Баннер 15

 

90. Аэрокосмическое производство и техническое обслуживание

Редактор главы: Бак Кэмерон


Содержание

Таблицы и рисунки

Аэрокосмическая промышленность
Бак Кэмерон

Безопасность и эргономика в производстве планеров
Дуглас Ф. Бриггс

Защита от падения для транспортной категории Производство и техническое обслуживание самолетов
Роберт В. Хайтс

Производство авиационных двигателей
Джон Б. Фельдман

Контроль и воздействие на здоровье
Дени Бурсье

Вопросы окружающей среды и общественного здравоохранения
Стив Мейсон

таблицы

Щелкните ссылку ниже, чтобы просмотреть таблицу в контексте статьи.

1. Опасности авиационной и аэрокосмической промышленности
2. Требования к технологическому развитию
3. Токсикологические соображения
4. Опасность химических веществ в аэрокосмической отрасли
5. Резюме NESHAP США
6. Типичные химические опасности
7. Типичные методы контроля выбросов

цифры

Наведите курсор на миниатюру, чтобы увидеть подпись к рисунку, щелкните, чтобы увидеть рисунок в контексте статьи.

АИА030F5АИА030F1АИА030F3АИА030F4

Среда, Февраль 23 2011 16: 13

Аэрокосмическая промышленность

Общий Профиль

История и будущие тенденции

Когда Уилбур и Орвилл Райт совершили свой первый успешный полет в 1903 году, производство самолетов было ремеслом, которым занимались экспериментаторы и искатели приключений. Небольшой, но существенный вклад военной авиации во время Первой мировой войны помог перевести производство из мастерских в массовое производство. Самолеты второго поколения помогли послевоенным операторам проникнуть в коммерческую сферу, особенно в качестве перевозчиков почты и экспресс-грузов. Однако авиалайнеры оставались негерметичными, плохо обогреваемыми и неспособными летать над погодой. Несмотря на эти недостатки, пассажирские перевозки увеличились на 600% с 1936 по 1941 год, но по-прежнему оставались роскошью, которую испытывали относительно немногие. Значительные достижения в области авиационных технологий и сопутствующее использование авиации во время Второй мировой войны способствовали взрывному росту мощностей по производству самолетов, которые пережили войну в Соединенных Штатах, Великобритании и Советском Союзе. После Второй мировой войны все большее военное значение приобретают тактические и стратегические ракеты, разведывательные и навигационные спутники, пилотируемые самолеты. Спутниковая связь, технологии геомониторинга и отслеживания погоды приобретают все большее коммерческое значение. Появление гражданских самолетов с турбореактивными двигателями в конце 1950-х годов сделало авиаперевозки более быстрыми и комфортными и положило начало резкому росту коммерческих авиаперевозок. К 1993 году во всем мире ежегодно совершалось более 1.25 триллиона пассажиро-миль. По прогнозам, к 2013 году эта цифра увеличится почти втрое.

Модели занятости

Занятость в аэрокосмической отрасли сильно циклична. Прямая занятость в аэрокосмической отрасли в Европейском союзе, Северной Америке и Японии достигла пика в 1,770,000 1989 1,300,000 человек в 1995 году, а затем снизилась до 100 100 18,000 человек в 1978 году, при этом большая часть сокращения рабочих мест приходится на Соединенные Штаты и Соединенное Королевство. После распада Советского Союза крупная аэрокосмическая промышленность Конфедерации Независимых Государств значительно пострадала. Небольшие, но быстро растущие производственные мощности существуют в Индии и Китае. Производство межконтинентальных и космических ракет и бомбардировщиков дальнего радиуса действия в значительной степени ограничено Соединенными Штатами и бывшим Советским Союзом, а Франция разработала возможности для коммерческих космических запусков. Более широко производятся стратегические ракеты меньшей дальности, тактические ракеты и бомбардировщики, коммерческие ракеты и истребители. Большие коммерческие самолеты (с вместимостью 1,000 и более мест) строятся производителями из США и Европы или в сотрудничестве с ними. Производство региональных самолетов (вместимостью менее 1992 мест) и бизнес-джетов более рассредоточено. Производство самолетов для частных пилотов, базирующихся в основном в Соединенных Штатах, сократилось с почти XNUMX XNUMX самолетов в XNUMX г. до менее XNUMX XNUMX в XNUMX г., а затем восстановилось.

Занятость примерно поровну распределяется между производством военных самолетов, коммерческих самолетов, ракет и космических аппаратов и связанного с ними оборудования. На отдельных предприятиях инженерные, производственные и административные должности составляют примерно одну треть занятого населения. Мужчины составляют около 80% рабочей силы аэрокосмической техники и производства, при этом подавляющее большинство высококвалифицированных мастеров, инженеров и руководителей производства составляют мужчины.

Отраслевые подразделения

Заметно различающиеся потребности и практика государственных и гражданских заказчиков обычно приводят к сегментации производителей аэрокосмической техники на оборонные и коммерческие компании или подразделения более крупных корпораций. Планеры, двигатели (также называемые силовыми установками) и авионика (электронное навигационное, коммуникационное и управляющее оборудование) обычно поставляются отдельными производителями. Двигатели и авионика могут составлять четверть окончательной стоимости авиалайнера. Аэрокосмическое производство требует проектирования, изготовления и сборки, проверки и тестирования огромного количества компонентов. Производители сформировали взаимосвязанные массивы субподрядчиков и внешних и внутренних поставщиков компонентов для удовлетворения своих потребностей. Экономические, технологические, маркетинговые и политические требования привели к растущей глобализации производства компонентов и узлов самолетов.

Производственные материалы, оборудование и процессы

Материалы

Первоначально планеры были сделаны из дерева и ткани, а затем превратились в металлические конструкционные компоненты. Алюминиевые сплавы получили широкое распространение благодаря своей прочности и легкому весу. Сплавы бериллия, титана и магния также используются, особенно в высокопроизводительных самолетах. Усовершенствованные композитные материалы (массивы волокон, встроенные в пластиковые матрицы) представляют собой семейство прочных и долговечных заменителей металлических компонентов. Композитные материалы обладают равной или большей прочностью, меньшим весом и большей термостойкостью, чем используемые в настоящее время металлы, и имеют дополнительное преимущество в военных самолетах, заключающееся в значительном уменьшении радиолокационного профиля планера. Системы эпоксидной смолы являются наиболее часто используемыми композитами в аэрокосмической отрасли, на них приходится около 65% используемых материалов. Системы полиимидных смол используются там, где требуется устойчивость к высоким температурам. Другие используемые системы смол включают фенолы, сложные полиэфиры и силиконы. Алифатические амины часто используются в качестве отвердителей. Вспомогательные волокна включают графит, кевлар и стекловолокно. Стабилизаторы, катализаторы, ускорители, антиоксиданты и пластификаторы выступают в качестве вспомогательных средств для получения желаемой консистенции. Дополнительные системы смол включают насыщенные и ненасыщенные полиэфиры, полиуретаны и виниловые, акриловые, мочевинные и фторсодержащие полимеры.

Грунтовки, лаки и эмалевые краски защищают уязвимые поверхности от экстремальных температур и агрессивных условий. Наиболее распространенная грунтовочная краска состоит из синтетических смол, пигментированных хроматом цинка и расширенным пигментом. Очень быстро сохнет, улучшает адгезию финишных покрытий и предотвращает коррозию алюминия, стали и их сплавов. Эмали и лаки наносятся на загрунтованные поверхности в качестве наружных защитных покрытий и отделок, а также для окрашивания. Авиаэмали изготавливаются из олиф, натуральных и синтетических смол, пигментов и соответствующих растворителей. В зависимости от применения лаки могут содержать смолы, пластификаторы, сложные эфиры целлюлозы, хромат цинка, пигменты, наполнители и соответствующие растворители. Резиновые смеси находят широкое применение в красках, материалах для облицовки топливных элементов, смазочных материалах и консервантах, опорах двигателя, защитной одежде, шлангах, прокладках и уплотнениях. Натуральные и синтетические масла используются для охлаждения, смазки и снижения трения в двигателях, гидравлических системах и станках. Авиационный бензин и топливо для реактивных двигателей получают из углеводородов на нефтяной основе. Высокоэнергетические жидкие и твердые виды топлива используются в космических полетах и ​​содержат материалы с опасными физическими и химическими свойствами; такие материалы включают жидкий кислород, гидразин, пероксиды и фтор.

В производственном процессе используется множество материалов, которые не становятся частью окончательного планера. Производители могут иметь десятки тысяч отдельных продуктов, одобренных для использования, хотя в любое время используется гораздо меньше. Используется большое количество и разнообразие растворителей, при этом экологически опасные варианты, такие как метилэтилкетон и фреон, заменяются более безвредными для окружающей среды растворителями. Хромо- и никельсодержащие стальные сплавы используются в оснастке, а кобальт- и карбидвольфрамосодержащие твердосплавные долота — в режущих инструментах. Свинец, ранее использовавшийся в процессах обработки металлов давлением, в настоящее время используется редко, поскольку его заменили киркситом.

В общей сложности в аэрокосмической промышленности используется более 5,000 химикатов и смесей химических соединений, большинство из которых поставляется несколькими поставщиками, а многие соединения содержат от пяти до десяти ингредиентов. Точный состав некоторых продуктов является собственностью или коммерческой тайной, что усложняет эту разнородную группу.

