II. ročník Dopravní fakulta Jana Pernera, Univerzita Pardubice st. skupina 26 Cidlinská Šárka,Krtička Filip pracovní skupina 5
Název práce: Brzdové systémy a jejich možný vliv na člověka a životní prostředí
Prohlášení: Prohlašuji, že předložená práce je naším původním autorským dílem, které jsme vypracovali, samostatně. Literaturu a další zdroje, z nichž jsme při zpracování čerpali, v práci řádně cituji. Anotace: Hlavním těžištěm práce je zhodnotit a zjistit vliv brzdových systémů (hlavně jejich částí) na životní prostředí. Klíčová slova: Azbest, Azbestóza, Kovokeramika(bezazbest) , 1
Obsah Prohlášení…............................................................................................................................... 1 Anotace.......................................................................................................................................1 Úvod.................................................................................................................................…….. 3 1 Třecí materiály..................................................................................................................... 4 1.1. Vývoj třecích materiálů………………………………………………………….……4 1.2. Základní složení třecích materiálů……………………………………………….……5 1.3. Základní složení azbestových třecích materiálů………………………………………6 1.4. Základní složení kovokeramických třecích materiálů…………………………...……6 1.5. Vlastností brzdového obložení………………………………………………………...7 1.6. Jednoduchá charakteristika vybraných skupin prvků…………………………………8 2
Azbest………………………………………………………………………………………9 2.1. Co je to azbest (základní specifikace)…………………………………………………9
3
Charakteristika dalších vybraných prvků…………………………………………….…..11 3.1. Fenol…………………………………………………………………………………11 3.2. Pryskyřice a roztoky…………………………………………………………………12 3.3. Nitrily, jedovaté……………………………………………………………………...12 3.4. Styren………………………………………………………………………………...13 3.5. Oxid chromitý…………………………………………………………………….….14 3.6. Saze…………………………………………………………………………………..14 3.7. Síra………………………………………………………………………………..….15
4
Shrnutí důležitých faktů…………………………………………………………………..16
4.1. Srovnání azbestových a kovokeramických třecích směsí…………………………...17 Závěr………………………………………………………………………………………….17 Použité informační zdroje……..……………………………………………………………..18 Příloha č.1…………………………………………………………………………………….19 Příloha č.2…………………………………………………………………………………….23
2
Úvod: Čistota ovzduší je pro veškerý život na Zemi nejdůležitějším faktorem kvality životního prostředí. Kvalita ovzduší se v posledním století kriticky zhoršila a to hlavně díky těžkému průmyslu, který v posledních 200 letech vážně narušil vyvážený poměr plynů v atmosféře a dopravě na jedné straně a neopatrností člověka na straně druhé. Vlivem znečišťování životního prostředí dochází k řadě negativních jevů, které neprospívají biologickému životu, ba přímo jej ničí. Mezi tyto jevy patří například změny klimatu Země (nebezpečné oteplování planety), velké ztráty rostlinných a živočišných druhů, zesílení skleníkového efektu, narušení ozónové vrstvy, znečištění ovzduší, vody a půdy, rozšiřování pouští a další. Za veškeré znečištění životního prostředí může řada odvětví, nejvíce se ovšem podílí doprava. Doprava má celou řadu negativních vlivů nejen na člověka, rostliny a zvířectvo, ale na kvalitu životního prostředí vůbec. Tato práce se nebude zabývat globální vlivem dopravy na životní prostředí, ale pokusíme se nastínit jaký byl vývoj v oblasti brzdových systémů, především třecích (brzdových) materiálů.
3
1. Třecí materiály Skupina materiálů vyznačujících se vysokou a stálou hodnotou součinitele tření a malým otěrem i za nepříznivých podmínek. Jako třecí materiál se používá azbest, který však s ohledem na zdravotní závadnost stále častěji nahrazuje kovokeramický materiál na zákl. železa, nebo bronzu s přísadami (křemen, korund, grafit) a plnidly (baryt). Používají se např. K výrobě brzdových obložení pro těžké provozní podmínky [1]. 1.1
Vývoj třecích materiálů
Vývoj brzdového obložení prodělal radikální změnu v 50. letech, kdy se začal zpracovávat azbest na azbestové brzdící obložení pod souhrnným názvem Osinek. Nebyly zkušenosti a nesledoval se vliv na zdraví a ochranu životního prostředí. S odstupem let se začaly projevovat negativní vlastnosti azbestu na zdraví pracovníků, kteří přicházeli do styku s azbestem. Azbest se volně šířil do životního prostředí nedokonalým zabezpečením provozu a likvidací odpadů, která byla na velmi malé úrovní. U pracovníků, ale i obyvatel, kteří bydleli nedaleko továren zpracovávajících azbest, bylo zjištěno zaprášení plic - azbestóza s následnou komplikací rakovinou plic. Po důkladném zhodnocení všech negativních vlivů azbestových směsí se přikročilo k vývoji nových typů třecích materiálu, které by plnohodnotně nahradily stávající směsi, ohrožující životní prostředí a zdraví. Celosvětově bylo upuštěno od používání všech výrobků obsahujících azbest a trend vývoje směřoval k novým progresivním směsím. Koncem 80. let se společnost začala zabývat alarmujícím stavem životního prostředí. To vše mělo za následek, hledání nových cest ochrany životního prostředí v každém odvětví lidské činnosti. Započatý vývoj nových brzdových materiálů počátkem 90. let přinesl radikální změnu v podobě nového složení třecích směsí. Toto byl zásadní krok k upuštění od stávajících (azbestových směsí) a vytvoření nové řady bezazbestových materiálů, souhrnně nazývaných kovokeramické. Svými vlastnostmi nové materiály plně nahradily a postupem času, i předčily azbestovou směs. I v naší zemi se počátkem 90. let ubíral veškerý vývoj k nahrazení zdravotně závadných a pro další použití nevhodných materiálů.Nemalý podíl na vývoji měl i záměr dostat se na světový trh a obstát ve světové konkurenci. Jasným záměrem bylo ukončit výrobu azbestového brzdového obložení a nahradit jej vhodným alternativním materiálem, který by splňoval, ne-li překračoval stávající požadavky, které jsou kladeny na brzdové systémy ve světě. 4
K 1.1.1993 byla výroba azbestového obložení definitivně ukončena a započala výroba nových bezazbestových (kovokeramických) materiálů. Na světové trhy pronikly materiály na bázi skelných a kovových vláken. V současné době nejsou prokázány negativní vlivy ani na životní prostředí, ani na zdraví pracovníků, zpracovávajících tyto nové materiály. Naše brzdové segmenty velice dobře konkurují jiným světovým firmám a to na všech úrovních, jak svojí kvalitou, cenou, tak i ochranou životního prostředí. Kovokeramické směsi nalezly široké uplatnění, jak u osobních, tak nákladních dopravních prostředků. V současné době trend ve výrobě směřuje k uspokojení zákazníka (customer service) nabídkou širokého sortimentu výrobků dodávaných i v malosériové výrobě. To vše má za následek vyšší konkurenceschopnost, především na světových trzích, kam směřuje většina dodávek.
