ЗАЩИТА ОТ ИНФРАКРАСНЫХ ИЗЛУЧЕНИЙ
Инфракрасное (теплое) излучение (ИК) возникает везде, где температура выше абсолютного нуля. Подавляющее большинство производственных процессов сопровождается выделением тепла, причем тепло выделяется как производственным оборудованием, так и материалами. Находясь вблизи расплавленных или нагретых материалов, нагретых поверхностей оборудования, пламени, человек подвергается действию ИК-излучения.
В результате поглощения излучающей энергии повышается не только температура тела человека, но и конструкций производственных помещений, оборудования и находящихся в обращении материалов и инструментов, в результате чего резко повышается температура воздуха внутри помещения, что ухудшает параметры микроклимата рабочих мест производственных помещений. В организме человека также могут происходить и функциональные изменения.
ИК-излучение – это область электромагнитных волн с длиной волны от 0,76 до 540 мкм.
К естественным источникам ИК-излучения относится ИК радиация Солнца. К искусственным источникам ИК-излучения относятся любые поверхности, температура которых выше температуры тела человека.
По закону Стефана-Больцмана излучение абсолютно черного тела определяется:
 , | (11.1) |
где 
– интегральное излучение, Вт/м 2 ; 
– константа излучения абсолютно черного тела; 
– коэффициент излучения абсолютно черного тела; Т – температура излучаемого тела.
Излучение различных материалов описывается уравнением:
 , | (11.2) |
где 
– степень черноты.
Действие ИК-излучения на организм человека зависит от длины волны, которая обуславливает глубину проникновения. ИК-излучения подразделяются на 3 области:
А — 760 — 1500 нм коротковолновая;
В — 1500 — 3000 нм средневолновая;
С — более 3000 нм длинноволновая.
Проникающая способность ИК-излучения зависит от длины волны. Наибольшую проникающую способность имеет коротковолновое ИК-излучение (0,76-1.4 мкм), которое способно проникать в ткани человеческого тела на глубину несколько сантиметров и оказывать непосредственное воздействие на жизненно важные органы (мозг, сердце, печень и т.д.). ИК-лучи длинноволнового диапазона задерживаются в поверхностных слоях кожи. Основная реакция организма на ИК-излучение – повышение температуры участков тела.
Воздействуя на мозг, ИК-излучение вызывает «солнечный удар», человек при этом ощущает головную боль, головокружение, потемнение в глазах, потеря сознания. Особенно опасно воздействие на глаза.
ИК-излучение влияет на функциональное состояние человека, его центральную нервную систему, сердечно-сосудистую систему, учащается дыхание, повышается температура тела, усиливается потоотделение.
Таблица 11.1
Плотность потока энергии ИК излучения на рабочем месте
не должна превышать следующих значений
| Область | Длина волны, нм | Допустимая плотность потока энергии, Вт/м 2 | Примечания |
| А В С Д | 760 — 1500 500 — 3000 3000 — 4500 4500 — 10000 | При облучении более 50% поверхности тела При облучении 25-50% поверхности тела При облучении не более 25% поверхности тела При облучении не более 25% поверхности тела с обязательным применением СИЗ |
Потенциальная опасность облучения оценивается по величине плотности потока энергии и составляет 350 Вт/м 2 по ГОСТ 12.4.124-83.
Например: аргонодуговая сварка титанового сплава. Суммарный уровень облученности на расстоянии 0,2 м составляет 550 Вт/м 2 , на расстоянии 0,5–130 Вт/м 2 . Основные составляющие излучения:
Основные мероприятия, направленные на снижение опасности воздействия ИК-излучения:
1) снижение интенсивности излучения источника;
2) удаление рабочих мест от источника;
3) защитное экранирование источника или рабочего места;
4) теплоизоляция горячих поверхностей или их охлаждение;
5) использование средств индивидуальной защиты (спецодежда, очки со светофильтрами и щитки);
6) применение воздушного душирования;
7) лечебно-профилактические мероприятия (рациональный режим труда и отдыха).
Снижение интенсивности ИК-излучения источника достигается выбором технологического оборудования, заменой устаревшего оборудования, рациональной компоновкой оборудования.
Оградительные устройства – это конструкции, отражающие поток электромагнитных волн или преобразующие энергию ИК-излучения в тепловую, которая отводится и поглощается конструктивными элементами защитных устройств.
Тепловая изоляция – самый эффективный способ по уменьшению ИК-излучения и общих тепловыделений, также для предотвращения ожогов при прикосновении к этим поверхностям. Для снижения интенсивности излучения применяют водяное охлаждение.
