在生产过程中,机械设备无处不在,同时也存在着许多风险,我们需要重视防护以避免危险发生。除了机械性危险外,还有许多非机械性危险,同样不可忽视。
主要机械性危险/非机械性危险及其防护要求
机械性危险
失去稳定性的危险

机械设备、零件及其配件的设计和制造,必须保证其在可预见的工作条件下(必要时,考虑气候条件)使用时足够稳定,不会有翻倒、跌落或意外移动的危险。
若机械设备本身的形状,或其预定的安装不能提供足够的稳定性,则必须采用适合的固定手段,并在说明书中加以说明。
操作中的断裂危险

足够的强度:机械的各种部件及其连接件,必须能承受使用时受到的应力。
足够的耐受力:所使用的材料的耐久性,必须适用于制造商或其授权代表预期的工作环境的特点,特别要考虑疲劳、老化、腐蚀和磨损现象。
使用说明书中,必须指出因安全原因所需的检查和维护的类型和频次。必要时,必须指出磨损件及其更换的原则。
尽管已采取了措施,但机械仍存在破裂或破碎风险时,相关部件的安装、定位和/或安全防护,必须使所有碎片能够留在防护罩内,以防止出现危险状况。
刚性或柔性的输油或输气管道,及其连接的耐压(特别是急动、高压时)。必须能承受预期的内部和外部应力,且必须牢固固定和/或保护,以确保破裂时不会有风险。
在被加工材料自动进给刀具时,为了避免人员面临风险,必须满足下列条件:
- 当工件与刀具接触时,刀具必须处于正常工作状态;
- 当刀具起动和/或停止(有意或无意)时,进料动作与刀具动作必须协调。
由物体坠落造成的危险

避免物体(工件、卡盘、刀具、切屑、破断物、废弃物等)的坠落和甩出。
特别应当注意,当机械突然启动时,要避免某些配件仍滞留在运动或旋转部件上(如卡盘钥匙)。
表面、棱边和尖角造成的危险
在其用途运行的范围内,可接近的机械部件必须不能有可能引起伤害的锐边、尖角和粗糙表面。
多功能复合型机械易造成的危险
若机械能够完成数个不同的工序,且各工序之间工件是用手取下的(如多功能组合机械),那么必须保证每一功能都是独立的,且其余的功能不能给操作人员造成危险和妨碍。
必须能单独启动和停止没有被保护的部件。
运动件所造成的危险

必须避免运动件带来的危险,避免运动件被卡住的现象发生,必要时需加防护罩或防护装置来避免危险。

非机械性危险
电能

避免一切由电引起的危险(直接或间接接触)。
特定电压极限内电器设备,沿用专门法规。
静电
避免或限制由静电产生的危险,或装备放电装置。
电能以外的其他能源供应
避免由非电能源(如液压能源、气动能源、热能源等)引起的危险。
装配错误
液压、气动、电路系统的错误连接。
首先需从设计和制造上避免由于错误安装或重新安装引起的危险。如不能从设计上避免危险,需在零部件本身和/或装配座体上加以标识。同样,若对运动方向的误会会造成危险,则应在运动件和座体上加以有关标识。
在使用指导书里给出这些风险的信息。
对于错误连接导致的风险,应通过设计使不正确的连接不可行。可在连接部件上给出信息,可行时在连接装置上标记。
温度

必须采取措施避免由于接触/接近高温或特低温的零部件或材料造成的危险。
必须消除高温或特低温材料喷溅物对人体造成的危险。
失火危险

避免机械本身,以及使用或释放的气体、液体、粉尘、蒸汽等,引起的失火或过热产生的危险。
爆炸危险

避免机械本身,以及使用或释放的气体、液体、粉尘、蒸汽等,引起的爆炸危险(参考ATEX指令)。
噪声
将噪声辐射造成的危险,在技术可行的情况下,降低到最低程度,特别是对噪声源的控制。(使用消音器、隔离装置等)
振动

将机械振动造成的危险降低到最低程度,特别是对振动源的控制。
辐射
将机械发射的辐射限制在其功能的范围内,并且不能对人员造成危险。
外部辐射
机械的功能不受外界辐射的影响(满足EMCD要求)。
激光装置

避免意外的辐射
机械上的激光装置必须进行屏蔽,以避免发射、反射、散射、二次辐射对健康造成的危害。
用于观察和调整机械上激光装置的光学仪器,不能因激光辐射造成对人体健康的危险。
释放危险材料及物质

