Лазеры в силу уникальных свойств излучения широко применяются во многих отраслях науки и техники (лазерные принтеры, считыватели штрих-кодов, лазерные указки и пр.), а легко достижимая высокая плотность энергии излучения позволяет производить локальную термическую обработку и связанную с ней механическую обработку (резку, сварку, пайку, гравировку). В медицине лазеры применяются как бескровные скальпели, используются при лечении офтальмологических заболеваний (катаракта, отслоение сетчатки, лазерная коррекция зрения и др.). Широкое применение лазеры получили и в косметологии (лазерная эпиляция, лечение сосудистых и пигментных дефектов кожи, лазерный пилинг, удаление татуировок и пигментных пятен).
О том, какие меры безопасности для работающих на лазерных установках следует предусмотреть работодателю (нанимателю), расскажем в статье.
Классификация лазерных изделий
Класс опасности лазерных изделий обычно указан в технической документации на эти изделия. Такими классами являются:
1. Лазерные системы, которые не считаются опасными (без известных биологических опасностей).
2. Лазерные системы (только видимые), которые обычно не являются опасными благодаря наличию у человека естественного мигательного рефлекса (низкий риск).
3. Лазерные системы, воздействие прямого или зеркально отраженного луча которых может быть опасным (умеренный риск). Этот класс иногда делят на 2 категории а и б. При этом класс 3а представляет собой класс с низким риском (аналогично классу 2), который бывает опасным только в том случае, если луч собирается или фокусируется при помощи внешнего оптического прибора.
4. Лазерные системы, в которых даже рассеянное или отраженное излучение может быть опасным, где луч создает опасность пожара или серьезную опасность для кожи.
Основой схемы классификации лазеров по степени опасности является возможность первичного лазерного луча или отраженного излучения наносить биологический вред глазу или коже.
Лазер класса 2 (система малой мощности) не создает непосредственной опасности при случайном прямом взгляде на луч, но на внешней поверхности лазера должна быть этикетка с предупреждением о том, что смотреть на луч нельзя. Аналогичная этикетка требуется для лазеров класса 3а.
Категория умеренного риска класса 3б (система средней мощности) требует защитных мероприятий для предотвращения воздействия прямого луча на глаза.
Системы класса 4 высокого риска (или большой мощности) должны использовать средства защиты, которые предотвращают воздействие на глаза и кожу как прямого, так и рассеянного излучения. Кроме возможности повреждения глаз, лазерное излучение от таких изделий представляет серьезную опасность и для кожи.
Лабораторные и цеховые лазерные установки
Лазерные изделия классов 2 и 3а
Необходимо принимать требуемые меры предосторожности для защиты глаз от воздействия лазерного излучения. Случайное воздействие (0,25 с), которое может возникнуть при попадании луча в глаза, не считается опасным. Однако лазерный луч не должен быть специально направлен на людей. Использование оптических средств (например, бинокля) одновременно с лазерными изделиями класса 3а может быть потенциально опасным.
Лазерные изделия класса 3б
Лазеры класса 3б потенциально опасны, если прямой луч или зеркальное отражение попадает на незащищенный глаз (попадание на глаз прямого луча). Должны приниматься следующие меры предосторожности, чтобы избежать воздействия на глаза прямого или зеркально отраженного излучения:
– лазер должен эксплуатироваться только на контролируемой территории;
– необходимо принимать меры предосторожности, чтобы избежать непреднамеренного зеркального отражения;
– лазерный луч должен быть остановлен, где это возможно, в конце его полезной траектории материалом, рассеивающим свет такого цвета и отражаемости, который позволит осуществить позиционирование луча, минимизируя одновременно опасности, связанные с отражением;
– необходима защита для глаз, если существует вероятность попадания прямого или отраженного луча на невооруженные глаза либо рассеянного света при использовании увеличительных систем;
– на входах в зоны, где используются лазеры, должны находиться стандартные предупреждающие знаки.
