Московський Інститут Електронної Техніки
технічний університет
Домашня робота з курсу
"Виробнича та екологічна безпека в мікроелектроніці"
Виконав: студент групи ЕКТ-41
Какоулін М.І.
Прийняв: ______________________
Москва, 1997 р.
ЗАВДАННЯ № 1.
Аналіз виробничої та екологічної безпеки при виробництві друкованих плат (Заготівельні операції).
До заготівельним операцій відносять розкрій заготовок, разрезку матеріалу і виконання базових отворів на заготовках друкованих плат (ПП).
У великосерійному виробництві разрезку матеріалу виконують методом штампування в спеціальних штампах на ексцентрикових пресах з одночасною пробивкой базових отворів на технологічному полі. У серійному та дрібносерійному виробництві широкого поширення набули одно-і багато ножові роликові ножиці. Разрезку основних і допоміжних матеріалів (прокладочною склотканини, кабельного паперу та ін), необхідних при виготовленні ПП в дрібносерійному та одиничному виробництві, здійснюють за допомогою гільйотинних ножиць.
Базові отвори отримують різними методами в залежності від класу ПП. На ПП першого класу базові отвори отримують методом штампування з одночасною вирубкою заготовки. Базові отвори на заготовках плат другого і третього класів отримують свердлінням в універсальних кондукторів. В даний час в серійному виробництві свердління базових отворів по кондуктору на універсальних свердлильних верстатах поступилося місце свердління на спеціалізованих верстатах.
З наведеного вище можна виділити наступні фактори населеності:
фізичні фактори - механізми для розкрою плат (преси, механічні ножиці, свердлильні верстати), найбільшу небезпеку представляють механізми з ручною подачею матеріалу і працюють в автоматичному режимі;
хімічні фактори - при виконанні базових отворів на свердлильних верстатах може виділятися велика кількість пилу, текстоліт і гетинакс виділяють при контакті з розпеченим свердлом токсичні речовини;
психофізичні чинники - найбільшу небезпеку становить робота преса в автоматичному режимі, що вимагає великої напруги, уваги і обережності працюючого, так як будь-яке уповільнення руху робітника може призвести до травматизму.
При роботі на верстатах з ручною подачею матеріалу праця належить до важкої категорії, при роботі з автоматичною подачею матеріалу середньої категорії тяжкості.
Щоб уникнути попадання рук робітника в небезпечну зону застосовують систем двурукого включення, при якому прес включається тільки після одночасного натискання обома руками двох пускових кнопок.
У пресах і ножицях з педалями для запобігання випадкових включень педаль захищають або роблять запірної. Часто, крім цього небезпечну зону пресів захищають за допомогою фотодатчиків, сигнал від яких автоматично зупиняє прес, якщо рука робочого опинилася в небезпечній зоні. При ручній подачі необхідно застосовувати спеціальні пристосування: пінцети, гачки і т. д.
Радикальним вирішенням питання безпеки є механізація і автоматизація подачі і видалення заготовок з штампу, в тому числі використанням коштів робототехніки.
Щоб уникнути травм при роботі на свердлильних верстатах необхідно стежити за тим, щоб всі ремені, шестерні і вали мали жорсткі нерухомі огорожі. Рухомі частини і механізми обладнання, що вимагають частого доступу для огляду, захищаються знімними або відкриваються пристроями огорожі. У верстатах без електричного блокування повинні бути вжиті заходи, що виключають можливість випадкового або помилкового їх включення під час огляду.
Для запобігання захоплення одягу і волосся робочого його одяг має бути заправлена так, щоб не було вільних кінців; вилоги рукавів слід застебнути, волосся прибрати під берет.
Утворені при свердлінні, різанні матеріалу заготовок ПП пил необхідно видаляти за допомогою промислових пилососів.
При дотриманні всіх перерахованих заходів безпеки вплив небезпечних факторів можна звести практично нанівець.
Нормування та розрахунок природного освітлення.
Раціональне виробниче висвітлення має попереджати розвиток зорового і спільного втоми, забезпечувати психологічний комфорт при виконанні тих чи інших видів зорових робіт, сприяти збереженню працездатності, зниження виробничого травматизму. Якісна і кількісна характеристики освітлення проводиться на основі існуючого нормативу: СНіП П-4-79 "Норми проектування природного та штучного освітлення".
Розрізняють три системи природного освітлення: бічне, верхнє і комбіноване.
