Условия формирования
и интенсивность УФ-излучения
при использовании специальных
плазменных технологий (наплавление,
плазморезка, плазменное напыление)
практически не отличаются от
аналогичных показателей при
электросварочных работах, а при
отдельных плазменных процессах
уровни УФ-излучения - более высокие,
чем при электросварочных работах.
Оптическим излучением
в УФ-области, а также в видимом
и инфракрасном спектрах сопровождается
газовая резка и газовая сварка
с использованием кислорода, пропана,
ацетилена, водородного пламени.
При газосварке и газорезке
металлов УФ-излучение в обычных
условиях определяется только
на минимальном расстоянии от
источника и, чаще всего, на
уровне чувствительности используемого
метода измерений данного параметра.
Ниже приведены некоторые
результаты наших исследований
и измерений по определению
параметров УФ-излучения от производственных
источников. Основной источник УФ-излучения
в условиях производства - электрическая
дуга при проведении сварочных
работ (табл. 27).
Таблиця 27
Плотность потока УФ-излучения
при сварочных работах Виды
электрогазосварочных работ Значення
Диапазон УФ-излучения, Вт/м2
УФ-С
200-280 нм УФ-В
280-315 нм УФ-А
315-400 нм
Ручная электродуговая
сварка мин-макс 1,3-16,6 1,5-17,9 2,2-25,1
середнє 9,5 7,2 9,8
Полуавтоматическая сварка
мин-макс 4,1-28,5 2,7-13,9 2,8-19,4
середнє 16,1 8,0 10,3
Газове зварювання
мин-макс 0-0,06 0-0,06 0-0,13
середнє 0,003 0,02 0,05
Надо обратить внимание
на более высокие уровни УФ-излучения
от полуавтоматической сварки, особенно
в наиболее опасном для работника
с точки зрения биологического
влияния на организм спектре
УФ-С, хотя максимальные значения
в областях А и В отмечены
при ручной дуговой электросварке,
тогда как в спектре УФ-С
максимальные значения установлены
при электросварке на полуавтоматических
машинах, с использованием специальной
сварочной проволоки.
В целом уровни УФ-излучения
при основных, наиболее часто
применяемых в промышленности
видах сварки (ручная, полуавтоматическая)
превышают гигиенический регламент,
установленный СН 2.2.4-13-45-2005 для таких
работ в спектральных областях
УФ-В и УФ-С, и находятся на
уровне ПДУ в области УФ-А.
Так, в спектре УФ-А (320-400 нм)
наиболее высокие уровни отмечены
при ручной дуговой (25,1 Вт/м2), а
средние значения - при полуавтоматической
сварке (10,3 Вт/м2). В средневолновой
области (УФ-В) параметры излучения
при всех видах электросварки
примерно равны (максимальные
величины - до 18 Вт/м2, а средние - около
7,5 Вт/м2). В коротковолновом (УФ-С)
спектре более высокие максимальные
и средние значения установлены
при полуавтоматической электросварке
(соответственно 28,5 Вт/м2 и 16,1 Вт/м2).
Уровни УФ-излучения
при электросварочных работах
определяются в основном величиной
тока, используемым сварочным и
вентиляционным оборудованием, а
также находятся в прямой зависимости
от расстояния до источника.
Так, интегральный поток УФ-излучения
в рабочей зоне был ниже
в 2,2-4,0 раза аналогичного параметра,
определяемого вблизи источника.
Для гигиенической
оценки УФ-облучения работников
при использовании плазменных
технологий следует учитывать:
высокую температуру плазменной
дуги, определяющую высокие уровни
интенсивности УФ-излучения, и
автоматизацию большинства современных
плазменных технологий и процессов.
Интенсивность потока УФ-излучения,
например, при воздушно-плазменной
резке металла составляет 35 Вт/м2,
в рабочей зоне - 11 Вт/м2 (спектр
УФ-С). В спектральных областях
УФ-В и УФ-А эти значения
соответственно равны 2,8 и 1,2; 7,5
и 2,3 Вт/м2. При плазменном наплавлении
параметры ультрафиолетового излучения
в рабочей зоне во всех трех
спектрах составляют около 11-15
Вт/м2; при плазменной резке металлов
интегральный поток УФ-излучения
равен 6-9 Вт/м2 в зависимости
от вида разрезаемого металла
с максимумом излучения в коротковолновой
части спектра (до 56 %). Отметим,
что такие работы чаще носят
плановый характер и выполняются
на постоянных рабочих местах
при стабильных технических параметрах.
Кроме того, при целом ряде
процессов с использованием плазменных
технологий рабочие места персонала
находятся в специально оборудованных
кабинах, расположенных на расстоянии
до 5 м от источника, а
удельный вес времени, когда
работник непосредственно находится
у места плазменной обработки,
незначителен. Следует также добавить,
что многие производственные
процессы, связанные с использованием
плазменных технологий, в настоящее
время выполняются в автоматическом
или полуавтоматическом режимах
и не требуют постоянного, длительного
пребывания работника непосредственно
в рабочей зоне, где наблюдаются
максимальные и высокие уровни
УФ-излучения.
