У идеалном случају, најефикаснији начин контроле буке је да се спречи да извор буке уђе у окружење фабрике – успостављањем ефикасног програма „Купите тихо“ да би се радно место опремило опремом пројектованом за ниску производњу буке. Да би се спровео такав програм, јасна, добро написана изјава о спецификацијама за ограничавање карактеристика буке нове опреме, објеката и процеса мора бити дизајнирана тако да узме у обзир опасност од буке. Добар програм такође укључује праћење и одржавање.

Када се опрема инсталира и вишак буке се идентификује мерењем нивоа звука, проблем контроле буке постаје још компликованији. Међутим, на располагању су инжењерске контроле које се могу накнадно уградити у постојећу опрему. Поред тога, обично постоји више опција за контролу буке за сваки проблем. Стога постаје важно за појединца који управља програмом контроле буке да одреди најизводљивија и најекономичнија доступна средства за смањење буке у свакој датој ситуацији.

Контролисање буке у дизајну фабрике и производа

Употреба писаних спецификација за дефинисање захтева за опрему, њену инсталацију и прихватање је стандардна пракса у данашњем окружењу. Једна од најважнијих могућности у области контроле буке која стоји на располагању дизајнеру фабрике је да утиче на избор, куповину и распоред нове опреме. Када је правилно написан и администриран, имплементација програма „Купите тихо“ кроз спецификације куповине може се показати као ефикасно средство за контролу буке.

Најпроактивнији приступ контроли буке у фази пројектовања објеката и набавке опреме постоји у Европи. 1985. године, дванаест држава чланица Европске заједнице (ЕЗ)—сада Европска унија (ЕУ)— усвојиле су директиве „новог приступа“ које су осмишљене да се баве широком класом опреме или машина, а не појединачним стандардима за сваку врсту опреме. До краја 1994. године издате су три директиве „новог приступа“ које садрже захтеве о буци. Ове директиве су:

1. Директива 89/392/ЕЕЦ, са два амандмана 91/368/ЕЕЦ и 93/44/ЕЕЦ
2. Директива КСНУМКС / КСНУМКС / ЕЕЦ
3. Директива 89/686/ЕЕЦ, са једним амандманом 93/95/ЕЕЦ.

Прва горе наведена ставка (89/392/ЕЕЦ) се обично назива Директива о машинама. Ова Директива приморава произвођаче опреме да укључе контролу буке као суштински део безбедности машина. Основни циљ ових мера је да машине или опрема за продају унутар ЕУ морају да задовоље суштинске захтеве у погледу буке. Као резултат тога, произвођачи заинтересовани за маркетинг унутар ЕУ од касних 1980-их су велики нагласак стављали на дизајн опреме са малом буком.

За компаније ван ЕУ које покушавају да имплементирају добровољни програм „Купуј тихо“, степен постигнутог успеха у великој мери зависи од времена и посвећености целокупне хијерархије управљања. Први корак у програму је успостављање прихватљивих критеријума буке за изградњу новог постројења, проширење постојећег објекта и набавку нове опреме. Да би програм био ефикасан, наведена ограничења буке морају да посматрају и купац и продавац као апсолутни захтев. Када производ не испуњава друге параметре дизајна опреме, као што су величина, брзина протока, притисак, дозвољени пораст температуре и тако даље, руководство компаније то сматра неприхватљивим. Ово је иста обавеза која се мора поштовати у погледу нивоа буке да би се постигао успешан програм „Купите тихо“.

Што се тиче горе поменутог временског аспекта, што се раније у процесу пројектовања узму у обзир аспекти буке приликом куповине пројекта или опреме, већа је вероватноћа успеха. У многим ситуацијама, фабрички дизајнер или купац опреме имаће избор врсте опреме. Познавање карактеристика буке различитих алтернатива омогућиће му или њој да одреди тише.

Поред избора опреме, неопходно је рано укључивање у пројектовање распореда опреме у фабрици. Премештање опреме на папиру током фазе пројектовања пројекта је очигледно много лакше него касније физичко премештање опреме, посебно када је опрема у функцији. Једноставно правило које треба следити је да се машине, процеси и радна подручја држе приближно једнаког нивоа буке заједно; и одвојити посебно бучне и посебно тихе области тампон зонама које имају средњи ниво буке.