Объекты и производственные процессы

Производство планера обычно осуществляется на крупных интегрированных заводах. На новых предприятиях часто используются системы вытяжной вентиляции большого объема с регулируемой подпиткой. Местные выхлопные системы могут быть добавлены для определенных функций. Химическое фрезерование и окраска крупных компонентов в настоящее время обычно выполняются в закрытых автоматизированных рядах или в камерах, в которых присутствуют летучие пары или туман. Старые производственные предприятия могут обеспечивать гораздо более слабый контроль за опасностями для окружающей среды.

Большой штат высококвалифицированных инженеров разрабатывает и совершенствует конструктивные характеристики самолета или космического корабля. Дополнительные инженеры характеризуют прочность и долговечность материалов компонентов и разрабатывают эффективные производственные процессы. Компьютеры взяли на себя большую часть расчетной и чертежной работы, которая ранее выполнялась инженерами, чертежниками и техниками. Интегрированные компьютерные системы теперь можно использовать для проектирования самолетов без помощи бумажных чертежей или структурных макетов.

Производство начинается с изготовления: изготовления деталей из исходных материалов. Производство включает в себя изготовление инструментов и приспособлений, обработку листового металла, механическую обработку, обработку пластика и композитных материалов, а также вспомогательные работы. Инструменты создаются в виде шаблонов и рабочих поверхностей, на которых можно создавать металлические или композитные детали. Направляющие приспособления для резки, сверления и сборки. Подразделы фюзеляжа, дверные панели и обшивка крыльев и хвостового оперения (внешние поверхности) обычно изготавливаются из алюминиевых листов, которые имеют точную форму, вырезаны и химически обработаны. Машинные операции часто контролируются компьютером. Огромные рельсовые станы вытачивают лонжероны крыла из цельных алюминиевых поковок. Детали меньшего размера точно вырезаются и формируются на фрезерных, токарных и шлифовальных станках. Воздуховоды изготавливаются из листового металла или композитных материалов. Компоненты интерьера, включая напольное покрытие, обычно изготавливаются из композитов или ламинатов с тонкими, но жесткими внешними слоями поверх сотовой внутренней части. Композитные материалы укладываются (укладываются в тщательно уложенные и сформированные перекрывающиеся слои) вручную или на машине, а затем отверждаются в печи или автоклаве.

Сборка начинается с сборки составных частей в узлы. Основные узлы включают крылья, стабилизаторы, секции фюзеляжа, шасси, двери и внутренние компоненты. Сборка крыла является особенно трудоемкой, требующей точного просверливания и раззенковки большого количества отверстий в обшивке, через которые позже вбиваются заклепки. Готовое крыло очищается и герметизируется изнутри для обеспечения герметичности топливного отсека. Окончательная сборка происходит в огромных сборочных цехах, некоторые из которых являются одними из крупнейших в мире производственных зданий. Сборочная линия состоит из нескольких последовательных позиций, где планер остается на срок от нескольких дней до более недели, пока выполняются заданные функции. Многочисленные сборочные операции выполняются одновременно на каждой позиции, что создает возможность перекрестного воздействия химических веществ. Детали и узлы перемещаются на тележках, изготовленных по индивидуальному заказу носителях и с помощью мостового крана в соответствующее положение. Планер перемещается между позициями с помощью мостового крана до тех пор, пока не будут установлены шасси и носовая опора. Последующие перемещения производятся буксировкой.

Во время окончательной сборки секции фюзеляжа склеиваются вокруг несущей конструкции. Установлены балки перекрытий и стрингеры, а внутренняя часть покрыта антикоррозийным составом. Носовая и хвостовая секции фюзеляжа соединены с крыльями и конек крыла (коробчатая конструкция, служащая основным топливным баком и конструктивным центром самолета). Внутренняя часть фюзеляжа покрыта изоляционными полотнами из стекловолокна, установлена ​​электропроводка и воздуховоды, а внутренние поверхности покрыты декоративной обшивкой. Затем устанавливаются контейнеры для хранения, обычно со встроенными пассажирскими фонарями и аварийными запасами кислорода. Предварительно собранные сиденья, кухня и туалеты перемещаются вручную и крепятся к направляющим на полу, что позволяет быстро изменить конфигурацию пассажирского салона в соответствии с потребностями авиаперевозчика. Смонтированы силовые установки, шасси и носовая опора, установлены компоненты авионики. Функционирование всех компонентов тщательно проверяется перед буксировкой собранного самолета в отдельный, хорошо проветриваемый покрасочный цех, где наносится защитный грунтовочный слой (обычно на основе хромата цинка), а затем декоративный верхний слой из уретана или эпоксидной смолы. покрасить. Перед поставкой самолет проходит серию строгих наземных и летных испытаний.

В дополнение к рабочим, занятым в реальных инженерных и производственных процессах, многие сотрудники занимаются планированием, отслеживанием и проверкой работы и ускорением перемещения деталей и инструментов. Мастера обслуживают электроинструменты и восстанавливают режущие инструменты. Для обслуживания зданий, уборки помещений и эксплуатации наземных транспортных средств требуется большой штат сотрудников.

 

Назад

Управление безопасностью

Системы управления безопасностью в отрасли изготовления планеров отражают эволюционный процесс управления безопасностью в рамках традиционных производственных условий. Программы по охране труда и технике безопасности, как правило, были строго структурированы: руководители компаний руководили программами по охране труда и технике безопасности, а иерархическая структура отражала традиционную систему командования и управления. В крупных авиационных и аэрокосмических компаниях есть штат специалистов по безопасности и охране здоровья (промышленные гигиенисты, медицинские физики, инженеры по технике безопасности, медсестры, врачи и техники), которые работают с линейным руководством над устранением различных рисков безопасности, которые обнаруживаются в их производственных процессах. Этот подход к программам обеспечения безопасности линейного контроля, когда операционный руководитель отвечает за ежедневное управление рисками при поддержке основной группы специалистов по безопасности и охране здоровья, был основной моделью с момента создания отрасли. Введение подробных правил в начале 1970-х годов в Соединенных Штатах привело к тому, что специалисты по безопасности и охране здоровья стали больше полагаться не только на разработку программ, но и на их реализацию и оценку. Этот сдвиг был результатом технического характера стандартов, которые не сразу понимались и применялись в производственных процессах. В результате многие системы управления безопасностью полетов были заменены на системы, основанные на соблюдении требований, а не на предотвращении травм/заболеваний. Ранее интегрированные программы управления безопасностью линейного контроля потеряли часть своей эффективности, когда сложность правил вынудила больше полагаться на основных специалистов по безопасности и охране здоровья во всех аспектах программ безопасности и сняла часть ответственности и подотчетности с линейного руководства.

С усилением акцента на всеобщем управлении качеством во всем мире, акцент снова переносится на производственные цеха. Производители планеров переходят к программам, которые включают безопасность как неотъемлемую часть надежного производственного процесса. Соответствие берет на себя второстепенную роль, поскольку считается, что при сосредоточении внимания на надежном процессе предотвращение травм/заболеваний будет основной целью, а правила или их цель будут удовлетворены при создании надежного процесса. В отрасли в целом в настоящее время есть несколько традиционных программ, процедурных/инженерных программ и новых приложений программ, основанных на поведении. Независимо от конкретной модели, тем, кто демонстрирует наибольший успех в предотвращении травм/заболеваний, требуются три важнейших компонента: (1) видимая приверженность как руководства, так и сотрудников, (2) четко выраженное ожидание выдающихся результатов в профилактике травм/заболеваний и ( 3) системы подотчетности и поощрения, основанные как на конечных показателях (таких как данные о травмах/заболеваниях), так и на показателях процесса (таких как процент безопасного поведения) или других упреждающих профилактических мероприятиях, которые имеют равный вес с другими важными целями организации. Все вышеперечисленные системы ведут к формированию позитивной культуры безопасности, основанной на лидерстве, при активном участии сотрудников как в разработке процессов, так и в усилиях по их совершенствованию.

Физическая безопасность

В отрасли производства планеров можно столкнуться со значительным количеством потенциально серьезных опасностей, в основном из-за огромных физических размеров и сложности производимых продуктов, а также разнообразия и изменения множества используемых процессов производства и сборки. Непреднамеренное или неадекватно контролируемое воздействие этих опасностей может привести к немедленным серьезным травмам.

Таблица 1. Угрозы безопасности в авиационной и аэрокосмической промышленности.