При выполнении газосварочных
и газорезательных работ интенсивность
УФ-потока меньше, чем при электросварке.
Температура источника (факела
горелки) при газовой резке
и газовой сварке в несколько
раз ниже, чем электрической дуги,
поэтому и интенсивность УФ-излучения
при газовых работах, намного
ниже, чем при электросварке. Указанные
в таблице 27 максимальные значения
в основном определялись при
розжиге горелки, на близком
расстоянии от факела. Реально
же при газосварке (газорезке)
в рабочей зоне эти уровни
еще ниже.
С гигиенической точки
зрения опасность ручной электросварки,
особенно при выполнении ремонтных
работ, обусловлена проведением
работ на непостоянных рабочих
местах, часто в "нестандартных"
условиях, преимущественно при выполнении
"срочных" ремонтных работ,
когда не всегда есть возможность
применить в полном объеме
необходимые меры защиты. При
выполнении таких работ технологические
условия и технические параметры
сварочного процесса более вариабельны,
что обуславливает широкий диапазон
колебаний уровней УФ-излучения.
Так, разница между минимальными
и максимальными параметрами
УФ-потока при ручной сварке
составляет более 12 раз, а при
полуавтоматической - около 6 раз.
Например, при ремонтных работах
с использованием ручной дуговой
электросварки время нахождения
в условиях непосредственного
УФ-облучения работников составляет
около 40 % смены (средние данные),
а при полуавтоматической сварке
это время увеличивается до 64
% смены. Более точно время непосредственной
занятости электросварочными работами,
самого процесса сварки можно
определить на основе учета
количества использованных расходных
материалов (электродов, сварочной
проволоки) и времени сгорания
электрода.
Измерения интенсивности
УФ-излучения на разных расстояниях
от сварочной дуги выявили
особенности распределения УФ-потока
с определением коэффициентов
ослабления в зависимости от
расстояния до источника. При
увеличении расстояния от 0,1 до
0,4 м коэффициент ослабления
составляет в среднем по всему
спектру 2,7 раза, при увеличении
расстояния до одного метра
- в среднем 8,4 раза. Снижение интенсивности
потока УФ-излучения на расстоянии
двух метров от источника происходит
в среднем по всему спектру
в 35 раз.
Следует обратить особое
внимание и на возможную опасность
влияния на работающих отраженного
и рассеянного излучения, составляющего
до 20 % от прямого потока, что свидетельствует
о необходимости проведения контроля
и измерений уровней потока, отраженного
от разных поверхностей на
территории сварочного поста
и смежных участках. Наибольшими
отражающими свойствами обладают
металлические поверхности, при
этом в большей степени отражаются
лучи спектра УФ-А, а в коротковолновой
области (УФ-С) это выражено
в меньшей степени. Высокие
уровни отраженного потока определены
при сварке крупногабаритных
деталей в основном за счет
многократного переотражения, при
работах в ограниченных пространствах,
достигая в УФ-С диапазоне 0,04
Вт/м2. Последние представляются
наиболее опасными для работников,
так как в этих случаях не
всегда есть возможность применить
необходимые средства коллективной
защиты, оборудовать такие места
системами вентиляции, что увеличивает
профессиональный риск за счет
более высоких концентраций вредных
веществ (оксидов марганца, сварочного
аэрозоля и др.), а также повышенного
облучения сварщика от прямого
и отраженного, рассеянного потоков
ультрафиолетового излучения.
При проведении контроля
за состоянием условий труда,
соблюдением правил охраны труда
и техники безопасности отдельно
следует выделить группу работников
разных профессий (так называемые
"прихватчики"), выполняющих совместные
со сварщиком работы по фиксации
деталей крупногабаритных конструкций
в момент наложения первичного
шва. Эти работы выполняют как
сами сварщики (разных специальностей),
так и работники других профессий - слесари
механосборочных работ, монтажники и др.
Особенность таких работ - кратковременность
использования сварочной дуги, ее "импульсный"
характер во время "прихватки" деталей
свариваемой конструкции. Указанные работы,
как правило, выполняются в защитных очках,
при этом уровни излучения составляют
0,4-0,8 Вт/м2, превышая допустимые величины.
Общая продолжительность работ по прихватке
составляет до 15-30 мин за смену, при этом
дозовые нагрузки достигают 720 Дж/м2, что
выше расчетных гигиенических норм. Тем
не менее в условиях производства (особенно
в цехах и участках по сборке объемных
металлоконструкций и др.) довольно часто
многие "прихватчики" пренебрегают
СИЗ органа зрения.
