2.10. Захист від виробничої загальної та локальної вібрації 2.10.1. Основні положеним

Вібрація - цс механічні коливання твердого тіла. Джерелами вібрації г устаткування і машини, які спеціально створюють вібрацію для тсхнОлОГІЧІІНХ процесів (вібростенди, вібросита, вібротрамбівки. вібролробарки та інші), а також устаткування і машини, в яких вібрація с небажаним супугним чинни­ком (у галузі тслекомунікацій це вентилятори, компресор», насоси, верстати, автомобілі, землерийні машини, інструменти тощо).

Причинами виникнення вібрації с неврівноважені рухи, які виникають у разі зворотно-поступального руху; обертального руху, коли цсіпр ваги не збігається з віссю обертання (інструмсіпи: ручні, механічні, пневматичні, електричні, рі­зальні); удари деталей; роботи спеціальних віброустановок; фрикційних проце­сів; пружинних деформацій деталей; взаємодії турбулентного потоку з різним гі- дрзвлічним опором; впливу змінного магнітного поля на фсромапітпіі матеріали.

Обладнання, що вібрує, - це обладнання, під час роботи з яким виникає вібрація, рівень якої становить не менше ніж 20 % від гігієнічного нормати­ву. Вібрація характеризується абсолютними та відносними параметрами. До абсолютних належать: частота коливань/, Гц; віброшвидкість V, м/с; віброп* рискорення а, м/с⁵; амплітуда переміщення А. мм; період коливань 7', с (хв).

Частота - цс величина, що обернена до періоду коливань:

Для синусоїдальних коливань віброшвидкість та вібропрнскорсния ви­значають за такими формулами:

V =2п / А=ы-А, а = (2п/)^і А = ш^г А, де о> = 2іт/ - кутова частота вимушеної сили, с'^х.

За дії коливань різних частот або окремих джерел сумарне значення віб­рошвидкості (віброприскорсння. переміщення) визначають за формулою

JP

де /і - кількість окремих складових у спектрі або окремих джерел; У,- вібро- швидкість окремих джерел, м/с.

У зв'язку з тим, що абсолютні значення парамсірів вібрації змінюються в широких границях, у віброакустіші використовують логарифмічні рівні. Цс відносні параметри вібрації.

Логарифмічний рівень віброшвидкості в дБ визначають за формулою

20і_В£.

де У - середнє квадратичне значення віброшвидкості, м/с; У₀ - опорне зна­чення віброшвидкості (для локальної і загальної вібрації). У₀ = 5 • 10 ", м/с. Логарифмічний рівень віброприскорсння в дБ визначають за формулою

/-, = 2018-2-,

де а - ссрсдис квадратичне значеній віброприскорсння, м/с^;; аь опорне зна­чення віброприскорсння (для локальної та загальної вібрації), ЗЮ⁴м/с\

Середнє значення рівнів віброшвидкості та віброприскорсння обчислю­ють нопарннм енергетичним додаванням з додаванням до більшого рівня по­правки. яку визначають за табл. 2.14.

де L\ j - сумарне значення двох рівнів. дБ; U,- більше значення із двох рів­нів. дБ; ЛЛ - поправка на різницю двох рівнів (табл. 2.14).

ТаСкищя 2.14

Поправка до додаваних рівнів залежно від рітнипі віброшвидкості або віброприскорсння

І'шіння додаваних ріпні» L^-L.. ліі	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
Поправка до більшою рівня AL, дБ	3,0	2,5	2.0	1.8	1.5	1.2	1.0	0.8	0.6	0.5	0.4

2.10.2. Класифікація виробничої вібрації

За способом передачі на тіло людини розрізняють загальну та локальну вібрацію (рис. 2.24). Загальна вібрація псрслагться на тіло людини, яка сидить або стоїть, переважно через опорні поверхні та спричиняє коливання всього організму. Локальна вібрація псрслагться через руки працюючих під час кон­такту з ручним механізованим інструментом, органами керування машинами та обладнанням, оброблюваними деталями тошо (далі обладнання, що вібрує). Локальна вібрація спричиняє коливання окремих частин тіла, наприклад, рук. Локальну вібрацію поділяють за джерелом виникнення і за напрямком дії. Залежно від джерела виникнення вона буває такою, що передасться від:

• ручних машин або ручного механізованого інструменту, органів керу­вання машинами та устаткуванням;

• ручних інструментів без двигунів (наприклад, рихтувальні молотки) та

оброблюваних деталей.

Залежно від напрямку дії локальну вібрацію характеризують з урахуван­ням осі ортогональної системи координат X_t; Y_t\Z,:

• вібрація, яка діє вздовж осі Х_ш. що паралельна осі місця захвату джерела (держака, кермового колеса, важелів керування, які тримають у руках та ні.);

• вібрація, яка діє вздовж осі Z,, що паралельна передпліччю руки пра­цюючого;

• вібрація, яка діє вздовж осі К,, шо перпендикулярна щодо осі Х_а та Z,. Напрямки координатних осей під час дії локальної вібрації наведено на

X

рис. 2.24.

