Особенности проведения противокоррозионных окрасочных работ в замкнутых объемах - Статья

Улучшение условий труда в любой сфере деятельности имеет большое значение, т.к. позволяет не только сохранить здоровье сотрудников, но и повысить производительность и качество выполняемых ими работ. Поскольку при проведении таких защитных мероприятий, как защита силикатно-эмалевыми, алюмокерамическими и металлизационными алюминиевыми покрытиями, предъявляются очень высокие требования к состоянию защищаемой поверхности и технологии нанесения покрытий, это не позволяет наносить данные покрытия в трассовых условиях, в том числе на действующих теплопроводах. При выполнении работ с использованием ЛКМ могут в принципе возникать два типа опасности: первая - риск воспламенения или взрыва, имеющий место в случае применения материалов на основе растворителей, вторая-риск для здоровья при попадании в организм через кожу, при вдыхании или проглатывании вредных веществ [4]. В процессе формирования покрытия растворители, как правило, не участвуют, а самопроизвольно испаряются из лакокрасочного материала при определенных значениях температуры и давления атмосферы. Возможно, принятие Специального Технического регламента «О безопасности ЛКМ и растворителей» позволит изменить создавшееся положение, т.к. ответственность за нарушение закона будут нести не только производители самого материала, но и производители работ, использующие ЛКМ, не соответствующие принятым нормативам.

Улучшение условий труда в любой сфере деятельности имеет большое значение, т.к. позволяет не только сохранить здоровье сотрудников, но и повысить производительность и качество выполняемых ими работ. Особенно важным представляется совершенствование условий труда в областях деятельности, связанных с возможностью причинения вреда жизни и здоровью работника в случае несоблюдения техники безопасности, а так же при выполнении тяжелых работ и работ максимальной степени тяжести. С полным правом к этой категории можно отнести противокоррозионные окрасочные работы в замкнутых объемах.

Типичным примером замкнутых объемов в системах теплоснабжения могут служить тепловые камеры (ТК), которые являются неотъемлемой частью тепловой сети и представляют собой подземные сооружения, предназначенные для размещения и обслуживания узлов теплопроводов. По статистике более 70% дефектов тепловых сетей, вызванных коррозионными разрушениями, приходится именно на долю тепловых камер [2]. Это обусловлено особенностями устройства ТК, и подтверждается математико-статистическими расчетами. В тепловой камере расположено большое количество последовательно соединенных элементов - задвижки, компенсаторы, отводы и т.п. Согласно теореме умножения вероятностей, вероятность безотказной работы линейной системы равна произведению вероятностей безотказной работы отдельных элементов этой системы [3]. Так, например, если в ТК имеется 10 элементов, соединенных последовательно, и коэффициент надежности каждого из них равен 0,99, то общая надежность такой системы будет составлять всего лишь 0,9.

Именно поэтому металлоконструкциям и технологическому оборудованию тепловых камер особенно необходима качественная противокоррозионная защита. Поскольку при проведении таких защитных мероприятий, как защита силикатно-эмалевыми, алюмокерамическими и металлизационными алюминиевыми покрытиями, предъявляются очень высокие требования к состоянию защищаемой поверхности и технологии нанесения покрытий, это не позволяет наносить данные покрытия в трассовых условиях, в том числе на действующих теплопроводах. Поэтому для противокоррозионной защиты в тепловых камерах на сегодняшний день, как правило, используются лакокрасочные материалы (ЛКМ).

Растворители в ЛКМ. Плюсы и минусы

При выполнении работ с использованием ЛКМ могут в принципе возникать два типа опасности: первая - риск воспламенения или взрыва, имеющий место в случае применения материалов на основе растворителей, вторая -риск для здоровья при попадании в организм через кожу, при вдыхании или проглатывании вредных веществ [4]. Следует отметить, что в лидерах «черного списка» компонентов ЛКМ по своей способности оказывать негативное воздействие на организм человека находятся растворители.

