چه اقدامات ایمنی‌ای هنگام استفاده از دستگاه‌های برش لیزری مورد نیاز است؟

درک خطرات خاص لیزر و طبقه‌بندی‌های ایمنی آن

حفاظت در برابر تابش لیزری و خطرات مواجهه

قرار گرفتن در معرض تابش لیزر خطرات جدی برای چشم و پوست به همراه دارد، به‌ویژه هنگام کار با لیزرهای کلاس ۴. این دستگاه‌های پرتوان می‌توانند طبق تحقیقات مؤسسه لیزر آمریکا در سال ۲۰۲۳، تقریباً بلافاصله باعث آسیب یا حتی آتش‌سوزی شوند. در اینجا اولویت با ایمنی است. هر کسی که با این لیزرها کار می‌کند باید به رهنمودهای ANSI Z136 پایبند باشد. این امر به معنای نصب محفظه‌های پرتو و راه‌اندازی صحیح سیستم‌های قفل ایمنی است. با نگاهی به داده‌های واقعی، گزارش اخیر یکی از صنایع نیز چیزی هولناک را نشان می‌دهد. حدود ۶۲ درصد از تمام حوادث کارگاهی زمانی رخ داده که کارگران در هنگام تنظیم اپتیک‌ها محافظ کافی نداشته‌اند. همچنین نباید فراموش کرد که مقامات تگزاس چه می‌گویند. اداره بیمه آنها همواره بر اهمیت بالای تنظیم صحیح اپتیک تأکید دارد. آنها همچنین می‌خواهند مردم بدانند که محدود کردن دسترسی افراد به مناطق خطرناک اطراف لیزرها به‌طور قابل توجهی از مواجهه‌های غیرمنتظره جلوگیری می‌کند.

کلاس‌های ایمنی لیزر و پیامدهای آنها در عملکرد

لیزرها از کلاس ۱ (به‌طور ذاتی ایمن) تا کلاس ۴ (پرخطر) طبقه‌بندی می‌شوند، که هر کدام نیاز به پروتکل‌های ایمنی متفاوتی دارند:

سیستم‌های کلاس 4 نیازمند نظارت مداوم و اقدامات ایمنی مهندسی قوی مانند قطع خودکار هستند، همان‌طور که در راهنمای ایمنی آکلا لیزر بیان شده است. طبقه‌بندی نادرست یک سیستم با توان بالا — مانند در نظر گرفتن یک لیزر فیبری 200 واتی به عنوان کلاس 3B — می‌تواند منجر به حذف اقدامات ضروری در اطفاء حریق و مهار آن شود.

شناسایی تصورات نادرست رایج درباره خطرات دستگاه‌های لیزر

بسیاری افراد فکر می‌کنند که لیزرهای کلاس 3R با توان پایین که در محدوده ۱ تا ۵ میلی‌وات هستند، کاملاً بی‌خطر می‌باشند. اما این موضوع درست نیست. نگاه کردن به این لیزرها برای مدت طولانی، حتی تنها دیدن نور منعکس شده از سطوح، می‌تواند به چشم آسیب واقعی برساند. بررسی اخیری نشان داد که تقریباً نیمی، حدود ۴۱ درصد، از کارگاه‌ها این خطر را در سال ۲۰۲۴ تشخیص نداده بودند. اشتباه رایج دیگری نیز وجود دارد. تمام مواد به یک شکل در معرض پرتو لیزر رفتار نمی‌کنند. به عنوان مثال، پی وی سی (PVC). هنگام برش با لیزر، گاز کلرین تولید می‌کند که بسیار خطرناک است. و طبق تحقیقات انجام شده در سال ۲۰۲۳، تقریباً یک سوم، دقیقاً ۲۸ درصد از کارگران به جداولی که نشان می‌دادند چه موادی با لیزر سازگار هستند، دسترسی نداشتند.

تحلیل اختلاف نظر: آیا لیزرهای کلاس ۴ بیش از حد مقرراتی شده‌اند یا کمتر از حد محافظت شده‌اند؟

تولیدکنندگان می‌خواهند رعایت مقررات لیزرهای کلاس ۴ را آسان‌تر کنند، در حالی که متخصصان ایمنی خواستار کنترل‌های سخت‌گیرانه‌تری هستند. برخی افراد در صنعت می‌گویند این مقررات تنها باعث کندی کارها و کاهش بهره‌وری می‌شوند. اما طبق تحقیقات دانشگاه جان هاپکینز در سال ۲۰۲۳، تقریباً یک سوم سوختگی‌های ناشی از لیزرهای کلاس ۴ در مکان‌هایی رخ داده است که قفل‌های ایمنی به درستی نگهداری یا استفاده نمی‌شدند. اعداد و ارقام هم داستانی را روایت می‌کنند - ماشین های برش لیزر در بین صنایع در حال افزایش هستند و سالانه حدود ۱۹٪ رشد دارند. بنابراین شرکت‌ها باید نقطه تعادل مناسبی بین پیشرفت با فناوری جدید و حفظ ایمنی کارگران در برابر آسیب‌های جدی پیدا کنند.

پیشگیری از خطرات آتش‌سوزی در عملیات برش لیزری

چرا خطرات آتش‌سوزی یکی از مهم‌ترین ریسک‌ها در استفاده از دستگاه‌های برش لیزری هستند

دستگاه‌های برش لیزری حرارت شدیدی تولید می‌کنند که حدوداً به ۲۶۰ درجه سانتی‌گراد یا تقریباً ۵۰۰ درجه فارنهایت می‌رسد و می‌تواند طبق تحقیقات منتشر شده سال گذشته، موادی مانند چوب را در عرض چند ثانیه آتش بگیرد. هنگامی که اپراتورها این دستگاه‌ها را با حداکثر توان کار می‌دهند یا آن‌ها را بیش از حد کند روی مواد حرکت می‌دهند، گرمای بیشتری نسبت به حالت معمولی ایجاد می‌شود. بدتر از آن، تمام این ذرات ریزی که پس از برش باقی می‌مانند دقیقاً مانند برگ‌های خشک عمل می‌کنند و منتظر آتش گرفتن هستند. آمار نشان می‌دهد که تقریباً یک سوم آتش‌سوزی‌های واقع در کارگاه‌ها به دلیل تجمع ذرات مشتعل شده در داخل دریچه‌های هوا ایجاد می‌شود. این موضوع تمیز کردن منظم و رعایت پروتکل‌های ایمنی را برای هر کسی که با تجهیزات لیزری کار می‌کند، ضروری می‌سازد.

هرگز هنگام کار کردن با دستگاه برش لیزری آن را بدون نظارت رها نکنید: یک قانون حیاتی

داشتن فردی در اطراف به طور مداوم به این معنی است که مشکلاتی مانند جرقه، دود یا خراب شدن تجهیزات بلافاصله قابل تشخیص هستند. بررسی اخیری که از داده‌های ایمنی صنعتی سال گذشته انجام شده، چیزی نگران‌کننده را نشان می‌دهد. زمانی که ماشین‌آلات بدون نظارت کسی کار می‌کردند، حدود ۷ از هر ۱۰ حادثه آتش‌سوزی بزرگ را شامل می‌شدند. این آتش‌سوزی‌ها اغلب از یک نقطه کوچک شروع می‌شدند اما به دلیل عدم توجه به موقع، کاملاً از کنترل خارج می‌شدند. کپسول‌های آتش‌نشانی حاوی دی‌اکسید کربن نباید بیش از سه متر از مناطق کار فاصله داشته باشند. و دکمه‌های توقف اضطراری؟ باید از نظر ظاهری برجسته باشند تا کارگران در صورت نیاز بتوانند به سرعت به آنها دسترسی پیدا کنند، نه اینکه پشت جعبه‌ها یا قطعات ماشین‌آلات مدفون شده باشند.

از برش دادن موادی با خواص ناشناخته یا خطرناک، مانند پی وی سی (PVC) خودداری کنید

بریدن پلی‌وینیل کلراید (PVC) باعث تولید گاز کلر می‌شود که در تماس با رطوبت، اسید هیدروکلریک خورنده تشکیل می‌دهد. حتی موادی که به عنوان «ضد شعله» برچسب‌گذاری شده‌اند نیز ممکن است در دمای بالای 300 درجه سانتی‌گراد بخارهای سمی آزاد کنند. همیشه مواد ناشناخته را در دسته‌های کوچک آزمایش کنید و قبل از فرآوری در مقیاس کامل، به برگه‌های اطلاعات ایمنی سازنده مراجعه نمایید.