Для кількісної оцінки досконалості освітлення важливою світлотехнічної характеристикою є освітленість робочої поверхні. Освітленість Е - це потік світлової енергії припадає на площу S:
E = F / S [лк],
де F - світловий потік, що характеризує потужність світлового випромінювання, рівномірно падає на майданчик, лм.
Так як природне освітлення в приміщенні змінюється за часом у широких межах, то характеризувати його абсолютним значенням освітленості на робочому місці не представляється можливим. Як нормованої величини взята відносна величина е - коефіцієнт природної освітленості (КПО), який представляє собою виражене у відсотках відношення освітленості в даній точці всередині приміщення Е в до одночасної зовнішньої горизонтальної освітленості Е н, створюваної розсіяним світлом всього небосхилу:
е = (Е в / Е н) * 100%.
Значення норми КПО визначаються з урахуванням наступних чотирьох факторів:
характеристики зорової роботи (визначаються залежно від розміру об'єкта розрізнення - аналізований предмет, окрема його частина або помітний дефект, які необхідно розрізняти в процесі роботи);
системи освітлення;
коефіцієнтом світлового положення, що визначається географічним положенням будівлі;
коефіцієнт сонячності, величина якого залежить від орієнтації будівлі відносно сторін світу.
-3 -
При оцінці освітлення роблять розрахунок природного освітлення шляхом визначення КПО в різних точках приміщення.
Для орієнтовних розрахунків застосовують метод визначення необхідної площі світлових отворів, яка забезпечувала б нормовану для даної роботи величину КПО. Використовують такі формули:
при бічному освітленні приміщення -
S 0 = (S п е н h 0 до з до зд) / (100 t 0 r 1);
при верхньому освітленні приміщення -
S ф = (S п е н h ф до з) / (100 t 0 r 2 до ф),
де S 0, S Ф - площа вікон або ліхтарів; S п - площа підлоги приміщення; е н - нормоване значення КПО; до з - коефіцієнт запасу; до зд - коефіцієнт, що враховує затемнення вікон ворогуючими будинками; t 0 - загальний коефіцієнт світлопропускання, t 0 = t 1 t 2 t 3, t 1, t 2, t 3 - коефіцієнти, що враховують втрати світла відповідно в матеріалі скління, в палітурках светопроемов, в шарі забруднення остеклененія; r 1, r 2 - коефіцієнт, що враховує вплив відбитого світла при бічному (верхньому) освітленні; h 0, h ф - світлова характеристика вікна (ліхтаря); до ф - коефіцієнт, що враховує тип ліхтаря.
Класичним методом розрахунку природного освітлення є графічний метод.
КПО може бути представлений як сума трьох компонентів:
е = е н + е 0 + е з,
де е н - КЕО від прямого світла небосхилу; е 0 - КЕО; створюваний відбитим світлом від внутрішніх поверхонь приміщення; е з - КЕО, створюваний відбитим світлом від стін протиборчих будинків;
е н = е рн t 0 q,
де е рн - розрахункове значення КПО без урахування светопотерь; t 0 - загальний коефіцієнт світлопропускання; q - коефіцієнт, що враховує нерівномірність яскравості небесної сфери від горизонту до зеніту;
е 0 = е н (r - 1),
де r - коефіцієнт, що враховує підвищення КПО за рахунок відбитого світла від стелі та стін приміщення;
-4 -
е із = 0,1 е рз t 0,
Геометрично коефіцієнти освітленості визначаються методом Данилюка.
Напівсферу небосхилу умовно розбивають на 10 000 ділянок рівної світловий активності. Визначають кількість ділянок небосхилу, видимих з даної точки приміщення через светопроем, тобто графічно визначають, яка частина світлового потоку від всієї небесної півсфери потрапляє в розрахункову точку.
Кількість видимих через светопроем ділянок небосхилу визначають за допомогою двох графіків, що представляють собою проекції пучка променів, що з'єднують центри півсфери небосхилу з ділянками рівної світловий активності по висоті n 1 (графік 1) і по ширині n 2 (графік 2) світлового прорізу. Геометричне значення КПО в даній точці приміщення становить
ті він = 0,01 n 1 n 2.
Завдання.
Умова.
Визначити кількість повітря, що видаляється через витяжний зонт при наявності джерела вологи. Розміри джерела вологи 0,5 Х 0,5 м, висота розташування приймального отвори зонда 0,3 м.
Рішення.
