Расчет экономической эффективности переработки использованных автомобильных шин

 

Введение

В последнее время большое внимание уделяется проблеме использования отходов производства и потребления, в том числе изношенных шин. [35, 38, 47 50, 56, 60.] Эта проблема имеет важное экологическое значение, поскольку изношенные шины, накапливаются в местах их эксплуатации (на автобазах, аэродромах, промышленных и сельскохозяйственных предприятиях, горно-обогатительных предприятиях и т.д.), вывозимые на свалки или рассеянные на окружающих территориях, загрязняют окружающую среду так как не разлагаются, вследствие своей высокой стойкости к действию внешних факторов (солнечного света, влаги, кислорода, озона, микробиологических воздействий). Места скопления изношенных шин служат также благоприятной средой для обитания и размножения грызунов и насекомых, являющихся разносчиками различных заболеваний. Кроме того, шины обладают высокой пожароопасностью, а продукты их неконтролируемого сжигания оказывают крайне вредное влияние на окружающую среду (почвы, воды, воздушный бассейн), так и на ее обитателей. [56, 55] При этом постоянное ужесточение принятых международных норм, ограничивающих загрязнение окружающей среды отходами, вынуждает тратить значительные средства на ликвидацию последствий загрязнения. [33] Таким образом, назрела острая необходимость утилизации отходов резинотехнических изделий, в том числе изношенных шин. [56]

Проблема изношенных шин имеет так же существенное экономическое значение, поскольку потребности хозяйства в природных ресурсах непрерывно растут. Последние становятся все более ограниченными, а их добыча - все более дорогостоящей.

В изношенных шинах содержится не только резина, свойства которой сравнительно близки к первоначальным, но и большие количества армирующих (текстильных и металлических) материалов. Использование этих материалов позволит значительно сэкономить ресурсы, а ликвидация свалок изношенных шин освободит значительные площади занимаемых ими земель.[55]

Вышедшие из эксплуатации шины, резиновые изделия и отходы резинотехнического и шинного производств являются одним из самых многотоннажных полимерных отходов [38, 41, 56, 58]. На момент выхода изделия из эксплуатации их полимерная основа претерпевает незначительные изменения, вследствие чего эти изделия можно рассматривать как важное сырье и источник экономии природных ресурсов.[58]

Заметную часть твердых отходов производства составляют изношенные шины (ИШ), в развитых индустриальных странах доля их достигает 1-2% от общего количества твердых отходов [48]

Ежегодный объем автомобильных покрышек в России составляет 720 тысяч тонн. Вместе с тем изношенные автошины являются источником ценного вторичного сырья: резины (каучука), сажи (практически чистого углерода), металла и синтетического корда. 90% всех резиносодержащих отходов находятся в шинах и представляют огромный резерв сырья. При наметившейся в промышленности невосполнимости материальных ресурсов большое значение приобретает эффективное использование вторичного сырья. [33]

1. Аналитический обзор литературы

.1 Переработка отходов производства

Объем утильных варочных камер и диафрагм, являющихся неизбежными отходами шинного производства, довольно значителен и составляет по отрасли около 1200 т в год. В связи с этим переработка и рециклизация их открывает возможности как улучшения экологической ситуации, так и значительной экономии первичного сырья. [57]

Шины для автомобильного транспорта, вышедшие из строя вследствие износа протектора, подлежат восстановительному ремонту методом наложения нового протектора, после чего вновь используются по прямому назначению.

Изношенные шины, не подлежащие использованию по прямому назначению, перерабатываются по следующей технологии:

грубое и тонкое дробление покрышек, в результате которого резина и армирующие материалы не претерпевают каких-либо физико-химических изменений и сохраняют свою структуру;

частичное разрушение пространственной сетки резины и каучуковых цепей (получение шинного регенерата);

термические методы, при использовании которых происходит полное разрушение каучукового вещества (сжигание и пиролиз шин). [56]

Утилизация варочных камер и диафрагм отличается от вторичных резин шинного назначения по составу, структуре вулканизационной сетки и предыстории, особенностью которой является эксплуатация в условиях интенсивных термомеханических воздействий.

По результатам проведенных исследований на ОАО «Ярославский шинный завод» создан участок по переработке вышедших из эксплуатации варочных камер и диафрагм в продукты, удобные для дальнейшего использования в составе резиновых смесей. При оптимизации производственных рецептур резин с продуктом переработки варочных камер и продуктом переработки диафрагм учтены рекомендации по корректировки состава вулканизующей группы. Показано, что по вулканизационным характеристикам и пластичности смеси, изготовленные с применением вторичных резин, существенно не отличаются от эталонных. Готовые изделия не уступают серийным образцам, а по ряду показателей превосходят последние. [57]

1.2 Получение регенерата

Для того чтобы рекомендовать к использованию те или иные виды оборудования необходимо знать реологические свойства перерабатываемых композиций, в том числе и вязкость, что необходимо для определения энергочисловых параметров процесса переработки материалов. [40]

Независимо от применяемого метода при регенерации происходит в той или иной мере деструкция вулканизационной сетки резин. В результате в регенерате по сравнению с исходной резиной возрастает количество углеводорода каучука, растворимого в хлороформе (золь-фракции), и уменьшается содержание гель фракции. В процессе регенерации происходит также частичное разрушение сетки наполнителя (технического углерода). Поскольку регенерация резин осуществляется в присутствии низкомолекулярных продуктов (агентов регенерации), в регенерате содержится также больше не входящих в сетку веществ некаучуковой природы.[50]

1.2.1 Сырье и материалы регенеративного производства

Существующая в настоящее время технология переработки изношенных шин основана на их полном измельчении и получении резиновой крошки, которая является сырьем для изготовления регенерата и может использоваться в качестве ингредиента в резинотехнических изделиях, битумных мастиках, а также в дорожном строительстве.

На современных технологических линиях по переработке шин происходит их измельчение до резиновой крошки разметом от 1,5 мм и менее.[60]

1.2.2 Дробление изношенных покрышек и камер

Высокая энергоемкость стадии дробления отработанных шин вызывает необходимость постоянной разработки новых видов оборудования для этой цели.

Наиболее распространенный метод измельчения резин в высокоэластическом состоянии с помощью вальцовочных машин, роторных и дисковых мельниц.[54]

Все технологии измельчения изношенных шин с получением резиновой крошки условно разделяют на две категории:

криогенное измельчение, при котором резина охлаждается до температуры -80…-15 °С с использованием жидкого азота или холодного воздуха, генерируемого с помощью турбодетандеров или турбохолодильных установок;

измельчение при нормальной температуре.

Основным преимуществом криогенного измельчения является эффективное отделение металлокорда от резины. [55, 56] Вместе с тем криогенная крошка из-за гладкой поверхности хуже совмещается с каучуком при введении в резиновую смесь, чем крошка полученная при нормальной температуре. И не обеспечивает хорошего сцепления со средствами поверхностной обработки при ее модификации. [56] существенным недостатком криогенной технологии является высокий расход энергии на производство жидкого азота (1,2 (кВт*ч) /кг). [55]

В настоящее время криогенные система для высококачественного перемола работают на жидком азоте (при температуре -190ºС), который испаряется в специальном контейнере и создает охлаждающий эффект. В результате получается конечный продукт высокого качества, который может быть использован для производства различных потребительских товаров; однако такой подход требунт значительных энергетических затрат для производства жидкого азота. [46] В России метод измельчения шин с использованием жидкого азота не получил широкого распространения в следствие высокой стоимости этого хладоагента. [56]

Разработанная специалистами РКЦ «Курчатовский институт» технология предполагает производство высококачественной резины при помощи утилизации резиновых отходов на основе криогенной системы без использования азота. Необходимо подчеркнуть что при этом достигается низкая стоимость производства (примерно в 5-7 раз меньше по сравнению с аналогами, работающими на жидком азоте) и получается высококачественный конечный продукт. Новая технология является не только единственной в своем роде, но и экологически чистой и не производит выбросов вредных охладителей во время производственного процесса. Основой установки является воздушный турбохолодильный агрегат (ВТХА), включающий высокоскоростной турбодетандр. Производительность такой установки 3тонны в час. [46]

В настоящее время ведутся работы по измельчению шин при температуре ниже температуры стеклования с использованием холодного воздуха. Опытно-промышленная установка функционирует в г. Нижнекаменске. [56] Особенности и преимущества технологической линии:

переработка изношенных шин как с текстильным, так и с металлическим кордом;

высокая степень очистки резины (от металла-0,1 %, от текстиля-1 %);

экологическая чистота (не используются для охлаждения фреон, жидкий азот, аммеак);

возможность получения резиновой крошки требуемого размера, фракции от 5мм до 0,2мм. [46]

Способы криогенной переработки не смотря на некоторые преимущества, еще не получили достаточного распространения из-за значительных капитальных затрат и громоздкого оборудования.

Вместе с тем уже давно высказывалось мнение о том, что хрупкое разрушение эластических материалов возможно и при комнатных температурах, если скорость нагружения будет достаточно высокой. В настоящее время имеется техническая возможность обеспечить очень высоки скорости нагружения.

Однако хрупкое нагружение материала будет гораздо более эффективной, если в ней создаются условия для распространения хрупких трещин. Такие условия возможны когда материал находится в напряженном состоянии.

В случае переработки изношенных шин перевод их в напряженное состояние легко осуществить, растянув шину за бортовые кольца.

Преимущества данной технологии являются:

- практически полная экологическая безопасность процесса переработки шин с металлокордом;

возможность деструкции шин любых типоразмеров и массы и получения крошки с размерами частиц в заданных весьма узких интервалах за счет регулирования размеров ее светогидравлического доизмельчения и/или составов рабочих жидкостей;

- возможность практически многократного и неограниченного использования оборотных рабочих сред;

- существенное сокращение энергетических затрат и превращения процесса переработки амортизированных шин в высокорентабельное производство. [52]

Для производства резиновой крошки при нормальной температуре используется валковое оборудование. Сущность технологии состоит в последовательном измельчении кусков резины сначала на дробильных вальцах с рифленой поверхностью валков, затем на размалывающих вальцах, отличающихся более мелкой нарезкой поверхности и более высокой фрикцией. Валковая технология предназначена для переработки покрышек с текстильным кордом. С ее помощью можно перерабатывать и покрышки с металлокордом, но при этом резко увеличивается расход энергии на измельчение и снижается экономическая эффективность процесса переработки. Такой процесс реализован на ОАО «Чеховский регенеративный завод» [56]

В источнике [33] предложены следующие технологические решения по переработке изношенных автомобильных шин и отходов РТИ с характерными показателями:

. Комплексная технологическая линия с вихревой мельницей;

. Комплексная технологическая линия с применением охлаждения воздухом;

. Технологическая линия для переработки изношенных шин на продукты крупных фракций;

. Передвижной комплекс для предварительной разделки шин.

Все этапы технологических процессов автоматизированы (кроме пункта 4).

Станок борторезный предназначен для вырезания из автомобильных покрышек бортовых колец и разрезания покрышек на две половины по периметру в плоскости, перпендикулярной оси вращения.

Шредер DNV2-400, в соответствии с рисунком 1.2 и рисунком 1.3, предназначен для грубого измельчения автомобильных шин с предварительно вырезанным бортовым кольцом и получения кусков резины шириной от 60-65 мм различной длины.

Дробилка роторно-ножевая предназначена для дробления кусков автомобильных шин с металлическим и текстильным кордом, предварительно измельченных в шредере.

Отличительными особенностями предлагаемых технологий являются:

экологическая чистота производства, отсутствие каких-либо вредных выбросов и выделений в процессе механического дробления шин;

высокая мобильность технологического оборудования, позволяющая производить утилизацию шин в местах их хранения;

высокая надежность;

высокая эффективность при невысокой стоимости;

небольшое потребление энергии.

Передвижной комплекс для предварительной переработки изношенных шин представляет собой:

Транспортировку целых шин на предприятие, перерабатывающее шины, сопряжена с неэффективным использованием транспортных средств. Повысить эффективность транспортных перевозок возможно путем увеличения загрузки транспортного средства, что достигается предварительной порезкой или предварительным дроблением шин в местах их складирования. Это позволит довести загрузку транспортного средства до 80-100 % соответственно. Предварительную порезку изношенных шин можно производить на передвижных комплексах в следующем составе:

борторезный станок, смонтированный на автомобильном прицепе;

станок для выдергивания бортовых колец;

станок-секатор для разделки шин на сегменты.

Технология предварительной порезки шин проста: на борторезном станке из шины вырезается часть шины с бортовым кольцом и одновременно шина разделяется по диаметральному сечению на две половинки. Затем часть шины с бортовым кольцом поступает на станок для выдергивания бортового кольца, где и происходит его удаление. Половинки шин без бортового кольца поступают на секатор, где происходит их порезка на части ''сегменты'' -4-6-8 штук.

Передвижной комплекс может быть дополнен передвижным шредером, установленным на автомобильном прицепе (рисунок 1.6). В таком случае половинки шин, или целые шины с вырезанным бортовым кольцом подаются в шредер, где происходит их измельчение до размеров около 60х120 мм. Такой материал позволяет использовать 100 % грузоподъемности транспортного средства.

Подобный передвижной комплекс позволяет переработать не менее 10000 тонн шин в год при двухсменной работе и, практически, охватить места свалок изношенных шин в двух - трех соседних областях. [33]

1.2.3 Методы «девулканизации» (регенерации) резин

Компания «Van Aarsen» разработала систему переработки автомобильных покрышек, которая позволяет клиентам осуществить переработку покрышек целиком, и с низкими эксплуатационными затратами всего в три этапа изготовить товарный гранулят

Первым этапом процесса переработки на оборудовании компании «VANAARSENRUBBERTECHNOLOGY» является измельчение посредством специальной установки-измельчителя SRS1300/1300 S (рисунок 1.7). Покрышки нарезаются целиком, включая борта, на куски размером примерно 100 x 150 мм. В измельчитель добавляют воду в качестве смазочного материала, а также для охлаждения и уменьшения пылеобразования. Использованная вода попадает в отстойный бак. Отстоявшаяся вода уходить в канализационную систему через сливное отверстие. Остается лишь дорожная грязь.

На втором этапе происходит обработка в главной мельнице RTG 800/1250. Обработка в мельнице является механическим процессом и представляет собой перемалывание, а не нарезку. Куски покрышки раздавливаются между зубчатым ротором и статором.

После процесса перемалывания в измельченных кусках появляется стальная проволока из бортов покрышек. Уже после этого этапа измельченные куски уменьшаются до размеров гранулята 0-20 мм. Еще одним преимуществом этого уникального дизайна является извлечение 96 % процентов стальной проволоки на этом этапе.

Температура обработки в мельнице, около 80 ºС, поддерживается при помощи добавления технической воды. Добавляемая вода испаряется в процессе размола и, прежде чем выйти в атмосферу, очищается посредством увлажняющего фильтра.

После мельничной обработки резина вместе с извлеченной стальной проволокой транспортируется на виброконвейере. Сталь, очищенная от резины, готова к продаже. Резиновый помол и волокнистая смесь пневматически транспортируются к первичному грохоту для разделения на 3 различных группы по размеру. На первичном просеивании отделяются волокна, которые затем пневматически транспортируются к центральной системе аспирации (всасывания) пыли.

На третьем этапе задействован гранулятор GN800/1200. Возьмем на переработку, например, 80 % покрышек легковых автомобилей и 20 % покрышек грузовиков. Более 60 % продукта после обработки в главной мельнице имеет фракцию гранулята более 4 мм. Частицы резины размером превышающим 4 мм. подаются в гранулятор(ы), где происходит процесс грануляции в частицы с фракцией менее 4 мм. Резиновый гранулят повторно транспортируются на первичное просеивание. Износ ножей и грохотов гранулятора сравнительно низок, так как на этапе обработки в мельнице извлекается более 96% стали.[31]

Инженерным предприятие "Экотехника" предложена технология основана на многоступенчатом механическом измельчении изношенных шин в эластичном состоянии с возможным выделением фракций:

на 1-ой ступени - 60-120 мм;

на 2-ой ступени - до 14 мм;

на 3-ей ступени - 3-5 мм;

на 4-ой ступени - 0,1-1,0 мм.

После 2-ой ступени возможен отбор крошки и измельчение ее до 10-20 микрон в вихревых измельчителях с охлаждаемой камерой

В процессе измельчения металлический и волокнистый корды отделяются в магнитных и аэросепараторах для последующей утилизации. Металлокорд прессуется и передается на металлургические предприятия Волокнистый корд с остатками резины может быть переработан в гидроизоляционные плиты, шифер, покрытия спортивных сооружений и т.д. на поставляемом ИП "Экотехника оборудовании"[46, 62]

Компания "МТВ-Recycling" - Франция. Предлагает следубщюю технологию:

Переработка шин осуществляется в 4 этапа:

дробление. Данный этап применяется во всех технологиях. На данном этапе шины последовательно измельчаются шредерами на куски размером 12-14 мм для отбора основного количества стали и дальнейшей грануляции. Серия шредеров, применяемая на данном этапе, может измельчать шины любых размеров на куски величиной от 10 до 150 мм, при этом производительность процесса переработки составляет от 0,5 до 15 тонн в час;

грануляция. На данном этапе куски шин последовательно измельчаются грануляторами на гранулы размером 0-4 мм для полного отбора частиц стали и текстиля и получения чистой резиновой крошки. Требуемые размеры гранулята регулируются размерами отверстий сит, установленных на грануляторах. Серия грануляторов, применяемая на данном этапе, может измельчать предварительно разрубленные куски на гранулы величиной 0-10 мм, при этом производительность переработки составляет от 0,5 до 15 т/ч;

сепарация. На данном этапе последовательно магнитным и воздушными вибросепараторами производится отбор частиц стали и текстиля из резиновой крошки

сортировка. На данном этапе с помощью вибростолов последовательно производится сортировка резиновой крошки на требуемые размеры - 0-4 мм. Размеры частиц крошки регулируются размерами сит, установленных на вибростолах.

