Розрахунок інтенсивності опромінення лазерним випромінюванням

Ступінь впливу лазерного випромінювання в значній мірі залежить від довжини хвилі випромінювання. В даному випадку λ=10,6 мкм. При безперервної генерації лазерного випромінювання гранично допустимий рівень (ПДУ) лазерного випромінювання визначається за таблицями і для рогівки ока і шкіри при тривалості впливу випромінювання ῖ =10 с відповідає: =20 Дж/ .

Схемою розрахунку опромінення рогівки ока променем лазера, відбитим від поверхні наведена на рисунку 29. У разі загартування променем лазера випромінювання буде направлено перпендикулярно до оброблюваної поверхні q, отже, розрахункові формули мати більш простий вигляд.

На рисунку 29 показано опромінення рогівки ока 2 променем ἱ, відбитим від поверхні q, розташованої відстані r₁ від вихідного вікна лазера. Кут між нормаллю до поверхні і напрямком розповсюдження випромінювання θ₁=0.

Енергетична освітленість поверхні в цьому випадку:

 

де Р - максимальна вихідна потужність випромінювання: Р=1500 Вт; k₁-коефіцієнт ослаблення випромінювання на шляху від лазера до рогівки

 

 

 

Рис. 4.10.1. Схема опромінення роговиці ока: а) прямим лазерним випромінюванням; б) вторинним (дзеркально відбитим, дифузно відбитим і розсіяним) лазерним випромінюванням; q - відбиваюча поверхня. k1 - коефіцієнт ослаблення випромінювання на шляху від лазера до рогівки ока (у виробничих умовах, коли відстань не перевищує десятків метрів, значення коефіцієнта приймає k₁=1);S_q- площа плями на поверхні q (см), визначається за формулою:

 

=

Отже:

Для ока 2 поверхню q є джерелом випромінювання, випромінювальна здатність якого становить:де р=0,45- альбедо (коефіцієнт відбиття від поверхні q).
Отримуємо:

При дифузійному відображенні енергетична яскравість не залежить від кута спостереження і пов'язана з енергетичним потоком лазерного випромінювання співвідношенням.

Опроміненість рогівки ока спостерігається, на відстані r² від поверхні q, дорівнює добутку енергетичної яскравості джерела в напрямку спостереження назначення тілесної переваги, під яким він видимий з точки спостереження:

 

Порівняємо виміряний рівень енергетичної експозиції (розрахункове ) з ПДУ: =358,1 Дж/ Дж/

Отже, опромінення вважається небезпечним незалежно від геометрії джерела випромінювання.

Тому для спостереження за ходом технологічного процесу не допускається візуальний контроль, контроль використовується з застосуванням відеокамери з виводом інформації на дисплей, розташований в безпечній зоні.Зона обробки захищена екранами.

4.12. Система заходів та засоби забезпечення лазерної безпеки.

У нормативній документації встановлена єдина система забезпечення лазерної безпеки, що складаються з технічних засобів зниження небезпечних і шкідливих виробничих факторів, організаційних заходів та контролю умов праці на лазерних технологічних установках. Нижче перераховані конкретні заходи щодо забезпечення лазерної безпеки обслуговуючого персоналу.

1. Технічні засоби:

Технічні кошти передбачаються на стадії проектування і монтажу лазерних технологічних установок, організації робочих місць і виборі експлуатаційних параметрів обробки. До них відносяться лазерний технологічний комплекс, що розміщується в окремому, спеціально обладнаному приміщенні. Доступ в приміщення дозволяється тільки особам, які безпосередньо працюють на установці. Внутрішня поверхня приміщення не повинна мати поверхонь з коефіцієнтомвідображення більш 0,4. Стіни, стеля і підлога мають матову поверхню, що забезпечує розсіяне відбиття лазерного випромінювання. Стіни пофарбовані до стелі, фарбування дверей - під колір стін. Для забезпечення належної безпеки під час експлуатації установка обслуговується двома операторами.Для обмеження доступу в приміщення сторонніх осіб на дверях, які повинні бути постійно закритими, вивішується попереджувальний знак лазерної небезпеки і світлове табло "Стороннім вхід заборонено".
В конструкції установки передбачена спеціальна захисна заслінка, дублююча перекриття променя робочого технологічного лазера при проведенні юстирування оптичної системи і ремонту при включеному випромінюванні.

Лінзи, призми, дзеркала забезпечені екранами, приглушують виникаючі дзеркально відбиті випромінювання. По можливості весь лазерний пучок каналізується. Шлях пучка випромінювання маркований забарвленням оправ, діафрагм, бленд і тубусів по яких проходить випромінювання.Передбачено застосування засобів індивідуального захисту: технологічні халати, рукавички та окуляри.

