Санитарно-гигиенический контроль

 

Для гигиены труда сам по себе процесс вибрации каких-либо поверхностей, пусть даже являющихся признаком реализации опасности, не представляет какого-либо интереса. Интерес возникает тогда, когда вибрация начинает оказывать неблагоприятное воздействие на здоровье человека.

Целью измерения и анализа параметров вибрационного фактора является получение инструментальных данных об условиях выполнения работником задания на фоне действующей вибрации. При этом необходимо решить следующие вопросы:

- сможет ли работник выполнять свою работу (управлять машиной, например) в условиях вибрационного воздействия?

- сколько времени он сможет проработать в условиях вибрационного воздействия без вреда для здоровья?

Работа санэпидслужбы всегда проводилась в плане предупредительного и текущего санитарного надзора. Для вибрационного фактора наиболее актуальной мерой оптимизации условий труда является предупредительный надзор.

Рассмотрим следующий пример. Выпускаемая Саратовским предприятием сельхозтехника соответствует требованиям, установленных для неё безвредных вибрационных параметров. Однако в процессе эксплуатации эта техника перестаёт соответствовать гигиеническим требованиям. Следовательно, в процессе проектирования необходимо предусмотреть более высокие коэффициенты запаса, а также ряд мероприятий по снижению параметров вибрации и мерам защиты работника.

 

5.1. Проведение измерений и оформление их результатов

 

Контроль соответствия параметров вибрации требованиям санитарных норм должен осуществляться уже на стадии проектирования машин. Затем – на этапах изготовления и в процессе эксплуатации оборудования. Результаты этого контроля являются основанием для разработки комплексной профилактики негативного влияния производственных вибраций на рабочих.

Контроль вибрации осуществляется при аттестации рабочих мест, в производственном контроле, при расследовании случаев профессиональных заболеваний, обусловленных действием вредного фактора.

Руководящий документ: "Методика аттестации средств контроля вибрации ручных машин"· рекомендует следующие сроки измерений вибрации производственного оборудования:

- локальная вибрация на ручном инструменте должна контролироваться планово не реже двух раз в год, а также после периодического ремонта;

- общая вибрация контролируется ежегодно.

Данные контроля подлежат обязательной регистрации. Допускается контроль вибрации в условиях, имитирующих производственные, с использованием специальных стендов и приспособлений.

Гигиеническая оценка постоянной и непостоянной вибрации, воздействующей на человека должна производиться следующими методами:·

1. Частотным (спектральным) анализом нормируемого параметра,

2. Интегральной оценкой по частоте нормируемого параметра,

3. Интегральной оценкой с учётом времени вибрационного воздействия по эквивалентному (энергетическому) уровню на данной частоте нормируемого параметра.

Методы интегральной оценки вибрации, позволяют получить её одночисловые (единые, однозначные) характеристики:

1. Расчётом эквивалентно-корректированного значения по измеренному спектру вибрационной волны;

2. Расчётом эквивалентно-корректированного значения по измеренному (или рассчитанному) значению с учётом хронометражных данных (экспозиции);

3. Инструментальным измерением эквивалентного корректированного значения.

Измерение вибраций проводится с использованием виброизмерительных приборов, состоящих из преобразователей, виброметров, полосовых фильтров, вспомогательных приборов (самописцев уровня, магнитофонов и т.д.) Все приборы должны соответствовать действующим стандартам и технологическим условиям и иметь свидетельство о проверке.

Любой виброметр должен содержать: датчик вибрации, соединительные провода, измерительный блок, фильтрующий сигнал, проводящий тракт и измеряющий амперметр или вольтметр (цифровой или на светодиодах). Основная погрешность для средств измерений в полной сборке должна удовлетворять классу точности не выше 20 абсолютных единиц или ± 2 дБ.

