Шарапов В.И. Охрана труда на судах флота рыбной промышленности

Подождите немного. Документ загружается.

J 4 5

(82) (87) (100)

(70)

(92)

Z 1

(107) (117)

Рис. 26. Уровни шума на судне:

/ — в машинном отделении; 2 — на палубе юта над машинной установкой; 3 —

в кормовой части верхней палубы; 4 — в кормовой части палубы юта; 5 — на

крыше юта; 6 — в открытой части нижнего мостика;. 7—на нижнем мостике;

8 — на ботдеке; 9 — на спардеке; КК— кормовой коффердам

и вибрации в машинных отделениях, служебных, жилых и бы-

товых помещениях. Незначительные габаритные размеры су-

довых помещений (в большинстве случаев металлических),

в которых размещаются главные и вспомогательные двигатели,

способствуют концентрации звуков, возникающих при работе

двигателей.

На судах источником шума и вибрации являются не только

все машины и механизмы, имеющие подвижные части, но и

гребные винты, вентиляционное оборудование и системы кон-

диционирования воздуха, передающие вибрацию переборкам

и судовым конструкциям, а также удары волн о корпус судна.

Примерные уровни шума на судне (в скобках) даны на рис. 26.

Природа возникновения шумовых характеристик в двигате-

лях различна как по характеру, так и по времени протекания,

поэтому шумовой уровень у разных типов двигателей неодина-

ков.

Источники шума двигателей внутреннего сгорания по своему

происхождению могут быть газодинамическими и механиче-

скими. Первые возникают вследствие процессов, происходящих

при всасывании воздуха, выпуске отработавших газов, а также

при сгорании рабочей смеси в цилиндрах, вторые — от механи-

ческих ударов движущихся частей двигателей и вибрации са-

мого двигателя.

Шумом называют звуки, мешающие восприятию полез-

ных звуков или нарушающие тишину, а также звуки, оказыва-

ющие вредное или раздражающее действие на организм че-

ловека. Шум является сочетанием звуков различной частоты и

интенсивности. Звуковая волна характеризуется звуковым дав-

131

лением Р (в Па), частотой f (в Гц), колебательной скоростью

v (в м/с), интенсивностью J (в Вт/м

Звуковым давлением называют разность между

мгновенным значением полного давления и средним давлением

в невозмущенной среде. Звуковые колебания любой среды воз-

никают при нарушении ее стационарного состояния под дей-

ствием возмущающей силы. В этом случае частицы среды на-

чинают колебаться относительно положения равновесия, причем

скорость этих колебаний значительно меньше скорости распро-

странения звуковых волн, которая зависит от упругих свойств,

температуры и плотности среды. Возбудителями звуков явля-

ются вибрирующие тела машин, механизмов, приспособлений

и инструментов, которые вызывают звуковые волны, распро-

страняющиеся в материальной среде.

Звуки, распространяющиеся в воздухе, порождают воздуш-

ный шум, а в твердых телах (переборки, обслуживающие пло-

щадки, подшипники и т. п.) — структурный.

Скорость звука в воздухе при температуре 20°С и нормаль-

ном атмосферном давлении равна 344 м/с, в воде— 1500,

стали — 5000, стекле — 5200, дереве — 3500, пробке — 500, ре-

зине — 40. . .150 м/с.

Количество переносимой энергии определяется интенсивно-

стью звука. Под интенсивностью понимают среднюю

величину потока энергии в какой-либо точке среды в единицу

времени, отнесенной к единице площади поверхности, нормаль-

ной к направлению распространения волны.

Характеристикой источника шума служит звуковая мощ-

ность Р, которая определяется общим количеством звуковой

энергии, излучаемой источником шума в окружающее прост-

ранство за единицу времени.

Слуховой орган человека воспринимает в виде слышимого

звука колебания упругой среды, имеющие частоту примерно

20. . .20 000 Гц.

На рис. 27 область слухового восприятия ограничена двумя

кривыми. Верхняя кривая представляет собой порог болевого

ощущения. Порог минимальной слышимости при частоте

1000 Гц соответствует звуковому давлению, равному 2- 10~

Па,

а интенсивность /

—10~

Вт/м

. При звуковом давлении

2 • 10

Па и интенсивности звука 10 Вт/м

возникают болевые

ощущения. Разница между болевым порогом и порогом слыши-

мости очень велика. Чтобы не пользоваться при расчетах боль-

шими числами, ученым А. Г. Белом разработана логарифмиче-

ская шкала, характеризующая интенсивность звука или шума,

которая измеряется в безразмерных единицах, белах (Б):

L=lg(7/7,), (9.1)

где У —• интенсивность звука в данной точке; /о — интенсивность звука, соот-

ветствующая порогу слышимости.

132

20 WO 500 WOO 5000 WOOD

Частота, Гц

Рис. 27. Кривые равной громкости

Из формулы (9.1) следует, что интенсивность звука про-

порциональна квадрату звукового давления, поэтому для

уровня звукового давления можно записать

L=lg(P

)=2 lg (Р/Р

). (9.2)

На практике пользуются не белом, а децибелом (дБ), рав-

ным 0,1Б:

L = 201g(P/P

). (9.3)

Источник шума может быть представлен составляющими

его тонами в виде зависимости уровней звукового давления

от частоты, т. е. спектром шума. Спектр шума может

быть линейчатым (дискретным), сплошным и смешанным. На

судах большинство источников шума имеют смешанный или

сплошной спектр.

При проведении акустических расчетов или при измерении

и анализе шума весь диапазон частот разбивают на полосы

определенной ширины — октавы. Октавой принято называть

полосу частот, у которой отношение верхней граничной частоты

к нижней fx равно 2, например, 50—100, 100—200, 200—400 Гц

и т. д. Если fjfi = y 2 = 1,26, то ширина полосы равна 7з

октавы. Для гигиенических целей шумы исследуют обычно

в октавных, а для технических — в '/з-октавных полосах.

133

Характеристикой каждой полосы частот является их сред-

негеометрическая величина, которая для октавы вычисляется

по формуле

h = ^/hh, (9.4)

а для Уз октавы по формуле

/ср=У2/Г- (9.5)

Широкополосные шумы имеют непрерывный спектр шири-

ной более одной октавы, г в спектре тональных шумов слы-

шатся отдельные тона.

Восприятие шума человеком значительно отличается от опи-

санных физических характеристик звука, так как слуховой ор-

ган неодинаково чувствителен к шуму различных частот. По-

этому для оценки субъективного восприятия громкости шума

введено понятие уровня громкости, который отсчиты-

вается от условного нулевого порога слышимости. За единицу

уровня громкости принят фон. Он соответствует разности

уровней интенсивности 1Б эталонного звука частотой 1000 Гц.

На частоте 1000 Гц уровни громкости (в фонах) совпадают

с уровнем звукового давления (в децибелах).

§ 2. ДЕЙСТВИЕ ШУМА НА ЧЕЛОВЕКА

Основные сведения. Шум относится к общебиологическим

раздражителям, так как он в определенных условиях может

влиять на все органы и системы организма человека. Длитель-

ное воздействие интенсивного шума приводит к профессио-

нальному заболеванию — тугоухости. При очень большом звуко-

вом давлении может произойти разрыв барабанной перепонки.

Высокочастотный шум (1000... 8000 Гц) вызывает явления,

неблагоприятные для слуха, а также влияет на различные

отделы головного мозга, вызывая головную боль, плохой сон,

раздражительность, утомляемость, боли в области сердца, ос-

лабление памяти и т. п.

Под влиянием шума снижается острота зрения, изменяется

чувствительность к различным цветам, наступают изменения

в вестибулярном аппарате; нарушаются функции желудочно-

кишечного тракта; происходят нарушения обменных процессов

организма; повышается внутричерепное давление. Выявлено

также, что импульсный (прерывистый) шум ухудшает точность

выполнения рабочих операций, затрудняет восприятие инфор-

мации.

Нормирование шума. Для ограничения вредного воздейст-

вия шума на организм человека введено его нормирование.

Нормированными параметрами шума являются уровни звуко-

134

вого давления (в дБ) в октав-

ных полосах со среднегеомет-

рическими частотами 63, 125,

250, 500, 1000, 2000, 4000,

8000 Гц. Для постоянных шу-

мов нормирование ведется по

предельному спектру шума.

Каждый предельный спектр

обозначается цифрой, которая

соответствует допустимому

уровню шума (в дБ) в октав-

ной полосе со среднегеометри-

ческой частотой 1000 Гц. На-

пример, ПС-85 означает, что

в этом предельном спектре допустимый уровень шума равен

85 дБ. На частоте 63 Гц уровень для этого спектра равен 99 дБ,

а на частоте 8000 Гц — 74 дБ.

