2.7.6. Ультразвук

Ультразвук використовується в різних галузях промисловості та техніки, особливо для аналізу й контролю при дефектоскопії, при структурному аналізі речовин, визначенні фізико-хімічних власти­востей матеріалів та ін. Основною галуззю, де використовується ультразвук, є технологічні процеси в промисловості. Це очищення й знежирювання деталей, механічна обробка твердих крихких матеріа­лів, зварювання, паяння, лудіння, електролітичні процеси, приско­рення хімічних реакцій та інше. Для технологічних потреб викорис­товуються ультразвукові коливання низької частоти — від 18 до 30 кГц і високої потужності — до 6-7 Вт/см².

У виробничих умовах низькочастотний ультразвук частково утворюється при аеродинамічних процесах і є супутником відчут­них шумів (робота реактивних двигунів, газових турбін та ін).

Широко використовується ультразвук у медицині — для ліку­вання деяких захворювань хребта, суглобів та ін.

Ультразвук — це механічне коливання пружного середовища, що має однакову зі звуком фізичну природу. Ультразвук, як і звук, характеризується тиском, інтенсивністю і частотою коливань. Від­різняється від звукових коливань тим, що не сприймається органами слуху людини.

Ультразвуковий діапазон поділяється на низькочастотні коли­вання (1,2 • 10⁴~ 1,0 • 10⁵Гц), що добре поширюються через повітря та контактним шляхом, і високочастотні (1,0 • 10⁵- 1,0 * 10⁹Гц), що передаються контактним шляхом.

Ультразвукові хвилі при поширенні їх у різних середовищах поглинаються тим більше, чим вища їх частота. Вода, метал та інші пружні середовища слабо поглинають ультразвук, тому він поширю­ється на великі відстані, практично не втрачаючи енергії. Поглинан­ня ультразвуку супроводжується нагріванням середовища.

Специфічною особливістю ультразвуку є те, що він поширю­ється спрямованими пучками, завдяки великій частоті та малій дов­жині хвиль створює великий тиск. Саме тому ультразвук широко ви­користовується в описаних вище процесах. При тривалій роботі на ультразвукових установках працівники можуть піддаватися його дії через повітря або при безпосередньому контакті з рідкими чи твер­дими тілами, через які поширюється ультразвук. Більш небезпечним є контактний вплив ультразвукового випромінювання при роботі з ручними інструментами під час паяння, лудіння або очищення по­верхні деталей.

При виконанні вказаних робіт, коли ультразвук перевищує гра­нично допустимі рівні, можуть виникати функціональні зміни в центральній, периферичній нервовій та судинній системах людини в місцях контакту (вегетативні поліневрити, м'язова слабкість пальців рук та передпліччя). Низькочастотні ультразвукові хвилі негативно впливають на слуховий та вестибулярний апарати, больову чутли­вість і процеси терморегуляції. Про те, що ультразвук негативно

впливає на різні органи й системи людини не лише через слуховий апарат, підтверджують численні дослідження глухонімих.

Основними документами, що регламентують безпеку при робо­ті з ультразвуком, є «Державні санітарні норми виробничого шуму, ультразвуку та інфразвуку» (ДСН 3.3.6.037-99), ГОСТ ССБТ 12.1.001-89, «Ультразвук, загальні вимоги безпеки».

Допустимі рівні коливань ультразвуку нормуються в триоктав-них стрічках частот середньогеометричними частотами 12,5; 16,0; 20,0; 25,0; 31,5; 40,0; 63,0; 80,0; 100,0 кГц. При контакті рук та ін­ших частин тіла людини з робочими органами, що генерують ульт­развук, рівень його не повинен перевищувати 110 дБ. Тривалість дії ультразвуку має бути обумовлена розрахунком.

Щоб запобігти шкідливому впливу ультразвуку, використову­ють заходи технічного характеру, автоматичне малопотужне ультра­звукове обладнання та установки з дистанційним управлінням. Щоб уникнути розповсюдження ультразвуку, установки обладнують зву-коізолюючими кожухами та екранами, покритими гумою, протишу­мовою мастикою, та ін.

Ефективним методом боротьби є розміщення обладнання у зву-коізольованих приміщеннях або застосування спеціального інстру­менту та використання засобів індивідуального захисту (антифони з ультратонкою скловатою, захисні рукавиці та інше). До роботи з та­ким обладнанням допускаються особи не молодше 18 років.