Тип опасности Общие примеры Возможные эффекты
Физический
Падающие объекты Заклепочные пистолеты, раскряжевки, крепеж, ручной инструмент Ушибы, травмы головы
Перемещение оборудования Грузовые автомобили, тракторы, велосипеды, вилочные погрузчики, краны Ушибы, переломы, рваные раны
Опасные высоты Лестницы, строительные леса, аэростойки, сборочные приспособления Множественные тяжелые травмы, смерть
Острые предметы Ножи, сверла, фрезы и пилы Рваные, колотые раны
Движущиеся машины Токарные станки, штамповочные прессы, фрезерные станки, ножницы по металлу Ампутации, отрывы, раздавливания
Осколки в воздухе Сверление, шлифование, пиление, развертывание, шлифование Инородные тела глаза, ссадины роговицы
Нагреваемые материалы Термически обработанные металлы, свариваемые поверхности, кипячение Ожоги, образование келоидов, изменение пигментации
Горячий металл, окалина, шлак Сварка, газовая резка, литейные работы Серьезные ожоги кожи, глаз и ушей
Электрооборудование Ручной инструмент, шнуры, переносные фонари, распределительные коробки Ушибы, растяжения, ожоги, смерть
Жидкости под давлением Гидравлические системы, безвоздушная смазка и пистолеты-распылители Травмы глаз, серьезные подкожные раны
Измененное давление воздуха Опрессовка самолетов, автоклавы, испытательные камеры Травмы уха, носовых пазух и легких, искривления
Перепады температуры Горячая металлообработка, литейные цеха, холодное производство металлоконструкций Тепловое истощение, обморожение
Громкие звуки Клепка, испытания двигателей, высокоскоростное сверление, ударные молоты Временная или постоянная потеря слуха
Ионизирующее излучение Промышленная радиография, ускорители, радиационные исследования Бесплодие, рак, лучевая болезнь, смерть
Неионизирующее излучение Сварка, лазеры, радары, микроволновые печи, исследовательская работа Ожоги роговицы, катаракта, ожоги сетчатки, рак
Прогулочные/рабочие поверхности Пролитые смазочные материалы, беспорядочные инструменты, шланги и шнуры Ушибы, рваные раны, растяжения, переломы
Эргономичная
Работа в ограниченном пространстве Топливные элементы для самолетов, крылья Кислородная депривация, захват, наркоз, тревога
Силовые усилия Подъем, переноска, полозья для ванны, ручной инструмент, проволочный цех Повышенная утомляемость, травмы опорно-двигательного аппарата, синдром запястного канала
вибрация Клепка, шлифовка Повреждения опорно-двигательного аппарата, синдром запястного канала
Человеко-машинный интерфейс Оснастка, неудобная поза сборки Костно-мышечные травмы
Повторное движение Ввод данных, инженерно-конструкторские работы, укладка пластика Синдром запястного канала, травмы опорно-двигательного аппарата

 Адаптировано из Данфи и Джорджа, 1983 г..

Непосредственная прямая травма может быть вызвана падением распорных стержней заклепок или других падающих предметов; спотыкаться о неровные, скользкие или замусоренные рабочие поверхности; падение с мостовых кранов, лестниц, аэродинамических стоек и крупных сборочных приспособлений; прикосновение к незаземленному электрооборудованию, нагретым металлическим предметам и концентрированным химическим растворам; контакт с ножами, сверлами и фрезами; запутывание или защемление волос, рук или одежды во фрезерных станках, токарных станках и штамповочных прессах; летящая стружка, частицы и шлак от сверления, шлифовки и сварки; а также ушибы и порезы от ударов о детали и компоненты планера в процессе производства.

Частота и тяжесть травм, связанных с угрозами физической безопасности, снизились по мере совершенствования процессов обеспечения безопасности в отрасли. Травмы и заболевания, связанные с рисками, связанными с эргономикой, отражают растущую обеспокоенность, разделяемую всеми отраслями производства и сферы услуг.

Эргономика

Производители планеров имеют долгую историю использования человеческого фактора при разработке критических систем для своих продуктов. Кабина пилотов была одной из наиболее изученных областей в истории проектирования продуктов, поскольку инженеры, занимающиеся человеческим фактором, работали над оптимизацией безопасности полетов. Сегодня быстрорастущая область эргономики, связанная с профилактикой травм/заболеваний, является продолжением первоначальной работы, проделанной в области человеческого фактора. В промышленности есть процессы, которые включают силовые нагрузки, неудобные позы, повторяемость, механическое контактное напряжение и вибрацию. Эти воздействия могут усугубляться при работе в замкнутых пространствах, таких как внутренняя часть крыльев и топливные элементы. Для решения этих проблем в отрасли используются специалисты по эргономике при проектировании продуктов и процессов, а также «совместная эргономика», когда межфункциональные группы производственных сотрудников, надзор и проектировщики инструментов и объектов работают вместе, чтобы снизить эргономические риски в своих процессах.

В производстве планеров некоторые из ключевых эргономических проблем связаны с проволочными мастерскими, где требуется много ручных инструментов для зачистки или обжима и требуется сильное усилие захвата. Большинство из них заменяется пневматическими инструментами, которые подвешиваются на балансирах, если они тяжелые. Регулируемые по высоте рабочие места для мужчин и женщин позволяют сидеть или стоять. Работа организована по ячейкам, в которых каждый работник выполняет различные задачи, чтобы снизить утомляемость какой-либо конкретной группы мышц. В линиях крыла необходима еще одна ключевая область — прокладка инструментов, деталей или рабочих, чтобы уменьшить механическое контактное напряжение в ограниченном пространстве. Кроме того, в крыле вместо стремянок используются регулируемые по высоте рабочие платформы, чтобы свести к минимуму падения и поставить рабочих в нейтральное положение для сверления или заклепывания. Клепальщики по-прежнему представляют собой серьезную проблему, поскольку они представляют собой как вибрацию, так и риск сильного напряжения. Чтобы решить эту проблему, вводятся заклепочные станки с низкой отдачей и электромагнитная клепка, но из-за некоторых критериев производительности продуктов, а также из-за практических ограничений этих методов в некоторых аспектах производственного процесса они не являются универсальными решениями.

С появлением композитных материалов как из соображений веса, так и из соображений производительности ручная укладка композитного материала также привела к потенциальным эргономическим рискам из-за широкого использования рук для формовки, резки и обработки материала. Для снижения рисков внедряются дополнительные инструменты с разным размером захвата и некоторые автоматизированные процессы. Кроме того, используются регулируемые инструменты для размещения работы в нейтральном положении. Процессы сборки вызывают большое количество неудобных поз и проблем с ручной обработкой, которые часто решаются с помощью процессов совместной эргономики. Снижение рисков достигается за счет более широкого использования механических подъемных устройств, где это возможно, изменения последовательности работ, а также внедрения других усовершенствований процессов, которые обычно не только устраняют эргономические риски, но также повышают производительность и качество продукции.

 

Назад

Самолеты транспортной категории используются для перевозки пассажиров и грузов в сфере коммерческих авиаперевозок. Как процесс производства, так и процесс технического обслуживания включают в себя операции по удалению, изготовлению, изменению и/или установке компонентов по всему самолету. Эти самолеты различаются по размеру, но некоторые из них (например, Boeing 747, Airbus A340) являются одними из самых больших самолетов в мире. Из-за размера самолета некоторые операции требуют, чтобы персонал работал, находясь на высоте над полом или поверхностью земли.

В авиатранспортной отрасли существует множество потенциальных ситуаций падения как при производстве самолетов, так и при техническом обслуживании. Хотя каждая ситуация уникальна и может потребовать различных решений для защиты, предпочтительным методом защиты от падения является предупреждение проваливается через агрессивный план выявления опасностей и контроля над ними.

Эффективная защита от падения включает в себя институциональное обязательство, касающееся всех аспектов выявления опасностей и контроля над ними. Каждый оператор должен постоянно оценивать свою работу на предмет конкретных воздействий при падении и разрабатывать план защиты, достаточно всеобъемлющий, чтобы справляться с каждым воздействием на протяжении всей своей деятельности. 

Опасности падения

 Каждый раз, когда человек поднимается, у него есть потенциал упасть на более низкий уровень. Падение с высоты часто приводит к серьезным травмам или летальному исходу. По этой причине были разработаны правила, стандарты и политики, помогающие компаниям устранять опасность падения на протяжении всей своей деятельности.

Опасность падения представляет собой любую ситуацию, в которой человек работает с приподнятой поверхности, когда эта поверхность находится на несколько футов выше следующего уровня вниз. Оценка операции для этих воздействий включает определение всех областей или задач, где возможно, что люди подвергаются воздействию приподнятых рабочих поверхностей. Хорошим источником информации являются записи о травмах и заболеваниях (статистика труда, страховые журналы, записи по технике безопасности, медицинские записи и т. д.); однако важно смотреть дальше, чем исторические события. Каждая рабочая область или процесс должны быть оценены, чтобы определить, есть ли какие-либо случаи, когда процесс или задача требуют, чтобы человек работал с поверхности или области, которая находится на несколько футов выше следующей более низкой поверхности.

 Категоризация осенней ситуации

 Практически любая задача по производству или техническому обслуживанию, выполняемая на одном из этих самолетов, может подвергнуть персонал опасности падения из-за размера самолета. Эти самолеты настолько велики, что практически каждая часть всего самолета находится на высоте нескольких футов над уровнем земли. Хотя это обеспечивает множество конкретных ситуаций, когда персонал может подвергаться опасности падения, все ситуации можно разделить на следующие категории: работа с площадок or работа с поверхностей самолета. Разделение между этими двумя категориями связано с факторами, связанными с самим воздействием.

Категория работы с платформ включает в себя персонал, использующий платформу или подставку для доступа к воздушному судну. Сюда входят любые работы, выполняемые с поверхности, не принадлежащей самолету, которая специально используется для доступа к воздушному судну. К этой категории относятся задачи, выполняемые с помощью стыковочных систем самолетов, платформ крыльев, стендов двигателей, автопогрузчиков и т. д. Потенциальное воздействие падений с поверхностей этой категории может быть решено с помощью традиционных систем защиты от падения или различных руководящих принципов, которые существуют в настоящее время.

Категория работы с поверхностей самолета включает персонал, использующий саму поверхность самолета в качестве платформы для доступа. Сюда входят любые работы, выполняемые с реальной поверхности самолета, такой как крылья, горизонтальные стабилизаторы, фюзеляжи, двигатели и пилоны двигателей. Потенциальные воздействия при падении с поверхностей в этой категории очень разнообразны в зависимости от конкретной задачи технического обслуживания и иногда требуют нетрадиционных подходов к защите.