1.2
Základní složení třecích materiálů
Základní složení každého třecího materiálu vychází z vhodné kombinace jednotlivých přísad. Každá směs se skládá s více komponentů až 20-30. Systém míchání je poměrně komplikovaný a jednotlivé receptury jsou přísně střežený každým podnikem, který se zabývá výrobou třecích materiálů. Vhodné kombinování různých přísad se dosahuje požadovaných vlastností směsí. V důsledku to znamená, že je důležité si určit segment, pro který se bude daná směs, potažmo hotový výrobek použit (nákladní doprava, osobní doprava, těžký provoz, závody). Dalším měřítko, které zvláště v dnešní době je velmi často zkoumané je poměr cena výkon. Většina zákazníků žádá za co nejmenší peníze, co největší kilometrový výkon. Tento sektor lze rozdělit dále např. normální provoz, heavy duty( nebo-li těžký provoz) atd. Zvláštním odvětvím je výroba brzdových směsí pro závodní vozy. Zde se klade největší důraz na stály koeficient brždění při vyšších teplotách. Derivátem závodního obložení vznikly brzdové materiály určeny i pro běžný provoz. Ne menší podíl na brzdovém výkonu má i podíl vhodně zvoleného diskového kotouče, pro který byl materiál navržen např. : litina, ocel a v poslední době i keramika. Trend vývoje stále směřuje k novým progresivním materiálům, které budou nahrazovat stávající. Hybnou sílou celého soukolí je stály tlak na vyšší výkony za menší ceny, konkurence trh, atd.
5
1.3
Základní složení azbestových třecích materiálů
Zde je nastíněné velice hrubé rozdělení jednotlivých prvků celé receptury. Toto základní složení je podobné pro každého kdo se výrobou azbestových třecích materiálů zabýval. 1) Pojiva – látky přítomné kvůli dobré homogenitě směsi a) Pryskyřice - fenolické, modifikované b) Kaučuky – nitril, butadien, styren 2) Vlákenná výztuž azbest(krocidolit) 3) Ostřiva – určují třecí charakteristiku směsi oxid chromitý,oxid hlinitý, křemičitany 4) Maziva – stabilizují brzdový účinek saze (také kvůli barvě) 5) Plniva - látky vhodně doplňující kompozit magnesit, síra - když daná směs obsahuje kaučuk, přidávají se saze k vulkanizaci Urychlovače –látky přítomně pro dobrou zpracovatelnost a mísitelnosti směsi
1.4
Základní složení kovokeramických třecích materiálů
Hlavní rozdíl ve výrobě nastal jak je vidět v následujícím rozdělení ve změně vlákenné výztuže a tím vyloučení hlavního karcinogenního prvku, který a má rakovinotvorný účinek. 1) Pojiva – látky přítomné kvůli dobré homogenitě směsi práškové pryskyřice novolakového typu, kapalné rezoly, různé typy kaučuků, nebo jejich roztoky 2) Vlákenná výztuž skleněná, minerální kovová, nebo umělá vlákna různých délek, popř. jejich vhodná kombinace (aramid, kevlar, sklo) 3) Ostřiva – určují třecí charakteristiku směsi oxid chromitý,oxid hlinitý, siloxid, zirkonsilikát, atd. 6
4) Maziva – stabilizují brzdový účinek různé druhy grafitu, molybdendisulfid, cín, měď a mosaz, saze 5) Plniva - látky vhodně doplňující kompozit barytový koncentrát, uhličitan vápenatý atd. 1.5
Vlastnosti brzdového obložení
a) Součinitel tření patří mezi nejdůležitější vlastnosti třecích materiálů V průběhu brzdění se mění pracovní teploty a tlaky Rozhodující vlastností třecího materiálů je pokud možno konstantní součinitel tření. U některých třecích materiálů totiž s rostoucí teplotou klesá (někdy výrazně) součinitel tření a řidič má potom pocit, že brzdy ztrácejí účinnost. Tento jev se obvykle projevuje při sportovní jízdě, nebo při dlouhodobém opakovaném brzdění. b) Tepelná vodivost třecího materiálu je závislá na složení brzdové směsi, ale i na tloušťce brzdového obložení. Při brždění se ve třecích plochách brzdového ústrojí mění kinetická energie jedoucího vozu na energii tepelnou. V procesu brždění dochází k častým teplotním výkyvům. Teplota povrchu třecího materiálu se může přibližovat až 600°C. Tepelná vodivost přímo ovlivňuje pracovní teplotu brzdové kapaliny. Proto vám doporučuji: nesjíždějte brzdové segmenty až na „kov“! Platí zdě úměra: čím slabší je brzdová deska, tím více se bude zahřívat brzdová kapalina při intenzivnějším brzdění. c) Stlačitelnost Další důležitou vlastností brzdového obložení je jeho stlačitelnost. Tato vlastnost je důležitá pro dosažení minimálního zdvihu pedálu při brždění. Je velmi důležité, aby se třecí materiál brzdové destičky měl nízkou stlačitelnost. d) Odolnost proti opotřebení Nejčastější otázky motoristů při nákupu brzdových segmentů jsou: Jaká je cena? Kolik kilometrů brzdová destička vydrží? Odolnost proti opotřebení závisí na mnoha faktorech. Nejdůležitější je pochopitelně třecí materiál, ale důležitý je i způsob jízdy. Při takzvaném „dálničním“ provozu bude samozřejmě počet kilometrů vyšší, než při sportovním stylu jízdy ve městě. Všeobecně platí závislost opotřebení třecích materiálů na teplotě brzd. Je známe, že u některých třecích materiálů s rostoucí
7
teplotou ze 100°C na 600°C se faktor opotřebení obložení může zvýšit třikrát až pětkrát, někdy i více.
