Intoxicațiile cu gaze și exploziile sunt, de asemenea, pericole caracteristice în industria siderurgică, în care se utilizează pe scară largă furnale, cocserii, generatoare și gaze naturale din diverse zăcăminte. Otrăvirea și explozivitatea acestor gaze sunt determinate de compoziția lor chimică.
Mai jos este prezentată compoziția gazelor utilizate în metalurgia feroasă, %:
Din datele prezentate reiese că gazele de furnal și de generator care conțin cantități mari de monoxid de carbon sunt foarte otrăvitoare. Gazul de cocserie este mai puțin otrăvitor, deoarece conține în medie 7 % monoxid de carbon. Gazele naturale nu au monoxid de carbon în compoziția lor și, prin urmare, fac parte din categoria gazelor netoxice.
Gazul natural este format aproape în întregime din metan și, prin urmare, este exploziv. Gazul de cocserie conține cantități mari de hidrogen și metan, ceea ce îl face, de asemenea, exploziv. Pericolul de otrăvire și de explozie depinde de densitatea, de culoarea și de mirosul gazelor. Densitatea gazelor de furnal și de generator este aproape aceeași cu cea a aerului, ceea ce crește considerabil pericolul de otrăvire, deoarece aceste gaze se amestecă cu aerul din zona de lucru atunci când se scurg. Gazul de cocs este de aproximativ 3 ori mai ușor decât aerul, iar gazul natural este de aproape 2 ori mai ușor decât aerul, astfel încât acestea se ridică rapid în sus în caz de scurgere, ceea ce, în mod natural, reduce posibilitatea creșterii concentrației lor în zona de lucru.
Gazele fierbinți netratate de furnal și de generator nu sunt greu de detectat în aer prin praf, precum și prin condensarea vaporilor de apă. Gazul de cocserie poate fi detectat prin mirosul său caracteristic. Gazele purificate de furnal și de generator, precum și gazele naturale, sunt practic imposibil de detectat în aer, deoarece nu au nici culoare, nici miros, ceea ce le sporește semnificativ pericolul. Gazele naturale primesc un miros caracteristic prin introducerea anumitor substanțe chimice în gaz, de exemplu etil mercaptan (C2Н5SH).
Toxicitatea ridicată a monoxidului de carbon se explică prin faptul că acest gaz se combină intens cu hemoglobina din sânge, în urma căreia sângele încetează să mai furnizeze oxigen organismului. Deja la un conținut de 1000 mg/m 3 CO în aer pot apărea intoxicații grave și chiar fatale. Concentrația maximă admisă de CO în aer conform normelor sanitare nu trebuie să depășească 30 mg/m 3 .
Datele (conform lui N.V. Sinebryukhov) privind cazurile de intoxicații grave în atelierele metalurgice și în instalațiile de gaze ale uzinelor sunt prezentate mai jos:
Otrăvirea cu monoxid de carbon în atelierele metalurgice are loc în principal din cauza proiectării imperfecte sau a funcționării defectuoase a dispozitivelor de gaz, precum și ca urmare a încălcării normelor de siguranță în timpul lucrului în locuri cu pericol de gaz și a utilizării insuficiente a echipamentului de siguranță.
Cele mai importante măsuri de prevenire a otrăvirii în metalurgia feroasă sunt: etanșarea zidăriei cuptoarelor și a dispozitivelor cu gaz; eliminarea posibilității de pătrundere a gazului prin porțile de apă, gurile de aerisire a apei, trapele de praf și alte locuri ale dispozitivelor cu gaz; dispunerea și amplasarea corespunzătoare a dopurilor de purjare a conductelor de gaz; eliminarea lucrărilor asociate cu șederea lucrătorilor în interiorul dispozitivelor cu gaz și, dacă este necesar, în desfășurarea acestor lucrări — pentru a asigura siguranța completă a acestora.
Principalele condiții pentru o explozie sunt: amestecarea prealabilă a gazului cu aerul într-un raport suficient pentru o explozie și prezența unei surse de aprindere. Limitele concentrației explozive depind de compoziția gazelor combustibile. Gazul de furnal explodează la conținutul său în aer între 45-70%, gazul de cocserie — între 6 și 30%, iar gazul natural — între 5 și 15%. Temperatura de aprindere (cea mai scăzută) a amestecului gaz-aer este de 610-620°C pentru monoxidul de carbon, aproximativ 540°C pentru metan și aproximativ 510-520°C pentru hidrogen. Temperatura de aprindere a gazelor complexe crește odată cu creșterea gazelor incombustibile de balast (azot, dioxid de carbon) din acestea. Unii catalizatori (de exemplu, argilă refractară) scad semnificativ temperatura de aprindere a amestecurilor de gaze și aer.
Presiunea dezvoltată în timpul exploziei amestecurilor gaz-aer este aproximativ egală cu 0,5 MN/m 2 (5 atm) pentru gazul de furnal, 0,65 MN/m 2 (6,5 atm) pentru gazul de cocserie și 0,75 MN/m 2 (7,5 atm) pentru gazul natural. Cu toate acestea, atunci când amestecul este explodat în recipiente de mare lungime, cum ar fi conductele de gaz, presiunea datorată comprimării amestecului în timpul exploziei poate crește la câteva MN/m2 (zeci de atmosfere) din cauza detonării. Aprinderea amestecurilor gaz-aer poate avea loc de la flăcări deschise, scântei electrice și obiecte puternic încălzite. Unele substanțe piroforice sunt, de asemenea, printre sursele de aprindere a amestecurilor. În industria siderurgică, astfel de substanțe includ praful de grătar și compușii de sulfură de fier care se pot forma pe pereții interiori ai aparatelor cu gaz.
Mai jos sunt prezentate date privind accidentele rezultate în urma exploziilor de gaze:
Principala măsură de eliminare a exploziilor constă în prevenirea formării unui amestec gaz-aer ca urmare a aspirației aerului în interiorul aparatelor de gaz sau a unei purjări insuficiente înainte de introducerea gazului în acestea. Acest lucru se realizează prin asigurarea unei presiuni pozitive în interiorul aparatelor cu gaz și prin purjarea completă a acestora înainte de pornirea gazului.
Instalațiile de gaz pot fi reparate numai după ce au fost deconectate în siguranță de la rețea și bine ventilate până când gazul a fost eliminat complet. Obloanele de gaz trebuie să fie blocate pe durata reparației.
Pentru a preveni exploziile în încăperile în care sunt amplasate aparate cu gaz, este necesar să se asigure etanșeitatea zidăriei cuptoarelor și a tuturor instalațiilor de gaz.
Având în vedere pericolul mare de explozii ca urmare a eliminării gazului prin robineții de apă și prin alți robineți de gaz, este necesar să se utilizeze modele de robineți de gaz care să excludă complet posibilitatea ca gazul să fie eliminat și să se scurgă în exterior. În plus, toate încăperile în care sunt amplasate aparate cu gaz trebuie să fie bine ventilate.
Pentru a evita exploziile, posibilitatea ca gazul să se scurgă în cuptoarele aparatelor nefuncționale trebuie eliminată în cuptoarele consumatorilor de gaz prin utilizarea unor dispozitive fiabile de închidere a gazului și prin dublarea închiderii gazului cu dopuri. În cuptoarele în funcțiune este necesar să se asigure arderea continuă a gazului. În cazul în care gazul se stinge, acesta trebuie să fie oprit imediat.
Pentru a preveni exploziile în conductele de aer care furnizează aerul necesar pentru ardere, trebuie asigurată o alimentare continuă cu aer la presiunea stabilită. În cazul unei opriri de urgență a suflantelor, conductele de aer trebuie să fie echipate cu supape de reținere pentru a preveni pătrunderea gazului în prizele de aer. În plus, conductele de aer trebuie să fie echipate cu dispozitive de închidere înaintea consumatorilor de gaz și cu dopuri de purjare pentru a purga conductele de aer în cazul pătrunderii gazului.
Măsuri de combatere a otrăvirii industriale
Otrăvitoare (toxice) sunt substanțele care, interacționând cu țesuturile unui organism viu, au un efect nociv asupra acestuia.