Причина различия между этими двумя категориями становится понятной при попытке реализации защитных мер. Защитные меры — это те шаги, которые предпринимаются для устранения или контроля воздействия каждого падения. Методами контроля опасностей падения могут быть технические средства контроля, средства индивидуальной защиты (СИЗ) или процедурные средства контроля.

 Инженерные средства управления

 Инженерно-технические средства контроля – это те меры, которые состоят из изменение объекта таким образом, чтобы воздействие на человека было сведено к минимуму. Некоторыми примерами инженерных средств контроля являются перила, стены или аналогичная реконструкция. Инженерные средства защиты являются предпочтительным методом защиты персонала от воздействия падений.

Инженерный контроль является наиболее распространенной мерой, используемой для платформ как при производстве, так и при обслуживании. Обычно они состоят из стандартных перил; однако любое ограждение со всех открытых сторон платформы эффективно защищает персонал от падения. Если бы платформа была расположена рядом с самолетом, как это обычно бывает, сторона рядом с самолетом не нуждалась бы в перилах, поскольку защиту обеспечивает сам самолет. Воздействия, которые необходимо контролировать, затем ограничиваются промежутками между платформой и самолетом.

Инженерные средства управления обычно не используются при техническом обслуживании с поверхности самолета, потому что любые инженерные средства управления, встроенные в самолет, увеличивают вес и снижают эффективность самолета во время полета. Сами элементы управления оказываются неэффективными, когда они предназначены для защиты периметра поверхности самолета, поскольку они должны соответствовать типу самолета, площади и местоположению и должны быть расположены без повреждения самолета.

На рис. 1 показана переносная рельсовая система для крыла самолета. Инженерные средства управления широко используются в производственных процессах с поверхностей самолетов. Они эффективны во время производства, потому что процессы происходят в одном и том же месте с поверхностью самолета в одном и том же положении каждый раз, поэтому органы управления могут быть настроены для этого места и положения.

Альтернативой перилам для инженерного контроля является сетка, расположенная вокруг платформы или поверхности самолета, чтобы поймать людей, когда они падают. Они эффективны для остановки чьего-либо падения, но не являются предпочтительными, так как люди могут получить травму во время удара о саму сетку. Эти системы также требуют формальной процедуры спасения/возвращения персонала после того, как он попал в сети.

Рис. 1. Переносная рельсовая система Boeing 747; двусторонняя система ограждений крепится сбоку к корпусу самолета, обеспечивая защиту от падения при работе над дверью над крылом и в районе крыши крыла.

АИА030F5

Предоставлено компанией Боинг

Средства индивидуальной защиты

СИЗ для падений состоит из страховочной привязи со стропом, прикрепленным либо к спасательному тросу, либо к другому подходящему креплению. Эти системы обычно используются для защиты от падения; однако их также можно использовать в системе защиты от падения.

Используемые в индивидуальной системе защиты от падения (PFAS), СИЗ могут быть эффективным средством предотвращения удара человека о следующий более низкий уровень во время падения. Чтобы быть эффективным, предполагаемое расстояние падения не должно превышать расстояние до нижнего уровня. Важно отметить, что с такой системой человек все еще может получить травмы в результате самой защиты от падения. Эти системы также требуют формальной процедуры спасения/возвращения персонала после того, как он упал и был арестован.

PFAS чаще всего используются при работе с платформ, когда технические средства управления не работают — обычно из-за ограничения рабочего процесса. Они также используются при работе с поверхности самолета из-за логистических трудностей, связанных с инженерным контролем. Наиболее сложными аспектами PFAS и работы над поверхностью самолета являются расстояние падения с точки зрения мобильности персонала и дополнительный вес конструкции самолета для поддержки системы. Проблема веса может быть устранена путем проектирования системы таким образом, чтобы она крепилась к объекту вокруг поверхности самолета, а не к конструкции самолета; однако это также ограничивает возможности защиты от падения только в одном месте установки. На рис. 2 показан переносной портал, используемый для обеспечения PFAS. PFAS более широко используются в операциях технического обслуживания, чем в производстве, но используются в определенных производственных ситуациях.

Рис. 2. Портал двигателя, обеспечивающий защиту от падения работника авиадвигателя.

АИА030F1

Предоставлено компанией Боинг

Система ограничения падения (FRS) — это система, разработанная таким образом, чтобы человек не мог упасть с края. FRS очень похожи на PFAS в том, что все компоненты одинаковы; однако FRS ограничивают диапазон движений человека, так что человек не может подойти достаточно близко к краю поверхности, чтобы упасть. FRS являются предпочтительной эволюцией систем СИЗ как для производства, так и для операций технического обслуживания, поскольку они предотвращают любые травмы, связанные с падением. они устраняют необходимость в процессе спасения. Они не широко используются ни при работе с платформ, ни с поверхности самолета из-за проблем проектирования системы, чтобы персонал имел мобильность, необходимую для выполнения рабочего процесса, но не мог добраться до края поверхности. Эти системы уменьшают проблему веса/эффективности при работе с поверхности самолета, поскольку FRS не требуют прочности, необходимой для PFAS. На момент публикации только один тип самолета (Boeing 747) имел FRS на основе планера. См. рис. 3 и рис. 4.

 Рис. 3. Система строп для крыла Boeing 747.

АИА030F3

Предоставлено компанией Боинг

Рис. 4. Зоны защиты от падения стропы крыла Boeing 747.

АИА030F4

 Предоставлено компанией Боинг

Горизонтальный спасательный круг крепится к постоянным креплениям на поверхности крыла, образуя шесть зон защиты от падения. Работники привязывают строп длиной 1.5 м к D-образным кольцам или удлинителям лямок, которые скользят по горизонтальной линии жизни в зонах с i по iv и фиксируются в зонах v и vi. Система обеспечивает доступ только к кромке крыла, предотвращая возможность падения с поверхности крыла.

Процедурный контроль

 Процедурные средства контроля используются, когда как технические средства контроля, так и средства индивидуальной защиты либо неэффективны, либо нецелесообразны. Это наименее предпочтительный метод защиты, но он эффективен при правильном управлении. Процедурный контроль заключается в обозначении рабочей поверхности как зоны с ограниченным доступом только для тех лиц, которые должны входить в нее во время этого конкретного процесса технического обслуживания. Защита от падения достигается за счет очень агрессивных письменных процедур, охватывающих идентификацию опасностей, информирование и индивидуальные действия. Эти процедуры максимально снижают воздействие в данных обстоятельствах. Они должны быть конкретными для конкретного места и должны учитывать конкретные опасности в этой ситуации. Они очень редко используются для работы с платформ при производстве или обслуживании, но они используются для работ по техническому обслуживанию с поверхности самолета.

 

Назад

Производство авиационных двигателей, будь то поршневых или реактивных, включает в себя преобразование сырья в чрезвычайно надежные точные машины. Эксплуатационные условия с высокими нагрузками, связанные с воздушным транспортом, требуют использования широкого спектра высокопрочных материалов. Используются как традиционные, так и уникальные методы производства.

Строительные материалы

Авиадвигатели в основном состоят из металлических компонентов, хотя в последние годы для некоторых деталей стали использоваться пластиковые композиты. Различные алюминиевые и титановые сплавы используются там, где первостепенное значение имеют прочность и малый вес (элементы конструкции, секции компрессора, рамы двигателя). Хромовые, никелевые и кобальтовые сплавы используются там, где требуется устойчивость к высоким температурам и коррозии (секции камеры сгорания и турбины). Многочисленные стальные сплавы используются в промежуточных местах.

Поскольку минимизация веса самолета является критическим фактором снижения стоимости жизненного цикла (максимизация полезной нагрузки, минимизация расхода топлива), недавно были внедрены передовые композитные материалы в качестве легкой замены алюминия, титана и некоторых стальных сплавов в конструкционных деталях и воздуховодах, где высоких температур не испытывает. Эти композиты состоят в основном из полиимидных, эпоксидных и других систем смол, армированных ткаными стекловолоконными или графитовыми волокнами.

Производственные операции

Практически все обычные операции по металлообработке и механообработке используются в производстве авиационных двигателей. Это горячая ковка (профили, диски компрессоров), литье (конструктивные элементы, станины двигателей), шлифовка, протяжка, токарная обработка, сверление, фрезерование, резка, распиловка, нарезание резьбы, сварка, пайка и другие. Сопутствующие процессы включают финишную обработку металла (анодирование, хромирование и т. д.), гальваническое покрытие, термообработку и термическое (плазменное, пламенное) напыление. Высокая прочность и твердость используемых сплавов в сочетании с их сложными формами и точными допусками требуют более сложных и строгих требований к механической обработке, чем в других отраслях промышленности.

Некоторые из наиболее уникальных процессов металлообработки включают химическое и электрохимическое фрезерование, электроэрозионную обработку, лазерное сверление и электронно-лучевую сварку. Химическое и электрохимическое измельчение включают удаление металла с больших поверхностей таким образом, чтобы сохранить или создать контур. Детали, в зависимости от их конкретного сплава, помещают в ванну с контролируемой кислотой, щелочью или электролитом высокой концентрации. Металл удаляется химическим или электрохимическим воздействием. Химическое фрезерование часто используется после ковки аэродинамических профилей, чтобы привести толщину стенок в соответствие со спецификацией при сохранении контура.

