AZ ÜZEMFENNTARTÁS ÁLTALÁNOS KÉRDÉSEI 1.10 4.14
Forgácsolóműhely zajszintvizsgálata (Esettanulmány) Vas Ferenc–Dr. Vermes Pál–Libor József Tessedik Sámuel Főiskola, Mezőgazdasági Főiskolai Kar, Mezőtúr
Tárgyszavak: gépgyártás; forgácsolás; forgácsológép; zajszint; zajterhelés; mérés; környezetvédelem. A gépgyártás során számos követelménynek kell eleget tenni, ezek közül egyre nagyobb hangsúlyt kapnak a környezetvédelem szempontjai. A szigorodó környezeti feltételeknek megfelelő technológia kialakítása összetett műszaki–gazdasági tevékenység eredménye lehet. A környezeti feltételek közül a zajterhelés problémakörét emeljük ki, és vizsgálati eredményeket közlünk hagyományos forgácsológépekkel rendelkező műhely esetében.
1. A gyártástechnológia és a környezetvédelem Az Európai Unióhoz történt csatlakozásunk következtében a gépgyártási tevékenység piaci feltételei és a különböző előírásai az eddigiekhez képest jelentősen megváltoztak. Az előírások közül kiemelhetők a környezetvédelmi törvények és rendeletek 2000–2004 közötti módosításai. Az 1980-as, illetve az 1990-es évek elején indult vállalkozások már rendelkeznek a tevékenységi, illetve a szakhatósági engedélyekkel, de a technológiák környezetvédelmi szempontú folyamatos ellenőrzése, és a technológiák esedékes megújítása a címbeli feladatot szükségessé teszi. A piaci, illetve a környezetvédelmi szempontok által diktált technológiafejlesztés csak megfelelő információk birtokában tervezhető, ezért körültekintő információgyűjtés szükséges a termékmarketing, a gazdasági, a jogi, a pénzügyi lehetőségek, az épített és természeti környezet, a rendelkezésre álló, illetve szükséges humán erőforrások stb. területén. A technológiafejlesztés műszaki megoldására irányuló döntéselőkészítés komplex elemzést igényel műszaki–minőségi, gazdasági– szervezési és környezeti szempontok alapján. Ha a három szempont va-
lamelyikének nem felel meg a technológia, akkor elő kell készíteni a technológiavált(oz)ást (1. ábra).
technológia elemzése műszaki–minőségi szempont
gazdasági–szervezési szempont
igen
környezeti szempont
megfelel?
nem technológiavált(oz)ás elhatározása technológiavált(oz)ás előkészítése részletes technológiatervezés
építészeti tervezés
gazdasági tervezés
pl.: – eljárás, folyamat – gépek berendezések – anyagok – energia – logisztika – minőségügy – környezetvédelem – biztonságtechnika – dokumentáció
pl.: – épületek – építmények (pl. utak) – infrastruktúra – környezetvédelem
pl.: – költségek – piac, mennyiség, ár – profit, megtérülés – finanszírozás
technológia változatlan alkalmazása
humán erőforrás tervezése pl.: – munkaerőigény – munkaerőpiac – bérezés ösztönzés – képzés továbbképzés
komplex technológiafejlesztési terv megvalósítás és bevezetés tervezése
1. ábra A technológiai fejlesztés tervezésének folyamata A gyakorlati tapasztalataink alapján a gépgyártás-technológia vizsgálatát környezetvédelmi szempontból a hulladékgazdálkodás, a légszennyezés, a szennyvíz és a zaj területén szükséges elvégezni. Esettanulmányunkban csak a zajterhelés által okozott problémákat emeljük ki.
2. A zajterhelés vizsgálata 2.1. A vizsgálat elve és körülményei A gépgyártási tevékenység zajszintjének környezetvédelmi szempontú vizsgálatánál figyelembe vesszük a tevékenység belső, illetve külső zajterhelését (2. ábra). zajszennyező technológia
gépek okozta zajszint
külső zajszint
jogszabályok előírásai
egyenértékű zajszint meghatározása nem
megfelelő?
