На организм человека

При благоприятных сочетаниях параметров микроклимата человек испытывает состояние теплового комфорта, что является важным условием высокой производительности труда и предупреждения заболеваний.

Значительное отклонение микроклимата рабочей зоны от оптимального может быть причиной ряда физиологических нарушений в организме работающих, привести к резкому снижению работоспособности и даже к профессиональным заболеваниям.

При температуре воздуха более 30 °С и значительном тепловом излучении от нагретых поверхностей наступает нарушение терморегуляции организма, что может привести к:

Ø перегрев

Ø тепловой удар

Ø солнечный удар

Ø судорожная болезнь

Ø профессиональная катаракта

Длительное и сильное воздействие низких температур может вызвать различные неблагоприятные изменения в организме человека: местное и общее охлаждение организма, отморожение, обморожение, Смерть.

Влажность воздуха определяется содержанием в нем водяных паров.

Различают:

Абсолютная влажность (А) – это масса водяных паров, содержащихся в данный момент в определенном объеме воздуха.

Максимальная (М) – максимально возможное содержание водяных паров в воздухе при данной температуре (состояние насыщения).

Относительная влажность (В) определяется отношением абсолютной влажности А к максимальной М и выражается в %

Оптимальной является относительная влажность в пределах 40 – 60 %.

Повышенная влажность воздуха (более 75 – 85%) в сочетании с низкими температурами оказывает значительное охлаждающее действие, а в сочетании с высокими способствует перегреванию организма.

Относительная влажность менее 25 % также неблагоприятна для человека, так как приводит к высыханию слизистых оболочек и снижению защитной деятельности верхних дыхательных путей.

Классификация производственных помещений в зависимости от относительной влажности

- сухие – относительная влажность не превышает 60 %;

- влажные – относительная влажность от 60 до 75 %;

- сырые – относительная влажность более 75 %;

- особо сырые – относительная влажность приближается к 100 %.

Человек начинает ощущать движение воздуха при его скорости примерно 0,1 м/с.

Легкое движение воздуха при обычных температурах способствует хорошему самочувствию.

Большая скорость движения воздуха, особенно в условиях низких температур, вызывает увеличение теплопотерь и ведет к сильному охлаждению организма.

Особенно неблагоприятно действует сильное движение воздуха при работах на открытом воздухе в зимних условиях.

Тепловое воздействие облучения на организм человека зависит от: длины волны, интенсивности потока излучения, величины облучаемого участка тела, длительности облучения, угла падения лучей, вида одежды человека.

Наибольшей проникающей способностью обладают красные лучи видимого спектра и короткие инфракрасные лучи с длиной волны 0,78 – 1,4 мкм, которые плохо задерживаются кожей и глубоко проникают в биологические ткани, вызывая повышение их температуры.

Инфракрасное излучение вызывает также в организме человека различные биохимические и функциональные изменения.

Допустимый для человека уровень интенсивности теплового облучения на рабочих местах составляет 0,35 кВт/м2.

Способы нормализации микроклимата
производственных помещений

Ø механизация и автоматизация тяжелых и трудоемких работ;

Ø дистанционное управление теплоизлучающими процессами и аппаратами;

Ø рациональное размещение и теплоизоляция оборудования, аппаратов, коммуникаций и других источников, излучающих на рабочем месте конвекционное и лучистое тепло;

Ø рациональные объемно-планировочные и конструктивные решения производственных зданий;

Ø внедрение более рациональных технологических процессов и оборудования;

Ø рационализация режимов труда и отдыха;

Ø использование средств индивидуальной защиты.

№10.Билет

В 1. Строение и свойства, особенности наплавки износостойких покрытий.

Наплавка является одним из методов восстановления и упрочнения деталей. Заключается в нанесение слоя металла на поверхность заготовки или изделия посредством сварки плавлением. Различают наплавку восстановительную и изготовительную (износостойких покрытий).

Восстановительная наплавка применяется для получения первоначальных размеров изношенных или поврежденных деталей. В этом случае наплавленный металл близок по составу и механическим свойствам основному металлу.

Изготовительная наплавка служит для получения многослойных изделий. Такие изделия состоят из основного металла (основы) и наплавленного рабочего слоя. Основной металл обеспечивает необходимую конструкционную прочность. Слой наплавленного металла придает особые заданные свойства: износостойкость, термостойкость, коррозионную стойкость и т.д.

Наплавленные покрытия являются беспористыми, они обладают высокими значениями модуля упругости и прочности при растяжении.

