Manuaalse laserkeevitusseadme ohutus

Varasemalt on laserkeevitus olnud valdavalt robotite pärusmaa, kuid viimasel kümnendil on tööstuses kiiresti levima hakanud ka manuaalsed laserkeevituse seadmed. Käsilaser keevitusseadmed on võimelised keevitama kuni 6 mm paksusega erinevaid metallmaterjale, need võimaldavad kuni 4-korda suuremat keevituskiirust, väiksemaid deformatsioone ning eel- ja järelpuhastusfunktsiooni, olles samas lihtsamad kasutada kui tavapärased manuaalsed kaarkeevitusprotsessid, nagu MIG/MAG või TIG keevitamine. Teisalt on käsilaserkeevitus väga tundlik detailide paigutuse ja laserkiire positsioneerimise suhtes, mis muudab selle tehnoloogia mõnedes rakendustes sobimatuks.

Tulenevalt kiirest tehnoloogia arengust on käsilaserkeevituse seadmed oma hinna poolest muutunud järjest kättesaadavamaks ja neil on traditsiooniliste keevitusmeetoditega võrreldes teatud rakendustes selge eelis. Käesoleva artikli eesmärk on avada käsilaserseadmete kasutamise ohutuse tagamaid, et vältida selle potentsiaalselt eduka tehnoloogia kasutuselevõtmist Eesti tööstuses, kuna puuduvad teadmised selle ohutu töötamise võimaluste kohta.

Laserseadmete klassifitseerimine

Lasereid klassifitseeritakse turvalisuse eesmärgil nende potentsiaali põhjal tekitada kahju inimese silmadele ja nahale. Nähtava kiirega laserseadmed klassifitseeritakse standardi EN 60825-1 alusel nelja kategooriasse. Nendest esimesed kaks on suhteliselt ohutud silmadele ja nahale, teised kaks on ohtlikud. Keevitamisel (samuti lõikamisel) kasutatavad manuaalsed ja robotiseeritud laserseadmed kuuluvad kõige kõrgema ohutasemega neljandasse klassi (väljundvõimsus alates 500 millivatti ja rohkem). Näiteks MOST XTW-1500 käsilaserkeevitusseadme maksimaalne väljundvõimusus on 1.5 kW, mis on 1.5 miljonit millivatti. Robotiseeritud keevituslaserite võimsus on 4 kW juures olenevalt seadmest.

4. klassi laser võib põhjustada märkimisväärset silmakahjustust, kui laserkiir – kas otsene või peegeldunud, satub silma. Samuti võivad need lähedalt põletada nahka ja materjale, eriti tumedaid ja/või õhukesi materjale. Selliseid lasereid tuleb kasutada äärmise ettevaatusega.

Üldised soovitused laserkeevitusseadme kasutamiseks

Klass 4 laseri töö peab toimuma suletud ruumis (sh pealt suletud katuslaega), et takistada laserkiire levimist teiste inimesteni (kas otse- või peegeldunud kiir). Seinad, laed, põrandad jms pinnad võiksid olla mitte peegelduvad. Ruumi ei tohi laseri töötamise ajal siseneda kõrvalised isikud. Selleks puhuks varustatakse laserkeevitusaparaadid interlock süsteemiga, mis katkestab laserkiire ukse avamisel. Samuti paigaldatakse uksele hoiatav silt ja valgus, mis teavitab kõrvalisi isikuid, et ruumis toimub laseritöö.

Laserkeevituse tööalas ja selle ümber 5 meetri raadiuses ei tohi asuda kergesti süttivaid materjale ning 10 m raadiuses ei tohi olla plahvatusohtlikke esemeid. Kõik klass 4 laserid peavad olema nõuetekohaselt märgistatud!

Laserseadme tööala ettevalmistamisel on soovitatav kasutada kahte standardit mis annavad juhised kaitsepaigaldiste ja ligipääsu ning tootmiskoha sisseseade kohta: EVS-EN IEC 60825-4:2024 Lasertoodete ohutus. Osa 4: Kaitsed laserite eest ja IEC TR 60825-14:2022 Safety of laser products – Part 14: A user’s guide.