e) Modul pružnosti Měření pružnosti materiálu a analýza tzv. modulu pružnosti se úzce pojí s analýzou hlučnosti brzd. Projevy hlučnosti se vážou na vibrace, které vznikají a jsou velkou měrou ovlivnitelné složením třecího materiálu. Výrobci třecích materiálů se snaží, aby všechny vlastnosti brzdových materiálů byly na špičkové úrovni. V praxi to znamená, že jedna vlastnost je protichůdná vlastnosti jiné. Například ve snaze o dosažení vysokého součinitele tření bez ohledu na jiné vlastnosti bychom mohli dosáhnout těchto nežádoucích účinků: vysokého opotřebení a sklonem k hlučnosti. Proto musí být všechno ve vzájemné rovnováze a celý brzdový systém musí být naprosto spolehlivý[7].
1.6
Jednoduchá charakteristika vybraných skupin prvků
Na první pohled je viditelný největší rozdíl a to výměna nosného segmentu třecího materiálu a to vlákenné výztuže. Vypadá to velmi jednoduše, že by se dal zaměnit tento jediný prvek a celý problém se zdravotní závadností by byl vyřešen, ale připomeň mě si, že na vlákenné výztuži je závislé i plnivo, nemluvě o výborných tepelných vlastnostech azbestu, které bylo nutno nahradit. Vlákenná výztuž má zásadní vliv na vlastnosti brzdové směsi. Pojiva a plniva jsou přítomny ve směsi, kvůli technologickým procesům, při výrobě. Pří záběhu hotového výrobku (brzdové destičky) se vyloučí a vzniká tak plně homogenní směr se požadovanými vlastnostmi. Bez těchto elementů by byla práce s připravenými směsi velice složitá, ne-li nemožná. Ostřiva a maziva spolu dosti souvisí, mají nemalá vliv na vlastností směsí. Ostřiva určují charakteristiky součinitel tření. Tento faktor je velice důležitý. Dalo by se říci, že určují s jakou razancí se budou brzdové segmenty „zakusovat“ do kotouče. Zde je dobře vidět nutnost volby správného materiálu, s kterým budou brzdové segmenty spolupracovat. Pro ujasnění problému lehce objasním toto téma. Žádny povrch není úplně hladký tzv. ideální povrch. Každý povrch má určitou povrchovou strukturu (hrubost) a také každý materiál má určitou tvrdost. Z toho vyplívá že nevhodnou kombinací mužem docílit buď dobrého brzdného efektu, avšak
8
s následkem velkého úbytku materiálu na kotoučích, nebo mizivého efektu, kdy se exponované části brzdové soustavy po sobě smýkají, ale bez požadovaného brzdového účinku. Na tomto příkladu je dobře vidět, jak hodně závisí na vhodném výběru obou materiálů. Maziva látky, které stabilizují brzdový účinek. Zabezpečují stály koeficient tření. Mají vliv i na provozní teplotu a životnost celého brzdového segmentu.
2
Azbest 2.1
Co je to azbest (základní specifikace)
Společný název pro skupinu přirozeně se vyskytujících vláknitých minerálů (serpentiny a amfiboly), které mají vysokou tepelnou rezistenci vůči teplu (součinitel tepelné vodivosti pro azbest při teplotě 20°C je 0,12W×m-1×K-1), jsou inertní vůči chemikáliím a jsou zároveň dobrými elektroizolačními materiály. Chemicky se jedná o křemičitany hořečnaté eventuálně vápenato-hořečnaté. Strukturálně jde o spojení čtyřstěnu SiO44- a to tak, že vznikají nejdříve řetězy a dále pásy, spojením těchto základních jednotek. Protože každý takovýto řetězec má neomezenou délku, připadají při řetězovém uspořádání, na každý ion Si4+ stechiometricky tři (totiž 2+2/2) ionty O2-. Při vzniku pásu ze dvou řetězů odpadne vždy ze čtyř čtyřstěnů jeden další ion O2-. Ze dvou řetězů [Si2O6]4- tak vzniká 6pás [Si4O11] - neomezeně dlouhý. Jestliže musí být vzorec pásu, se zřetelem na celistvost atomových indexů, zdvojen, nemá přirozeně smysl opatřovat tyto vzorce ([Si4O11]6-) indexem 2, protože nejde o uzavřenou skupinu, nýbrž o pás libovolné délky: zdvojuje se proto počet jednotlivých atomů uvnitř závorky ([Si8O22]12-). Azbest patří mezi silikáty (patří sem např. i chryzolit – bílý azbest a amfiboly). Příkladem pásové struktury je amfibol: Ca2Mg5[Si8O22](OH)2 = TREMOLIT. Příkladem vkládané pásové struktury je chryzolit: Mg3[Si4O11]×3Mg(OH)2×H2O. V zemské kůře je azbest poměrně rozšířený. Uvolňují se z něj jemné vláknité prachové částice (za vlákno se považuje částice s poměrem délky a šířky větším než 3:1). Tyto vlákna vznikají štěpením azbestu při jeho těžbě a zpracování nebo z již hotových azbestových výrobků o nichž se zmíním později. Azbest má za následek vznik azbestózy, což je vlastně zaprášení plic azbestem. S tím souvisí i to, že je azbest označován jako karcinogenní a má tedy rakovinotvorný účinek. Ve volném ovzduší se azbest vyskytuje v příliš nízkých koncentracích pro vznik azbestózy. Chryzolitové vlákna se v plicích štěpí na menší částice a v plicních tekutinách se částečně rozpouštějí což amfibolové vlákna nedokáží. Podle mezinárodní konvence jsou za nebezpečné považovány vlákna delší než 5mm a s průměrem menším než 3mm. Pro určení rizika nestačí pouze údaj o celkové koncentraci stanovený galvanometricky, ale je nutné znát počet vláken nebezpečných rozměrů a jejich krystalickou strukturu. Vlákna z vody nebo ze vzduchu jsou zachytávány ve speciálních filtrech. Počet nejmenších vláken je možné určit pouze transmisní nebo
9
rastrovací elektronovou mikroskopií, jelikož světelná mikroskopie je v tomto případě nepoužitelná. Azbestu se hojně používalo například ve stavebnictví jako složky do azbestocementových desek obsahujících až 40% azbestu nebo pro výrobu bytových jader, příček mezi místnostmi a různých užitkových předmětů. Právě v důsledku kyselých dešťů a dalších povětrnostních vlivů dochází ke korozi azbestocementových křidlic co má za následek uvolňování vláken do ovzduší a vody. Dalším častým zdrojem azbestu je i báňský a zpracovatelský průmysl, kde dochází k uvolňování azbestu jak při samotné těžbě tak i na skládkách báňského odpadu. Koncentrace azbestu se může zvýšit i při výměně záchytných filtrů v průmyslových odprašovacích zařízeních. V neposlední řadě se azbestu používá i při výrobě brzdového obložení pro automobily, u vysokovýkonných vakuových vysavačů, azbestocementového potrubí, osinkocementu (eternit) a azbestového textilu. Většina azbestu obsaženého ve volném ovzduší je chryzolitového typu, přičemž částečně jsou zastoupená i amfibolová vlákna (zejména amozit a krocidolit). Ve vzduchu se mohou azbestová vlákna pohybovat na velké vzdálenosti. Jejich další osud v atmosféře je pro nás zatím velkou záhadou. K chemickému rozkladu azbestu nedochází, z ovzduší ho odstraňuje jen déšť a sníh, což vede k opětovnému usazování na zemi, budovách a vsakování do půdy [2][3][4][5][6].