Валидација критеријума за буку као апсолутни захтев захтева заједнички напор између особља компаније из одељења као што су инжењеринг, правни систем, набавка, индустријска хигијена и животна средина. На пример, одељења за индустријску хигијену, безбедност и/или особље могу да одреде жељене нивое буке за опрему, као и да спроведу звучна испитивања како би се опрема квалификовала. Затим, инжењери компаније могу написати спецификацију куповине, као и одабрати тихе типове опреме. Агент за набавку ће највероватније управљати уговором и ослонити се на представнике правног одељења за помоћ у извршењу. Укључивање свих ових страна треба да почне од почетка пројекта и да се настави кроз захтеве за финансирање, планирање, пројектовање, лицитирање, инсталацију и пуштање у рад.

Чак и најтемељнији и најсажетији документ са спецификацијама је од мале вредности осим ако терет усаглашености није стављен на добављача или произвођача. Мора се користити јасан језик уговора за дефинисање начина утврђивања усклађености. Процедуре компаније које су осмишљене за увођење гаранција треба да се консултују и поштују. Можда би било пожељно укључити казнене клаузуле за непоштовање. Најважније у стратегији спровођења је обавеза купца да види да су услови испуњени. Компромис у погледу критеријума буке у замену за цену, датум испоруке, перформансе или друге уступке треба да буде изузетак, а не правило.

У Сједињеним Државама, АНСИ је објавио стандард АНСИ С12.16: Смернице за спецификацију буке нових машина (1992). Овај стандард је користан водич за писање интерне спецификације буке компаније. Поред тога, овај стандард даје упутства за добијање података о нивоу звука од произвођача опреме. Када их добије од произвођача, пројектанти постројења могу користити податке у планирању распореда опреме. Због различитих типова карактеристичне опреме и алата за које је припремљен овај стандард, не постоји јединствени протокол испитивања који би био прикладан за мерење података о нивоу звука. Као резултат тога, овај стандард садржи референтне информације о одговарајућој процедури мерења звука за тестирање различите стационарне опреме. Ове процедуре истраживања припремила је одговарајућа трговачка или професионална организација у Сједињеним Државама одговорна за одређену врсту или класу опреме.

Ретрофиттинг постојеће опреме

Пре него што се одлучи шта треба да се уради, постаје неопходно да се идентификује основни узрок буке. У том циљу, корисно је имати разумевање о томе како настаје бука. Буку стварају највећим делом механички удари, проток ваздуха велике брзине, проток течности велике брзине, вибрирајуће површине машине, а често и производ који се производи. Што се тиче последње ставке, често је у производним и процесним индустријама као што су производња метала, производња стакла, прерада хране, рударство и тако даље, да интеракција између производа и машина преноси енергију која ствара буку.

Идентификација извора

Један од најизазовнијих аспеката контроле буке је идентификација стварног извора. У типичном индустријском окружењу обично постоји више машина које раде истовремено, што отежава идентификацију основног узрока буке. Ово је посебно тачно када се стандардни мерач нивоа звука (СЛМ) користи за процену акустичког окружења. СЛМ обично обезбеђује ниво звучног притиска (СПЛ) на одређеној локацији, што је највероватније резултат више од једног извора буке. Стога, на геодета постаје обавеза да примени систематски приступ који ће помоћи да се одвоје појединачни извори и њихов релативни допринос укупном СПЛ. Следеће технике истраживања могу се користити да помогну у идентификацији порекла или извора буке:

• Измерите фреквенцијски спектар и нацртајте податке.
• Измерите ниво звука, у дБА, као функцију времена.
• Упоредите податке о фреквенцији са сличне опреме или производних линија.
• Изолујте компоненте привременим контролама или укључивањем и искључивањем појединачних ставки кад год је то могуће.