Кількість повітря, необхідне для видалення визначається за формулою:
L = 3600 F v (м 3 / год),
де F - площа поперечного перерізу прийомного отвору зонда, v - швидкість руху повітря (при видаленні вологи v = 0,15 - 0,25 м / с).
F = A 2, де А - розмір зонда і визначається з виразу:
A = a + 0,8 h,
де а - розмір джерела вологи, h - відстань від поверхні джерела вологи до зонда.
А = 0,5 + 0,8 * 0,3 = 0,74 м
F = A 2 = 0,74 2 = 0,5474 м 2
вибираємо v = 2 м / с
L = 3600 * 0,5474 * 0,2 = 394,272 м 3 / год
Відповідь: 394,272 м 3 / с.
ЗАВДАННЯ № 2.
Основні напрями співробітництва в галузі охорони навколишнього середовища.
У сучасному суспільстві різко зростає роль промислової екології, покликаної на основі оцінки шкоди принесеного природі ідустріалізаціей розробляти й удосконалювати технічні засоби захисту навколишнього середовища, всесвітньо розвивати створення замкнутих, безвідходних і маловідходних технологічних циклів і виробництв, забезпечувати високі екологічні показники технології, машин і матеріалів як на стадії промислової експлуатації, так і при проектуванні, оцінювати вплив промислового об'єкта на навколишнє середовище і контролювати її стан, контролювати промислові викиди, проводити екологічну експертизу.
Взагалі, в галузі навколишнього середовища, можна виділити два основних напрямки: інженерно - технічне і правову.
Правовий напрямок. Цей напрямок являє собою сукупність природоохоронних правових норм, тобто законів і підзаконних актів. Перші природоохоронні документи були розроблені ще В. І. Леніним (декрет "Про Землі", "Про ліси" та ін.) Тоді ж почалося створення системи заповідників.
В останні 20 років були прийняті закони, що регулюють надзвичайно широке коло відносин (закони про охорону землі, води, надр, лісів, води, атмосфери, тваринного світу, охорони здоров'я). У законах країни сказано про: ведення обов'язкової екологічної експертизи нової техніки, технології матеріалів, проектів на будівництво, реконструкції та переозброєння народногосподарських об'єктів, впровадження безвідходних і маловідходних технологій та комплексної переробки природної сировини, розробки автоматизованих систем та приладів контролю за станом навколишнього середовища.
Підзаконні правові норми сприяють виконанню основних заходів в області навколишнього середовища. До таких норм відносяться: стандарти (технічні, будівельні, санітарні тощо), а також норми, які затверджуються міністерствами і відомствами.
Інженерно - технічний напрямок. Це напрям ставить перед виробничо - екологічною безпекою завдання неухильного підвищення ефективності інженерно - технічних заходів з охорони природи: широким впровадженням безвідходних і маловідходних технологій, комбінованих виробництв, які забезпечують комплексне використання природних ресурсів, сировини і матеріалів. Особлива увага повинна приділятися питанням вдосконалення екологічних показників автомобільного парку країни, охорони водних ресурсів, атмосферного повітря, надр, а також розробки засобів їх захисту.
У Росії розроблено і серійно випускаються апарати та пристрої для очищення повітря, газових викидів і стічних вод від домішок, які застосовують на промислових підприємствах для поліпшення санітарного стану атмосфери і водойм. Захист від енергетичних викидів заснована на застосуванні захисних екранів, глушників шуму, віброізоляції та інших пристроїв.
Однак у промисловості невирішеними проблемами поки залишаються ефективність очищення від технологічних та ветеляціонних викидів, від газових, парових і тонкодисперсних домішок; на транспорті - очищення відпрацьованих газів двигуна внутрішнього згорання від сажі, свинцю та ін
ПЕБ приділяє також особливу увагу становищу людей на промисловому виробництві. У цьому напрямку розробляються питання умов безпеки праці, для забезпечення яких необхідно враховувати всі виробничі фактори, що несуть в собі потенційні небезпеки для людини безпосередньо на самому виробництві, як то вентиляція, освітленість, виробничі шуми, пожежна небезпека. Облік цих факторів на підприємстві несе в собі особливу важливість як для кожного окремого працівника, так і для всього підприємства в цілому, тому розробка питань про охорону праці людини є одним з найважливіших напрямків співпраці ПЕБ.