10
3
Charakteristika dalších vybraných prvků Zde jsem vybral některé látky používané v brzdových směsích. Tato kapitola se bude se bude zabývat hledáním potencionálního nebezpečí, které by mohlo hrozit. Látky jsme hodnotili každou zvlášť, takže se naše zkoumání nezakládá na reálném podkladu a látky používané při míchání směsí mohou být lehce pozměněné, z čehož vyplývá, že jejich vlastnosti se mohou (ale nemusí lišit) od našich vyčtených. Přesné složení je přísně střeženo každým podnikem, jak již bylo zmíněno výše, tyto informace jsou pro nezainteresované lidi nedostupné. 3.1
Fenol Vzhled: Nažloutlá kapalina s nasládlým zápachem. Rozpustnost: Látka je dokonale rozpustná ve vodě. S vodou tvoří látka i při velkém zředění jedovaté a leptavé směsi. Toxická látka - limitní množství 50 t / 200 t Zdravotní nebezpečnost: 3 Velmi nebezpečná látka! Dýchací přístroj a úplný ochranný oblek nutný ! Při zahřátí se tvoří jedovaté, leptavé a výbušné směsi se vzduchem, těžší než vzduch. Vznícení působením horkých povrchů, jisker nebo otevřeného ohně. Reaktivita: přidání chloridu hlinitého do nitrobenzenu obsahujícího 5% fenolu způsobí prudkou explozi nekontrolovaný kontakt fenolu s peroxodisírovou kyselinou může znamenat explozi prudce exotermicky reaguje s chlornanem vápenatým. Při reakci se uvolňují jedovaté plyny, které se mohou vznítit reakce s kyselinou peroxosírovou je explozivní při zahřívání s dusitanem sodným dochází k explozi v kontaktu s acetaldehydem dochází k prudké kondenzaci při reakcích s minerálními kyselinami může dojít ke vznícení při kontaktu s isokyanáty dochází k prudké exotermické polymerizaci reakce s nitridy jsou silně exotermické a uvolňují se při nich hořlavé plyny Toxikologie: orálně-kojenec LDLo: 10 mg/kg (oslabení svalů, cyanóza) orálně-člověk LDLo: 14 gm/kg (oslabení svalů, cyanóza) 11
orálně-člověk LDLo: 140 mg/kg (ospalost, zkreslené vnímání, pocení)[8] Hodnocení: Toxické ve styku s pokožkou a při požití. Způsobuje popáleniny. Nutnost používání dýchacích přístrojů.
3.2
Pryskyřice, roztoky Vzhled: Skupina látek, popsaných v tomto záznamu zahrnuje nebezpečné chemikálie, které nemají samostatně přidělené UN-číslo. Látky mají řadu obdobných vlastností (zdravotní účinky, způsoby hašení, reaktivitu), ale jejich vzhled se může lišit. Jedovatá látka. Při požáru se mohou tvořit jedovaté a dráždivé plyny[8]. Hodnocení: V závislosti na typu pryskyřice se jejich vlastnosti mohou lišit.
3.3
Nitrily jedovaté Vzhled: bezbarvé jehličky nebo prášek se slabým zápachem. Rozpustnost: Látka je rozpustná ve vodě v množství 0,6 g/l. S vodou tvorba jedovatých směsí. Látka rozpustná v etheru, alkoholu, chloroformu a benzolu. POZOR! Při úniku látky do kanalizace nebo do odpadních vod možnost vzniku jedovatých směsí[8]. Hodnocení: Velmi nebezpečná látka! Dýchací přístroj a úplný ochranný oblek nutný !
12
3.4
Styren Vzhled: Bezbarvá kapalina s charakteristickým zápachem. Při expozici se významně uplatňuje pronikání látky pokožkou. Faktor přepočtu z mg/m3 na ppm: 0,235 [při teplotě 25°C a tlaku 100 kPa] Zdravotní nebezpečnost: 2 Nebezpečná látka! Dýchací přístroj a ochranný oblek nutný!