Једна од најефикаснијих метода за лоцирање извора буке је мерење његовог фреквентног спектра. Када се подаци измере, веома је корисно направити графикон резултата тако да се могу визуелно уочити карактеристике извора. За већину проблема са смањењем буке, мерења се могу извршити са филтерима пуне (1/1) или једне трећине (1/3) октавног опсега који се користе са СЛМ. Предност мерења у опсегу од 1/3 октаве је у томе што пружа детаљније информације о томе шта произилази из комада опреме. На слици 1 приказано је поређење између мерења опсега 1/1 и 1/3 октаве која су спроведена у близини пумпе са девет клипа. Као што је приказано на овој слици, подаци о опсегу од 1/3 октаве јасно идентификују фреквенцију пумпања и многе њене хармонике. Ако се користе само подаци о 1/1 или пуном октавном опсегу, као што је приказано пуном линијом и уцртано на свакој фреквенцији централног опсега на слици 1, постаје теже дијагностиковати шта се дешава унутар пумпе. Са подацима опсега 1/1 октаве постоји укупно девет тачака података између 25 Херца (Хз) и 10,000 Хз, као што је приказано на овој слици. Међутим, постоји укупно 27 тачака података у овом опсегу фреквенција уз коришћење мерења опсега 1/3 октаве. Јасно је да ће подаци о опсегу од 1/3 октаве пружити корисније податке за идентификацију основног узрока буке. Ова информација је критична ако је циљ контрола буке на извору. Ако је једини интерес да се третира путања дуж које се звучни таласи преносе, тада ће подаци о опсегу од 1/1 октаве бити довољни за избор акустички одговарајућих производа или материјала.

Слика 1. Поређење података у опсегу 1/1 и 1/3 октаве

Слика 2 приказује поређење између спектра од 1/3 октаве измереног на 3 стопе од укрштене цеви компресора течног расхладног уређаја и позадинског нивоа измереног отприлике 25 стопа (молимо да обратите пажњу на апроксимације дате у фусноти). Ова позиција представља општу област у којој запослени обично пролазе кроз ову просторију. Углавном компресорска просторија није рутински заузета радницима. Једини изузетак постоји када радници на одржавању поправљају или ремонтују другу опрему у просторији. Поред компресора, у овој области ради још неколико великих машина. Да би се помогло у идентификацији примарних извора буке, измерено је неколико фреквентних спектра у близини сваке ставке опреме. Када се сваки спектар упореди са подацима на позадинској позицији у стази, само је укрштена цев компресорске јединице показала сличан облик спектра. Сходно томе, може се закључити да је ово примарни извор буке који контролише ниво измерен на стази за запослене. Дакле, као што је приказано на слици 2, коришћењем података о фреквенцији измереним у близини опреме и графичким упоређивањем појединачних извора са подацима снимљеним на радним станицама запослених или другим областима од интереса, често је могуће идентификовати доминантне изворе буке. јасно.

Слика 2. Поређење укрштања цеви у односу на ниво позадине

Када ниво звука флуктуира, као код цикличне опреме, корисно је измерити укупни А-пондерисани ниво звука у односу на време. Овом процедуром важно је посматрати и документовати који се догађаји дешавају током времена. На слици 3 приказан је ниво звука измерен на радном месту руковаоца током једног пуног машинског циклуса. Процес приказан на слици 3 представља процес машине за умотавање производа, која има време циклуса од приближно 95 секунди. Као што је приказано на слици, максимални ниво буке од 96.2 дБА се јавља током испуштања компримованог ваздуха, 33 секунде у циклусу машине. Остали важни догађаји су такође означени на слици, што омогућава идентификацију извора и релативног доприноса сваке активности током целог циклуса умотавања.

Слика 3. Радна станица за оператера паковања

У индустријским окружењима где постоји више процесних линија са истом опремом, вредан је труда да се међусобно упореде подаци о фреквенцији за сличну опрему. Слика 4 приказује ово поређење за две сличне процесне линије, од којих обе производе исти производ и раде истом брзином. Део процеса укључује употребу пнеуматски активираног уређаја који пробија рупу од пола инча у производу као завршну фазу у његовој производњи. Инспекција ове слике јасно открива да линија #1 има укупан ниво звука за 5 дБА виши од линије #2. Поред тога, спектар приказан за линију #1 садржи основну фреквенцију и многе хармонике који се не појављују у спектру за линију #2. Сходно томе, неопходно је истражити узрок ових разлика. Често ће значајне разлике бити индикација потребе за одржавањем, као што је била ситуација са механизмом завршног ударца линије #2. Међутим, овај конкретан проблем буке ће захтевати додатне мере контроле пошто је укупан ниво на линији #1 још увек релативно висок. Али поента ове технике истраживања је да идентификује различите проблеме са буком који могу постојати између сличних делова опреме и процеса који се могу лако отклонити ефикасним одржавањем или другим подешавањима.