避免因气体、液体、粉尘、蒸汽等废弃物造成的危险。
如果存在以上危险,机械必须配备收集或吸取上述物质的装置。
如果机械在正常工作时不是封闭的,那么这个装置必须尽可能的放置在最大效果的地方。
被机器关在内部的危险
避免操作人员被机械关在内部。
如不可能完全避免操作人员被机械关住,必须配有呼救的方法。
跌倒、滑倒或坠落的危险
必须避免操作人员在机械部件上移动时的跌倒、滑倒或坠落。
配备扶手装置(参考EN ISO 14122标准)
闪电
机器在使用时,必须防止闪电的影响,必须引导电能到大地的系统。(室外设备)
实际上,每个工业机器或流程都会有某种与之相关的危险。一旦确认了危险,就必须对其进行保护,但是需要什么程度的保护呢?
我们如何知道带钥匙的门锁等安全装置已经足够而不用完全消除所有危险能量?

危险能量
为了更好地了解何时需要上锁/挂牌而不是一般机器防护,重要的是要了解需完成的工作:控制“危险能量”。

能量包括电能、机械能、液压能、气动能、化学能、热能等。如果这些能量可能通过机器设备的有意或意外的通电或启动,或者通过释放这种储存的能量而对人员造成伤害,则这种能量被认为是危险的。
换句话说,这种能量是否会造成直接危险——电击、冲击等?这种能量是否会产生运动部件、火灾等危险?确定机器或设备使用的能源类型以及它们造成和可能产生的危害是至关重要的一步。无论是通过一般机器防护还是上锁/挂牌来消除能量,值得注意的是并非所有危险能量都可以简单地打开或关闭;有些危险能量只能被驱散或控制,例如热量或气体。
机器防护
对于一般机器保护,重点是联锁装置,例如键控联锁装置、安全传感器、安全限位开关、安全光幕和安全边沿开关。这些联锁装置放置在可移动的防护装置上或操作点。打开防护装置、中断光幕光束,或触发保险杠将使设备中断安全电路。
此操作将消除危险能量和/或停止危险运动 - 主要限于安全设备保护的区域。确定所要防范危险的风险评估将有助于准确定义安全电路的设计方式。安全电路要求指南可在标准 ISO 12100 - 风险评估和风险降低和 ISO 13849 - 设计通用原则中找到。

上锁/挂牌
另一种防护方法是上锁/挂牌。实际过程正如其名称:物理锁定所有危险能量,然后提供标签以指示谁锁定了机器。一旦正确执行,上锁/挂牌将消除整个机器的所有危险能量。
这是一个由受过培训的授权人员执行的文档化、站点范围内的标准化过程。标准 GB/T 33579-2017(机械安全危险能量控制方法上锁/挂牌)中详细说明了上锁/挂牌要求。这些要求中包含有关何时应用此过程的指南。

机器操作模式
确定了所有危险能量后,还必须确定机器的运行模式。这些模式包括正常操作、故障排除、服务、小工具更换、维护等。
正常操作被认为是机器按预期使用的模式。在这里,一般的机器安全措施依赖于阻止危险情况,例如硬防护或打开防护门, 一旦必须绕过防护措施,就需要上锁/挂牌
此外,如果员工需要将身体的任何部位暴露于操作点或相关危险区域的位置,则需要应用上锁/挂牌。
然而,如果这种暴露被认为是标准的和重复的,并且可以被证明对机器的实际生产功能至关重要,那么就不需要上锁/挂牌。
相反,需要应用额外的安全防护措施,例如双手控制盒、使能开关、速度监控等。
对于何时使用上锁/挂牌,有些操作模式比其他操作模式更明确。例如,更换气缸或刀片可能需要上锁/挂牌,但添加和装载原材料可能不需要。
也会有一些不太明确的模式,例如故障排除和机器指标调整。
必须根据具体应用进一步研究。
我们知道在任何情况下都需要去除运动和能量。
如果在绕过保护措施后决定不使用上锁/挂牌,则必须提供有充分理由的书面推理以及对附加安全措施的尽职调查。
当无法明确做出决定时,最佳做法是使用通常所说的一般规则:“无法确定就上锁”。
内容来源:HSE硬件与技术公众号

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