Защита от лазерного излучения

Для выбора средств защиты лазеры классифицируются по степени опасности:

• класс I (безопасные) — выходное излучение не представ­ляет опасности для глаз и кожи;

• класс II (малоопасные) — выходное излучение представля­ет опасность для глаз прямым и зеркально отраженным излучением;

• класс III (опасные) — опасно для глаз прямое, зеркальное, а также диффузно отраженное излучение на расстоянии 10 см от диффузно отражающей поверхности и для кожи прямое и зеркально отраженное облучение;

• класс IV (высокоопасные) — опасно для кожи диффузно отраженное излучение на расстоянии 10 см от отражаю­щей поверхности.

Энергия лазерного луча уменьшается с расстоянием. Вокруг лазеров определяется граница лазерно-опасной зоны, которая может быть обозначена на полу помещения линией.

Наиболее эффективным методом защиты от ЛИ является эк­ранирование. Луч лазера передается к мишени по волноводу (световоду) или огражденному экраном пространству.

Для снижения уровня отраженного излучения линзы, приз­мы и другие предметы с зеркально отражающей поверхностью, устанавливаемые на пути луча, снабжаются блендами. Для защи­ты от отраженного облучения от объекта (мишени) применяются диафрагмы с отверстием, немного превышающим диаметр луча (рис. 2.93). В этом случае через отверстие диафрагмы проходит только прямой луч, а отраженное излучение от мишени попадает на диафрагму, которая поглощает и рассеивает энергию.

Рис. 2.93. Схема экранирования отраженного излучения лазера блендами и диа­фрагмами: 1 — лазер; 2 — бленда; 3 — линза; 4 — диафрагма; 5 — мишень

На открытых площадках обозначаются опасные зоны и уста­навливаются экраны, предотвращающие распространение излу­чений за пределы зон. Экраны могут быть непрозрачными и прозрачными.

Непрозрачные экраны изготовляются из металлических лис­тов (стали, дюралюминия и др.), гитенакса, пластика, текстоли­та, пластмасс.

Прозрачные экраны из специальных стекол светофильтров или неорганического стекла со спектральной характеристикой, соответствующей длине волны излучения лазера. Приведение лазера в рабочее состояние обычно блокируется с установкой защитного устройства. Генератор и лампы накачки лазера заключаются в светонепроницаемую камеру. Лампы на­качки должны иметь блокировку, исключающую вспышку лам­пы при открытом положении камеры.

Для основного луча каждого лазера выбирается направление и зона, в которых исключается пребывание людей. Работы с ла­зерными установками проводятся в отдельных помещениях или специально отгороженных частях помещения. Само помещение изнутри, оборудование и другие предметы не должны иметь зер­кально отражающих поверхностей, если на них может падать прямой или отраженный луч лазера. Эти поверхности окрашива­ются в матовые цвета.

Для мишени рекомендуется темная окраска. В помещении должна быть создана хорошая освещенность. Коэффициент есте­ственной освещенности (КЕО) должен быть не менее 1,5 %, а об­щее искусственное освещение не менее 150 лк.

При эксплуатации импульсных лазеров с высокой энергией излучения должно применяться дистанционное управление. Ла­зеры IV класса опасности обязательно располагаются в отдель­ном помещении и снабжаются дистанционным управлением. Присутствие в помещении людей при работе такого лазера не допускается.

Средства индивидуальной защитыприменяются при недоста­точности для защиты средств коллективной защиты. К СИЗ от­носятся технологические халаты, перчатки (для защиты кожных покровов), специальные очки, маски, щитки (для защиты глаз). Халаты изготовляют из хлопчатобумажной ткани белого, свет­ло-зеленого или голубого цвета. Очки снабжены оранжевыми, сине-зелеными и бесцветными стеклами специальных марок, обеспечивающими защиту от лазерного излучения определенных диапазонов длин волн. Поэтому выбор очков должен соответст­вовать длине волны лазерного излучения.

Защита от инфракрасного (теплового) излучения

Для защиты от теплового излучения применяются СКЗ и СИЗ. Классификация СКЗ дана на рис. 2.94. Основными метода­ми защиты являются: теплоизоляция рабочих поверхностей источников излучения теплоты, экранирование источников или рабочих мест, воздушное душирование рабочих мест, радиацион­ное охлаждение, мелкодисперсное распыление воды с созданием водяных завес, общеобменная вентиляция, кондиционирование.

 

Рис. 2.94. Классификация средств коллективной защиты от тепловых излучений

 

Средства защиты от теплового излучения должны обеспечи­вать: тепловую облученность на рабочих местах не более 0,35 кВТ/м², температуру поверхности оборудования, до которой может дотронуться человек, не более 35 °С при температуре внутри источника теплоты до 100 ⁰С и 45 °С при температуре внутри источника теплоты более 100 ⁰С. Если это обеспечить нельзя, источник ограждают.

