高频机安全技术

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1、高频机安全技术 为了使钢件表层形成硬而耐磨的马氏体，心部仍保持原来的韧性组织(如调质组织)，从而达到工件外硬内韧的要求，常在高频表面淬火机上对钢件进行表面淬火。出于工件内存在着电势，所以工件内将产生闭合电流。这种闭合电流，称为涡流，涡流的方向与感应圈中电流的方向相反；涡流的强度与感应电势大小成正比，与涡流回路的电阻成反比。由于金属的电阻很小，故涡流可达到很高的数值。当涡流通过导体时，电能转化为热能而将工件加热到淬火温度。在工件截面上涡流的密度是不均匀的，最大电流密度出现在导体的最表面。这种现象被称为“集肤效应”。显然，“集肤效应”只能使工件表层加热而心部几乎未被加热。交流频率越高，“集肤效应”

2、越显著，加热层也越薄。因此，要求淬硬深度较大的工件可选用较低的频率；要求淬硬深度较小的工件，可选用较高的频率。从频率的角度看：在工频、中频、高频电流中，以高频对人体的危害最大，故本书只介绍有关高频方面的情况。高频加热所用的设备为高频表面淬火机。1.高频表面淬火机的职业危害(1)电器设备引起的事故输入发生器的工频(50HZ)低压(380V)交流电，经升压变压器使电压升高到1000(V)；高压交流再加到整流器上，经整流后成为13500(V)的高压直流电，再通过振荡器得到高频高压交流；最后经降压变压器将电压降到1000(V)以下再与感应器接通。如此高的电压，如果在操作高频电流发生器装置时，违反电气安

3、全操作规程，如在没有切断闭锁装置电流就对电子管式高频装置进行带电检修时，就可能发生触电。(2)有害气体对人的影响当工件、特别是高碳钢工件在高频感应圈内加热到高温时，空气中的氧与工件表面的碳相作用而产生CO。如果车间高频设备较多，同时运转的也多，则CO可能达到相当高的浓度而对操作者带来有害影响。(3)高频电流对人体的危害当高频电流通过电路时，其周围空间便伴有高频电磁场。机体在高频电磁场的作用下，能产生生物的效应。目前公认的是“致热作用”。其解释是：机体皮肤导电能力差，类似于电阻；体液和软组织导电能力强，类似于电容。因此，人体是一个电阻和电容的复杂组合体。人体内的非极性分子在高频电磁场作用下，发生

4、高速的“取向作用”，即，分子内的正负电荷发生顺应电场方向的运动。由于高频电磁场的方向变化极快，分子中电荷的运动也极快，分子间的碰撞、摩擦加剧，从而大量产生热，使人体温度升高。其次，机体内还有电解液，其中的阴、阳离子因受电场的作用也向相反的方向运动。当频率很高时，离子只能在其平衡位置作定向高频振动。这种振动，也使部分电能转化为热能，而使体液温度升高。此外，人体体液和软组织，其导电能力较好，在电场作用下，还会产生感应电流(涡流)，因而人体体内还有涡流所形成的热效应。综上所述，高频的“致热作用”由三种热源所引起：极化、极性分子的取向热；阴、阳离子的电解热；电磁感应的涡流热。2.防护措施(1)关于触电

5、问题为了避免检修过程中的触电故，在电子管式高频电流发生器上都设有闭锁装置，即开关门。当高频电流发生器的门打开时，闭锁装置就切断了电源，从而保证了操作、维修人员的安全。高频电流发生器最危险的是振荡管阳极线路上的高压交流和直流。因此，该设备所有可能导电的部分，都需要遮盖起来。高频电流发生器连接到加热线路变压器初级线圈的导线必须装在金属管里，管子必须很好接地。以汇流排形式效设在地沟内绝缘体中的导线，必须安装牢固，不得有水浸入，地沟不得与汇流排接触。冷却振荡管阳极的冷却水，可用橡皮管供给，且要与地绝缘。冷却水套和所行管道，均须妥善接地。高频电流发生器的外壳必须接地。(2)关于CO中毒如果高频淬火机较多

6、，并且布置在热处理车间或机械加工车间的流水线上，则产生的CO也多，冷却水形成水蒸汽也多，危害面也更大。它不仅涉及热处理工人，同时也涉及机械加工工人和车间其他工作人员。在这种情况下，就必须在流水线上的相应位置，安装系列的机械通风设备。(3)关于高频电磁场a.场源的屏蔽屏蔽就是利用一切可能的方法，将电磁能量限制在所规定的空间里，从而阻止其向外传播。屏蔽方法有单元屏蔽和整体屏蔽两种。整体屏蔽是将机器全部屏蔽起来。单元屏蔽主要是对高频振荡回路、高频输出变压器、高频输出馈线及工件电路等各自进行单独的屏蔽。b.屏体的接地屏体接地的目的，就是将屏体内由于高频电磁感应所形成的感应电流迅速引入大地，使屏体本身不

7、致成为用频电磁波的二次辐射源，以保证高效率的频蔽作用。必须指出：射频接地与普通电气设备的保安接地是不同的，二者不能互相代替。目前，有些现场以电气设备的保安接地代替高频装置的射频接地，显然起不到应有的保护作用。射频接地由接地线与接地极组成。要求如下：接地线由于高频电流的“集肤效应”，故接地线的表面积要大。为了降低接地的高频电抗，故接地线宜短，在设备附近设置地极。接地板接地极以金属板为佳，因为重量相同时，金属板的有效面积比铜棒大，泄流快；金属板面积以1-2(m2)为宜；其厚度以能保持若干年抗蚀为依据，埋置深度以23(m)为宜，宜立埋，不宜平埋。因为立埋泄流快，平埋泄流慢。c.远距离操作对中短波电磁场，其场强随距离的加大而以指数规律迅速衰减。因此，对一时难以屏蔽的场源，可采用自动或半自动的远距离操作。如场源离操作岗位较远，就不一定强调都要屏蔽。但需要在其周围有明显的标志，可用栅栏隔绝，禁止人们靠近场源。d.合理的布局高频淬火车间面积应大，使高频机之间有适当的距离。在安装高频机时，要使场源尽可能远离操作岗位和休息场所，馈线也不宜设置过长。特别是当一机多用时，更应充分考虑到场源与操作岗位的合理安排。