Лазерные изделия класса 4
Лазерные изделия класса 4 представляют потенциальную опасность со стороны как прямого и зеркально отраженного, так и рассеянного излучений. Они также могут вызывать пожар. В дополнение к средствам, перечисленным в предыдущем разделе, для минимизации рисков от лазерных изделий класса 4 необходимо принимать следующие меры защиты:
– если это целесообразно, траектории лучей должны быть закрыты. Доступ к месту использования лазеров во время их эксплуатации должен быть ограничен кругом лиц, использующих соответствующие средства защиты глаз (а в некоторых случаях и защитную одежду);
– если это целесообразно, лазеры класса 4 должны закрываться во время эксплуатации. Это позволит снизить необходимость физического присутствия персонала в помещениях, где используется лазер;
– важно обеспечить хорошее освещение комнаты, особенно в тех местах, где используются средства для защиты глаз. Добиться этого условия помогают поверхности стен светлых тонов, которые отражают свет;
– в качестве заслонки для луча должен использоваться достаточный толщины огнеупорный кирпич или другой отражающий свет материал, поскольку пожар – это основной вид опасности, связанный с использованием лазеров высокой мощности. Должным образом охлажденные неплоские металлические предметы, например конусы и абсорберы, являются более предпочтительными. Лазерная резка и сварка обычно не создают опасных отражений, за исключением случаев, когда мощность луча снижается и прекращается абляция;
– специальные меры предосторожности должны приниматься для того, чтобы снизить нежелательное отражение излучения дальней инфракрасной области спектра, при этом и луч, и обрабатываемый материал (целевая мишень) должны быть окружены материалом, например полиметилметакрилом, непрозрачным для волн лазера данной длины (даже темные металлические поверхности могут превратиться в поверхности, обладающие высокой способностью к отражению при длине волны 10,6 мкм).
Лазерные установки, используемые вне помещений и при строительстве
Лазерные изделия класса 2
По возможности луч должен быть ограничен в конце его полезной траектории. Лазер не должен:
– быть нацелен на глаза людей;
– использоваться на высоте человеческого роста.
Лазеры для обзора, настройки и нивелирования
По возможности лазеры классов 1 и 2 должны использоваться для обзора, выравнивания и нивелирования. Вместе с тем бывают ситуации, когда требуется использование лазеров более высокой мощности. Если используются лазеры класса 3а, необходимо следовать требованиям, описанным выше. В тех исключительных случаях, когда есть необходимость в использовании лазеров класса 3б, следует соблюдать условия раздела, относящегося к лазерам соответствующего класса. Кроме того, людям должен быть запрещен доступ в те места, где используется лазерное излучение длиной волны от 400 нм до 700 нм с мощностью излучения, превышающей 5 мВт при любой продолжительности воздействия, большей 0,38 нс. Люди не должны допускаться и в те места, где лазерное излучение превышает допустимый предел излучения (ДПИ) класса 1 при любой комбинации продолжительности воздействия и диапазона длин волн.
Лазерные изделия класса 3а, используемые для геодезических операций, настройки и нивелирования
Следующие руководящие принципы используются при проведении геодезических операций с помощью лазерных изделий класса 3а для настройки и нивелирования:
– только квалифицированные и подготовленные работники, допуск которых согласован с должностным лицом по технике безопасности при использовании лазеров, могут получать поручения по установке, регулированию и эксплуатации лазерного оборудования;
– площади, на которых используются лазеры, должны быть снабжены соответствующими предупреждающими знаками (символ и граница: черные; фон: желтый). Специальное предупреждающее заявление и информация соответствуют характеру применения лазера;
– если это целесообразно, механические или электрооптические средства должны использоваться для того, чтобы содействовать настройке лазера;
– должны приниматься меры предосторожности, исключающие попадание лучей в глаза людей (продолжительный период воздействия луча на глаза может быть опасным). Прямое попадание луча (свыше 2 мВт), собранного через оптические инструменты (теодолиты и пр.), может быть опасным и не должно допускаться, если только оно не было специально одобрено должностным лицом по технике безопасности при использовании лазеров;
– лазерный луч должен быть остановлен в конце его полезной траектории. Он должен останавливаться во всех случаях, если опасна траектория луча (до номинального окулярного опасного расстояния) выходит за пределы контролируемой зоны;
– траектория лазерного луча должна проходить (в зависимости от случая) выше или ниже уровня глаз;
– необходимо принимать меры предосторожности, гарантирующие, что луч лазера не направлен на зеркальные поверхности (и, что более важно, на плоские зеркальные поверхности);
– если лазер не используется, он должен храниться в месте, к которому не может иметь доступ персонал, не имеющий специального разрешения.
Лазерные изделия классов 3б и 4
Лазеры классов 3б и 4, используемые вне помещений и в аналогичных условиях, должны эксплуатироваться только персоналом, прошедшим соответствующее обучение и получившим одобрение со стороны должностного лица по технике безопасности при работе с лазерами. Чтобы минимизировать возможные опасности, в дополнение к уже указанным мерам необходимо принимать следующие меры предосторожности:
– люди не должны даже случайно попадать в зону прохождения траектории луча, где плотность потока энергии превышает пределы воздействия. Исключение может быть сделано для персонала, использующего специальные средства защиты глаз. Технические средства защиты, например ограждение и барьеры, блокировка при пересечении и поднятии луча, должны использоваться, если это целесообразно и если таким образом можно усилить эффективность организационных мероприятий;
– в пределах номинального окулярного опасного расстояния должно быть запрещено преднамеренное слежение за транспортными средствами или летательными аппаратами, не являющимися объектами наблюдения;
– по возможности следует исключать столкновение луча с какими-либо поверхностями, провоцирующими случайные отражения, поскольку это может быть потенциально опасным. Если это невозможно, пропорциональным образом должна быть увеличена площадь номинальной опасной зоны.
