李寧，俞金龍，趙才才

(上海外高橋造船有限公司，上海 200137)

在傳統(tǒng)船舶產(chǎn)品的建造過(guò)程中，僅在少量設(shè)備上運(yùn)用激光技術(shù)。在首艘國(guó)產(chǎn)大型郵輪項(xiàng)目中引進(jìn)的激光焊接、激光切割設(shè)備，功率最大為16 kW，按照國(guó)內(nèi)激光安全分類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)屬于第Ⅳ類(lèi)激光[1]，安全風(fēng)險(xiǎn)級(jí)別最高。激光束會(huì)造成眼睛、皮膚傷害，激光安全作業(yè)需要重視。鮮有資料可查，本文對(duì)激光的危害、激光監(jiān)測(cè)技術(shù)、激光防護(hù)控制等方面，結(jié)合工藝流程進(jìn)行安全風(fēng)險(xiǎn)分析，為生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)激光安全管理工作提供實(shí)際指導(dǎo)。

表1 國(guó)內(nèi)激光安全分類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)

1 激光工位介紹

國(guó)內(nèi)激光安全分類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表1。應(yīng)用激光復(fù)合焊接技術(shù)的工位有銑邊拼板工位(見(jiàn)圖1)和縱骨裝焊工位(見(jiàn)圖2)。其中銑邊拼板工位有1臺(tái)16 kW激光器、縱骨裝焊工位有2臺(tái)16 kW激光器和2臺(tái)8 kW激光器，這5臺(tái)激光器均為大功率激光器，其發(fā)射的激光屬于第四類(lèi)激光，激光作業(yè)產(chǎn)生的危害級(jí)別最高，各項(xiàng)防護(hù)要求也最為嚴(yán)格。

圖1 銑邊拼板工位現(xiàn)場(chǎng)

圖2 縱骨裝焊工位現(xiàn)場(chǎng)

從作業(yè)環(huán)境看，2個(gè)激光工位前后道工序聯(lián)系緊密，尤其是縱骨裝焊工位，位于車(chē)間中門(mén)、橫移工位旁，處于材料物流周轉(zhuǎn)的核心區(qū)域——人員流動(dòng)性大，風(fēng)險(xiǎn)隱患大。因此，拼板銑邊工位和縱骨裝焊工位激光設(shè)備四周要設(shè)置安全防護(hù)圍欄、圍欄高度分別為2.0,2.5 m，可避免激光光束直接暴露在生產(chǎn)環(huán)境中；銑邊拼板工位設(shè)置吸收小車(chē)，防止激光光束在胎架下方發(fā)生反射、折射；激光電源、激光操作人員單獨(dú)設(shè)立房間。通過(guò)遠(yuǎn)程控制實(shí)現(xiàn)激光光束的發(fā)射，隔絕操作人員與激光光束或激光電源，避免輻射影響。

2 激光危害及風(fēng)險(xiǎn)辨識(shí)

2.1 激光危害

激光的危害來(lái)源于激光束和非光束2部分。薄板中心選用的激光器波長(zhǎng)為1 070 nm，屬于近紅外光，若激光光束直接暴露于人體，會(huì)對(duì)眼睛、皮膚造成傷害，不同波長(zhǎng)的光對(duì)眼睛及皮膚的影響[2]見(jiàn)表2。

2.1.1 視網(wǎng)膜損傷

近紅外光(700～1 400 nm)會(huì)集中在視網(wǎng)膜上，可瞬間造成視網(wǎng)膜的損傷，損傷不可修復(fù)。

2.1.2 眼角膜損傷

大功率激光光束會(huì)造成角膜和結(jié)膜組織的損傷，根據(jù)接觸程度，可能會(huì)導(dǎo)致燒傷或發(fā)展成白內(nèi)障。

2.1.3 皮膚損傷

皮膚是人體最大的器官，最有可能接觸激光光束的3個(gè)部位是頭、臂、手，足夠熱量的光束，對(duì)皮膚會(huì)產(chǎn)生熱燒傷。

表2 不同波長(zhǎng)的光對(duì)眼睛及皮膚的影響

非光束的危害主要有激光電源系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中產(chǎn)生的輻射及焊接過(guò)程產(chǎn)生的空氣污染物，非光束產(chǎn)生的危害不會(huì)立即讓人產(chǎn)生不良反應(yīng)，但長(zhǎng)期處于輻射環(huán)境狀態(tài)下，人的身體機(jī)能會(huì)紊亂，免疫力降低，易患慢性疾病。

2.2 風(fēng)險(xiǎn)辨識(shí)及危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)

目前國(guó)內(nèi)大功率激光器多在實(shí)驗(yàn)室中使用，人員固定，作業(yè)環(huán)境單一，安全管理較為簡(jiǎn)單，眼睛、皮膚不直接接觸激光束，可保證人員的安全。而激光器在生產(chǎn)線中使用時(shí)，面臨著作業(yè)環(huán)境復(fù)雜，人員流動(dòng)性大等各種安全隱患。為此，根據(jù)作業(yè)環(huán)境，梳理激光作業(yè)的危險(xiǎn)因素，通過(guò)危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)法(LEC法)，用數(shù)據(jù)表現(xiàn)危險(xiǎn)源的危害程度，清晰展示危險(xiǎn)因素和危險(xiǎn)防護(hù)級(jí)別，見(jiàn)表3。

由激光焊接工位的危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)分析得知，現(xiàn)場(chǎng)的危險(xiǎn)因素由人員違規(guī)操作、設(shè)備本身、以及作業(yè)環(huán)境中單個(gè)或多個(gè)因素共同構(gòu)成的。針對(duì)危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)表，通過(guò)建立、完善激光安全管理體系制度，強(qiáng)化人員管理制度，制定相應(yīng)的防控措施，控制激光光束及反射光束，營(yíng)造安全的現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)環(huán)境。

表3 危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)表

3 防控措施

3.1 文件體系

規(guī)章制度是生產(chǎn)運(yùn)行的重要保證，是維持安全生產(chǎn)秩序，保障令行禁止的基本措施。關(guān)于激光作業(yè)，圍繞行為準(zhǔn)則、崗位作業(yè)流程、個(gè)體防護(hù)、出入管理、應(yīng)急預(yù)案、個(gè)人考核等細(xì)則建立安全管理制度，覆蓋公司級(jí)、部門(mén)級(jí)、作業(yè)區(qū)級(jí)三級(jí)管理體系，編制《激光作業(yè)安全管理規(guī)定》《激光作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)書(shū)》《激光作業(yè)崗位操作規(guī)程》《激光作業(yè)設(shè)備安全操作規(guī)程》《激光作業(yè)相關(guān)安全基準(zhǔn)》、《應(yīng)急預(yù)案與現(xiàn)場(chǎng)處置方案》等文件為現(xiàn)場(chǎng)安全管理保駕護(hù)航。

3.2 人員職責(zé)

以人為本，生命至上?，F(xiàn)場(chǎng)的安全管理始終是圍繞人展開(kāi)的，激光生產(chǎn)區(qū)域的安全管理涉及到作業(yè)人員、設(shè)備維護(hù)人員、參觀人員、安全員等。明確各類(lèi)人員的安全職責(zé)，盡可能消除現(xiàn)場(chǎng)安全隱患。

1)激光技術(shù)管理員/安全員，掌握現(xiàn)場(chǎng)安全管理技術(shù)，熟悉激光設(shè)備，具備處理應(yīng)急問(wèn)題的能力，參與落實(shí)日常安全基礎(chǔ)管理工作。

2)操作人員，崗位實(shí)行雙人制作業(yè)，所有激光器操作人員應(yīng)該在崗位、設(shè)備安全操作規(guī)程、潛在危險(xiǎn)、控制措施等激光安全技術(shù)培訓(xùn)考核合格后上崗。每天的班會(huì)上做好JSA分析，不斷總結(jié)激光安全管理經(jīng)驗(yàn)，提升激光安全管理水平。

3)維護(hù)保養(yǎng)，由于激光電源、激光頭等器件的維修難度較高，未經(jīng)廠商授權(quán)、指導(dǎo)的情況下，不得擅自維修。公司可以與廠商協(xié)調(diào)將設(shè)備維修維護(hù)劃分成公司、部門(mén)、作業(yè)區(qū)多層級(jí)進(jìn)行全方位的培訓(xùn)學(xué)習(xí)，讓參訓(xùn)學(xué)員掌握設(shè)備管理技術(shù)，降低因設(shè)備維護(hù)而產(chǎn)生的安全隱患。

4)參觀人員，須實(shí)名預(yù)約登記審批，應(yīng)經(jīng)相關(guān)安全管理培訓(xùn)后，穿戴好勞防用品，由專(zhuān)人陪同方可進(jìn)入。

5)個(gè)體防護(hù)，眼睛、皮膚是保護(hù)的重點(diǎn)，確保眼睛不直視激光光束、皮膚不暴露于激光光束。激光焊接操作人員應(yīng)配置相應(yīng)光束波長(zhǎng)防護(hù)等級(jí)的防護(hù)眼鏡，防護(hù)手套，必要時(shí)需使用防護(hù)服。需要注意的是，激光焊接與傳統(tǒng)手工焊一樣，會(huì)產(chǎn)生空氣污染物及其他危害物質(zhì)，必須佩帶口罩。

3.3 激光區(qū)域設(shè)置安全門(mén)

