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大功率高頻感應(yīng)加熱淬火場所電磁輻射分布及防護(hù)研究

來源：泰然健康網(wǎng) 時(shí)間：2025年08月12日 10:34

1. 四川省放射衛(wèi)生防護(hù)所, 四川成都 610041;
2. 自貢市衛(wèi)生防疫站

收稿日期：2002-03-28

作者簡介：田開珍(1951~), 女, 四川雙流人, 副研究員, 主要從事輻射防護(hù)研究及檢測工作.

摘要：目的檢測了解大功率高頻感應(yīng)加熱淬火場所的電磁場分布, 以研究電磁輻射對操作人員的影響。方法按國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的測試方法。結(jié)果經(jīng)對30 kW、60 kW、100 kW等71臺機(jī)器的電磁場強(qiáng)度測試, 在工作人員操作位, 95%的測量點(diǎn)電場強(qiáng)度、100%的測點(diǎn)磁場強(qiáng)度超過國家標(biāo)準(zhǔn)限值。結(jié)論必須加強(qiáng)操作人員電磁輻射防護(hù)。

大功率高頻感應(yīng)加熱淬火設(shè)備在工業(yè)生產(chǎn)中已被廣泛用于金屬元件加熱淬火中, 采用該手段加熱, 由于其功率大, 在極短時(shí)間內(nèi)便可使溫度達(dá)上千度, 且溫度均勻, 是其他加熱手段不可比擬的。但操作人員在操作元件加熱過程中受到的電磁輻射以及其對環(huán)境的影響, 已引起了人們的極大關(guān)注。我們對國產(chǎn)不同廠家生產(chǎn)的不同功率不同型號的71臺高頻感應(yīng)加熱淬火設(shè)備的電磁場分布及輻射水平進(jìn)行了約兩千多點(diǎn)的調(diào)查測試, 結(jié)果表明, 在工作人員操作位, 95 %的測量點(diǎn)電場強(qiáng)度、100 %的測量點(diǎn)磁場強(qiáng)度超過國家標(biāo)準(zhǔn)限值。為了減少電磁輻射對操作人員的影響, 采用了1 mm和1.2 mm的銅板分別對同一型號的兩臺設(shè)備屏蔽, 并在同一機(jī)器同一條件下測試和比較了屏蔽前后的電磁輻射強(qiáng)度。

1 測試布點(diǎn)及方法

根據(jù)高頻感應(yīng)加熱淬火場所的實(shí)際情況, 在操作人員操作位和經(jīng)?；顒拥姆秶x定測試點(diǎn), 對不同功率的高頻感應(yīng)設(shè)備在距感應(yīng)加熱圈不同水平距離上分別測試人員頭、胸、腹三部位的電磁場所強(qiáng)度。高頻感應(yīng)加熱淬火設(shè)備使用的頻率一般為250 kHz, 選用國產(chǎn)RJ-2型近區(qū)場強(qiáng)儀, 按國家標(biāo)準(zhǔn)(GB 8702-88) [1]要求的測試方法, 在常規(guī)工作條件下進(jìn)行測量, 每個(gè)點(diǎn)測試三次加以平均, 屏蔽防護(hù)性能測試分別采用1 mm和1.2 mm的銅板對同一型號的兩臺機(jī)器屏蔽, 在同一工作條件下逐一對應(yīng)測量有無屏蔽時(shí)的電磁場強(qiáng)度。