یک کارگاه تمیز و منظم را برای جلوگیری از خطرات آتش‌سوزی حفظ کنید

حذف روزانه ضایعات قابل اشتعال — مانند گرد و غبار چوب و برش‌های اضافی آکریلیک — خطر اشتعال را تا 58٪ کاهش می‌دهد. با انجام اقدامات زیر، سیاست «تمیز کردن در حال انجام کار» را اجرا کنید:

• پس از هر کار، بستر برش را با مکنده تمیز کنید
• مواد استفاده‌نشده را در کابینت‌های مقاوم به آتش نگهداری کنید
• هفتگی، کانال‌های تهویه را به منظور تجمع مواد باقیمانده بازرسی کنید

وسایلی که برنامه‌های ساختاریافته تمیزکاری دارند، 40٪ کمتر از آنهایی که به تعمیر و نگهداری مقطعی متکی هستند، با رویدادهای حرارتی مواجه می‌شوند.

مدیریت بخارات و تأمین تهویه مناسب

بخارات سمی تولیدشده در فرآیند برش لیزری

برش لیزری مواد را به آلاینده‌های هوازی خطرناک تبدیل می‌کند. آکریلیک‌ها در حدود 0.8 قسمت در میلیون فرم آلدهید به ازای هر کیلوگرم مواد فرآوری شده آزاد می‌کنند، در حالی که برش فلزات ذرات فوق ریز (<2.5 میکرومتر) تولید می‌کند که با بیماری‌های تنفسی مرتبط هستند. یک مطالعه سلامت حرفه‌ای در سال 2023 نشان داد که 68 درصد از تخلفات کیفیت هوای کارگاه‌ها به دلیل تهویه ناکافی در عملیات لیزری رخ داده است.

تهویه مؤثر فضای کار برای کاهش آلاینده‌های هوایی

تهویه مؤثر نیازمند سه استراتژی کلیدی است:

1. سیستم‌های جمع‌آوری از منبع : هودها یا نازل‌های تخلیه که در فاصله 15 سانتی‌متری از منطقه برش قرار گرفته‌اند، تا 92 درصد از دودهای تولیدی را جذب می‌کنند (مطالعات بهینه‌سازی جریان هوا).
2. تهویه عمومی فضا : در فضاهای کوچک‌تر از 500 فوت مربع، بین 10 تا 15 تغییر هوا در ساعت را حفظ کنید.
3. کنترل فشار : از فشار منفی هوا برای محصور کردن دوده و جلوگیری از انتقال آن به مناطق مجاور استفاده کنید.

مسیرهای تخلیه مسدود شده، کارایی سیستم را تا 40 درصد کاهش می‌دهند، عاملی که در به‌روزرسانی OSHA در سال 2023 درباره حد مجاز آلاینده‌های هوایی برجسته شده است.

بهترین شیوه‌های سیستم‌های فیلتراسیون و مدیریت دودکش

فیلترهای هپا ۹۹٫۹۷٪ ذرات ≥۰٫۳ میکرون را به دام می‌اندازند، در حالی که لایه‌های کربن فعال ترکیبات آلی فرار (VOCs) را خنثی می‌کنند. فیلترها را هر ۳۰۰ تا ۴۰۰ ساعت کارکرد تعویض کنید؛ بی‌توجهی به این امر باعث افزایش ۵۵٪ آلودگی باقیمانده در عرض یک ماه می‌شود. دهانه‌های خروجی دودکش را حداقل ۳ متر بالاتر از سطح پشت‌بام قرار دهید تا از ورود مجدد به مجاری هوای تهویه جلوگیری شود.

تجهیزات حفاظت فردی ضروری (PPE) برای اپراتورها

از محافظ چشم مناسب و اختصاصی برای طول موج‌های لیزر استفاده کنید

هنگام کار با لیزرها، اپراتورها واقعاً باید از عینک‌های استاندارد ANSI Z136.1 استفاده کنند که دارای رتبه تراکم نوری مناسب برای طول موج مورد استفاده باشند. به عنوان مثال، لیزرهای CO2 که در حدود 10.6 میکرون کار می‌کنند، معمولاً به حفاظت حداقل OD 7 نیاز دارند. لیزر فیبری که در حدود 1 میکرون طول موج دارند متفاوت هستند - این دستگاه‌ها در واقع به پوشش‌های دو طیفی خاصی نیاز دارند، زیرا هم نور مادون قرمز و هم نور مرئی ساطع می‌کنند. طبق تحقیق منتشر شده توسط NIOSH در سال گذشته، تقریباً دو سوم آسیب‌های چشمی ناشی از لیزر به این دلیل رخ داده است که افراد به جای استفاده از عینک‌های ایمنی متناسب با طول موج خاص، فقط از اولین عینک موجود استفاده کرده‌اند. این موضوع منطقی است که چرا انتخاب صحیح اینقدر مهم است.