В результате переработки шин легковых автомобилей получают, %:

резина - 70;

сталь - 18;

текстиль - 0,8;

прочее 0,4;

В результате переработки шин грузовых автомобилей получают, %:

резина - 70;

сталь - 25;

текстиль - 0,1;

прочее 0,4.

Технология ЗАО "Ярполимермаш-Татнефть" переработки изношенных шин заключается в механическом измельчении при положительных температурах с последующим фракционированием, отделением кордных отходов и магнитной сепарацией металлических включений.

В процессе переработки происходит полное отделение резины от металлического и текстильного корда.

Выход резинового порошка из одной тонны покрышек - 500 кг.

Производительность линии до 8 тыс. тонн покрышек в год при трехсменной работе. Увеличение/уменьшение производительности достигается за счет увеличения/уменьшения количества оборудования, входящего в состав линии. [62]

Технология Тушинского машиностроительного завода (г. Масква) позволяет переработать автомобильные шины с металлокордом и текстильным кордом диаметром до 1200мм и шириной профиля до 320мм без предварительного удаления бортового кольца.

Технология переработки условно делится на три этапа:

предварительная резка шин на куски;

дробление кусков резины и отделение металлокорда и текстильного корда;

получение тонкодисперсного резинового порошка.

Настоящая технология позволяет получить резиновый порошок с размером частицы не крупнее 0,5мм.

Отходами данного производства являются металлокорд и текстиль, которые могут быть легко утилизированы в смежных производствах безо всякого ущерба для окружающей среды. [46, 62]

Особенностью технологии ассоциации предприятий АО «ЭкоКварц», ТОО «Хорс», НПФ «Энтар» и АО «ТТЛ» являются процессы измельчения и модификации и компоненты модифицирующего состава. Компоненты модифицирующего состава не являются дефицитными и дорогостоящими. Расход модифицирующего состава не превышает 5% от массы резиновой крошки. В качестве исходного сырья могут быть любые отходы резинотехнических изделий, в том числе кордовые.

Технология позволяет изготовить изделия с широким спектром эксплуатационных свойств. [46]

Система переработки шинного утиля «REGULANT 6000» представляет собой новейшую технологию, разработанную в Европе и Америке, является эффективной и продуктивной системой вторичного использования шинного утиля легковых автомобилей, мотоциклов, велосипедов, самолетов и др. материалов.

Цель сводится прежде всего к сепарированию отдельных частей шинного утиля как легковых, так и грузовых автомобилей.

Стальные и текстильные части перерабатываются отдельно. Регенерат подвергается переработки в гранулят и может быть использовано для нового производства. [46]

Принципиально новый способ утилизации автомобильных покрышек, а а также установка для его осуществления. Разработана специалистами института химической физики имени Н. Н. Семенова РАН, Троцкой технологической технологии лаборатории и АО ВНИИЭТО. В основе метода-использование так называемого «озонового ножа».

Связи серы с каучуком-слабые места структуры, которые могут быть разрушены при комнатной температуре озоном. [46]

Ультразвуковые методы, широко используемые в различных производственных процессах, могут существенно увеличить эффективность переработки изношенных автомобильных покрышек. Представляется целесообразным применить ультразвуковые методы на следующих стадиях:

На стадии предварительной очистки изношенных покрышек от посторонних загрязнений. Значительный опыт в этой области позволяет утверждать, что ультразвуковые ванны, объемом 160-180 литров, снабженные современными ультразвуковыми преобразователями, расположенными в ванне соответствующим образом, обеспечат быструю и высококачественную очистку поверхностей изношенных автопокрышек;

При этом:

существенно сокращается длительность процесса очистки;

снижается расход поверхностно-активных моющих веществ;

сокращается расход воды на споласкивание мытых покрышек;

увеличивается срок службы фильтров;

уменьшается нагрузка на очистные сооружения.

На стадии разрушения материала изношенных автомобильных покрышек в атмосфере озона. Ультразвук широко применяется для интенсификации различных химических процессов и очевидно даст возможность ускорить процесс разрушения материала покрышек за счет снижения диффузных ограничений в поверхностном слое, переменного акустического давления и значительных периодических высокочастотных механических деформаций поверхностного слоя изношенных покрышек, возбуждаемых с помощью магнитострикционных преобразователей в резонансных режимах;

При этом:

значительно ускоряется процесс разрушения материала изношенных покрышек;

облегчается отделение корда от основного материала;

обеспечивается однородность размера частиц.

На стадии девулканизации с использованием разработанного ранее принципа девулканизации и оборудования для его реализации. Экспериментальные исследования показали, что под воздействием мощных ультразвуковых колебаний рвутся связи C-S (углерод-сера), что ведет к девулканизации;

При этом:

обеспечивается повышение качества девулканизованного материала;

активируются бензольные связи;

снижаются механические нагрузки на экструдер, а, следовательно, увеличивается срок его службы.

На стадии резания и измельчения разрушенной резиновой крошки;

Применение ультразвука в процессах резания, значительно снижает коэффициент трения режущих частей, что позволяет:

повысить износостойкость режущих частей;

увеличить скорость резания резины;

На стадии формообразования - снижает внутреннее трение в жидких средах, что позволяет:

повысить текучесть композита;

сократить время операции;

улучшить качество и внешний вид изделия;

На стадии составления композита ультразвук обеспечивает сильный перемешивающий и дегазирующий эффекты в жидких средах, что делает применение ультразвуковых методов весьма эффективным для гомогенизации жидких смесей и суспензий с низкой и высокой вязкостью.

Использование ультразвука при составлении композита позволяет:

повысить гомогенность смеси;

активировать химические связи ее составляющих;

удалить из смеси пузырьки воздуха;

Бародеструкционная технология основана на явлении "псевдоожижения" резины при высоких давлениях и истечении ее через отверстия специальной камеры Резина и текстильный корд при этом отделяются от металлического корда и бортовых колец, измельчаются и выходят из отверстий в виде первичной резино-тканевой крошки, которая подвергается дальнейшей переработке: доизмельчению и сепарации Металлокорд извлекается из камеры в виде спрессованного брикета.

ООО фирма "АСТОР" разработана, на основе барродеструкционного способа технология, предусматривающая переработку изношенных шин без предварительной вырезки бортовых колец, а также различных резиносодержащих материалов в ценное сырье - резиновую крошку различных фракций, удовлетворяющую ТУ 38.108035-87.

Сущность технологии состоит в том, что шина или ее часть перемещается в рабочую камеру, в которой при высоком гидростатическом давлении происходит "псевдоожижение" резины и истечение ее вместе с текстильным кордом через отверстия камеры.

Имеющиеся в шине бортовые кольца остаются в камере

По сути, 90 % имеющегося в шине металла отделяется на этой фазе, а резинотекстильная крошка поступает на дальнейшую переработку: доизмельчение, сепарацию и фракционирование.

В состав технологической линии входят:

модуль отделения металлокорда и получения первичной крошки;

модуль измельчения;

модуль фракционирования и упаковки.

ЗАО Научно-технический центр "ЭКОРД" и Институт химической физики Российской Академии Наук разработана технология в основе которой лежит сдвиговое высокотемпературное измельчение, т.е. процесс осуществляется исключительно за счет внутреннего тепловыделения измельчаемого материала. Технология позволяет превратить в порошки со средним размером частиц 10-800 мкм практически любые природные и синтетические полимеры, полимерные композиты и их отходы: синтетические термопласты, реактопласты, пенополиуретан, пенополистирол, текстолит, угле- и стеклопластики, амидные волокна, резину, дерево, шелк и многое другое

Уникальность технологии, в частности, состоит в том, что она позволяет осуществить тонкое измельчение автомобильных и авиационных шин с синтетическим и металлическим кордом. Измельчение каждого полимера происходит в индивидуальном экономном температурном режиме, который автоматически устанавливается через 2-3 минуты после начала загрузки.

Наличие инородных примесей (гвоздей, кусков стекла и т.д.) не является препятствием для процесса измельчения. В результате реализации данной технологии можно получить порошковые полимерные концентраты, содержащие дисперсные красители, стабилизаторы и многие другие функциональные добавки.

Технология обеспечивает идеальную гомогенизацию любых многокомпонентных полимерных смесей и композитов. Введение таких порошков в количестве 1-2 проц. позволяет, в частности, значительно улучшить основные свойства асфальта: повысить стойкость к удару, морозостойкость, влагопоглощение, увеличить в 2-4 раза срок эксплуатации асфальтовых покрытий. [62]

В работе [51] при получение регенерата с использованием СВЧ излучения показано, что при действии СВЧ излучения на вулканизаты (при температуре до 190 °С) не происходит существенного изменения густоты сетки и содержания гель фракции в них.

Показано, что предварительная пластификация и последующее СВЧ облучение модельных не наполненных серных вулканизатов в температурном интервале 145-190 °С позволяет получить регенерат с разреженной вулканизационной сеткой путем разрушения поли-, ди- и моносульфидных поперечных связей. Деструкция углерод-углеродных связей при этом не значительна.

Высказано мнение, что проведение регенерации в указанном температурном интервале с использованием предварительной пластикации позволяют осуществить процесс разрушения поперечных серных связей в условиях резонанса и предотвратить рекомбинацию образующихся радикалов.

На основании результатов химического анализа и исследования модельных образцов методом импульсной ЯМР спектроскопии установлено, что содержание связанной серы в пластифицированном вулканизате после воздействия СВЧ облучения не меняется, а радикалы, образующиеся при распаде мостичных связей перегруппировываются с образованием циклических структур.

Показано, что при воздействии СВЧ облучения на перекисные вулканизаты (как пластифицированные так и не пластифицированные) не происходит разрушения их вулканизационной сетки при проведении процесса при температурах не превышающих 190 °С.

Предложен метод получения регенерата путем предварительной пластификации вулканизатов и последующим их СВЧ облучением. Оптимальные результаты достигаются при проведении прочеса в инертной среде в условиях термостатирования в интервале температур 145-150 °С. Показано, что использование полученного регенерата в качестве компонента резиновой смеси позволяет получить вулканизаты с упруго-прочностными свойствами близкими к контрольным. [29]

Процесс регенерации резины основан на термомеханическом методе. Термомеханический метод обладает рядом преимуществ по сравнению с другими методами переработки. Он отличается непрерывностью ведения процесса и компактностью технологических схем. Кроме того, термомеханический метод характеризуется быстротой осуществления технологического процесса и высокой степенью его механизации. Процесс регенерации включает следующие технологические операции:

. Подготовка, сортировка и измельчение резины;

. Освобождение резиновой крошки от металлокорда и текстильного волокна;

. Девулканизация;

. Механическая обработка девулканизата.

Имеющиеся в России немногочисленные промышленные технологии и оборудование для измельчения шин либо не приспособлены для переработки шин без предварительного удаления бортового кольца, либо характеризуются значительной стоимостью и высокой энергоемкостью, а также определенной экологической опасностью.

Исходя из источника [62], где предлагается технология и оборудование для переработки изношенных шин как с текстильным, так и металлическим кордом без предварительного удаления бортового кольца на базе измельчающих устройств, работающих на принципах резания, высокоскоростного удара и упруго-деформационного воздействия и позволяющих получать тонкодисперсный резиновый порошок с размерами частиц до 0,5 мм, а также крошку более крупного помола с более низкими, по сравнению с другими (в том числе зарубежными) технологиями, энергетическими затратами.

Технология переработки автомобильных шин условно делится на три этапа:

предварительная резка шин на куски;

дробление кусков резины и отделение металлического и текстильного корда;

получение тонкодисперсного резинового порошка.

На первом этапе очищенные от посторонних включений шины подаются с помощью цепного конвейера на переработку в агрегаты трехкаскадной ножевой дробилки, в которых происходит последовательное измельчение шин до кусков, размеры которых не превышают 30х50 мм.

На втором этапе предварительно измельченные куски шин ленточным транспортером подаются в молотковую дробилку, где происходит их дробление до размеров 10х20 мм. При дроблении кусков обрабатываемая в молотковой дробилке масса разделяется на резину, металлический корд, бортовую проволоку и текстильное волокно.

Выделенный из резины текстиль удаляется из молотковой дробилки системой удаления текстиля и оседает в циклонах, а воздух поступает в фильтры тонкой очистки, где окончательно очищается и выбрасывается в атмосферу.

На третьем этапе куски резины подаются шнековым транспортером в экструдер-измельчитель, предназначенный для экструзионного измельчения резиновой массы.

На этой стадии обработки происходит параллельное отделение остатков текстильного волокна с помощью гравитационного сепаратора. Очищенная от текстиля резина подается пневмотранспортной системой во вторую камеру экструдера-измельчителя, в котором происходит окончательное измельчение до размеров конечного продукта. После выхода из эктрудера-измельчителя резиновый порошок отбирается пневмотранспортной системой и подается в разделитель фракций (вибросито), где осуществляется рассев порошка на фракции, которые шнековыми транспортерами загружаются в бункеры-накопители готового продукта, откуда с помощью дозирующих устройств расфасовываются в полиэтиленовые мешки по 20 кг или в мягкие контейнеры типа "big-bag". Управление работой оборудования комплекса осуществляется с центрального пульта управления [62]

1.3 Применение регенерата

1.3.1 Влияние регенерата на свойства резиновых смесей и их вулканизатов

Применение регенерата в резиновых смесях позволяет ускорить процесс смешения. Поскольку регенерат содержит диспергированные ингредиенты, затрата энергии уменьшается. Использование регенерата улучшает технологические свойства смесей, повышает скорость вулканизации, сокращает расход химикатов. Вулканизаты, содержащие регенерат, характеризуются более высокой стойкостью к окислению и тепловому старению, однако уменьшаются эластичность, предел прочности при растяжении и раздире, сопротивление истиранию и усталостная прочность. Снижение прочности ограничивает применение регенерата. [54]

В работе [43] исследованы механические свойства резинопластов на основе ПЭНП и резиновых порошков из изношенных шин, полученных различными методами. Показано, что морфология резиновой крошки, зависящая от способа ее получения, оказывает существенное влияние на деформационно-прочностные свойства композитов. При неизменной форме частиц резиновой крошки прочность и относительное удлинение при разрыве композитов повышается с увеличением удельной площади порошка. При неизменной удельной площади поверхности порошка указанные характеристики материала уменьшаются с повышением концентрации частиц с неразветвленной поверхностью.

1.3.2 Область применения регенерата

Наиболее эффективное использование резинотехнических отходов в качестве резиновых смесей (регенератов) для производства шин и резинотехнических изделий, поскольку рыночная стоимость тонкодисперсной резиновой крошки (порошка), используемой для приготовления регенерата, в 3 раза ниже стоимости самого каучука. Регенерат получают из резиновой крошки путем механической, термической, термоокислительной или термомеханической переработки. Он используется в качестве частичной замены натурального или синтетического каучука в шинной и резинотехнической промышленности. В ответственных резиновых смесях для шин можно применять не более 10% необработанной резиновой крошки без заметного ухудшения технических характеристик шин. [56]

Резиновая крошка, получаемая из изношенных шин, используется в резиновых смесях различного назначения, в том числе при изготовлении обуви, массивных шин для мелких транспортерных средств и протекторов, различных резиновых покрытий, линолеумов, спортивных матах, покрытий спортивных дорожек и игровых детских площадок, получение композитных материалов с термопластами, строительных материалов. [55]

Резиновый порошок, полученный в результате переработки изношенных автошин механическим способом, имеет многочисленные и перспективные области дальнейшего применения. Эффективная организация маркетингового сопровождения, обеспечит быструю и устойчивую реализацию резинового порошка на отечественном и зарубежном рынках.

Порошок резиновый применяется:

·в качестве активного наполнителя при производстве автомобильных шин и наварке протектора при их ремонте, что увеличивает срок эксплуатации автошины;

·в качестве добавки (до 70%) при изготовлении резиновой обуви и других резинотехнических изделий;

·для изготовления современных кровельных материалов типа "Рубитекс", "Рубимаст", "Бикрост" и "Техноэласт";

·в качестве наполнителя в составе резинобитумных мастик для гидроизоляции при строительстве, изоляции трубопроводов, для покрытия корпусов судов;

·в качестве сорбента для сбора и предотвращения растекания сырой нефти и жидких нефтепродуктов с поверхности водоемов и почвы, а также в качестве наполнителя для очистных сооружений;

·для тампонирования, добавки в промывочные жидкости при бурении газовых и нефтяных скважин;

·в качестве добавки в асфальт, придающая дорожному покрытию дополнительную прочность и увеличивающая долговечность в несколько раз;

·в качестве добавки при изготовлении мостовой и аэродромной мастики, динамических дорожные порогов, ведущих элементов дорожного движения;

·в промышленном и гражданском строительстве (звукоизоляция, виброгасители, дренажные элементы);

·для благоустройства;

·для изготовления спортивного инвентаря (беговых дорожек, спортивных площадок). [32]

Известно, что на шиноремонтном производстве, при шероховки одной грузовой покрышки образуется до 5 кг резиновой крошки. Учитывая, что микрофильтры из обожженной крошки не могут найти применение для очистки сточных води разделения нефтяных эмульсий и латексов, возможность изготовления микрофильтров из отходов шиноремонтного производства имеет большое значение с точки зрения рекуперации вторичных материалов и охраны окружающей природной среды.