Якщо охоплені циліндричні, торцеві та близькі до них поверхні

Якщо охоплені сферичні поверхні

Рік- 2.24 Напрямки occfi координат під час дії локальної вібрації Загальну вібрацію також поділяють за джерелом виникнення та за на­прямком дії (рис. 2.25). Залежно від джерела виникнення її поділяють на такі категорії:

• категорія I - транспорліа вібрація, яка діг на людину на робочих міс­цях самохідних та причіпних машин, транспортних засобів (автомобілі, тяга­чі. скрспсри, грейдери тощо) під час їх руху;

• категорія 2 - транспортно-тсхнолоі ічна вібрація, яка діс на робочих місцях машин з обмеженою рухливістю або таких, що рухаються тільки спе­ціально підготовленими поверхнями виробничих приміщень та промислових майданчиків (екскаватори, крани промислові та будівельні, шляхові машини, бетоноукладачі, транспорт виробничих приміщень тощо);

и« І

-категорія 3 - технологічна вібрація, яка діс на людину на робочих міс­цях стаціонарних машин чи передасться на робочі місця, які не мають джерел вібрації (електричні машини, стаціонарні електричні установки, вентилятори, насоси, верстати та ін.).

ЕрВВЬ

3-сгшА».

"ПІ5Г

Іі юлраясиЫ

бо*,

ВоК,

äa У,

нмпям

ь&г,

Б

KI^WeTe 6*> (>*>••• І» 4»'KW*

b.ru« t.

ж

бїіЕамя

і pa,**.

Рік\ 2 25 Класифікація пиробиичої пібраіні

У свою чергу технологічну вібрацію (категорія 3) залежно віл місця дії поділяють на такі типи (див. рис. 2.25):

• пш «а» - на постійних робочих місцях виробничих приміщень з облад­нанням. що вгору г;

• тип «б» - на робочих місцях виробничих приміщень без джерел вібрації; -тип «в» - на робочих місцях заводоуправлінь, конструкторських бюро,

лабораторій, навчальних пунктів, обчислювальних центрів, робочих кімнат та інших приміщень для працівників розумової прані.

За напрямком дії загальну вібрацію характеризують з урахуванням осі ортогональної системи координат (Л*,; (рис. 2.26):

вісь Z, - вертикальний напрямок дії вібрації (перпендикулярний опор­ним поверхням тіла);

• вісь \\ іорнзонгйлмнш повздовжній напрямок дії (ешша-груди):

• вісь У_л - горизонтальний поперечний напрямок дії (плечс-плсчс).

По."*>женмя стоячи

Положення оадячи

Рис. 2.26. Напрямки оссн координат під час дії загальної нібрації

Загальні та локальні вібрації залежно від часових характеристик поділя­ють на:

- постійні, для яких величина віброприскорсння або віброшвидкост і змі­нюється менше, ніж у 2 рази (менше 6 дБ) за робочу зміну;

непостійні, для яких величина віброприскорсння або віброшвидкості змінюється не менше, ніж у 2 рази (6 дБ і більше) за робочу зміну.

Непостійні вібрації поділяють на: коливн і. рівні яких безперервно змінюються у часі; переривчасті, коли контакт з вібрацією в процесі роботи переривається, а довжина інтервалів, під час яких відбувається контакт, становить більше 1с;

імпульсні, що складаються з одного або кількох вібраційних впливів (наприклад, ударів), кожен довжиною менше 1 с за частоти їх дії меншої за 5,6 Гц.

2.10.3. Вплив вібрації на людину

До потенційно шкідливого та небезпечного виробничого чинника нале­жить підвищений рівень вібрації. Вплив вібрації на людину залежить не ли­ше від рівня, терміну та напрямку дії. але і від загальною функціонального стану організму. Втома, холод, напруженість праці погіршують її вплив.

Локальна вібрація спричиняє порушення в серцево-судинній системі (спазми судин пальців, кисті, плеча і серця); нервовій системі (зниження від­чуття кінцівок пальців, кисті, передплечевої частини); кістково-м'язовій сис­темі (місцеві зміни в кістковій тканині кисті та зап'ястя; відкладання солей в суглобах пальців, кисті, ліктя, передплечевої частини; окостеніння сухо­жилля. м'язів у кистях рук і пальцях; місцеве розкладання кісткової тканини дрібних кісток зап'ястя). Наведені зміни посилюються в холодний та змен­шуються в теплий періоди року.

Вплив загальних вібрацій проявляється в порушеннях ссрцсво-судннної системи (спазми судин, підвищення кров'яного тиску, послаблення кровооб- міиу серця та мозку); центральної нервової системи (головні болі, запаморо­чення. швидка втома, роздратування, депресія); порушення гостроти зору; функціонування вестибулярного апарату; зміщення внутрішніх органів піл впливом резонансних частот; зменшення рухомості суглобів хребта.

Внутрішні органи та окремі частини тіла людини можна розглядапі як коливні системи, які мають свої маси та з'єднані між собою пружними елемен­тами. Вони мають власні частоти коливань. Для більшості внутрішніх органів власні частоти коливань перебувають у діапазоні 6...9 Гц. Коливаній робочих місць з частотами, які близькі до частот власних коливань внутрішніх органів особливо небезпечні, так як виникає їх резонанс. Резонансні коливання при­зводять до механічних пошкоджень органів і навіть до їх розриву.