Особенностями наплавки износостойких покрытий является:

-минимальное проплавление основного металла;

-минимальное перемешивание наплавленного слоя с основным металлом;

-минимальное значение остаточных напряжений и деформаций металла в зоне наплавки;

-предварительный подогрев.

Способы наплвки:

· Ручная дуговая наплавка покрытыми электродами

· Дуговая наплавка под флюсом проволоками и лентами

· Дуговая наплавка в защитных газах

· Дуговая наплавка самозащитными порошковыми проволоками

· Электрошлаковая наплавка

· Плазменная наплавка

· Лазерная наплавка

· Электронно-лучевая наплавка

· Индукционная наплавка

· Газопламенная наплавка

· Наплавка намораживанием

Как и стали, наплавочные покрытия можно легировать, что приводит к изменению структурных и механических свойств (повышение микротвердости до 25%, повышение трещиностойкости до 20%, повышение ударной вязкости до 15%), что отражается и на работоспособности РИ с покрытиями.

Наплавка рабочих поверхностей изделий твердосплавными покрытиями разного состава и строения производится, как правило, в целях повышения сопротивляемости абразивному изнашиванию. Наносят такие покрытия чаще всего методами ручной и механизированной дуговой, плазменно-дуговой и, реже, газоплазменной наплавкой. Твердосплавные покрытия обычно представляют собой высокоуглеродистые сплавы на основе железа, по составу и строению они близки к инструментальным сталям и чугунам. Реже применяют материалы с невысоким содержанием углерода (0,4—0,7 %).

В последние годы в целях повышения износостойкости стали применять материалы на никелевой основе для поверхностного армирования методами плазменного и газоплазменного напыления и плазменно-дуговой наплавки.. Условия воздействия на металл абразивной среды и разрушение его металлической поверхности предопределяют необходимый состав, микростроение, фазовое состояние и свойства наплавленного металла.

В зависимости от размеров и свойств абразивных частиц, а также характера воздействия абразива на поверхность металла (трение по монолитному абразиву, трение по сыпучему абразиву, ударно-абразивное изнашивание и др.) разрушение металла может быть связано с внедрением в него абразива и последующим процессом микрорезания или процессом деформирования, наклепа и разрушения наклепанного металла. При ударно-абразивном изнашивании также может иметь место хрупкое разрушение металла поверхности. Многократное воздействие на металлическую поверхность абразива способно вызвать усталостное разрушение. Однако во всех отмеченных случаях первоначальным актом, приводящим к разрушению, является внедрение абразива в поверхность металла.

Для противодействия такому воздействию абразивной среды металл должен иметь твердую составляющую. Такой составляющей в металле могут быть карбиды, бориды, карбобориды, карбонитриды, интерметаллические соединения, а в ряде случаев эти функции в определенной степени может выполнять мартенсит. Естественно, что твердые частицы карбидов и других соединений для наиболее эффективного использования должны прочно удерживаться матрицей — основой сплава. Однако матрица сплава должна не только хорошо удерживать твердые частицы, но и вносить свой вклад в обеспечение противодействия абразиву и повышение износостойкости. Матрицей, которая вносит свой вклад в повышение износостойкости, являегся мартенсит. Свойства мартенситной матрицы зависят от содержания в ней углерода. Низкоуглеродистый мартенсит будет иметь пониженную износостойкость, но благодаря высокой по сравнению с высокоуглеродистым мартенситом вязкости будет лучше удерживать включения твердых износостойких частиц и обеспечивать повышение сопротивления ударным нагрузкам, характерным при ударноабразивном изнашивании. При повышении содержания углерода в мартенсите износостойкость при трении по абразиву будет непрерывно повышаться. При ударно-абразивном изнашивании повышение износостойкости будет происходить только до определенного содержания углерода в мартенсите, после чего будет снижаться. В нелегированных сталях с содержанием углерода примерно до 1,2 % после закалки и низкого отпуска свободных карбидов в структуре практически нет, и изменение содержания углерода в стали изменяет содержание углерода в мартенсите, что позволяет судить об износостойкости мартенситной матрицы.

После высокого отпуска закаленных сталей структурное состояние их характеризуется ферритной матрицей с карбидами. Повышение содержания углерода в стали в этом случае является показателем увеличения количества карбидной фазы. Износостойкость ферритной матрицы существенно ниже, чем мартенситной, особенно при ударно-абразивном изнашивании, где большое значение имеет сопротивление материала ударному внедрению в металл абразива. Увеличение количества карбидов более эффективно влияет на износостойкость при трении по абразиву и менее эффективно при ударно-абразивном изнашивании.

Влияние содержания углерода в наплавленном металле при абразивном и ударно-абразивном изнашивании связано с характером разрушения изнашиваемой поверхности. При абразивном изнашивании скольжению или трению по абразиву основное значение имеет его сопротивление внедрению и перемещению внедренной абразивной частицы. Этот комплекс характеристик определяется сопротивлением металла упругим и пластическим деформациям (силовой показатель). Показательной характеристикой свойств при этом может быть твердость металла и твердость его отдельных фазовых составляющих. Хотя не всегда твердость может однозначно характеризовать стойкость наплавленного металла против абразивного изнашивания.

При ударно-абразивном изнашивании важное, а иногда и определяющее значение приобретает энергетический показатель свойств металла, связанный с его сопротивлением динамическому воздействию абразива. В этом случае рост силового показателя свойств металла, например твердости, не свидетельствует о росте износостойкости, если при этом одновременно не будет возрастать энергетический показатель разрушения. В то же время нельзя отрицать и роли твердости или другого силового показателя свойств металла, поскольку даже при ударно-абразивном изнашивании имеет значение сопротивление металла внедрению абразива. Скорее всего показателем стойкости против ударно-абразивного изнашивания может быть сочетание силового и энергетического показателей свойств (прочности и вязкости). Например, при скольжении по абразиву более износостойкими являются стали после закалки и низкого отпуска (более твердые и менее вязкие), а при ударно-абразивном износе — стали после закалки и высокого отпуска (менее твердые и более вязкие).

Кроме мартенсита и феррита, матрицами износостойкого наплавленного металла могут быть аустенит и ледебурит. Аустенитная матрица имеет ряд преимуществ перед ферритной. Прежде всего аустенит характеризуется более высокими вязкостью и прочностью, чем феррит. С одной стороны, это способствует улучшению удержания в ней твердых частиц карбидов и других выделений, а с другой — общему повышению износостойкости, особенно при ударно-абразивном изнашивании. Кроме того, аустенит может быть полностью или частично неустойчивым (нестабильным) и претерпевать превращение в мартенсит при пластической деформации, сопровождающей процесс изнашивания, что приведет к дополнительному повышению износостойкости как при трении по абразиву, особенно при повышенном давлении на абразив, так и при ударно-абразивном изнашивании.

Для износостойкого наплавленного металла особенно благоприятно, когда при изнашивании имеющийся в матрице аустенит частично сохраняется, а частично превращается в мартенсит (30—50 %). Это позволяет при сохранении вязкости сплава повысить его износостойкость.

Ледебурит может быть матрицей в высокоуглеродистом легированном наплавленном металле. Назвать ледебурит матрицей можно условно, так как он содержит значительное количество феррита, мартенсита или аустенита. Однако однотипность и относительная однородность позволяют считать его основой, в которой размещаются дополнительные включения твердых фаз, чаще всего карбидов и боридов.

Таким образом, учитывая приведенное ранее о твердых фазах и матрице износостойкого наплавленного металла, по структурно-фазовому состоянию они могут быть мартенситными (М), мартен-ситно-карбидными 1 (М+ К), ферритно-карбидными (Ф + К), аустенитно-карбидными (А + К), ледебуритно-карбидными (Л + + К) и со смешанными матрицами, состоящими из М + А, М + + Ф, А + Л, М -4- Л.

Учитывая, что наплавленный металл используется в работе чаще всего без термической обработки, его структурно-фазовое состояние и износостойкость определяются главным образом содержанием углерода и легирующих элементов.

Кроме карбидов могут быть любые твердые частицы — карбобориды, бориды, интерметаллиды и др. Структурное состояние износостойкого наплавленного металла определяется его составом. Однако влияние может оказать и технология наплавки (тепловой режим процесса). Увеличение погонной энергии при наплавке, увеличение силы сварочного тока, уменьшение скорости перемещения наплавочного электрода (источника теплоты) приводит к увеличению длительности существования ванночки жидкого металла и уменьшению скорости охлаждения наплавленного металла. То же достигается при предварительном подогреве наплавляемого металла. Такие условия приводят к увеличению размеров кристаллизующихся фаз. В связи с этим условия ведения процесса наплавки должны быть жестко регламентированы во избежание ухудшения свойств наплавленного металла.

Поиск по сайту: