Средства защиты от теплового облучения

Выбор теплозащитных средств должен осуществляться с учетом требований эргономики, технической эстетики, безопасности для данного процесса или вида работ и технико-экономического обоснования. К теплозащитным средствам предъявляются следующие требования: они должны быть простыми в изготовлении и монтаже, удобными для обслуживания, не затруднять осмотр, чистку, смазывание агрегатов, обладать необходимой прочностью, иметь минимальные эксплуатационные расходы.

Теплозащитные средства должны обеспечивать облученность от оборудования не выше 308 К (35ºС) при температуре внутри источника до 373 К (100ºС) и не выше 318 К (45ºС) при температуре внутри источника выше 373 К (100ºС).

Защита работающих от неблагоприятного действия инфракрасного излучения осуществляется комплексом инженерно-технических, гигиенических, санитарно-технических, организационных, медико-профилактических и законодательных мероприятий.

Инженерно-технические мероприятия предусматривают: автоматизацию, механизацию и дистанционное управление  производственными процессами, связанных со значительными тепловыделениями; замену старых и внедрение новых технологических процессов, например, применение штамповки вместо поковочных работ, замену кольцевых печей для сушки форм и стержней в литейном производстве туннельными; увеличение герметичности оборудования.

Вся группа гигиенических и санитарно-технических мероприятий разделяется на средства коллективной и индивидуальной защиты.

К коллективным средствам защиты относятся:

  • теплоизоляция горячих поверхностей;
  • экранирование источников излучения или рабочих мест;
  • радиационное охлаждение;
  • общеобменная вентиляция или кондиционирование;
  • воздушное душирование.

Тепловая изоляция поверхностей источников излучения (печей, сосудов, трубопроводов с горячими газами и жидкостями) снижает температуру излучающей поверхности. При этом доля лучистого тепла с понижением температуры источника понижается, благодаря чему интенсивность облучения персонала ИФКИ снижается значительно в большей степени, чем общее тепловыделение. Тепловая изоляция уменьшает тепловые потери оборудования, обусловливает сокращение расхода топлива (электроэнергии, пара) и увеличение производительности агрегатов. При проведении высокотемпературных процессов без надлежащей тепловой изоляции достижение необходимой температуры затруднительно или даже невозможно. Однако, когда ограждающие конструкции агрегата находятся в температурных условиях, близких к верхнему допустимому пределу для данного материала (своды и торцевые стены мартеновских печей, фурменные сопла доменных печей  и т.п.), тепловая изоляция, повышая рабочую температуру изолируемых элементов, может резко сократить срок их службы. В таких случаях решение о тепловой изоляции должно быть проверено расчетом рабочей температуры изолированных элементов. Если она окажется выше предельно допустимой, защита от тепловых излучений должна осуществляться другими способами (внутренняя теплоизоляция: футеровка, внутреннее экранирование и т.д.).

В настоящее время в практике применяют сотни различных теплоизоляционных материалов и конструкций.

Печи (а также борова, регенераторы и т.п.) изолируют в большинстве случаев легковесным кирпичом. Дополнительным теплоизоляционным слоем может служить наружная уплотнительная обмазка толщиной до 2 см. Иногда применяют засыпку из сыпучих или волокнистых материалов между наружным стальным кожухом и кирпичной кладкой. Своды целесообразно изолировать засыпкой из сыпучих материалов (например, песка или колошниковой пыли). Такая засыпка, кроме теплоизоляции, создает герметичность, что особенно важно для газовых боровов, регенераторов и шлаковиков.

Существуют конструкции печей из монолитного или сборного жароупорного бетона. В таких случаях в наружных слоях или во всем сечении (если позволяет температура) применяют легковесный бетон. Его получают, используя в качестве инертного наполнителя легковесную щебенку или добавку в состав смеси пенообразующих веществ.

Низкотемпературные печи, сушила, газоходы можно сооружать из двойных стальных панелей, внутреннее пространство в которых заполняют сыпучим или волокнистым изоляционным материалом или алюминиевой фольгой. Такая конструкция может быть разборной.

Изоляция трубопроводов и резервуаров конструктивно может быть мастичной, оберточной, засыпной, из штучных изделий или смешанной.

Мастичная изоляция осуществляется путем нанесения на горячую поверхность изолируемого объекта изоляционной мастики. Мастика представляет собой штукатурный раствор с теплоизоляционным наполнителем. Мастичную изоляцию можно применять на объектах любой конфигурации; она дает прочный гладкий слой, но требует предварительного разогрева поверхности и высокой квалификации изолировщика.

Оберточная (обволакивающая) изоляция изготавливается из волокнистых материалов – ваты, войлока, матов или ткани. Она наиболее пригодна для изоляции трубопроводов. Поверхность оберточной изоляции надо закрывать кожухом из плотного материала (лучше всего из алюминия).

Засыпную изоляцию применяют реже, так как необходим жесткий кожух вокруг изолируемого объекта. Пространство внутри кожуха заполняют
сыпучим или волокнистым материалом. Под действием вибрации, увлажнения, собственной массы изоляционный материал оседает и качество изоляции резко ухудшается. Засыпную изоляцию в основном используют при прокладке трубопроводов в каналах и коробах, там, где требуется большая толщина изоляционного слоя или при изготовлении теплоизоляционных панелей.

Теплоизоляцию штучными и формованными изделиями (кирпичами, плитами, сегментами, скорлупами) применяют для облегчения работ.

Широкое применение находит смешанная изоляция из нескольких различных слоев. В первом слое обычно устанавливают штучные изделия. Если они по радиусу кривизны не соответствуют изолируемому трубопроводу, то в первом слое может быть использована мастичная или оберточная изоляция. Наружный слой изготавливают из мастичной изоляции. Целесообразно устраивать алюминиевые кожухи снаружи теплоизоляции. Затраты на устройство кожухов быстро окупаются вследствие уменьшения тепловых потерь на излучение и повышения долговечности изоляции под кожухом.

Экранирование тепловых излучений. Теплозащитные экраны применяют для локализации лучистой теплоты, уменьшения облученности на рабочих местах и снижения температуры поверхностей, окружающих рабочее место.

Экраны и завесы подразделяются по степени видимости работником через экран и завесу (или по способу превращения энергии облучения) на три типа (рис. 7.14):

  • непрозрачные,
  • полупрозрачные,
  • прозрачные.