Wykaz Projektów
Streszczenie

Opracowanie narzędzia komputerowego do obliczania poziomu potencjalnego narażenia pracowników na rozproszone promieniowanie nadfioletowe w procesach spawania elektrycznego

Kierownik projektu: dr hab. inż. Agnieszka Wolska, prof. CIOP-PIB

Streszczenie projektu:

Celem zadania było opracowanie mobilnej aplikacji komputerowej do wyznaczania poziomu potencjalnego narażenia pracowników przebywających w pobliżu stanowisk spawania elektrycznego na promieniowanie nadfioletowe rozproszone oraz bazy danych zawierającej parametry, które mogą służyć do określania przez pracodawców ryzyka zawodowego oraz podejmowania odpowiednich działań ograniczających to ryzyko do małego.

Opracowano metodę badania natężenia napromienienia w otoczeniu stanowisk spawalniczych z wykorzystaniem spektroradiometrycznej oraz radiometrycznej metody pomiaru. Następnie w laboratoriach Instytutu Spawalnictwa wykonano pomiary promieniowania UV przy 256 wariantach parametrów spawania i technikach: MAG, MAG-Pulse, MAG-Double Pulse, TIG i CMT. Wyniki pomiarów wykazały potencjalne zagrożenie dla zdrowia pracowników wykonujących czynności w otoczeniu stanowisk spawalniczych, nawet gdy są stosowane ekrany ochronne. Dopuszczalne czasy ekspozycji, wyznaczone przy odległości 2 m od łuku i bez zastosowanych ekranów ochronnych, wynosiły od 4 s do 100 min, natomiast w odległości 4 m za ekranem ochronnym – od 5 min do 76 godzin. W tym etapie opracowano również relacyjną bazę danych stworzoną na podstawie MySQL, w której zaimplementowano wszystkie uzyskane w tym etapie wyniki pomiarów.

Opracowano założenia oraz algorytm obliczeniowy do wyznaczania poziomu promieniowania nadfioletowego w różnych odległościach od źródła z uwzględnieniem odbić od otoczenia. Aby przeprowadzić obliczenia symulacyjne, przygotowano program obliczeniowy implementujący opracowany algorytm, służący do symulacji poziomów promieniowania UV w otoczeniu stanowisk spawania łukowego z uwzględnieniem odbić powierzchni i odległości od łuku spawalniczego. Opracowano metodę badań weryfikujących opracowany algorytm i przeprowadzono jego weryfikację zarówno w warunkach laboratoryjnych (kontrolowane warunki spawania i otoczenia), jak i w warunkach rzeczywistych w 10 pomieszczeniach pracy. Porównanie wyników pomiarów oraz symulacji w kontrolowanych warunkach spawania i otoczenia przeprowadzono dla promieniowania bezpośredniego i odbitego z wykorzystaniem spektroradiometru. Różnice względne między wynikami symulacji i pomiarami spektroradiometrycznymi zawierały się w zakresie od 0,8 do 17% dla składowej bezpośredniej (większa odległość od łuku – większa różnica względna) i w zakresie od 7 do 40,8% dla składowej odbitej. Natomiast porównanie wyników pomiarów oraz symulacji w warunkach rzeczywistych  wykonano dla promieniowania całkowitego (bezpośrednie + odbite) z wykorzystaniem spektroradiometru lub radiometru. Różnice względne między wynikami symulacji i pomiarami spektroradiometrycznymi zawierały się w zakresie od 17,6 do 44,6%, natomiast między wynikami symulacji i pomiarami radiometrycznymi w zakresie od 57,5 do 114,7%. Uwzględniając dużą liczbę czynników wpływających na pomiar i symulację promieniowania UV w otoczeniu stanowisk spawalniczych, można stwierdzić, że otrzymane różnice między wartościami zmierzonymi i symulowanymi były zadowalające w odniesieniu do stwierdzenia poprawności działania opracowanego algorytmu.

Opracowany algorytm został zaimplementowany w aplikacji mobilnej do wyznaczania poziomu promieniowania nadfioletowego w różnych odległościach od źródła z uwzględnieniem odbić od otoczenia. Oprócz aplikacji mobilnej niezbędne było opracowanie zarówno odpowiednich usług wspierających działanie aplikacji takich jak serwer z bazami danych (zaimplementowano bazę danych pomiarowych stworzoną w ramach 1. etapu), jak i bazy danych dotyczących zarejestrowanych kont użytkowników. Dodatkowo bazę danych pomiarowych, opracowaną w 1. etapie projektu, rozszerzono o 12 nowych danych pomiarowych zebranych w trakcie wykonywania pomiarów na rzeczywistych stanowiskach pracy. Opracowana aplikacja wyznacza składową bezpośrednią i odbitą natężenia napromienienia skutecznego aktynicznie oraz natężenia napromienienia promieniowaniem UVA wraz z wyznaczonymi dopuszczalnymi czasami ekspozycji (bez zastosowania osłony ochronnej i z jej zastosowaniem). Aplikacja dostępna jest w dwóch wersjach:

  • darmowej, udostępnionej na serwerach Instytutu w postaci aplikacji na urządzenia mobilne z system operacyjnym Android - Weld.apk 
  • odpłatnej po wcześniejszym kontakcie z wykonawcami zadania.

Aplikacja została przetestowana przez użytkowników na seminarium zorganizowanym w celu jej weryfikacji. Użytkownicy ocenili ją m.in. jako przydatną do celów oceny ryzyka oraz łatwą w obsłudze. Wszystkie uwagi zgłoszone na seminarium oraz w ankiecie oceniającej tę aplikację zostały uwzględnione w zweryfikowanej wersji aplikacji.

Wyniki zadania przedstawiono w 1 publikacji w czasopiśmie o zasięgu międzynarodowym i w 1 publikacji przygotowanej do czasopisma o zasięgu krajowym oraz zaprezentowano na 3 konferencjach krajowych i 2 konferencjach międzynarodowych.



Jednostka: Pracownia Promieniowania Optycznego

Okres realizacji: 01.01.2017 – 31.12.2019