چه اقدامات ایمنی باید هنگام استفاده از دستگاه حکاکی لیزری دی‌اکسید کربن رعایت شود؟

محافظت چشم و ایمنی در برابر تابش لیزر برای کاربران دستگاه حکاکی لیزر دی‌اکسید کربن

عینک‌های مخصوص طول موج: چرا عینک‌های ایمنی لیزر CO2 با طول موج 10.6 میکرومتر غیرقابل چانه‌زنی هستند

عینک‌های ایمنی معمولی هیچ گونه حفاظتی در برابر تابش لیزر CO2 در طول موج ۱۰٫۶ میکرون فراهم نمی‌کنند، که دقیقاً همان چیزی است که دستگاه‌های حکاکی دی‌اکسید کربن تولید می‌کنند. تفاوت بزرگ اینجا نسبت به نور مرئی این است که این تابش مادون قرمز کاملاً توسط آب موجود در چشم‌های ما جذب می‌شود و منجر به سوختگی فوری می‌گردد. تحقیقات نشان می‌دهد که آسیب دائمی به چشم در کمتر از یک چهارم ثانیه رخ می‌دهد، اگر فردی مستقیماً به آن نگاه کند یا حتی با انعکاس آن مواجه شود. برای محافظت مناسب، کارگران به عینک‌های خاصی نیاز دارند که به‌طور خاص برای جذب طول موج ۱۰٫۶ میکرون طراحی شده‌اند. این عینک‌ها باید بیش از ۹۹٫۹ درصد از این طول موج را مسدود کنند، در حالی که همچنان نور کافی از نور مرئی را عبور دهند تا دید واضحی فراهم شود. این محافظت همچنین شامل پراکندگی معکوس خطرناک از مواد براق مانند سطوح فلزی و آکریلیک‌ها می‌شود، که خطر آن تا فواصل بیش از ده متر نیز ادامه دارد. متخصصان ایمنی همواره بررسی می‌کنند که رتبه چگالی نوری (OD) برای طول موج ۱۰٫۶ میکرون بالای OD 5 باشد. بیشتر عینک‌های «لیزر» آماده‌سازی شده در بازار، در مواجهه با این تهدید خاص مادون قرمز، کافی نیستند.

درک خطرات کلاس 4: مکانیسم‌های آسیب به قرنیه و الزامات انطباق با استاندارد ANSI Z136.1

دستگاه‌های حکاکی لیزری CO2 در کلاس 4 قرار می‌گیرند، که اساساً بالاترین سطح خطر برای لیزرها محسوب می‌شود. این دستگاه‌های قدرتمند می‌توانند باعث سوختگی فوری پوست و آسیب بسیار جدی به چشم شوند که تهدیدکننده بینایی است. علت چیست؟ در طول موج 10.6 میکرومتر، لیزر توسط آب موجود در چشم جذب می‌شود و منجر به تبخیر سریع و انفجارهای ریز می‌گردد که لایه خارجی قرنیه را از بین می‌برد. با توجه به نحوه عمل این گرما، رعایت استانداردهای ایمنی ANSI Z136.1 تنها یک رویه خوب نیست، بلکه کاملاً ضروری است. اما این استاندارد دقیقاً چه الزاماتی دارد؟ بیایید بررسی کنیم که اپراتورها برای حفظ ایمنی هنگام کار با این ابزارهای قدرتمند چه اقداماتی باید انجام دهند.

• مسیرهای کاملاً محصورشده پرتو با قفل‌های ایمنی که در صورت باز شدن محفظه، فرآیند لیزر را متوقف می‌کنند
• سیستم‌های هشدار یکپارچه شامل آلارم‌های صوتی و نشانگرهای روشنایی‌دار وضعیت
• آموزش مستند اپراتور که هر 12 ماه یکبار تمدید می‌شود
• مناطق مشخص‌شده تحت کنترل لیزر با دسترسی کنترل‌شده
  همچنین نیازمند تأیید سالانه توان خروجی است، زیرا حتی انحراف 5 درصدی بالاتر از خروجی نامینال، حدود مجاز قرار گرفتن در معرض (MPE) را رد می‌کند. عدم انطباق هم خطر بالینی — از دست دادن دائم بینایی — و هم پیامدهای نظارتی از جمله جریمه‌های OSHA بیش از 50,000 دلار به ازای هر تخلف را به همراه دارد.

