4.3. Меры защиты от действия инфракрасного излучения

Основным путем оздоровления труда в горячих цехах, где ИКИ — основной компонент микроклимата, является изменение технологиче­ских процессов в направле-нии ограничения источников тепловыделе­ний и уменьшении времени контакта работа-ющих с ними. Дистанционное управление процессом увеличивает расстояние между рабочим и источником тепла и излучения, что снижает интенсивность влияющей на че-ловека радиации. Важное значение имеют теплоизо­ляция поверхности оборудования; устройство защитных экранов, по­крытых теплоизоляционными материалами, огражда-ющих рабочих от лучистого и конвекционного тепла, водяные и воздушные завесы; укрытие поверхности нагревательных печей полыми экранами с цир­кулирующей в них проточной водой снижает температуру воздуха на рабочем месте и полностью устраня-ет ИКИ.

Средства коллективной защиты работающих от тепловых излуче­ний представлены на рис. 4.9.

По действующим санитарным нормам температура нагретых по­верхностей оборудования и ограждений на рабочих местах не должна превышать 45° С.

Для снижения интенсивности излучений от наружных поверхностей применяется водное охлаждение. При этом температура наружной поверхности не превышает температуры отходящей воды (35...40° С).

Расход воды на охлаждение, кг/ч:

,

где Ф— тепловой поток, Дж/с;с — удельная теплоемкость воды, Дж/(кг °С);— разность температур отводя щей и поступающей воды, °С.

Рис. 4.9. Классификация средств промышленной теплозащиты

Наиболее распространенный и эффективный способ защиты от излучения — экранирование источников излучений. Экраны приме­няют как для экранирования источников излучения, так и для защиты рабочих мест от инфракрасного излучения.

По принципу действия экраны подразделяются на теплоотражающие, теплопоглощающие, теплопроводящие. Это деление условно, так как любой экран об-ладает способностью отражать, поглощать или отводить тепло. Принадлежность экрана к той или иной группе зависит от того, какое свойство отражено в нем наиболее сильно.

В зависимости от возможности наблюдения за рабочим процессом экраны можно разделить на три типа: I— непрозрачные,II— полу­прозрачные иIII—прозрачные.

Кратность ослабления светового потока защитным экраном

,

где — плотность теплового потока между параллельными плоско­стями 1 и 2,— степень черноты материала (табл. 4.4).

;

— плотность теплового потока между экраном и плоскостью 2; С₀— коэффициент излучения абсолютно черного тела (5,67 Вт/(м²К⁴)):

.

Кратность снижения температуры излучающей поверхности

.

Коэффициент пропускания теплового потока

.

Коэффициент эффективности экрана

.

Таблица 4.4. Степень черноты  полного излучения различных материалов

При t₁> 400° С можно допустить

.

При равенстве степеней черноты всех участвующих в теплообмене поверхностей т= 2.

В случае установки nэкранов и при разных степенях черноты источника излучения и экрана

.

Если , то

.

При заданной температуре экрана требуемое число экранов

.

Экран, отражая часть теплового потока обратно на источник излу­чения, повышает температуру последнего. Это повышение описывается эмпирической формулой

где — температура неэкранированной поверхности.

Полупрозрачные экраны. К полупрозрачным экранам относятся ме­таллические сетки с размером ячейки 3...3,5 мм, цепные завесы, армированное стальной сеткой стекло. Сетки применяют при интен­сивности облучения 0,35... 1,05 кВт/м², и их коэффициент эффектив­ности порядка 0,67. Цепные завесы применяются при интенсивности облучения 0,7.. .4,9 кВт/м². Коэффициент эффективности цепных завес зависит от толщины цепей. С целью повышения эффективности защитных свойств применяют завесы водяной пленкой и устраивают двойные экраны. Армированное стекло применяют при тех же интенсивностях облучения, что и цепные завесы, и имеют такой же коэф­фициент эффективности. Увеличение эффективности достигается орошением водяной пленки и устройством двойного экрана.

Прозрачные экраны. Для прозрачных экранов используют силикат­ное, кварцевое или органическое стекло, тонкие (до 2 нм) металличе­ские пленки на стекле, воду в слое или дисперсном состоянии.

Коэффициент пропускания воды в различных участках спектра в значительной степени зависит от толщины слоя воды. Тонкие водяные пленки начинают заметно поглощать излучение с длиной волны более 1,9 мкм и значительно поглощают волны длиной более 3,2 мкм. Поэтому они пригодны для экранирования источников с температурой до 800° С. При толщине слоя воды 15...20 мм полностью поглощаются излучения с длиной волны более 1 мкм, поэтому такой слой води эффективно защищает от теплового излучения источников с темпера­турой до 1800° С. Экраны в виде водяной пленки, стекающей по стеклу, более устойчивы по сравнению со свободными завесами: они имеют более высокий коэффициент эффективности (порядка 0,9) и могут применяться при интенсивностях облучения 1750 Вт/м².

Теплопоглощающие прозрачные экраныизготовляют из различных стекол (сили-катных, кварцевых, органических), бесцветных или окра­шенных. Для повышения эффе-ктивности применяется двойное остек­ление с вентилируемой воздушной прослойкой.

Органическое стекло применяют для защиты лица от теплового облучения в виде налобовых щитков. Эффективность стекол зависит от спектра излучения, т.е. стекло обладает узкополосными свойствами.

В последнее время одним из методов предупреждения влияния лучистой энергии является охлаждение стен, пола и потолка и приме­нение специальных экранов на рабочих местах.

Кроме мер, направленных на уменьшение интенсивности теплового излучения на рабочих местах, предусматривают также условия, при которых обеспечивается отдача тепла человека непосредственно на месте работы. Это осуществляется путем создания оазисов и душирования, с помощью которых непосредственно на рабочее место направ­ляется воздушный поток определенной температуры и скорости в зависимости от категории работы, сезона года и интенсивности инф­ракрасной радиации согласно ГОСТ 12.1.005 — 98.