В настоящее время ряд фирм, изготовлявших виброизмерительную аппаратуру, перестали существовать или переориентировались на другую продукцию, что сужает круг рекомендуемых приборов. Это, в частности, относится к таким широко известным фирмам, как "Роботрон" (ФРГ) и фирме "Вартсила" (Финляндия). Подробные характеристики выпускаемых приборов – измерителей вибрации можно найти в дайджестах известной отечественной фирмы "Октава-плюс" или в государственном регистре средств измерений. ·

Измерители вибрации разделяют на два типа: а) для измерения постоянной вибрации и её интегральной оценки, б) для измерения эквивалентно - корректированного уровня непостоянной вибрации. Основные характеристики этих приборов:

1. Диапазон измерения вибрационного ускорения и/или скорости от 6-10 до 130 дБ;

2. Частотный диапазон от 1.4 Гц до 20 КГц;

3. Две шкалы измерений; быстро, медленно (< 1 сек. и > 1 сек.);

4. Класс точности от ± 10 % до ± 20 %.

К приборам первого типа относятся измерители Таганрогского завода (ВМ - 1, ВШВ – 003), Датской фирмы "Брюль и Къер", фирмы "Октава-плюс". Для измерения непостоянной вибрации применяют приборы Питерского завода МЛТ (ШВИЛ - 01, ШВИЛ - 02, ШВИЛ - 03),"Брюль и Къер 1225", "Октава-плюс АМ 101" и пр. Они могут измерять общую и локальную вибрацию в диапазонах от 0.1 Гц до 20 кГц.

При замерах вибрации, получаемые значения зависят от усилия прилагаемого работником к ручному инструменту: чем сильнее нажим на рукоятку вибрирующего инструмента, тем больше показатели виброскорости (виброускорения). Действие вибрации на человека, стоящего на вибрирующей поверхности (палубе), во многом определено его весом.

Для более полной оценки вибрации существует необходимость измерения статических усилий при работе ручными машинами. В этом можно убедиться, если перечитать главу 3 (биологическое действие вибрации). Однако стандартные устройства для этой цели не выпускаются. Имеются только единичные разработки для измерения мышечных усилий при работе с вибрирующим инструментом. Так, можно применять конструкцию "измерителя мышечных усилий ИМУ и ИМУ - 2". Устройства разработаны НИИ гигиены груда и профессиональных заболеваний (Нижний Новгород). Вопрос об их промышленном выпуске до сих пор не решён. Приборы содержат тензорный портативный мост с набором датчиков.· Конструкция измерителя обеспечивает:

1. Непосредственную регистрацию мышечных усилий в "Ньютонах (Н)";

2. Возможность раздельной регистрации составляющих усилий - подачи и обжима;

3. Измерение средней величины усилия в двух независимых точках за заданный промежуток времени, независимость показаний от точки приложения усилия к датчику.

Точки контроля (или: места установки датчиков вибрации) должны располагаться на поверхностях, где имеется контакт тела человека-оператора с вибрацией. Эти места, в соответствии со стандартами, обозначают, как "точки контакта" для которых требуется разработка вибрационной характеристики.

Эти точки зачастую располагаются:

1. На сиденьях, рабочей площадке, половом настиле в рабочей зоне оператора и обслуживающего персонала;

2. В местах контакта рук оператора с вибрирующими поверхностями, рукоятками, рычагами управления и пр.,

3. В местах контакта тела человека с вибрирующими поверхностями: ноги, ягодицы, с другими частями тела (лёжа, стоя, сидя).

Для рабочих мест и рабочих зон выбираются не менее трех точек контакта (контроля) в местах наибольших колебаний, что можно определить наблюдением, ощущением или же по технической документации устройства, машины. На инструменте выбирается точка ощутимой наиболее интенсивной вибрации.

Датчик вибрации, в общем случае, представляет собой продольный металлический стержень (щуп), одна сторона которого навинчивается на измерительную камеру. По внутренним краям камеры находятся металлические контакты, которые замыкает помещённая внутрь "металлическая горошина". Эти замыкания определяются сотрясением щупа с передачей по тракту на измерительное устройство прибора.