По определению, растворители - это жидкие химические вещества (или их смеси), которые входят в состав лакокрасочного материала и применяются для регулирования его вязкости. В процессе формирования покрытия растворители, как правило, не участвуют, а самопроизвольно испаряются из лакокрасочного материала при определенных значениях температуры и давления атмосферы. Их отрицательные проявления обусловлены именно этой особенностью. Пары растворителей легко распространяются в воздухе и также легко попадают в организм человека через дыхательные пути. По этой причине растворители относят к летучим органическим соединениям (ЛОС). Практически все они обладают сильным неприятным запахом, что приводит к значительному ухудшению условий выполнения противокоррозионных работ, особенно в замкнутых объемах. Порог обонятельного восприятия растворителя зависит как от его природы, так и от индивидуальной чувствительности человека, и может изменяться в широких пределах. Как правило, человек способен улавливать даже совсем незначительную концентрацию паров ЛОС. Примером, демонстрирующим летучесть растворителей, может служить ежегодное весеннее окрашивание металлоконструкций (детских площадок, ограждений газонов), имеющих, надо сказать, очень небольшую площадь поверхности. Практически каждый городской житель знает, что открывание окон для проветривания в течение 1 -2 дней после окрашивания дает обратный результат - квартира моментально наполняется «ароматами» растворителей.

Но если бы только запахом и ограничивались все неприятности, доставляемые нам летучими органическими соединениями! При детальном изучении воздействия растворителей на человека была выявлена их токсичность - способность оказывать вредное воздействие, которое проявляется только при контакте с живым организмом. Основные виды токсикологического воздействия растворителей на организм человека приведены в табл. 1 [5].

Кроме того, они раздражающе действуют на кожу, глаза, слизистые оболочки, а так же обладают способностью накапливаться в организме человека и оказывать на него суммирующее вредное воздействие. Это свойство химических соединений (в том числе растворителей) называется кумулятивностью.

Казалось бы, и производители и потребители ЛКМ должны быть в первую очередь заинтересованы в сохранении собственного здоровья. Однако в области производства и применения лакокрасочных материалов часто наблюдается обратное. Основное пожелание потребителя -приобрести ЛКМ по доступной цене и провести окрасочные работы с минимальными затратами; основное пожелание производителя - снизить себестоимость продукции и получить максимальную прибыль. Высокий процент растворителя в составе решает разом проблемы как одной, так и другой стороны. Растворители не являются дорогостоящими компонентами лакокрасочных материалов, поэтому при увеличении их количества в составе себестоимость ЛКМ снижается. Высокое содержание растворителя также обеспечивает низкую вязкость состава, что значительно облегчает процесс нанесения ЛКМ на поверхность и выгодно производителю работ. О том, что, испаряясь, растворитель ухудшает качество покрытия, образуя поры в пленке ЛКМ, мало кто вспоминает. Самое же важное и ценное - собственную жизнь и здоровье - большинство из нас почему-то сознательно ставит на последнее место.

В настоящий момент происходят важные изменения в стандартизации РФ. В самое ближайшее время будет принят целый ряд Технических Регламентов. Вопросы безопасности лакокрасочной продукции будет решать Специальный Технический Регламент «О безопасности ЛКМ и растворителей», разработанный ОАО НИИ ЛКП с ОМЗ «Виктория». Этот документ будет иметь статус Закона РФ и вступит в силу по истечении шести месяцев со дня его официального опубликования. Закон установит максимально допустимые нормы содержания летучих органических соединений в составе лакокрасочных материалов, готовых к применению. Проект Технического Регламента предполагает значительное снижение содержания растворителей в некоторых видах ЛКМ, особенно применяемых в замкнутых пространствах. Возможно, принятие Специального Технического регламента «О безопасности ЛКМ и растворителей» позволит изменить создавшееся положение, т.к. ответственность за нарушение закона будут нести не только производители самого материала, но и производители работ, использующие ЛКМ, не соответствующие принятым нормативам.

В большинстве развитых стран уже существуют ограничения на применение лакокрасочных материалов с высоким содержанием летучих органических соединений.