igen
zajvédelem tervezése zajvédelem megvalósítása zajkibocsátási engedély megkérése
zajkibocsátási engedélyt nem kell kérni
2. ábra A technológia zajterhelése és zajvédelme A Tessedik Sámuel Főiskola Mezőgazdasági Főiskolai Karának forgácsolóműhelyét vizsgáltuk, amelynek jellemzője, hogy sem hő-, sem zajszigeteléssel nem rendelkezik, mennyezete nincs. A műhely építészeti jellemzői: – méretek: 15 x 12 x 3,5 (6) m, – falazat: anyaga tégla, vastagság: 30 cm, illetve egysoros üvegtégla a nyílászárók fölötti részeken 1 m magasan,
– tető: hullámpala, – nyílászárók: lemezelt kétszárnyú műhelyajtó, ill. hőszigetelt üvegezésű fémablakok. A belső zajszint az adott műhelyben lévő gépek, berendezések (1. táblázat) üzemeléséből, a külső zajszint leginkább a szállítási, rakodási feladatokból, illetve az esetleges szabadban elhelyezett gépek üzemeltetéséből adódik. 1. táblázat A forgácsolóműhelyben található gépek, berendezések Sorszám
Gép megnevezése
Típus
Telje- Sorsítmény szám (kW)
Gép megnevezése
Típus
Teljesítmény (kW)
1.
Oszlopos köszörű
OK 350
3
9.
Eszterga
CU 400
3,5
2.
Palástköszörű
Bu 28-1000
10
10.
Eszterga
CU 600
3,5
3.
Eszterga
CU 400
5
11.
Marógép
FWD 32
7,1
4.
Eszterga
E400-1000
3,5
12.
Marógép
FND-25T
6,5
5.
Eszterga
E400-1000
3,5
13.
Gyalugép
PW 550
4,2
6.
Eszterga
E3N-01
3,5
14.
Keretes fűrész
KFD-400
3
7.
Szerszámélköszörű
NUA-25
1,5
15.
Oszlopos fúrógép F1
0,45
8.
Oszlopos fúrógép
FO-23
1,7
16.
Asztali köszörű
0,37
AK 22
2.2. Forgácsolóműhely belső egyenértékű zajterhelésének meghatározása A műhely egyenértékű zajterhelését meg lehet határozni a szakirodalmi, tapasztalati, illetve a gépkönyvben megadott zajszintek alapján számítások segítségével (7) és mérés elvégzésével. 2.2.1. A műhely megítélési A-hangnyomásszint meghatározása számítással (8) Ha a dolgozó az értékelési idő alatt ugyanazon a munkahelyen tartózkodik és változatlan tevékenységet folytat, akkor a LAD megítélési Ahangnyomásszintet dB-ben az adott munkahelyen az értékelési időre vonatkozó egyenértékű A-hangnyomásszintből kell meghatározni (MSZ 18150-2:1984).
⎡1 n ⎤ L AD = 10 lg⎢ ∑ t i ⋅ 10 0,1⋅L ekv ⎥ ⎣ T i=1 ⎦ ahol: LAD = megítélési A-hangnyomásszint (dB) Lekv = az i-edik részidőben ható zaj egyenértékű A-hangnyomásszintje (dB) ti = az i-edik részidő tartama (s) T = megítélési idő (s) n = a részidők száma. A 2. táblázatban adjuk meg az egyes gépeknél, munkahelyeken mért egyenértékű zajszinteket és a megítélési időket. A mérési pontokat a kezelői munkahelyeken vettük fel. A mért eredmények az egyes munkahelyeken folyó műveletek zajszintjeit oly módon mutatják, hogy a mérés alatt a többi munkahelyeken nem volt munkavégzés. 2. táblázat A tanműhelyben mért egyenértékű A-szintek Sorszám
A munkafolyamat megnevezése
Egyenértékű A-szintek átlaga Lekv (dB)
Megítélési idő (s)
1.
Esztergagép
81
900
2.
Marógép
80
450
3.
Köszörűgép
80
250
4.
Fúrógép
81
200
5.