При обжиге резиновой крошки различных типов получен порошкообразный материал с пористыми частицами; определены размеры и тип пор, образующихся при обжиге резиновой крошки. Показана возможность изготовления микрофильтрующих элементов из обожженной резиновой крошки, являющихся отходами шиноремонтного производства, и применение таких микрофильтров для эффективной очистки глицериновой воды от остатков жиров и жирных кислот в производстве глицерина. [42]

1.3.3 Технико-экономическая эффективность применения регенерата в резиновых смесях

Обязательное условие при получении и применении регенерата (в том числе и модифицированного) - экономическая эффективность при максимальном соблюдении требований экологии.

Отношение к регенерату, не является однозначным, а целесообразность его применения вызывает все большее сомнение. Сокращение производства регенерата обусловлено более строгим законодательством по охране окружающей среды. Большинство регенеративных заводов было закрыто из-за протестов населения, вызванных неприятным запахом вокруг этих предприятий. Оставшиеся заводы смонтировали дорогостоящие установки для очистки отработанного воздуха и сточных вод. Возникают также проблемы связанные температурой технологических процессов, применением агрессивных химикатов, расходом энергии.

С экономической точки зрения использование регенерата из резин на основе каучуков общего назначения является нерентабельным; выгодно использовать регенерат из резин на основе дорогостоящих каучуков спецназначения, в частности фторкаучука. [48]

В публикации [34] представлены результаты сравнительного изучения использования регенерата и тонкодисперсного порошка из протектора изношенных шин в протекторных резинах разного состава. Проведена оценка технологических характеристик, физических и механических свойств получаемых резин. Показано, что использование порошка с размерами частиц менее 0,250мм позволяет получить результаты, по крайней мере не хуже, чем при использовании регенерата.

1.3.4 Состояние и перспективы производства и потребления регенерата

Одной из основных задач в области регенерации резин является поиск методов эффективного разрушения поперечных серных связей резин без сколько-нибудь заметной деструкции полимерных цепей. Необходима всесторонняя оценка качества полученных при этом продуктов для решения вопроса о перспективе и целесообразности способа регенерации резин.

В перспективе регенерат найдет применение в резиновых смесях, особенно при изготовлении малоответственных изделий, гидроизоляционных мастик, в качестве сравнительно дешевого связующего при производстве некоторых технических и строительных изделий. [48]

Институтом тепло- и массообмена Республики Беларусь, предложена новейшая технология в области переработки резиновых отходов.

Метод заключается в термической деструкции органических отходов в среде перегретого водяного пара практически при атмосферном давлении и температуре 100-500°С. Как продукты переработки получаются металлический корд, горючий газ, жидкая фракция горючих углеводородов и технического углерода. При этом не требуется дорогостоящего измельчения отходов до мелкодисперсного состояния. Установка не велика по размерам. Одним из вариантов ее применения может быть перемещение установки с помощью колесного тягача к месту складирования отходов. Благодаря этому отпадает необходимость в перевозки отходов. Что касается выхода продуктов переработки: из одной тонны покрышек получается около 450 кг углерода. 400кг мазута М40. до 100 кг металла и остальное - горючий газ.

Установка по переработки резиновых отходов относится к четвертой категории опасности, то есть ее воздействие на окружающую среду минимально. Санитарно защитная зона такого предприятия должна быть около 50м. Фактических выбросов при данной технологии быть не должно, поскольку процесс закрыт. [49]

В России проводились работы по модификации резиновой крошки. Применение крошки, модифицированной N-2-(метил-2-нитропропил)-4-нитроанилином и эпоксидированным полибутадиеном, повышает морозостойкость, стойкость к тепловому старению и прочностные свойства резин. В случае крошки, модифированной нитрилом, улучшаются технические свойства резины, а при модификации серой, ускоритель вулканизации и активатором деструкции повышается прочность и износостойкость резины.

Исходя из того, что модификация резиновой крошки позволяет существенно расширить области и объемы ее применения м что а ряде случаев ее использования более эффективно по сравнению с регенератом, работы по модификации резиновой крошки, ее производству и применению следует признать одним из наиболее перспективных направлений переработки и использования изношенных шин.[55]

Фирма «Вредстайн Раббер Ресайклинг» (Голландия) поставляет на европейский рынок обработанную крошку с товарным названием «Суркрум». Сообщается также, что «Суркрум» можно вулканизовать без дополнительных добавок.

Использование энергии взрыва для измельчения изношенных шин. Работы проводятся на уровне лабораторных исследований.

Разработан способ утилизации глубокоохлажденных резин и резинотехнических изделий, армированных металлом, где в качестве рабочего инструмента используется искра.[56]

Предлагаемая в источнике [60] ресурсосберегающая и экологически безопасная технология утилизации изношенных шин основана на принципе минимизации энерго- и трудозатрат, замены полного, нерационального измельчения шин на эффективные процессы их шероховки - снятия наружного резинового слоя, извлечения бортовых колец и последующего разрезания шин на плоские заготовки для практически 100%-го использования в различных резинотехнических изделиях в качестве армирующих элементов.

1.4 Применение дробленых резин в дорожном строительстве, производстве строительных и технических материалов

В США, Франции, Бельгии, Австралии, Японии получены хорошие результаты по применению резиновой крошки в дорожных покрытиях: значительно повышает износо- и морозостойкость, снижается шумообразование. Увеличивается срок службы, сокращается тормозной путь.

Применение резиновой крошки при строительстве дорог считается перспективным во Франции, США, Великобритании. Работы, проведенные в России, также показали, что при применении резиновой крошки в дорожных покрытиях улучшается их фрикционность, трещино-сдвигустойчевость, а оптимальной технологией изготовления асфальтобетонных является приготовление резинобитумного вяжущего с использованием предварительно набухшей в сланцевом смягчителе резиновой крошки и последующее смешение вяжущего с минеральными составляющими асфальтобетона.

Наиболее эффективным является применение резиновой крошки в верхних слоях дорожных покрытий в качестве резинобетона.

Опыт СибГТУ использования резинобетона в Ярцевском ЛПХ Красноярского края в пос. Майский. Резиновая крошка была использована для подъездной дороги в РММ и гараж в качестве добавки в цементобетонную смесь 1989-1990 годах. [55]

Исходя из источника [36] разработана безотходная технология утилизации отработанных шин с применением термического сольволиза шинной резины. Сочетание процессов термического сольволиза и термического окисления позволяет управлять физико-механическими свойствами битумов. Полученные модифицированные битумы, обладающие отличным сцеплением с мрамором и гранитом, можно использовать самостоятельно в дорожном строительстве или в качестве добавки к стандартным битумам для улучшения их адгезии к минеральным материалам.

Тонкодисперсная резиновая крошка с размером частиц не более 0.5-0,8мм используется для модификации нефтяного битума в производстве асфальта.

Резиновая крошка с размером частиц более 1мм широко используется для изготовления различных рулонных гидроизоляционных материалов, антикоррозионных мастик, а также массивных плит различного назначения для настилов: полов промышленных зданий, спортивных игровых площадок, полов для животноводческих помещений, трамвайных и железнодорожных переездов, тротуарных плиток. [56]

1.5 Переработка резин методом пиролиза

Наиболее распространенный метод переработки отработанных шин является крекинг, протекающий с распадом высокомолекулярных соединений. Возможны и термический крекинг, осуществляемый только под воздействием высокой температуры, и каталитический, протекающий под одновременным воздействием температуры и катализатора.

Возможно так же использование процесса пиролиза (высокотемпературного крекинга при 650-750 ºС под низким давлением), применяемого для преимущественного получения углеводородсодержащих газов.[54] Пиролиз углеводородного сырья - процесс получения основных мономеров нефтехимической промышленности - прошел длительный путь в своем развитии. В основу проведения пиролиза при высоких температурах , малых временах контакта и низком парциальном давлении легли результаты фундаментальных исследований механизма реакции термического разложения углеводородного сырья и влияния параметров на выход целевых продуктов и селективность процесса. [37]

Пиролиз можно вести в инертной, восстановительной, окислительной или паровой среде. Возможен так же пиролиз утильных шин, предназначенный для преимущественного получения техуглерода.

Наиболее эффективен пиролиз целых шин, что позволяет исключить затраты на измельчение. [54]

Резина представляет собой преимущественно углеводородный материал, причем состав резиновых смесей характеризуется большим разнообразием. Ряд ингредиентов смесей не просто физически связан с каучуками, но образует с ними химические соединения. [56]

Один из способов переработки утильной резины (в том числе изношенных шин автоматически с текстильным и металлическим кордом) с применением пиролиза в среде газообразного теплоносителя. На опытной установки получены основные закономерности процесса: температура пиролиза, удельная тепловая нагрузка на реакционный объем, расход тепла. Продуктами переработки изношенных шин является, пиролизная смола, дисперсный остаточный углерод, пиролизные газы, металлокордная пленка. После вторичной переработки получают активный гранулированный уголь и пластификатор резинобитумных смесей. Подобные продукты утилизируются, процесс практически безотходный.

К достоинствам процесса пиролиза можно отнести:

универсальность (возможность переработки резиносодержащих отходов различного состава);

простота аппаратурного использования;

возможность переработки шин с текстильным кордом;

экологическая чистота процесса (все побочные продукты используются в этой же технологической схеме);

в результате переработки получается продукция, пользующаяся спросом: активированный уголь (24,5 %), пластификатор резинобитумных смесей (37,2 %), металлический лом (8,3 %). [45]

Стандартный модуль переработки использованных шин при помощи низкотемпературного пиролиза имеет производительность переработки 3 тонны в час или 22.500 тонн использованных шин в год. После измельчения на куски размером 5 на 5 см использованные шины транспортируются в бункер порционной загрузки. Загрузка шин и выгрузка продуктов из реактора пиролиза осуществляются порционно через воздушные шлюзы. Реактор пиролиза представляет собой смеситель с механически поддерживающимся кипящим слоем и электрическим нагревом. Неполный вакуум в реакторе поддерживается вакуумным насосом.

Внутри реактора осуществляется интенсивное перемешивание, чтобы увеличить теплопередачу и, соответственно, сократить время переработки фрагментов шин. За 20 минут в реакторе осуществляется декомпозиция шины в газ, пары (масла) и полукокс.

Газ и пары удаляются из реактора системой поддержания вакуума, разделяются и охлаждаются для получения масел и неконденсируемого газа. Масла содержат твердые включения, которые удаляются в гидро-циклоне. Вода удаляется из масел в центрифуге. Полукокс охлаждается в шнековом транспортере с водяным охлаждением. Металлы и инертные материалы (как грязь, камни и т. д.) отделяются на виброконвейере с магнитным сепаратором.

Технология переработки использованных шин при помощи низкотемпературного пиролиза может производить топливо, энергию или сажу. [30]

Наиболее квалифицированным способом переработки резинотехнических изделий является их пиролиз в коксовых печах в смеси с угольными шихтами и отходами коксохимического производства. При этом наряду с утилизацией наиболее полно используется химический потенциал резинотехнических отходов, повышается выход и качество металлургического кокса, химических продуктов коксования. Снижается расход дефицитных коксующих углей, предотвращаются газопылевые выбросы в атмосферу и прямое сжигание отходов. [56]

2. Обоснование выбранного направления

Переработка изношенных шин является важнейшей задачей науки и техники. Существует много методов регенерации дробленных изношенных покрышек. Наиболее распространенный из них термо-механический. Высокая энергоемкость процесса регенерации, большие затраты на создание и поддержание производства, наличие вредных выбрасов, значительные затраты на логистику привели в последние десятилетие к снижению производства и потребления регенерата во всех промышленно разветых странах. [58] сокращение производства регенерата обусловлено более строгим законодательством по охране окружающей среды. Большенмтво регенеративных заводов было закрыто из-за протестов населения, вызванных неприятным запахом вокруг этих предприятий. Оставшиеся заводы смонтировали дорогостоящие установки для очистки отработанного воздуха и сточных вод. [48] Вместе с тем анализ рынка показал, что некоторые действующие резинотехнические и шинные заводы и вновь образованные малые и средние предприятия по переработки изношенных шин, РТИ и резиновых отходов нуждаются в комплексах по производству регенерата. [58] В связи с выше сказанным назрела острая необходимость в создании нового метода регенерации, для решения ресурсосберегающих и экологических задач. При этом образцы опытного регенерата по своим характеристикам не должны уступать промышленным.

В представленной работе изучается влияние карбоксидированных регенератов на технологические и технические свойства эластомерных композиций различного назначения.

3. Объекты и методы исследования

.1 Объекты исследования

Образцы исследуемых регенератов, получившие условное обозначение РШТ-1, РШТ-2, РШК-1, РШК-2, РШК-3, РШК-4, РШК-5 и углеродного остатка УО-1, УО-2, УО-3. Регенерат РШК-1, РШК-2, РШК-3, РШК-4, РШК-5, а также углеродный остаток УО-1, УО-2, УО-3, были получены Институтом катализа им. Г.К. Борескова СО РАН (г. Новосибирск).

Обработку регенерата закисью азота проводили в Рarr-реакторе высокого давления объемом 2000 см3 с манометром и мешалкой.

В реактор загружали требуемое количество резиновой крошки и бензола в качестве растворителя. Для удаления воздуха реактор продували 5 раз гелием (Не) и затем, при перемешивании вводили закись азота. Затем реактор закрывали, нагревали до необходимой температуры реакции и выдерживали в течение заданного времени. Давление в условиях реакции составляло 5-7 МПа. Условия опытов представлены в таблице 3.1. и таблице 3.2.. Сравнительная характеристика исследуемых регенератов в таблице 3.3

Таблица 3.1 - Условия получения регенерата

ШифрОпытРезиновая крошка, гБензол, млЗакись азота, мольТемпература, °СВремя, чРШК 1103-104150100022301РШК 2110-11115095012306РШК 310816094032306РШК 496100100022306РШК 5101105100022301

В качестве объектов сравнения использовались регенерат РШТ (условное обозначение РШТ-1; ОАО «Чеховский регенератный завод», г. Чехово Московской обл.) и регенерат шинный (условное обозначение РШТ-2; ООО «Тамплиер-Центр», г. Черногорск, Республика Хакасия).

Таблица 3.2 - Условия получения углеродного остатка

ШифрОпытРезиновая крошка, гMichelen Pilot HT, гБензол, млЗакись азота, мольТемпература, °СВремя, чУО-1100-100100022306УО-2107-112160-94032306УО-3107-112160-94032306

После окончания реакции, реактор охлаждали до комнатной температуры. Образцы регенерата выделяли из раствора, испаряя бензол в ротационном испарителе при температуре 50 °С. Дополнительно удаляли растворитель путем нагревания при 60 °С в токе инертного газа (N2) в течение 4 суток.

Таблица 3.3 - Сравнительная характеристика регенератов

ПоказателиНорма по ТУРШТ 1РШТ 2РШК 1РШК 2РШК 3РШК 4РШК 5Массовая доля летучих веществ при 110 °С, % 0,500,840,280,385,050,920,380,40Массовая доля золы, %5,06,906,952,974,192,748,282,62Массовая доля мягчителей, %2827,682,206,7218,315,737,906,99

Качество исследуемых регенератов оценивалось по физико-механическим показателям регенератных композиций, рекомендованных ТУ 38. 108053-87 и представленных в таблице 3.4.

Таблица 3.4 - Состав композиций для оценки качества регенерата

Наименование ингредиентовМассовые частиРегенерат100,0Тиазол 2МБС (альтакс)0,9Белила цинковые2,5Сера техническая1,5Итого:104,9

Исследование свойств карбоксидированных резин осуществлялось в стандартной полимерной композиции, представленной в таблице 3.4., а также полимерной композиции на основе промышленной смеси, представленной в таблице 3.5.

Таблица 3.5 - Смесь для изоляции проволоки бортового кольца крупногабаритных шин

Наименование ингредиентовМассовые частиР-3Р-4Р-5Натуральный каучук (пластикат)50,050,050,0СКМС-30АРКМ-15 50,050,050,0Регенерат РШТ100,050,0-Регенерат РШК-50,0100,0Сера ромбическая7,57,57,5Тиазол 2МБС1,01,01,0Цинковые белила4,04,04,0Магнезия жженая1,01,01,0Стеарин 1,01,01,0Олеиновая кислота1,01,01,0Канифоль сосновая5,05,05,0Битум нефтяной40,040,040,0Технический углерод П 514125,0125,0125,0Итого:385,5385,5385,5

Исследование свойств и возможного использование углеродного остатка, осуществлялось в стандартной полимерной композиции, представленной в таблице 3.6.

