Способы защиты от инфракрасного излучения

Инфракрасное излучение – излучение оптического диапазона, представляющее собой электромагнитное излучение с длинами волн: область Л – 760-1500 нм, В – 1500-3000 нм. С- более 3000 нм.

Источниками инфракрасного излучения являются открытое пламя, расплавленный и нагретый металл, стекло, нагретые поверхности оборудования, приборы искусственного освещения и др.

Биологическое действие излучения 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 излучения.

Следовательно, наибольшей проникающей способностью обладает излучение в области Л, которое проникает через кожные покровы и поглощается кровью и подкожной жировой клетчаткой. Излучение в областях В и С большей частью поглощается в эпидермисе. При длительном нахождении человека в зоне излучения происходит резкое нарушение теплового баланса тела, повышается температура, усиливается потоотделение соответственно с потерей нужных организму солей.

При длительном воздействии инфракрасного излучения на глаза может развиться катаракта.

Способами защиты от инфракрасного излучения являются:

  • o теплоизоляция горячих поверхностей;
  • o охлаждение теплоизлучающих поверхностей;
  • o удаление рабочих от места излучения (защита расстоянием);
  • o автоматизация (механизация) производственных процессов;
  • o дистанционное управление;
  • o применение аэрации, воздушного душирования;
  • o экранирование источника излучения;
  • o применение кабин и ограждений;
  • o применение средств индивидуальной зашиты;
  • o использование спецодежды из хлопчатобумажной ткани с огнестойкой пропиткой, спецобуви, очков со светофильтрами из желто-зеленого или синего стекла, перчаток, рукавиц, защитных масок.

Естественным источником ультрафиолетового излучения (УФИ) является Солнце. Невидимые ультрафиолетовые (УФ) лучи появляются в источниках излучения с температурой выше 1500 °С и достигают значительной интенсивности при температуре более 2000 °С. Искусственными источниками УФИ являются газоразрядные источники света, электрические дуги (дуговые электропечи, сварочные работы), лазеры и др.

Различают три участка спектра ультрафиолетового излучения, имеющие различное биологическое воздействие. Слабое биологическое воздействие имеет ультрафиолетовое излучение с длиной волны 0,39-0,315 мкм. Для организма человека вредное влияние оказывает как недостаток ультрафиолетового излучения, так и его избыток. Воздействие на кожу больших доз УФ-излучения приводит к кожным заболеваниям (дерматитам). Повышенные дозы УФ-излучения воздействуют и на центральную нервную систему, отклонения от нормы проявляются в виде тошноты, головной боли, повышенной утомляемости, повышения температуры тела и др. Ультрафиолетовое излучение с длиной волны менее 0,32 мкм отрицательно влияет на сетчатку глаз, вызывая болезненные воспалительные процессы. Уже на ранней стадии этого заболевания человек чувствует боль и ощущает "песок" в глазах. Заболевание сопровождается слезотечением, возможно поражение роговицы глаза и развитие светобоязни ("снежная" болезнь). При прекращении воздействия УФИ на глаза симптомы светобоязни обычно проходят через 2-3 дня.

Недостаток УФ-лучей опасен для человека, так как эти лучи являются стимулятором основных биологических процессов организма. Наиболее выраженное проявление "ультрафиолетовой недостаточности" – авитаминоз, при котором нарушается фосфорно-кальциевый обмен и процесс костеобразования, а также происходит снижение работоспособности и защитных свойств организма от заболеваний. Подобные проявления характерны для осенне-зимнего периода при значительном отсутствии естественной ультрафиолетовой радиации ("световое голодание").

В осенне-зимний период рекомендуется умеренное, под наблюдением медицинского персонала, искусственное УФ-облучение эритемными люминесцентными лампами в специально оборудованных помещениях – фотариях. Искусственное облучение ртутно-кварцевыми лампами нежелательно, так как их более интенсивное излучение трудно нормировать.

Воздействие УФИ на человека количественно оценивается эритемным действием, т.е. покраснением кожи, в дальнейшем приводящим к пигментации кожи (загару).

Бактерицидное действие УФИ, т.е. способность убивать микроорганизмы, зависит от длины волны. Для защиты от избытка УФИ применяют противосолнечные экраны, которые могут быть химическими (химические вещества и покровные кремы, содержащие ингредиенты, поглощающие УФИ) и физическими (различные преграды, отражающие, поглощающие или рассеивающие лучи). Хорошим средством защиты является специальная одежда, изготовленная из тканей, наименее пропускающих УФИ (например, из поплина). Для защиты глаз в производственных условиях используют светофильтры (очки, шлемы) из темно-зеленого стекла. Полную защиту от УФИ всех длин волн обеспечивает флинтглас (стекло, содержащее оксид свинца) толщиной 2 мм.

При устройстве помещений необходимо учитывать, что отражающая способность различных отделочных материалов для УФИ другая, чем для видимого света. Хорошо отражают УФИ полированный алюминий и медовая побелка, в то время как оксиды цинка и титана, краски на масляной основе – плохо.

Защита от ионизирующих излучений включает в себя организационные, гигиенические, технические и лечебно-профилактические мероприятия, а именно:

  • o увеличение расстояния между оператором и источником излучения;
  • o сокращение продолжительности работы в поле излучения;
  • o экранирование источника излучения;
  • o применение дистанционного управления;
  • o использование манипуляторов и роботов;
  • o полную автоматизацию технологического процесса;
  • o использование средств индивидуальной защиты и предупреждение знаками радиационной опасности;
  • o постоянный контроль за уровнем излучения и дозами облучения персонала.
Читайте также:  Причины уретрита у женщин лечение

Защита от внутреннего облучения заключается в устранении непосредственного контакта работающих с радиоактивными источниками (отходами) и предотвращение попадания их в воздух рабочей зоны.

При планировании и проведении мероприятий по защите от ионизирующего облучения необходимо руководствоваться нормами радиационной безопасности, в которых приведены категории облучаемых лиц, дозовые пределы и мероприятия по защите, а также санитарными правилами, регламентирующими размещение помещений и установок, место работ, порядок получения, учета и хранения источников излучения, требования к вентиляции, пылегазоочистке, обезвреживанию радиоактивных отходов и др.

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.

Читайте также:  Нарушен венозный отток в сосудах головы

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: 1697 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ

Для защиты от инфракрасного излучения (ИКИ) в производственных условиях могут быть использованы коллективные средства защиты и индивидуальные.

Коллективные средства защиты представлены на рис. 6.1.

К основным видам защиты от ИКИ относятся: 1. защита временем; 2. защита расстоянием; 3. экранирование, теплоизоляция или охлаждение горячих поверхностей; 4. увеличение теплоотдачи тела человека; 5. индивидуальные средства защиты; 6. устранение источника тепловыделения.

Защита временем предусматривает ограничение времени пребывания работающего в зоне действия излучения. Безопасное время пребывания человека в зоне действия ИК излучения зависит от его интенсивности (плотности потока) и определяется по табл. 6.2.

Рис. 6.1. Классификация средств промышленной теплозащиты

Безопасное расстояние определяется в зависимости от длительности пребывания в рабочей зоне и допустимой плотности ИКИ.

Мощность ИКИ можно уменьшить путем конструкторских и технологических решений (замена режима и способа нагрева изделий и др.), а также покрытием нагревающихся поверхностей теплоизолирующими материалами.

Различают теплоотражающие, теплопоглощающие и теплоотводящие экраны. В свою очередь, по степени прозрачности они делятся на три класса: непрозрачные, полупрозрачные и прозрачные.

К первому классу относят металлические водоохлаждающие и футерованные асбестовые, альфолиевые, алюминиевые экраны.

К второму – экраны из металлической сетки, цепные завесы, экраны из стекла, армированного металлической сеткой. Экраны первого и второго классов могут орошаться водяной пленкой.

Время безопасного пребывания людей в зоне ИКИ

Плотность потока ИКИ, Вт/м 2

Время пребывания, мин

К третьему классу относят экраны из различных стекол: силикатного, кварцевого и органического бесцветного, окрашенного и металлизированного, пленочные водяные завесы, свободные и стекающие по стеклу, вододисперсные завесы.

Одним из эффективных коллективных средств защиты от ИКИ является создание определенного термического сопротивления на пути теплового потока в виде экранов различных конструкций – непрозрачных, прозрачных и полупрозрачных.

Непрозрачные экраны. В качестве материалов для непрозрачных теплоотражающих экранов используют альфоль (алюминиевую фольгу), алюминий листовой, белую жесть, алюминиевую краску. Экран состоит из несущего каркаса, отражающей поверхности и деталей крепления к экранируемому оборудованию (рис. 6.1). Межэкранное пространство при установке нескольких простых одинарных экранов принимается обычно (по конструктивным соображениям) равным 20-25 мм. Уменьшение межэкранного пространства до 5 мм улучшает теплозащитные свойства экранов вследствие устранения конвективного теплообмена между слоями экрана. Теплоотражающие экраны для трубопроводов изготовляются в виде квадратных коробов или полуцилиндрических скорлуп, оклеенных внутри альфолем. При температуре трубопровода выше 90°С нужен двойной экран. Достоинством теплоотражающих экранов является высокая эффективность, малая масса, экономичность. Однако применение их ограничивается, так как они не выдерживают высоких температур и механических воздействий. Эффективность экранов ухудшается при отложении на них пыли, сажи и при окислении.

В качестве непрозрачных теплопоглощающих экранов используют металлические заслонки и щиты, футерованные огнеупорным или теплоизоляционным кирпичом, асбестовые щиты на металлической раме, сетке или листе и другие конструкции. Футерованные экраны могут применяться при интенсивности облучения до 10 кВт/м ; асбе- стовые до 3 кВт/м . Эффективность футерованных экранов равна примерно 30%; асбестовых – 60%. Непрозрачные экраны радиационного охлаждения – это сварные или литые (с замкнутым змеевиком) конструкции, охлаждаемые протекающей внутри водой (см. рис. 6.2). Их можно футеровать с одной стороны. Временные экраны можно изготовлять в виде металлических щитов, орошаемых водой. Футерованные теплоотводящие экраны могут применяться при любых встречающихся в практике интенсивностях облучения, не футерованные – при интенсивностях 5-14 кВт/м , орошаемые щиты – при интенсивностях

Рис. 6.1. Конструктивные схемы непрозрачных теплозащитных экранов: а – экран из альфоля, уложенного рядами в воздушных прослойках; б – экран из скомканного альфоля в воздушных прослойках; в – комбинированный; 1 — металлический лист; 2 — слой альфоля; 3 – слой из теплоизоляционного металла; 4 – профилированный алюминиевый лист; 5 – рамка

В прозрачных экранах излучение распространяется внутри них по законам геометрической оптики, что и обеспечивает видимость через экран. Эти экраны изготовляют из различных стекол, применяют также пленочные водяные завесы (свободные и стекающие по стеклу).

Полупрозрачные экраны. Их применяют в тех случаях, когда экран не должен препятствовать наблюдению или вводу через него инструмента, материалов. В качестве полупрозрачных теплопоглощающих экранов используют металлические сетки с размером ячейки 3-3,5 мкм, цепные завесы, армированное стальной сеткой стекло.

Читайте также:  Половое развитие девушек

Рис. 6.2. Водо-охлаждаемый 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 объединяют свойства прозрачных и непрозрачных экранов. К ним относятся металлические сетки, цепные завесы, экраны из стекла, армированного металлической сеткой.

По принципу действия экраны подразделяются на теплоотражающие; теплопоглощающие; теплоотводящие.

Это деление достаточно условно, так как каждый экран обладает способностью отражать, поглощать и отводить тепло. Отнесение экрана к той или иной группе определяется тем, какая его способность выражена сильнее.

Теплоотражающие экраны имеют низкую степень черноты поверхностей, вследствие чего значительную часть падающей на них лучистой энергии они отражают в обратном направлении. В качестве теплоотражающих материалов используют альфоль, листовой алюминий, оцинкованную сталь.

Теплопоглощающими называют экраны, выполненные из материалов с высоким термическим сопротивлением (малым коэффициентом теплопроводности). В качестве теплопоглощающих материалов используют огнеупорный и теплоизоляционный кирпич, асбест, шлаковату.