Reaktivita: reaguje s oxidačními činidly, peroxidy, silnými kyselinami, chloridem hlinitým, katalyzátory vinylové polymerace snadno reaguje s halogeny v přítomnosti UV záření smísení s chlorosulfonovou kyselinou v uzavřené nádobě způsobí vzrůst teploty a tlaku Příznaky a zdravotní ohrožení: Páry dráždí oči a dýchací cesty. Po styku s pevnou látkou resp. s tekutinou silné podráždění očí a kůže. Při delším působení event. až tvorba puchýřů. Pálení očí a v dýchacích cestách. Kašel, bolesti hlavy, zvracení, závratě, ospalost, bezvědomí. Krátkodobý účinek: koncentrace nad 0,08% dráždí okamžitě sliznice. Nízká nejvýše přístupná koncentrace (NPK-P) spočívá právě na tomto prahu dráždění. Koncentrace 1% je do 30-60 min. pravděpodobně smrtelná hodnota. Toxicita: Sloučenina je vstřebána do organismu po všech způsobech aplikace; hlavním vstupem do organismu je dýchací trakt, vstřebávání kůží je zanedbatelné. Vzhledem k hodnotám získaným po orální a inhalační aplikaci u pokusných zvířat (potkan) lze ve smyslu direktivy EEC 67/548 hodnotit styren jako látku nebezpečnou. Nejvýraznějším účinkem látky je účinek dráždící, ve vyšších koncentracích nastává deprese CNS. (U experimentálních zvířat při inhalační expozici byla časná smrt způsobena účinky styrenu na NS - paralýza dýchání, pozdější úhyny byly způsobeny pneumonií v důsledku dráždivých změn v dýchacím traktu, byl zjištěn i edém plic). Při akutních i opakovaných či dlouhodobých expozicích bylo u zvířat zjištěno poškození jater a ledvin a poruchy krvetvorby. Styren působí mírné až střední podráždění kůže, střední až silné podráždění oka. Poškození rohovky způsobené proniknutím kapaliny se obvykle velmi rychle vyhojilo (do 48 hodin), jen ojediněle trvalo hojení déle (3- 30 dní). U profesionálně exponovaných osob působí látka "styrenové onemocnění"- bolesti hlavy, závratě, únavu, projevy deprese nebo pocit opilosti, byly zjištěny změny EEG. K chronickým projevům patří poruchy funkce NS -
13
pseudoneurastenický syndrom, periferální neuropatie, změny čití (čichu), konjuktivitida, dermatitida. Látka se kumuluje u savců v tukové tkáni, při větší expozici v mozku, játrech, ledvinách. Přestože některé výsledky experimentů zaměřené na účinky na reprodukci, mutagenitu a karcinogenitu jsou negativní nebo provedené studie byly neadekvátní, je nutno pohlížet na styren jako na látku potenciálně poškozující reprodukci a potenciální karcinogen[8]. Hodnocení: Z uvedených hodnot lze látku hodnotit ve smyslu direktivy EEC 67/548 jako látku nebezpečnou pro vodní organismy (R 51). Styren je látka potenciálně poškozující reprodukci a je potencionální karcinogen.
3.5
Oxid chromitý Vzhled: Zelený beztvarý prášek, nerozpustný, stálý na světle, těžko tavitelný (taví se ve skle a barví je zeleně). Rozpustnost: Látka je nerozpustná ve vodě i rozpouštědlech. Zdravotní nebezpečnost: Zdravotně nebezpečná látka, nebezpečí popálenin Podezření na karcinogenitu[8]. Hodnocení Škodlivé při vdechování, ve styku s pokožkou a při požití. Dráždí oči, dýchací systém a pokožku. Stykem s pokožkou může dojít k senzibilizaci. Podezření na karcinogenitu.
3.6
Saze Rozpustnost: Látka je nerozpustná ve vodě i jiných rozpouštědlech. Při úniku látky do kanalizace nebo do odpadních vod nebezpečí požáru a výbuchu. Toxicita: Látka je nebezpečná pro vodní organismy již při nízkých koncentracích[8]. Hodnocení: Vysoce zánětlivé. Dráždí oči a dýchací systém
3.7
Síra Vzhled: 14
Žlutá až hnědá pevná látka nebo krystalky, hrubý zrnitý prášek nebo jemný prášek. Rozpustnost: Látka je jen málo rozpustná ve vodě. V ostatních látkách: málo rozpustná v alkoholu, etheru; rozpustná v sirouhlíku (1 g/2 ml), benzenu (kolem 2,4 % při 30°C, poněkud více při vyšších teplotách), toluenu[8]. Hodnocení: Nebezpečná látka! Dýchací přístroj a ochranný oblek nutný!
4
Shrnutí důležitých faktů
S ukončením výroby azbestových třecích materiálů k 1.1.1993 odpadlo další jejich šíření do prvovýroby. Výrobky, které byly na skladech se časem vyprodaly. Ale azbest je stále v oběhu. Můžeme jen odhadovat, kolik aut má toto zastaralé a hlavně životu nebezpečné brzdové obložení. Problém tvoří velký podíl starých aut na naších komunikacích, které byly obložením vybaveny z prvovýroby.
15
Jestliže vlastníte nějaký starší vůz a budete-li provádět výměnu brzdových segmentů svépomocí, dbejte na ochranu vlastního zdraví použitím rukavic a respirátoru. Azbest byl zařazen mezi nebezpečné chemické látky, které jsou klasifikovány jako: a) karcinogenní které po vdechnutí, požití nebo proniknutí kůží mohou vyvolat nebo zvýšit četnost výskytu rakoviny b) mutagenní které po vdechnutí, požití nebo proniknutí kůží mohou vyvolat nebo zvýšit četnost výskytu genetických poškození. c) Dle výzkumů je prokázáno genetické poškození lidí zpracovávající azbest. Připomeňme si, že azbest nebyl problém jen lidí, kteří s ním každý den přicházeli do kontaktu. Otec pracující v továrně na zpracování azbestu nosil smrtonosné jemné bílé vlákno na svém oděvu až domů k rodině, kde jeho dcera prala zaprášené prádlo. A tím se nevědomky vystavovala nebezpečným účinkům azbestu. V důsledku každodenního nevědomého vystavování se účinkům azbestu došlo k zaprášení plic – azbestózy. Takovýto případ nebyl ojedinělý. Musí začít trpět celá společnost, aby si člověk všimnul, že něco není v pořádku ? Z předchozího hodnocení vybraných látek, z kterých se mohou skládat třecí směsi vyplývá, že řada z nich je velice nebezpečná. U řady z nich je podezření na karcinogenitu! A většina jich je jedovatých, nebo vyžadují respirační přístroje. U Kovokeramických (bezazbestových) směsí nejsou prozatím žádné účinky na zdraví, či závažné znečišťování životního prostředí známé. Další používání tohoto nového sortimentu brzdových směsí ukáže, zda se některé dostanou na listinu zakázaných látek, nebo budou vyhovovat zpřísňujícím se ekologickým limitům.