На судах очень часто шум имеет непостоянный характер

(работа грузовых и траловых лебедок и т. п.). В этих усло-

виях наиболее удобно пользоваться некоторой средней вели-

чиной, называемой эквивалентным (по энергии) уровнем

звука и характеризующей среднее значение энергии звука.

Этот уровень измеряется шумомером со стандартной корректи-

рованной частотной характеристикой, в нем при помощи фильт-

ров снижена чувствительность на низких частотах.

В качестве допустимых величин уровней шума в энергети-

ческих отделениях судов устанавливаются предельные уровни

звукового давления в октавных полосах частот (рис. 28).

При работе в машинном отделении в течение всей вахты

(суда, на которых отсутствует дистанционное управление ме-

ханизмами из специальных звукоизолированных постов и

пультов), т. е. при воздействии шума в течение 7 и более часов

в сутки, предельные уровни устанавливаются по кривой

При периодической работе в машинном отделении в течение

вахты, т. е. при прерывистом воздействии шума (суда, обору-

дованные дистанционным управлением механизмами из звуко-

изолированных постов и пультов), предельные уровни устанав-

ливаются по кривой 1.

В машинных отделениях судов, оборудованных средствами

комплексной автоматизации управления механизмами, на ко-

торых регулярное нахождение обслуживающего персонала во

время работы силовой установки не требуется, величины, ука-

занные на кривой 1, могут быть превышены на 5 дБ.

В изолированных помещениях постов или пультов управле-

ния механизмами допускаемые уровни звукового давления ус-

танавливаются по кривой 3.

62,5 125 250 506 ЯМ 2001 4600 S0D0

Частота, Г4

Рис. 28. График нормирования шума

135

13. Нормы предельно допустимого шума на судах

Рабочие места

Уровень звукового давления (в дБ) в октавных

полосах со среднегеометрическими частотами, Гц

Уровень звука и-

эквивалентный уро-

вень звука, дБА

Рабочие места

125

250 500 1000

2000

4000

8000

Уровень звука и-

эквивалентный уро-

вень звука, дБА

1. Помещения конструк-

71 61 54 49 45 42 40 38 50

торских бюро, програм-

мистов вычислитель-

ных машин, лаборато-

рий для теоретических

работ и обработки экс-

периментальных дан-

ных, приема больных

в здравпунктах

2. Служебные помеще-

79 70 68 58 55 52

49 60

ния

3. Помещения изоли-

рованных кабин наблю-

дений и дистанционно-

го управления:

без телефонной связи

94 87 82 78 75 73 71 70 80

с телефонной связью

74 (38

63 60

54 65

4. Лаборатории для про-

94 87 82 78 75 73 71 70 80

ведения эксперимен-

тальных работ, помеще-

•

ния для шумных агрега-

тов вычислительных ма-

шин

5. Постоянные рабочие

92 86 83 80 78 76 74 85

места и рабочие зоны

в производственных по-

мещениях, а также МКО

морских, озерных и реч-

ных судов с постоянной

вахтой

6. Жилые и обществен-

71 61 54 49 45 42 40 38 50

ные помещения

В табл. 13 приведены нормы предельно допустимого шума

на промысловых судах в соответствии с ГОСТ 12.1.003—83.

§ 3. СРЕДСТВА ЗАЩИТЫ ОТ ШУМА

На судах защита членов экипажа от шума должна осуще-

ствляться как коллективными, так и индивидуальными сред-

ствами (ГОСТ 12.1.029—80).

Коллективные средства по отношению к источнику

шума делятся на снижающие шум в источнике его возникно-

вения и на пути его распространения от источника до защища-

136

емого рабочего места или мест отдыха. Наиболее эффектив-

ными являются мероприятия, ведущие к снижению шума в ис-

точнике его возникновения. Мероприятия по предупреждению

шума после его возникновения обходятся дороже и не всегда

являются эффективными. Все мероприятия по защите членов

экипажа от шума можно разделить на архитектурно-планиро-

вочные, организационно-технические и акустические.

В архитектурно-планировочные мероприя-

тия входят: создание шумоизолирующих зон; рациональное

расположение помещений на судне; рациональное размещение

технологического, энергетического оборудования и рабочих

мест.

Помещения (служебные, медицинские, жилые) следует рас-

полагать по возможности дальше от источников шума и виб-

раций. Между «шумными» и «тихими» помещениями следует

размещать такие, для которых уровень шума не нормируется

(кладовые, санузлы и т. п.).