Gépek beállítása
70
1 800 3 600
A forgácsolóműhely megítélési idő alatti egyenértékű A-zajszintjét az előzőekben részletezett számítással lehet meghatározni: ⎡ 1 ⎤ ( L AD = 10 ⋅ lg⎢ 900 ⋅ 10 8,1 + 450 ⋅ 10 8,0 + 250 ⋅ 10 8,0 + 200 ⋅ 10 8,1 + 1800 ⋅ 10 7 )⎥ ⎣ 3600 ⎦ ⎡ 1 ⎤ L AD = 10 ⋅ lg⎢ ⋅ 6,3 ⋅ 10 7 ⎥ ⎣ 3600 ⎦
[
L AD = 10 ⋅ lg 6,3 ⋅ 10 7
]
L AD = 77,99 dB( A ) ≈ 78 dB( A )
2.2.2. A műhely belső egyenértékű zajszintjének meghatározása méréssel (9)
A méréseket CEL-254 típusú műszerrel végeztük. Mértünk a műhelyben a gépek között és a műhelyből leválasztott irodában, ahol a hallgatók oktatása folyik. Az iroda 20 cm-es fallal, 3 mm-es üvegezésű fix ablakokkal van leválasztva. Az ajtó fémtokos és teli üvegezésű. Az iroda belmagassága 3 m. A zajmérésnél a következő munkafolyamatokat végezték a hallgatók: − simító fogás, − a gépek üresjárásban voltak, − gépbeállítási műveletek. A mért zajszinteket a 3. táblázatban foglaltuk össze. 3. táblázat A forgácsolóműhely belső zajszintje Zajszint (dB) Sorszám
Átlag:
Műhelyben
Irodában
Időpont
dB
Időpont
dB
1.
10:30
77,5
10:32
56,3
2.
10:35
78
10:37
58,1
3.
10:40
78,4
10:42
58
4.
10:45
77,6
10:47
57,6
5.
10:50
78,2
10:52
58,2
6.
10:55
78,6
10:57
57,6
7.
11:00
78
11:02
58,2
8.
11:05
78,3
11:07
57,4
78,08
Átlag:
57,68
A számított és a mért értékek lényegében azonosak. A forgácsolóműhely belső zajszintje megfelelő, mert a rendeletben megadott 85 dB alatt van. Az irodában a munkahelyek zajterhelésére vonatkozó jogszabályban megadott 30 dB feletti zajszintértékeket mértünk, ezért javasoljuk az iroda zajterhelésének csökkentését. Az utólagos zajcsökkentés lehetőségei:
− a gépek tokozása, − a zajárnyékoló fal, ill. − hanggátló szerkezet (fal, ablak, ajtó, üvegezés stb.) alkalmazása. 2.3. A forgácsolóműhely környezetet terhelő zajszintje
Az épületen kívül is mértünk, hogy megállapítsuk, mennyire terheli zajjal a forgácsolóműhely a környezetét. A műhely a környezettől falazattal (tégla vakolattal, illetve kopolitüveg) és hőszigetelt nyílászárókkal van elválasztva. A mérés helyét a telekhatáron vettük fel 1,5 m magasságban. A zajméréseket nyitott, illetve zárt nyílászáróknál végeztük el. A műhelyben a következő munkafolyamatokat végezték: − simító fogás, − gépek üresjáratban, − gépbeállítások. A zajvizsgálat eredménye a mértékadó A-hangnyomásszint (LAM) dB-ben. A mértékadó A-hangnyomásszintet úgy kapjuk meg, hogy az előzőek szerint mért egyenértékű A-hangnyomásszintet (Lekv) korrigálnunk kell (MSZ 18150-1:1983):
L AM = L ekv + K 1 + K 2 + K 3 + K 4 ahol: LAM Lekv K1 K2
a mértékadó A-hangnyomásszint [dB] a mért egyenértékű A-hangnyomásszint [dB] az alapzaj miatti korrekció [dB] a berendezetlen helyiségre vonatkozó korrekciós tényező [dB], (ezzel itt nem foglalkozunk) K3 = az impulzusos zajokra vonatkozó korrekciós tényező [dB] K4 = a zaj keskeny sávú jellege miatti korrekciós tényező [dB]. A mérésünk esetében a K2, K3, K4 korrekciós tényezők értéke nulla. A vizsgált zaj mérése mellett minden esetben mérni kell az alapzajt is. Alapzaj az a zaj, amit nem a vizsgált zajforrás (pl. a forgácsolóműhely) okoz. Az alapzajt esetünkben a közlekedés okozta. Az alapzajt akkor mértük, amikor a közelben gépjármű nem haladt el. Az alapzaj miatti korrekciót akkor alkalmazzuk, ha a mért egyenértékű A-hangnyomásszint (Lekv) 3–9 dB-lel nagyobb az alapzaj A-szintjénél (LA); ha 3 dBnél kisebb a különbség, a vizsgálat nem értékelhető. A korrekció értékeit a 4. táblázat mutatja be. = = = =
4. táblázat Az alapzaj miatti korrekció (7) Különbség az Lekv és az LA között (dB)
K1 korrekció (dB)
3
–3
4–5
–2
6–9
–1
10 felett
0
A mérés eredményét az 5. táblázatban adjuk meg. 5. táblázat A forgácsolóműhely környezetet terhelő zajszintje Sorszám Időpont
Egyenértékű A-hangnyomásszint (dB) Zárt nyílászáró Nyitott nyílászáró LA LA Lekv K1 LAM Időpont Lekv K1
LAM
1.