Систематичний вплив загальних вібрацій у резонансній га навколорезо* намети області може спричиниш вібраційну хворобу. Це професійне захво­рювання. яке піддається лікуванню тільки на початкових стадіях. Вібраційна хвороба розвивається поступово і часто протягом тривалого періоду ис впли­ває на працездатність людини. Основними її симптомами є слабкість та біль в руках або ногах, побіління пальців рук, особливо на холоді. Може з'явитись судома в руках і ногах, втрата чутливості, швидка втома, дратівливість, втра­та сну, головний біль.

Вібрація шкідлива і за технічними причинами, так як прискорює спра­цювання обладнання, порушує технологічний процес, викривляє показання контрольно-вимірювальних приладів, погіршує якість продукції, руйнує виробничі будівлі. Апаратура телекомунікацій мас бути віброміцною та віб­ростійкою.

Щоб запобігти шкідливій дії вібрації на організм людини санітарними нормами обмежені її рівні на робочих місцях.

2.10.4. Нормовані параметри вібрації та їх іраннчно допустимі рівні

На практиці застосовують гігієнічне та технічне нормування вібрацій. За гігієнічного нормування обмежують вібрації на робочих місцях з урахуван­ням фізіологічних особливостей організму людини. За технічного нормуван­ня обмежують рівні вібрації обладнання, машин, інструментів з метою їх за­хисту від руйнівної дії вібрації.

Гігієнічне оцінювання вібрації, яка діє на людину, здійснюють за допомо­гою таких методів: частотного (спектрального) аналізу її параметрів; інтеграль­ного оцінювання за спектром частот нормованих параметрів; дози вібрації.

Під час дії постійної локальної та загальної вібрації нормованим парамет­ром г ссрсдне- квадратичне значення віброшвидкості (У) та віброприскорсння або їх логарифмічні рівні в дВ у діапазоні октавних смут із сс- рсдньогсомстричними частотами: 8; 16; 31,5; 63; 125; 250; 500; 1000 Гц - для локальної вібрації; 1; 2; 4; 8; 16; 31,5; 63 Гц або в діапазоні третинооктавних смуг 0,8; 1; 1,25; 1.6; 2; 2.5; 3.15; 4; 5; 6.3; 8; 10; 12,5; 16; 20; 25; 31.5; 40; 50; 63; 83 Гц - для загальної вібрації.

Середнє квадратичне значення - цс квадратичний корінь із середнього арифметичного або середнього іитсірального значення квадрата коливної ве­личини в певному інтервалі часу.

Нормованим параметром під час інтегрального оцінювання за спектром частот є коректоване значення віброшвидкості чи віброприскорсння або їх логарифмічні рівні, які вимірюють за допомогою коректуючих фільтрів або обчислюють за формулою

де У, - середнє квадратичне значення віброшвидкості або віброприскорсння в г-й частотній смузі; и - кількість частотних смут (третинооктавних або ок­тавних) у нормованому частотному діапазоні; К, - ваговий коефішсит для /-Ї частотної смуги відповідно до абсолютних значень віброшвидкості та вібро­прискорсння локальної та 'загальної вібрації.

У разі дії непостійної вібрації (крім імпульсної) нормованим параметром є вібраційне навантаження (еквівалентний коректований рівень, доза вібрації).

	і
	\ V	V
	s		\	\			1
		\	\								2
		\	\				9
		\	\				в
			ч				7

110

100

0 1 2 4 0 1« 91.9 09 129 250 900 1000 у |-_(J

Лт, 2.27. ГДР віброшвкдкості локальної та іагадьиої вібрації: І транспортна

горкк>нта.тм<а вібрація (категорія І): 2 - локальна вібрація; 3 - транспортна вертикальна

вібрація (катеїорія І); 4 трансіїортно-тсхнолопчна (категорія 2); 5 технологічна вібрація у вироби ичих приміщеннях і джерелом вібрації (категорія За); 6 технологічна в приміщеннях бет джерел вібрації (категорія 36); 7 технологічна вібрація в приміщеннях для розумової прані та хзміністратнвннх приміщеннях

У разі дії імпульсної вібрації з піковим рівнем віброприскорсння від 120 до 160 дБ нормованим параметром с кількість вібраційних імпульсів за зміну (год) залежно від тривалості імпульсу.

отримане працівником протягом змінн та зафіксоване спеціальним приладом або обчислене для кожкого напрямку дії вібрації (X. У. Z) та формулою

Д= jKdr.

о

або ja формулою

= + 10 ig(^),

де V_t - коректоване за частотою значення вібраційного параметра у момент часу/, мс ¹ або м с /- час дії вібрації, гол; і_ш тривалість зміни, год.

/-г, лБ

1ЭО 170

<о

•о

70

Гранично допустимі рівні постійної та непостійної локальної (крім імпу­льсної) та загальної вібрації за тривалості дії протягом 8 год наведено на рис. 2.27 та у табл. 2.15.

2.10.5. Захист ви несприятливого вилину вібрації на працюючих

Заходи щодо зменшення виробничих вібрацій мають, передбачати під час проектування, виготовлення та експлуатації машин, апаратів, систем, приладів, інструментів, під час будівництва споруд та у процесі організації робочих місць. Такі заходи поділяють на організаційні, технічні, лікувально- профілактичні, а також індивідуальні та колективні.

