Lazer Kullanılan İş Yerlerinde Risk Değerlendirmesi

Transkript

1 KOCAELİ ÜNİVERSİTESİ- LAZER TEKNOLİJİLERİ ARAŞTIRMA VE UYGULAMA MERKEZİ (LATARUM) Lazer Kullanılan İş Yerlerinde Risk Değerlendirmesi DOÇ. DR. ERSİN KAYAHAN

2 SUNU PLANI Lazerler ve Çalışma Prensibi Sanayide Lazer Uygulamaları Lazerle Çalışma Güvenliği

3 Motivasyon: Lazerler ve Çalışma Prensibi Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation LASER Uyarılmış Işıma ile Kuvvetlendirilmiş Işık Tarihsel gelişim 1953: C. H. Townes (MASER: Uyarılmış ışıma ile mikrodalga yükseltici) 1960: T. H. Maiman (ilk Yakut LAZER) Günümüzde birçok lazer çeşidi mevcuttur.

4 Motivasyon: Lazer Işığının Özellikleri: Lazer ışığı, uyarılmış ışıma ile elde edilen, aynı faz ve enerjide çok sayıda fotonun oluşturduğu uyumlu (koherent) ve güçlendirilmiş ışıktır. Lazer ışığında, bütün fotonlar aynı doğrultu ve yönde hareket ettiğinden, ışınlar uzak mesafelerde bile dağılmaz. Lazer ışığında enerji yoğunluğu çok yüksektir. Yüksek enerjilerinden dolayı sanayide kesme, delme, kaynak yapma gibi işlerde kullanılır. Lazer ışığı bulut, sis, yağmur gibi atmosfer olaylarından etkilenir. Lazerlerin bazı çeşitleri sürekli (CW), bazıları ise darbelidir (PW). Koherent (uyumlu) Tek dalga boylu, Doğrusal, Yüksek enerji yoğunluklu,

5 Motivasyon:Lazer ve Diğer Işık Kaynakları Yaygın kullanılan ışık kaynaklarının spektrumu Lazer ışınları diğer ışık kaynaklarına göre; 1. Dar bir spektral genişliğe sahiptir (Tek dalga boyu) 2. Yüksek şiddete sahiptir, 3. Yönlenmiş fotonlardan oluşur. Diğer ışık kaynakları her yöne yayılır. 4. Birim alana daha fazla enerji aktarırlar.

6 Motivasyon: Elektromanyetik spektrum

7 Lazerler ve Çalışma Prensibi Uyarılmış (stimulated) Emisyon

8 Laser (Animasyon)

9 Lazer Çeşitleri: Kazanç ortamına göre

10 Sanayide sıkça kullanılan Lazer çeşitleri-1 Nd:YAG lazer: Neodyum katkılı Yitriyum-Aluminyum-Garnet ortama sahip bir katı hal lazeridir. Metaller tarafından soğurulur, Dalga boyu 1.06μm dir. (kızılaltı bölge) kw mertebesinde güce sahip, 1ms ile 50 ms arasında değişen lazer atımları üretebilir, Optik fiber kullanılarak istenilen noktaya taşınır Kesme, delme, kaynak amaçlı kullanılır, Seramiklerde de kullanılabilir.

11 Sanayide sıkça kullanılan Lazer çeşitleri-2 CO2 lazeri: Aktif ortamı Karbon dioksit olan gaz lazeridir. Endüstride özellikle 2-12 kw a kadar güç gerektiren uygulamalarda kullanılır. Plastik, ağaç, kuvars, seramik ve cam işlemede tercih edilmektedir. Dalga boyu 10.6 mikron civarındadır. 40KW mertebesinde güce sahip, Kesme, delme, kaynak amaçlı kullanılır, Soğurma (a.u.) Fiber ve Nd:Yag lazer dalga boyu CO2 lazer dalga boyu Dalga boyu (mikron)