Таблица 3.6 - Смесь для оценки качества углеродного остатка

Наименование ингредиентовМассовые частиР-7Р-8Р-9Каучук СКМС-30АРК100,00100,00100,00Оксид цинка3,003,003,00Стеарин1,001,001,00Сера1,751,751,75Сульфенамид Ц1,001,001,00Технический углерод N 33050,00--Углеродный остаток (сыпучий)-50,00-Углеродный остаток (вязко-прессованный)--50,00Итого:104,9104,9104,9

3.2 Методы исследования

.2.1 Исследование свойств регенерата

·Определение массовой доли летучих веществ при 110°С

Регенерат массой около 2 г, взятый от любого куска усредненной пробы, измельчают на несколько кусков и взвешивают с погрешностью не более 0,0002 г в стаканчике, предварительно высушенном до постоянной массы при температуре (110±5) °С, охлажденном над прокаленным хлористым кальцием не менее 30 мин до комнатной температуры и взвешенном с погрешностью не более 0,0002 г.

Стаканчик с содержимым помещают в термостат или сушильный шкаф и выдерживают в нем (3±0,1) ч при температуре (110±5) °С. Затем стаканчик с содержимым охлаждают до комнатной температуры в эксикаторе над прокаленным хлористым кальцием одно и тоже время , но не менее 30 мин, и взвешивают с погрешностью не более 0,0002 г.

Массовую доля летучих веществ (Х) в процентах вычисляют по следующей формуле:

(3.1)

гдеm0 - масса пустого стаканчика, г;

m1 - масса пробы со стаканчиком до сушки, г;

m2 - масса пробы со стаканчиком после сушки, г.

За результат принимают среднее арифметическое результатов не менее двух испытаний.

Расхождение между параллельными испытаниями не должно превышать 0,10 %.

Окончательный результат определения массовой доли летучих веществ до сотых долей процента.

·Определение массовой доли золы

Регенерат массой около 1 г взятый от любого куска усредненной пробы, измельчают на несколько кусков и взвешивают с погрешностью не более 0,0002 г в фарфоровом тигле, предварительно прокаленном до постоянной массы при температуре 600 °С, охлаждают до комнатной температуры в эксикаторе над прокаленным хлористым кальцием одно и тоже время , но не менее 30 мин, и взвешивают с погрешностью не более 0,0002 г.

Тигель с содержимым закрывают крышкой, помещают в муфельную печь нагревают до температуры (600±20) °С, и прокаливают до постоянной массы.

После прокаливания тигель с остатком регенерата охлаждают до комнатной температуры в эксикаторе над прокаленным хлористым кальцием одно и тоже время , но не менее 30 мин, и взвешивают с погрешностью не более 0,0002 г.

Операцию охлаждения и взвешивания повторяют до получения расхождения между двумя последовательными взвешиваниями не более 0,0004 г.

Массовую доля золы (Х) в процентах вычисляют по следующей формуле:

(3.2)

где m - масса регенерата, г;

m1 - масса пустого прокаленного тигля, г;

m2 - масса тигля с золой, г;

За результат принимают среднее арифметическое результатов не менее двух испытаний.

Расхождение между параллельными испытаниями не должно превышать 0,50 %.

Окончательный результат определения массовой доли летучих веществ до сотых долей процента.

·Определение массовой доли мягчителей

Регенерат массой 1 г, взятый от любого куска усредненной пробы, нарезанный на полоски длинной около 30 мм и толщиной 1-2 мм и взвешенный с погрешностью не более 0,0002 г, помещают в колбу затем наливают (150±3) см3 ацетона. Колбу присоединяют при помощи шлифа к обратному холодильнику и помещают на водяную баню. Содержимое кипятят в течении (4,0±0,1) ч, после чего экстракт сливают. Проэкстрагированную пробу регенерата промывают 20-25 см3 ацетона в 2 приема по 10-12 см3, затем переносят в стаканчик, предварительно высушенный до постоянной массы при температуре (105±5) °С до постоянной массы.

Перед каждым взвешиванием стаканчик с содержимым сушат (30±1) мин и охлаждают в эксикаторе над прокаленным хлористым кальцием (30±1) мин до комнатной температуры. Погрешность взвешивания не более 0,0002 г.

Массовую доля мягчителей (Х) в процентах вычисляют по следующей формуле:

(3.3)

где m - масса регенерата, г;

m1 - масса высушенного остатка, г;

За результат принимают среднее арифметическое результатов не менее двух испытаний.

Расхождение между параллельными испытаниями не должно превышать 0,50%.

Окончательный результат определения массовой доли летучих веществ до сотых долей процента.

3.2.2 Исследование свойств резиновых смесей

·Определение кинетики изотермической вулканизации на реометре РВС производилось согласно ГОСТ 15535-84.

·Определение пластичности резиновых смесей осуществлялось согласно ГОСТ 416-53.

резиновый вулканизат смесь регенерат

3.2.3 Исследования свойств вулканизатов

·Определение условной прочности и удлинения при растяжении осуществлялось согласно ГОСТ 270-75.

·Определение твердости осуществлялось согласно ГОСТ 263-75.

·Определение прочности связи резины с кордом с помощью Н- метода осуществлялось согласно ГОСТ 23785.7-89.

В ходе исследования оценивалась также стойкость образцов к термическому старению

·Определение величины напряжения сжатия

Испытания образцов на сжатие проводятся на разрывной машине

. Расчитать величину напряжения f (кг/см2 или МПа) исходя из зависимости

, (3.4)

где Р - усилие, кг; S0 - начальная площадь сечения образца, см2.

. Расчитать модуль сжатия образцов Ef и E? по зависимостям

; , (3.5)

где ? - относительная деформация сжатия;

; (3.6)

; (3.7)

h0 - первоначальная высота образца, см;

h - высота сжатого образца, см;

?h - деформация сжатого образца, см.

. Рассчитать коэффициент формы образца - Ф.

. (3.8)

S - опорная площадь, см2;

Sn - общая площадь боковых граней, см2.

. Рассчитать модуль сжатия Есж по зависимости

. (3.9)

Есж - условный модуль сжатия конструкций по истинному напряжению;

? - постоянная зависимость от коэффициента трения резины по опорным поверхностям;

; (3.10)

?т - коэффициент трения резины по металлу 0,25-0,3.

Постоянная ? приближенно равна удвоенному коэффициенту трения ?т резины по металлу, из которого изготовлены сжимающие плиты, удвоение ?т отвечает числу трущихся поверхностей.

. Рассчитать жесткость образцов по зависимости

(3.11)

·Определение остаточной деформации сжатия, применяя специальные зажимы-реверсоры

4. Экспериментальная часть

Первым этапом научно-исследовательской работы являлось исследование, поскольку качество регенерата характеризуется и регламентируется показателями свойств сырого невулканизованного регенерата и его стандартных вулканизатов. Комплекс сырого регенерата играет важную роль, поскольку он характеризует поведение регенерата при его переработки в резиновых смесях.

Из результатов опытов по выявления характеристик регенератов, представленных в таблице 4.1, можно отметить повышенное содержание летучих веществ регенерата РШТ-2 (5,05 %), что в свою очередь может привести к образованию вздутий, пор и пузырей при вулканизации смеси. Уменьшение зольности опытных регенератов ведет к определенному улучшению его качества в следствии увеличения содержания каучуковой составляющей об этом так же свидетельствует уменьшение содержания мягчителей. Более того большее количество мягчителей могут отрицательно сказаться на технологических свойствах регенерата в следствии появления липкости, снижения условной когезионной прочности и замедления скорости вулканизации.

Таблица 4.1 - Сравнительная характеристика регенератов

ПоказателиНорма по ТУРШТ 1РШТ 2РШК 1РШК 2РШК 3РШК 4РШК 5Массовая доля летучих веществ при 110 °С, % 0,500,840,280,385,050,920,380,40Массовая доля золы, %5,06,906,952,974,192,748,282,62Массовая доля мягчителей, %2827,682,206,7218,315,737,906,99Изучение качества исследуемых регенератов, в стандартных вулканизатах проводилось по физико-механическим показателям композиций, рекомендованных ТУ 38.108053-89. Однако, композиции на основе регенератов РШК-3, РШК-4 и РШК-5 не были получены вследствие неудовлетворительной технологической обрабатываемости (сильное залипание на валках вальцов). Состав исследуемых регенератных композиций представлен в таблице 4.2.

Таблица 4.2 - Состав композиций для оценки качества регенерата

Наименование ингредиентовМассовые частиР-1Р-2Р-3Р-4РШТ-1100,0---РШТ-2-100--РШК-1--100-РШК-2--100Тиазол 2МБС (альтакс)0,90,90,90,9Белила цинковые2,52,52,52,5Сера техническая1,51,51,51,5Итого:104,9104,9104,9104,9

Результаты реологических испытаний показывают существенное снижение вязкости композиций, содержащих образцы опытных регенератов. Это выражается в снижении величины минимального крутящего момента и пластичности исследуемых систем (рисунки 4.1, 4.2, таблица 4.3).

Рисунок 4.1 - Кинетические кривые вулканизации резиновых смесей на основе регенерата РШТ 1 (1), РШТ 2 (2), РШК 1 (3) и РШК 2 (4) при температуре испытания 143 °С.

Рисунок 4.2 - Кинетические кривые вулканизации резиновых смесей на основе регенерата РШТ 1 (1), РШТ 2 (2), РШК 1 (3) и РШК 2 (4) при температуре испытания 155 °С.

Таблица 4.3 - Реологические и вулканизационные характеристики регенератных композиций

Наименование показателейШифр композицииР-1Р-2Р-3Р-4Минимальный крутящий момент, Н*мМаксимальный крутящий момент, Н*мВремя начала вулканизации, минОптимальное время вулканизации, минСкорость вулканизации, %/минОтносительный динамический модуль сдвига, Н*мУсловная энергия активации индукционного периода, кДж39,0849,656,3941,07Условная энергия активации главного периода, кДж59,4865,4282,2263,32*в числителе - значение показателей при температуре испытания 143 °С; в знаменателе - при температуре испытания 155 °С

Сокращение индукционного периода (времени до начала вулканизации) в композициях на основе опытных регенератов сочетаемое с увеличением скорости вулканизации приводит к сокращению времени достижения оптимальной степени вулканизации (таблица 4.3, рисунок 4.3, 4.4).

Рисунок 4.3 - Скорость вулканизации исследуемых регенератных композиций при температуре испытания 143 °С.

Рисунок 4.4 - Скорость вулканизации исследуемых регенератных композиций при температуре испытания 155 °С.

Рисунок 4.5 - Оптимальное время вулканизации исследуемых регенератных композиций при температуре испытания 143 °С.

Рисунок 4.6 - Оптимальное время вулканизации исследуемых регенератных композиций при температуре испытания 155 °С.

Вулканизация исследуемых регенератных композиций осуществлялась на гидравлическом вулканизационном прессе при температуре 143 °С в течение 15 мин. (в соответствии с ТУ 38.108053-89).

Таблица 4.4 - Физико-механические характеристики исследуемых регенератных композиций

Наименование показателейНорма по техническим условиямШифр композицииР-1Р-2Р-3Условное напряжение при удлинении 200 %, МПа-4,774,784,65Условная прочность при разрыве, МПа4,906,346,608,04Относительное удлинение при разрыве, %300227245285Условная прочность при разрыве после 24 часов старения, МПа-7,337,277,90Твердость по Шору А, усл. ед.-626260Пластичность, усл. ед.-0,550,550,40

В ходе физико-механических испытаний, у вулканизатов на основе опытного регенерата выявлено увеличение условная прочность при разрыве. Что можно объяснить менее густой пространственной сеткой. Этот показатель можно наблюдать в снижении условного напряжения при удлинении 200 % (таблица 4.4). Вероятно, это можно объяснить тем, что при увеличении полярности образуются физические поперечные связи. Межмолекулярные физические связи, благодаря их малой энергии, легко разрушаются при деформации и тем самым способствуют при смещении друг относительно друга избегать напряжений и достигать высокого ориентационного эффекта.

Поскольку при введение карбонильных групп увеличивается полярность, непременно увеличивается и сульфидность. Сульфидность же в свою очередь приводит к уменьшению термоокислительной стойкости, что можно наблюдать исходя из данных таблицы 4.3. Это можно объяснить тем, что увеличивается подвижность арильного водорода. Чем больше сульфидность, тем легче она разрушается под действием теплового движения молекул, являясь инициатором окисления.

По показателям твердости, пластичности и относительного эластического восстановление, в ходе эксперимента, все исследуемые регенераты показатели сравнительно одинаковые результаты.

Вторым этапом проводимой работы являлось изучение возможности использования карбоксидированных резин (регенератов) в промышленных полимерных композициях

При изготовлении некоторых деталей шин (бортовых колец, прослоек и т.п.) в составе полимерных композиций используется регенерат РШТ. В ходе работы изучена возможность использования опытных регенератов в составе композиции для изоляции проволоки бортового кольца крупногабаритных шин. При этом проведены исследования как по полной замене традиционного регенерата на опытный, так и по частичной (в соотношении 50 : 50). Состав исследуемых обкладочных композиций представлен в таблице 4.5.

Таблица 4.5 - Состав опытных смесей для изоляции проволоки бортового кольца крупногабаритных шин

Наименование ингредиентовМассовые частиР-5Р-6Р-7Р-8Р-9Р-10Р-11Р-12Р-13Натуральный каучук (пластикат)50,050,050,050,050,050,050,050,050,0СКМС-30АРКМ-15 50,050,050,050,050,050,050,050,050,0РШТ 1100,0-50,0-50,0-50,0-50,0РШТ 2-100,050,0------РШК 1---100,050,0----РШК 2-----100,050,0--РШК 3-------100,050,0Сера ромбическая7,57,57,57,57,57,57,57,57,5Тиазол 2МБС1,01,01,01,01,01,01,01,01,0Цинковые белила4,04,04,04,04,04,04,04,04,0Магнезия жженая1,01,01,01,01,01,01,01,01,0Стеарин 1,01,01,01,01,01,01,01,01,0Олеиновая кислота1,01,01,01,01,01,01,01,01,0Канифоль сосновая5,05,05,05,05,05,05,05,05,0Битум нефтяной40,040,040,040,040,040,040,040,040,0Технический углерод П 514125,0125,0125,0125,0125,0125,0125,0125,0125,0Итого:385,5385,5385,5385,5385,5385,5385,5385,5385,5

Вулканизация исследуемых регенератных композиций осуществлялась на гидравлическом вулканизационном прессе при температуре 155 °С в течение 45 мин.

Таблица 4.6 - Вулканизационно-кинетические характеристики промышленных композиций

Наименование ингредиентовМассовые частиР-5Р-6Р-7Р-8Р-9Р-10Р-11Р-12Р-13Минимальный крутящий момент, Н*мМаксимальный крутящий момент, Н*мВремя начала вулканизации, минОптимальное время вулканизации, минСкорость вулканизации, %/минОтносительный динамический модуль сдвига, Н*мЭнергия активации индукционного периода, кДж57,6346,6243,9342,9420,4052,6541,4740,7044,86Энергия активации главного периода, кДж61,3029,8952,4072,6843,8855,2247,5448,7748,51*в числителе - значение показателей при температуре испытания 143 °С; в знаменателе - при температуре испытания 155 °С

Рисунок 4.7 - Оптимальное время вулканизации исследуемых регенератных композиций при температуре испытания 143 °С.

Рисунок 4.8 - Оптимальное время вулканизации исследуемых регенератных композиций при температуре испытания 155 °С.

Рисунок 4.9 - Скорость вулканизации исследуемых регенератных композиций при температуре испытания 143 °С.

Рисунок 4.10 - Скорость вулканизации исследуемых регенератных композиций при температуре испытания 155 °С.

Подобно испытанию стандартных смесей результаты реологических испытаний показывают снижение вязкости композиций, содержащих образцы опытных регенератов. Это выражается в снижении величины минимального крутящего момента, исследуемых систем (таблица 4.6).

При частичной замене промышленным регенерата опытного образцом наблюдается ухудшение прочностных показателей. Что можно объяснить возникновением большего количества опасных дефектов нарушения сплошности при растяжении композита, что способствует более раннему разрушению. Падение прочности также связано с пластифицирующим действием опытного регенерата. Что подтверждается увеличением пластичности при испытании опытных образцов. В данном регенерате меньше реакционоспособных двойных связей. А также можно предположить, что функциональные группы по большей степени реагируют с достаточно большим наполнением техуглеродом.

Снижение густоты пространственной сетки, что выражается в уменьшении твердости, что сопровождается уменьшением межмодекулярного взаимодействия, это в свою очередь приводит увеличению скорости релаксационных процессов. Предположение об увеличении скорости релаксации, подтверждается увеличение показателя относительного эластического восстановления приведенного в таблице 4.7.

