 2 Nat~żenie ładowacz wsadu wytapiacz 256 150 700 788 150 700 150 700 zalewacz 376 NDN- NaJwyższe dopuszczalne sredme natężeme naprom1emowama 5. WYBIJANIE FORM, OCZYSZCZANIE I WYKAŃCZANIE ODLEWÓW Podczas operacji wybijania odlewów występuje nadmiemy hałas oraz zapylenie. Dodatkowe zagrożenie zdrowia, a nawet życia jest związane z transportem form i odlewów. Przykładowo w jednej z odlewni, podczas pracy kraty wstrząsowej zmierzone stężenie pyłu wynosiło 4,0-4,5 mg/m 3 przy zawartości krzemionki w pyle dochodzącej do 31%, natomiast hałas na tym stanowisku dochodził do wartości 89 dB/A/. W niektórych odlewniach stężenie pyłu na stanowisku wybijania jest nawet trzykrotnie wyższe niż obowiązująca norma. W oczyszczalni odlewów dużą uciążliwością jest praca przy użyciu młotków pneumatycznych (wibracja), zagrożenia związane z upalaniem nadlewów palnikami acetylenowymi lub plazmą, zapylenie spowodowane pracą ręcznych szlifierek pneumatycznych, hałas wywołany pracującymi oczyszczarkami np . b<;:bnowymi, występowanie strefy gazowo-niebezpiecznej, wysoka temperatura w okolicy pieców do wyżarzania odlewów, oraz ogólne zagrożenie związane z transportem odlewów. Na stanowisku oczyszczania odlewów wibracja oddziałująca na kończyny górne może nawet 3-krotnie przekraczać wartość dopuszczalną. Stanowisko upalania nadlewów charakteryzuje się dużym zapyleniem wynoszącym około 3-3,5 mg/m 3 , przy zawartości krzemionki w pyle 3%. W pyle tym występuje ró\'/nież żelazo (w stężeniu 0,70- 0,90 mg/m 3 ), a czasami mangan (w stężeniu 0,075-0,090 mg/m 3), w zależności od wytapianego tworzywa. Podczas upalania nadlewów mogą wydzielać się tlenki azotu, których st<;:żenie dochodzi do 2 mg/m 3 . Bardzo poważne zagrożenie zdrowia wyst<;:puje na stanowiskach, gdzie wykonywane są prace związane z wykańczaniem odlewów takie jak: spawanie, elcktrożłobienie i obróbka mechaniczna. Przy pracach spawalniczych stężeni e pyłu dochodzi do 5,0 mg/m 3, pr;;~y zawartości w nim tlenków żelaza do 3,0 mg/m 3 , tlenków manganu do 0,4 mg/m 3 . Stężenie wydzielających si ę tlenków 43 może przekraczać mg/m 3 . Przy obróbce odlewów ze staliwa zawierającego w swoim składzie chrom w pyle mogą występować ślady tlenków chromu . Ze względu na wysoką temperaturę odlewów spawanych na gorąco (około 300°C) praca przebiega w mikroklimacie gorącym, szczególnie w okresie letnim . Na stanowisku elektrażłobienia odlewów zmierzone stężenie py łu 3 wynosiło l 0,5 mg/m (prawie 3-krotne przekroczenie normy), przy stężeniu w nim tlenków żelaza 5,0 mg/m 3 , oraz tlenków manganu 0,06 mg/m 3 . Natężenie hałasu na tym stanowisku wynosiło średnio 91 dB/N, a maksymalnie osiągało wartość 126 dBIN, w kabinach hałas kształtował się na poziomie 100-105 d B/ N . Pracownicy na tych stanowiskach, ze względu na zapylenie, powinni stosować specjalne kaski z doprowadzeniem powietrza, co jest wprowadzone już w nicktórych odlewniach . Prace związane z obróbką mechaniczną odlewów, przy których stosuje się narz((dzia pneumatyczne, charakteryzują sil( nadmiemym zapyleniem 3 dochodzącym do 6 mg/m oraz halasem o nat((żeniu (poziom równoważny) 92-94 dBIN . W trakcie pracy szlifierką hałas dochodzi do 100 dB/N. Istotnym czynnikiem szkodliwym na tym stanowisku