Полезная информация

 Инфракрасные (ИК) лучи являются потоком материальных частиц, обладающих волновыми и квантовыми свойствами. Они представляют собой периодические электромагнитные колебания и в то же время являются потоком квантовых фотонов, обладают типичными для электромагнитных волн явлениями: отражением, интерференцией, дифракцией. ИК-излучение проходит через многие тела, в том числе через туман, дождь, снег; поглощаясь веществом нагревает его; изменяет электрическое сопротивление тел, не обладает химической активностью. Тепловое излучение было открыто ученым Э. Беккерелем в 1869 г.

Источником инфракрасных лучей является любое тело, имеющее температуру выше абсолютного нуля (-273,15 °C).

В настоящее время СанПиН 1.2.3685-21 "Гигиенические нормативы и требования к обеспечению безопасности и (или) безвредности для человека факторов среды обитания" регламентирует следующие допустимые величины интенсивности теплового облучения поверхности тела работающих на рабочих местах от производственных источников (материалов, изделий и прочего), нагретых до температуры не более 600°С.

Допустимые величины интенсивности теплового облучения поверхности тела работающих от источников излучения, нагретых до температуры более 600°С (раскаленный или расплавленный металл, стекло, пламя), не должны превышать 140 Вт/м. При этом облучению не должно подвергаться более 25% поверхности тела с обязательным использованием средств индивидуальной защиты, в том числе средств защиты лица и глаз.

В производственных условиях на человека воздействует лучистое тепло солнца (работы на открытом воздухе), открытого пламени, нагретого и расплавленного металла, поверхностей нагретого оборудования. Интенсивность излучения на рабочих местах при отдельных производственных операциях может достигать 12500 Вт/м² и даже выше. Для сравнения тепловой эффект прямого солнечного излучения на поверхности Земли не превышает 1000 Вт/м².

Инфракрасное излучение (синонимы – лучистое тепло, лучистая энергия, инфракрасная радиация) подчинено ряду важных в гигиеническом отношении физических закономерностей:

– Закон Кирхгофа. Лучеиспускание обусловливается только состоянием излучающего тела и не зависит от температуры окружающей среды. Или, другими словами, излучательная способность тела прямо пропорциональна его поглощательной способности. Именно поэтому никелированные или хромированные поверхности производственного оборудования излучают меньше тепла. На знании этого закона основана разработка защитной одежды, светофильтров, устройство приборов для измерения инфракрасного излучения.

– Закон Стефана-Больцмана. С повышением температуры излучающего тела мощность излучения увеличивается пропорционально четвертой степени его абсолютной температуры. Таким образом, даже небольшое увеличение температуры приводит к значительному росту отдачи тепла излучением.

– Закон смещения Вина. Произведение абсолютной температуры излучающего тела на длину волны излучения есть величина постоянная. Или другими словами, с увеличением температуры тела изменяется длина волны, максимум энергии излучения смещается в сторону более коротких волн.

Инфракрасное излучение может быть от искусственных и естественных источников. Оба типа этих источников инфракрасных лучей встречаются в производственной среде. К естественным источникам инфракрасных лучей относят все окружающие нас тела, ночное небо, море, Солнце и др. Самым мощным источником естественных инфракрасных лучей является Солнце. По мере прохождения через земную атмосферу лучистая энергия Солнца меняется и количественно и качественно.

Искусственные источники инфракрасных лучей включают различные типы ламп накаливания, люминесцентные лампы и лампы с разрядом высокой интенсивности, нагревательные приборы, лучистое отопление, а также ''холодную плазму'', используемую в газоразрядных трубках, для резки, сварки металлов и в металлургии, и ''горячую плазму'' (термоядерные генераторы).

Технологический процесс во многих производствах основан на термической обработке металла и других твердых, жидких и газообразных тел. Тепло в такие производственные помещения поступает от нагретых предметов и поверхностей, раскаленных и расплавленных масс. Большое значение для формирования нагревающего микроклимата имеет инфракрасное излучение от предметов, нагретых до 500–1300 °С и больше. На рабочих местах горновой площадки доменного цеха завода черной металлургии интенсивность лучистого тепла достигает 10000 Вт/м². Рабочие мартеновского цеха подвергаются воздействию лучистого тепла до 12500 Вт/м².

Интенсивное инфракрасное излучение наблюдается в литейных цехах машиностроительной промышленности, где происходит плавка, заливка металла, нагрев и литье, и кузнечных цехах, где нагревают металл с последующей обработкой.

К группе цехов с радиационным микроклиматом можно отнести некоторые рабочие помещения стекольных заводов. В проходах между газовыми горелками интенсивность лучистого потока доходит до 5000 Вт/м² на расстоянии 1 м от источников инфракрасных лучей. Поверхность стекловаренной печи, является источником инфракрасного излучения величиной 500–1750 Вт/м², листы стекла при выходе из машины излучают 400–900 Вт/м².

В печных цехах цементного производства источником инфракрасных лучей являются поверхности печей, нагретые до 250 °С, при этом интенсивность теплового облучения доходит до 3500 Вт/м².

В кирпичном производстве обжиг кирпича производят в печах различной конструкции при температуре 850–1350 °С. Интенсивность теплового излучения составляет 350–700 Вт/м².

Инфракрасные излучатели применяются для сушки поверхностей, покрытых краской и лаком. Экономический эффект при этом гораздо более высокий, чем при традиционных способах сушки. Кроме того, инфракрасные лучи оказывают антикоррозийное действие, то есть препятствуют образованию ржавчины. Нагреватели данного типа используются для формовки и сушки пластика, нагрева разных видов оборудования и в других целях.

Инфракрасные волны используют для стерилизации и высушивания продуктов. Они оказывают не только термическое, но и биологическое воздействие, способствуя ускорению биохимических реакций.

 

Для материала использовались следующие источники:

1. Куренкова Г.В. «Электромагнитные поля и излучения в производственных условиях. Вопросы гигиенической оценки и профилактики», 2022 г.