Электроэрозионная обработка и лазерное сверление обычно используются для изготовления отверстий малого диаметра и сложных контуров в твердых металлах. Много таких отверстий требуется в компонентах камеры сгорания и турбины для целей охлаждения. Удаление металла осуществляется высокочастотным термомеханическим воздействием электроискровых разрядов. Процесс проводят в диэлектрической ванне с минеральным маслом. Электрод служит обратным изображением нужного разреза.

Электронно-лучевая сварка используется для соединения деталей, где требуется глубокий проплавление сварного шва в труднодоступных геометриях. Сварка создается сфокусированным, ускоренным пучком электронов в вакуумной камере. Кинетическая энергия электронов, ударяющихся о заготовку, преобразуется в тепло для сварки.

Производство композитных пластиков предполагает либо «мокрую» укладку, либо использование предварительно пропитанных салфеток. При влажной укладке вязкая неотвержденная смесь смолы распределяется по инструментальной форме или форме путем распыления или нанесения кистью. Волокнистый армирующий материал вручную закладывается в смолу. Дополнительная смола применяется для получения однородности и контура с формой инструмента. Готовая укладка затем отверждается в автоклаве под действием тепла и давления. Предварительно пропитанные материалы состоят из полужестких, готовых к использованию, частично отвержденных листов композиционных материалов смолы и волокна. Материал нарезается по размеру, вручную формуется по контурам инструментальной формы и отверждается в автоклаве. Отвержденные детали обычно обрабатываются и собираются в двигатель.

Инспекция и тестирование

Чтобы гарантировать надежность авиационных двигателей, во время изготовления и конечного продукта выполняется ряд процедур проверки, испытаний и контроля качества. Общие методы неразрушающего контроля включают радиографический, ультразвуковой, магнитопорошковый и флуоресцентный пенетрант. Они используются для обнаружения любых трещин или внутренних дефектов в деталях. Собранные двигатели обычно испытываются в оборудованных испытательных камерах перед поставкой заказчику.

Опасности для здоровья и безопасности и методы их контроля

Опасности для здоровья, связанные с производством авиационных двигателей, в первую очередь связаны с токсичностью используемых материалов и возможностью их воздействия. Алюминий, титан и железо не считаются сильно токсичными, в то время как хром, никель и кобальт представляют большую опасность. Некоторые соединения и валентные состояния последних трех металлов указывают на канцерогенные свойства у людей и животных. Их металлические формы, как правило, не считаются такими токсичными, как их ионные формы, которые обычно встречаются в ваннах для отделки металлов и пигментах для красок.

При обычной механической обработке большинство операций выполняется с использованием охлаждающих или смазочно-охлаждающих жидкостей, что сводит к минимуму образование переносимой по воздуху пыли и паров. За исключением сухого шлифования, металлы обычно не представляют опасности при вдыхании, хотя существует опасность вдыхания туманов охлаждающей жидкости. Выполняется значительный объем шлифовки, особенно деталей реактивных двигателей, для выравнивания контуров и доведения аэродинамических профилей до их окончательных размеров. Обычно используются небольшие ручные шлифовальные машины. Если такое шлифование выполняется на сплавах на основе хрома, никеля или кобальта, требуется местная вентиляция. Сюда входят столы с нисходящей тягой и самовентилирующиеся кофемолки. Дерматит и шум являются дополнительными опасностями для здоровья, связанными с традиционной механической обработкой. Сотрудники будут иметь различную степень контакта кожи с охлаждающими и смазочно-охлаждающими жидкостями в процессе крепления, осмотра и снятия деталей. Повторный контакт с кожей может проявляться различными формами дерматита у некоторых работников. Как правило, защитные перчатки, защитные кремы и надлежащая гигиена сводят к минимуму такие случаи. При обработке тонкостенных высокопрочных сплавов часто возникает высокий уровень шума из-за вибрации инструмента и вибрации детали. Это можно в некоторой степени контролировать с помощью более жесткой оснастки, демпфирующих материалов, изменения параметров обработки и сохранения острых инструментов. В противном случае необходимы средства индивидуальной защиты (например, наушники, затычки).

Угрозы безопасности, связанные с обычными операциями механической обработки, в основном связаны с потенциальными физическими травмами из-за движений рабочей точки, фиксации и привода передачи мощности. Контроль осуществляется с помощью таких методов, как стационарные охранники, входные двери с блокировкой, световые завесы, коврики, чувствительные к давлению, а также обучение и информирование сотрудников. Во время операций механической обработки всегда следует использовать защитные очки для защиты от летящей стружки, частиц и брызг охлаждающих жидкостей и чистящих растворителей.

Операции по чистовой обработке металлов, химическое измельчение, электрохимическое измельчение и гальваническое покрытие включают воздействие концентрированных кислот, щелочей и электролитов на открытые поверхности резервуаров. Большинство ванн содержат высокие концентрации растворенных металлов. В зависимости от рабочих условий и состава ванны (концентрация, температура, перемешивание, размер) в большинстве случаев потребуется какая-либо форма местной вентиляции для контроля уровня переносимых по воздуху газов, паров и туманов. Для управления обычно используются различные боковые конструкции крышек щелевого типа. Проекты вентиляции и инструкции по эксплуатации для различных типов бань можно получить в технических организациях, таких как Американская конференция государственных специалистов по промышленной гигиене (ACGIH) и Американский национальный институт стандартов (ANSI). Коррозионный характер этих ванн диктует использование средств защиты глаз и кожи (защитные очки от брызг, лицевые щитки, перчатки, фартуки и т. д.) при работе с этими резервуарами. Аварийные средства для промывки глаз и души также должны быть доступны для немедленного использования.

Электронно-лучевая сварка и лазерное сверление представляют радиационную опасность для рабочих. Электронно-лучевая сварка генерирует вторичное рентгеновское излучение (тормозное излучение эффект). В некотором смысле сварочная камера представляет собой неэффективную рентгеновскую трубку. Крайне важно, чтобы камера была сконструирована из материала или содержала экран, который ослабит излучение до минимального практического уровня. Часто используется свинцовая защита. Следует периодически проводить радиационные обследования. Лазеры представляют опасность для глаз и кожи (тепловую). Кроме того, существует вероятность воздействия паров металла, образующихся при испарении основного металла. Опасности луча, связанные с лазерными операциями, должны быть изолированы и, по возможности, локализованы в закрытых камерах. Комплексная программа должна строго соблюдаться. В местах образования паров металлов должна быть предусмотрена местная вентиляция.

Основные опасности, связанные с изготовлением деталей из композитного пластика, связаны с химическим воздействием непрореагировавших компонентов смолы и растворителей во время операций мокрой укладки. Особую озабоченность вызывают ароматические амины, используемые в качестве реагентов в полиимидных смолах и отвердителей в системах эпоксидных смол. Некоторые из этих соединений являются подтвержденными или предполагаемыми канцерогенами для человека. Они также проявляют другие токсические эффекты. Высокая реакционная способность этих смоляных систем, особенно эпоксидных смол, вызывает кожную и респираторную сенсибилизацию. Контроль опасностей во время операций влажной укладки должен включать местную вентиляцию и широкое использование средств индивидуальной защиты для предотвращения контакта с кожей. Операции по укладке с использованием предварительно пропитанных листов обычно не связаны с воздействием воздуха, но следует использовать средства защиты кожи. После отверждения эти детали относительно инертны. Они больше не представляют опасности составляющих их реагентов. Однако при обычной механической обработке деталей может образовываться неприятная пыль раздражающего характера, связанная с композитными армирующими материалами (стекловолокно, графит). Часто требуется местная вентиляция при механической обработке.

Опасности для здоровья, связанные с испытательными операциями, обычно связаны с излучением (рентгеновское или гамма-излучение) при радиографическом контроле и шумом при испытаниях конечного продукта. Радиографические операции должны включать комплексную программу радиационной безопасности, дополненную обучением, контролем пропусков и периодическими осмотрами. Камеры рентгенографического контроля должны иметь запирающиеся двери, рабочее освещение, аварийное отключение и надлежащее экранирование. Испытательные участки или камеры, в которых испытывают собранные изделия, должны быть акустически обработаны, особенно для реактивных двигателей. Уровень шума на пультах управления должен быть ниже 85 дБА. Следует также принять меры для предотвращения скопления выхлопных газов, паров топлива или растворителей в зоне проведения испытаний.

В дополнение к вышеупомянутым опасностям, связанным с конкретными операциями, следует отметить несколько других. Они включают в себя воздействие чистящих растворителей, красок, свинца и сварочных работ. Чистящие растворители используются во всех производственных операциях. В последнее время наблюдается тенденция перехода от использования хлорированных и фторированных растворителей к водным, терпиновым, спиртовым и уайт-спиритовым типам из-за токсичности и воздействия на озоновый слой. Хотя последняя группа может быть более приемлемой для окружающей среды, они часто представляют опасность возгорания. Количество любых легковоспламеняющихся или горючих растворителей на рабочем месте должно быть ограничено, они должны использоваться только из одобренных контейнеров и с надлежащей противопожарной защитой. Свинец иногда используется при ковке аэродинамических профилей в качестве смазки для штампов. Если это так, должна действовать комплексная программа контроля и мониторинга свинца из-за токсичности свинца. Многие виды обычной сварки используются в производственных операциях. Для таких операций необходимо оценивать воздействие паров металлов, ультрафиолетового излучения и озона. Необходимость контроля будет зависеть от конкретных рабочих параметров и используемых металлов.