Так, например, после принятия Европейским парламентом директивы 2004/42/ЕС, ограничивающей эмиссию ЛОС, потребление растворителей лакокрасочной промышленностью в Западной Европе ежегодно снижается на 2%, а в Восточной Европе на 4,1% [6]. Соответственно, в этих же странах растет выпуск лакокрасочных материалов, удовлетворяющих современным требованиям - материалов с высоким сухим остатком (ВСО). Поэтому основная часть материалов с ВСО, реализуемых на российском рынке, это материалы иностранного производства. Такие ЛКМ приобретаются определенным кругом потребителей, для которых качество продукции, а так же ее безопасность, имеют первостепенное значение. Но существует и ряд российских ЛКМ с высоким сухим остатком, которые удовлетворяли требованиям Специального технического регламента «О безопасности ЛКМ и растворителей» еще до его создания. Часто, не уступая по качеству зарубежным материалам, отечественные ЛКМ имеют, в силу объективных причин, более низкую стоимость. Для развития производства материалов с ВСО в нашей стране имеются все условия: наличие собственной сырьевой базы, рабочей силы и рынка сбыта. При определенных финансовых вложениях в новые научные разработки и совершенствование производства, российские ЛКМ с высоким сухим остатком будут востребованы не только на территории РФ, но и смогут конкурировать с зарубежными материалами на международном рынке, что приобретает особое значение в свете скорого вступления нашей страны в ВТО.

ЛКМ в тепловой камере

Такое подробное отступление, посвященное проблемам высокого содержания растворителей в лакокрасочных материалах, обусловлено необходимостью применения данных материалов для противокоррозионной защиты в тепловых камерах. Особенность замкнутых объемов, каковыми и являются ТК, - практически полное отсутствие естественного воздухообмена. Весь растворитель, выделившийся в процессе формирования покрытия с защищенной поверхности, будет сконцентрирован в объеме тепловой камеры. Поэтому, для поддержания концентрации паров растворителей в рабочей зоне, не превышающей ПДК, следует либо искусственно обеспечивать интенсивный воздухообмен, либо использовать ЛКМ, позволяющие соблюсти гигиенические нормативы. Руководствуясь выше изложенными данными, рассмотрим материалы, рекомендуемые для защиты трубопроводов тепловых сетей от наружной коррозии [7] с точки зрения их безопасности для сотрудников, производящих работы по противокоррозионной защите (табл. 2, рис.). тепловая камера противокоррозионный лакокрасочный

Согласно «Европейскому руководству по лакокрасочным материалам и покрытиям» к материалам с высоким сухим остатком следует относить ЛКМ с содержанием растворителя не более 30%. Под это определение из приведенной таблицы попадают два покрытия: эпоксидное -ЭП-969 и полиуретановое - «Вектор». Два других покрытия содержат большее количество растворителей в составе и относятся к традиционным лакокрасочным материалам. Но достаточно ли применения материалов с пониженным содержанием растворителя для обеспечения безопасности проведения окрасочных работ?

Сложное решение простой задачи

Рассмотрим конкретный пример: проводится противокоррозионная защита металлических поверхностей площадью S=30 м2 в тепловой камере объемом V=72 м3 (6x4x3). Необходимо определить, превышают ли ПДК пары растворителя, выделившегося при отверждении одного слоя (для каждого из рекомендуемых покрытий) в атмосферу тепловой камеры.

Для расчетов воспользуемся данными [7] и технологическими характеристиками материалов, заявляемыми производителями (табл. 3)

Полученное расчетным способом содержание паров растворителя в 1 м3 тепловой камеры (методику расчетов см. в полной версии статьи - прим. ред.) сравним с ПДК растворителей (табл. 4).

А что в остатке?

По результатам табл. 4 видно, что ни одно из предлагаемых покрытий, даже имеющих высокий сухой остаток, не обеспечивает полной безопасности проведения противокоррозионных окрасочных работ. ПДК растворителей будет превышена при отверждении любого покрытия. Поэтому потребуется и применение принудительной вентиляции, и использование специальных защитных средств органов дыхания. При проведении защитных мероприятий следует учесть и то, что, выполняя работу максимальной степени тяжести, рабочий дышит почти в 15 раз интенсивнее [9], чем, если бы он находился в состоянии покоя. Соответственно, количество вредных веществ, проходящих через его легкие, пропорционально увеличивается.