Слика 4. Завршна операција пробијања за идентичне процесне линије

Као што је горе поменуто, СЛМ типично обезбеђује СПЛ који обухвата акустичну енергију из једног или више извора буке. У оптималним условима мерења, најбоље би било мерити сваки део опреме када је сва остала опрема искључена. Иако је ова ситуација идеална, ретко је практично затворити постројење како би се омогућила изолација одређеног извора. Да би се заобишло ово ограничење, често је ефикасно користити привремене мере контроле са одређеним изворима буке које ће обезбедити краткорочно смањење буке како би се омогућило мерење другог извора. Неки доступни материјали који могу да обезбеде привремено смањење укључују кућишта од шперплоче, акустична ћебад, пригушиваче и баријере. Често ће трајна примена ових материјала створити дугорочне проблеме као што су нагомилавање топлоте, сметње у приступу оператера или протоку производа, или скупи падови притиска повезани са неправилно одабраним пригушивачима. Међутим, за помоћ у изолацији појединачних компоненти, ови материјали могу бити ефикасни као краткорочна контрола.

Друга доступна метода за изоловање одређене машине или компоненте је укључивање и искључивање различите опреме или делова производне линије. Да би се ова врста дијагностичке анализе ефикасно спровела, процес мора бити способан да функционише са искљученом изабраном ставком. Затим, да би овај поступак био легитиман, кључно је да се на производни процес не утиче ни на који начин. Ако је процес погођен, онда је сасвим могуће да мерење неће бити репрезентативно за ниво буке у нормалним условима. Коначно, сви важећи подаци се онда могу рангирати према величини укупне вредности дБА да би се помогло у одређивању приоритета опреме за инжењерску контролу буке.

Избор одговарајућих опција за контролу буке

Када се идентификује узрок или извор буке и када се зна како она зрачи у радна подручја запослених, следећи корак је одлучивање које могу бити доступне опције за контролу буке. Стандардни модел који се користи у погледу контроле готово сваке опасности по здравље је испитивање различитих опција контроле како се примењују на извор, путању и пријемник. У неким ситуацијама ће бити довољна контрола једног од ових елемената. Међутим, у другим околностима може бити случај да је третман више од једног елемента потребан да би се добило прихватљиво окружење буке.

Први корак у процесу контроле буке треба да буде покушај неког облика третмана извора. У ствари, модификација извора решава основни узрок проблема буке, док контрола путање преноса звука са препрекама и кућиштима третира само симптоме буке. У оним ситуацијама у којима постоји више извора унутар машине и циљ је третирање извора, биће неопходно да се позабаве свим механизмима за генерисање буке на бази компоненте по компоненту.

За прекомерну буку изазвану механичким ударима, опције контроле које треба истражити могу укључивати методе за смањење погонске силе, смањење растојања између компоненти, балансирање ротирајуће опреме и инсталирање фитинга за изолацију вибрација. Што се тиче буке која настаје услед протока ваздуха велике брзине или протока флуида, примарна модификација је смањење брзине медијума, под претпоставком да је то изводљива опција. Понекад се брзина може смањити повећањем површине попречног пресека дотичног цевовода. Препреке у цевоводу морају бити елиминисане како би се омогућио аеродинамичан проток, што ће заузврат смањити варијације притиска и турбуленције у медијуму који се транспортује. Коначно, уградња пригушивача или пригушивача одговарајуће величине може обезбедити значајно смањење укупне буке. Треба консултовати произвођача пригушивача за помоћ при избору одговарајућег уређаја, на основу радних параметара и ограничења које је одредио купац.