До організаційних заходів належать:

• попереджувальний огляд нормативної документації на конкретні ма­шини, що стнорюють вібрації, в якій вказано умови експлуатації машини, технічні норми вібрації, меюди контролю вібраційних характеристик; умови, за яких забезпечується виконання вимог санітарних норм на робочих місцях;

• використання машин відповідно до їх призначення, передбаченого нор­мативно-технічною документацією;

• допуск до експлуатації тільки справних машин, які відповідають вимо­гам ДСП 3.3.6.039-99; виконання правил їх технічної експлуатації;

своєчасне проведення планового га попереджувального ремонтів ма­шин з обов'язковим післяремоитиим контролем вібраційних характеристик;

• виключення контакту працюючих з поверхнями, шо вібрують, за ме­жами робочого місця чи робочої зони захисними засобами, блокуванням, сиг­налізацією. попереджувальними написами тощо;

• проведення щорічних періодичних медичних оглядів, операторів ма­шин. які зазнають впливу вібрації в процесі трудової діяльності;

виконання кваліфікаційних вимог: до роботи операторами машин до­пускають осіб не молодших 18 років, які пройшли попередній медичний огляд, мають відповідну кваліфікацію, склали технічний мінімум правил з охорони прані, та ознайомлені з характером впливу вібріції па організм;

• проведення контролю вібраційних характеристик машин: безперервно­го (за введення їх в експлуатацію і подальшого - раз на рік), вибіркового, пі­сля кожного ремонту та у разі внесения змін у конструкцію;

• заборона використання вібруючого обладнання не за призначенням та в режимах, що відрізняються від паспортних.

Серед технічних широко застосовують заходи зниження вібрації як у джерелі її виникнення, так і на шляху розповсюдження (ГОСТ 12.4.046-78).

Знижують вібрації у джерелі виникнення за рахунок вибору потрібних кінсмапічних і технологічних схем, якісного виготовлення деталей, удоско­налення їх геометричних форм, зрівноваження та балансування обертальних частин, вибору режимів роботи обладнання, виключення резонансних режи­мів та інші.

Зниження вібрації на шляху розповсюдження досягають вїбропоглинанням, статичним або динамічним віброгасінням. віброізолюванням. установленням конс­труктивних розривів (беї заповнення та п заповненням) між фундаментом з обла­днанням, що вібрує, і конструкціями будівлі, раціональним плануванням вироб­ничих приміщень, використанням автоматизованого та дистаншйіюго керування, застосуванням спеціальних амортизуючих сидінь тощо.

б

а

Рис 2 28. Схема статичного (іі) та динамічного (б) віброгасника Динамічне віброгасіння полягає у зниженні рівня вібрації захнщуваного Об'єкта за рахунок впливу на нього реакції віброгасника (рис. 2.28, її).

Статичне віброгасіння забезпечують установленням обладнання, що віб- рус, на фундаменти, маса (М) яких значно перевищує масу (пі) обладнання (рис. 2.28. а).

Вібропоглііиаіпія (вібродсмфірування) полягає у штучному збільшенні внутрішнього тертя завдяки використанню відповідних конструктивних ма­теріалів. нанесенню на поверхню, що вібрус, пружно-в'язких матеріалів та застосуванню демфіруючих матеріалів: антивібраційних мастик, м'яких пла­стмас. повсті, гуми, пінопласту тощо.

Ослабити передачу вібрації від джерела її утворення до основи, до суміж­них конструкцій чи людини можна розмістивши між ними додаткові пружні елементи. Такими віброізолювальпимн елементами можуть бути стальні пру­жини, гнучкі вставки, прокладки із пружних матеріалів: гуми гнучкої, м'якої, середньої твердості та спеціальних сортів; природнього корка або коркових плит; повсті м'якої, пресованої та мінеральної на бітумній сполуці; деревно- волокнистнх плит тощо.

До комплексу лікувально-профілактичних заходів входять професійні та профілактичні огляди, режим праці, вітамінізація організму, профілактичний відпочинок, лікувальна гімнастика та масаж рук, 313.

Режим праці для робітників, які перебувають в умовах дії локальної віб­рації, розробляють відповідні міністерства, відомства тз промислові підпри­ємства з урахуванням вимог ДСН 3.3.6.039- 99.

Допустимий сумарний час дії локальної вібрації залежно вії перевищення її ГДР

Його встановлюють для конкретного робочого місця або виконання конк­ретних технологічних операцій, якщо вібрація не перевищує ГДР не більше ніж па 12 дВ, і зазначають в робочому завданні. Тривалість безперервної дії локальної вібрації не має перевищувати 10...15 хв. Сюди входять і мікропаузп тривалістю до 30 с. Якщо вібрація перевищує ГДР, то допустимий сумарний час дії за 8-годинну робочу зміну визначають за допомогою табл. 2.16.

Таблиця 2.16

Перевищення ГДР вібрації. дБ	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	II	12
Допустимий сумарний час дії вйранії за зміну, хв	384	302	240	191	ISI	120	95	76	60	48	38	30

У разі наявності супугних шкідливих внробпнчих чинників час дії віб­рації на працюючих мас бути зменшено.