Экраны применяют для экранирования источников излучения и рабочих мест. По принципу действия экраны подразделяются на теплоотражающие (из алюминиевой фольги, алюминия листового, белой жести), теплопоглощающие (металлические заслонки и щиты, футерованные огнеупорным кирпичом), теплоотводящие (сварные или литые конструкции, охлаждаемые протекающей внутри водой).
В зависимости от возможности наблюдения экраны подразделяются на: непрозрачные, полупрозрачные (металлические сетки, цепные навесы), прозрачные (силикатное или кварцевое стекло). Экраны могут быть изготовлены из металлической сетки или металлических цепей, интенсивно орошаемых водой. Сетка используется для экранирования нагретых продуктов переработки, а цепи – для открытых проемов печей.
К средствам индивидуальной защиты относятся (ГОСТ 12.4.123-83 ССБТ. Средства индивидуальной защиты от инфракрасного излучения. Общие технические требования): для защиты тела – спецодежда из сукна и брезента (ГОСТ 12.4.045-87 ССБТ. Костюмы мужские для защиты от повышенной температуры. Технические условия); для защиты глаз – светофильтры, применяемые в очках, щитках (ГОСТ 12.4.023-84 ССБТ. Щитки защитные лицевые. Общие технические требования и методы контроля).
Дата добавления: 2017-01-29 ; просмотров: 4644 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ
Источник
Интернет-каталог Казап
Вы здесь
Способы защиты от инфракрасного излучения на производстве
Инфракрасное излучение — определения
Представляют собой электромагнитное излучение с длинами волн:
область А 760-1500 нм
С более 3000 нм
Источники: открытое пламя, расплавленный и нагретый металл, стекло, нагретые поверхности оборудования, источники искусственного освещения и др.
Биологическое действие ИК излучения
ИК излучение играет важную роль в теплообмене. Эффект теплового воздействия на организм зависит: от плотности потока, длительности облучения, зоны воздействия, длины волны, которая определяет глубину проникновения излучения в тело человека.
Справедлив постулат для оптического диапазона — чем меньше длина волны, тем больше проникающая способность.
Следовательно, наибольшей проникающей способностью обладает излучение в области А, которое проникает через кожные покровы и поглощается кровью и подкожной жировой клетчаткой. Излучение областей В и С большей частью поглощается в эпидермисе.
При длительном нахождении человека в зоне ИК излучения происходит резкое нарушение теплового баланса тела; повышается температура, усиливается потоотделение соответственно с потерей нужных организму солей.
При длительном воздействии ИК излучения на глаза может развиться катаракта.
Нормирование ИК излучения
Нормируемой характеристикой явл. плотность потока энергии Е, Вт/м2, ПДУ для закрытых источников не более 100 Вт/м2, для открытых — не более 140 Вт/м2.
Теплоизоляция горячих поверхностей; охлаждение теплоизлучающих поверхностей; удаление рабочих (защита расстоянием); автоматизация/механизация производственных процессов; дистанционное управление; применение аэрации, воздушного душирования; экранирование источника излучения; применение кабин и ограждений; ср-ва индивидуальной защиты (спецодежда из хлопчатобумажной ткани с огнестойкой пропиткой, спецобувь, очки со светофильтрами из желто-зеленого или синего стекла, перчатки, рукавицы, защитные маски).
При плотности потока 2800 Вт/м2 или выше выполнение работ без ср-в индивидуальной защиты не допускается.
Контроль ИК излучения
Осуществляется оптимометрами, ИК спектрометрами (ИКС-10, 12, 14) а также спектрорадиометрами СРМ.
УФ излучение представляет собой электромагнитное излучение с длинами волн 1-400 нм. В связи с корреляцией эффекта биологического действия и длины волны весь диапазон разбит на 3 области:
Источники УФ излучения
Электрическая дуга, автогенная сварка, плазменная резка, напыление, лазерные установки, газоразрядные лампы, ртутно-кварцевые лампы, выпрямители и др. источники. УФ излучение оказывает на организм человека физико-химическое и биологическое действие. При длине волны от 400-315 нм — слабое биологическое действие; 218-315 нм — действие на кожу; 1-280 нм — действует на тканевые белки и липоиды. Высокое негативное действие на глаза — роговицу и конъюктиву. Длительное воздействие вызывает болезнь — электроофтальмию.
Нормирование УФ излучения
Плотность потока энергии Е= Вт/м2, ПДУ для области А — не более 10 Вт/м2, для В — 0.05 Вт/м2, С — 0.001 Вт/м2.
Средства защиты от УФ излучения
Экранирование источников излучения или рабочих, либо того и другого.
Дистанционное управление; рациональное размещение рабочих мест, специальная окраска помещений — пасты, мази.
Для экранирования применяется щиты, личные кабины, окрашенные в светлые тона.