В каждой точке контроля датчик вибрации устанавливают с тем, чтобы можно было провести замеры в трёх проекциях (Z, Y, X – рис. 6). Нормативные документы рекомендуют проводить измерения только по оси Z, если для неё характерна наибольшая вибрационная энергия. Формулировка этого общеизвестного правила, следующая: если вибрация в направлении одной из осей (ось Z, например), превышает вибрацию по двум другим осям более чем на 12 дБ (более чем в 4 раза), то допускается проводить измерение только в направлении максимальной вибрации и характеризовать ее именно этим направлением.

Замеры только по вертикальной оси также показаны в ситуации, когда исключается возможность замера по боковым направлениям (например: на полу комнаты, помещения). Ось датчика должна быть строго ориентирована по выбранному направлению измерения. При измерении датчик вибрации должен крепиться в местах контакта человека с вибрирующей поверхностью способом, указанным в заводской инструкции.

Большинство датчиков предназначено для крепления на резьбе (с помощью винта или шпильки) и имеют посадочное гнездо с резьбой М5. Крепление датчика на винте рекомендуется при малой толщине изделия в точке контроля, а на шпильке - при большой его толщине.

В случае крепления стандартного датчика на винте М5 отверстие под винт должно иметь диаметр 5,2 мм, а для крепления шпилькой сверлится отверстие диаметром 4,6 мм, и метчиком выполняется резьба М5. Длина винта или шпильки выбирается так, чтобы датчик при навинчивании его руками плотно соприкасался с посадочной площадкой в точке контроля.

При измерении локальной вибрации предпочтительно крепление датчика в точках контроля на резьбе. Допускается крепление датчика с помощью переходного металлического элемента в виде зажима, хомута, струбцины и т. п. Масса таких приспособлений не должна превышать 10% массы инструмента или обрабатываемой детали, а масса датчика не должна превышать 65 г.

В стандартах системы безопасности труда и технических регламентах приводятся рекомендуемые конструкции и размеры специальных приспособлений для измерения локальной и общей вибрации. Для измерения местной вибрации применяют так называемые адаптёры (в форме кастета). Недостаток в том, что они крепятся не на ладонной поверхности, а на пальцах рук.

Применение таких устройств для корректной оценки вибрационного воздействия в наиболее актуальной точке контакта – в области синуса ладоней, практически невозможно. Наши исследования показывают, что из-за "прижимного момента" максимум вибрации (Z) определяется именно в области ладонного синуса. Поэтому для повышения корректности измерения действующей локальной вибрации при применении ручного инструмента нами рекомендуется резиновый хомут укрепляющий датчик на ладонной поверхности работника.

При измерении общей вибрации датчик крепится на резьбе к жесткому стальному диску диаметром около 200 мм и толщиной 4 мм. Этот диск размещается между полом и ногами стоящего человека или между сидением и корпусом сидящего человека. Диск не должен иметь контакта с металлическими элементами сидения. Допускается крепление вибрационного датчика с помощью магнитов так, чтобы их общая масса не превышала 200 г. Документы допускают и другие способы крепления датчика в зависимости от ситуации. В собственной практике для измерения общей вибрации применяем обычный лабораторный штатив, лапка которого держит датчик. Преимущества устройства в том, что лапку штатива с датчиком можно поворачивать в любом направлении.

Следует обращать особое внимание на надежность установки и крепления измерительного вибрационного устройства, а также соединительного кабеля, который не должен испытывать резких изгибов и натяжений, для чего необходимо оставлять короткую свободную петлю кабеля.

Измерение вибрации должно проводиться на исправных машинах и оборудовании, работающих в паспортном или типовом технологическом режиме при проведении реальных технологических операций. Рекомендуется по возможности выбирать продолжительный постоянный режим работы без лишних рывков, ударов для получения устойчивого показания прибора и надежного их отсчета. Кроме того, при контроле общей вибрации должны быть включены все источники, передающие вибрацию на рабочее место. Виброизмерительные приборы должны быть размещены таким образом, чтобы обеспечить защиту от электромагнитных помех, акустических полей и др.