Якщо допустимий сумарний час дії вібрації більший за необхідний техноло­гічний час прані, то його довільно розподіляють у межах робочої зміни з дотри­манням двох регламентованих перерв (перша - 20 хв за 1...2 год від початку ро­боти. друга 30 хв через 2 год після обініьої перерви) та обідньої перерви

тривалістю не менш ніж 40 хв. Час регламентованих перерв вважаюгь робочим часом. Проводити надурочні роботи з обладнанням, яке вібруг, заборонено.

З мстою підвищення стійкості організму до вібрацій потрібно проводити два рази на рік (у осінній та весняний періоди) протягом чотирьох тижнів ві- тамінопрофілакгнку (вітаміни С. В,, нікотинова кислота), курси масажу та лікувальної гімнастики (та призначенням лікаря).

Для відпочинку та профілактичного лікування на підприємствах ма­ють бути організовані профілакторії, кабінети психологічного розванта­ження і кімнат для обов'язкового проведення масажу рук у струмені тепло­го повітря або сухий обігрів та мікромасаж на спеціальному обладнанні.

З мстою профілактики шкідливого впливу вібрації працівники повинні користуватися 313. Для захисту від загальної вібрації застосовують взуття з амортюуючими підошвами. Загальні технічні умови на віброзахиснс взут­тя визначені ГОСТ 12.4.024-76 «ССБТ. Обувь специальная виброзащит­ная». Такс взуття виготовляють зі шкіри, штучних, синтетичних матеріалів або комбінованих із цих матеріалів, а підошви - із пружнолемфіруючих матеріалів.

Для захисту рук від впливу локальної вібрації використовують пруж- иодемфіруючі матеріали. Це можуть бути рукавиці, рукавички, прокладки та пласлнш для охоїшсння рукояток і деталей, що вібрують. Технічні умови та 313 рук від вібрації визначені ГОСТ 12.4.002-74 «ССІіТ. Средства индиви­дуальной защиты рук от вибрации. Общие технические требования».

Для вимірювання вібрації застосовують вібровнмірювальні прилади. Цс можуть бути віброметри типу ВМ-1, вимірювачі шуму та вібрації ИІІІВ-03, шумовіброметрнчні комплекси І1ІВК-1, 111ВК-4 та інші. Вимірювальна апа­ратура маг відповідати вимогам чинного законодавства та мати діюче свідот- сгво про держперевірку.

2.11. Захист від інфрачервоних випромінювань

Інфрачервоні випромінювання розглядають, як самостійний чинник вироб­ничого середовища і як один із чинників, який впливає на формування мікро­клімату виробничих приміщень. Вони належать до оптичного діапазону слскі- ромапітіих випромінювань. Це невидима частина спектру. За фізичною природою вонн мають хвильові (довжина хвилі в границях 0,77...540 мк.м) і квантові властивості. Джерелами таких випромінювань с будь-які тіла, темпе­ратура якнх перевищує температуру абсолютного нуля (мінус 273 °С). У галузі зв'язку цс обладнання телестудій, генерзторних, л іній но-апарати их цехів МТС, передавальних радіостанцій, систем вентиляції та теплопостачання тощо. Чим вища температура тіла, тим більша інтенсивність випромінювання.

За законом Стефана-Больцмана щільність випромінювання абсолютно чор­ного тіла пропорційна четвертому степеню ного абсолютної температури:

де </, - інтегральна щільність випромінювання. Вт/м¹; о - константа випро­мінювання абсолютно чорного тіла, о = 5,64 • І0~'Вт/(м^; • К^ч); с₀ - коефіці­єнт випромінювання абсолютно чорного тіла, с₀ = 5.64 Вт/(м^: -К⁴); Т- абсо­лютна температура тіла, К.

Густину випромінювання різних матеріалів визначають за формулою

де є - ступінь чорноти матеріалу.

Щільність потоку q, на відстані £ від джерела випромінювання оберне­но пропорційна квадрату відстані:

де q, - щільність потоку на відстані одиниці довжини від випромінювача. Вт/м^:.

Наїріті тіла одночасно випромінюють різні довжини хвиль. Максимум випромінювання завжди відповідає хвилям визначеної довжини. У разі збіль­шення температури джерела максимум енергії випромінювання переміщу­ється у бік коротких хвиль. За законом Віна:

7" = 2,88,

де Т - абсолютна температура поверхні випромінювання. К; довжина

хвилі, мм; 2,88 - стале число, мм-К.

Отже, чим вища температура поверхні випромінювання, тим менша дов­жина хвилі та більша її проникна здатність.

Залежно- ви довжини хвилі інфрачервоні випромінювання поділяють на три області:

-область Л короткохвильова (>. =0,77... 1.4 мкм) - характеризується високою проникністю. Джерелами таких випромінювань с тіла (поверхні), температура яких понад 100 °С;

область В середньохвильова (/. = 1,4...3.0 мкм). Поглинається шара­ми дерми та підшкірною жировою тканиною:

- область С-довгохвильова (). - 3,0...540 мкм) поглинається спідсрмісом. Джерелами таких випромінювань с тіла (поверхні), температура яких до 100 °С.

Інфрачервоні випромінювання мають сильний біологічний вплив, що зумовлює фЬико-хімічні та теплові ефекти. їх дія на організм людини може бути загальною та місцевою. Реакція організму - зміна температури опромі­неної ділянки тіла. Тепловий ефект опромінення залежить від спектрального складу та інтенсивності випромінювання, розмірів поверхні випромінювання, площі поверхні, що опромінюється, кута падіння, тривалості опромінення тощо. Інфрачервоні випромінювання порушують нормальну діяльність орга­нізму людини, спричиняють в ньому серйозні ускладнення. Вони впливають на функціональніш стан, на центральну нервову та серцево-судинну системи, прискорюють серцебиття і дихання, підвищують максимальний та зменшу­ють мінімальний артеріальний тиск, підвищують температуру тіла.

У разі дй на органи зору вони спричиняють ряд паталогічних змін: кон'юктивіти, помутніння рогівки і кришталика, опік сітківки, спазм зіниці і хорсорстиніт («снігову сліпоту»).

Більшу небезпеку становлять короткохвильові випромінювання. За їх дії на незахищену голову може виникнути, так званий, тепловий удар. Він з'являється раптово. Його ознаками є підвищення температури до 42...43°, гострий головний біль і біль у спині, іноді нудота, почервоніння і одутість обличчя, запаморочення, миготіння в очах, частішає пульс і дихання. У тяж­ких випадках настає втрата свідомості, розширення зіниць (не рсаіують на світло), з'являється блідість, інколи судоми.

За тривалого перебування в зоні інфрачервоних випромінювань, як і за систематичного впливу високих температур, відбувається порушення роботи терморегулювального апарату організму людини, посилюється діяльність сер­цево-судинної та дихальної системи, підвищується млявість, іноді виникають запаморочення (теплове знссилсння). З підвищенням потовиділення організм втрачає воду та солі. Як наслідок, настає згущення крові, утруднюється кро­вообіг. зменшується постачання тканинам кисню, що порушує функцію го­ловного мозку.

Порушення теплового балансу спричиняє теплову гіпотермію або пе­регрів. Цс настає у тому випадку, коли утруднюється віддача тепла від орга­нізму в навколишнє середовище. Частково затримане тепло підвищує внут­рішню температуру організму. За систематичного перегрівання спосте­рігається схильність до 'застудних захворювань.

Підвищений рівень інфрачервоної радіації належить до шкідливого та небезпечного виробничого чинника. Потенційну небезпеку оцінюють за

інтенсивністю теплового опромінення працюючих від нагрітих поверхонь технологічного устаткування, освітлювальних приладів, інсоляції від за­склених огорож. Вона не мас перевищувати 35 Вт/м^: - у разі опромінення 50% та більше поверхні тіла, 70 Вт/м^г - у разі опромінення поверхні від 25 до 50 % та 100 Вт/м² - у разі опромінення не більше 25 % поверхні тіла працюючого.

За наявності відкритих джерел випромінювання (нагрітий метал, скло, відкрите полум'я) допустима інтенсивність опромінення до 140 Вт/м\ Вели­чина опроміненої площі не мас перевищувати 25 % поверхні тіла працюючо­го за обов'язкового використання 313 (спецодяг, окуляри, щитки).

ш-

Інтенсивність опромінення від нагрітих поверхонь рекомендовано ви­значати за такими формулами, Вт/м¹:

0.9 IS

якщо t £ -Js, то а = —

0.91

якщо ( < Vs. то а =

t

де f - відстань від джерела випромінювання, м; S- площа поверхні випромі­нювання, м^г; Т - абсолютна температура поверхні випромінювання. К: А - константа, для шкіри людини та спецодягу із бавовняної тканини А ^и 85; для спецодягу із сукна А = 110.

Довжина хвилі, на якій випромінювання максимальне, визначають за формулою, нм.

2.88 10⁴

=

"" Т

Захищення від інфрачервоних випромінювань можливе часом, відстан­ню. раціональним розміщенням теплогенеруючого устаткування та робочих місць, теплоізолюванням нагрітих поверхонь, екрануванням джерел випромі­нювання. охолодженням поверхонь, що нагріваються, застосуванням повіт­ряних і водоповітряних душів, використанням автоматизації та дистанційно­го керування устаткуванням, раціональним режимом праці та відпочинку, •застосуванням 313, проведенням попереднього та періодичних медоглядів, питним режимом.

У тих випадках, коли за умовами технологічного процесу, технічної не­можливості або економічної недоцільності неможливо забезпечити на робо-

чих місцях допустиму інтенсивність опромінення, застосовують захист ча­сом. повітряне або водоповітряне душування.

Допустиму відстань від джерела випромінювання до працівника визна­чають за наведеними вище формулами. їх розв'язують щодо ( за допустимої інтенсивності опромінення

Ефективним и економічним заходом захисту с теїьзовс ізолювання дже­рел випромінювання. За ного допомогою -забезпечують температуру нагрітих поверхонь устаткування, що не перевищує 45 °С. що відповідає вимогам чин­них санітарних норм.

Для захисту від прямого випромінювання використовують скрапи. Ек­ранують як джерела випромінювання, так і робочі місця. Екрани бувають ста­ціонарні та переносні, а також тепловбнраючі, тепловідбивні та комбіновані.

У разі неможливості або економічної недоцільності забезпечити допустимі рівні опромінення використовують 313: спецодяг (костюми повстяні, з металі­зованої тканини тощо), спеціальне щкіряпс взуття, рукавиці (суконні, брезенто­ві. комбіновані), повстяні капелюхи, захисні каски, захисні окуляри із світлофі­льтрами. маски з прозорим екраном тощо.