Ср-ва индивидуальной защиты:
Термозащитная одежда — рукавицы, спецобувь, каски, щитки.
Для защиты кожи — специальные мази и пасты.
Измерение УФ излучения
Специальными УФ дозиметрами, а также спектрометрами ИКС — 9,12,14.
Лазерное излучение
Электромагнитное излучение с длиной волны от 0.2 до 1000 мкм. Различают области:
0.2-0.4 мкм — УФ область
0.4-0.75 мкм — видимая область
0.75-1 мкм — ИК область (ближняя).
Свыше 1.4 мкм — дальняя ИК область, слабо изучена.
Источниками лазерного излучения явл. оптические квантовые генераторы (лазеры), которые широко применяются в технике и науке.
Принцип действия лазеров основан на использовании вынужденного электромагнитного излучения, возникающего в результате возбуждения квантовой системы. Отличительными особенностями лазерного излучения явл:
— острая направленность луча
Эти св-ва позволяют получить исключительно высокие концентрации энергии в лазерном луче: 1010-1012 Дж/см2 или 1020-1022 Вт/см2.
Лазерное излучение по виду разделяется на:
— прямое (в узком телесном угле)
— рассеянное (от вещ-ва, через которое проходит лазерный луч)
— диффузно-отраженное от поверхности по всевозможным направлениям.
Опасные и вредные производственные факторы при работе лазеров делятся на основные и сопутствующие. Основные:
— собственно лазерное излучение, а также паразитное — отраженное и рассеянное.
— излучения, вредные химические в-ва и т.д.
Биологический эффект лазерного излучения
Зависит от энергетической экспозиции, энергетичности освещенности, длины волны, частоты, времени действия, а также от химических и биологических особенностей облучаемых тканей и органов.
Различают тепловое, энергетическое, фотохимическое и механическое действие на организм человека.
Прямое лазерное излучение опасно для органов зрения во всех случаях.
Возможны повреждения и в кожном покрове — от легкого покраснения до обугливания.
Возможны патологические изменения в крови и головном мозге.
Лазерное излучение (дальней ИК области) способны проникать через ткани тела и взаимодействовать с биологической структурой с поражением внутренних органов. Наиболее уязвимы внутренние окрашенные органы — печень, почки, селезенка.
Следствие — патологические сдвиги нервной, сердечно-сосудистой и эндокринной систем организма.
Параметры лазерного излучения
Делятся на энергетические и временные:
— энергия излучения Е=Дж/см2.
Временные: частота, длительность воздействия, длина волны.
Контроль лазерного излучения
Осуществляется с помощью приборов: «Измеритель-1 «, ЛДИ-2 и ИМО-2Н.
Сводится к следующему: этими приборами измеряется энергия или мощность лазерного излучения на рабочем месте персонала. Рассчитывается ПДУ для данного лазерного излучения (отдельно для первичных и вторичных эффектов). За ПДУ принимают меньшее значение. Далее сравнивают с опытными.
— на организационно-технические меры
Для каждой лазерной установки определяют размеры лазерно-опасной зоны, которые экранируются или ограждаются специальными знаками.
Наиболее эффективный метод борьбы — экранирование:
Для мощных лазерных установок применяется дистанционное управление. В помещениях отсутствуют отражающие поверхности.
Индивидуальная защита — очки со специальными светофильтрами (в зависимости от лазера)
Защита от ультрафиолетовых и инфракрасных лучей
Защита от ультрафиолетовых и инфракрасных лучей наиболее ответственна, так как глаз человека не восприимчив к ним. При работе с такими лазерами (например, с лазерами на углекислом газе) мишень должна тщательно экранироваться, а руки и одежду следует держать как можно дальше от нее. Надежную защиту глаз от невидимого инфракрасного излучения газового лазера на углекислом газе обеспечивает фильтр, выполненный из двух пластинок плавленого кварца.
Излучение газового лазера на гелий — неоне с генерируемой длиной волны 0,63 мкм эффективно задерживается фильтром из стекла Bg-18. Однако газовые и полупроводниковые лазеры могут генерировать помимо ультрафиолетового излучения и многие волны инфракрасной области, при этом инфракрасное излучение благодаря незначительной мощности какого-либо неблагоприятного воздействия на глаз (при кратковременном действии) не оказывает. Однако облучение на протяжении длительного времени может* вызывать необратимые поражения глаз.