 

Назад

Пятница, Февраль 25 2011 17: 25

Контроль и воздействие на здоровье

В аэрокосмической отрасли растет рыночный спрос на сокращение времени разработки продукта при одновременном использовании материалов, отвечающих все более строгим, а иногда и противоречивым критериям производительности. Ускоренное тестирование и производство продукции может привести к тому, что разработка материалов и процессов будет опережать параллельную разработку технологий гигиены окружающей среды. В результате могут появиться продукты, которые были протестированы и одобрены, но для которых недостаточно данных о воздействии на здоровье и окружающую среду. Такие правила, как Закон о контроле над токсичными веществами (TSCA) в США, требуют (1) тестирования новых материалов; (2) развитие разумной лабораторной практики для исследований и тестирования разработок; (3) ограничения на импорт и экспорт некоторых химических веществ; и 

(4) мониторинг исследований в области охраны здоровья, безопасности и окружающей среды, а также учетные записи компании о значительных последствиях для здоровья от воздействия химических веществ.

Более широкое использование паспортов безопасности материалов (MSDS) помогло предоставить специалистам в области здравоохранения информацию, необходимую для контроля воздействия химических веществ. Однако полные токсикологические данные существуют только для нескольких сотен из тысяч используемых материалов, что создает проблемы для специалистов по промышленной гигиене и токсикологов. Насколько это возможно, для контроля воздействия следует использовать местную вытяжную вентиляцию и другие средства технического контроля, особенно когда речь идет о малоизученных химических веществах или недостаточно точно охарактеризованных скоростях образования загрязняющих веществ. Респираторы могут играть второстепенную роль, если они поддерживаются хорошо спланированной и строго соблюдаемой программой управления средствами защиты органов дыхания. Респираторы и другие средства индивидуальной защиты должны быть выбраны таким образом, чтобы обеспечить полностью адекватную защиту, не создавая чрезмерного дискомфорта для рабочих.

Информация об опасностях и средствах контроля должна быть эффективно доведена до сотрудников до того, как продукт будет введен в рабочую зону. Можно использовать устную презентацию, бюллетени, видео или другие средства коммуникации. Способ коммуникации важен для успеха введения любого химического вещества на рабочем месте. В аэрокосмической промышленности сотрудники, материалы и рабочие процессы часто меняются. Поэтому информирование об опасности должно быть непрерывным процессом. Письменное общение вряд ли будет эффективным в этой среде без поддержки более активных методов, таких как собрания экипажа или видеопрезентации. Всегда должны быть созданы условия для ответов на вопросы работников.

Чрезвычайно сложные химические среды характерны для предприятий по производству корпусов самолетов, особенно для сборочных зон. Интенсивные, оперативно реагирующие и хорошо спланированные усилия по промышленной гигиене необходимы для распознавания и характеристики опасностей, связанных с одновременным или последовательным присутствием большого количества химических веществ, многие из которых, возможно, не были должным образом протестированы на предмет воздействия на здоровье. Гигиенист должен с осторожностью относиться к загрязняющим веществам, высвобождаемым в физических формах, которые не предусмотрены поставщиками и, следовательно, не указаны в паспортах безопасности материалов. Например, повторное нанесение и удаление полос частично отвержденных композитных материалов может привести к выделению смесей растворителя и смолы в виде аэрозоля, который нельзя будет эффективно измерить с помощью методов контроля паров.

Концентрация и комбинации химических веществ также могут быть сложными и сильно различаться. Несвоевременное выполнение работ вне нормальной последовательности может привести к использованию опасных материалов без надлежащего технического контроля или адекватных мер индивидуальной защиты. Различия в методах работы между отдельными людьми, а также размер и конфигурация различных планеров могут оказывать значительное влияние на воздействие. Различия в воздействии растворителей на людей, выполняющих очистку бортовых баков, превышают два порядка, отчасти из-за влияния размера тела на поток разбавляющего воздуха в очень ограниченных пространствах.

Потенциальные опасности должны быть идентифицированы и охарактеризованы, а также реализованы необходимые меры контроля до того, как материалы или процессы попадут на рабочее место. Стандарты безопасного использования также должны быть разработаны, установлены и задокументированы с обязательным соблюдением до начала работ. Если информация является неполной, уместно принять на себя самый высокий разумно ожидаемый риск и принять соответствующие защитные меры. Обследования промышленной гигиены должны проводиться через регулярные и частые промежутки времени, чтобы убедиться, что средства контроля адекватны и работают надежно.

Сложность характеристики воздействия аэрокосмических рабочих мест требует тесного сотрудничества между гигиенистами, клиницистами, токсикологами и эпидемиологами (см. таблицу 1). Наличие очень хорошо информированной рабочей силы и управленческого персонала также имеет важное значение. Рабочие должны сообщать о симптомах, а руководители должны быть обучены тому, как быть внимательными к признакам и симптомам воздействия. Мониторинг биологического воздействия может служить важным дополнением к мониторингу воздуха, когда воздействие сильно варьируется или когда воздействие на кожу может быть значительным. Биологический мониторинг также можно использовать для определения того, эффективны ли средства контроля для снижения поглощения загрязняющих веществ работниками. Анализ медицинских данных на наличие признаков, симптомов и жалоб следует проводить регулярно.

Таблица 1. Требования к технологическому развитию в области охраны труда, техники безопасности и экологического контроля для новых процессов и материалов.

Параметр                           
  Технологические требования
Уровни загрязняющих веществ в воздухе      
Аналитические методы количественного определения химических веществ Методы мониторинга воздуха
Потенциальное воздействие на здоровье Острые и хронические токсикологические исследования
Экологическая судьба Исследования биоаккумуляции и биодеградации
Характеристика отходов Тест на химическую совместимость

 

Ангары для покраски, фюзеляжи самолетов и топливные баки могут обслуживаться выхлопными системами очень большого объема во время интенсивных операций по окраске, герметизации и очистке. Остаточное воздействие и неспособность этих систем направлять поток воздуха от рабочих обычно требуют дополнительного использования респираторов. Местная вытяжная вентиляция требуется для небольших операций по покраске, обработке металлов и очистке растворителями, для лабораторных химических работ и для некоторых работ по укладке пластмасс. Рассеивающая вентиляция обычно адекватна только в зонах с минимальным использованием химикатов или в качестве дополнения к местной вытяжной вентиляции. Значительный воздухообмен в зимнее время может привести к чрезмерной сухости воздуха в салоне. Плохо спроектированные вытяжные системы, которые направляют избыточный поток холодного воздуха на руки или спину рабочих в зонах сборки мелких деталей, могут усугубить проблемы с руками, руками и шеей. В больших и сложных производственных помещениях необходимо уделять внимание правильному расположению вентиляционных выпускных и впускных отверстий, чтобы избежать повторного захвата загрязняющих веществ.

Точное производство аэрокосмической продукции требует четкой, организованной и хорошо контролируемой рабочей среды. Контейнеры, бочки и баки, содержащие химические вещества, должны быть маркированы с указанием потенциальной опасности материалов. Информация по оказанию первой помощи должна быть легко доступна. Информация о реагировании на чрезвычайные ситуации и контроле за разливами также должна быть доступна в паспорте безопасности или аналогичном листе данных. Опасные рабочие зоны должны быть обозначены табличками, доступ к ним должен контролироваться и проверяться.

Влияние композитных материалов на здоровье

Производители планеров как в гражданском, так и в оборонном секторах все больше полагаются на композитные материалы при изготовлении как внутренних, так и конструктивных компонентов. Поколения композитных материалов все чаще интегрируются в производство по всей отрасли, особенно в оборонном секторе, где они ценятся за их низкую радиолокационную отражательную способность. Эта быстро развивающаяся производственная среда типична для проблемы технологии проектирования, опережающей усилия общественного здравоохранения. Конкретные опасности смолы или тканевого компонента композита до комбинирования и отверждения смолы отличаются от опасностей отвержденных материалов. Кроме того, частично отвержденные материалы (препреги) могут продолжать сохранять опасные характеристики компонентов смолы на различных этапах, ведущих к изготовлению композитной детали (AIA 1995). Токсикологические характеристики основных категорий смол представлены в таблице 2.

 


Таблица 2. Токсикологические аспекты основных компонентов смол, используемых в аэрокосмических композитных материалах.1

 

Тип смолы Компоненты 2 Токсикологическое рассмотрение
эпоксидная смола Аминовые отвердители, эпихлоргидрин Сенсибилизатор, подозреваемый канцероген
Polyimide Альдегид мономер, фенол Сенсибилизатор, подозреваемый канцероген, системный*
фенольный Альдегид мономер, фенол Сенсибилизатор, подозреваемый канцероген, системный*
Доступны в четырех великолепных цветах, чтобы дать людям больше возможностей соответствовать их спортивной одежде. Стирол, диметиланилин Наркоз, угнетение ЦНС, цианоз
силиконовый Органический силоксан, пероксиды Сенсибилизатор, раздражитель
Термопласты** Полистирол, полифениленсульфид Системный*, раздражающий

1 Приведены примеры типичных компонентов неотвержденных смол. Другие химические вещества различной токсикологической природы могут присутствовать в качестве отвердителей, разбавителей и добавок.

2 Применяется в первую очередь к компонентам влажной смолы перед реакцией. Различные количества этих материалов присутствуют в частично отвержденной смоле и следовые количества в отвержденных материалах.

* Системная токсичность, указывающая на эффекты, возникающие в нескольких тканях.

** Термопласты включены в отдельную категорию, поскольку перечисленные продукты распада образуются в процессе формования при нагревании полимеризованного исходного материала.