Калибровка измерительного прибора должна быть выполнена по прилагаемой инструкции. Выбор измеряемого параметра вибрации может быть определён следующими обстоятельствами:

а) При замерах вибрационного ускорения погрешность измерения во многом зависит от жёсткости крепления датчика,

б) При замерах вибрационной скорости погрешность измерения меньше зависит от жёсткости крепления датчика,

в) Замеры вибрационного ускорения предпочтительнее для вибрации ударного характера,

г) Замеры вибрационной скорости предпочтительнее для постоянных и прерывистых вибраций.

Время измерения вибрации зависит от её вида:

а) Замеры локальной вибрации должны выполняться в течение не менее 10 сек.,

б) Общую технологическую вибрацию следует измерять не менее 50 сек,

в) Транспортная и транспортно-технологическая вибрация измеряется не менее 300 сек (не менее 5 минут!).

В измерениях вибрации требуется использовать особые приёмы, обеспечивающие надёжность, валидность и достоверность результатов. Перед началом исследований необходимо провести пробные замеры для определения доверительного числа измерений. В выбранной точке производят три измерения, затем по разнице полученных значений решают:

1. Если разница между тремя результатами не превышает 3 дБ (в 1.5 раза), то из трёх замеров выбирают итог с максимальным значением и записывают в протокол,

2. Если разница превышает 3 дБ, то требуется провести ещё два измерения. И тогда из пяти значений вычисляют амплитудный коэффициент "К" для определения доверительного количества замеров:

(18)

 

U max и U min - максимальное и минимальное значение в пяти измерениях.

В таблице 6 показана зависимость числа измерений от величины амплитудного коэффициента "К". Ориентируясь на размер индекса "К", выбираем необходимое число измерений для обеспечения репрезентативности результатов. Например:

а) В трёх замерах вибрации на поверхности стола швейной машины получены следующие значения виброскорости: 78 дБ, 76 дБ и 77 дБ. Разница не превышает 3 дБ. Следовательно, вычислять амплитудный коэффициент не имеет смысла.

б) В трёх замерах на рукоятке электрической дрели получены следующие значения виброскорости: 78 дБ, 86 дБ и 107 дБ. Разница превышает 3 дБ, вибрация непостоянная (во многом зависит от силы нажима на рукоятку работником). Следовательно, необходимо определить амплитудный коэффициент по формуле 18. Проведем ещё два измерения в той же точке. Результат: 85 дБ и 64 дБ. Получим ряд: 64 дБ, 78 дБ, 85 дБ, 86 дБ и 107 дБ. Амплитудный коэффициент равен: 107 дБ: 64 дБ = 1,7.

По таблице 6 определяем необходимое число измерений. Вывод: следует сделать не менее пяти замеров. Эти пять замеров в пробном порядке уже сделаны и, их результаты можно использовать в вычислениях эквивалентного корректированного уровня.

Если бы амплитудный индекс оказался бы равным 2.9, то к выполненным пяти измерениям надо добавить ещё три замера, поскольку согласно таблице необходимое количество измерений в этом случае, равно восьми.

Таблица 6 - Выбор числа наблюдений n, обеспечивающий доверительный

интервал ± 3 дБ с доверительной вероятностью 0.95 %

 

Число	Коэф.	Число	Коэф.
замеров (n)	К	замеров (n)	К
1	2	1	2
5	1,7		6,8
	2,1		7,7
	2,5		8,6
	2,9		10,6
	3,3		12,7
	3,8		15,5
	4,2		20,9
	4,7		26,4
	5,3		50,0
	6,0

Выбрав максимальные уровни вибрации (из необходимого числа значений), производим расчёт корректированных и эквивалентно-корректированных уровней. Вычисления предполагают два способа:

1. Суммирование по абсолютным показателям смещения: в м/сек или м/сек²,

2. Энергетическое суммирование логарифмических уровней вибрации, в дБ.

В главе 2 подробно обсуждена теория энергетического суммирования уровней вибрации. Поясним практику её применения и рассмотрим соответствующие примеры из действующих санитарных правил.