Конечно, провести все мероприятия, обеспечивающие безопасность для персонала, возможно. Весь вопрос в том, сколько средств на это необходимо затратить. Ведь чем выше процентное содержание ЛОС в составе, тем выше стоимость организации мероприятий, необходимых для соблюдения норм по охране труда и пожарной безопасности. Сэкономив на приобретении лакокрасочного материала, можно потратить значительно больше на проведение защитных мероприятий для организации безопасной работы с ним. Поэтому обеспечение эффективности и, одновременно, удобства проведения комплексной противокоррозионной защиты тепловых камер является на сегодняшний день осознанной необходимостью. Добившись эффективности противокоррозионных мероприятий, на следующем этапе следует создать оптимальные условия для их проведения. Обеспечить сотрудникам удобство выполнения работ не менее важно, чем получить качественный результат этих работ. В последние годы все чаще звучат пожелания заказчиков о создании противокоррозионного материала для защиты теплопроводов, не содержащего в своем составе летучих органических растворителей. Собранная статистическая информация показала, что есть все предпосылки для разработки такого материала.

Покрытия, рекомендованные для применения на тепловых сетях, обладают необходимыми защитными свойствами. Поэтому наиболее перспективным является создание новых материалов именно на базе данных материалов -давно известных и хорошо себя зарекомендовавших. Поскольку наименьшее превышение ПДК растворителей при отверждении покрытий наблюдается у композиций с высоким сухим остатком, они представляют наибольший интерес для дальнейшего совершенствования.

Основываясь на имеющихся данных, российские специалисты на базе защитных композиций с высоким сухим остатком разработали новый противокоррозионный материал, являющийся безрастворительным. Растворитель был полностью заменен безопасными составляющими, входящими в процессе отверждения в состав формирующегося покрытия. Новый материал уже прошел внутренние испытания, моделирующие условия эксплуатации противокоррозионных покрытий на тепловых сетях, которые позволили определить, что он обладает всеми защитными свойствами традиционных материалов, а по некоторым показателям даже превосходит их. В самое ближайшее время предполагается проведение стендовых испытаний в специализированной организации - ОАО «Объединение ВНИПИЭНЕРГОПРОМ» РАО «ЕЭС России» с целью подтверждения возможности применения нового материала на тепловых сетях.

Может не так быстро, как хотелось бы, но придет осознание опасности, исходящей от бесконтрольного использования ЛКМ с высоким содержанием растворителей. Ужесточение экологических требований к используемой лакокрасочной продукции будет способствовать развитию производства материалов с ВСО и безрас-творительных ЛКМ, которые со временем смогут практически полностью заменить традиционные. Очевидно, что переход на использование подобных материалов для противокоррозионной защиты тепловых камер позволит значительно улучшить эргономику окрасочных работ, а так же снизить затраты на проведение мероприятий по охране труда, обеспечению пожарной безопасности и охране окружающей среды.

1. Журнал «Компетентность» № 7, 2006 г.

2. Журнал «Новости теплоснабжения» № 7, 2004 г.

3. Решетов Д.Н., Иванов А.С., Фадеев В.З. «Надежность машин», Москва, «Высшая школа», 1988 г.

4. Брок Т., Гротеклаус М., Мишке П. «Европейское руководство по лакокрасочным материалам и покрытиям», ООО «Пейнт-Медиа», Москва, 2004 г.

5. Текст проекта Специального Технического Регламента «О безопасности ЛКМ и растворителей».

6. Журнал «Лакокрасочные материалы и их применение» № 9, 2006 г.

7. Типовая инструкция по защите трубопроводов тепловых сетей от наружной коррозии РД 153-34.0-20.518-2003.

8. «Нормативы и удельные нормы расхода лакокрасочных материалов в строительстве», Москва, 1990 г.

9. «Справочник предельно допустимых концентраций вредных веществ в пищевых продуктах и среде обитания», Москва, 1993 г.

Размещено на .ru