4.1
Srovnání azbestových a kovokeramických třecích směsí
Azbest byl těžko nahraditelná surovina s vynikajícími fyzikálními a chemickými vlastnostmi a výbornými brzdovými vlastnostmi, měl menší opotřebení a na svojí dobu byl nejlevnější surovinou. Azbest však vytlačily zvyšující se nároky na bezpečnost dopravních prostředků, čistota životního prostředí, zdraví populace, zvyšující se výkony automobilů (rychlost) 16
i nároky na životnost obložení (šetření energií). Pro tyto důvody vznikl nový druh třecích materiálů, kovokeramické třecí směsi, souhrnně označované jako bezazbest.
Závěr Životni prostředí je třeba chránit pro příští generace. I takto malý střípek v podobě změny třecích směsí je velice důležitý v globálním působením na životní prostředí i život samotný.
Chtěli bychom poděkovat lidem, bez jejichž podpory a zájmu by tato práce nemohl vzniknout: doc. Ing. Břetislav Till CSc. Za společnost Federal Mogul Kostelec nad Orlicí generálnímu řediteli Ing. Pavel Dusil a pracovníkům společnosti Federal Mogul jmenovitě: JuDr. Jaroslav Vyskočil, Ing. Josef Mor, Jaroslav Korcina, Jan Plašil.
Použité informační zdroje [1]
KOLEKTIV AUTORÚ. MALÁ ČESKÁ ENYKLOPEDIE VI. Svazek Š-Ž. Praha: ACADEMICA, 1987. ISBN 21-095-87.
[2]
REMY, H. Anorganická chemie. Praha: SNTL, 1972. str. 542-547. ISBN 11-0167-72.
17
[3]
HYAN, T. Azbest. VTM, 1992, roč. 71, č. 3, str.43, 63.
[4]
KOLEKTIV AUTORŮ. Lékařské repetitorium. Praha: AVICENUM, 1981. str. 1399-1400. ISBN 08-132-81.
[5]
KOZMÍK, Z. Vliv azbestu na život. Vesmír, 1997, roč. 76, č. 5, s. 271-273, 280.
[6]
zákon č. 65/1965 Sb., zákoník práce [online]. [cit. 2002 – 11 - 23]. Dostupné z WWW:
.
[7]
PLŠEK, B. Sportovní úpravy Škoda 105/120/130. Praha: Computer Press, 2001. ISBN 80-7226-451-6.
[8]
Informační systém DOK. [online]. [cit.2002 – 11 -23]. Dostupné z WWW: .
[9]
KOLEKTIV AUTORŮ. Instrukce pro záběh brzdových kotoučů a třecích segmentů [online].[cit. 2002 – 11-23] Dostupné z WWW: .
18
Příloha č.1: NAŘĺZENĺ VLÁDY ze dne 18. dubna 2001, kterým se stanoví podmínky ochrany zdraví zaměstnanců při práci Vláda nařizuje podle § 133a odst. 6 a § 134c odst. 7 a k provedení § 134 písm. a) až c) zákona č. 65/1965 Sb., zákoník práce, ve znění zákona č. 155/2000 Sb.: ČÁST PRVNĺ ZÁKLADNĺ USTANOVENĺ §1 (1) Tímto nařízením se stanoví rizikové faktory pracovních podmínek, jejich členění, hygienické limity, způsob jejich zjišťování a hodnocení, minimální rozsah opatření k ochraně zdraví zaměstnanců, rozsah a bližší podmínky poskytování ochranných nápojů a hygienické požadavky na pracovní prostředí a pracoviště. (2) Toto nařízení se nevztahuje na uměleckou a artistickou činnost, s výjimkou dílen umělecké výroby, a dále na prodejní stánky umístěné na volném prostranství, s výjimkou stánků provozujících stravovací služby. Na pracoviště provozoven stravovacích služeb se nevztahují požadavky upravené v § 3 a 4, § 6, § 25 a 26, § 28 ani v přílohách č. 1, 4, 6 a 11 k tomuto nařízení. (3) Tímto nařízením nejsou dotčeny obecné technické požadavky na výstavbu1) a zvláštní požadavky na pracovní prostředí a pracoviště stanovené zvláštními právními předpisy.2) (4) Podle tohoto nařízení se hodnotí podmínky ochrany zdraví žáků středních škol včetně učilišť, odborných učilišť, speciálních škol a školských zařízení při práci, která je součástí přípravy na povolání. Pracoviště dalších právnických nebo fyzických osob, které mají oprávnění k činnosti v daném oboru, pokud se na nich provádí příprava žáků na povolání, musí vyhovovat požadavkům tohoto nařízení. §2 Při zjišťování a hodnocení faktorů pracovních podmínek se postupuje podle tohoto nařízení a zvláštních právních předpisů.3) Není-li zjišťování a hodnocení faktorů pracovních podmínek takto upraveno, postupuje se podle metod obsažených v české technické normě. Při použití jiné metody musí být doloženo, že je z hlediska záchytnosti, přesnosti a reprodukovatelnosti výsledků alespoň ekvivalentní metodě uvedené v české technické normě. ČÁST DRUHÁ RIZIKOVÉ FAKTORY PRACOVNĺCH PODMĺNEK A MINIMÁLNĺ OPATŘENĺ § 14 Hodnocení zdravotního rizika chemických faktorů a prachu (1) Hodnocení zdravotního rizika pro zaměstnance, kteří jsou při práci vystaveni účinkům chemických látek a chemických přípravků4) (dále jen "chemické látky") nebo prachu, které se považují za zdraví škodlivé, zahrnuje a) zjištění přítomnosti chemické látky a prachu na pracovišti, b) zjištění nebezpečných vlastností chemické látky a prachu, které mohou mít vliv na zdraví zaměstnanců, c) využití údajů z bezpečnostních listů upravených zvláštním právním předpisem,4) d) zjištění úrovně, typu a trvání expozice, 19