11:10
40,1
45,9
–2
43,9
11:20
40,1
60,8
0
60,8
2.
11:12
40,1
43,1
–3
40,1
11:22
40,1
62,6
0
62,6
3.
11:14
40,1
44,8
–2
42,8
11:24
40,1
64,4
0
64,4
4.
11:16
40,1
44,3
–2
42,3
11:26
40,1
62,5
0
62,5
5.
11:18
40,1
45,3
–2
43,3
11:28
40,1
60,1
0
60,1
Átlag:
42,48
Átlag:
62,08
A mérési eredményekből megállapítható, hogy a forgácsolóműhely tevékenysége esetén zárt nyílászárók mellett a környezetet káros zajterhelés nem éri, hiszen a rendeletben megengedett zajszint értéke 50 dB.
3. Az eredmények értékelése, következtetések A számított és mért adatok azt mutatják, hogy a vizsgált forgácsolóműhely környezeti zajterhelése nem lépi túl a megengedettet. Sokszor azonban nem ez a helyzet. A zajszint mindig technológiafüggő. Az előírások betartása, a dolgozók védelme a termelékenység, a minőség növelésére irányuló fejlesztési törekvések mellett kiemelten fontos szempont. A gépgyártási tevékenység fejlesztése során komplex szemlélettel a technológia egészének vagy egyes elemeinek elemzése és változtatása
szükséges. A technológiavált(oz)ásnál kiemelten kell kezelni a környezetvédelmi előírásokat. Sokszor a technológiai fejlesztést szinte kizárólag a környezeti elvárások indukálják. A technológiaváltás összetett menedzsmentfeladatot jelent, ennek során a következő fő szakaszokat különböztetjük meg: − problémafeltárás, − információgyűjtés és -értékelés, − technológiaváltás előkészítésének irányítása, − az új technológia bevezetése, − az új technológia komplex értékelése. A technológiaváltás menedzselésének folyamatában kiemelkedően fontos a környezetvédelmi előírások teljes körű figyelembevétele. Ily módon a környezetmenedzsment szempontjainak érvényesülniök kell az átfogó, összetett feladatot jelentő technológiafejlesztés megvalósítása során. Környezetvédelmi hiányosság esetén a technológia korrekciójára, kiegészítő védelem alkalmazására vagy – szükség esetén – teljes technológiaváltásra kerülhet sor. Irodalom [1]
Pataki B.: Technológiaváltások menedzselése. Budapest, 1999. Műszaki Könyvkiadó. 148 p.
[2]
Hermann A.–Libor J.–Vas F.: Technológiaváltás a galvanizálásban. MTA-AMB XXVIII. Kutatási és Fejlesztési Tanácskozás. 2004. 01.20–21. Gödöllő.
[3]
Juhász B.–Vas F.: Gépalkatrészgyártás az EU előírások tükrében. MTA-AMB XXVIII. Kutatási és Fejlesztési Tanácskozás. 2004. 01.20–21. Gödöllő.
[4]
12/1983. (V.12.) MT rendelet: Zaj és rezgésvédelem.
[5]
20/2001.(II.14.) Korm. rendelet a környezet hatásvizsgálatáról.
[6]
280/2004. (X.20.) Korm. rendelet: A környezeti zaj értékeléséről és kezeléséről.
[7]
Fórián Szabó P.: Zaj és rezgés elleni védelem. Budapest. 1991. BME Mérnöktovábbképző Intézet, 111 p.
[8]
Barótfi I. (szerk): Környezettechnika kézikönyv. Budapest. 1991. p. 509–537.
[9]
Kvojka F.: A munkahelyeken keletkező zajok vizsgálata, zajvédelmi közlemények, 1. füzet. Budapest. 1984. 60 p.