2 測試結(jié)果和討論

不同功率的高頻感應(yīng)加熱淬火設(shè)備電磁輻射分布結(jié)果見表 1、表 2。采用1 mm和1.2 mm銅板對電磁場進(jìn)行屏蔽前后的結(jié)果見表 3 ~表 6。從表 1、表 2結(jié)果中可看出, 對不同功率的電磁感應(yīng)加熱器在距加熱圈相同距離位置, 其電磁場強(qiáng)度的分布是極不均勻的, 即使是同一功率的機(jī)器在距加熱圈相同距離處其電磁場強(qiáng)度的分布亦是極不均勻的, 其主要原因系由于機(jī)器的型號、每個(gè)場所的具體情況不同所致。盡管如此, 但電磁場所分布的整個(gè)趨勢均隨距加熱圈距離的增加而減少。對30 kW的機(jī)器距其加熱圈30、50、70cm處頭、胸、腹位的電磁場強(qiáng)度均超過國家標(biāo)準(zhǔn)《電磁輻射防護(hù)規(guī)定》(GB 8702-88)對職業(yè)人員的標(biāo)準(zhǔn)限值, 即電場強(qiáng)度87 V/ m, 磁場強(qiáng)度0.25 A/m。有的機(jī)器在30 cm處電場強(qiáng)度最高達(dá)1 500 V/m。對60 kW、100 kW的機(jī)器距其加熱圈30 cm處95%的測量點(diǎn)電場強(qiáng)度超標(biāo)。而對不同功率機(jī)器的磁場強(qiáng)度在距加熱圈30 ~ 120 cm范圍均超過國家標(biāo)準(zhǔn)限值。甚至距加熱圈120 ~ 200 cm范圍的磁場強(qiáng)度仍然超標(biāo)。據(jù)現(xiàn)場調(diào)查, 距加熱圈30 ~ 50 cm處正是工作人員操作加熱元件的工作位。為了減少電磁輻射對工作人員的健康影響, 我們分別采用了1 mm和1.2 mm厚的銅板對兩臺上海新興機(jī)械廠生產(chǎn)的GP-30CW7型感應(yīng)加熱器進(jìn)行屏蔽防護(hù)實(shí)驗(yàn), 從表 3至表 6結(jié)果可看出, 經(jīng)用1 mm銅板對1號機(jī)器屏蔽, 在距加熱圈50~ 100 cm范圍內(nèi), 電場強(qiáng)度降至國家標(biāo)準(zhǔn)以內(nèi), 最大屏蔽效率達(dá)86%, 磁場強(qiáng)度屏蔽效率達(dá)69 %, 但50~ 120 cm范圍磁場強(qiáng)度仍然超過國家標(biāo)準(zhǔn)限值。采用1.2 mm銅板對2號機(jī)器屏蔽, 最大電場屏蔽效率達(dá)70%, 磁場屏蔽效率達(dá)44 %。僅在距加熱圈50 cm處的電場強(qiáng)度超標(biāo), 而磁場強(qiáng)度在50 ~ 150 cm范圍內(nèi)均超標(biāo)。造成兩臺機(jī)器電磁屏蔽效率差異的原因主要是:雖然機(jī)器的型號相同, 但采用的屏蔽層和兩個(gè)場所的具體情況不同以及機(jī)器的輸出電流和電壓不同所致。采用屏蔽后雖然能降低電磁場強(qiáng)度, 但屏蔽效果仍不理想, 尤其是對磁場的屏蔽效率很差。影響電磁屏蔽效率的主要原因是由于該手工操作加熱元件的特殊性, 在進(jìn)行屏蔽實(shí)驗(yàn)時(shí), 除考慮在保證屏蔽體接地良好的情況外, 還要考慮屏蔽體必須開一孔供操作人員放金屬元件至加熱器上加熱。根據(jù)高頻電磁場屏蔽的原理[2], 利用金屬導(dǎo)體對電磁輻射的反射效應(yīng)與吸收效應(yīng)來達(dá)到抑制電磁輻射目的。若在屏蔽體(特別是金屬板屏蔽體)上存在孔洞或縫隙截?cái)嗔烁袘?yīng)電流的通路, 就破壞了反射作用, 因而導(dǎo)致屏蔽效果下降。高頻輻射的屏蔽需對裝置本身進(jìn)行屏蔽, 作業(yè)人員不可能象防護(hù)微波輻射那樣穿防護(hù)衣。因此對操作高頻感應(yīng)加熱淬火的職業(yè)人員的防護(hù)應(yīng)注意不要長時(shí)間連續(xù)操作, 可采取輪班制度, 操作時(shí)盡可能增加距加熱器的距離。另外可采取技術(shù)革新, 實(shí)現(xiàn)操作自動化。總之, 如何使高頻感應(yīng)加熱淬火設(shè)備的電磁輻射屏蔽既滿足工作需要又能防止電磁輻射對操作人員的影響仍是值得進(jìn)一步研究的課題。

表 1 不同功率高頻感應(yīng)加熱設(shè)備電場強(qiáng)度分布

表 2 不同功率高頻感應(yīng)加熱設(shè)備磁場強(qiáng)度分布

表 3 1號機(jī)器采用1 mm銅板屏蔽前后的電場強(qiáng)度(V/m)

表 4 1號機(jī)器采用1 mm銅板屏蔽前后的磁場強(qiáng)度(A/m)

表 5 2號機(jī)器采用1. 2 mm銅板屏蔽前后的電場強(qiáng)度(V/m)

表 6 2號機(jī)器采用1. 2 mm銅板屏蔽前后的磁場強(qiáng)度(A/ m)

另外, 按照我國《電磁輻射防護(hù)規(guī)定》(GB 8702-88)對頻率范圍為0.1 ~ 3 MHz的職業(yè)照射, 在每天工作8 h期間內(nèi), 電磁輻射場量參數(shù)在任一連續(xù)6 min內(nèi)的平均值應(yīng)滿足磁場強(qiáng)度不大于0.25 A/m2。從所調(diào)查的高頻淬火感應(yīng)加熱設(shè)備來看, 在操作位100%的測量點(diǎn)磁場強(qiáng)度均超標(biāo)。要達(dá)到該限值是很不容易的。我國原參考標(biāo)準(zhǔn)磁場強(qiáng)度限值為5 A/ m2。是現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)的值太嚴(yán)了?還是所有的設(shè)備都應(yīng)該淘汰、改進(jìn)?值得商榷。

參考文獻(xiàn)

[1]

GB 8702-88, 電磁輻射防護(hù)規(guī)定[S].

[2]

姜槐. 微波高頻對健康的影響與生物學(xué)效應(yīng)[M]. 北京: 人民衛(wèi)生出版社.

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