 

 

Степень и тип опасности, представляемой композитными материалами, в первую очередь зависят от конкретной рабочей деятельности и степени отверждения смолы по мере того, как материал переходит из влажной смолы/ткани в отвержденную деталь. Высвобождение летучих компонентов смолы может быть значительным до и во время начальной реакции смолы и отвердителя, но также может происходить во время обработки материалов, которые проходят более чем один уровень отверждения. Высвобождение этих компонентов, как правило, больше в условиях повышенной температуры или в плохо проветриваемых рабочих зонах и может варьироваться от следовых до умеренных уровней. Воздействие на кожу компонентов смолы в предварительно отвержденном состоянии часто является важной частью общего воздействия, и поэтому им нельзя пренебрегать.

Выделение продуктов разложения смолы может происходить во время различных операций механической обработки, которые создают тепло на поверхности отвержденного материала. Эти продукты разложения еще предстоит полностью охарактеризовать, но они имеют тенденцию различаться по химической структуре в зависимости как от температуры, так и от типа смолы. Частицы могут образовываться при механической обработке отвержденных материалов или при резке препрегов, содержащих остатки полимерных материалов, которые высвобождаются при нарушении целостности материала. Было отмечено воздействие газов, образующихся при отверждении в печи, когда из-за неправильной конструкции или неправильной работы вытяжная вентиляция автоклава не может удалить эти газы из рабочей среды.

Следует отметить, что пыль, создаваемая новыми тканевыми материалами, содержащими покрытия из стекловолокна, кевлара, графита или бора/оксида металла, обычно считается способной вызывать фиброгенную реакцию от легкой до умеренной; до сих пор мы не смогли охарактеризовать их относительную силу. Кроме того, информация об относительном вкладе фиброгенной пыли от различных операций механической обработки все еще находится в стадии изучения. Различные составные операции и опасности были охарактеризованы (AIA 1995) и перечислены в таблице 3.

Таблица 3. Опасности химических веществ в аэрокосмической промышленности.

Химический агент Источники Потенциальное заболевание
Драгоценные металлы
Бериллиевая пыль Обработка бериллиевых сплавов Поражения кожи, острые или хронические заболевания легких
Кадмиевая пыль, туман Сварка, обжиг, окраска распылением Отсроченный острый отек легких, поражение почек
Хромовая пыль/туман/дым Напыление/шлифовка грунтовки, сварка Рак дыхательных путей
Никель Сварка, шлифовка Рак дыхательных путей
ртутный Лаборатории, инженерные испытания Поражение центральной нервной системы
газов
Цианистый водород гальванопокрытие Химическая асфиксия, хронические эффекты
Монооксид углерода Термическая обработка, работа двигателя Химическая асфиксия, хронические эффекты
Оксиды азота Сварка, гальваника, травление Отсроченный острый отек легких, необратимое повреждение легких (возможно)
фосген Сварочное разложение паров растворителя Отсроченный острый отек легких, необратимое повреждение легких (возможно)
Озон Сварка, высотный полет Острые и хронические поражения легких, рак дыхательных путей
Органические соединения
алифатический Машинные смазки, топливо, смазочно-охлаждающие жидкости Фолликулярный дерматит
Ароматические, нитро и амино Резина, пластмассы, краски, красители Анемия, рак, сенсибилизация кожи
Ароматические, другие Растворители Наркоз, поражение печени, дерматит
галогенированные Обезжиривание, очистка Наркоз, анемия, поражение печени
пластики
фенолы Компоненты салона, воздуховоды Аллергическая сенсибилизация, рак (возможно)
Эпоксидные (аминные отвердители) Операции по укладке Дерматит, аллергическая сенсибилизация, рак
полиуретан Краски, внутренние компоненты Аллергическая сенсибилизация, рак (возможно)
Polyimide Структурные компоненты Аллергическая сенсибилизация, рак (возможно)
Фиброгенная пыль
асбест Военные и старые самолеты Рак, асбестоз
Silica Абразивоструйная очистка, наполнители Силикоз
Карбид вольфрама Прецизионное шлифование инструмента пневмокониоз
графит, кевлар Композитная обработка пневмокониоз
Доброкачественная пыль (возможно)
стекловолокно Изоляционные одеяла, элементы интерьера Раздражение кожи и дыхательных путей, хроническое заболевание (возможно)
Дерево Изготовление макета и модели Аллергическая сенсибилизация, рак органов дыхания

 

Назад

Аэрокосмическая промышленность сильно пострадала от огромного роста норм экологического и общественного шума, принятых в основном в США и Европе с 1970-х годов. Законодательство, такое как Закон о чистой воде, Закон о чистом воздухе и Закон о сохранении и восстановлении ресурсов в Соединенных Штатах и ​​сопутствующие директивы в Европейском союзе, привели к принятию объемных местных правил для достижения целей в области качества окружающей среды. Эти правила обычно предписывают использование наилучших доступных технологий, будь то новые материалы или процессы или контрольное оборудование в конце стека. Кроме того, общие проблемы, такие как разрушение озонового слоя и глобальное потепление, вынуждают вносить изменения в традиционные операции, полностью запрещая химические вещества, такие как хлорфторуглероды, если только не существуют исключительные условия.

Раннее законодательство мало влияло на аэрокосмические операции до 1980-х годов. Продолжающийся рост отрасли и концентрация операций вокруг аэропортов и промышленных зон сделали регулирование привлекательным. В отрасли произошла революция с точки зрения программ, необходимых для отслеживания и управления выбросами токсичных веществ в окружающую среду с целью обеспечения безопасности. Очистка сточных вод от отделки металлов и обслуживания самолетов стала стандартом на всех крупных предприятиях. Разделение опасных отходов, классификация, декларирование и, позднее, обработка перед удалением были введены там, где ранее существовали рудиментарные программы. Программы очистки на полигонах стали серьезной экономической проблемой для многих компаний, поскольку затраты на каждом полигоне выросли до многих миллионов. В конце 1980-х и начале 1990-х годов выбросы в атмосферу, которые составляют до 80% или более от общего объема выбросов от производства и эксплуатации самолетов, стали предметом регулирования. Международная организация гражданской авиации (ИКАО) приняла нормы выбросов двигателей еще в 1981 году (ICAO 1981).

Нормы химических выбросов распространяются практически на всю химическую обработку, двигатель и вспомогательную силовую установку, заправку топливом и работу транспортных средств наземного обслуживания. В Лос-Анджелесе, например, сокращение приземного озона и угарного газа для достижения стандартов Закона о чистом воздухе может потребовать к 50 году сокращения на 2005% количества полетов в международном аэропорту Лос-Анджелеса (Донохью, 1994). Выбросы там будут отслеживаться ежедневно, чтобы гарантировать, что предельные значения общих выбросов летучих органических соединений и окиси углерода ниже общего разрешенного уровня. В Швеции за выбросы двуокиси углерода самолетами взимается налог из-за их потенциала глобального потепления. Аналогичные правила в некоторых регионах привели к почти полному отказу от парового обезжиривания с использованием хлорированных растворителей, таких как трихлорэтан, из-за исторически высоких уровней выбросов обезжиривающих установок с открытым верхом, а также озоноразрушающего потенциала и токсичности 1,1,1-трихлорэтана.

Возможно, самым широкомасштабным нормативным актом, когда-либо введенным, является Национальный стандарт выбросов опасных загрязнителей воздуха в аэрокосмической отрасли (NESHAP) 1995 г., обнародованный Агентством по охране окружающей среды США в соответствии с поправками к Закону о чистом воздухе 1990 г. Этот регламент требует, чтобы все аэрокосмические операции соответствовали со средним из лучших 12% нынешних методов контроля США по сокращению выбросов загрязняющих веществ в результате процессов с наибольшими выбросами. Стандарт требует соблюдения требований к сентябрю 1998 года. Наиболее затронутые процессы и материалы — это ручная протирка и промывочная очистка, грунтовки и верхние покрытия, удаление краски и химические маскирующие средства. Регламент разрешает изменение или контроль процесса и возлагает на местные органы власти ответственность за соблюдение требований к материалам, оборудованию, методам работы и ведению учета. Значение этих правил заключается в навязывании лучших практик без учета затрат каждому производителю аэрокосмической техники. Они вынуждают всесторонне перейти на очищающие материалы с низким давлением пара и на покрытия с низким содержанием растворителя, а также на технологию нанесения оборудования, как показано в таблице 1. Некоторые исключения были сделаны в тех случаях, когда безопасность продукта или безопасность персонала (из-за опасности возгорания и т. д.) ) будет скомпрометирован.

 


Таблица 1. Сводка NESHAP США в отношении производственных и перерабатывающих предприятий.

 

Обработка Требования1
Ручная очистка аэрокосмических компонентов протиркой

Максимальное комбинированное давление 45 мм рт.ст. при 20 °C или использование определенных предпочтительных чистящих средств.

Исключения для замкнутых пространств, работы вблизи систем под напряжением и т. д.

Немедленное закрытие стеклоочистителей для сдерживания дальнейшего испарения

Промывочная очистка с помощью ЛОС2 или HAP3 содержащие материалы Сбор и удержание жидкостей
Нанесение грунтовок и финишных покрытий Использование оборудования с высокой эффективностью передачи4 
Содержание HAP в грунтовке меньше воды 350 г/л грунтовки в среднем при нанесении5
Верхний слой HAP с содержанием воды В среднем 420 г/л финишного покрытия при нанесении5
Снятие краски с наружной поверхности

Химикаты Zero HAP, механический взрыв, свет высокой интенсивности6.