12 Sanayide sıkça kullanılan Lazer çeşitleri-3 Fiber lazer Metaller tarafından soğurulur, Dalga boyu 1 mikron (kızılaltı bölge) civarında, kw mertebesinde güce sahip, Ekonomik, uzun ömürlü, Yüksek verimli, Markalama, kesme, kazıma amaçlı kullanılır, Soğurma (a.u.) Fiber ve Nd:Yag lazer dalga boyu CO2 lazer dalga boyu Dalga boyu (mikron)

13 Lazer Kullanımı Dünya genelinde 2015 yılı için yaklaşık 10 milyar dolarlık bir harcama.

14 Lazer harcamaları (ilk üç) Malzeme işleme ve Litografi İletişim ve Optik Depolama Harcama (M$) Harcama (M$) Tıp ve Estetik YIL YIL

15 Biz Neler Yapıyoruz?

16 Çalışmalar Lazerle Metal Yüzey İşleme Plastik Kalıp Yüzey Temizleme Metal Yüzeyden Boya Temizleme Ahşap yüzeyden kir kaldırma Metal Yüzeyden Pas Temizleme Kalıp Yüzeylerin Parlatılması

17 Çalışmalar Lazerle Malzeme İşleme Kaplama Kaynak Delme Çelik Üst Yüzey Polimer Kompozit Alt Yüzey Seramik

18 Çalışmalar Hassas Markalama Hidrofobik Yüzey Oluşturma

19 Lazer Kullanırken Neden dikkatli olmalıyız??

20 Lazerler ve GÖZÜMÜZ Görünür ve NIR ( nm) UV-B, UV-C ( nm) ve IR-B, IR-C (1400 nm- 1mm) Dalga boyu ile geçirgenlik UV-A ( nm) Dalga boyu ile geçirgenlik Dalga boyu ve patolojik etkileri

21

22 Lazerlerin ısısal etkisi: ISI DOKU ETKİLEŞİMİ

23 Odaklanmış Lazer Işını Saçılma Ayna Yansıması Direk Aydınlanma Tehlikesi uzaklığa bağlı En tehlikeli durum: ODAK Gerekli güvenlik seviyesi

24 Lazerler- Cildimiz ve GÖZÜMÜZ

25 LAZER TEHLİKE SINIFLANDIRMASI Standartlar: IEC 825 ve ANSI Z IEC: The International Electrotechnical Commission (Uluslararası Elektroteknik Birliği) ANSI : American National Standarts Institute (American Ulusal Standartlar Enstitüsü) Sınıf 1 (Class 1): Normal çalışma koşullarında zarar verici ışın yaymayan ve kapalı sistemler içinde de kullanılan lazerlerdir. Ör: Lazer yazıcı Sınıf 1M (Class 1M): Işınlara optik aletlerle (teleskop, büyüteç vb.) bakılmadığı sürece normal çalışma koşullarında zarar verici ışın yaymayan lazerlerdir. Sınıf 2 (Class 2): Görülebilir dalga boyunda ( nm) ışın yayan 1mW gücündeki lazerlerdir. Uzun süre direkt ışına maruz kalınmadığı sürece göz refleksi (0.25 s) potansiyel zararlardan gözü korur. Ör: Helyum-Neon, Lazer pointer (Düşük Güçlü Lazer) Sınıf 2M (Class 2M): Görülebilir dalga boyunda ( nm) ışın yayan 1mW den düşük güce sahip lazerlerdir. Çıplak gözle bakıldığında göz refleksi potansiyel zararlardan gözü korur ancak optik aletlerle (teleskop, büyüteç vb.) bakıldığında göze zararlı olabilir. (Düşük Güçlü Lazer) Sınıf 3R (Class 3R): 1,0-5,0 mw gücündeki lazerlerdir. Normal şartlarda hasara sebebiyet verme olasılığı düşüktür ancak direkt ve düzgün yansımalar doğrudan göze geldiğinde zararlı olabilir. Yangın tehlikesi yoktur.(orta Güçlü Lazer) Sınıf 3B (Class 3B): mw arası orta güce sahip lazerlerdir. Doğrudan ışın demetine veya düzgün yansımalara maruz kalındığında zararlıdır. Dağınık yansıma oluşturmazlar.(orta Güçlü Lazer) Sınıf 4 (Class 4): 500 mw üzeri güce sahip lazerlerdir. Işın demetlerinin direkt veya dağınık yansımaları göze ve deriye zarar verir. Potansiyel yangın tehlikesi vardır.(yüksek Güçlü lazer) *Lazer tehlike sınıfları, üreticiler tarafından belirlenir ve sistem/cihaz üzerinde etiketlenir.