Kuigi nähtavat suitsu ja tolmu käsilaseriga keevitamisel ei teki, on õhus lenduvate metalliosakeste kontsentratsioon sarnane kaarkeevitamisele, mistõttu tuleb hingamisteid piisavalt kaitsta isikukaitsevahenditega. Keevitusseadme operaator peab kandma keevitamiseks mõeldud kaitseriietust. Näo ja silmade kaitseks tuleb kasutada spetsiaalset kaitsemaski (soovitavalt spetsiaalse mineraalklaasist filtriga, mis kaitseb laserkiirguse eest), laserkeevitamiseks mõeldud isikukaitsevahendid on tavaliselt märgistatud kollase laseri märgiga. Võib juhtuda, et kaarkeevitamiseks mõeldud toodetele on lisatud laseri märgis, kuigi toote funktsionaalsus ei ole muutunud. Sellisel juhul tuleb juhinduda tootele märgitud tootestandardist. Tuleb meeles pidada, et erinevad metallid on laseri mõistes peegelduvad pinnad ning keevituskohta vaadates peegeldub osa laserkiirest otse silma tagasi. Peegeldunud kiir on sama ohtlik kui otsekiir!

Kiire kahjulik mõju sõltub selle kaugusest laserkiire allikast ja mõjuajast. Kahjustus ei pruugi avalduda koheselt vaid alles pikema aja jooksul. Silma nominaalne ohukaugus (Nominal Ocular Hazard Distance – NOHD) 1 milliradiaani lahknemisega 5 vatise laseri puhul on 500 m. Kui asute laserile NOHD kaugusest lähemal, võib otsene või peegeldunud kiir silma sattumisel tekitada võrkkesta kahjustuse. Mida lähemal olete laserile ja mida kauem on kiir silmas, seda suurem on vigastuste oht. Laserkiire ohutu kauguse arvutamiseks leiab valemid juba varem mainitud standardist IEC TR 60825-14:2022 Safety of laser products – Part 14: A user’s guide, kuid kalkulaatoreid on laialdaselt saadaval ka internetis.

LSO (laser safety officer) ehk laseritöö eest vastutav isik

Vastavalt standardile EN 60825-1 peab 4. klassi laserit omav ettevõte määrama LSO (laser safety officer) ehk laseritöö eest vastutava isiku. Enne 4. klassi laseriga töö alustamist tuleb teostada riskianalüüs vastavalt standardile EN ISO 12100 Masinate ohutus. Projekteerimise, riskide hindamise ja riskide vähendamise üldised põhimõtted ning protsessi juhtimisel rakendada standardi EN ISO 13849 Masinate ohutus. Juhtimissüsteemide ohutusega seotud osad nõudeid.

LSO-l peavad olema teadmised vähemalt järgnevast:

optiline radiatsioon ning selle erinevus ioniseerivast radiatsioonist,

laseremisiooni karakteristikud, mõõtühikud ja nende suurused,

laseritega töötamist reguleerivad standardid, laserite klassid ja hoiatussildid,

ettevõttes kasutatavate laserite eesmärk ja tööpõhimõtted, lainealad ja lainepikkused,

laseriga kokkupuute kahjuliku mõju suurus, laseri ohuala suurus, protseduurid, mis aitavad vältida kahju või vähendada seda lubatud tasemeteni,

protseduurid laseri igapäevase kasutamise, seadistamise, hoolduse ja mitteplaneeritud intsidentide jaoks,

omama piisavalt tehnilisi teadmisi ja korraldusoskust, et võtta vastutus laseri töö regulaarse monitoorimise, jälgimise ja pideva ohtude kontrollimise eest ettevõttes,

olema võimeline reageerima õnnetusjuhtumitele ja intsidentidele,

mõistma laseri kasutamisega kaasnevaid riske nagu: mehaanilised ohud, elektrilised ohud, müra ja vibratsioon.

Jpm.

Lisaks standarditele võib ohutusalast infot leida seadmemüüjate kodulehtedelt, nt Spetselektroodi AS, Eesti keeles on käsilaseritega töötamiseks ohutusjuhendi koostanud Lasermeister OÜ.

Autor: Liisi Särglep

Allikad:

RKR Seadmed OÜ, Taavi Podžuks

LASERMEISTER OÜ

EVS-EN 60825-1:2014/A11:2021/AC:2022 Lasertoodete ohutus. Osa 1: Seadmete klassifikatsioon ja nõuded