Таблица 4.7 - Физико-механические характеристики исследуемых обкладочных композиций

Наименование ингредиентовНорма по ТРШифры композицийР-5Р-6Р-7Р-8Р-9Р-10Р-11Р-12Р-13Условная прочность при разрыве, МПане менее 20,020,0718,5217,7717,6017,2316,4815,8915,1416,25Относительное удлинение при разрыве, %350 ± 75285290255256238255256303310Твердость по Шору А, усл. ед.-817776758176777879Прочность связи резины с проволокой 1л, Н-164,3220,3210,9242,5201,4248,3205,6143,8164,8Пластичность. усл.ед.-0,1460,1000,1060,1270,1130,3020,2090,3680,317Относительное эластическое восстановление, мм-0,0500,0630,0860,0890,0630,080,0370,080,010

Рисунок 4.9 - Условная прочность при разрыве

Использование опытных регенератов позволяет увеличить уровень прочности связи резина-проволока, что повысит ресурс эффективной эксплуатации покрышки (таблица 4.7, рисунок 4.10). Увеличение прочности связи резины, содержащей регенерате, получаемым методом карбоксидирования, объясняется наличием функциональных групп. Однако это обусловлено не только наличием в адгезиве определенного числа активных групп, а и тем что эти группы химически взаимодействуют с металлом. При взаимодействии полимера с металлом как правило, образуются химические ковалентные связи. Высокие адгезионные свойства так же можно объяснить ион-дипольным взаимодействием на границе полимер материал, а также взаимодействием с образованием водородных связей.

Рисунок 4.10 - Прочность связи исследуемых обкладочных резин с проволокой 1л.

Таблица 4.8 - Упруго-деформационные свойства исследуемых обкладочных композиций

Шифр смесиСжатие образца, %Ef, кг/см2E?, кг/см2Есж, кг/см2 Р-5100,100,090,132012,5510,0415,813014,389,9918,12Р-6100,100,090,132012,5310,0315,753014,389,9718,08Р-7100,100,90,132012,449,9515,623014,269,9817,92Р-8100,100,090,132012,5010,0015,723014,349,9618,03Р-9100,100,090,132012,5510,0415,813014,389,9918,12Р-10100,100,090,132012,5210,0115,763014,3410,0018,06Р-11100,100,090,132012,5310,0315,813014,3510,0018,10Р-12100,100,090,132012,5510,0415,813014,3919,9818,13Р-13100,100,090,132012,5510,0515,813014,419,941814

Третьим этапом проводимой работы являлось изучение возможности использования углеродного остатка. Для этой цели была изготовлена стандартная смесь на основе метилстирольного каучука. В качестве объекта сравнения использован техуглерод N 330. рецептура соответствующих композиций приведена в таблице 4.9.

Таблица 4.9 - Смесь для оценки качества углеродного остатка

Наименование ингредиентовМассовые частиР-14Р-15Р-16Р-17Каучук СКМС-30АРК100,00100,00100,00100,00Оксид цинка3,003,003,003,00Стеарин1,001,001,001,00Сера1,751,751,751,75Сульфенамид Ц1,001,001,001,00Технический углерод N 33050,00---УО-1-50,00--УО-2--50,00-УО-3---50,00Итого:104,9104,9104,9104,9

Результаты реологических испытаний показывают существенное снижение вязкости композиций, содержащих образцы углеродного остатка, что выражается в значительном снижении минимального крутящего момента. Значительное понижение максимального крутящего момента, может сказать о снижении твердости вулканизатов, содержащих углеродный остаток, а также о наибольшей степени диспергирования. Это можно объяснить образованием большего количества свободной каучуковой фазы, участвующей в процессе теченя. Увеличение индукционного периода, совместно с увеличением скорости вулканизации, приводит к тому, что время достижения оптимума вулканизации существенно не снижается. (Таблица 4.10)

Таблица 4.10 - Вулканизационно-кинетические характеристики стандартных композиций при температуре испытания 143 °C.

Наименование ингредиентовМассовые частиР-14Р-15Р-16Р-17Минимальный крутящий момент, Н*м0,400,210,170,10Максимальный крутящий момент, Н*м2,020,500,290,20Время начала вулканизации, мин3,794,424,674,79Оптимальное время вулканизации, мин17,515,8313,6715,60Скорость вулканизации, %/мин7,298,7611,119,25Относительный динамический модуль сдвига, Н*м0,9010,8620,9170,900

Вулканизация исследуемых композиций осуществлялась на гидравлическом вулканизационном прессе при температуре 143 °С в течение 40 мин.

Таблица 4.11 - Физико-механические стандартных композиций

Наименование ингредиентовШифры композицийР-14Р-15Р-16Р-17Условная прочность при разрыве, МПа12,861,630,920,81Относительное удлинение при разрыве, %3399251076915Условная прочность при разрыве после 48 часов старения, МПа7,470,770,600,36Пластичность0,400,550,550,55Относительное эластическое восстановление0,010,000,010,01

В ходе физико-механических испытаний, нельзя не отметить резкое снижение условной прочности при разрыве, и увеличения относительного удлинения. Зная это, можно предположить что вулканизаты имеющие в свое составе углеродный остаток, обладают гораздо меньшим межмолекулярным взаимодействием.

В результате опытов проводимых на сжимающем пластометре, было выявлено увеличение пластичности композиций содержащих УО, что говорит о наибольшей способности материала к развитию необратимых деформаций при напряжениях. Это могло быть вызвано тем, что УО облегчат взаимное перемещение макромолекул каучука. Что в свою очередь повышает легкость обработки материала, а также придает сравнительно устойчивую форму сырым полуфабрикатам.

1)Впервые были исследованы образцы опытных регенератов полученные методом карбоксидирования

)Сравнительная оценка образцов опытных регенератов показала, что регенерат, получивший условное обозначение РШТ-2, по своим характеристикам не уступают промышленным образцам.

2) Введение опытных регенератов в полимерные композиции улучшает их технологические свойства, такие как обрабатываемость, шприцывание, лучшее распределение компонентов смеси.

) Установлено, что наличие в опытных регенератах функциональных групп позволяет их использовать в обкладочных полимерных композициях в качестве модификатора адгезии, поскольку показатель прочности связи резина-металлопроволока при введении в резиновую смесь карбоксидированного регенерата существенно увеличивается.

) Данный углеродный остаток по своим характеристикам приближается к маркам неактивного техуглерода. Применение остатка возможно в низкомодульных, неответственных изделиях

5. Безопасность и экологичность работы

.1 Анализ условий проведения эксперимента

В ходе экспериментальной части научно-исследовательской дипломной работы на студента-дипломника могут воздействовать опасные и вредные факторы. Вследствие этого безопасная работа в помещении химической лаборатории возможна только при соблюдении требований по охране труда, инструкций и правил работы с лабораторными установками.

Опасные и вредные производственные факторы, согласно ГОСТ 12.0.003-74* ССБТ, подразделяются по природе действия на следующие группы: физические, химические и психофизиологические.

К группе физических опасных и вредных факторов относится: движущиеся элементы машин и вращающиеся части (машина МРС-2 для динамических испытанный, разрывная машина РМИ-60), повышенная температура поверхности оборудования (термошкаф, муфельная печь, плиты вулканизационных прессов, термостат), острые и режущие части инструментов и оборудования (ножницы лабораторные, штанцевый нож, вырубной пресс), повышенная запылённость и загазованность воздуха лаборатории, повышенный уровень шума и вибрации на рабочем месте, повышенная и пониженная температура, влажность воздуха рабочей зоны, повышенный уровень статического электричества, недостаточная освещённость рабочей зоны.

К группе химических опасных и вредных производственных факторов относятся:

. По характеру воздействия на организм человека:

·токсические (углеводороды, спирты, сера);

·раздражающие (пыль сыпучих ингредиентов, частички тех. углерода, туманы кислот и т.д.);

·канцерогенные (техуглерод).

. По пути проникновения в организм человека:

·через органы дыхания - пыль сыпучих ингредиентов, пары;

·через кожные покровы и слизистые оболочки - вязко-текучие низкомолекулярные каучуки;

·через желудочно-кишечный тракт - пары толуола.

Группа психофизиологических опасных и вредных производственных факторов по характеру действия подразделяются на физические перегрузки и нервно-психические перегрузки:

Физические перегрузки (статические - при работе на вырубном прессе и машинах для испытаний, а также работе на аналитических весах; динамические - в результате ходьбы при навеске ингредиентов); нервно - психические перегрузки (монотонность труда - на МРС-2, РМИ-60 и т.д.; перенапряжение слуховых анализаторов - от повышенного шума).

Последствиями воздействия этих факторов могут быть травмы, профессиональные (острые или хронические) отравления, ожоги и заболевания [7,8,61].

Анализ опасных и вредных производственных факторов при выполнении данной научно исследовательской дипломной работы представлен на графическом листе №1, формата А 1.

Анализ ОПФ и ВПФ:

Физические:

·движущиеся элементы машин и вращающиеся части оборудования (виброреометр «Монсанто-100», вырезная машина, сжимающий пластометр ПСМ-2, разрывная машина РМИ-60?травмы, увечья);

·повышенная tº поверхностей оборудования, воздуха рабочей зоны (виброреометр «Монсанто-100», термошкаф, муфельная печь, баня водяная, сжимающий пластометр ПСМ-2, плиты вулканизационных прессов?термические ожоги, перегрев организма, тепловой удар);

·повышенная запыленность и загазованность воздуха рабочей зоны (техуглерод, пары кислот?раздражение слизистых оболочек органов дыхания, зрения, отравление, хроническое заболевание);

·повышенный уровень шума (сжимающий пластометр ПСМ-2, разрывная машина РМИ-60?снижение внимания, расстроиство нервной системы, быстрое утомление, потеря остроты слуха);

·повышенное значение напряжения в электрической цепи (электроприводы, нарушение изоляции электроустановок ?электрические травмы, ожоги различной степени).

Химические:

1. По характеру воздействия на организм человека:

·токсические (углеводороды, спирты, сера?отравление, тошнота);

·раздражающие (пыль сыпучих ингредиентов, частички техуглерода, туманы кислот?воспаление верхних дыхательных путей, аллергические заболевания, дерматозы, токсикозы);

·канцерогенные (техуглерод?отравление, антракозы).

2. По пути проникновения в организм человека:

·через органы дыхания (пыль сыпучих ингредиентов, пары кислот отравление, антракозы, воспаление верхних дыхательных путей);

·через кожные покровы и слизистые оболочки (вязко-текучие низкомолекулярные каучуки?раздражение);

через желудочно-кишечный тракт (пары толуола?отравление).

Психофизиологические:

·физические перегрузки (статические - при работе на вырубном прессе и машинах для испытаний, а также работе на аналитических весах; динамические - в результате ходьбы при навеске ингредиентов?физическая усталость, утомление);

·нервно - психические перегрузки (монотонность труда - работе на аналитических весах, разрывной машине РМИ-60 и т.д.; перенапряжение слуховых анализаторов - от повышенного шума, эмоциональные перегрузки ?стресс, психическое утомление, усталость глаз, снижение внимания, ухудшение самочувствия).

5.2 Взрывопожароопасные и токсические свойства веществ и материалов

Химические лаборатории представляют собой потенциально взрывоопасные зоны. Так как в процессе научно-исследовательской работы в лабораториях обращаются взрывопожароопасные вещества, а также вещества, способные создавать с воздухом взрывоопасные смеси. Таким образом, создается потенциальная взрывоопасность и возможность возникновения пожара.

Химические лаборатории представляют собой потенциальную опасность профессиональных отравлений и заболеваний работающих. Это происходит из-за того, что в процессе труда многие из них соприкасаются с химическими веществами, имеющими те или иные токсические свойства.

Химические реагенты подразделяются по степени токсичности на: вызывающие отравление всего организма или поражающие отдельные системы (ЦНС, кроветворения), вызывающие патологические изменения; раздражающие - вызывающие раздражения слизистых оболочек дыхательных путей, глаз, лёгких, кожных покровов; сенсибилизирующие - действующие как аллергены (толуол).

Вредные вещества могут попадать в организм человека через неповреждённые покровы, причём не только жидкой среды при контакте с руками, но и в случае высоких концентраций токсических паров и газов в воздухе на рабочем месте. Растворяясь в секрете потовых желез в кожном жире, вещества могут легко поступать в кровь. Повреждение кожи, безусловно, способствует проникновению вредных веществ в организм человека [61]

Токсическая характеристика веществ и материалов, применяемых в этой научной работе, приведена в таблице 6.2.

Таблица 6.2 - Токсическая характеристика веществ и материалов [8,61]

Наименование веществАгрегатное состояниеПлотность г/см3ПДК мг/м3Класс Опасности согласно ГОСТ 12.1.005-88*Характер воздействия на организмРекомендуемые средства защитыСера техническаяТВ1,9664Возможно некоторое вредное действие при постоянном попадании в организм, появление головной боли, утомляемостиПриточно-вытяжная вентиляция, при работе следует применять индивидуальные средства защиты (спецодежду, защитные очки, резиновые перчатки, респиратор)Тех-углеродТВ1,8164При длительном вдыхании может вызывать пневмокониоз, попадая на кожу, сильно загрязняет тело, также возможно возникновение татуировок.Необходимо пользоваться спецодеждой, специально для предохранения органов дыхания - противопылевыми защитными устройствами.РегенератТВ1,36104Практически не токсиченСоблюдать санитарные правила организации технологических процессов и гигиенические требования к производственному оборудованиюТех- углеродТВ1,81064При длительном вдыхании может вызывать пневмокониоз, попадая на кожу, сильно загрязняет тело, также возможно возникновение татуировок.Необходимо пользоваться спецодеждой, специально для предохранения органов дыхания - противопылевыми защитными устройствами.СтеаринТВ0,8503004Практически не токсичен Соблюдать санитарные правила организации технологических процессов и гигиенические требования к производственному оборудованиюАльтаксТВ1,21023 Головная боль, плохой сон и аппетит, одышка при ходьбе Респиратор, защитные очки, одеждаБитум нефтяннойТВ0,10253Раздражающие действие на кожу и слизистые оболочкиПриточно-вытяжная вентиляция. Индивидуальные средства защиты: спецодежда, защитные очки, перчатки, респираторЦинковые белилаТВ5,3500,52Воздействует на верхние дыхательные пути, легкиеРеспираторМагнезия жженаяТВ3,650104Раздражение слизистых глаз, носаСпецодежда, респираторОлеиновая кислотаЖ0,90043Экзема, раздражения слизистойСпецодежда, респираторКанифоль сосноваяТВ1,01543Раздражает кожный покров, вызывает высыпи, дерматит, действует на верхние дыхательные путиЗащитные кремы, тщательное удаление вещества

.3 Санитарно-гигиеническая характеристика помещения лаборатории

.3.1 Планировка лаборатории ФМИ и её оборудования

Площадь помещения лаборатории латексных технологий (Б-216) составляет 60 м2, оборудованием занято 8 м2, высота помещения - 3 м. В помещении три окна и дверь. Пол покрыт линолеумом.

В лаборатории работают не более восьми человек одновременно. На каждого работающего приходится 19,5 м3 пространства, что соответствует нормам [44].

Рисунок 6.1 - План аудитории ФМИ: 1 - весы лабораторные; 2 - раковина; 3 - стол аудиторный; 4 - спектрофотометр; 5 - сушильный шкаф; 6 - холодильник; 7 - муфельная печь; 8 - вытяжной шкаф; 9 - стеллаж; 10 - встряхиватель; 11 - титровальный столик.

5.3.2 Метеорологические условия в лаборатории

В лаборатории работы выполняются стоя, связаны с ходьбой и сопровождаются небольшим физическим напряжением. Данные работы относятся к категории 1б-лёгкие физические работы. В зависимости от периода года для категории 1б допустимыми принимаются следующие метеорологические условия, представленные в таблице 6.3.

Таблица 6.3 - Допустимые нормативные и фактические метеоусловия

Метеорологические параметрыДопустимые нормативные метеоусловияФактические метеоусловияХолод-ный периодТёплый периодХолод-ный периодТёп-лый периодТемпература воздуха, ?С14-2117-251524Относительная влажность, %40-6040-606060Скорость движения воздуха, м/с0,2-0,3не более 0,30,10,2

Как видно из таблицы 6.3, в тёплый период года фактические метеорологические условия в лаборатории являются оптимальными для данной категории работы, а в холодный период года - допустимыми.

В холодный период года благоприятные метеоусловия обеспечиваются системой отопления, а в тёплый период - вытяжной вентиляцией [10,19,20].

5.3.3 Вид и система отопления

В холодный период года температура воздуха в лаборатории поддерживается за счёт центральной водяной системы отопления. Радиаторы (теплообменники) системы отопления расположены под каждым окном лаборатории, такое их расположение способствует циркуляции воздушных масс в помещении и распределению тепла.

Водяная система отопления наиболее гигиенична и безопасна, так как температура поверхности нагревателей не превышает 75-80?С [20].

5.3.4 Система вентиляции

Для создания нормальных условий труда в лаборатории предусмотрена естественная и искусственная вентиляции.

Естественная вентиляция в данной лаборатории носит неорганизованный характер, те чистый воздух подаётся и удаляется из помещения, через дверь и окна, открываемые без всякого графика.

В лаборатории при работе используются химические вещества, присутствуют пыль и пары, которые могут оказывать на организм человека токсическое, раздражающие и канцерогенное воздействие, а поэтому наиболее выгодно в качестве искусственной вентиляции применять местную вытяжную вентиляцию, которая по сравнению с общеобменной требует значительно меньших затрат на её эксплуатацию.

Для уменьшения запылённости и загазованности, а также при работе с вредными токсическими веществами используют местную вытяжную вентиляцию - вытяжной шкаф. В лаборатории латексных технологий (Б-216) установлено три вытяжных шкафа.