26 STANDARTLAR-TARİHÇE

27 İlgili ANSI (Amerikan Ulusal Standartlar Enstitüsü) standartları ANSI Z136 Standartları: BAŞARILI LAZER GÜVENLİK PROGRAMININ TEMELLERİ ANSI Z 136.1: Lazerlerin güvenli kullanımı (Askeri, Endüstri, Araştırma Geliştirme, Yüksek eğitim) ANSI Z 136.8: Araştırma-geliştirme ve Test merkezlerinde lazerlerin güvenli kullanımı ANSI Z 136.9: Üretim ortamında lazerlerin güvenli kullanımı ANSI Z136.2 Fiber optik iletişim sistemlerinde yararlanılan Lazer diyot ve LED kaynaklarının güvenli kullanımı ANSI Z136.3 Halk sağlığında lazerlerin güvenli kullanımı ANSI Z136.4 Lazer güvenlik ölçümleri için Önerilen Uygulama ANSI Z136.5 Eğitim kurumlarında lazerlerin güvenli Kullanımı ANSI Z136.6 Lazerlerin açık havada güvenli kullanımı ANSI Z136.7 Lazer koruyucu donanımların test edilmesi ve etiketleme

28 Lazer Sağlık ve Güvenlik İşaretleri (etiket) DANGER-Tehlike Oldukça yüksek güç ve yüksek pulse enerjisi içeren Class 4 tip lazerler WARNING- Uyarı Class 3R, 3B ve birçok Class 4 tip lazerler CAUTION- Dikkat Class 2 ve 2M tipi lazerler Lazer üzerinde bulunan etiketlerdir.

29 TEHLİKELER

30 Görünür ve NIR ışınlar IŞIN KAYNAKLI TEHLİKELER Lazer ışınları göz veya deri yoluyla absorbe edildiğinde, dokuların kimyasal dengesini bozabilir, dokuda sıcaklık artmasına bağlı deformasyonlara sebep olabilir. Işının dalga boyuna göre göz içinde ulaşabildiği nokta ve zarar derecesi değişmektedir. Görünür ve yakın-kızıl ötesi ışınların retinaya ulaşarak ciddi zarara sebep olmaktadır. Retinanın zararlı ışına maruz kalması zamanla körlüğe sebep olabilir. Gözde oluşan lazer yanığı belirtileri baş ağrısı, gözlerin aşırı sulanması ve görme alanında uçuşan noktalar oluşması şeklinde olur. Küçük kornea yanıklarında göze yabancı cisim kaçmış hissi oluşur. Gözde oluşan zararın derecesi ışının dalga boyu, göz bebeği büyüklüğüne bağlı olarak değişir. Deri yoluyla absorbe edilen ışınlar fotokimyasal veya termal yanıklara sebep olabilir. Işının dalga boyuna göre deride farklı tabaka seviyelerinde absorbe edilebilir. Lazerin çeşidi, çıkış gücü ve maruziyet süresine göre zarar verme derecesi değişebilir.

31 IŞIN KAYNAKLI OLMAYAN TEHLİKELER Lazer çalışmalarında harici gaz kullanılıyorsa ortam havalandırması yeterli olmalıdır ve gaz sızıntısı olmadığından emin olunmalıdır. Gazlar kategorilerine (toksik, alevlenebilir vb) uygun depolanmalıdır. Basınçlı tüpleri devrilmeye karşı emniyeti alınmış şekilde zincirle sabitlenerek muhafaza edilmelidir. Gaza uygun regülatör seçilmelidir. Lazer cihazları elektrik çarpması tehlikesinden dolayı sadece yetkili kişiler tarafından açılmalıdır. Kurulum, arıza, bakım gibi koruyucuların deaktive edildiği durumlarda eğitim almış yetkili kişiler müdahaleyi gerçekleştirmelidir. Su soğutma sistemi, filtre kullanılan lazerlerin periyodik bakımları düzenli olarak yaptırılmalı ve takip edilmelidir. Kullanım esnasında su sızıntısı fark edildiğinde; cihaz çalışıyorsa derhal durdurularak kablosu fişten çekilmeli ve teknik servise haber verilmelidir. Delme, kesme, kazıma gibi işlemler sırasında ortaya çıkabilecek tehlikeli duman ve buharı azaltmak için yeterli havalandırma bulunmalıdır

32 ALINMASI GEREKEN TEDBİRLER

33 GÖRSEL UYARI LEVHALARI ve LAMBALAR IŞIKLI UYARI UYARI LEVHALARI LEVHA Lazer Sınıfı:. Çıkış Gücü: Dalga Boyu:.. (Lazer kullanılan alanlara ve cihaz üstlerine yapıştırılabilir)

34 GENEL EMNİYET KURALLARI Bireysel Emniyetler Lazer ışın demetleri veya optik yolları yönü kapıya ve pencereye dönük olmamalıdır. Işın yolları göz seviyesinden aşağıda veya yukarıda konumlandırılmalıdır. Camlar, pencereler opak materyallerle kaplanmalıdır. Lazer ışın demetine ve yansımalarına doğrudan bakmaktan kaçınılmalıdır. Gücü ne kadar düşük olursa olsun ışın demetlerinin göze gelmesinden her durumda kaçınılmalıdır. Işın demetlerine veya yansımalara maruz kalmamak için koruyucu bariyer, zırh veya kapalı kabin sistemler kullanılmalıdır. Lazer cihazı kapalı bir odada çalıştırılıyorsa, odanın kapısı kapalı tutulmalı ve kapı üzerine uyarıcı bir levha asılmalıdır. Lazerin kullanıldığı odada ayna veya lazer cihazının ürettiği dalga boyunda yansıtıcı olabilecek bir yüzey bulunmamalıdır. Çalışmaya başlamadan önce saat, yüzük, bilezik veya küpe gibi ışığı yansıtabilecek takı ve aksesuarları çıkarılmalıdır. Sadece gerekli eğitimi almış yetkili kişiler tarafından lazer kullanılmalıdır.

35 GENEL EMNİYET KURALLARI Mühendislik Kontrolleri Lazerler; koruyucu kapalı kabin sistemler içinde muhafaza edilmelidir. Sınıf 3b ve 4 lazer cihazlarının otomatik kilidi (interlock) olmalıdır. Kapak açılmasına karşı otomatik lazer kapatma sistemi devreye girmelidir. Otomatik kilit devre dışı bırakılması halinde sesli veya görsel uyarıcı ikaz sistemleri yapılabilir. Sınıf 3b ve 4 lazer cihazları için lazer ünitesinde harici anahtar bulunmalıdır. Yüksek güçlü lazerlerin (Sınıf 3b ve 4) bulunduğu ortamın kapısı veya lazer cihazının kapağı, lazer cihazı çalışırken açılacak olursa, cihazın ürettiği lazer ışın demetini kesen sisteme sahip olmalıdır. Sınıf 3b ve 4 lazer cihazlarında çalışma göze zararlı ışın gelmeyecek şekilde yerleştirilmiş görüş portalından izlenmelidir. Sınıf 2,3 ve 4 lazerlerde ışımaya maruz kalmamak için ışın demetleri kapalı sistem içine alınabilir, demet durdurucu ve zayıflatıcılar kullanılabilir. Lazerlerin kapalı sistem içine alınamadığı durumlarda kontrollü giriş-çıkışlar, koruyucu kapak, göz koruması, eğitim, prosedürel kontroller ile güvenlik önlemleri alınmalıdır. Işın demetlerinin kapalı sistem içinde olmadığı durumda kontrollü alan oluşturulmalıdır.