انتخاب دستکش، پوشش و محافظت تنفسی مناسب

وسایل حفاظت فردی مقاوم در برابر شعله را انتخاب کنید: دستکش چرمی تیمارشده، پارچه‌های سنتتیک غیرقابل ذوب و مُهره‌های روکش آلومینیومی که تا 95٪ از تابش مادون قرمز را منعکس می‌کنند. برای قرارگیری در معرض نانومواد یا بخارات فلزی، از دستگاه‌های تنفسی تأییدشده توسط NIOSH با فیلترهای P100 همراه با لایه‌های HEPA و کربن فعال استفاده کنید.

راهنمایی‌های OSHA در سال 2023 در مورد تجهیزات حفاظت فردی (PPE) استفاده از محافظت لایه‌ای در محیط‌های لیزر کلاس 4 را توصیه می‌کند.

اشتباهات متداول در استفاده از تجهیزات حفاظت فردی و راه‌های جلوگیری از آنها

• استفاده مجدد از ریسمان‌های یک‌بار مصرف : پس از ۴۰ ساعت استفاده، کارتریج‌ها را تعویض کنید
• بی‌توجهی به محافظت در برابر تابش ماوراء بنفش : از عینک‌های دوردست برای لیزر ماوراء بنفش با طول موج ۳۵۵ نانومتر استفاده کنید
• تجهیزات نامناسب از نظر اندازه : هر سال یک بار آزمون تناسب را انجام دهید — ۲۳٪ از شکست‌های فیلتراسیون ناشی از آب‌بندی نامناسب است (مجله ایمنی شغلی، ۲۰۲۴)

همیشه تجهیزات حفاظت فردی را همراه با کنترل‌های مهندسی مانند دستگاه‌های تهویه دود برای حداکثر حفاظت ترکیب کنید.

پروتکل‌های جامع ایمنی: نگهداری، آموزش و آمادگی برای شرایط اضطراری

بررسی‌های ایمنی قبل از راه‌اندازی و برنامه‌های نگهداری دوره‌ای

بررسی‌های منظم روزانه موجب کاهش حدود ۶۳ درصدی خرابی تجهیزات می‌شوند، بر اساس گزارش مجله ایمنی صنعتی سال گذشته. در آغاز هر شیفت کاری، کارگران باید اطمینان حاصل کنند که پرتوها به درستی هم‌راستا شده‌اند، سطح خنک‌کننده در سیستم کافی است و تهویه هوا به درستی عمل می‌کند. در مورد برنامه‌های نگهداری، تمیز کردن اپتیک‌ها یک بار در هفته و تعویض منظم فیلترهای هوا منطقی است. هر ماه زمان بیشتری را صرف بازرسی دقیق سیستم‌های حرکتی و بررسی کامل قطعات الکتریکی کنید. اکثر سازندگان تجهیزات توصیه می‌کنند لوله‌های لیزری را بین ۸۰۰۰ تا ۱۰۰۰۰ ساعت کارکرد تعویض کنند تا دقت و ایمنی در طول زمان حفظ شود. این رویکرد پیشگیرانه واقعاً در کیفیت تولید و ایمنی محیط کار نتایج مثبتی دارد.

نگهداری ماشین‌آلات و آموزش کارکنان: ایجاد فرهنگ ایمنی

برنامه‌های جامع آموزشی که مهارت‌های فنی را با آگاهی از خطرات ترکیب می‌کنند، باعث کاهش ۴۷ درصدی حوادث می‌شوند (فصلنامه ایمنی در محل کار ۲۰۲۳). اپراتورهای جدید باید حداقل ۴۰ ساعت تمرین تحت نظارت را با تمرکز بر محل دکمه‌های توقف اضطراری و تأیید سازگاری مواد به پایان برسانند. واحدهایی که جلسات ماهانه بازخورد درباره حوادث تقریباً رخ داده دارند، ۳۱ درصد سریع‌تر مشکلات نوظهور ایمنی را حل می‌کنند.