參照高校實(shí)驗(yàn)室安全門(mén)防護(hù)方式，見(jiàn)圖3。在激光工位設(shè)置出入安全門(mén)，運(yùn)用指紋或面部識(shí)別技術(shù)，在激光防護(hù)柵欄、激光焊接工位、激光電源室、激光控制室等多區(qū)域設(shè)定權(quán)限，從源頭上控制無(wú)關(guān)人員進(jìn)入激光區(qū)域，避免人體直接受到激光光束照射。

圖3 激光安全門(mén)示例

安全門(mén)配置安全聯(lián)鎖功能，操作人員在確認(rèn)現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)條件、各圍欄門(mén)關(guān)閉上鎖后才能發(fā)射激光，否則不能觸發(fā)激光發(fā)射。

3.4 激光功率、輻射能量測(cè)量計(jì)

激光光束在車(chē)間內(nèi)反射到不規(guī)則物體，會(huì)漫反射到人體，產(chǎn)生的危害同樣不能忽視。目前市場(chǎng)上有激光功率、輻射能量測(cè)量?jī)x器，如圖4。在車(chē)間激光工位以及周邊的綠色通道、二層平臺(tái)區(qū)域設(shè)置測(cè)量點(diǎn)，通過(guò)遠(yuǎn)程技術(shù)，如圖5，在車(chē)間門(mén)口電子屏、辦公室遠(yuǎn)程監(jiān)控，能夠隨時(shí)掌握車(chē)間激光安全信息，可以更加科學(xué)直觀地指導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)的安全管理工作。

圖4 測(cè)量計(jì)

圖5 遠(yuǎn)程監(jiān)控場(chǎng)景示例

3.5 參觀路線設(shè)置

薄板車(chē)間全面投產(chǎn)后，公司員工、設(shè)備服務(wù)商、專(zhuān)家學(xué)者及媒體采訪等人員到薄板中心參觀，在車(chē)間設(shè)置定向參觀路線，組織安全教育培訓(xùn)、穿戴全防護(hù)裝備(防護(hù)衣、口罩、耳塞、防護(hù)眼鏡)，若在車(chē)間采用固定參觀點(diǎn)模式，在激光固定參觀點(diǎn)設(shè)置激光安全防護(hù)玻璃，避免激光光束對(duì)人體眼睛、皮膚造成傷害。

3.6 激光警告標(biāo)識(shí)

車(chē)間門(mén)口、激光電源室、激光控制室、激光器區(qū)域醒目位置張貼激光警告標(biāo)識(shí)，激光安全注意事項(xiàng)，以警示各類(lèi)人員遠(yuǎn)離激光，做好激光安全防護(hù)，激光警示標(biāo)志如圖6。

圖6 激光警示標(biāo)識(shí)示例

4 應(yīng)急預(yù)案與現(xiàn)場(chǎng)處置方案

在公司、部門(mén)內(nèi)成立激光安全應(yīng)急處理小組，編制激光安全應(yīng)急響應(yīng)預(yù)案，激光安全事故一旦發(fā)生，必須建立激光安全事故報(bào)告。

4.1 急救程序

1)只要懷疑受到激光光束照射，必須前往醫(yī)務(wù)室檢查。

2)聯(lián)系班組長(zhǎng)/作業(yè)區(qū)(作業(yè)長(zhǎng)/安全員)/部門(mén)(部長(zhǎng)、分管領(lǐng)導(dǎo))/公司，送往醫(yī)院救援。

4.2 處置方案

1)發(fā)生激光安全事故，作業(yè)區(qū)作業(yè)長(zhǎng)、部門(mén)長(zhǎng)必須第一時(shí)間親臨現(xiàn)場(chǎng)，開(kāi)展救援工作，并迅速判斷事件的性質(zhì)和危害程度，并立即向上級(jí)有關(guān)部門(mén)報(bào)告[3]。

2)作業(yè)長(zhǎng)立即組織人員搶救并及時(shí)向員工通報(bào)有關(guān)搶救情況，做好思想工作，確保員工情緒穩(wěn)定。

3)在搶救同時(shí)封鎖現(xiàn)場(chǎng)，禁止無(wú)關(guān)人員進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)造成二次傷害，并疏散現(xiàn)場(chǎng)圍觀人員。

4)第一時(shí)間將傷病人員送往激光治療醫(yī)院搶救，確定傷害程度后，聯(lián)系家屬，做好家屬工作。

5)組織有關(guān)部門(mén)和人員召開(kāi)專(zhuān)題會(huì)議，總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，吸取教訓(xùn)，追究有關(guān)事故責(zé)任人的責(zé)任，同時(shí)開(kāi)展設(shè)備、設(shè)施安全檢查，避免危害再次發(fā)生。