В таблице 7 дан пример вычислений энергетической суммы по абсолютным значениям виброскорости, которые получены в замерах при обрубке чугунного литья рубильным молотком типа КЕ-16 (наподобие общеизвестного отбойного молотка). Замеры выполнены по наиболее актуальной оси для указанного инструмента – У. Эта ось проходит через ладони работника. В этом направлении наиболее велика вибрация и "прижимные моменты". Такие же расчёты следует выполнять и для виброускорения. ·

По таблице корректированное значение U виброскорости получается из квадратного корня суммы попарных произведений абсолютных уровней виброскорости на весовые коэффициенты [4].

Расчёты проводим по следующему алгоритму:

Таблица 7 – Пример расчёта корректированного уровня виброскорости по её

абсолютному значению в м /сек

 

Среднегеометрические частоты в октавных полосах, Гц	Абсолютные значения виброскорости м/сек (Un)	Значения весовых коэффициентов·	Построчные (частные) и корректированный уровень виброскорости м/сек
	U1 = 0.013	0.5	0.00004225
	U2 = 0,020		0.0004
	U3 = 0.050		0.0025
	U4 = 0.032		0.001024
	U5 = 0.018		0.000324
	U6 = 0.011		0.000121
	U7= 0.0079		0.00006241
	U8 = 0.0071		0.00005041
	Сумма частных уровней:	0.00452402
Корректированный уровень:	0.0672261207
Корректированный уровень с округлением:	0.0673

 

(19).

В формуле 19: U – корректированное значение виброскорости (по всем измерениям, как в таблице 4), Ui – абсолютная виброскорость в указанном диапазон, Ki – весовой коэффициент.

Раскроем порядок вычислений по формуле 19. Для этого используем значения Ki и Ui по строкам таблицы 7.

(20).

Согласно алгоритму, по каждой строке таблицы 7 значение виброскорости следует возвести в квадрат и умножить на квадрат весового коэффициента. Все результаты суммируются.

В итоге графы 4 этой таблицы показано три значения.

Первое - подкоренная сумма частных индексов формируется из сумм произведений квадратов виброскорости и весовых коэффициентов.

Второе значение – искомая эквивалентная корректированная виброскорость представляет собой корень из частных сумм указанных произведений.

Третье - округлённое значение виброскорости 0.0673 м/сек.

Обсудим процедуру суммирования, если значения виброскорости получены в децибелах. Таблица 8 аналогична предыдущей. Отличие только в том, что графе 2 вместо абсолютных единиц проставлены иные цифры – децибелы. Порядок вычислений:

а) От значения виброскорости необходимо отнять весовой коэффициент. Поскольку он принят только для октавы 8 Гц, то в остальных строках графы 3 следует проставить нулевые значения;

б) В графе 4 покажем частные уровни виброскорости в дБ по указанным частотным диапазонам;

в) Произведём суммирование частных уровней виброскорости по правилам, описанным в главе 2. В итоге получим суммарный уровень виброскорости 121 дБ.·

Таблица 8 – Пример расчёта корректированного уровня виброскорости

энергетическим суммированием (действия над дБ)

 

Среднегеометрические частоты в октавных полосах, Гц	Уровни виброскорости дБ (Un)	Значения весовых коэффициентов·	Построчные (частные) и корректированный уровень виброскорости дБ
	U1 = 108	- 6
	U2 = 112
	U3 = 120
	U4 = 116
	U5 = 111
	U6 = 107
	U7= 104
	U8 = 103
		В сумме:	= 121 дБ

 

Процедура оформления протоколов замеров вибрации и других факторов производственной среды не имеет жёсткой регламентации в стандартах безопасности труда и в документах Роспотребнадзора. Обычно, в них даются рекомендуемые формы протокола регистрации того или иного измерения.

По нашему мнению, в протоколах регистрации замеров должно быть четыре раздела: 1. "Внешние данные"; 2. Порядок, точки и места замеров; 3. Результаты измерений; 4. Заключение.