سیستم‌های قفل ایمنی و مکانیزم‌های توقف اضطراری

برش‌گرهای لیزری مدرن شامل سیستم‌های قفل ایمنی سه‌گانه هستند که:

• در صورت باز شدن درب، برق را قطع می‌کنند
• دمای داخلی را با قطع‌کننده‌های حرارتی پایش می‌کنند
• در صورت تشخیص احتراق، سیستم اطفاء حریق مبتنی بر گاز را فعال می‌کنند

توقف‌های اضطراری را هفتگی با سناریوهای شبیه‌سازی شده گیر کردن برای اطمینان از واکنش‌پذیری آزمایش می‌کنند.

روش‌های اضطراری برای آتش‌سوزی و آسیب‌دیدگی

طرح‌های تخلیه خاص لیزر تهیه کنید که شامل محل نگهداری سیلندرهای گاز و تابلوهای برقی باشند. هر سه ماه یک‌بار تمرینات تخلیه را انجام دهید که شامل:

1. استقرار دستگاه‌های خاموش‌کننده آتش CO₂ (آب باعث تشدید حریق فلزات می‌شود)
2. درمان سوختگی با پانسمان‌های هیدروژلی
3. پاسخ به استنشاق دود با کیت‌های اکسیژن اضطراری

راهنمای کاربر را بخوانید و از الزامات ایمنی خاص ماشین آگاه شوید

دستورالعمل‌های سازنده مشخصات حیاتی مانند کالیبراسیون پرده لیزر UV یا نیازهای خنک‌کنندگی لیزر فیبری را توضیح می‌دهند. هر سه ماه یکبار مستندات را به‌روز کنید — 78 درصد از حوادث ایمنی مربوط به اپراتورهایی است که از دستورالعمل‌های قدیمی استفاده می‌کنند (گزارش ایمنی لیزر تک 2023).

بخش سوالات متداول

خطرات مرتبط با قرار گرفتن در معرض تابش لیزر چیست؟

تابش لیزر می‌تواند آسیب‌های جدی به چشم و پوست وارد کند، به‌ویژه در مورد لیزرهای کلاس 4 با توان بالا. همچنین در صورت عدم رعایت پروتکل‌های ایمنی می‌تواند منجر به آتش‌سوزی شود.

لیزرها چگونه طبقه‌بندی می‌شوند؟

لیزرها از کلاس 1 (به‌طور ذاتی ایمن) تا کلاس 4 (پرخطر) طبقه‌بندی می‌شوند، که هر کلاس نیازمند اقدامات ایمنی متفاوتی مانند عینک ایمنی، علائم هشدار، قفل‌های ایمنی و نظارت توسط مسئول ایمنی لیزر (LSO) است.

چرا جلوگیری از خطرات آتش‌سوزی در عملیات برش لیزری ضروری است؟

دستگاه‌های برش لیزری حرارت شدیدی تولید می‌کنند که می‌تواند مواد را مشتعل کرده و منجر به آتش‌سوزی شود، به همین دلیل تمیزکاری و نظارت منظم ضروری است.

چگونه می‌توان دودهای تولیدی در حین برش لیزری را مدیریت کرد؟

سیستم‌های تهویه و فیلتراسیون موثر مانند فیلترهای HEPA به کنترل و کاهش آلاینده‌های معلق در هوا کمک می‌کنند.

تجهیزات حفاظت فردی (PPE) توصیه‌شده برای اپراتورهای لیزر چیست؟

اپراتورهای لیزر باید از محافظ چشم مناسب برای طول موج‌های لیزر استفاده کنند و پوشش مقاوم در برابر شعله، دستکش و تجهیزات حفاظت تنفسی مناسب را انتخاب نمایند.

بازرسی‌های تعمیر و نگهداری باید چند وقت یک‌بار روی تجهیزات لیزری انجام شود؟

بررسی‌های روزانه و برنامه‌های تعمیر و نگهداری منظم به حداقل رساندن خرابی‌ها کمک می‌کنند. بازرسی‌های منظم پرتوها، سطح سیال خنک‌کننده و سیستم‌های تهویه بسیار توصیه می‌شود.