Лазеры на углекислом газе с длиной волны излучения 10,6 мкм и мощностью свыше 100 кВт могут вызвать ожоги поверхностных слоев роговицы, поскольку такое излучение почти полностью ею поглощается. При работе с лазерами персонал должен быть одет в халаты, пользоваться защитными перчатками, специальными экранами для защиты кожи и защитными очками. В первую очередь следует обеспечить надежную защиту от прямого излучения. Технический персонал, работающий со сжиженными газами, должен обязательно работать в быстроснимающихся перчатках, в лицевой маске и защитных очках. Хранить сжиженные газы и пользоваться ими следует в строгом соответствии со специальной инструкцией. Таковы общие и индивидуальные меры по обеспечению требований по технике безопасности.
Воздействие инфракрасного излучения на здоровье
Поскольку в общем случае оптическое излучение не проникает в биологические ткани на большую глубину, то основное внимание стоит уделять глазам и коже. При соприкосновении с инфракрасным излучением больше внимания следует уделять термоэффекту.
В общем, глаза человека хорошо защищены от природного оптического излучения (Солнце). Эта защита распространяется также на яркое искусственное освещение.
Инфракрасное излучение воздействует преимущественно на сетчатку глаза, поскольку внутреннее вещество глаза пропускает свет.
Прозрачность хрусталика (глазной линзы) может уменьшиться, если смотреть прямо на источник яркого излучения ближнего инфракрасного диапазона.
Повреждения хрусталика случаются при длине волны до 3 мкм (яркий свет ближнего инфракрасного диапазона и видимый свет). Чем длиннее становится длина волны инфракрасного излучения, тем меньше оно достигает задней стенки глазного дна. Излучение среднего и дальнего инфракрасного диапазона в большей части поглощается в роговице глаза. Поглощение длинноволнового инфракрасного излучения в роговице глаза может привести к повышению температуры глаза. Интенсивное излучение дальнего инфракрасного диапазона может обусловить ожоги роговицы глаза аналогично ожогам кожи. Однако такие ожоги случаются редко, поскольку их предотвращает своевременная болевая реакция.
Исходящие от жара повреждения глаз, например, катаракта (серое бельмо) чаще всего встречаются у работников стеклодувной промышленности.
Инфракрасное излучение не проникает в тело на большую глубину, поэтому в случае интенсивного инфракрасного излучения чаще возникает локальный термоэффект и даже ожоги. Инфракрасное излучение с особенно большой длиной волны может вызвать высокую температуру и ожог экспонируемой части тела. Поскольку кожа способна отводить тепло, то время неблагоприятного воздействия зависит от интенсивности и времени соприкосновения. Например, инфракрасное излучение мощностью 10 кВт/м2 вызывает болевую реакцию за пять секунд; мощностью 2 кВт/м2 – приблизительно за 50 секунд.
В случае если экспозиция продолжается долго, тепловая нагрузка на тело может быть слишком велика, особенно если тепловой нагрузке подвержено всё тело (например, при работе перед железоплавильной печью). Следствием может оказаться выведенный из равновесия механизм терморегуляции организма. Восприятие такой среды зависит, в числе прочего, также и от личной способности работника переносить тепловые нагрузки, а также от условий окружающей среды (влажность, скорость движения воздуха). Без выполнения физической работы человек может переносить 300 Вт/м² в течение 8-часового рабочего дня, а при выполнении физической работы – всего лишь 140 Вт/м².
Способы защиты от инфракрасного излучения
Подавляющее большинство производственных процессов на пищевых предприятиях сопровождается выделением инфракрасного (теплового) излучения кап оборудованием, так и материалами. Находясь вблизи нагретых материалов, поверхностей оборудования, аппаратов, трубопроводов, пламени, человек подвергается воздействию инфракрасного излучения. Из-за его поглощения повышается не только температура человеческого тела, но и конструкции помещений (пол, стены, перекрытия), оборудования, инструмента. В результате может резко повыситься температура воздуха внутри помещения, что значительно ухудшит микроклимат рабочей зоны. Кроме того, воздействие инфракрасного излучения сопровождается морфологическими и функциональными изменениями в организме человека.
По физической природе инфракрасное излучение представляет собой поток материальных частиц обладающих волновыми и квантовыми свойствами.
Они представляют собой периодические электромагнитные колебания и в то же время являются потоком квантовых фотонов. Инфракрасные излучения охватывают область спектра с длиной волны, лежащей в пределах от 760 ни до 540 мкм. Энергии кванта лежит в пределах 0,0125—1,25 эВ.
Исследования показывают, что не менее 60 %, всей теряемой теплоты распространяется в окружающей среде путем инфракрасного излучение. По закону Стефана-Больцмана излучение абсолютно черного тела пропорционально четвертой степени его абсолютной температуры:
где E0 — интегральное излучение, Вт/м2; σ — константа излучения абсолютно черного тела; С — коэффициент излучения абсолютно черного тела; Т — температура излучаемого тела, К.
Источник