В связи с тем, что при эксперименте используются вещества в небольших количествах, загрязнённый воздух перед выбросом в атмосферу не подвергается очистке [11,20].

5.3.5 Освещение лаборатории

Равномерное и рациональное освещение помещений и рабочих мест - один из важнейших элементов благоприятных условий труда. По задачам зрительных работ помещение лаборатории относят к первой группе работ.

Научно-исследовательские работы выполняемые в лабораториях развески и ФМИ, относятся к IV разряду, подразряд выполняемых работ - «б» (зрительные работы средней точности.

Работы, выполняемые в лабораториях смешения и вулканизации, также относятся к IV разряду, подразряд же выполняемых работ - «в» (зрительные работы малой точности).

В дневное время в лабораториях предусмотрено естественное боковое одностороннее освещение, осуществляемое через окна. Для создания благоприятных условий труда необходимо осуществлять чистку стёкол оконных проёмов не реже, чем один раз в квартал.

Нормативный коэффициент естественной освещённости КЕО=1,5% для лаборатории развески и ФМИ. Для лаборатории смешения и вулканизации нормативный КЕО = 0,5%. Фактический коэффициент естественной освещённости для всех лабораторий равен 1,4%. Освещённость может быть недостаточной, поэтому вытяжные шкафы и весы оснащены местным освещением (в вытяжных шкафах - это встроенные люминесцентные лампы, а у весов предусмотрена подсветка шкалы).

В вечернее время принято общее искусственное рабочее освещение с равномерным расположением светильников. Используются люминесцентные светильники типа ОД с лампами ЛБ - 40, расположенные в два ряда. Расстояние между рядами - 4 метра, расстояние от стен до рядов - 2 метра, между светильниками в ряду - 2 метра, высота подвеса светильников составляет 3 метра.

Фактическая освещённость в лабораториях 320 лк. Работы, выполняемые в лаборатории, относятся к разряду средней точности с нормируемой освещенностью, при системе общего освещения в зависимости от фона и контраста минимальное нормированное значение освещённости, составляет 300 лк. [21].

Аварийное освещение в помещении лаборатории не предусмотрено.

.4 Меры защиты от воздействия опасных и вредных факторов

.4.1 Меры защиты при работе на вальцах

Безопасность работы на вальцах обеспечивается аварийным устройством в виде сбалансированной рамки и нижними аварийными устройствами, отключающие их с передней и задней стороны. Нож вырубной машины закрыт предохранительным стаканом. Загрузка и выгрузка пресс-форм производится только при неподвижных плитах вулканизационного пресса. На паровых магистралях установлены регуляторы давления. Для защиты рук от попадания между плитами вулканизационного пресса предусмотрен защитный козырек.

Испытания резин при повышенной температуре проводят, пользуясь защитными рукавицами. Образцы помещают в термостат и вынимают металлическими щипцами. Защитой от конвекционного тепла для работающего являются специальные теплоизолирующие дверцы, а по бокам термостата - защитные экраны.

Поправка образцов при работе на вырубном прессе производится только в случае неподвижности верхних плит.

Для предотвращения ожогов рук при работе с вулканизационным прессом, термостатом используются защитные рукавицы и металлические щипцы.

Для предотвращения вибрации вальцы и разрывные машины МРС-2 установлены на массивных виброгасящих фундаментах [12].

5.4.2 Обеспечение электробезопасности

Помещение лаборатории по опасности поражения электрическим током относится к особо опасным помещениям характеризующихся химически активной средой, когда содержащиеся пары или образующиеся отложения действуют разрушающе на изоляцию и токоведущие части оборудования.

Для защиты от поражения электрическим током в химической лаборатории предусмотрены следующие мероприятия:

токоведущие части (электрические провода, кабель) расположены на недоступной для человека высоте;

токоведущие части изолированы. Изоляцию выполняют с использованием диэлектрических материалов, проверяют состояние изоляции систематически, не реже одного раза в год, путем замирения токоутечки (через изоляцию не более 0,001 А, через сопротивление не менее 500 кОм);

применение малых напряжений;

использование заземляющих проводников (металлические конструкции);

защитное отключение, которое обеспечивает автоматическое отключение электроустановок при возникновении опасности поражения электрическим током.

Токоведущие части распределительных щитков, рубильников, выключателей розеток, укрыты специальными кожухами или пластмассовыми крышками.

Во избежание перегрузки электрической сети в распределительных щитках установлены плавкие предохранители. Для централизованного отключения питающей сети имеется рубильник.

Разрывные машины, термошкафы, вырубная машина зануляются. Корпус вальцев и корпус вулканизационных прессов соединены через медный провод с контуром защитного заземления.

Электроды заземляющего устройства расположены по периметру здания, в котором установлено заземляемое оборудование. Защитное действие этого устройства обеспечивают уменьшением потенциала заземленного оборудования, выравниванием потенциала точек земли в пределах контурного заземлителя, а также выравниванием потенциала точек земли в пределах контурного заземления и заземленного электрооборудования [14,24].

5.4.3 Обеспечения статической электробезопасностью

Статическое электричество возникает при переработке резины путем трения резины о валки лабораторных вальцев.

Образующиеся при электроизоляции заряды статического электричества могут быть источниками пожаров и взрывов, вызывать нарушение технологических процессов, оказывать неблагоприятное биологическое воздействие на организм человека и ухудшать условия труда.

Защита от статического электричества также обеспечивается заземлением оборудования (вальцы, металлические столы) [12,15,24].

5.5 Пожарная профилактика и средства пожаротушения

Таблица 6.4 - Характеристика лаборатории по взрывопожарной и пожарной опасности

Название помещенияКатегория по взрывопожарной и пожарной опасностиКласс пожароопасных зон1. Лаборатория хранения и развескиВ2П-IIа2. Лаборатория смешенияВ2П-IIа3.Лаборатория вулканизацииВ2П-IIа4. Лаборатория ФМИВ2П-IIа

К пожароопасной категории В2 отнесены помещения, в которых обращаются твёрдые горючие и трудно горючие вещества и материалы (каучук, канифоль, сера, стеарин технический и т.д.), способные при взаимодействии с кислородом воздуха только гореть.

Пожароопасные зоны класса П-IIа - зоны, расположенные в помещении хранения каучука и их развески, в помещении лаборатории смешения и вулканизации, в которых обращаются твёрдые горючие вещества (резина, сера и другие ингредиенты резиновой смеси).

Для тушения пожаров в здании предусмотрена система внутреннего противопожарного водоснабжения. Пожарные краны расположены на высоте 1,35 м от уровня пола в местах вывода трубопровода в коридорах. Пожарные краны снабжены рукавами длиной 10 м, диаметром 50мм. Концы рукава снабжены пожарными стволами. Также предусмотрена система наружного противопожарного трубопровода - пожарные гидранты, расположенные на расстоянии 5-10 м от здания по периметру через каждые 25-30м.

В каждой лаборатории имеются следующие первичные средства пожаротушения:

огнетушитель углекислотного типа ОУ-2, применяемый для тушения электрооборудования, а также там, где вода может вызвать порчу имущества;

огнетушитель воздушно-пенный типа ОВП-5 для тушения загорания, используемых при работе или хранящихся в лаборатории веществ и материалов;

асбестовое одеяло;

песок;

вода.

В лаборатории хранения каучуков и развески предусмотрена пожарная сигнализация, которая выполнена в виде тепловых автоматических извещателей типа ДТЛ (датчик тепловой легкоплавкий) из расчёта 1 датчик на 25м2 площади помещения. Расстояние между извещателями - 5 м, от извещателя до стены - 2,5 м.

При необходимости вызова пожарных подразделений имеется телефонная связь.

Состояние пожарной безопасности в СибГТУ контролируют ОГПН (отдел государственного пожарного надзора) по центральному району г. Красноярска, который в свою очередь подчиняется ГПН (государственному пожарному надзору). На основании ст.212 ТК РФ ответственность за состояние пожарной безопасности в СибГТУ возложена на ректора. В соответствии с п. 10 ППБ на период отсутствия ректора ответственность за состояние пожарной безопасности возлагается на проректора по АХР. В целях обеспечения контроля за соблюдением требований пожарной безопасности в университете в штатное расписание управления безопасности труда и жизнедеятельности введена единица инженера по ПБ, который непосредственно подчиняется начальнику УБТ и ЖД. Контроль за соблюдением требований пожарной безопасности в структурных подразделениях университета возложен на пожарно-техническую комиссию, назначенную приказом ректора №50 от 14.02.03. Во всех структурных подразделениях имеются лица ответственные за состояние пожарной безопасности согласно приказу № 33-0 от 28.01.2005.В случае возникновения пожара в действие приводится добровольная пожарная дружина, назначенная приказом ректора № 357-0 от 27.09.02, в состав которой входят представители структурных подразделений. Представители дружины организовывают эвакуацию, вызов и встречу пожарных, тушение возгорания или пожара [16,23,25,26].

5.6 Мероприятия по личной безопасности при проведении экспериментальной работы

Общий контроль по охране труда в университете осуществляет ректор. Ответственность за организацию работы по созданию здоровых и безопасных условий труда работающих несет управление охраны труда. Ответственным за охрану труда в лаборатории является заведующий лабораториями. По лабораториям в отдельности ответственными являются начальники соответствующих секторов.

Перед началом работы в лаборатории допускаются лица, прошедшие следующие виды инструктажа: вводный инструктаж; первичный инструктаж на рабочем месте. По окончании вводного инструктажа и проверки знании делается запись в журнале инструктажа по Охране Труда (ОТ). Где указывается вид инструктажа, и ставятся подписи инструктирующего и инструктируемого. Журнал хранится на кафедре. После вводного инструктажа каждый проходит первичный инструктаж на рабочем месте.

Инструкции по ОТ разрабатываются на кафедре согласовываются с Управлением Безопасности Труда и Жизни Деятельности (УБТ и ЖД) и утверждаются ректором. Местонахождение инструкций по ОТ для работников определяет заведующий кафедрой с учетом обеспечения доступности и удобства ознакомления с ними. Поэтому в каждой лаборатории инструкции по ОТ вывешены на доступном месте.

Инструкции по охране труда размещены на входе помещения лаборатории.

Ответственным лицом по охране труда в лабораториях является заведующий лабораториями.

Работы проводятся в помещениях оснащенных вытяжной вентиляцией, при наличии воды, электроэнергии, средств пожаротушения: огнетушители, ящик с песком, противопожарная ткань, доступ к которым должен быть свободен. Работать одному человеку в химической лаборатории запрещается.

При работе в лаборатории для работников предусмотрены следующие средства индивидуальной защиты: халат из плотной хлопчатобумажной ткани, брезентовые рукавицы, резиновые перчатки, респиратор, тканевые и пластиковые маски.

Также производится выдача мыла, обезвреживающих средств (хлорная известь), профилактические мази и пасты.

Защитой от группы опасных психофизиологических опасных и вредных факторов является организация рабочего места согласно антропометрическим показателям: оптимальное положение работающего достигается регулированием высоты рабочей поверхности и сиденья. Расположение средств отображения информации, требующих точного и быстрого считывания показаний (шкала разрывной машины, лабораторные весы), расположены в вертикальной плоскости под углом ±15?от нормальной линии взгляда и в горизонтальной плоскости под углом ±15?от сагиттальной плоскости.

Режим работы в лаборатории восьмичасовой рабочий день с перерывом на обед в один час и двумя регламентированными перерывами.

В здании имеются два мужских и женских туалета, по одному на каждом этаже, что соответствует нормам.

В вестибюле здания устроена гардеробная. Для питания предусмотрена комната приема пищи - буфет, что соответствует нормам [6,17,18,22,27,28].

5.7 Безопасность в чрезвычайных ситуациях

Чрезвычайно высокие потоки негативных воздействий создают чрезвычайные ситуации (ЧС), которые изменяют комфортное или допустимое состояние среды обитания и переводят жизнедеятельность в качественное иное состояние - состояние взаимодействия человека со средой обитания в условиях опасности. Аварии, катастрофы, пожары и другие бедствия в России оказывают все возрастающее негативное воздействие на социально-экономическую обстановку населения. Население и территория России подвергаются воздействию природных и техногенных катастроф, а в последнее время - вооруженных конфликтов и террористических актов. Особенность техногенных ЧС на современном этапе развития общества заключается в увеличении зон и интенсивности действия негативных факторов, что делает последствия таких ЧС сравнимыми с последствиями применения современных видов вооружений.

В Сибирском регионе России размещается свыше 740 химически опасных объектов. Общая площадь возможного химического поражения может составить 27 тыс. км2. В зонах риска воздействия поражающих факторов проживает около 600 тыс. человек.

Одним из важнейших факторов, определяющих устойчивость развития экономически, являются природные и техногенные ЧС, уносящие ежегодно тысячи человеческих жизней и наносящие огромный материальный ущерб.

В соответствии с этим правительством был принят Федеральный закон «О защите населения и территорий от чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера» [1], который обязывает организации:

·планировать и осуществлять меры в области защиты работников организаций и подведомственных объектов производственного и социального назначения от чрезвычайных ситуаций;

·обеспечивать организацию и проведение аварийно-спасательных работ на подведомственных объектах производственного и социального назначения и на прилегающих к ним территориях в соответствии с планами предупреждения и ликвидации чрезвычайных ситуаций;

·обучать население способам защиты, предоставлять населению убежища и средства индивидуальной защиты;

·обеспечивать создание, подготовку и поддержание в готовности к применению средств предупреждения и ликвидации чрезвычайных ситуаций;

·создание и выполнение резервов финансовых и материальных ресурсов для ликвидации чрезвычайных ситуаций;

·сбор и обработка информации о сценариях развития чрезвычайных ситуаций.

Одной из основных задач в области гражданской обороны (согласно ФЗ «О гражданской обороне») [2] признается проведение аварийно-спасательных работ в случае возникновения опасностей для населения при ведении военных действий, и в случае природного и техногенного характера ЧС. Подготовка к ликвидации последствий должна проводиться с учетом возможной обстановки.

Изучаемый объект экономики находится в Центральном районе г.Красноярск. В зоне поражения при возникновении ЧС на ж/д возможен сход подвижного состава, при котором возможна гибель людей и заражение территории перевозимыми веществами, что приводит так же к гибели людей и эпидемии.

Аварии с выбросом (угрозой выброса) химически опасных веществ: аварии с выбросом (угрозой выброса) ХОВ при их производстве, переработке или хранении (захоронении); аварии на транспорте с выбросом (угрозой выброса) ХОВ; образование и распространение ХОВ в процессе химических реакций, начавшихся в результате аварии; аварии с химическими боеприпасами; утрата источников ХОВ.

В Красноярске имеются химически опасные предприятия: АО «Сибэласт», АО «Красноярский завод СК», АО «Сивинит», АО «Сибэлектросталь», АО «Красфарма», Красноярский ЦБК, Хим. Комбинат «Енисей», Красноярский ЦБК, АО «Сибволокно» (г. Зеленогорск), Горно-Химический Комбинат (г. Железногорск), Хим. Комбинат «Енисей», КрАЗ, Красмаш. ЧС на этих предприятиях может быть вызвана: 1) Аварией; 2) Терактом.

Результатом будет химическое заражение окружающей среды, массовое отравление, гибель людей и значительный экономический ущерб.

Взрывопожарную опасность в Красноярске представляют: АО «Красноярский завод СК», ТЭЦ - 1, ТЭЦ - 2, ТЭЦ - 3, Нефтебаза, Газонаполнительная станция, ж/д станция «Красноярск», ж/д тупик ст. Злобино, КрАЗ, Красмаш, ЭВРЗ (цех по производству кислорода), различные АЗС.

К авариям техногенного характера относятся: пожары, взрывы, угроза взрывов: пожары (взрывы) в зданиях, на коммуникациях и технологическом оборудовании промышленных объектов; пожары (взрывы) на объектах добычи, переработки и хранения легковоспламеняющихся, горючих и взрывчатых веществ; пожары (взрывы) на транспорте; пожары (взрывы) в шахтах, подземных и горных выработках, метрополитенах; пожары (взрывы) в зданиях и сооружениях жилого, социально-бытового, культурного назначения; пожары (взрывы) на химически опасных объектах; пожары (взрывы) на радиационно-опасных объектах; обнаружение неразорвавшихся боеприпасов; утрата взрывчатых веществ (боеприпасов).

Аварии с выбросом (угрозой выброса) радиоактивных веществ: аварии на АС, атомных энергетических установках производственного и исследовательского назначения с выбросом (угрозой выброса) РВ; аварии с выбросом (угрозой выброса) РВ на предприятиях ядерно-топливного цикла; аварии транспортных средств и космических аппаратов с ядерными установками или грузом РВ на борту; аварии при промышленных и испытательных ядерных взрывах с выбросом (угрозой выброса) РВ; аварии с ядерными боеприпасами в местах их хранения, эксплуатации или установки; утрата радиоактивных источников.

Очаг радиационного загрязнения находится в г. Железногорске, в котором расположен ГХК. ЧС на этих предприятиях может быть вызвана: 1) Аварией; 2) Терактом.