e) popis technologických a pracovních operací s chemickou látkou nebo spojených s vývinem prachu, f) využití dat o přípustných expozičních limitech, nejvyšších přípustných koncentracích nebo ukazatelích biologických expozičních testů, zejména přijatých členskými státy Evropské unie, g) posouzení účinku opatření, která byla stanovena příslušným orgánem ochrany veřejného zdraví, h) využití závěrů již provedených lékařských prohlídek a vyšetření a dalších informací z dostupných zdrojů. (2) Přípustné expoziční limity jsou celosměnové časově vážené průměry koncentrací plynů, par nebo aerosolů v pracovním ovzduší, jimž mohou být podle současného stavu znalostí vystaveni zaměstnanci při osmihodinové pracovní době,5) aniž by u nich došlo i při celoživotní pracovní expozici k poškození zdraví, k ohrožení jejich pracovní schopnosti a výkonnosti. Výkyvy koncentrace chemické látky nad hodnotu přípustného expozičního limitu až do hodnoty nejvyšší přípustné koncentrace musí být v průběhu směny kompenzovány jejím poklesem tak, aby nebyla hodnota přípustného expozičního limitu překročena. Přípustné expoziční limity platí za předpokladu, že zaměstnanec je zatěžován tělesnou prací, při které jeho průměrná plicní ventilace nepřekračuje 20 litrů za minutu, a doba výkonu práce nepřesahuje 8 hodin. V případě vyšší plicní ventilace nebo delší doby výkonu práce se přípustné expoziční limity stanoví podle části E přílohy č. 5 k tomuto nařízení. (3) Nejvyšší přípustné koncentrace chemických látek v pracovním ovzduší jsou koncentrace látek, kterým nesmí být zaměstnanec v žádném časovém úseku pracovní směny vystaven. S ohledem na možnosti chemické analýzy lze při hodnocení pracovního ovzduší porovnávat s nejvyšší přípustnou koncentrací dané chemické látky časově vážený průměr koncentrací této chemické látky po dobu nejvýše 10 minut. (4) Nejvyšší přípustné koncentrace a přípustné expoziční limity chemických látek, jakož i zásady pro stanovení přípustných expozičních limitů směsí chemických látek a dále základní zásady hodnocení inhalační expozice a strategie měření škodlivin v pracovním ovzduší jsou upraveny v příloze č. 2 k tomuto nařízení. Přípustné expoziční limity pro prach a postup při stanovení azbestových a jiných vláken je upraven v příloze č. 3 k tomuto nařízení. Inhalační expozicí se rozumí expozice chemickým látkám nebo prachu cestou dýchacího ústrojí. (5) Hodnocení zdravotního rizika musí být provedeno i s ohledem na další činnosti, jako je například údržba nebo úklid, u nichž lze z jejich povahy předpokládat, že mohou být spojeny s možností značného zvýšení expozice zaměstnanců chemickým látkám nebo prachu. Hodnocení zdravotního rizika musí brát v úvahu též možnost nehod a havárií. Pokud nepostačují dostupná technická opatření k omezení expozice zaměstnanců při takových činnostech a situacích na hygienicky přijatelnou míru, musí být a) do doby odstranění příčin abnormální expozice omezen počet zaměstnanců jen na ty, kteří provádějí nezbytné práce, b) zaměstnancům podle písmene a) poskytnuty osobní ochranné pracovní prostředky odpovídající dané chemické látce nebo prachu a očekávané míře expozice, c) kontaminovaný prostor vymezen kontrolovaným pásmem, jde-li o havárii spojenou s únikem chemických látek do pracovního prostředí a pokud je to účelné vzhledem k povaze uniklých látek a jejich množství. Doba expozice zaměstnanců chemickým látkám, kteří vykonávají v kontrolovaném pásmu nezbytné práce, musí být zkrácena na co nejmenší míru. (6) Hygienicky přijatelnou mírou podle odstavce 5 se rozumí snížení rizika na úroveň stanovenou přípustnými expozičními limity a nejvyššími přípustnými koncentracemi.
20
(7) Kontrolovaným pásmem se rozumí ucelená a jednoznačně určená část pracoviště, oddělená od ostatního prostoru, viditelně označená a zajištěná tak, aby do ní nemohly vstupovat nepovolané osoby. § 21 Ochrana zdraví při práci s azbestem a jiných pracích, které mohou být zdrojem expozice azbestu (1) Azbestem se rozumí vláknité silikáty, kterými jsou aktinolit, amosit, anthofylit, chrysotil, krokydolit a tremolit. (2) Sledovaným ukazatelem expozice zaměstnanců azbestu je početní koncentrace vláken o rozměrech délka větší než 5 mm, průměr menší než 3 mm a poměr délky k průměru větší než 3 : 1 v pracovním ovzduší. (3) Při práci s azbestem musí být dodržována opatření k ochraně zdraví podle § 19, a to v rozsahu odpovídajícím jeho fyzikálním a chemickým vlastnostem. Pro tyto práce se zřizuje kontrolované pásmo obdobně podle § 20 odst. 2. (4) Koncentrace azbestu v pracovním ovzduší musí být snížena na co nejmenší rozumně dosažitelnou míru, vždy však na hodnotu nižší, než je hodnota přípustných expozičních limitů stanovená pro daný druh azbestu v příloze č. 3 k tomuto nařízení. (5) Měření a hodnocení azbestu v ovzduší pracovišť se provádí způsobem stanoveným v příloze č. 3 k tomuto nařízení, a to nejméně každé 3 měsíce a vždy, když dojde k provedení technické nebo technologické změny, která může ovlivnit expozici zaměstnanců. Četnost měření může být snížena na jedno za rok, nedošlo-li k podstatné změně pracovních podmínek a výsledky dvou předcházejících měření nepřekročily polovinu přípustného expozičního limitu. (6) Při odstraňování staveb nebo jejich částí, v nichž byly použity stavební materiály obsahující azbest, musí být dodržena tato opatření k ochraně zdraví zaměstnanců: a) technologické postupy používané při zacházení se stavebními materiály obsahujícími azbest musí být upraveny tak, aby se předcházelo uvolňování azbestového prachu do ovzduší, b) azbest a materiály obsahující azbest musí být odstraněny, je-li to možné, před prováděním prací, c) odpady z materiálů obsahujících azbest musí být sbírány a odstraňovány z pracoviště v utěsněných obalech označených nápisem