Для вимірювання інфрачервоного випромінювання використовують ак­тинометри. радіометри різних типів, спектрометри.

2.12. Захист від ультрафіолетових випромінювань

Ультрафіолетові випромінювання - цс електромагнітні випромінювання з довжниою хвилі к = 10...380 им. Особливість їх впливу на організм люди­ни залежить від довжини хвилі. Залежно від довжини хвилі, ультрафіолетові випромінювання поділяють па три області:

• область Л довгохвильова з >. = 380...315 іім відзначається слабкою біологічною дією;

• область В - середньохвильова з >. = 315...280 им мас значний біоло­гічний вплив, властива протнрахітична дія;

область С - короткохвильові з X = 280... 10 іім - мас бактерицидну дію.

Джерелами ультрафіолетових випромінювань є лазерні установки, відео­термінали. газорозрядні га ртуто-квдрцеві лампи, радіолампи, ргузні випрям­лячі. автогенне і дугове електрозварювання, плазмове різання, матеріали, які ма­ють температуру понад 1200 °С, а також спеціальні ультрафіолетові установки.

Характерною особливістю ультрафіолетового випромінювання с його под­війна дія на організм людини: з одного боку небезпека исрсопромінсння. з другого необхідність для нормального функціонування організму людини, так як воно е важливим стимулятором основних біологічних процесів. За надмірно­го опромінення шкіри виникають дерматит, набряклість, сверблячка, печіння. У рззі дії на центральну нервову систему підвищується температура тіла, вини­кають головні болі і запаморочення, нудота, нервове збудження тощо. За недо­статнього опромінення виникає авітаміноз, порушується фосфорнто-кальцієвий обмін і процес кісткоутворсння, знижуються захисні властивості організму від інших захворювань. У тих випадках, коли природного освітлення недостатньо (КПО < 0.1 % під час бокового освітлення), для компенсації сонячної недоста­тності застосовують профілактичне ультрафіолетове опроміненій спеціальними установками довготривалої або короткотривалої дії (вмикають фітарїї).

Вплив ультрафіолетового випромінювання на очі значно більший, ніж на шкіру. Воно є причиною слсктроофтальмії. Цс захворювання супро­воджується ПчІДМІріІИМ сльозовиділенням, погіршенням зору, наявністю різ­ного болю в очах, ураженням рогівки.

Ультрафіолетові промені златі спричиняти іонізацію газового середо­вища. поглинаються покриттям і пилом.

До небезпечного фізичного виробничого чинника належить підвищений рівень ультрафіолетової радіації.

Нормування ультрафіолетового випромінювання здійснюють згідно з са­нітарними нормами СН 4557-88. Допустимі значення густини ультрафіоле­тового випромінювання для області А - 10 Вт/м²; для області В - 0.01 Вт/м"; для області С 0.001 Вт/м\

Захист від ультрафіолетових випромінювань досягають за рахунок раціо­нального розташування робочих місць щодо джерел випромінювання, захи­щення відстанню, екранування джерел випромінювання та робочих місць, ав­томатизації та дистанційного керування установками. 313, спеціального фарбування приміщень.

Як 313 використовують захисні окуляри та щитки зі спеціальними світ­лофільтрами. каски, спеціальні мазі для рук, спецодяг із бавовняних або льняних тканин (фартухи, брюки, рукавиці, куртки).

Для фарбування стін використовують цинкові та титанові білила, фарбн сірого, жовтого та блакитного кольору.

2.13. Захист від лазерних випромінювань

2.13.1. Загальна характеристика та класифікація лазерів

Лазерні випромінювання - не електромагнітні випромінювання з довжи­ною хвилі від 0,2 до 20.0 мкм. Джерелом випромінювання с оптичний квап- товий генератор (лазер), в основі якого лежать енергії заздалегідь збуджених атомів і молекул під час переходу їх гз збудженого стану в основний.

Лазерне випромінювання характеризується:

• монохроматичністю - випромінювання однієї довжини хвилі;

• когерентністю - випромінювання узгоджені за частотою і фазою;

• гострою спрямованістю променя - малі кутові розбіжності променя на великих відстанях.

Ці властивості дають змогу отримати в промені великі рівні концентра­ції густини енергії ІО¹⁰... 10^І: Дж/см¹ і густину потужності ІО⁸*..!©» Вт/см\

Зазначені властивості відкрили широкі можливості застосування лазерних установок у різних галузях виробництва. Лазери використовують в системах передачі інформації каналами зв'язку, в телебаченні, обчислювальній техніці, в локації, пеленгації, геодезії, електроніці, приладобудуванні, в медицині (в оф­тальмології, хірургії, нейрохірургії); для оброблення твердих та надтвердих ма­теріалів, у разі виконання мікрозварювальннх робіт, дія прошнття отворів у пе­чатних платах і годинниках; для приєднання резисторів і конденсаторів; під час будівництва доріг, тунелів, мостів; для обліку руху транспорту на дорогах; для забсіпсчсння безпеки руху; для автоматичного розкрою матеріалів та ні.

Як робоче лазерне середовище використовують різні кристали, пластмасу, напівпровідники, тази (СО>; N_;). рипни, скло з активаторами.