Результатом будет радиоактивное заражение окружающей среды, массовая гибель людей, значительный экономический и экологический вред, причем последствия будут сказываться долгие годы. При радиоактивном загрязнении в СибГТУ имеются подвальные помещения корпуса А, Б, В и лаборатория ГУКа, здесь в результате чрезвычайной ситуации могут укрыться 6952 человека. Кроме того, общежития, находящиеся в собственности СибГТУ, способны укрыть 5433 человека. Заполнение защитных сооружений производится с плотностью 0,5 м2 на каждого человека.

Аварии с выбросом (угрозой выброса) биологически опасных веществ: аварии с выбросом (угрозой выброса) БОВ на предприятиях и в научно-исследовательских учреждениях (лабораториях); аварии на транспорте с выбросом (угрозой выброса) БОВ; утрата БОВ.

Аварии на электроэнергетических системах: аварии на автономных электростанциях с долговременным перерывом электроснабжения всех потребителей; аварии на электроэнергетических системах (сетях) с долговременным перерывом электроснабжения основных потребителей или обширных территорий; выход из строя транспортных электроконтактных сетей.

Гидродинамические аварии: прорывы плотин (дамб, шлюзов, перемычек и др.) с образованием волн прорыва и катастрофических затоплений; прорывы плотин (дамб, шлюзов, перемычек и др.) с образованием прорывного паводка; прорывы плотин (дамб, шлюзов, перемычек и др.), повлекшие смыв плодородных почв или отложение наносов на обширных территориях.

В случае разрушения Красноярской ГЭС СибГТУ находится в 40 минутной зоне затопления после ЧС. В случае возникновения ЧС весь персонал, студенты и жители близ лежащих к СибГТУ домов организованно выдвигаются по улице Белинского в район улицы Аэровокзальной (на возвышенность).

К природным источникам риска возникновения ЧС можно отнести землетрясения, наводнения, ураганы, снежные заносы, длительные проливные дожди, сильные устойчивые морозы, эпидемии и теракты.

При урагане может произойти разрушение линий электропередач, повреждение зданий, травмирование людей. Длительные проливные дожди могут привести к просадке грунта, на котором находится объект и рядом стоящего жилого массива, травмированию и гибели людей.

Сильные устойчивые морозы могут привести к повреждению трубопроводов, выходу из строя электропередач.

Геофизические опасные явления: землетрясения; извержения вулканов.

Гидрологические опасные явления: высокие уровни воды (наводнения); половодье; дождевые паводки; заторы и зажоры; ветровые нагоны; низкие уровни воды. Гидрогеологические опасные явления: низкие уровни грунтовых вод; высокие уровни грунтовых вод.

Инфекционная заболеваемость людей: единичные случаи экзотических и особо опасных инфекционных заболеваний; групповые случаи опасных инфекционных заболеваний; эпидемическая вспышка опасных инфекционных заболеваний; эпидемия; пандемия; инфекционные заболевания людей невыявленной этиологии.

Оповещение населения об угрозе ЧС осуществляют оперативные дежурные пункты управления органов исполнительной власти субъектов России путем задействования, установленным порядком территории систем центрального оповещения, включением электросирен и передачи с использованием радиотрансляционных узлов, радиовещательных станций и телецентров по радио- и телевизионным сетям речевых сообщений о складывающейся обстановке.

Таким образом, согласно официальным документам (Постановление Правительства РФ от 03.08.96 г. № 924 «О силах и средствах единой государственной системы предупреждения и ликвидации ЧС» и вышеупомянутое Постановление № 1094) [5], установлены только 2 группы: техногенного и природного характеров.

К внутренним источникам риска возникновения ЧС на данном объекте относятся:

кислоты и щелочи (серная, соляная и другие), в случае попадания на открытые участки кожи может вызвать обширные ожоги;

техуглерод и каучуки (могут быть источником пожара);

на территории ВУЗа существует склад реактивов, в случае ЧС в атмосферу возможны выбросы ОХОВ.

ЧС биолого-социального характера, а именно террористические акты, одна из наиболее катастрофических по своей природе.

СибГТУ это центр скопления большого количества людских масс, где возможно проведение теракта и быстрого распространения эпидемии.

Необходимо быть наблюдательным. Это способствует своевременному обнаружению подозрительного предмета и посторонних людей в ВУЗе.

Необходимо быть бдительным, обращать внимание на поведение окружающих, наличие бесхозных и не соответствующих обстановке предметов.

Никогда не принимать от незнакомцев на хранение или для передачи другому лицу предметы, даже самые безопасные. В случае обнаружения подозрительного предмета в неподходящем месте не должно ослабить осторожность.

С целью профилактики предотвращения террористических актов на территории ВУЗа необходимо проводить учения. Учения проводятся 2 раза в год, так как ВУЗ является источником скопления большой массы людей. Это поможет повысить эффективность действия людей в случае ЧС. Также необходимо вести агитационную работу среди учащихся ВУЗа, это поможет учащимся морально подготовиться к террористическим актам в случае их возникновения.

На территории ВУЗа существует охранные пункты, на которых проводится пропуск учащихся при предъявлении студенческого билета, а так же задержка подозрительных личностей и лиц не имеющих студенческого билета.

В университете хорошо предусмотрена организация эвакуационных мероприятий. О начале эвакуационных мероприятий оповещает администрация университета. В деканате каждого факультета СибГТУ имеется план действий при эвакуации, в случае наводнения. В нем указано время и место сбора учащихся факультета и организованный маршрут следования в пункт эвакуации. Сопровождение колонны до места назначения осуществляется представителями отдела гражданской обороны и чрезвычайных ситуаций. План эвакуации и действия в случае возможного возникновения в обязательном порядке доводится до каждого учащегося и работника университета ответственными лицами из службы гражданской обороны и чрезвычайным ситуациям.

Подготовка по гражданской обороне руководящего и командно-начальствующего состава, а так же служб и формирований спланировано грамотно и отвечает требованиям соответствующих документов.

Каждому дается определенный объем знаний и практических навыков в эффективном использовании всех средств и способов защиты. Целью подготовки руководящего состава является подготовка к практическому выполнению своих функций и обязанностей по гражданской обороне.

В целях защиты от чрезвычайных ситуаций было принято постановление правительства РФ (№ 1113 от 5.11.1995 г., ст. 19) №794 от 30.12.2003 г., ст. 28 [3] согласно которому основные мероприятия, осуществляющиеся по плану ГО ЧС:

. В режиме повседневной деятельности:

üпланирование научно-технических программ и мер по предупреждению ликвидации ЧС;

üкомплектование личного состава;

üоснащение системы оповещения и связи современными техническими средствами и поддержание их в постоянной готовности к применению;

üучастие в проводимых на объекте учениях и тренировках согласно плану подготовки по ГО;

üосуществления наблюдения и контроля за состоянием окружающей природной среды, обстановкой на потенциально опасных объектах и на прилегающих к ним территориях;

üизучение месторасположения оборудования, мебели, приборов, инструментов, ремонтных материалов и другого имущества согласно перечню;

üразработка плана строительства быстровозводимых сооружений и простейших укрытий и обеспечение строительства необходимой документацией и материалами;

üпроведение тренировок с личным составом.

В режиме повышенной готовности осуществляется:

üусиление наблюдения и контроль за состоянием окружающей среды, обстановкой на потенциально опасных объектах;

üприведение в состояние готовности технических средств связи;

üобеспечение личного состава необходимым имуществом и средствами индивидуальной защиты;

üпривести в готовность к приему укрываемых людей защитные сооружения;

üпривести в порядок запасы пищи и воды (3 литра на человека).

üобеспечение герметизации помещений службы.

В режиме чрезвычайной ситуации осуществляется:

üвосстановление систем связи и оповещения;

üоповещение руководящего состава, работников и служащих по сигналу "Внимание всем";

üбыстрый сбор, определение обстановки и задачи;

üобеспечить укрытие постоянного и переменного состава в защитных сооружениях.

üорганизовать групповой дозиметрический контроль в защитных сооружениях;

üвнутри подвала следить за порядком и выполнять свои функциональные обязанности;

üнепрерывный контроль за состоянием окружающей среды [3].

Наличие структуры ГО ЧС и высокая степень их готовности к выполнению функциональных обязанностей позволяет принимать грамотные решения в области предупреждения и ликвидации ЧС с наименьшими показателями последствий последних.

В СибГТУ организованы следующие службы ГО объекта:

üоповещения и связи (звено связи);

üэнергоснабжения и светомаскировки (спасательная команда, спасательное звено);

üрадиационной и химической защиты; (разведывательная группа, посты РХН, звенья обеззараживания)

üохрана общественного порядка; (команда ООП, звено связи и ООП)

üубежищ и укрытий (звенья по обслуживанию убежищ и укрытий);

üматериально-технического обеспечения (пункты выдачи СИЗ);

üпротивопожарная (звенья пожаротушения, лесопожарная команда);

üмедицинская (санитарные дружины, санитарный пост);

üтранспортная.

Занятия по подготовке к практическому выполнению своих функциональных обязанностей по ГО проводят: начальник службы ГО и ЧС (ректор), его заместители, начальник штаба ГО и ЧС, главные специалисты. Штабами ГО и ЧС разрабатываются мероприятия, обеспечивающие нормальное функционирование и порядок эвакуации при угрозе возникновения ЧС и при ее протекании. Реализация разработанных мероприятий обеспечивает безопасность жизнедеятельности и функционирования данного объекта экономики.

Положительный эффект планирования действий во время ЧС, наличие структур ГОЧС, высокая степень их готовности и наличие плана действий позволяет исключить или значительно снизить воздействие вредных и опасных факторов ЧС, обеспечить безопасность сотрудников, избежать тяжелых последствий, и сохранить высокий функциональный уровень здоровья и работоспособности человека. В СибГТУ имеются средства индивидуальной защиты: противогазы, респираторы, резиновые перчатки, халат.

6. Экономическая часть

.1 Научная организация труда

Научная организация труда - это комплекс мероприятий направленных на то, чтобы наиболее рационально организовать труд, изучить условия работы, добиться повышения производительности труда.

Основными разделами научной организации труда являются:

. Организация рабочего места;

. Нормирование труда;

. Охрана труда и эстетика производства;

. Режим труда и отдыха.

При выполнении дипломной работы мы стремились выполнять данные требования.

6.1.1 Организация рабочего места в химической лаборатории

Приступая к выполнению работы, дипломник должен подготовить свое рабочее место. В лаборатории рабочим местом является вытяжной шкаф и лабораторный стол. Рабочее место должно быть чистым и не загроможденным лишними предметами. Проходы должны быть всегда свободными, чтобы не мешать действиям работающих.

Реактивы должны храниться в специально отведенных местах, в таре с ясными надписями. По окончании работы установка разбирается и складывается по элементам в ящики лабораторного стола, там же хранится посуда.

Необходимые реактивы помещают в специальном вытяжном шкафу. Легковоспламеняющиеся реактивы хранятся отдельно в железных ящиках. После окончания работ проводится уборка рабочего места. Химическая лаборатория должна отвечать требованиям СН-245-71.

6.1.2 Нормирование труда

При выполнении работ в химической лаборатории предусмотрены нормы времени для выполнения различных работ. При этом учитывается организация рабочего места и опыт работающего.

6.1.3 Охрана труда и эстетика производства

Охрана труда - широкая система правовых, технических, санитарных и организационных мероприятий, направленных на обеспечение здоровых и безопасных условий труда. Правила по охране труда приведены в соответствующем разделе работы.

Эстетика производства предусматривает чистоту рабочего места, удобства расположения оборудования, правильную освещенность и окраску помещения. Эстетичный вид лаборатории влияет на настроение. Норма освещенности в химической лаборатории - 300 л/ч. Шум лаборатории не должен превышать 3-4 децибел.

6.1.4 Режим труда и отдыха

На кафедрах с химическим профилем установлен сокращенный режим работы- 35 часов в неделю.

6.2 Организация исследований

.2.1 Определение трудоемкости

Форма распределения работ по этапам, видам работ и должностей исполнителей приведена в таблице 7.1.

Трудоемкость выполнения НИР определяется по сумме трудоемкостей этапов и видов работ, оцениваемых экспертным путем в человеко-днях, и носят вероятный характер, т.к. зависит от множества трудно учитываемых факторов.

Таблица 7.1 - Распределение работ по этапам, видам и должностям исполнителей

Этап проведения НИРВид работДолжность исполнителя1. Разработка технического заданияСоставление и утверждение задания на НИРРуководитель дипломной работы 2. Выбор направления исследованияСбор и изучение научно-технической литературы, относящийся к теме исследования.ДипломникСоставление аналитического литературного обзора.ДипломникФормулирование возможных направлений решения поставленных задач.ДипломникВыбор методик проведения исследований.Руководитель дипломной работы3. Экспериментальные исследованияПроведение экспериментов.ДипломникОбработка полученных данных.Дипломник4. Обобщение и оценка результатов исследованийОбобщение результатов предыдущих этапов работ.ДипломникОценка полноты решения задач.Руководитель дипломной работыСоставление и оформление пояснительной записки.Дипломник

Поэтому применяются оценки минимально возможной и максимально возможной трудоемкости.

Ожидаемое значение трудоемкости i-го вида работ Ti , человеко-дней, определяется по формуле:

Ti=(ai+4mi+bi)/6, (7.1)

где ai - минимально возможная трудоемкость i-го вида работ, человеко-дней;

bi - максимально возможная трудоемкость i-го вида работ, человеко-дней;

mi - наиболее вероятное значение трудоемкости i-го вида работ, человеко-дней.

Дисперсия ожидаемого значения трудоемкости i-го вида работ Di, человеко-дней, определяется по формуле:

Di=((bi -ai)/6)2, (7.2)

Дисперсия характеризует степень неопределенности выполнения работы за ожидаемое время.

Экспертные оценки и расчетные значения трудоемкости приведены в таблице 7.2.

Таблица 7.2 - Оценка трудоемкости отдельных видов работ

Вид работМинимальная оценка трудоем-кости ai, чел.-дниНаиболее вероятная оценка трудоем-кости mi, чел.-дниМаксималь-ная оценка трудоем-кости bi, чел.-дниОжидаемая трудоемкость Ti, чел.-дниДиспер- сия ожидае- мого значения трудоем-кости Di, чел.-дниСоставление и утверждение задания на НИР4686,000,44Сбор и изучение научно-технической литературы, относящийся к теме исследования.14162016,331,00 Составление аналитического литературного обзора.5797,000,44Формулирование возможных направлений решения поставленных задач.2343,000,11Выбор методик проведения исследований.4686,000,44Проведение экспериментов.40506050,0011,11Обработка полученных данных.5797,000,44Обобщение результатов предыдущих этапов работ.2343,000,11Оценка полноты решения задач.68108,000,44Составление и оформление пояснительной записки.10142014,332,78Итого:120,67

6.2.2 Построение ленточного графика выполнения НИР

Одной из основных целей планирования НИР является определение общей продолжительности их проведения.

Продолжительность каждой работы П определяется по формуле:

П=Т/Ч, (7.3)

где П - продолжительность i-го вида работ, дни;

Т - трудоемкость i-го вида работ, дни;

Ч - численность исполнителей i-го вида работ, чел.

Таблица 7.3 - Ленточный график проведения НИР

Виды работИсполнительОжидаемая трудоем- кость, чел.-дниЧисленность, чел.Продолжитель-ность работыдни/не-делиСоставление и утверждение задания на НИРРуководитель дипломной работы414/1Сбор и изучение научно-технической литературы, относящийся к теме исследования.Дипломник72172/12

Таблица 7.4 - Ленточный график проведения НИР

Вид работИсполнитель (должность)Продолжительность работы, недельСоставление и утверждение задания на НИРРуководитель_______________________________Проведение экспериментовДипломник_______________________________

6.3 Определение плановой себестоимости выполнения НИР

При определении себестоимости обычно используется группировка затрат по статьям калькуляции, характеризующим функциональную роль расходов в проведении НИР. При этом все затраты, из которых складывается каждая статья калькуляции, можно классифицировать, отнеся их к следующим первичным однородным экономическим элементам затрат:

-«Материальные затраты» включают стоимость сырья, в том числе покупных изделий, полуфабрикатов, комплектующих изделий, основных и вспомогательных материалов, а так же затраты на топливо и энергию.

-«Затраты на оплату труда» включают затраты на основную и дополнительную заработную плату работников.

«Единый социальный налог» отражает отчисления на социальные нужды.

«Амортизация основных фондов» включает сумму амортизационных отчислений от стоимости используемого оборудования.

«Прочие затраты» включают затраты, которые не могут быть отнесены ни к одному из перечисленных элементов: командировочные расходы, налоги и сборы, оплата аренды и услуг связи, и т.д.

6.3.1 Материальные затраты

Затраты определяются по действующим рыночным ценам, с учетом транспортно-заготовительных расходов величина, которых принимается в размере (7-10) % от стоимости покупки.