Impactul substanțelor toxice asupra organismului lucrătorilor se poate manifesta în orice stare de agregare a substanțelor. Cu toate acestea, cel mai adesea otrăvurile pătrund în organism sub formă de gaze și vapori.
Deosebit de periculoase sunt substanțele toxice industriale care se pot acumula treptat în organism (mercur, plumb), precum și otrăvurile care au o perioadă latentă de acțiune (oxizi de azot).
Otrăvurile industriale sunt împărțite în următoarele grupe:
- Substanțe cu acțiune cauterizantă (acizi, alcali, fenoli).
- Substanțe care afectează organele respiratorii (clor, dioxid de sulf, fluor, amoniac, oxizi de azot, compuși cianurați).
- Otrăvuri care acționează asupra sângelui (monoxid de carbon, acid cianhidric, benzen și omologii săi, hidrogen arsenic).
- Substanțe toxice care acționează în principal asupra sistemului nervos (benzen, nitrobenzen, benzină, acetonă, hidrogen sulfurat, alcool metilic, mangan și compușii săi).
- Otrăvuri enzimatice și metabolice (protoplasmă) (acid cianhidric, hidrogen arsenic și fosfor, hidrogen sulfurat, anilină, plumb, mercur, izotopi radioactivi).
Concentrațiile maxime admise de gaze și vapori toxici în aerul din zona de lucru sunt stabilite de normele sanitare după cum urmează, mg/m 3 :
Principalele măsuri de prevenire a intoxicațiilor în condiții industriale sunt
- eliminarea substanțelor nocive prin înlocuirea lor cu unele inofensive sau mai puțin nocive;
- raționalizarea proceselor tehnologice, contribuind la reducerea emisiilor de substanțe nocive și la eliminarea contactului lucrătorilor cu substanțe toxice
- etanșarea echipamentelor și a comunicațiilor în care se desfășoară procese de producție și transport de substanțe toxice
- aplicarea unei ventilații eficiente care să asigure condiții normale de mediu aerian în spațiile de lucru
- utilizarea echipamentelor de protecție (dispozitive de protecție împotriva gazelor etc.);
- organizarea controlului conținutului de substanțe nocive în aerul din zona de lucru prin prelevarea periodică de probe de aer în vederea analizării;
- distribuirea de agenți neutralizanți și nutriție specială lucrătorilor;
- organizarea examinării medicale periodice a angajaților;
- punerea în aplicare a compensațiilor speciale pentru nocivitatea muncii (reducerea timpului de lucru, creșterea duratei concediilor etc.) stabilite de legislația privind protecția muncii.
În atelierele metalurgice, principalul pericol de otrăvire este monoxidul de carbon, conținut în cantități semnificative în gazul de furnal. Gazul de furnal este deosebit de periculos și pentru că densitatea sa este aproape egală cu cea a aerului.
Intrând în sânge prin alveolele plămânilor, monoxidul de carbon se leagă de hemoglobina din sânge, formând carboxihemoglobină. Ca urmare, sângele sărăcit de oxihemoglobină aduce oxigen insuficient celulelor organismului, ducând la consecințe grave.
În caz de intoxicație cu monoxid de carbon, este necesar să scoateți victima la aer curat și să efectuați respirație artificială. În același timp, este necesar să se apeleze la personal medical.
Atunci când se lucrează în locuri cu pericol de gaze, este necesar să se utilizeze dispozitive de protecție împotriva gazelor care funcționează fiabil. Utilizarea măștilor de gaze filtrante nu garantează o siguranță completă, deoarece acestea devin nepotrivite atunci când conținutul de oxigen din aer scade la 17-16%. Prin urmare, în condițiile atelierelor metalurgice ar trebui să fie utilizate aparate izolatoare de oxigen care vă permit să lucrați, complet izolat de mediu. Măștile de gaze izolatoare cu oxigen au un cilindru mic cu oxigen pur, un absorbant special pentru purificarea aerului expirat și un sac de respirație. O vedere generală a unui astfel de aparat de protecție împotriva gazelor este prezentată în figura 1.