تهویه، خارج‌سازی دود و کنترل کیفیت هوا در حین استفاده از دستگاه حکاکی لیزری دی‌اکسید کربن

خطرات محصولات جانبی سمی بر اساس ماده: آکریلیک (HCN)، PVC (Cl2) و چوب (فورمالدهید و ذرات ریز)

کار با لیزر CO2 به بسته به ماده ای که حک شده است، محصولات جانبی سمی مختلفی ایجاد می کند، بنابراین اقدامات ایمنی مناسب کاملا ضروری است. وقتی آکریلیک در طول برش شروع به تجزیه می کند، سیانید هیدروژن (HCN) را منتشر می کند که حتی در مقادیر بسیار کم حدود 100 قسمت در هر میلیون می تواند کشنده باشد. به همین دلیل است که بسیاری از مغازه ها دارای سیستم های تهویه ویژه ای هستند. مواد PVC در هنگام پردازش گاز کلور (Cl2) را آزاد می کنند، چیزی که نه تنها ریه ها را تحریک می کند بلکه به کانال های خاص ضد انفجار نیاز دارد و گاهی اوقات نیاز به تخلیه مناطق دارد اگر غلظت ها بیش از حد بالا شوند. کارگران چوب با چالش دیگری روبرو هستند، زیرا برش چوب با لیزر بخارات فورمالدهید را همراه با ذرات کوچک به نام PM2.5 تولید می کند. این قطعات میکروسکوپی در هوا کارگاه گیر می کنند و طبق تحقیقات سازمان بهداشت جهانی، آنها در واقع به عنوان گروه اول سرطان زا طبقه بندی می شوند که به مشکلات جدی سلامتی مانند سرطان بینی و گلو و زخم ریه مرتبط است. مقررات ایمنی سازمان ایمنی کار این موضوع را کاملاً روشن می کند. گرد و غبار چوب نباید بیش از 5 میلی گرم در هر متر مکعب باشد تا به یک مشکل تبدیل شود که نیاز به گزارش دارد. در حالی که گاز های خطرناک از آکریلیک و PVC نیاز به نظارت مداوم دارند زیرا آنها خیلی سریع بر بدن عمل می کنند.

کنترل های مهندسی: حداقل ACH، استانداردهای سرعت کانال و بهترین شیوه های فیلتر HEPA/کربن فعال

برای کنترل صحیح دود، سه روش مهندسی اصلی وجود دارد که از استاندارد ASHRAE 110-2016 و توصیه های NIOSH در مورد سیستم های تهویه پیروی می کنند. اولين چيزي که بايد چک کرد اينه که حداقل 12 بار در ساعت هوا عوض بشه در مناطقي که مردم واقعا کار ميکنن توصیه می کنیم هر سه ماه یکبار آن را با آنومترهای با کیفیت خوب بررسی کنید تا مطمئن شوید که داده ها دقیق هستند. بعدش هوا که از طریق کانال ها حرکت می کند باید در حدود ۲۰ تا ۲۵ متر در ثانیه باشد. این محدوده سرعت باعث می شود که ذرات از سقوط به زمین جلوگیری کنند و اطمینان حاصل کنند که تمام بخارها به درستی از فضای کار خارج می شوند. در نهایت، داشتن چندین مرحله فیلتر کردن تفاوت بزرگی ایجاد می کند. اکثر امکانات می دانند که ترکیب انواع مختلف فیلتر برای جذب انواع مختلف آلاینده ها قبل از اینکه بتوانند به محیط خارج شوند، بهترین کار را انجام می دهند.

1. فیلترهای HEPA (با کلاس H13 یا بهتر از ISO 29463) ≥99.97٪ ذرات ≥0.3 μm را جذب می کند، از جمله خاکستری چوب و باقیمانده های پلیمر شده
2. بستر های کربن فعال ، اندازه گیری شده برای ظرفیت جذب VOC و گاز اسید، فرمالدهید، HCN و Cl2 را خنثی می کند
3. فیلترهای پیشگیر ضد جرقه ، برای گرد و غبار قابل احتراق، خطر اشتعال را قبل از رسیدن هوا به قطعات پایین رودخانه کاهش می دهد
   سیستم های فیلتر باید حداقل کارایی MERV 16 را به دست آورند، با کربن فعال هر 120 ساعت عملیاتی در هنگام پردازش مواد کلر مانند PVC جایگزین می شوند.