Видеодисплейные терминалы,
экраны и мониторы также могут
быть источником излучения в
ультрафиолетовом диапазоне. Реальная
интенсивность генерируемого излучения
и его спектральный состав
зависит от технической конструкции
конкретного видеотерминала, режимов
работы, возможного защитного экранирования,
цвета люминофора и других
факторов. Выполненные нами измерения
интенсивности потока УФ-излучения
от мониторов ПЭВМ показали, что
регистрируемые уровни на исследуемых
образцах ВДТ были, как правило,
ниже допустимых санитарных норм.
Высокие уровни излучения
определены при использовании
спектральных источников. Так, на
рабочем месте копировщика печатных
форм при использовании галогенной
ртутной лампы ДРГТ плотность
потока на расстоянии 2 м
от источника составляет в
рабочей зоне 0,07 Вт/м2 (спектр УФ-В),
при воздействии отраженного
потока излучения - 0,02-0,03 Вт/м2
и еще выше на расстоянии
0,6 м от источника - до 0,4 Вт/м2.
В спектре УФ-С эти значения
равны соответственно 0,9-0,22-6,5 Вт/м2
и значительно превышают установленные
допустимые величины.
Бактерицидное действие
ультрафиолетовых лучей с длиной
волны 0,20-0,28 мкм определило широкое
применение облучателей и других
источников коротковолнового излучения
для стерилизации, обеззараживания
воздушной среды, других объектов
в лечебных учреждениях, различных
лабораториях, а также в бытовых
целях. При работе бактерицидных
облучателей разных типов (потолочные,
настенные, комбинированные) уровни
облучения вблизи источника составляют
0,02-4,0 Вт/м2 в спектре УФ-С, от
0,01 до 1,5 Вт/м2 и выше в спектре
УФ-В и до 1,0 Вт/м2 в спектре
УФ-А. В центре облучаемых помещений,
рабочей зоне эти величины
в 2-5 раз ниже. Примером мощного
источника УФ-излучения служит
лампа ОКН-11 (около 1,0 Вт/м2 в
коротковолновой и средневолновой
частях спектра и 5-6 Вт/м2 в
спектре УФ-А).
При некоторых видах
термообработки, других высокотемпературных
процессах (например, металл в
зоне расплава, расплавленное кварцевое
стекло, ацетиленовое пламя, низкоамперные
сварочные дуги и др.) не исключено
формирование УФ-излучения, однако
это возможно только при температуре
не менее 2 000 0С. Учитывая, что
в доступной литературе отсутствует
полный перечень всех источников
УФ-излучения и условий его
формирования, для уточнения необходимости
выполнения измерений в УФ-диапазоне
от тепловых, высокотемпературных
источников при их оценке спектральную
область излучения можно определить
расчетным путем. Так, п. 4.2 МР 105-9807-99
предлагает метод, позволяющий
получить приблизительные величины
длины волны с максимумом энергии
и ориентировочно определить
спектральные границы излучения
источника. Для этого используют
уравнение:
l max = С / T к ,
где С - постоянная
Вина, равная 2 880 мкм град.,
Т к - абсолютная
температура источника, Т к
= (t 0 С + 273) 0 .
Полученные данные
определяют длину волны с максимумом
энергии источника. Так, для
тепловых излучателей с температурой
источника 1 000-1 500 0С lmax = 2,3-1,6 мкм
и находится в инфракрасной
области. При более высоких
температурах (3 500-4 000 0С и выше) значение
lmax уменьшается, достигая видимого диапазона
(0,7 мкм и менее). В этих случаях - высокие
температурные параметры и мощность оборудования,
большие поверхности излучателя - левая
(коротковолновая) граница всего потока
излучения может находиться в УФ-области,
что является основанием для измерений
данного фактора производственной среды.
МР 105-9807-99 выделяет две
основные группы источников УФ-излучения.
К первой относятся электрогазосварочные
работы, плазменные технологические
процессы, некоторые другие высокотемпературные
источники ультрафиолетового излучения,
рассмотренные выше.
Ко второй группе
относится большая группа спектральных
источников - различных облучателей,
ламп и других источников света,
являющихся источниками УФ-излучения.
Облучатели, облучательные
установки и другие источники
оптического излучения разделяют
на тепловые и люминесцентные,
а различные источники света,
в свою очередь, на лампы
накаливания (ЛН) и газоразрядные
лампы (ГЛ). Температура нити накала
у обычных вольфрамовых ЛН
составляет около 2 500 0К, а у
ламп с повышенной цветопередачей
- до 4 000 0К. Граница полосы пропускания
УФ-излучения у ламп из обычного
стекла составляет около 300 нм,
а из специальных стекол еще
меньше. С учетом этого, а также
высокой мощности отдельных типов
ЛН некоторые из них могут
быть источниками излучения в
УФ-области, как и галогенные
ЛН, у которых минимальная температура
нити накала выше 1 600 0С, а колба
ламп изготовлена из кварцевого
стекла.