pracy jest również wibracja. Średni maksymalny dopuszczalny czas pracy szlifierką wynosi 150 min./zmianę . Dodatkowo dochodzi zagrożenie wywołane procesem schładzania się obudowy szlifierki pneumatycznej, szczególnie w okresie zimowym, wskutek rozprężania spn;;żonego powietrza - zimne ręce i wilgoć wzmagają zagrożenie chorobą wibrac)jną. Wydatek energetyczny na tym stanowisku wynosi około 6700 kJ/zmianę ( 1600 kcal/zmian((). Stanowiskiem gdzie występuje duże narażenic na promicnimvanic cieplne jest wyżarzacz odlewów obsługujący piece do hartowania odlewów. Średnic natężenie napromieniowania dochodzi tu do 800 W/m 2 ( przy dopuszczalnej wartości dla oka 150 W/m2 oraz dla skóry 700 W/m 2 ), natomiast wskaźnik obciążenia termicznego WBGT wynosi 20,9°C. W zależności od rodzaju pieca termicznego hałas na stanowisku waha się w granicach 75-95 dB/A/. Stanowiskiem gdzie występuje zapylenie przekraczające dopuszczalną normę, jest stanowisko murarz pieców i urządzeń przemysłowych . Przykładowo przy wyb urzaniu pieca (wymiana wyłożenia) stężenie pyłu wynosi II mg/m 3 przy zawartości krzemionki 4,0 mg/m 3 . Natomiast przy wykładaniu pieca nowymi 3 płytami stężenie pyłu dochodzi do 4,0 mg/m . azotu 5 6. CHOROBY ZA WODO WE Chorobą zawodową występującą najczęściej u pracowników odlewni stałiwa jest uszkodzenie narządu słuchu . W następnej kolejności występuje pylica oraz zespól wibracyjny. Czasami stwierdza się występowanie przewlekłego zapalenia 44 oskrzeli . Natomiast u pracowników odlewni żeliwa najczęściej występuje nicżyt dróg oddechowych. Statystycznie, na przestrzeni kilku lat, w jednej z odlewni staliwa i odlewni żeliwa sytuacja w zakresie chorób zawodowych wyglądała tak, jak to przedstawia tablica 4 oraz tablica 5 . Tablica 4 Statystyka chorób zawodowych w jednej z odlewni staliwa Statistic o f occupational diseases in steel foundry Choroba zawodowa uszkodzenie 1991 r. 1992 r. 1993 r. 1994 r. 66 16 11 2 słuchu pylica płuc 3 7 8 3 zespół wibracyjny 6 4 7 2 l o o o przewlekłe zapalenic oskrzeli Tablica 5 Statystyka chorób zawodowych w jednej z odlewni żeliwa Statistic o f occupational diseases in iron foundry Choroba zawodowa 1993 r. 1994 r. 1995 r. pylica płuc l 3 - zespół wibracyjny l - 2 słuchu - l 4 dróg oddechowych 4 4 6 - - l uszkodzenie nieżyt choroby skóry 45 7. PODSUMOWANIE Stanowiska pracy w odlewniach, zarówno w odlewniach żeliwa jak często stwarzają zagrożenie i staliwa, zdrowia i życia pracowników. Bardzo często pracownicy zatrudnieni na stanowiskach nie generujących powstawania zagrożeń są narażeni na działanie czynników szkodliwych, emitowanych przez inne stanowiska. Do takich grup należą: traserzy (hałas, zapylenie), suwnicowi (zapylenie i gazy, które gromadzą się w górnych częściach hali), pracownicy transportu . Grupę tych osób powiększają: mistrzowie, technolodzy, pracownicy kontroli jakości wykonujący pomiary na stanowiskach pracy. Z tego też względu konieczna jest systematyczna kontrola warunków pracy również i w tych grupach zawodowych. O wadze problemu niech świadczy fakt, że w jednej z odlewni spośród 2000 stanowisk produkcyjnych na 1/3 stanowisk występują przekroczenia poziomu zapylenia, hałasu łub wibracji. Na niektórych stanowiskach przekroczonych