پیشگیری از آتش، یکپارچگی محفظه و حفاظت های عملیاتی برای سیستم های ماشین حکاکی لیزر دی اکسید کربن

کاهش خطرات اشتعال: بهینه سازی کمک هوایی، مدیریت زباله و سیاست های سختگیرانه بدون عملیات بدون نظارت

علل اصلی خطر آتش سوزی در هنگام استفاده از لیزرهای CO2 برای حکاکی، تجمع گرما در نقطه سوزش و تجمع بقایای قابل احتراق است. هنگامی که به درستی تنظیم می شوند، سیستم های کمک هوایی که هوای تمیز و خشک را به سمت منطقه کار می اندازند می توانند احتمال اشتعال را حدود دو سوم کاهش دهند. نگهداري منظم هم مهمه تمیز کردن سطوح روزانه با ابزارهایی که جرقه نمی زنند، به پاک کردن قطعات خطرناک باقی مانده پس از کار با مواد مانند چوب، آکریلیک، پارچه و تخته های کامپوزیت کمک می کند. و این چیزی است که واقعا مهم است که هیچ کس نمی خواهد فراموش کند: بیشتر آتش سوزی های کارخانه لیزر زمانی اتفاق می افتد که هیچ کس نگاه نمی کند. آمارها نشان می دهد که بیش از نود درصد حوادث در جریان عملیات بدون نظارت رخ می دهد. برای جلوگیری از این امر، مغازه ها باید دستگاه های ایمنی را نصب کنند که نیاز به حضور کارکنان دارند. سوئیچ های پا یا سنسورهای حرکتی برای این منظور خوب کار می کنند، اگر فعالیت در عرض پانزده ثانیه یا بیشتر تشخیص داده نشود، لیزر به طور خودکار خاموش می شود.

قفل‌های ایمنی و حفاظت پرتو: اعتبارسنجی انطباق با استاندارد EN 60825-1 و آزمون سلامت پوسته

نگهداری مناسب پرتو همچنان برای هر کسی که با لیزرهای کلاس 4 کار می‌کند ضروری است. محفظه‌ها باید دارای قفل‌های ایمنی باشند که تقریباً بلافاصله پس از باز شدن درب یا دسترسی به یک پنل، انتشارات ۱۰٫۶ میکرومتری را متوقف می‌کنند. ما در اینجا در مورد توقف پرتو در عرض تنها ۱۰۰ میلی‌ثانیه صحبت می‌کنیم. برای بررسی‌های فصلی سلامت محفظه، طبق استاندارد EN 60825-1 باید از آشکارسازهای فوتودیودی استفاده شود که به‌درستی و از طریق ردپذیری NIST کالیبره شده باشند. این آشکارسازها به جستجوی نشتی در اطراف هر درز، پنجره دید و محل اتصال می‌پردازند. اگر خوانش‌ها در هر نقطه‌ای که افراد ممکن است در معرض قرار بگیرند، بیش از ۵ میلی‌وات بر سانتی‌متر مربع نشان دهد، این موضوع بسیار جدی است و نقض مقررات ایمنی محسوب می‌شود. پس از هر بازرسی، سابقه‌های دقیقی نیز نگهداری کنید. این سابقه‌ها باید شامل کپی‌هایی از گواهی‌های کالیبراسیون آشکارسازها، محل دقیق اندازه‌گیری‌ها و اقدامات اصلاحی انجام‌شده در صورت وجود مشکل باشد. داشتن این سوابق، مطابقت مستمر با قوانین جهانی ایمنی لیزر را اثبات می‌کند و کارکنان را در هنگام انجام تعمیرات دوره‌ای یا کار با مواد در مجاورت تجهیزات، ایمن نگه می‌دارد.

سوالات متداول

چه نوع عینکی برای دستگاه‌های حکاکی لیزری CO2 توصیه می‌شود؟

باید از عینک‌هایی که به‌طور خاص برای طول موج 10.6 میکرومتر طراحی شده‌اند استفاده کرد که بیش از 99.9٪ تشعشع را مسدوده و اجازه عبور نور مرئی را بدهد.

چرا رعایت استاندارد ANSI Z136.1 برای ایمنی لیزر مهم است؟

ANSI Z136.1 راهنمایی‌های ضروری را جهت پیشگیری از سوختگی چشم و پوست ارائه می‌دهد و مستلزم اقداماتی مانند مسیر بسته پرتو و آموزش اپراتور برای کاهش خطرات مرتبط با لیزرهای کلاس 4 است.

محصولات جانبی سمی ناشی از لیزرهای CO2 چه هستند؟

محصولات جانبی سمی شامل سیانید هیدروژن از آکریلیک‌ها، گاز کلر از PVC و فرمالدئید از چوب می‌شود که مستلزم تهویه و نظارت دقیق است.

چگونه می‌توان خطر آتش را در حین حکاکی لیزری کاهش داد؟

خطر آتش را می‌توان با سیستم‌های کمکی هوا، مدیریت منظم پسماند و اجرای سیاست‌های عدم انجام عملیات بدون حضور اپراتور کاهش داد.