Жилые и служебные помещения, расположенные ниже

главной палубы, необходимо отделять от машинно-котельного

отделения коффердамами или цистернами, встроенными

в корпус до головной палубы. Шахты машинных отделений от-

деляют от жилых и служебных помещений коридорами или

ненормируемыми по шуму помещениями. Входы в шахты и

другие шумные помещения не следует предусматривать против

входов в жилые и служебные помещения.

Выгородки вентиляторов и холодильных машин, распола-

гаемые на одной палубе с жилыми и служебными помеще-

ниями, отделяют от последних коффердамами, коридорами или

ненормируемыми по шуму помещениями.

Организационно-технические мероприятия

заключаются: в применении малошумных технологических про-

цессов; совершенствовании технологии ремонта и обслужива-

ния машин; оснащении шумных машин средствами дистанци-

онного управления и автоматического контроля; применении

малошумных машин, изменении конструктивных элементов ма-

шин, инструмента, их сборочных единиц; использовании раци-

ональных режимов труда и отдыха работников на шумных ра-

бочих местах.

При проектировании, строительстве и эксплуатации судовых

машин, механизмов, помещений следует использовать акус-

тические средства защиты: звукоизоляцию, звукопогло-

щение, вибропоглощение, глушение шума и демпфирование.

Звукоизоляция является одним из наиболее эффективных и

распространенных на судах методов снижения шума на пути

его распространения. С помощью звукоизолирующих конструк-

ций можно снизить уровень шума на 30. . .40 дБ. Этот метод

основан на отражении звуковой волны, падающей на огражде-

137

Шуруп 4 '26

Т" ''"

— Ль.

§ )

) Щ

* ' щ

Шпангоут

борт

Рис. 29. Крепление звукоизолирующих облицовок корпуса судна с воздуш-

ной прослойкой:

I — оцинкованная перфорированная сталь; 2 — минеральный войлок; 3 — синтетическая

несгораемая ткань; 4 — сетка

ние. По законам физики звуковая энергия не только отража-

ется, но и проникает через него, что вызывает колебание ог-

раждения, которое само способно создавать шум.

Требования к монтажу звукоизоляции противошумовых кон-

струкций и их элементов в основном заключаются в следую-

щем: звукоизолирующие конструкции сваривают сплошным

швом по всему контуру; перфорированные листы звукопогло-

щающих конструкций красят до закладки звукопоглощающего

материала; пенопласт приклеивают к металлическим выгород-

кам по всей поверхности; мастичные покрытия выполняют без

трещин; для каждого механизма производят подбор (рас-

кладку) амортизаторов по степени их жесткости и по высоте

(различие в жесткости не должно превышать 5 %)•

На рис. 29 в качестве примера показано крепление звукоизо-

лирующих облицовок на судах.

Снижение шума методом звукопоглощения основано на пе-

реходе энергии звуковых колебаний частиц воздуха в теплоту

вследствие потерь на трение в порах звукопоглощающего мате-

риала. Поэтому звукопоглощающие материалы (пористые, по-

ристо-волокнистые, слоистые и т. п.) наносят на внутренние по-

верхности, а также располагают их в помещении в виде штуч-

ных звукопоглотителей.

Максимальное снижение уровня шума в отраженном поле

с помощью акустической обработки внутренних поверхностей

помещения не превышает 6.. .8 дБ.

Для эффективности звукопоглощающих ограждений сле-

дует подбирать материалы с плотностью не менее 0,8 • 10

кг/м

рекомендуемые ОСТ 9045—79 (табл. 14).

Средний уровень звукоизоляции R (в дБ) 1 м

однородных

стенок массой G до 2000 кг в диапазоне частот 300... 3000 Гц

определяется по формуле

R = 13,51gG. (9.6)

138

14. Уровень звукоизоляции одностенных конструкций

Параметры конструкции

Значение

(в дБ

при среднегеометрической частоте

октапных полос, Гц

Материал

со

и"