Технологічні халати виготовлені з бавовняного або бязевого матеріалу світло-зеленого або блакитного кольору. Рукавички застосовуються в тих випадках, коли існує небезпека впливувипромінювання на шкірний покрив.

В захисних окулярах застосовуються спеціальні світлофільтри, що затримують випромінювання, але пропускають випромінювання у видимому діапазоні. Для даної установки застосовуються проти лазерні окуляри БС-15, виготовлені з безбарвного скла, яке не пропускає випромінювання з довжиною хвилі 10,6 мкм.

2. Організаційні заходи:

На робочому місці є інструкції по техніці безпеки і експлуатації установки, схема лазерно-небезпечної зони. Персонал повинен бути навчений методам надання першої допомоги при ураженні лазерним випромінюванням, електричним струмом та іншими небезпечними факторами.

Об'єкти контролю:

Оскільки при зменшенні загальної освітленості приміщення яскравість адаптації падає, а зіниця ока відповідно розширюється існує правило, згідно з яким приміщення повинно бути достатньо освітлене, що призводить до зменшення освітленості на сітківці, тобтозменшення ймовірності ураження органів.

Для запобігання попадання в повітряне середовище шкідливих хімічних речовин, різання матеріалів проводиться у захисній витяжної камері, що забезпечує екранування і достатню герметизацію простору робочої зони. Швидкість руху повітря в перерізі отворів захисної витяжної камери дорівнює 0,5...2 м/с.

При експлуатації лазерного технологічного комплексу дотримуються наступні заходи безпеки відповідно до ГОСТ 12.1. 005-88[7]:

1. Обслуговування лазера відбувається в суворій відповідності правилам технічної експлуатації установок з елементами під електричною напругою понад 1000 В, ГОСТ 12.1.009-76.

2. Лазер експлуатується відповідно до СНиП 2392-81, ГОСТ 12.1.040-83, а також ГОСТ 12.1.031-81.

3. Монтаж, налагодження й ремонт лазера провадяться з дотриманням вимоги правил техніки безпеки, прийнятих даним підприємством.

4. Приміщення, у якому розташований лазер, обладнаний протипожежним інвентарем, вуглекислородними вогнегасниками марок ОЧ-5, ОЧ-8, ОЧ-100, ящиками з піском, діелектричними рукавичками, попереджувальними плакатами й медичною аптечкою.

5. Транспортування лазерного випромінювання здійснюється по закритому променєводу.

6. Зона обробки деталі лазерним випромінюванням обладнана витяжною

вентиляцією й при необхідності, захисними екранами й огородженнями.

7. Балони зі стисненим газом встановлюються на відстані не менш 5 м від лазерного випромінювання й не менш 1 м від радіаторів опалення й надійно

закріплюються в рамці.

8. Огляд, ремонт, чищення й налагодження установки провадяться під час

повної її зупинки й тільки після відключення напруги.

9. У місцях обслуговування передбачені діелектричні килими ГОСТ 4997-75.

10. При перервах і закінченні роботи електричний ланцюг установки виключений

 

(розімкнута), а вентилі редукторів робочих газів закриті.

11. Робітники, зайняті на лазерній обробці, проходять періодичний медичний огляд не рідше одного разу в рік.

Забороняється:

1. Включати лазер при відкритих дверцятах джерела живлення (із цією метою дверцята оснащені блокуванням типу кінцевих вимикачів МП 110744).

2. Перебувати в розташуваннях лазерів людей, не пов'язаних з його роботою.

3. Операторові залишати своє робоче місце під час роботи лазера.

4. Здійснювати візуальний контроль за дією на оброблювану деталь лазерного випромінювання без застосування спеціальних засобів захисту очей у вигляді масок, окулярів.

Отже при роботі з лазерним технологічним комплексом треба дотримуватися всіх правил безпеки, обов’язково надягати захисні окуляри та враховувати можливі вражаючі фактори. Необхідно неухильно дотримуватися правил експлуатації лазера та високовольтного обладнання для того, щоб уникнути непередбачуваних випадків та трагедій на виробництві.

 

Висновок

Дотримання заходів охорони праці дозволить не тільки уникнути небезпечних випадків під час експлуатації обладнання і травмування працівників, а й підвищить продуктивність виробничого процесу.

При роботі в ливарному цеху, а також з лазерною установкою слід надягати захисний одяг і допоміжні елементи, що зменшують шкідливий вплив факторів небезпеки котрі присутні у цих двох виробничих процесах. А своєчасна перевірка технічного стану дозволить мінімізувати витрати пов'язані з простоєм виробництва через поломки основних механізмів технологічного процесу.