1. Первая часть протокола – "внешние данные", должна включать сведения такого порядка:

Заголовок протокола и вид замеров (шум, вибрация, освещение и пр.);

Наименование организации проводившей замеры ( ФГУН Уф НИИ МТ ЭЧ Роспотребнадзора);

Наименование подразделения ( Отдел медицинской экологии);

Адрес (Республика Башкортостан, 450106, Уфа-106, ул. Ст. Кувыкина, 94);

Аттестат аккредитации ( ССОТ № 0029 РОСС RU 0013. 21ОТ029 Действителен: до 02.06. 2013 г.);

Используемое оборудование: Прецензионный шумовиброизмеритель, анализатор спектров “Октава-101 АМ”. Заводской номер 05АМ233 (изготовлен 15.02.05). Поверен: "Центром стандартизации, метрологии и сертификации РБ" 18.09.08. Свидетельство о поверке № 10/2052, действительно до 18.09.09.

Датчик вибрации: ДН – 4 (поверен вместе с прибором)

Температурный диапазон работы прибора: от - 20 град. С до + 50 град. С

Частотная погрешность прибора: ± 2 дБ,

Дата и время проведения замеров: 09.12.08 г., 11.00 - 12.00 часов местного времени.

2. Вторая часть протокола содержит описание порядка, точек и места замеров:

Порядок, точки и места замеров: Замеры выполнены в кабине легкового автомобиля ВАЗ 2106, г№ В 541 УМ, 2001 г/вып.

Точки замеров: пол и сиденье в кабине.

Измеряли общую технологическую вибрацию (две трети от максимального числа оборотов двигателя на холостом ходе). Датчик ДН-4 был прикреплен резьбовым соединением к жесткому стальному диску диаметром 200 мм и толщиной 4 мм, согласно рекомендации ГОСТ 12.1.012-2004.

 

Измерения выполняли по требованиям:

ГОСТ 12.1.034-81. ССБТ. Вибрация. Общие требования к проведению измерений. - М.: Издательство стандартов, 1983. 5 с.

ГОСТ 27259-87. Машины землеройные. Сиденье оператора. Передаваемая вибрация. - М.: Издательство стандартов, 1987. 6 с.

В этой же части протокола уместно привести наименование нормативного документа: СН 2.2.4/2.1.8.566-96 "Производственная вибрация. Вибрация жилых и общественных зданий"

3. В разделе замеров уместно привести выписку из документа нормируемых параметров (в форме таблицы) для оценки измерений.

Можно использовать другой вариант. В "таблице результатов" указывать: точку измерения, норматив (ПДУ), результат, превышение и оценку. Пример показан в таблице 9.

4. Заключение, как раздел протокола, должно содержать:

а) Указание на наличие помех при измерениях,

б) Констатация фактов несоответствия или соответствия нормам,

в) Объяснение (разъяснения) причин и обстоятельств, обусловивших результат.

Должны сделать пояснение: согласно новой процедуре санитарно - эпидемиологической экспертизы (санитарно-гигиенической оценки) в общем случае необходимо оформление двух документов:

(а) протокола замеров без выводов и заключений

(б) экспертного заключения по результатам измерений.

Протокол замеров оформляют специалисты ФГУЗ "Центр эпидемиологии и гигиены". "Заключение" составляют специалисты управления Роспотребнадзора.

 

Таблица 9 – Рекомендуемая форма представления результатов замеров вибрации

 

Точ-	Ха-	Уровень виброскорости дб	Расчитан-	Норматив	Пре-
ки	рак-	в октавных полосах со	ный экв.-	эквивал.-	вы-
за-	тер	среднегеометрическими	корректи-	корректи-	ше-
ме-	виб-	частотами Гц	рованный	рованного	ние
ров	рации		31.5						уровень	уровня	ПДУ
Нормативы виброскорости по СН 2.2.4/2.1.8.566-96
Технологическая
кат. 3а (x,y,z)				х	х	х	х	хх	= 92	хх

 

Кабина автомобиля ГАЗ 3102, г№ С 505 ЕХ, 2006 г/в.
на полу				х	х	х	х	= 95		+ 3
на сиденье				х	х	х	х	= 80		x
С учётом времени воздействия t = 1 час, # = - 9
на полу				х	х	х	х	= 86		х
на сиденье				х	х	х	х	= 71		х