«s

32 63

125 250 500

1909

2000

•000

8000

ч S

Н о. Ее

Сталь

7,8

8 12 16

20 24 29

33 36

39 18 22 26 30

37 32 36 42

117 24

36 35 33

40 44 48

Алюминие

1 2,8

6 10

22 26 29 27

вомагние

19 23

30 24 28 33

вый сплав

15 19

27 30

24 27 33 37

Стеклопла

5,1

5 9 13

17 21 25 29 31 32

стик

5 8,5

8 12 16

20 24 28 31 31 34

17 13

17 21

31 31 34 38

Фанера

4 3,2

4 8 12 16 20

24 27 27 27

Фанера

8 6,4

8 12 16 20 24 27 27 27 32

12 9,6 11 15 19

23 20 28 26 30 34

Асбосилит

8 8 12

1(3

20 24 27 27 28 33

24 14

22 20 27 26 31 35 39

Слоистый

2,8 3

15 19 23

29 30 31

пластик

4,2 6

14 18

22 26 29 31 31

Стекло си

5 12,5 13

17 21

33 30 36 41

ликатное

37,5

20 24 28

32 32

40 44 48

Стекло ор

5 6

22 26

33 35 31

ганическое

18 22 26 30

33 35 31 39

Дерево

1 1

16 19 23 27 30

Дерево

30 24

1 18 22 26 27 26 31 35 39

Зависимость звукоизоляции ограждений от массы G и ча

стоты / приближенно можно оценить по формуле

3M = 20lgGf. (9.7)

Звукоизолирующие перегородки и звукопоглощающие ка

бины эффективно снижают только воздушный шум. Структур

ный же шум при этом уменьшить не удается, так как он в виде

упругих волн (вибрации) распространяется от фундамента ма

шины, агрегата по конструкциям корпуса судна во все помеще

ния. Ослабление этого вида шума достигается виброизоля

цией.

Новым методом глушения шума является принцип, связан

ный с образованием «антизвука», т. е. созданием равного по

величине и противоположного по фазе звука. Это достигается

путем интерференции основного звука и «антизвука». Особенно

перспективным этот метод может оказаться в машинных отде

лениях судов для подавления тональных шумов. В месте, где

139

необходимо уменьшить шум, устанавливается микрофон, сигнал

от которого усиливается и излучается определенным образом

расположенными динамиками.

При конструировании и изготовлении оборудования следует:

совершенствовать кинематические схемы; предусматривать без-

ударные взаимодействия деталей, плавное обтекание их воз-

душными потоками, изменение жесткости или массы для умень-

шения амплитуд вибраций и устранения резонансных явлений;

применять материалы, резко уменьшающие колебательную

энергию и затрудняющие передачу колебаний от одних деталей

к другим.

Для уменьшения режима резонанса в машинах с колеба-

тельным движением рабочих органов применяют сдвоенные

рабочие органы, колеблющиеся навстречу друг другу и взаи-

моуравновешивающиеся. В однокорпусных машинах с само-

балансовыми механизмами (вибраторами) необходимо по воз-

можности снижать жесткость упругих подвесок (стоек). Сле-

дует также до минимума снижать допуски в сочленениях и

обеспечивать тщательную статическую и динамическую балан-

сировку деталей дл!я уменьшения неуравновешенных сил

инерции.

Для снижения шума на судах большую роль играют пра-

вильно спроектированные глушители шума на всасывающих

трубопроводах и выхлопных коллекторах двигателей внутрен-

него сгорания.

Различают глушители аэродинамического шума: абсорб-

ционные, реактивные (рефлексные) и комбинированные. В аб-

сорбционных глушителях затухание шума происходит в порах

звукопоглощающего материала. Реактивные глушители ос-

нованы по принципу отражения звука в результате образова-

ния «волновой пробки» в элементах глушителя. Они имеют

соединенные между собой камеры, расширения и сужения, резо-

нансные углубления, экраны и т. п. В комбинированных глушите-

лях происходит как поглощение, так и отражение звука.

Снижения шума машин и судовых установок можно до-

биться с помощью средств демпфирования, т. е. покрытием их

излучающей поверхности демпфирующими материалами, име-

ющими большое внутреннее трение. Наиболее распространены

жесткие покрытия из упруговязких материалов (мастики типа

«Нева», АТМ-1, АТМ-3, АТИМСС, специальные виды войлока,

линолеума), наносимых на поверхность наклеиванием, напы-

лением и др.

В случае, когда конструктивные, технологические и архи-

тектурно-планировочные мероприятия не позволяют снизить

шум и вибрацию до предельно допустимого уровня, следует

применять средства индивидуальной защиты, которые позво-

ляют снизить уровень воспринимаемого звука на 10. ..45 дБ.

140