upozorňujícím na obsah azbestu, d) prostor, v němž se provádí odstraňování staveb nebo jejich částí, musí být vymezen kontrolovaným pásmem; v kontrolovaném pásmu nelze jíst, pít ani kouřit; pro tyto účely musí být vyhrazeno a řádně označeno místo, které není kontaminováno azbestem, e) zaměstnanci v kontrolovaném pásmu musejí být vybaveni ochranným oděvem a osobními ochrannými pracovními prostředky k zamezení expozice azbestu dýchacím ústrojím. Ochranný oděv musí být ukládán odděleně od občanského oděvu na místě k tomu určeném a řádně označeném; po každém použití musí být provedena kontrola, zda není ochranný oděv poškozen, a musí být vyčištěn. Je-li ochranný oděv poškozen, musí být před dalším použitím opraven. Bez kontroly a následně provedené opravy nebo výměny poškozené části nelze ochranný oděv znovu použít. Ochranný oděv zůstává na označeném místě u zaměstnavatele. Pokud je prán nebo čištěn mimo podnik zaměstnavatele, přepravuje se v uzavřených kontejnerech, f) pro zaměstnance musí být zajištěny umývárny, sprchy a další sanitární zařízení a pomocná zařízení potřebná s ohledem na povahu práce, g) musí být vypracován plán prací obsahující údaje o 1. místu vykonávané práce, 2. povaze a pravděpodobném trvání práce,
21
3. metodách používaných pro práce s materiály obsahujícími azbest, 4. zařízení používaném pro ochranu zdraví zaměstnanců vykonávajících práci s azbestem a materiály obsahujícími azbest a pro ochranu jiných osob přítomných na pracovišti a v blízkosti pracoviště, 5. opatřeních k ochraně zdraví při práci. (7) Opatření uvedená v odstavci 6 písm. a), c), d), e) a f) se vztahují i na jiné práce, které mohou být zdrojem expozice azbestu. (8) Hlášení o pracích, při nichž jsou nebo mohou být zaměstnanci exponováni azbestu, musí obsahovat náležitosti stanovené zvláštním právním předpisem.9) (9) Tímto ustanovením nejsou dotčeny povinnosti osob a podmínky pro zacházení s azbestem stanovené zvláštním právním předpisem.4) [6]
Příloha č.2: Instrukce pro záběh brzdových kotoučů a třecích segmentů Ferodo Racing DS 2000, DS 2500, DS 3000 Pro využití vysoce výkonných třecích materiálů FERODO, dosažení jejich optimálního brzdného účinku a životnosti je nutno dodržet pokyny pro aplikaci a záběh. Brzdové kotouče - záběh: Zkontrolujte, zda kotouče odpovídají pro daný typ vozidla a druh použití. Před montáží brzdové kotouče důkladně zbavte všech nečistot (antikorozní ochrana z výroby apod.). 22
Montáž proveďte dle instrukcí výrobce vozidla nebo nápravy. Zkontrolujte bezchybnou funkci brzdové soustavy, zvláště pak brzdových třmenů. Pro záběh brzdových kotoučů použijte původní "jeté" třecí segmenty!!! (použité, "jeté" třecí segmenty neobsahují v třecí ploše pojiva a pryskyřice). Při zabíhání je potřeba dosáhnout při brzdění teploty okolo 300 500 °C. Při této teplotě dojde k otevření mikropórů slitiny, ze které jsou kotouče vyrobeny. Do těchto mikropórů je při brzdění vnášen třecí materiál z destiček a tm vznikne optimální třecí plocha na povrchu kotouče. Záběh provádějte do té doby, dokud nedocílíte tohoto efektu (dosednutí třecích segmentů) v celé pracovní ploše brzdových kotoučů (zpravidla 2-3 okruhy). Potom původní třecí segmenty vyjměte a nahraďte novými. Tento postup proveďte i v případě, že se jedná o použité brzdové kotouče s renovovanou třecí plochou. Renovací dojde k odstranění třecí plochy kotouče, která obsahuje části třecího materiálu (tloušťka této vrstvy se pohybuje v rozmezí 0,15-0,25 mm). Třecí segmenty – záběh Zkontrolujte, zda třecí segmenty odpovídají pro daný typ vozidla a druh použití. Proveďte montáž dle instrukcí výrobce vozidla nebo nápravy. Přesvědčte se o správné funkci brzdové soustavy, zvláště pak brzdových třmenů. Záběh proveďte tak, abyste dosahovali při brzdění nízkých teplot do 350 °C. Při těchto teplotách se vyloučí různá pojiva a pryskyřice a pohybem kotouče se vytěsní z třecí plochy. Tím vznikne v třecí ploše optimální skladba materiálů zaručující vysoký výkon brzdy. Pokud bychom výrazně překročili uvedené teploty, vylučovací pojiva a pryskyřice vytvoří sklovitou vrstvu na povrchu destičky a brzdového kotouče. Výsledkem je potom nízký a nestejnoměrný výkon brzdy. Nízký výkon dosáhneme též v případě, že pro záběh třecích segmentů použijeme nový "nejetý" brzdový kotouč. Při ohřevu dojde ke vnesení vylučovaných pojiv a pryskyřic do otevřených mikropórů brzdového kotouče. Pokud je to možné, nezabíháme nové třecí segmenty na nových kotoučích. Například firmy Brembo a AP řeší problém nutné rychlé výměny dodávkami již zaběhnutých sad kotoučů a destiček (záběh prováděn na zkušebním stavu při plné kontrole teplot). Záběh třecích segmentů provádějte do doby dosednutí v celé pracovní ploše (zpravidla 3-4 okruhy). Na dobu záběhu má výrazný vliv pracovní plocha kotoučů a stav brzdové soustavy, zejména brzdových třmenů. Tato pravidla platí i pro sériovou výrobu. Problém vnášení vylučovaných pojiv a pryskyřic z nových destiček na nové kotouče řeší FERODO patentovanou technologií (scorching). Jedná se o krátkodobý vysokoteplotní ohřev třecí plochy destičky na konci výrobního procesu. Zabíhejte tedy brzdy i v sériovém provedení postupným zvyšováním zátěže po dobu 500 1000 km[9].
23