Допуск на обесцвечивание 6 собранных самолетов на объекте в год химическими веществами, содержащими ГАП.

Покрытия, содержащие неорганические ГАП Высокоэффективный контроль выбросов твердых частиц
Химическая шлифовальная маска с содержанием HAP меньше воды 160 г/л материала в зависимости от применения или высокоэффективная система сбора и контроля паров
Избыточное распыление от операций нанесения покрытия HAP Многоступенчатый сажевый фильтр
Оборудование для контроля загрязнения воздуха Минимально допустимая эффективность плюс мониторинг
Очистка пистолета-распылителя Отсутствие распыления очищающего растворителя, меры по улавливанию отходов

1 Применяются значительные требования к ведению документации, осмотру и другие требования, не перечисленные здесь.

2 Летучие органические соединения. Было показано, что они являются фотохимически реактивными и являются предшественниками образования приземного озона.

3 Опасные загрязнители воздуха. Это 189 соединений, перечисленных Агентством по охране окружающей среды США как токсичные.

4 Перечисленное оборудование включает электростатические или крупнообъемные пистолеты-распылители низкого давления (HVLP).

5 Специальные покрытия и другие процессы с низким уровнем выбросов исключены.

6 Подкрашивание позволяло использовать 26 галлонов на самолет в год средства, содержащего HAP (коммерческие), или 50 галлонов в год (военные).

Источник: Регламент Агентства по охране окружающей среды США: 40 CFR, часть 63.


 

Сводные данные о типичных химических опасностях и методах контроля выбросов в связи с влиянием экологических норм на производство и техническое обслуживание в Соединенных Штатах представлены в таблице 2 и таблице 3 соответственно. Европейские правила по большей части не поспевают за токсичными выбросами в атмосферу, но уделяют больше внимания устранению токсинов, таких как кадмий, из продуктов и ускоренному поэтапному отказу от соединений, разрушающих озоновый слой. Например, Нидерланды требуют от эксплуатантов обосновывать использование кадмия как необходимого для обеспечения безопасности полетов.

Таблица 2. Типичные химические опасности производственных процессов.

Общие процессы Тип эмиссии Химические вещества или опасности
Покрытия, включая временные защитные покрытия, маски и краски

Излишнее распыление твердых веществ и испарение растворителей



 

 

 

 

 

Твердые отходы (например, дворники)

 

Летучие органические соединения (ЛОС), включая метилэтилкетон, толуол, ксилолы

Озоноразрушающие соединения (ОРС) (хлорфторуглероды, трихлорэтан и др.)

Органические токсины, включая трихлорэтан, ксилол, толуол

Неорганические токсины, включая кадмий, хроматы, свинец

ЛОС или токсины, как указано выше

Очистка растворителем

Выпаривание растворителей

Твердые отходы (дворники)

Жидкие отходы

ЛОС, озоноразрушающие вещества или токсины

ЛОС или токсины

Отработанный растворитель (ЛОС) и/или загрязненная вода

Удаление краски

Испарение или унос растворителей

 

Агрессивные жидкие отходы

Пыль, жара, свет

ЛОС, такие как ксилол, толуол, метилэтилкетон

Органические токсины (метиленхлорид, фенолы)

Тяжелые металлы (хроматы)

Щелочи и кислоты, включая муравьиную кислоту

Токсичная пыль (струйная обработка), тепло (термическая зачистка) и свет

Анодирование алюминия

Вытяжка вентиляции

Жидкие отходы

Кислотный туман

Концентрированная кислота обычно хромовая, азотная и плавиковая

Покрытие твердых металлов

Вытяжка вентиляции

Ополаскиватели

Тяжелые металлы, кислоты, комплексные цианиды

Тяжелые металлы, кислоты, комплексные цианиды

Химическое измельчение Жидкие отходы Щелочи и тяжелые металлы, другие металлы
Уплотнение

Испаренный растворитель

Твердые отходы

летучих органических соединений

Тяжелые металлы, следовые количества токсичных органических веществ

Алодинирование (конверсионное покрытие)

Жидкие отходы

Твердые отходы

Хроматы, возможно, в комплексе с цианидом

Хроматы, окислители

Антикоррозионные составы Твердые частицы, твердые отходы Воски, тяжелые металлы и токсичные органические вещества
Композитное изготовление Твердые отходы Неотвержденные летучие вещества
Обезжиривание паром Улетучившийся пар Трихлорэтан, трихлорэтилен, перхлорэтилен
Водное обезжиривание Жидкие отходы ЛОС, силикаты, микроэлементы

 

Таблица 3. Типичные методы контроля выбросов.

Процессы Выбросы в атмосферу Выбросы в воду Выбросы на землю
Покрытие: распыление Оборудование для контроля выбросовдля избыточного распыления (ЛОС и твердые частицы) Предварительная обработка и мониторинг на месте Обработка и захоронение3 отходы покрасочной камеры. Сжигать горючие материалы и золу на свалках. По возможности перерабатывайте растворители.
Очистка растворителем с ЛОС Контроль выбросов2 и/или замена материала Предварительная обработка и мониторинг на месте Сжигание и захоронение использованных дворников
Очистка растворителем с ODC Замена в связи с запретом на производство ODC Ничто Ничто
Очистка растворителем с токсинами подмена Предварительная обработка и мониторинг на месте Лечение для снижения токсичности4 и свалка
Удаление краски Контроль выбросов или замена не-HAP или механическими методами Предварительная обработка и мониторинг на месте Очистной шлам стабилизирован и захоронен
Анодирование алюминия, покрытие твердых металлов, химическое фрезерование и конверсионное покрытие погружением (Alodine) Контроль выбросов (скрубберы) и/или замена в некоторых случаях Предварительная очистка промывочной воды на месте. Кислотные и щелочные концентраты, обработанные на месте или за его пределами Очистной шлам стабилизирован и захоронен. Прочие твердые отходы перерабатываются и захораниваются
Уплотнение Обычно ничего не требуется Обычно ничего не требуется Сжигание и захоронение использованных дворников
Антикоррозийные составы Вентиляция с фильтром Обычно ничего не требуется Стеклоочистители, фильтры остаточного состава и фильтры для покрасочных камер5 обработаны и захоронены
Обезжиривание паром Чиллеры для реконденсации паров Закрытые системы или Сбор активированного угля Отделение обезжиривающего растворителя от сточных вод Токсичный обезжиривающий растворитель переработан, остаточная обработка и захоронение
Водное обезжиривание Обычно ничего не требуется Предварительная обработка и мониторинг на месте Осадок предварительной обработки обрабатывается как опасные отходы

1 Большинство аэрокосмических предприятий должны владеть установкой предварительной очистки промышленных сточных вод. У некоторых может быть полное лечение.

2 Эффективность контроля обычно должна быть выше 95% удаления/уничтожения поступающих концентраций. Обычно 98% или более достигается за счет использования активированного угля или установок термического окисления.

3 Строгие правила захоронения отходов предусматривают обработку, строительство и мониторинг полигонов.

4 Токсичность измеряется с помощью биоанализа и/или испытаний на выщелачивание, предназначенных для прогнозирования результатов на свалках твердых отходов.

5 Обычно фильтруют покрасочные камеры. Работа, выполненная не по порядку, подкрашивание и т. д., как правило, освобождается от ответственности по практическим соображениям.

 

Нормы шума следовали аналогичному курсу. Федеральное авиационное управление США и Международная организация гражданской авиации поставили перед собой амбициозные цели по улучшению снижения шума реактивных двигателей (например, Закон США о шуме и пропускной способности аэропортов 1990 года). Авиакомпании сталкиваются с возможностью замены старых самолетов, таких как Boeing 727 или McDonnell Douglas DC-9 (самолеты Stage 2 по определению ИКАО), на самолеты нового поколения, модернизацию двигателей или модернизацию этих самолетов с помощью комплектов для глушения. Отказ от шумных самолетов Этапа 2 обязателен к 31 декабря 1999 года в Соединенных Штатах, когда вступают в силу правила Этапа 3.

Еще одной опасностью, связанной с аэрокосмическими операциями, является угроза падения обломков. Такие предметы, как отходы, детали самолетов и спутники, падают с разной частотой. Наиболее распространенным с точки зрения частоты является так называемый голубой лед, который возникает, когда протекающие стоки туалетной системы позволяют отходам замерзать вне самолета, а затем отделяться и падать. Авиационные власти рассматривают правила, требующие дополнительной проверки и исправления протекающих стоков. Другие опасности, такие как обломки спутника, иногда могут быть опасными (например, радиоактивные приборы или источники питания), но представлять очень низкий риск для населения.

Большинство компаний создали организации для решения проблемы сокращения выбросов. Установлены цели в отношении экологических показателей и принята политика. Управление разрешениями, безопасное обращение с материалами и транспортировка, утилизация и обработка требуют инженеров, техников и администраторов.

Инженеры-экологи, инженеры-химики и другие работают исследователями и администраторами. Кроме того, существуют программы, помогающие устранить источник выбросов химических веществ и шума в процессе проектирования или технологического процесса.

 

Назад

ОТКАЗ ОТ ОТВЕТСТВЕННОСТИ: МОТ не несет ответственности за контент, представленный на этом веб-портале, который представлен на каком-либо языке, кроме английского, который является языком, используемым для первоначального производства и рецензирования оригинального контента. Некоторые статистические данные не обновлялись с тех пор. выпуск 4-го издания Энциклопедии (1998 г.)».

Содержание: