16.3. Лазерное излучение

Лазер - это генератор электромагнитных излучений оптического диапазона, работа которого заключается в использовании вынужденных излучений.

Принцип действия лазера базируется на свойстве атома (сложной квантовой системы) излучать фотоны при переходе из возбужденного состояния в основной (с меньшей энергией).

Главной особенностью лазерного излучения является его четкая направленность, что позволяет на большом расстоянии от источника получить точку света почти неизменных размеров с большой концентрацией энергии.

За характером генерации электромагнитных волн лазеры разделяются на импульсных и лазеры непрерывного действия .

лазер генерирует электромагнитное излучение с длиной волны от 0,2 до 1000 мкм. Этот диапазон за длиной волны и биологическим действием разделяется на три участка:

- ультрафиолетовую (от 0,2 до 0,38 мкм);

- видимую (от 0,38 до 0,78 мкм);

- ближнюю инфракрасную (от 1,4 до 1000 мкм).

В связи с малой длиной волны лазерное излучение может быть сфокусированным оптическими системами небольших геометрических размеров (размеры ограничены дифракцией), благодаря чему на малой площади достигается большая плотность энергии излучения.

Действие лазерного излучения на организм человека имеет сложный характер и обусловленная как непосредственным действием лазерного излучения на ткань, так и вторичными явлениями, обусловленными изменениями в организме в результате облучения. Различают термическое и биологическое действие лазерного излучения на ткани, что может привести к тепловому, ударному действию светового давления, электрострикции (механические колебания под действием электрической составляющей электромагнитного поля), перестройки внутриклеточных структур и другие.

Поражающее действие лазерного луча зависит от мощности, длины волны излучения, длительности импульса, частоты повторения импульсов, времени взаимодействия, биологических и физико-химических особенностей облучаемых тканей и органов.

Термическое действие излучения лазеров непрерывного действия имеет много общего с обычным нагреванием.

Особенно чувствительные к действию лазерного излучения глаза человека. Поражение глаз возникает от попадания как прямого, так и отраженного луча лазера, даже если поверхность отражения не является зеркальной.

Под лазерной безопасностью понимается совокупность организационных, технических и санитарно-гигиенических мероприятий, которые обеспечивают безопасность условий труда персонала при использовании лазеров.

Таблица 16.2. Опасность излучений лазеров в зависимости от их класса

Класс лазера	Опасность исходного излучения лазера
1	Не является опасным для глаз и кожи
2	Составляет опасность при облучении глаз прямым или отраженным излучением
3	Составляет опасность при облучении глаз прямым, отраженным, а также диффузно отраженным излучениям на расстоянии 10 см от диффузно отражающей поверхности и при облучении кожи прямым или отраженным излучениям
4	Составляет опасность при облучении кожи диффузно отраженным излучением на расстоянии 10 см от этой поверхности

24. Определение понятий «горение», «взрыв». Показатели пожаровзрывоопасности веществ и материалов. Диапазон зажжения (вибуховності).

Горение - сложный физико-химический процесс взаимодействия горючего вещества и окислителя, который сопровождается выделением тепла и излучением света.

Условиями для возникновения и хода горения является наличие горючего вещества, окислителя и источника зажжения.

Горючие вещества - это тверди, жидкие, газо- или пылевидные вещества, которые способны гореть, то есть быть окисляющимся с выделением тепла и света.

Окислителями в процессе горения могут быть кислород, хлор, бром и некоторые другие вещества, в том числе сложные: азотная кислота, бертолетовая соль, калийная и натриевая селитры и другие вещества, которые при нагревании или ударе могут раскладываться с выделением кислороду. Однако обычно окислителем в процессах горения является кислород, который содержится в воздухе.

Источники зажжения бывают открытые - пламя, искры, накаленные объекты, световое излучение и тому подобное - и скрытые - тепло химических реакций, адсорбции, микробиологических процессов, адиабатического сжатия, удара, трение но др.

Горючее вещество и кислород являются реагирующими веществами и вместе составляют горючую систему, а источник зажжения вызывает в ней реакцию горения. При постоянном горении источником зажжения является зона реакции.

Взрыв – чрезвычайно быстро протекающий процесс горения, сопровож. мгновенным выделенеием большого количества энергии и значительно увеличив. давлением.

Горючесть - квалификационная характеристика способности веществ и материалов к горению и применяется для таких потребностей: квалификации веществ и материалов за горючестью; определение категории и класса помещений за вибухо-пожежною и пожарной небеспечностью; при разработке мероприятий по обеспечению пожарной безопасности.

За горючестью вещества и материалы разделяют на негорючие, важкогорючі и горючие.

Негорючие - это вещества и материалы, которые не способны гореть в воздухе. Однако среди них могут быть пожарноопасные, например, окислители и вещества, которые выделяют горючие продукты при взаимодействии с водой, кислородом или с другими веществами. К негорючим веществам принадлежат все минеральные и большинство искусственных неорганических материалов.

Важкогорючи - вещества и материалы, которые способны гореть в воздухе при действии источника зажжения, но не способные самостоятельно гореть после его исключения. Это могут быть композиции, которые состоят из органического материала и минерального наполнителя.

Горючие - вещества и материалы, которые способны заниматься при действии источника зажжения и самостоятельно гореть после его исключения.

Температура вспышки - это наименьшая температура конденсируемого вещества, при которой в условиях специальных испытаний над ее поверхностью образуются пары, которые способны загораться от источника зажжения, но скорость их образования при этом недостаточна для стойкого горения.

Температура вспышки характеризует условия, за которых вещество становится пожарноопасным. Этот показатель применяется при классификации жидкостей по степени пожарной небеспечности, при определении категории и классификации помещений и зон за пожежовибуховою небеспечностью, а также при разработке мероприятий пожежо-вибухобезпеки.

Температура вспыхивания - это наименьшая температура вещества, при которой в условиях специальных испытаний вещество выделяет горючие пары и газы с такой скоростью, что при действии на них источника зажжения наблюдается воспламенение (то есть возникает стойкое пламенное горение).

Температура вспыхивания характеризует способность веществ к самостоятельному горению и всегда бывает выше температуры вспышки. Чем меньшей является разница между температурами вспышки и вспыхивания вещества, тем более пожарноопасным является это вещество.

Температура вспыхивания применяется при установлении группы горючести веществ, при оценке пожарной небеспечности оборудования и технологических процессов, при разработке мероприятий по обеспечению пожежо-вибухобезпеки.

Температура самого вспыхивания — это наименьшая температура окружающей среды, при которой в условиях специальных испытаний наблюдается самовоспламенение вещества. Температура самого вспыхивания используется для оценки пожежо-вибухонебезпечності веществ; определение группы взрывоопасной смеси для выбора типа взрывобезопасного оборудования; при разработке мероприятий по обеспечению пожежо-вибухобезпеки технологических процессов.

Концентрационные пределы распространения пламени. Нижний (верхняя) концентрационный предел распространения пламени - это минимальное (максимальный) содержание горючего вещества в однородной смеси в окислительной среде, при которой возможное распространение пламени по смеси на любое расстояние от источника зажжения.

Температурные пределы распространения пламени. Известно, что концентрация насыщенных парів жидкости находится в определенной взаимосвязи с ее температурой. Используя это свойство, можно концентрационные пределы насыщенных парів выражать через температуру жидкости, при которой образуются эти пары. Такие температуры имеют название температурных пределов распространения пламени.

Температурные пределы распространения пламени - это такие температуры вещества, при которых ее насыщенная пара образует в окислительной среде концентрации, которые равняются, соответственно, нижний (нижний температурный предел) и верхний (верхний температурный предел) концентрационным пределам распространения пламени.

Температурные пределы вспыхивания применяются при расчете пожежо-вибухонебезпечних температурных режимов работы технологического оборудования; оценке аварийных ситуаций, связанных с разлитием горючих жидкостей; расчету концентрационных пределов вспыхивания; а также для характеристики пожарной небеспечности жидкостей.

Минимальную температуру среды, при которой возможное самовоспламенение материала, учитывают при выборе безопасных условий хранение и переработки самовозгорающихся веществ.

Данные о небеспечности взаимного контакта веществ наводят в стандартах и технических условиях на вещество; их используют при категоріюванні помещений за пожежо-вибухонебезпечністю; при выборе безопасных условий проведения технологических процессов и условий общего хранения и транспортировки веществ и материалов.

25. Определение понятий «пожар» и «пожарная безопасность». Система противопожарной защиты. Пожарная связь и сигнализация.

Пожар - неконтролированное горение вне специального очага, который распространяется во времени и пространстве.

Пожарная безопасность объекта - состояние объекта, за которого с регламентированной вероятностью исключается возможность возникновения и развития пожара и влияния на людей ее опасных факторов, а также обеспечивается защита материальных ценностей.

Основными направлениями обеспечения пожарной безопасности является устранение условий возникновения пожара и минимизация ее последствий. Объекты должны иметь системы пожарной безопасности, направленные на предотвращение пожары, действия на людей и материальные ценности опасных факторов пожара, в том числе их вторичных проявлений. К таким факторам, принадлежат: пламя и искры, повышенная температура окружающей среды, токсичные продукты горения и термического расписания материалов и веществ, дым, сниженная концентрация кислорода.

Вторичными проявлениями опасных факторов пожара считаются: обломки, части разрушенных аппаратов, агрегатов, установок, конструкций; радиоактивные и токсичные вещества и материалы, выброшенные из разрушенных аппаратов и установок; электрический ток, связанный с переходом напряжения на токопроводящие элементы строительных конструкций, аппаратов, агрегатов в результате повреждения изоляции под действием высоких температур; опасные факторы взрывов, связанных с пожарами; огнетушительные вещества.

Системы пожарной безопасности - это комплекс организационных мероприятий и технических средств, направленных на предотвращение пожара и убытков от нее. диви вопрос 32

26. Пожежонебезпечнисть объектов. Классификация производств по вибухопожежною и пожарной опасностью.

Пожарная безопасность объекта – 1) состояние объекта, за которого с регламентированной вероятностью исключается возможность возникновения и развития пожара и влияния на людей ее опасных факторов, а также обеспечивается защита материальных ценностей.

2) Определение категорий помещений за вибухопожежною и пожарной опасностью.

За вибухопожежною опасностью помещения и здания разделяют на пять категорий: А, Б, В, Г, Д .

Установление категории помещения необходимо выполнять путем последовательной проверки принадлежности помещения к категориям, от наивысшей (А) к самой низкой (Д).

В соответствии здание принадлежит к категории А, если в ней суммарная площадь помещений категории А превышает 5% площади всех помещений или 200 м2.

Здание принадлежит к категории Б, если одновременно выполняются два условия:

1) здание не принадлежит к категории А; 2) суммарная площадь помещений категорий А и Б превышает 5% суммарной площади всех помещений или 200 м2.

К категории В принадлежат те здания, для которых одновременно выполняются два условия:

1) здание не принадлежит к категориям А, Б;

2) суммарная площадь помещений категорий А, Б и В превышает 5% суммарной площади всех помещений.

Таблица 5.5. Характеристика категорий помещений и зданий за вибухопожежною и пожарной опасностью

Категория помещений	Характеристика веществ и материалов, которые содержатся (используются) в помещении
А Вибухо-пожежонебезпечна	Горючие газы, легковоспламеняющиеся жидкости с температурой не больше 28°С в таком количестве, что могут образовывать взрывоопасные парогазоповітряні смеси, при вспыхивании которых развивается расчетное избыточное давление взрыва в помещении, которое превышает 5 кПа. Вещества и материалы, способные взрываться и гореть при взаимодействии с водой, кислородом воздуха или друг с другом в таком количестве, что расчетное избыточное давление взрыва в помещении превышает 5 кПа.
Бы Вибухо-пожежонебезпечна	Горючая пыль или волокна, легковоспламеняющиеся жидкости с температурой вспышки сверх 28"С. Горючие жидкости в таком количестве, которые могут образовывать взрывоопасные пылевоздушные или паровоздушные смеси, при вспыхивании которых развивается расчетное избыточное давление взрыва в помещении, которое превышало бы кПа.
В Пожарноопасная	Горючие и важкогорючі жидкости, тверди горючи и важкогорючі вещества и материалы (в том числе пыль и волокна), вещества и материалы, способные при взаимодействии с водой, кислородом воздуха или друг с другом гореть при условии, что помещения, в которых они содержатся (используются), не принадлежат к категориям А и Бы.
Г	Негорючие вещества и материалы в горячем, накаленном или расплавленном состоянии, процесс обработки которых сопровождается выделением лучезарного тепла, іскор, пламя; горючие газы, жидкости, твердые вещества, которые сжигаются или утилизируются как топливо.
Д	Негорючие вещества и материалы в холодном состоянии. К категории Д принадлежат помещения, в которых в системах машин охлаждения и гидропривода имеющиеся ГР в количествах не больше 60 кг в единице оборудования при давлении не выше 0,2 мПа, а также у которых есть кабели электропроводки к оборудованию, отдельные предметы мебели.

Здание принадлежит к категории Г, если одновременно выполняются два условия:

1) здание не принадлежит к категориям А, Бы В ли;

2) суммарная площадь помещений категорий А, Бы, В и Г превышает 5% суммарной площади всех помещений.

Если здание не принадлежит к категориям А, Бы, В или Г, значит категория этого здания может быть определена как Д. Допускается понижать категорию здания на одну степень, если суммарная площадь помещений высших категорий не превышает 25% суммарной площади всех помещений (но не больше определенной нормативным документом) и в этих помещениях оборудованные установки автоматического пожаротушение.

27. Классификация пожарноопасных помещений (зон).

3) Классификация вибухо- и пожарноопасных помещений и зданий. Основным профилактическим мероприятием по предупреждению пожаров и взрывам от электрооборудования является правильный выбор и эксплуатация такого оборудования в вибухо- и пожарноопасных помещениях.

Взрывоопасная зона — это пространство, в котором есть или могут образовываться взрывоопасные смеси.

Пожарноопасная зона — это пространство, в котором могут находиться горючие вещества как при нормальном технологическом процессе, так и при его нарушениях.

Взрывоопасные зоны класса 0 - зоны помещений, в которых выделяются горючие газы и пара в таком количестве и которые имеют такие свойства, которые могут образовывать с воздухом или другими окислителями взрывоопасные смеси при нормальных условиях работы.

Взрывоопасные зоны класса 1 - зоны помещений, в которых взрывоопасные концентрации газов и парів возможные только в результате аварий или неисправностей.

Взрывоопасные зоны класса 2 - такие же зоны, как и зоны класса 1, но которые имеют одну из таких особенностей:

• горючие газы имеют высокий нижний предел распространения (до 15% и больше) пламени и резкий запах;

• по условиям технологического процесса требуется образование взрывоопасной смеси в объеме, который не превышает 5% общего объема помещения (зоны);

• горючие газы и жидкости имеются в небольших количествах, а работа с ними проводится без использования открытого пламени.

Взрывоопасные зоны класса 20 - зоны с внешними устройствами, которые содержат горючие газы или легковоспламеняющиеся жидкости (ЛЗР).