jest równocześnie kilka czynników. Najliczniejsze są przekroczenia hałasu i zapylenia. Niezbędne są ciągle działania prowadzące do poprawy warunków pracy (często tylko organizacyjne). Należy się liczyć z faktem, że konieczne jest stałe i konsekwentne przeznaczanie przez odlewnie środków finansowych, na działania zmniejszające zagrożenia dla życia i zdrowia załogi. Jednak w końcowym rozrachunku poniesione nakłady przynoszą wymierne korzyści . Wśród takich działań niezbędnych i pilnych można wymienić : • wykonanie instalacji odpylających i wentylacji na stanowiskach, które dotychczas ich nie mają, a powodują szczególne zagrożenie, • wykonanie obudowy pieców, szczególnie łukowych, co w sposób skuteczny ogranicza zasięg ich niekorzystnego oddziaływania na załogę, chociaż z drugiej strony zwiększa się natężenie czynników szkodliwych bezpośrednio na stanowiskach obsługi pieca, • stosowanie w miejsce materiałów stwarzających zagrożenie dla pracowników, materiałów bezpiecznych, przyjaznych dla środowiska, • konsekwentne przestrzeganie stosowania przez pracowników środków ochrony osobistej, • eliminowanie urządzeń i narz~,;dzi stwarzających zagrożenie i zastępowanie ich bezpiecznymi, • współpraca z załogą oraz stałe i konsekwentne kształtowanie świadomości w zakresie środowiska i bezpieczeństwa pracy, • tworzenic systemów zarządzania bezpieczeństwem i środowiskiem pracy. praca finansowana jest przez Komitet Badań Naukowych (umowa nr l O. 170. 159.) 46 Literatura: l . Charakterystyka źródeł zanieczyszczeń w krajowych odlewniach staliwa. Praca naukowobadawcza nr 11.170.111 wykonana pod kicrunkiem M. Holtzcra. Akademia GómiczoHutnicza w Krakowie, Wydział Odlewnictwa. Kraków 1994. 2. Charakterystyka źródeł zanieczyszczeń w krajowych odlewniach 2eliwa. Praca naukowobadawcza nr l O. 170.159 wykonana pod kierunkiem M. Holtzera. Akademia GórniczoHutnicza w Krakowie, Wydział Odlewnictwa. Kraków 1996. 3. Dziennik Ustaw RP Nr 69 z dn. 22 czerwca 1995 , poz. 351 4. Holtzer M., Kowalski K. : Czynniki szkodliwe dla zdrowia występujące w odlewniach. II Seminarium Naukowo - Szkoleniowe Ochrona Środowiska w Odlewnictwie. Wydział Odlewnictwa AGH, Kraków 1996, s. 77-82. 5. Włodarczyk W. : Przegląd Odlewnictwa 1986, nr 2, 90-91. Recenzent: prof. dr hab. inż . Stanislaw Jura Mariusz Holtzer Hcalth-harmfuł factors in the work environmcnt of foundries Sununary Work stands, espccially in iron and steel foundrics, can oflcn crcate health and life hazards for workcrs. In the paper work stands wherc such hazards occur arc dcscribed in detail giving the mcasurcd valucs of thcsc hazards whcn compared with the admissible levcls . Whcn discussing parlicuJar stands the teclmological order has been acccptcd, starting from thc preparation of foundry pattcms, through thc mould-and corcmaking proccsses, melting processcs, to dressing of castings and their heat treatment. The occupation discases which occur most oflen arnong workcrs in foundries have been pointcd out. Judging from the mcasurcs taken by foundries in thc past few years to improvc the wark conditions and from the considerable financial means assigncd to this purpose one can come to the conclusion that the situation in constantly improving.