Класифікують лазери за такими ознаками:

• залежно від агрегатного стану та фізичних властивостей робочої речо­вини - твердотілі, рідинні, газові, напівпровідникові;

• за режимом роботи - неперервні. Імпульсні та імпульсно-модсльовані;

• за видом випромінювання - з прямим (промінь замкнений в обмеже­ний тілесний кут), розсіяним (розсіяний середовищем, через яке він прохо­дить). дзеркально відбите (кут падіння рівний куту відбиття) і дифузно вибитим (відбите від поверхні за всіма можливими напрямками);

• за конструктивним виконанням - закриті та відкриті; за умовами використання стаціонарні та пересувні;

• за довжиною хвилі, що генерується - ультрафіолетові, видимого ви­промінювання, інфрачервоні;

за способом виведення тепла - з природним та примусовим повітря­ним охолодженням або охолодженням рідиною.

Експлуатація лазерних установок супроводжується основними та супутніми потенційно шкідливими та небезпечними виробничими чинниками. До основних належать пряме, дзеркально та дифузно відбите випромінювання. До супутніх належать:

• висока напруга зарядних пристроїв, шо живлять батарею конденсато­рів великої гмності;

• підвищена загазованість повітря озоном і окисом азоту під мас накачу­вання лазерного середовища та оксидом вуглецю н оксидами металів у разі обробки матеріалу мішені;

• підвищений рівень ультрафіолетового та інфрачервоного випромінюватися;

• електромагнітні поля радіочастотного діапазону під час роботи генера­торів ВЧ і УВЧ;

• підвищений рівень іонізуючого випромінювання;

• підвищений рівень шуму та вібрації;

• підвищена температура поверхонь устаткування;

• можливість генерації рентгенівського випромінювання.

Ступінь небезпеки несприятливого чинника залежить від потужності, типу лазера та умов його використання.

Області випромінювання лазерів, що використовують в промисловості та наукових дослідах, подано на рис. 2.29.

Ач їй і а їй (X-0J3 мкм)

Аргоновий мкм)

Гелій неоновий ( Х^с0.6Л мкм) ^ ІЧбіиовнГі (л°0.69 мкм)

Ha CO; і Nj (1-10.6 мкм)

На арсстаді шчія (A-O.S4 &ікм)

На нсодимовім склі (я.-1.06 мкм)

На склі ч добавкою орбія (л-1.54... 1.63 мкм)

Л. МКМ 0.2

Рис. 2.29 Області випромінювання лазері», шо використовують в промисловості та наукових дослідженнях

2.13.2. Вплив лазерного випромінюваний на оріанїзм людини

Вплив лазерного випромінювання на організм людини складний та зале­жить від енергетичної експозиції (енергетичної освітленості), довжини хвилі ви­промінювання. терміну ДІЇ. тривалості імпульсу, частоти їх повторень, площі опромінення та фізико-хімічннх особливостей опромінених органів і тканин.

Розрізняють термічну дію (подібну звичайному, але швидкому нагріван­ню), фотохімічну (втрату пігментації кольору), енергетичну (поляризація молекул), механічну (коливання під дісю електромагнітного поля) та інші.

Лазерні випромінювання виливають на шкіру, внутрішні органи, цент­ральну нервову та серцево-судинну системи. Вони особливо небезпечні для зору. У разі опромінення шкіри спостерігається її почервоніння, лущення, відшарування, опіки, обвугленім і навіть утворення виразок. Промені з дов­жиною хвилі 0,28...0,32 мкм мають канцерогенні властивості.

За великої інтенсивності опромінення можливі пошкодження внутрішніх органівз такими наслідками як набряки, крововиливи, омертвіння тканин.

Проявом опромінення малої дози с втома, роздратування, головний біль, зміна артеріального тиску. Такі порушення зникають після відпочинку.

Очі с основним критичним орпню.м щодо лазерного випромінювання. Кришталик ока діс як фокусуюча оптика. У зв'язку з цим густина енергії та густина потужності на сітківці може різко збільшуватися. Чим більша зіниця, тим більші їх числові значення. А тому внрогідність пошкодження ока, адап­тованого до темноти, значно більша, ніж в умовах яскравого світла. Лазерні промені, діючи на органи зору, зумовлюють опіки, розриви, пошкоджують сітківку та судинну оболонку ока. що може спричинити сліпоту. Для зору с небезпечним як пряме попадання променя, так і розсіяне чи вибите.

Залежно від небезпеки вихідного випромінювання лазери (лазерні уста­новки) поділяють на 4 класи:

• І клас - вихідне випромінювання с безпечним для очей та шкіри;

  2. клас - вихідне випромінювання е небезпечним для очей у разі опро­мінення прямим та дзеркально відбилім випромінюванням;

  3. клас — вихідне випромінювання г небезпечним у разі опромінення очей прямим і дзеркально відбитим, а також дифузно вибитим випроміню­ванням на відстані 10 см від дифузно відбиваючої поверхні та у разі опромі­нення шкіри прямим і дзеркально вибитим випромінюванням;

• IV клас - вихідне випромінювання є небезпечним у разі опромінення шкіри дифузно відбилім випромінюванням на відстані 10 см від дифузно від­биваючої поверхні.

Клас небешеки лазера визначаг підприємство, яке його виготовляє.