В качестве теплоотводящих экранов наиболее широко применяются водяные завесы, свободно падающие в виде пленки, либо орошающие другую экранирующую поверхность (например, металлическую), либо заключенные в специальный кожух из стекла или металла.

Поток воздуха, направленный непосредственно на работающего, позволяет увеличить отвод тепла от его тела в окружающую среду. Выбор скорости потока воздуха зависит от тяжести выполняемой работы и интенсивности ИК излучения, но она не должна превышать 5 м/с, так как в этом случае у работающего возникают неприятные ощущения (например, шум в ушах). Эффективность воздушных душей возрастает при охлаждении направляемого на рабочее место воздуха или при подмешивании к нему мелко распыленной воды (водо-воздушный душ).

В качестве индивидуальных средств защиты применяется спецодежда из хлопчатобумажной и шерстяной тканей, из тканей с металлическим покрытием (отражающих до 90% ИК излучения). Для защиты глаз предназначены очки, щиты со специальными стеклами – светофильтрами желто-зеленого или синего цвета.

При оценке теплотехнических качеств различных средств защиты от инфракрасного излучения используются следующие основные нормативные документы:

  • -ТОСТ 12.1.005-88. ССБТ. Воздух рабочей зоны. Общие санитарно-гигиенические требования.
  • -ТОСТ 12.4.123-83. ССБТ. Средства защиты от инфракрасного излучения. Классификация. Общие технические требования.
  • -ТОСТ 12.4.123-83 «Система стандартов безопасности труда. Средства коллективной защиты от инфракрасных излучений. Общие технические требования».

К числу мероприятий, способных ослабить вредное действие теплового излучения, относятся:

  • а) механизация работ, направленная на то, чтобы работники меньше подвергались тепловому облучению;
  • б) устройство у тепловыделяющих производственных источников цепных или водяных завес;
  • в) применение экранов из материалов, обладающих малой теплопроводностью;
  • г) осуществление аэрации горячих цехов;
  • д) устройство специальных комнат отдыха, а также душей, снабжение работников подсоленной газированной водой (3 г соли на 1 л воды);
  • е) применение такой организации труда, которая допускает чередование лиц, работающих в сильно облучаемых местах;
  • ж) обязательное применение специальных очков для защиты от инфракрасного излучения.

Лечебно-профилактические мероприятия предусматривают организацию рационального режима труда и отдыха. Длительность перерывов в работе и их частота определяются интенсивностью ИК излучения и тяжестью работы. Наряду с периодическими проверками проводятся медосмотры с целью профилактики профессиональных заболеваний.

Выбор теплозащитных средств в каждом отдельном случае должен осуществляться по максимальным значениям эффективности с учетом требований эргономики, технической эстетики, безопасности для данного процесса или вида работ и технико-экономического обоснования. Установленные в цехе теплозащитные средства должны быть простыми в изготовлении и монтаже, удобными для обслуживания; не затруднять осмотр, чистку, смазку агрегатов; обеспечивать полную гарантию безо- пасности работы; обладать необходимой прочностью; иметь минимальные эксплуатационные расходы.

Теплозащитные средства должны обеспечивать тепловую облу- ченность на рабочих местах не более 0,350 кВт/м и температуру поверхности оборудования не выше 308 К (35°С) при температуре внутри источника теплоты до 373 К (100°С) и не выше 318 К (45°С) при температуре внутри источника теплоты выше 373 К.

Теплоизоляция поверхностей. Теплоизоляция горячих поверхностей (печей, сосудов и трубопроводов с горячими газами и жидкостями) снижает температуру излучающей поверхности и уменьшает как общее выделение теплоты, так и лучистую его часть. Кроме улучшения условий труда теплоизоляция уменьшает тепловые потери оборудования, снижает расходы топлива (электроэнергии, пара) и приводит к увеличению производительности агрегатов, Следует иметь в виду, что теплоизоляция, повышая рабочую температуру изолированных элементов, может резко сократить срок их службы. Решение о теплоизоляции должно быть проверено расчетом рабочей температуры изолированных элементов. Если она окажется выше предельно допустимой, защита от тепловых излучений должна осуществляться другими способами.

Теплофизические свойства теплоизоляционных материалов

Оцените статью
MyPochki.ru
Добавить комментарий

Adblock detector