Таблица 7.4 - Расчет затрат на сырье и материалы

Наименование материальных ресурсов и единицы измеренияПотребное количествоЦена за кг, руб. (с учетом НДС)Сумма, руб.Регенерат, кг0,778063,9049,71Натуральный каучук, кг0,225083,6018,81СКМС-30АРКМ-15, кг0,225050,8011,43СКМС-30АРК, кг0,340049,9016,97Магнезия жженая, кг0,004555,200,25Олеиновая кислота, кг0,004522,300,10Сульфенамид Ц0,0035140,660,49Канифоль сосновая, кг0,022513,400,30Альтакс, кг0,007243,700,31Стеариновая кислота, кг0,008034,930,28Оксид цинка, кг0,036054,011,94Сера, кг0,044310,500,47 Технический углерод П 514, кг0,562510,375,83Технический углерод N 330, кг0,050017,460,87Битум нефтяной, кг0,18005,200,94Ацетон, л1,8900120,00226,80 Всего335,51Транспортно-заготовительные расходы: в процентах от стоимости покупки, % сумма, руб. 26,84Всего, руб. 362,35

Затраты на покупные изделия и полуфабрикаты рассчитываются по формуле:

З=Ц*N* К, (7.4)

где З - затраты на материалы, руб;

Ц - цена, руб;

К - коэффициент, учитывающий транспортно-заготовительные расходы, К=1,07 - 1,10;

N - количество однотипных покупных изделий, полуфабрикатов, шт.

Таблица 7.5 - Расчет затрат на покупные изделия и полуфабрикаты

НаименованиеКоличествоЦена за ед., руб.Стоимость, руб.Бюксы, шт3047,21416Перчатки резиновые, шт328,3228,32Итого1444,32

Затраты на силовую энергию рассчитываются по формуле:

, (7.5)

где My - установленная мощность, кВт;

Фд - планируемое время работы оборудования, час;

Ки - коэффициент использования оборудования, принимается Ки = 0,70-0,95;

КПД - коэффициент полезного действия оборудования, принимается КПД = 0,8-0,95;

Цэ - цена 1 кВт*час, руб./кВт*час.

Таблица 7.6 - Расчет потребления электроэнергии

Наименование оборудованияМощность, кВтКол-во часов работы в деньКол-во рабочих днейПотребление, кВт*чРазрывная машина0,462048Реометр «Монсанта100»0,88425,6Вулканизационный пресс0,85520Машина МРС-20,84412,8Машина МИ-20,4446,4Вальцы0,8439,6 Всего 122,4

Таблица 7.7 - Расчет затрат на энергетические ресурсы

№ПоказателиЕдиница измеренияКол-воЦена за ед. измер., руб.Стоимость, руб. 1. ЭлектроэнергиякВт*ч122,41,06129,74 2. Вода холоднаям344,02,38104,72 Всего234,46

6.3.2 Затраты на оплату труда

Таблица 7.8 - Расчет основной заработной платы

Катего- рия работни- ковТрудоемкость, чДолжност- ной оклад, руб./чСумма затрат, руб.Коэф., учитываю-щий районное регулирова-ние з/п и северные надбавкиСумма основ-ной зарпла-ты, руб.Дипломник-----Руководитель 249522801,53420Консультант по экономике2951901,5285Консультант по БЖД2951901,5285Консультант по ГО2951901,5285Рецензент4953801,5570Вальцовщик8705601,5840Итого Единый социальный налог 26 % Всего5685 1478,1 7163,1

6.3.3 Отчисления на амортизацию

Таблица 7.9 - Стоимость оборудования

НаименованиеЦена за единицу, тыс. руб.Количество, шт.Стоимость, тыс. руб.Разрывная машина1201120Реометр «Монсанто 100»7801780Вулканизационный пресс5101510Машина МРС-23001300Машина МИ-21801180Вальцы6001600Всего:2490

Поскольку здание и оборудование используются не весь год, а только в период выполнения работ, срок его использования учитывается при расчете суммы амортизации.

А=Ф´Н´Т/(100´12)

где А - сумма амортизации, руб.;

Ф - стоимость основных фондов, руб.;

Н - норма амортизации, % ;

Т - продолжительность выполненных работ, мес.

Норму амортизации для химического оборудования, применяемого в научных исследованиях, приняли равной 15-20 %, норму амортизации здания 3 %.

Стоимость лаборатории принимаем в размере 3000 руб. за 1 м3.

Объем лаборатории:

= а ´ b ´ c,(7.6)

где V - объем лаборатории, м3;

а - длина комнаты, м;- ширина комнаты, м; - высота комнаты, м.

= 6 ´ 6 ´ 3 = 108 м3.

Тогда стоимость лаборатории:

Ф = 3000 ´ 108 = 324000 руб.

Алаб. = (324000´ 1,7 ´ 3)/(100 ´ 12) = 1377 руб.

Аобор. = (2490000´ 15 ´ 3)/ (100 ´ 12) = 93375 руб.

Расчет амортизации сводим в таблицу 7.10.

Таблица 7.10 - Расчет амортизационных отчислений

№Наименование основных фондовСтоимость, руб.Срок использования, мес.Норма амортизацииСумма отчислений, руб. 1.Лаборатория32400031,71377 2.Оборудование249000031593375Всего94752

6.4 Составление калькуляции плановой себестоимости проведения НИР

Таблица 7.11 - Калькуляция плановой себестоимости выполнения НИР

№Наименование затратСумма, руб.Удельный вес затрат, %. 1.Сырье и материалы362,350,32Покупные изделия и полуфабрикаты1444,321,27 Электроэнергия129,740,11 Вода104,720,09Итого в подгруппе материальных затрат2825,712,482.Основная заработная плата7163,16,30 3.Единый социальный налог14301,264Амортизационные отчисления9475283,295Накладные расходы55444,876Плановая себестоимость113755,9100,00

Так как работа носит научно-исследовательский характер и незавершена, то на данном выполнения работы невозможно провести технико-экономическую оценку этапе результатов от внедрения в производство [59,60].

Список использованных источников

1. Федеральный закон «О защите населения и территорий от чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера» № 68 от 21.12.1994г. // Нормативные правовые акты. Гражданская оборона. Предупреждение и ликвидация ЧС природного и техногенного характера. - Красноярск, 2000 - с 6-14

2.Федеральный закон «О гражданской обороне» - Там же - с 30-35

3.Постановление Правительства РФ №1113 «О единой государственной системе предупреждения и ликвидации ЧС».-Там же.- с.38-51.

.Федеральный закон о единой предупреждения и ликвидации ЧС» № 794 от 30.12.2003г

.Федеральный закон «О силах и средствах единой государственной системы предупреждения и ликвидации ЧС» и вышеупомянутое Постановление № 1094. Правительства РФ от 03.08.96 г. № 924

.Трудовой кодекс РФ - №197-ФЗ от 30.12.2001 г (в ред. Федерального закона №90 - ФЗ от 30.06.2006 г., с изм. внесенными постановлением конституционного суда РФ №3-Пот 15.03.2005)-М.: МЕГА-Л, 2006-272 с.

.ГОСТ 12.0.003-1999 ССБТ Опасные и вредные производственные факторы. Классификация. Переиздано (сентябрь 1988г.). С изм.№1

.ГОСТ 12.1.007-1999 ССБТ Вредные вещества. Классификация и общие требования безопасности. Переиздано 01.01.1996г. с № 1 № 2.

.ГОСТ 12.1.010-1999 ССБТ. Взрывобезопасность. Общие требования.

.ГОСТ 12.1.005-88* ССБТ. Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны. С изм. №1 принято и введено в действие Госстандарт России от 20. 06. 2000г.

.ГОСТ 12.4.021-75* ССБТ Системы вентиляционные. Общие требования.

.ГОСТ 12.2.002-01 ССБТ. Оборудование производственное. Общие требования безопасности.

.ГОСТ 12.1.012-90 ССБТ. Вибрационная безопасность. Общие требования.

.ГОСТ 12.1.030-83* ССБТ. Электробезопасность. Защитное заземление. Зануление. С изм. №1 от 07. 1987г.

.ГОСТ 12.4.124-83 ССБТ Средства индивидуальной защиты от статического электричества. Общие технические требования.

.ГОСТ 12.0.004-1999 ССБТ. Пожарная безопасность. Общие требования. С изм. №1

.ГОСТ 12.0.004-1999 ССБТ Организация обучения безопасности труда. Общие положения.

.ГОСТ 12.2.032-01 ССБТ. Рабочее место при выполнении работ сидя. Общие эргономические требования.

.СанПиН 2.2.548-96 Гигиенические требования к микроклимату производственных помещений. - М.: Госкомсанэпиднадзор России, 2001. - 25с

.СНиП 2.04.05-03 Отопление, вентиляция и кондиционирование/Госстрой России. - М.: ГУП ЦПП, 2003.-70с.

.СНиП 23-05-03 Естественное и искусственное освещение. /Госстрой России. - М.: ГУП ЦПП, 2003г. - 50с.

.СНиП 2.09.04-2001 Административные и бытовые здания. Госстрой России-М.: ГУП ЦПП, 2001.-19 с

.СНиП 21-01-2002 Пожарная безопасность зданий и сооружений/ Госстрой России.- М.: изд-во ДЕАН, 2002.-23с.

.Правила устройства электроустановок- М.: изд-во «НЦЭНАС», 2002.-170 с.

.НПБ 105-03 Определение категорий помещений, зданий и наружных установок по взрывопожарной и пожарной опасности. - С-Пб.: изд-во ДЕАН , 2004. -48с.

.ППБ 01-03. Правила пожарной безопасности в Российской Федерации.- С.-Пб.: изд-во ДЕАН, 2004.-192с.

.Коллективный договор.- Красноярск: СибГТУ, 2005 г.

.Типовые нормы бесплатной выдачи специальной одежды, специальной обуви и других средств индивидуальной защиты рабочим сквозных профессий и должностей всех отраслей экономики.- М.: журнал « Библиотека инженера по охране труда», №6 (12), 1998-20 с.

29.[Электронный ресурс] / "Научно-исследовательский и проектный институт экологических проблем", 2008. - Режим доступа: www.solidwaste.ru/processing/catalog/prod/19.html

30.[Электронный ресурс] / 2008. - Режим доступа: [email protected] <mailto:[email protected]?subject=bicom%20web:%20>

31.[Электронный ресурс] / VANAARSENRUBBERTECHNOLOGY, 2008. - Режим доступа: www.eea.donbass.com/?root=92&lang=2

32.[Электронный ресурс] / 2008. - Режим доступа: www.nipiep.ru

.[Электронный ресурс] / Экоинвест, 2008. - Режим доступа: www.ekoinvest.narod.ru

.Сравнительное изучение использования регенерата и тонкодисперсного порошка в протекторных резинах разного состава[Текст]/ Каучук и резина. 2005. - №2 -С. 6-9

.Алексеева, Т. И. [Текст]/ Т.И. Алексеева, В. И. Курец, М. А., Г. П. Соловьев Филатов//Каучук и резина.-1999.-№6 - С. 26

.Андрейков, Е. И. Утилизация отрадотанных шин с использованием термического сольволиза [Текст]/ Е. И. Андрейков//Химия в интересах устойчивого развития: междунар.науч.журнал, - 2005, т.13, вып. 6, - С 725-729

.Бабаш, С.Е. Возможные направления развития технологии и конструктивного оформления процесса пиролиза углеводородного сырья[Текст]/ С.Е. Бабаш, Т. Н. Мухина//Химическая промышленность сегодня.-1998.-№ 11

.Басе Ю. П., Разгон Д. О., Докл. науч-практ. семинара шин и РТИ. «Проблемы их вторично использования и переработки», 14 марта 200, Москва, 2000, - С. 2-23.

.Борисов, И. Е. РИЕШ-технология как способ получения высококачественных вторичных резин [Текст]/ И. Е. Борисов, Е. М. Борисов, Т. Н. Несиоловская// Каучук и резина.-2006.-№1.- С. 36-38

.Веткин, Ю. А. Реологические свойства композиций на основе полиэтелена содержащих резиновую крошку [Текст]/ Ю. А. Веткин, Г. М. Гончаров, М. О. Шилов//Каучук и резина. - 1998, - №5. - С. 43-45

.Волыкина, Е. П. Экология и промышленность России [Текст]/ Е. П. Волыкина, С. А. Кудашкина, В. Ф. Охотников, Е. В.,Пряничников//Каучук и резина. - 1999. - №3 - С. 16

.Газизова, О. В. Структурные и эмпирические характеристики микрофильтров из обожженной резиновой крошки [Текст]/ О. В. Газизова, А. А. Мухутдинов, О. П. Шмакова // Каучук и резина. - 1998. - №2 - С. 43-47

.Гончарук Г. П., Кнунянц М. И., Крючков А. Н., Оболонкова Е. С., Влияние удельной поверхности и формы резиновой крошки на механические свойства резинопластов [Текст]/ Высокомолекулярные соединения, 1998, т.40, №5, -с. 873-877

.Горчакова В. Г., Ставиский Е. С., Петров В. С.. Безопасность и экологичность проекта: методические указания к выполнению раздела в дипломных проектах (работах) для студентов химико-технологических специальностей всех форм обучения. - Красноярск СибГТУ, 2003 - 24с.

.Гринин А.С., Новиков В.Н., Промышленность и бытовые отходы: Хранение, утилизация переработка.-М:ФАИР:-прессГРАНД, 2002-336с

.Дарулис, П. В, Утилизация РТИ - с. 177-195 // Отходы областного города. Сбор и Утилизация, Смоленск: Смядынь,/ 2000.-514 с.

.Дроздовский, В. Ф., Каучук и резина. - 1992. - №4 - С. 23

.Дроздовский, В. Ф. Использование изношенных шин без переработки. Производство и применение регенерата [Текст]/ Каучук и резина. - 1997.-№4- С. 42-47

.Журавский, Г. И. Переработка отходов, взгляд в будущее [Текст]/ Экологический вестник России. - 2007. - №6- С. 26-27

.Макаров В. М, Дроздовский В. Ф, Исследование амортизованных шин и отходов производства резиновых изделий, Химия, Ленинград, 1986.-248с

.Митина Е. Л., Получение регенерата с использованием СВЧ излучения, его структура и свойства: Автореф. дис. на соиск. учен. степ. конд. хим. наук/ Науч. рук. В.В. Марков, Б.В.-Алексеев М., 1993.-25с

.Подзирей, Д. С. О возможности переработки амортизированных шин в охрупченном состоянии при комнатной температуре [Текст]/ Д. С. Подзирей // Каучук и резна. - 1997. -№3 - С. 42-44

.Ресурсосберегающие технологии: Экспресс информация, Москва 1999. - №3, - С. 11-24

.Ривин, Э. М. [б.и.], Новые направления использования отходов нефтехимии// (Промышленность синтетического каучука), Нефтеперерабатывающая и нефтехимическая промышленность/ [Текст]: тем.обзор, 1994 Вып. 3- С.24

.Рязанцев, А.А. Переработка и использование изношенных шин А.А. Рязанцев, Сиб. Гос. Технол. Ун-ет; под ред. Г. С. Миронова; редкол: В. П. Корпачев и др., Лесоэксплуатация: межвуз.сб. науч. трудов, Красноярск: СибГТУ Вып.5, 2004, - с 266-271

.Салтанов А. В., Павловичь Л. Б., Пьянко Б. Ф.и др., Переработка отработанных резинотехнических изделий в процессе высокотемпературного пиролиза каменного угля, Химия в интересах устойчивого развития, 2001, т.9, №1

.Усачев, С. В. Особенности вторичной переработки амортизированных вторичных камер и диафрагм [Текст]/ С. В. Усачев, О. Ю. Соловьев, В.Н. Воронов и др.//Каучук и резина. - 2005 - №1 - С. 24-31

.Шаховец, С. Е. Интенсивная технология регенерации резин [Текст]/ С. Е. Шаховец, Б.Л. Смирнов// Каучук и резина. - 2006 - №1 - С. 34-36

.Шейн В. С., Ермаков В. И., Обезвреживание и утилизация выбросов при производстве и переработке эластомеров, Химия, Москва, 1987, - с. 272

.Щалыганов, Э. Ф. Ресурсосберегающая и экологическая безопасная технология утилизации шин [Текст]/ Э. Ф. Щалыганов, П.В. Анисимов, Е.М. Борисов// Каучук и резина. - 2005 - №1 - С. 16-18

.Вредные вещества в промышленности. Справочник / Под ред. Н. В. Лазарева, Э. И. Левиной- Л: Химия, 1977. том 3. - 608с.

.Информационно-тематический сборник технологий и оборудования для переработки отходов и очистки сточных вод и газовых выбросов [Электронный ресурс]: сборник.- Электрон. Текстовые дан.- Красноярск: Техн.кн..; М.: ГЛОБУС.-Загл с титул. Экрана №5.3. Технологии и оборудование для переработки изношенных шин и других резинотехнических изделий.-2003.-1эл.

.Пожаровзрывоопасность веществ и материалов и средства их тушения/Справочник - А. Н. Баратов, А. Я. Корольченко, Г. Н. Кравчук и др. - М: Химия, 1990 - 496 с.

.Экономика химической промышленности и предпринимательства, под рук. Табурчака, С.- Пб.: Химия, 1999.

65.Экономика и организация производства на предприятиях целлюлозно-бумажной, деревообрабатывающей, нефтехимической и химической промышленности. Методические указания к выполнению экономической части выпускной квалифицированной работы для студентов специальностей: 070100, 070200, 170402, 250100, 250300, 250400, 250600, 251100, 251200, 260200, 260300, 280200, 330100 всех форм обучения.- Красноярск: СибГТУ, 2003.- 36 с.

Введение В последнее время большое внимание уделяется проблеме использования отходов производства и потребления, в том числе изношенных шин. [35, 38, 47

Больше работ по теме: