eeeбжд - eeeбжд

Вопрос 1.

 

Анализ производственной и экологической безопасности при производстве печатных плат. (нанесение рисунка и травление).

 

Методику анализа ПЭБ рассмотрим в соответствии со схемой:

 

1. Декомпозиция анализируемых объектов с целью выявления материальных носителей потенциальной опасности.

 

1.1. Предметы труда (исходные материалы)

Печатная плата, специальная краска, эпоксидные композиции, фоторезист, химические вещества для дубления фоторезиста.

 

1.2. Средства труда: машины, орудия, сооружения, энергия

На этапе нанесения рисунка используется следующие оборудование:

• прибор для инфракрасного излучения

• прибор для ультрафиолетового излучения

• энергия

На этапе травления платы используется следующее оборудование:

• травильная ванна

 

1.3 Продукты труда (полуфабрикаты)

Печатная плата, подвергаемая после травильной операции дальнейшей обработке ( по технологической цепочке )

 

1.4 Технологический процесс, операции, действия.

 

Нанесение рисунка схемы на ПП или на их слои необходимо для получения защитной маски требуемой конфигурации при осуществлении процессов металлизации и травления проводящего рисунка.

Сеткографический способ нанесения рисунка схемы наиболее рентабелен для массового и крупномасштабного производства.

Эпоксидные композиции и специальная краска наносятся по шаблону и сушатся ИК и УФ излучениями.

 

Фотографический метод нанесения рисунка.

Его осуществление связано с использованием фоторезиста, ИК излучения для его сушки, УФ для излучения с длиной волны 365мм для экспонировки, и веществ для дубления.

Травление:

При изготовлении ПП субтрактивным и полуадитивным методами, важным этапом проводящего рисунка является процесс травления ( удаления меди с непроводящих ( пробельных ) участков схемы.

Травление является сложным окислительно-восстановительным процессом, в котором травильный раствор служит окислителем.

Применяются растворы хлорного железа и кислые растворы на основе хлорной меди - для травления плат которые защищены сеткографическим способом или фоторезистом.

Если плата для травления использует рисунок который защищен металлорезистом олово-свинец, то его основу составляет серная кислота, тринитрат аммония; травление при температуре 50-55⁰С.

 

1.5 Производственная среда.

• Нанесение рисунка:

• Помещение должно быть кондиционируемым, обеспыленным, закрытым для посещения должно быть закрытым для лиц не связанных с выполнением этой операции.

• Травление:

• Обязательное использование местной вытяжной и системы общеобменной вентиляции.

 

1.6. Природно-климатическая среда.

Относительная влажность 65±5%, температура 18-25⁰С содержание пыли, определяемое прибором А 3-5 - не более 100 частиц размером 2мкм на 1л воздуха.

 

2. Составление перечня факторов обитаемости.

 

2.1. Физические факторы

• При сушке, экспозиции используется ИК и УФ излучения, попадание которых на кожу или в глаза может принести вред.

• Присутствие электрического тока.

 

2.2 Химические факторы

Наличие эпоксидных композиций, специальной краски, фоторезиста и особо вредных для здоровья веществ для дубления фоторезиста.

 

2.3. Биологические факторы.

Производственное помещение не способствует распространению биологически опасных факторов.

 

2.4. Психофизические факторы.

Производственное помещение не содержит приборов которые бы могли нарушить эти факторы.

 

3. Количественная и качественная оценка факторов обитаемости.

 

Фактические значения факторов, полученные при помощи изменений основе экспериментальных оценок.

Концентрация токсичных газов испарений не должно превышать ПДК. Содержание кислорода (по объему) в воздухе производственного помещения должна быть не ниже 18%.

 

4. Сравнение результатов оценки факторов с нормами и допустимыми значениями с целью выявления опасных и вредных факторов.

 

Перечень опасных и вредных производственных факторов применительно к конкретным условиям

На участке нанесения рисунка могут быть опасными:

• Попадания ИК и УФ излучений на кожу и глаза.

• Поражение электрическим током.

• Попадание химических веществ на кожу и в глаза.

• Вредные испарения при травлении.

 

5. Комплексная оценка жизнедеятельности и возможности возникновения опасных ситуаций.

 

• При работе на станках по нанесению рисунка и сушки - работа средней сложности.

• При травлении работа тяжелая.

 

6. Выбор принципов и методов (А,Б,В,Г) , разработка мероприятий , выбор и расчет средств защиты работающих от опасных и вредных факторов.

 

• Во избежание попадания УФ и ИК излучения применяют систему блокировки питания при открывании важных частей прибора.

• Требуется использование индивидуальных средств защиты кожных покровов от попадания вредных веществ.

• Использование заземления.

• Обеспечить надежную вентиляцию.

 

7. Оценка эффективности разработанных мероприятий и выбранных средств защиты. Показатели технического, социального, экономического эффекта.

 

Необходимо оценить эффективность используемого заземления, герметичность коммуникаций, надежность электропроводки.

Экономические затраты на осуществление вышеприведенных методов защиты не должны быть высоки. Так как технические средства должны быть в комплекте с оборудованием, используемом на данном предприятии.

Системы защиты выпускаемые специализированными предприятиями рассчитаны на получение высокого соотношения экономичного и защитного эффекта, ведущего к безопасности и высокоэффективной работе людей на данном предприятии.

 

Вопрос 2.

 

Инфразвук как производственная вредность.

 

Средства защиты от инфразвука в значительной мере отличаются от применямых для борьбы с шумом. Это связано с особенностями физических характкристик инфразвуковых колебаний, в частности со значитено большей длиной волн инфразвука и сравнения с размером препятствий на пути их распространения.

Снижение интенсивности инфразвука может быть достигнуто изменением режима работы устройства или его конструкции; звукоизоляцией исочника; поглощением звуковой энергии при помощи глушителей шума интерфереционного, камерного, резонансного и динамического типов, а так же за счет использования механического преобразователя частоты.

Защита от вредного воздействия инфразвука расстоянием малоэффективна, так как поглощение в нижних слоях атмосферы инфразвуковых колебаний с частатой ниже 10 Гц не превышает 8^,10^-6 дБ/км.

Борьбу с инфразвуком в источнике его возникновения необходимо вести прежде всего в направлении изменения режима работы технологического оборудования (например, увеличение числа рабочих ходов n кузнечно прессовых машин), чтобы основная частота следования силовых импульсов

f= n/60

лежала за приделами инфразвукового диапазона Одновременно должны принематься меры по снижению интенсивности аэродинамических процессов, в частности по ограничению скоростей движения транспорта и уменьшению скоростей истечения паров и газов сжатого воздуха в атмосферу.При выборе конструкции предпочтение отдают малогабаритным машинам достаточной жесткости, поскольку в конструкциях с плоской поверхностью большой площадью и малой жесткости создаются условия для генерации инфразвука.

Для уменьшения инфразвуковых колебаний целесообразно использовать глушители шума, что является наиболее простым способом уменьшения уровня инфразвуковых составляющих шума всасывания и выхлопа стационарных дизельных и компрессорных установок, ДВС и турбин.

ЗАДАЧА.

Определить границу лазерно-опасной зоны от отраженного луча если мощность ОКГ составляет 10 Вт , коэффициент отражения мишени 0.85 , угол наблюдения 60 энергетическая экспозиция 10^-2 Вт/см².

Решение:

В условиях диффузного отражения энергетическую экспозицию можно определить по формуле :

Где P_n - энергия (мощность), падающая на отраженную поверхность, Дж (Вт); К_о - коэффициент отражения поверхности; b - угол между нормалью к поверхности и направлением на глаз; K_n - коэффициент, учитывающий размер пятна; если ( - радиус пятна), то .

Из этого получаем:

Получили что граница лазерно-опасной зоны равна 12 см.

 

Вопрос 4.

 

Очистка сточных вод методом отстаивания.

 

При выборе способов и технологического оборудования для очистки сточных вод от примесей необходимо учитывать, заданные эффективность и надежность работы любого очистного устройства обеспечиваются в определенном диапазоне значений концентраций примесей и расходов сточной воды. Большинство цехов машиностроительных предприятий характеризуется постоянством расхода и состава сточных вод, однако в некоторых технологических процессах имеют место кратковременные изменения, что может существенно уменьшить эффективность работы очистных устройств или вывести их из строя. Например, залповые сбросы отработанных технологических растворов в термических, травильных и гальванических цехах вызывают существенное увеличение концентрации тяжелых металлов в сточных водах на входе в очистные сооружения. Быстрое таяние снега, а также интенсивные дожди вызывают существенное увеличение расхода поверхностных сточных вод на входе в очистные сооружения.

Отстаивание основано на особенностях процесса осаждения твердых частиц в жидкости. При этом может иметь место свободное осаждение неслипающихся частиц, .сохранивших свои формы и размеры, и осаждение частиц, склонных к коагулированию и изменяющих при этом свою форму и размеры. Закономерное свободного осаждения частиц практически сохраняются при объеме концентрации осаждающихся частиц до 1%, что соответствует их массовой концентрации не более 2,6 кг/м³ (для частиц с r=2600 кг/м³).

Расчет очистных сооружений для отстаивания сточных вод требует определения скорости осаждения (скорости витания) твердых частиц в жидкости. Скорость осаждения w₀ может быть получена решением уравнения Стокса для движения сферической частицы в жидкости с учетом влияния силы гидравлического сопротивления, массовых сил и силы Архимеда:

(1)

Уравнение (1) справедливо для ламинарного режима движения (осаждения) частицы в жидкости. С увеличением размеров частиц скорости их осаждения возрастают и ламинарный режим течения нарушается. Для крупных частиц (d_ч>1 мм) скорость осаждения определяется по формуле Риттенге

 

где k - коэффициент, зависящий от формы и состояния поверхности частиц. Экспериментальные исследования показали, что в зависимостн от вида частиц, их формы, размеров и состояния поверхности величина коэффициента k составляет 1,2...2,3.

Очистку сточных вод отстаиванием осуществляют в песколовках и отстойниках. Песколовки применяют для выделения частиц песка (стоки литейных цехов), окалины (стоки кузнечно-прессовых и прокатных цехов) и т. д. В зависимости от направления движения сточной воды песколовки делят на горизонтальные с прямолинейным и круговым движением воды, вертикальные и аэрируемые песколовки.

На рис. 1 представлена схема горизонтальной песколовки с прямолинейным движением сточной воды, поступающей в песколовку 2 через входной патрубок 1. Оседающие в процессе движения воды твердые частицы скапливаются в шламосборнике 3 и на дне песколовки, а очищенная сточная вода через выходной патрубок 4 направляется для дальнейшей обработки. Удаление осадка из песколовок осуществляют, как правило, ежесуточно. Глубину h₁ выбирают из условия h₁/w₀t_пр : где t_пр - время движения в песколовке, составляет обычно 30…100 с.

 

Очистка сточных вод от маслопродуктов в зависимости от их состава и концентрации осуществляется на машиностроительных предприятиях отстаиванием, обработкой в гидроциклонах, флотацией и фильтрованием.

Рис. 1. Схема горизонтальной песколовки.

Отстаивание основано на закономерностях всплывания маслопродуктов в поде по тем же законам, что и осаждение твердых частиц. Процесс отстаивания осуществляется в отстойниках и маслоловушках. При проектировании очистных сооружений предусматривают использование отстойников как для осаждения твердых частиц, так и для всплывания маслопродуктов. При этом расчет длины отстойника проводят по скорости осаждения твердых частиц и по скорости всплывания маслопродуктов и принимают максимальное из двух значений.

Конструкция маслоловушек аналогична конструкции горизонтального отстойника. При среднем времени пребывания сточной воды в маслоловушке, равном двум часам, скорость ее движения составляет 0,003...0,008 м/с. В результате отстаивания маслопродукты, содержащиеся в воде, всплывают на поверхность, откуда удаляются маслосборным устройством. Для расчета „маслоловушек” необходимо знать скорость всплывания маслопродуктов, которую определяют по формуле (1), и расход сточной воды. Тогда расчет сводится к определению геометрических размеров ловушки и времени отстаивания сточной воды.

Для очистки концентрированных маслосодержащих сточных вод машиностроительных предприятий, например стоков охлаждающих жидкостей металлорежущих станков, широко применяют обработку сточных вод специальными реагентами, способствующими коагуляции примесей в эмульсиях. В качестве реагентов используют Nа₂СО₃, H₂SO₄, NaCI, Al₂(SO₄)₃ смесь NaCl и Al₂(SO₄)₃ и др.

 

 

Вопрос 5.

Основные методы очистки газообразных отходов.

 

Процессы очистки и обезвреживания технологических и вентиляционных выбросов машиностроительных предприятий от газо- и парообразных примесей характеризуются тем, что, во-первых, газы, выбрасываемые в атмосферу, весьма разнообразны по химическому составу; во-вторых, они имеют подчас достаточно высокую температуру и содержат большое количество пыли, что существенно затрудняет процесс газоочистки и требует предварительной подготовки отходящих газов; в-третьих, концентрация газообразных и парообразных примесей чаще в вентиляционных и реже в технологических выбросах обычно переменна.

Создаваемые в промышленности газоочистные установки позволяют обезвреживать технологические и вентиляционные выбросы без или с последующей утилизацией уловленных примесей. Первый тип аппаратов характеризуется санитарным ограничениями, связанными с процессами удаления, транспортировки и захоронения уловленного продукта. Аппараты с выделением продукта в концентрированном виде и дальнейшем использовании его для нужд народного хозяйства наиболее перспективны. Производство таких установок - важный этап в разработке малоотходной и безотходной технологии.

Методы очистки промышленных выбросов от газообразных загрязнителей по характеру протекания физико-химических процессов делят на пять основных групп: промывка выбросов растворителями примесей (абсорбция); промывка выбросов растворами реагентов, связывающих примеси химически (хемосорбция); поглощение газообразных примесей твердыми активными в№ (адсорбция); термическая нейтрализация отходящих газов и поглощение примесей путем применения каталитического превращения.

Метод абсорбции. В технике очистки газовых выбросов процесс абсорбции часто называют скрубберным процессом. Очистка газовых выбросов методом абсорбции заключается в разделении газо-воздушной смеси на составные части путем поглощения одного или нескольких газовых компонентов (абсорбатов) этой смеси жидким поглотителем (абсорбентом) с образованием раствора.

Движущей силой здесь является градиент концентрации на границе фаз газ-жидкость. Растворенный в жидкости газо-воздушной смеси (абсорбат) благодаря диффузии проникает во внутренние слои абсорбента. Процесс протекает тем быстрее чем больше поверхность раздела фаз, турбулентность потоков и коэффициенты диффузии, т. е. в процессе проектирования абсорберов особое внимание следует уделять организации контакта газового потока с жидким растворителем и выбору поглощающей жидкости (абсорбента).

Решающим условием при выборе абсорбента является растворимость в нем извлекаемого компонента и ее зависимость от температуры и давления. Если растворимость газов при 0 град и парциальном давлении 101,3 кПа составляет сотни граммов на 1 кг растворителя, то такие газы называют хорошо растворимыми.

Для удаления из технологических выбросов таких газов как аммиак, хлористый или фтористый водород, целесообразно применять в качестве поглотительной жидкости воду, так как растворимость их в воде составляет сотни граммов на 1 кг H₂O При поглощении же из газов сернистого ангидрида или хлора расход воды будет значительным, так как растворимость их составляет сотые доли грамма па 1 кг воды. В некоторых специальных случаях вместо воды применяют водные растворы таких химических веществ, как сернистая кислота (для улавливания во водяных паров), вязкие масла (для улавливания ароматических углеводородов из коксового газа) и др.

Организация контакта газового потока с жидким растворителем осуществляется либо пропусканием газа через насадочную колонну, либо распылением жидкости, либо барботажем газа через слой абсорбирующей жидкости. В зависимости от реализуемого способа контакта газ - жидкость различают: насадочные башни: форсуночные и центробежные скрубберы.

Метод хемосорбции. Основан на поглощении газов и паров твердыми или жидкими поглотителями с образованиями малолетучих или малорастворимых химических соединений. Поглотительная способность хемосорбента почти не зависит от давления поэтому хемосорбция более выгодна при небольшой концентрации вредностей в отходящих газах. Большинство реакций, протекающих в процессе хемосорбции, являются экзотермическими и обратимыми, поэтому при повышении температуры pacтвора реализующееся химическое соединение разлагается с выделением исходных элементов. На этом принципе основан механизм десорбции хемосорбента.

Примером хемосорбции может служить очистка газо-воздушной смеси от сероводорода с применением мышьяково-щелочного этаноламинового и других растворов. При мышьяково-щелочном методе извлекаемый из отходящего газа сероводород связывается оксисульфомышьяковой солью, находящейся в водном

Na₄As₂S₅O₂ + H₂S = Na₄As₂S₆O + H₂O

Регенерацию раствора производят окислением кислорода, содержащегося в очищаемом воздухе:

Na₄As₂S₆O + 1/2O₂ = Na4As₂S₅O₂ + S₂

В этом случае в качестве побочного продукта получается сера. Основным видом аппаратуры для реализации процессов хемосорбции служат насадочные башни, пенные и барботажные скрубберы, распылительные аппараты типа труб Вентури с различными механическими распылителями. В промышленности распространены аппараты с подвижной насадкой, к достоинствам которых относятся высокая эффективность разделения при умеренном гидравлическом сопротивлении, а также большая пропускная способность по газу.