Теплоизоляциягорячих поверхностей (оборудования, сосудов, трубопроводов и т. д.) снижает температуру излучающей поверх­ности и уменьшает общее выделение теплоты, в том числе ее лучистую часть, излучаемую в инфракрасном диапазоне ЭМИ. Для теплоизоляции применяют материалы с низкой теплопро­водностью.

Конструктивно теплоизоляция может быть мастичной, обер­точной, засыпной, из штучных изделий и комбинированной.

Мастичную изоляцию осуществляют путем нанесения на по­верхность изолируемого объекта изоляционной мастики.

Оберточная изоляция изготовляется из волокнистых материа­лов — асбестовой ткани, минеральной ваты, войлока и др. и наиболее пригодна для трубопроводов и сосудов.

Засыпная изоляция в основном используется при прокладке трубопроводов в каналах и коробах. Для засыпки применяют, например, керамзит.

Штучная изоляция выполняется формованными изделиями — кирпичом, матами, плитами и используется для упрощения изо­ляционных работ.

Комбинированная изоляция выполняется многослойной. Пер­вый слой обычно выполняют из штучных изделий, последую­щие — мастичные и оберточные материалы.

Теплозащитные экраныприменяют для экранирования источ­ников лучистой теплоты, защиты рабочего места и снижения температуры поверхностей предметов и оборудования, окружаю­щих рабочее место. Теплозащитные экраны поглощают и отра­жают лучистую энергию. Различают теплоотражающие, теплопоглощающие и теплоотводящие экраны. По конструктивному вы­полнению экраны подразделяются на три класса: непрозрачные, полупрозрачные и прозрачные.

Непрозрачные экраны. Экраны выполняются в виде каркаса с закрепленным на нем теплопоглощающим материалом или на­несенным на него теплоотражающим покрытием.

В качестве отражающих материалов используют алюминие­вую фольгу, алюминий листовой, белую жесть; в качестве по­крытий — алюминиевую краску.

Для непрозрачных поглощающих экранов используется теп­лоизоляционный кирпич, асбестовые щиты.

Непрозрачные теплоотводящие экраны изготавливаются в виде полых стальных плит с циркулирующей по ним водой или водовоздушной смесью (рис. 2.95), что обеспечивает температуру на наружной поверхности экрана не более 30...35 ⁰С.

Рис. 2.95. Водоохлаждаемый экран для радиационного охлаждения и защиты от теплового облучения рабочих мест: 1 — подвод воды; 2 — сток воды; 3 — перего­родки; 4 — переливное окно; 5 — труба с водой для промывки экрана; 6 — по­лость с перегородками; 7— полость без перегородок

Полупрозрачные экраны применяют в тех случаях, когда экран не должен препятствовать наблюдению за технологическим про­цессом и вводу через него инструмента и материала. В качестве полупрозрачных теплопоглощающих экранов используют метал­лические сетки с размером ячейки 3...3,5 мм, завесы в виде под­вешенных цепей. Для экранирования кабин и пультов управле­ния, в которые должен проникать свет используют стекло, арми­рованное стальной сеткой. Полупрозрачные теплоотводящие экраны выполняют в виде металлических сеток, орошаемых во­дой, или в виде паровой завесы.

Прозрачные экраны изготовляют из бесцветных или окрашен­ных стекол — силикатных, кварцевых, органических. Обычно такими стеклами экранируют окна кабин и пультов управления. Теплоотводящие прозрачные экраны выполняют в виде двойно­го остекления с вентилируемой воздухом воздушной прослой­кой, водяных и вододисперсных завес.

Воздушное душированиепредставляет собой подачу на рабо­чее место приточного прохладного воздуха в виде воздушной струи, создаваемой вентилятором. Могут применяться стацио­нарные источники струи и передвижные в виде перемещаемых вентиляторов (рис. 2.96). Струя может подаваться сверху, снизу, сбоку и веером.

Рис. 2.96. Устройства воздушного душирования: а — стационарные; 6 — передвижные

Средства индивидуальной защиты.Применяется теплозащит­ная одежда из хлопчатобумажных, льняных тканей, грубодисперсного сукна. Для защиты от инфракрасного излучения высо­ких уровне используют отражающие ткани, на поверхности ко­торых нанесен тонкий слой металла. Для работы в экстремальных условиях (тушение пожаров и др.) используются костюмы с повы­шенными теплозащитными свойствами (рис. 2.97).

Рис. 2.97. Теплозащитные костюмы и комплекты