Безопасность лазерного участка

Что нового по сравнению с другими станками

Общие правила для станочника — инструктажи, допуск, порядок на рабочем месте, запрет обходить ограждения — разобраны в уроке «Рабочее место, безопасность и режимы работы станка» курса оператора станка с ЧПУ. Здесь — то, что добавляет лазер: невидимое излучение, отражения, дым, пожар и газы под давлением.

В Правилах по охране труда при обработке металлов (приказ Минтруда № 887н) есть два раздела о лазерных установках (п. 455–458 и 631–637). Оба относятся к лазерной термообработке металлов, а не к резке. Мы приводим их как ориентир: те же меры — закрытая зона луча, блокировки, сигнализация, экраны — заложены в конструкцию станка резки. Что обязательно на вашем станке, написано в его руководстве и в инструкции по охране труда предприятия.

Класс лазера: почему «безопасный» станок опасен

Лазерные изделия делят на классы по опасности излучения. Требования задаёт ГОСТ IEC 60825-1-2023. Старший класс — класс 4: по пояснению стандарта, у таких изделий опасен прямой пучок для глаз и кожи, может быть опасно рассеянное отражение, и они часто несут риск возгорания.

Руководство изготовителя станка резки говорит прямо: все лазеры, которые режут металл, — класса 4. Часть из них встраивают в закрытую кабину, и тогда весь станок называют изделием класса 1. Но лазер внутри остаётся четвёртого класса. Изготовитель подчёркивает, что и для такого станка нужны правила: кабину поддерживают в исправности, порядок работы соблюдают.

Для волоконного лазера это особенно важно. Изготовитель лазерных систем пишет: чтобы получить класс 1, волоконный и дисковый лазер с длиной волны около 1 мкм ставят в полностью закрытую светонепроницаемую кабину. CO₂-лазер класса 1 может быть открытым, если вокруг него обозначена опасная зона, куда нельзя заходить.

Кабина, окна и блокировки

Для лазерных установок термообработки Правила 887н требуют закрытый тип: зона воздействия луча и сам луч экранированы на всём протяжении (п. 631). Блокировки не пускают персонал в опасную зону во время работы лазера, а светозвуковая сигнализация предупреждает об опасности (п. 632). Защитные экраны не дают излучению попасть на рабочие места (п. 634).

Как это работает на станке резки, видно по руководству изготовителя. Открыли дверь кабины — работа лазера прерывается: снимается питание с осей и паллет, закрывается затвор луча. Чтобы продолжить, дверь закрывают и заново включают приводы. Лампа-маяк показывает, что затвор открыт и луч может быть в голове.

При открытой двери на некоторых станках остаются включены ось Z и привод фокуса. Поэтому перед тем как заходить в зону резки, приводы отключают так, как требует руководство, — например, ключом, который забирают с собой. Если в станке есть режим работы с открытой дверью, им пользуется только тот, кому это разрешает инструкция предприятия.

Смотровое окно — не обычное стекло. Изготовители защитных окон проверяют их по EN 12254 и IEC 60825-4 и подбирают под определённую длину волны: для волоконных, дисковых, диодных лазеров — свои фильтры. Поэтому окно меняют только на рассчитанное на лазер вашего станка, а не на любое подходящее по размеру.

Отражённое излучение

Луч опасен не только там, куда направлен. Руководство изготовителя станка различает три случая: попадание в сам луч, зеркальное отражение от блестящей поверхности и рассеянное отражение от детали при резке или от предмета, в который попал луч.

Отражения особенно сильны на меди, латуни и алюминии. Изготовитель режущей головы предупреждает: при неправильном режиме отражение от таких металлов может повредить голову и другие узлы станка. Правила 887н запрещают во время генерации излучения смотреть, куда попадает луч, без средств защиты, и направлять луч в глаза и на тело человека (п. 457).

Изготовитель станка советует не смотреть и на факел резки: кроме отражённого луча, он излучает видимый и ультрафиолетовый свет. Изготовитель головы добавляет — не смотреть в луч, даже через оптические приборы.

Дым и пыль резки

При лазерной резке образуются дым и мелкая пыль, в них могут быть ядовитые вещества. Руководство изготовителя станка: дым не вдыхать, работать только с достаточной вентиляцией или в респираторе. Состав дыма зависит от материала — его смотрят в паспорте безопасности материала. Правила 887н для лазерных установок требуют: если персонал работает рядом, вредные вещества удаляют из зоны их образования пылегазоочистными установками (п. 456).

На станке за это отвечает вытяжка: она тянет воздух вниз, из-под зоны резки. Если вытяжка не работает или забит фильтр, дым идёт в цех.

Ещё один фактор — шум. Изготовитель головы указывает, что при высоком давлении режущего газа уровень шума больше 75 дБА. Меры защиты от шума должен указать изготовитель станка, а на рабочем месте они записаны в инструкции по охране труда.

Пожар

Луч нагревает не только металл. Руководство изготовителя станка называет главные источники пожара:

• мусор и пыль при резке пластиков, алюминия, тканей — если копятся в больших количествах;
• шлак и обрезки под паллетами — их место проверяют каждый день и убирают;
• короб и воздуховод вытяжки — их регулярно чистят;
• смесь алюминиевой пыли и окалины от стали. Если она загорится, реакция идёт сама и даёт температуру до 3038 °C — она прожигает стальной короб вытяжки. Тушат её только специальным порошковым огнетушителем для горящих металлов — класса D.

Поэтому если на станке режут и сталь, и алюминий, короб вытяжки чистят чаще. При резке алюминия и полированной нержавейки изготовитель запрещает оставлять станок без присмотра, если нет пожарных датчиков дыма и огня. Где на участке огнетушитель и какой он, оператор должен знать до пуска.

Газы под давлением

Станок режет кислородом, азотом, аргоном или воздухом. Кислород подают в рез под давлением до 6 бар, азот и аргон — от 2 до 20 бар. Газ хранят в баллонах, рампах или в жидком виде в газификаторе. Руководство изготовителя станка даёт правила, которые касаются оператора:

• баллон держат вертикально и закреплённым, чтобы он не упал; колпак, защищающий вентиль, снимают только при подключении;
• баллоны не тащат волоком и не роняют; вентиль открывают медленно, стоя сбоку от манометров;
• баллон всегда считают полным: несчастные случаи бывали с баллонами, которые казались пустыми;
• редуктор используют только для своего газа; утечку между баллоном и редуктором не устраняют, пока не закрыт вентиль;
• кислородную арматуру не смазывают маслом и не берут масляными руками и перчатками; кислородом не обдувают — он не замена сжатому воздуху;
• после работы вентили баллонов закрывают.

Каждый газ опасен по-своему. Кислород резко усиливает горение. Азот и аргон вытесняют воздух: без приборов их не обнаружить, и в закрытом помещении можно задохнуться незаметно. Жидкие газы очень холодные и вызывают обморожение кожи и глаз — к неизолированным трубам и ёмкостям не прикасаются.

После резки: детали, скелет, стол

Правила 887н называют опасными факторами острые кромки и заусенцы на деталях (п. 6). После лазерной резки их много: детали, скелет листа, мелкие обрезки. Если вредный фактор нельзя убрать, работать без средств защиты нельзя (п. 7). Какие средства защиты нужны при разгрузке, указано в инструкции по охране труда.

Руководство изготовителя станка добавляет два запрета: не вставать на ламели стола — острые зубцы ранят при падении, и не залезать на паллеты и между ними, пока возможна их смена: паллеты могут поменяться по команде программы.

Деталь, которая выпала или встала на ребро, может задеть голову. Поэтому программы резки оставляют микросоединения — короткие непрорезанные участки контура; их отламывают при разгрузке. Где их ставят и чем они мешают, — в уроке «Задание на резку».

Средства защиты

Средства защиты выдают по инструкции по охране труда — она учитывает ваш станок. Для лазерного участка важно одно правило: очки должны соответствовать длине волны лазера. Изготовитель лазерных систем требует сверять длину волны на очках с длиной волны лазера. Руководство одного станка допускает для защиты от отражённого луча обычные защитные очки — но это станок с CO₂-лазером, 10,6 мкм. Перенести это на волоконный лазер нельзя.

ГОСТ 31581-2012 «Лазерная безопасность» содержит требования к защитным устройствам и блокировкам, кабинам, рабочим местам и эксплуатации лазерных изделий. Работодатель опирается на него и на руководство станка, когда пишет инструкцию.

Что проверить перед резкой

• Двери кабины закрыты, окна целые, без трещин; знаки опасности на месте; при открытой двери станок не включает луч.
• Вытяжка работает, короб и пространство под паллетами без скопления шлака и пыли, особенно если раньше резали алюминий.
• Баллоны закреплены, давление в норме, нет запаха и шипения утечки; кислородная арматура чистая, без масла.
• На вас средства защиты по инструкции; очки, если их требует инструкция, — на длину волны вашего лазера.
• Вы знаете, где аварийный останов и огнетушитель, и к ним свободный проход.