36 GENEL EMNİYET KURALLARI İdari Kontroller Her sınıfa (2,3,4 için) uygun uyarı işaretleri işyeri kapılarında veya cihazın bulunduğu alanda asılı olmalıdır. Lazer sistemi ile ilgili kurulum, kullanma, bakım ve temizlik ile ilgili prosedürler hazırlanmalıdır. Göz ve cilt koruması için gerekli kişisel koruyucu donanımlar giyilmelidir. Lazer odasının kapısı daima kilitli tutulmalıdır. Başka çalışmaların da yapıldığı ortak alanlarda kişilerin lazer alanından geçmeyeceği şekilde alan planlaması yapılmalıdır. Herhangi bir yaralanmaya veya acil duruma karşı çalışma ortamında tek kişi çalışılmamalıdır. Çalışmaya başlamadan önce veya bir kaza durumunda göz muayenesine gidilmelidir.

37 KİŞİSEL KORUNMA Göz Koruması 3b ve 4 Sınıfı lazer ile çalışırken direkt ve yansıyan ışından korunmak için koruyucu gözlük takmak gereklidir. Gözlük üzerinde dalga boyu ve OD (optik yoğunluk) bilgisi yazılı olmalıdır. Kullanılan gözlük göze ulaşabilecek ışının dalga boyuna özgü koruma sağlanmalıdır Kullanılacak gözlük rahat ve kullanışlı olmalı, kenarlardan lazer ışını sızdırmamalıdır. Optik Yoğunluk (OD: Optical Density) Lazere karşı kullanılan koruyucu gözlüklerin belirlenmesinde kullanılır. Belirli bir dalga boyundaki iletim değeridir. OD = log10 (1 / T) T: İletim OD = 5 ise ışının milyonda biri geçer.

38 KİŞİSEL KORUNMA Cilt korunması Ultraviyole ışınları yanıklara sebebiyet verebilir ve kanser riskini artırabilir. Koruyucu perdeler ile ışınların etkisi azaltılamıyorsa yüz koruyucuları veya işyeri önlüğü, eldiven ile deri korunması sağlanmalıdır.

39 Basit 10 altın kural 1. Lazer ışınına direk bakılmaz, 2. Mümkünse lazerin bulunduğu ortamın ışıklarını açık bırakınız, 3. Takılarınızı (saat, yüzük, kolye vs.) çıkartınız, lüzumsuz vida, kerpeten gibi yansıtıcı yüzeyleri ortamdan uzaklaştırınız, 4. Optik bileşenleri (ayna, mercek vs.) sıkıca tutturunuz, 5. Başıboş ışınları bir mat ile sonlandırınız, 6. Lazer ışınını mümkün olduğu kadar yatay tutunuz, 7. Her zaman başınızı lazer ışınından yüksek tutunuz, 8. Optik olmayan diğer tehlikelerin de olabileceği her zaman hatırlanmalı, 9. Optik bileşenlerin yansıtıcı, soğurucu ve geçirgen olduğu hatırlanmalı, 10. Her zaman uygun elbise ve gözlük kullanılmalı,

40 !!!! Platin kural Eğer gözünle bir şey görmüyorsan, orada bir şey olmadığı anlamına gelmez Lütfen DİKKAT!!!!!

41

42 TEŞEKKÜRLER!! Lazer Kullanılan İş Yerlerinde Risk Değerlendirmesi Doç. Dr. Ersin KAYAHAN Kocaeli Üniversitesi, Lazer Teknolojileri Araştırma ve Uygulama Merkezi (LATARUM)

43 Referanslar 1. Lazerlerin tanımı ve çalışma prensibi, görseller, Kurallar, görseller 3. Kurallar ve görseller, 4. Lazer doku etkileşimi, Lazer güvenliği, Biyomedikal Mühendisliğinin Temelleri, Ed. by M.H. Asyalı and et al. Ch. 17, Nobel Yayınevi, ISBN: Lazer Güvenliği, görseller Sanayide lazer uygulamaları ve güvenliği notları, E. Kaçar II. İş sağlığı ve Güvenliği Sempozyumu, 2015, Ankara 6. Lazer ışığının özellikleri, 7. USA ve Avrupa standartları, 8. Işık kaynakları, görseller, 9. Lazer sınıflandırması,