Взрывоопасные зоны класса 21 - зоны помещений, в которых возможное образование взрывоопасных концентраций пыли или волокон с воздухом или другим окислителем при нормальных условиях работы.

Взрывоопасные зоны класса 22 - зоны, аналогичные зонам класса 21, в которых взрывоопасные концентрации пыли и волокон могут образовываться только в результате аварий и неисправностей.

Класс зоны определяют технологи совместно с энергетиками проектной или эксплуатационной организации, исходя из характеристик окружающей среды.

В зависимости от класса вибухо- и пожарноопасных зон проводится выбор электрооборудования, которое устанавливается в этих зонах.

Согласно ПУЕ в пожарноопасных зонах устанавливают электрооборудование закрытого типа, внутреннее пространство которого отделяется от внешней среды оболочкой. Аппаратуру управления и защиты, светильники рекомендуется применять в пилонепроникному выполнении. Вся электропроводка должна иметь надежную изоляцию.

28. Система предотвращения пожаров: огнестойкость зданий и сооружений, степень огнестойкости.

4) Пожарная безопасность зданий и сооружений. Условия развития пожара в зданиях и сооружениях во многих случаях определяются степенью огнестойкости отдельных строительных элементов.

Степенью огнестойкости называется способность зданий (сооружений) в целом опираться разрушению во время пожара. "Противопожарные нормы проектирования зданий и сооружений" здания и сооружения за степенью огнестойкости разделяются на восемь степеней: И, ІІ, ІІІ, ИИИа, ИИИб, IV, Иvа, V. Степень огнестойкости зданий и сооружений зависит от двух показателей:

1) воспламенения и огнестойкости строительных конструкций;

2) пределов распространения пламени по этим конструкциям.

За воспламеняемостью строительные конструкции разделяют на неспалимі, трудносгораемые (материалы, которые горят, покрыты материалами, которые не горят) и спалимі.

Количественно огнестойкость характеризуется пределом огнестойкости - время (в минутах) действия на сооружения пламени и рабочей нагрузки, по окончании которой сооружение теряет тримальну или ограждающую способность (разрушается).

Предел огнестойкости определяется также за одним из признаков:

• появление сквозных трещин;

• увеличение температуры необігріваної поверхности больше чем на 140°С (в среднем на 180°С) в любой точке сравнительно а температурой к испытанию или выше 210°С независимо от начальной температуры.

Железобетонные конструкции имеют больший предел огнестойкости, чем незащищенные металлические.

Нужная степень огнестойкости сооружений определяется в зависимости от таких показателей:

• их конструкции;

• назначение;

• поверхностности;

• площади;

• категорий пожарной и взрывной опасности;

• технологии;

• наличию автоматических средств пожаротушение.

Рассмотренные категории и классификация объектов необходимы для определения эффективных и рациональных мероприятий предотвращения пожаров и взрывов. Существенное значение имеет также зонирование территорий, которое заключается в группировании на территории предприятия, цехов и участков с повышенной пожарной опасностью в определенных местах (с подветренной стороны). Кроме того, необходимо учитывать рельеф местности. Например, составы и резервуары с горючим следует розміщати в низких местах, чтобы под время возникновении пожара горючая жидкость, которая разлилась, не могла стекать к зданиям и сооружениям, расположенным ниже.

Для того, чтобы огонь во время пожара не распространялся с одной сооружения на другую, их размещают на определенном расстоянии одна от другой.

Это расстояние называют противопожарным разрывом. Для разных категорий зданий противопожарные разрывы составляют 9-18 м.

Для защиты от пожара в зданиях делают противопожарные преграды - конструкции с нормируемым пределом огнестойкости, которые препятствуют распространению огня с одной части здания до другой. К ним принадлежат стены, преграды, перекрытия, двери, ворота, окна и тому подобное, которые имеют предел огнестойкости не менее 2,5 час.

29. Система организационно технических мероприятий.