Использование встроенных технических средств защиты
Дистанционный блокирующий соединитель
Дистанционный блокирующий соединитель, установленный в лазере класса 4, должен быть подсоединен к главной блокировке, срабатывающей при чрезвычайных ситуациях, или к блокировкам комнат, дверей или приспособлений. Дверные блокировки должны использоваться тогда, когда в дверном проеме существует опасный уровень лазерного излучения.
Ключевой контрольный прибор
Если лазерное изделие классов 3б или 4 не используется, оно должно быть защищено от несанкционированного использования путем изъятия ключа ключевого контрольного прибора.
Ограничитель луча, или аттенюатор
Помимо выключателя лазера, лазерные изделия классов 3б и 4 должны оснащаться постоянным прилагаемым ограничителем луча, или аттенюатором, который может предотвратить выходную эмиссию соответствующего уровня, когда лазер находится в запасном положении.
Предупредительные знаки
Входы в зоны или за защитные ограждения, содержащие лазерные изделия классов 3а, 3б и 4, должны быть снабжены соответствующими предупредительными знаками (см. рисунок).
Алгоритм проведения работ с применением лазера в помещениях
При оценке работы лазера в помещении следует учитывать только лазерный источник как таковой, если луч закрыт или если работы проводятся в контролируемом пространстве. Если незащищенный персонал может подвергнуться воздействию лазерного излучения, то для оценки лазерных изделий среднего риска рекомендуется следующий пошаговый алгоритм.
Шаг 1. Определите применяемый ДПИ (допустимые пределы излучения), учитывая максимальную продолжительность воздействия при выполнении предполагаемых работ.
Шаг 2. Определите опасные траектории луча.
Шаг 3. Определите степень опасности при отражении излучения. Опасность, связанная с отражением, зависит от степени фокусировки луча и характера отражающей поверхности.
Шаг 4. Определите степень опасности рассеянного (отраженного) излучения (номинальная зона опасности).
Шаг 5. Определите, существуют ли какие-либо опасности, не связанные с лазерами.
Алгоритм проведения работ с применением лазера на открытом воздухе
При оценке опасности определенного лазерного изделия необходимо учитывать влияние некоторых потенциально опасных условий. Это можно сделать при помощи следующей пошаговой процедуры.
Шаг 1. Определите применяемый ДПИ, учитывая максимальную продолжительность воздействия при выполнении предполагаемых работ.
Шаг 2. Оцените номинальный диапазон опасности лазера.
Шаг 3. Оцените потенциальные опасности, связанные с отражением от поверхностей, таких как окна и зеркала машин, а также опасности, связанные с обратным отражением.
Шаг 4. Определите, существует ли опасность диффузно отраженного излучения (номинальная зона опасности), особенно если лазер работает в диапазоне 400–1 400 нм.
Шаг 5. Оцените стабильность лазерной платформы, чтобы определить диапазон горизонтального и вертикального перемещения лазерного луча и соответствующего средства защиты.
Шаг 6. Определите вероятность присутствия людей в зоне лазерного луча.
Защитные меры
Цель мер безопасности и контроля состоит в том, чтобы снизить возможность воздействия со стороны опасных уровней лазерного излучения и других связанных с ними опасностей. Защитные меры могут быть сгруппированы в следующие 3 категории:
1) технические средства защиты;
2) специальная одежда и индивидуальные средства защиты;
3) организационные средства защиты.
Технические средства защиты считаются более надежными, поэтому они более предпочтительны. Если применение технических средств защиты не эффективно, следует использовать индивидуальные средства защиты (обычно для защиты глаз).
Организационные мероприятия являются дополнительными мерами защиты.
Выбор средств защиты
При использовании лазера в работе нет необходимости в использовании всех средств защиты одновременно. Если применение одного или нескольких средств защиты (для данной лазерной операции) снижает возможное воздействие до уровня, ниже приемлемого предела воздействия, тогда использование дополнительных мер защиты может стать необязательным.
Александра Рыбина, специалист отдела управления
профессиональными рисками и охраны профессионального здоровья
Республиканского центра охраны труда Минтруда и соцзащиты
Республики Беларусь