Када вибрирајуће површине машине делују као звучна плоча за буку у ваздуху, опције контроле укључују смањење покретачке силе повезане са буком, стварање мањих делова од већих површина, перфорацију површине, повећање крутости подлоге или масе, и примена материјала за пригушивање или фитинга за изолацију вибрација. Што се тиче употребе материјала за изолацију и пригушивање вибрација, треба консултовати произвођача производа за помоћ у избору одговарајућих материјала и процедура уградње. Коначно, у многим индустријама стварни производ који се производи често ће бити ефикасан радијатор ваздушног звука. У овим ситуацијама важно је проценити начине да се производ чврсто осигура или боље подупре током производње. Друга мера контроле буке коју треба истражити била би смањење силе удара између машине и производа, између делова самог производа или између одвојених производа.

Често се редизајн процеса или опреме и модификација извора могу показати неизводљивим. Поред тога, могу постојати ситуације када је практично немогуће идентификовати основни узрок буке. Када постоји било која од ових ситуација, употреба контролних мера за третирање путање преноса звука била би ефикасно средство за смањење укупног нивоа буке. Две примарне мере смањења за третман стаза су акустична ограде и баријере.

Развој акустичних кућишта је добро напредовао на данашњем тржишту. И готова и прилагођена кућишта су доступна од неколико произвођача. Да би се набавио одговарајући систем потребно је да купац достави информације о тренутном укупном нивоу буке (и евентуално подацима о фреквенцији), димензијама опреме, циљу смањења буке, потреби за протоком производа и приступу запослених, и било која друга оперативна ограничења. Продавац ће тада моћи да користи ове информације да одабере артикал на залихама или да направи прилагођено кућиште како би задовољило потребе купца.

У многим ситуацијама може бити економичније дизајнирати и изградити кућиште уместо куповине комерцијалног система. Приликом пројектовања кућишта, многи фактори се морају узети у обзир да би се кућиште показало задовољавајућим и са акустичке и са производне тачке гледишта. Специфичне смернице за дизајн кућишта су следеће:

Димензије кућишта. Не постоје критичне смернице за величину или димензије кућишта. Најбоље правило које треба следити је што већи то бољи. Од кључне је важности да се обезбеди довољан размак како би се омогућило опреми да изврши сва предвиђена кретања без додира са кућиштем.

Зид ограде. Смањење буке које обезбеђује кућиште зависи од материјала који се користе у конструкцији зидова и колико је кућиште чврсто заптивено. Одабир одговарајућих материјала за зид ограде треба да се одреди користећи следећа правила (Мореланд 1979):

• за кућиште, без унутрашње апсорпције:

TL_рекд=NR+20 дБА

• са приближно 50% унутрашње апсорпције:

TL_рекд=NR+15 дБА

• са 100% унутрашњом апсорпцијом:

TL_рекд=NR+10 дБА.

У овим изразима ТЛ_рекд је губитак преноса који је потребан за зид или панел кућишта, а НР је смањење буке жељено да би се испунио циљ смањења.

Заптивке. За максималну ефикасност, сви спојеви зидова кућишта морају бити чврсто причвршћени. Отворе око продора цеви, електричних инсталација и тако даље треба заптити нестврдњавајућим мастиком као што је силиконска заптивача.

Унутрашња апсорпција. Да би се апсорбовала и распршила акустична енергија, унутрашња површина кућишта треба да буде обложена материјалом који апсорбује звук. За одабир одговарајућег материјала треба користити фреквентни спектар извора. Објављени подаци о апсорпцији произвођача дају основу за усклађивање материјала са извором буке. Важно је ускладити максималне факторе апсорпције са оним фреквенцијама извора које имају највиши ниво звучног притиска. Продавац производа или произвођач такође може помоћи у избору најефикаснијег материјала на основу фреквентног спектра извора.

Изолација кућишта. Важно је да се структура кућишта одвоји или изолује од опреме како би се осигурало да се механичке вибрације не преносе на само кућиште. Када делови машине, као што су продори цеви, дођу у контакт са кућиштем, важно је укључити спојеве за изолацију вибрација на месту контакта како би се дошло до кратког споја на било који потенцијални пут преноса. Коначно, ако машина изазива вибрирање пода, онда се подножје кућишта такође треба третирати материјалом за изолацију вибрација.