Взагалі, охорона навколишнього середовища заснована на системі державних, юридичних, громадських, адміністративно - господарських, технічних і соціально - економічних заходів, спрямованих на підтримку сприятливих умов довкілля і раціональне використання матеріальних та енергетичних ресурсів в інтересах як кожного громадянина так і всього людства.
Отчистки стічних вод проціджуванням.
Очищення стічних вод від твердих частинок в залежності від їх властивостей, концентрації а фракційного складу на машинобудівних підприємствах здійснюється методами проціджування, відстоювання, відділення в поле дії відцентрових сил і фільтруванням.
Проціджування - первинна стадія очищення стічних вод - призначено для виділення зі стічних вод великих нерозчинних домішок розміром до 25 мм, а також більш дрібних волокнистих забруднень, які в процесі подальшої обробки стоків перешкоджають нормальній роботі очисного обладнання. Проціджування стічних вод здійснюється пропущенням води через грати і волокно вловлювачі.
Решітки, виготовлені з металевих стрижнів з зазором між ними 5 - 25 мм, встановлюються під кутом 60 - 70 ° до горизонту. Розміри поперечного перерізу решіток вибирають з умови мінімальних втрат тиску потоку на решітці. Швидкість стічної води в зазорі між стрижнями не повинна перевищувати значень 0,8 - 1,0 м / с при максимальній витраті стічних вод.
При експлуатації грати мають безперервно очищатися, що здійснюється, як правило, механічно, і лише при затриманні домішки менш 0,0042 м 3 / год допускається ручне очищення. Механічне очищення решіток від затриманої домішки здійснюється за допомогою вертикальних або поворотних грабель. У залежності від складу домішки, знятої з решіток, її подрібнюють на спеціальних дробарках або скидають у потік стічних вод за гратами або направляють на переробку. Однак ця процедура погіршує якість повітряного середовища в приміщеннях очисних станцій. Для усунення цих недоліків застосовують решітки - дробарки, подрібнюючі затримані домішки, не витягуючи їх з води. Середній розмір подрібнених ними домішок не перевищує 10 мм.
Розрахунок тимчасово допустимої концентрації хімічної речовини у воді.
При розрахунку тимчасово допустимої концентрації (ВДК) за санітарно - токсілогіческім лімітуючими показниками застосовується рівняння:
lg ВДК У = 0,61 ГДК РЗ - 1,0, (1)
де ГДК РЗ - дозволена гранично допустима концентрація. За рівнянням (2), (4) і (6) розраховується максимально недіюча доза (МНД), очікувана в хронічному експерименті. Так як коефіцієнт перерахунку ГДК У дорівнює 20, то кінцевий результат, тобто ВДК В, виходить при множенні МНД на 20
lg МНД = 0,9 lg ЛД 50 - 3,6; (2)
lg МНД = 0,6 lg ГДК РЗ - 1,31; (3)
lg МНД = 1,3 lg ЕТ 50 + lg ЛД 50 - 2,2, (4)
де ЛД 50 - середньо смертельна доза речовини, ЕТ 50 - середній час загибелі тварин після введення їм речовини в дозі, рівній ЛД 50.
Для фосфорорганічних сполук розрахунок доцільно вести за формулою:
lg МНД = 1,1 lg ГДК РЗ - 0,6; (5)
для нітросполук:
lg МНД = 0,88 lg ЛД 50 - 3,6. (6)
в наступних формулах розрахунок ВДК У спирається на середньо смертельні концентрації (ЛК 50) і дози (ЛД 50):
lg ВДК У = 1,7 lg ЛК 50 - 2,12; (7)
lg ВДК У = 1,39 lg ЛД 50 - 4,76; (8)
lg ВДК У = 0,26 lg ЛК 50 + 0,32 lg ЛД 50 - 2,46. (9)
Формули (7) і (8) мають порівняно високу кореляцію - 0,62 і 0,64 відповідно, а у формули (9) S yx = ± 0,57.
Використана література:
1. "Охорона навколишнього середовища": Учеб. для техн. спец вузів
С.В. Бєлов та ін
2. "Методи і седства забезпечення безпеки технологічних процесів на підприємствах електронної промисловості":
Навчальний посібник з курсу "Охорона праці та навколишнього середовища",
Л.А. Константинова, Н.М. Ларіонов, В.М. Пісєєв.
3. Лабораторний практикум з курсу "Виробнича та екологічна безпека в мікроелектроніці":
В.І. Каракеян, Л.А. Константинова, В.М. Пісєєв;
Під ред. В.І. Каракеян.