Обезбеђивање протока производа. Као и код већине производне опреме, биће потребно да се производ премешта у и из кућишта. Употреба акустички обложених канала или тунела може дозволити проток производа, а ипак обезбедити акустичку апсорпцију. Да би се смањило цурење буке, препоручује се да сви пролази буду три пута дужи од унутрашње ширине највеће димензије отвора тунела или канала.

Обезбеђивање приступа радницима. Врата и прозори могу бити инсталирани да би се обезбедио физички и визуелни приступ опреми. Веома је важно да сви прозори имају барем иста својства губитка преноса као и зидови ограде. Затим, сва приступна врата морају добро заптивати око свих ивица. Да бисте спречили рад опреме са отвореним вратима, препоручује се да се укључи систем за закључавање који дозвољава рад само када су врата потпуно затворена.

Вентилација ограђеног простора. У многим апликацијама у кућиштима, доћи ће до прекомерног нагомилавања топлоте. За пропуштање ваздуха за хлађење кроз кућиште, на излазном или одводном каналу треба да се инсталира дуваљка капацитета 650 до 750 кубних стопа/метара. На крају, усисни и испусни канали треба да буду обложени упијајућим материјалом.

Заштита упијајућег материјала. Да би се спречило да се упијајући материјал контаминира, преко упијајуће облоге треба поставити баријеру од прскања. Ово би требало да буде од веома лаганог материјала, као што је пластична фолија од једног милиметра. Упијајући слој треба задржати експандираним металом, перфорираним лимом или оковом. Материјал за облагање треба да има најмање 25% отворене површине.

Алтернативни третман путање преноса звука је коришћење акустичне баријере за блокирање или заштиту пријемника (радника који је у опасности од буке) од директног пута звука. Акустична баријера је материјал са великим губитком преноса, као што је чврста преграда или зид, уметнут између извора буке и пријемника. Блокирајући директну стазу видокруга до извора, баријера узрокује да звучни таласи стигну до пријемника одбијањем од различитих површина у просторији и дифракцијом на ивицама баријере. Као резултат, укупан ниво буке је смањен на локацији пријемника.

Ефикасност баријере је функција њене локације у односу на извор буке или пријемнике и њене укупне димензије. Да би се максимизирало потенцијално смањење буке, баријера треба да буде лоцирана што ближе извору или пријемнику. Затим, баријера треба да буде што виша и шира. За ефикасно блокирање путање звука, материјал високе густине, реда величине 4 до 6 лб/фт³, треба користити. Коначно, баријера не би требало да садржи никакве отворе или празнине, што може значајно смањити њену ефикасност. Ако је потребно укључити прозор за визуелни приступ опреми, онда је важно да прозор има степен преноса звука који је најмање еквивалентан оној самог материјала баријере.

Коначна опција за смањење изложености радника буци је третирање простора или подручја у којима запослени ради. Ова опција је најпрактичнија за оне радне активности, као што су инспекција производа или станице за праћење опреме, где је кретање запослених ограничено на релативно малу област. У овим ситуацијама, акустична кабина или склониште се могу инсталирати да изолују запослене и обезбеде олакшање од прекомерног нивоа буке. Дневна изложеност буци биће смањена све док се значајан део радне смене проводи унутар склоништа. Да би се изградило такво склониште, потребно је консултовати претходно описане смернице за пројектовање ограђеног простора.

У закључку, имплементација ефикасног програма „Купите тихо“ требало би да буде почетни корак у укупном процесу контроле буке. Овај приступ је дизајниран да спречи куповину или уградњу било које опреме која може представљати проблем са буком. Међутим, за оне ситуације у којима већ постоје превелики нивои буке, онда је неопходно систематски проценити окружење буке како би се развила најпрактичнија опција инжењерске контроле за сваки појединачни извор буке. Приликом одређивања релативног приоритета и хитности спровођења мера контроле буке, треба узети у обзир изложеност запослених, заузетост простора и укупни ниво буке у простору. Очигледно, важан аспект жељеног резултата је постизање максималног смањења изложености запослених буци за уложена новчана средства и да се истовремено обезбеди највећи степен заштите запослених.

Назад