Белов С.В. (ред.) Безопасность жизнедеятельности

Подождите немного. Документ загружается.

Неприемлемый риск ^^

Нежелательный риск

Допустимый ^/Г \

с пересмотром j

^—З^Т

4Г, 1.1

Частота ЧС

Рис. 11.24. Классификация риска в зависимости

от тяжести повреждения и частоты ЧП

Используя частоту потенциальных ЧП и тяжесть повреждения,

можно ранжировать риски так, как показано в табл. 11.20, которая

иллюстрируется рис. 11.24.

Таблица 11.20. Ранжирование рисков

Характеристика и класс час-

тоты ЧП

Категория и тяжесть повреждения

Характеристика и класс час-

тоты ЧП

1-я-

катастрофи-

ческое

2-я-

критическое

3-я-

ощутимое

4-я-

пренебрежи-

мое

Частое

А 1А

2А ЗА 4А

Вероятное

1В 2В ЗВ

4В

Возможное

С 1С 2С

ЗС 4С

Допустимое

D 1D

2D 3D

Нулевое

Е 1Е

2Е

ЗЕ

4Е

Классификация риска:

Ранжирование риска:

1А, 1В, 1С, 2А, 2В, ЗА

ID, 2С, 2D, ЗВ, ЗС

IE, 2Е, 3D, ЗЕ, 4А, 4В

4С, 4D, 4Е

Неприемлем

Нежелателен

Допустим с пересмотром

Допустим

Управление техническим риском (УТР) — процесс, в результате

которого принимаются решения о согласии с известным риском или

о необходимости устранения опасности и смягчения последствий.

Методы УТР основаны на инженерных знаниях и могут в качестве

Своей цели ставить, например, задачу повышения надежности систе-

мы.

371

11.2. СРЕДСТВА СНИЖЕНИЯ ТРАВМООПАСНОСТИ

ТЕХНИЧЕСКИХ СИСТЕМ

11.2.1. Защита от механического травмирования

К средствам защиты от механического травмирования относятся

предохранительные, тормозные, оградительные устройства, средства

автоматического контроля и сигнализации, знаки безопасности, сис-

темы дистанционного управления. Системы дистанционного управ-

ления и автоматические сигнализаторы на опасную концентрацию

паров, газов, пылей применяют чаще всего во взрывоопасных произ-

водствах и производствах с выделением в воздух рабочей зоны ток-

сичных веществ.

Предохранительные защитные средства предназначены для авто-

матического отключения агрегатов и машин при отклонении како-

го-либо параметра, характеризующего режим работы оборудования,

за пределы допустимых значений. Таким образом, при аварийных ре-

жимах (увеличении давления, температуры, рабочих скоростей, силы

тока, крутящих моментов и т. п.) исключается возможность взрывов,

поломок, воспламенений. В соответствии с ГОСТ 12.4.125—83 предо-

хранительные устройства по характеру действия бывают блокировоч-

ными и ограничительными.

Блокировочные устройства по принципу действия подразделяют

на механические, электронные, электрические, электромагнитные,

пневматические, гидравлические, оптические, магнитные и комби-

нированные.

Ограничительные устройства по конструктивному исполнению

подразделяют на муфты, штифты, клапаны, шпонки, мембраны, пру-

жины, сильфоны и шайбы.

Блокировочные устройства препятствуют проникновению чело-

века в опасную зону либо во время пребывания его в этой зоне устра-

няют опасный фактор.

Особенно большое значение этим видам средств защиты придает-

ся на рабочих местах агрегатов и машин, не имеющих ограждений, а

также там, где работа может вестись при снятом или открытом ограж-

дении.

Механическая блокировка представляет собой систему, обеспе-

чивающую связь между ограждением и тормозным (пусковым) уст-

ройством. При снятом ограждении агрегат невозможно растормо-

зить, а следовательно, и пустить его в ход (рис. 11.25).

Электрическую блокировку применяют на электроустановках с

напряжением от 500 В и выше, а также на различных видах технологи -

372

ческого оборудования с электроприво-

дом. Она обеспечивает включение обору-

дования только при наличии ограждения.

Электромагнитную (радиочастотную)

блокировку применяют для предотвра-

щения попадания человека в опасную

зону. Если это происходит, высокочас-

тотный генератор подает импульс тока к

электромагнитному усилителю и поляри-

зованному реле. Контакты электромаг-

нитного реле обесточивают схему маг-

нитного пускателя, что обеспечивает

электромагнитное торможение привода

за десятые доли секунды. Аналогично ра-

ботает магнитная блокировка, исполь-

зующая постоянное магнитное поле.

Оптическая блокировка находит при-

менение в кузнечно-прессовых и механических цехах машинострои-

тельных заводов. Световой луч, попадающий на фотоэлемент, обес-

печивает постоянное протекание тока в обмотке блокировочного

электромагнита. Если в момент нажатия педали в рабочей (опасной)

зоне штампа окажется рука рабочего, падение светового тока на фо-

тоэлемент прекращается, обмотки блокировочного магнита обесто-

чиваются, его якорь под действием пружины выдвигается и включе-

ние пресса педалью становится невозможным.

Электронную (радиационную) блокировку применяют для защи-

ты в опасных зонах на прессах, гильотинных ножницах и других видах

технологического оборудования, применяемого в машиностроении

(рис. 11.26).

Излучение, направленное от источника 5, улавливается трубками

Гейгера 7. Они воздействуют на тиратронную лампу 2, от которой

приводится в действие контрольное реле 3. Контакты реле либо

включают, либо разрывают цепь управления, либо воздействуют на

пусковое устройство. Контрольное реле 4 работает при нарушении

Рис. 11.26. Электронная (радиационная) блокировка

373

Рис. 11.25. Схема механиче-

ской блокировки:

1 — ограждение; 2 — рычаг тормо-

за; 3 — запорная планка; 4 — на-

правляющая

I системы блокировки, когда трубки Гейге-

рД j pa не работают в течение 20 с. Преимуще-

\\ ством блокировки с радиационными датчи-

[ ками является то, что они позволяют произ-

водить бесконтактный контроль, так как не

Рис. 11.27. Схема пневма- связаны с контролируемой средой. В ряде

тической блокировки: случаев при работе с агрессивными или

7-реле давления; 2-запор- ВЗрЫВООПаСНЫМИ Средами В оборудовании,

ное устройство;^-электро- находящемся под большим давлением или

имеющем высокую температуру, блокиров-

ка с применением радиационных датчиков

является единственным средством для обеспечения требуемых усло-

вий безопасности.

Пневматическая схема блокировки широко применяется в агре-

гатах, где рабочие тела находятся под повышенным давлением: тур-

бинах, компрессорах, воздуходувках и т. д. Ее основным преимущест-

вом является малая инерционность. На рис. 11.27 приведена принци-

пиальная схема пневматической блокировки. Аналогично по прин-

ципу действия гидравлическая блокировка.

Примерами ограничительных устройств являются элементы ме-

ханизмов и машин, рассчитанные на разрушение (или несрабатыва-

ние) при перегрузках. К слабым звеньям таких устройств относятся:

срезные штифты и шпонки, соединяющие вал с маховиком, шестер-

ней или шкивом; фрикционные муфты, не передающие движения

при больших крутящих моментах; плавкие предохранители в элек-

троустановках; разрывные мембраны в установках с повышенным

давлением и т. п. Слабые звенья делятся на две основные группы: зве-

нья с автоматическим восстановлением кинематической цепи после

того, как контролируемый параметр пришел в норму (например,

муфты трения), и звенья с восстановлением кинематической цепи

путем замены слабого звена (например, штифты и шпонки). Сраба-

тывание слабого звена приводит к останову машины на аварийных

режимах.

Тормозные устройства подразделяют: по конструктивному испол-

нению — на колодочные, дисковые, конические и клиновые; по спо-

собу срабатывания — на ручные, автоматические и полуавтоматиче-

ские; по принципу действия — на механические, электромагнитные,

пневматические, гидравлические и комбинированные; по назначе-

нию — на рабочие, резервные, стояночные и экстренного торможе-

ния.

Оградительные устройства — класс средств защиты, препятст

вующих попаданию человека в опасную зону. Оградительные устрой-

374

Рис. 11.28. Конструкции стационарных ограждений станков:

а — полное ограждение; б — частичное ограждение режущего инструмента; в — частичное

ограждение зоны резания: 1 — поворотная ось экрана; 2 — рамка; 3 — прозрачный экран

ства применяют для изоляции систем привода машин и агрегатов,

зоны обработки заготовок на станках, прессах, штампах, оголенных

токоведущих частей, зон интенсивных излучений (тепловых, элек-

тромагнитных, ионизирующих), зон выделения вредных веществ, за-

грязняющих воздушную среду, и т. п. Ограждают также рабочие зоны,

расположенные на высоте (леса и т. п.).

Конструктивные решения оградительных устройств весьма раз-

нообразны. Они зависят от вида оборудования, расположения чело-

века в рабочей зоне, специфики опасных и вредных факторов, сопро-

вождающих технологический процесс. В соответствии с ГОСТ

12.4.125—83, классифицирующим средства защиты от механического

травмирования, оградительные устройства подразделяют: по конст-

руктивному исполнению — на кожухи, дверцы, щиты, козырьки,

планки, барьеры и экраны; по способу изготовления — на сплошные,

несплошные (перфорированные, сетчатые, решетчатые) и комбини-

рованные; по способу установки — на стационарные и передвижные.

Примерами полного стационарного ограждения служат ограждения

распределительных устройств электрооборудования, кожуха галто-

вочных барабанов, корпуса электродвигателей, насосов и т. п.; час-

тичного — ограждения фрез или рабочей зоны станка (рис. 11.28).

Возможно применение подвижного (съемного) ограждения. Оно

представляет собой устройство, сблокированное с рабочими органа-

ми механизма или машины, вследствие чего закрывается доступ в ра-

бочую зону при наступлении опасного момента. Особенно широкое

распространение получили такие ограничительные устройства в

станкостроении (например, в станках с ЧПУ ОФЗ—36).

375

Переносные ограждения являются временными. Их используют

при ремонтных и наладочных работах для защиты от случайных при-

косновений к токоведущим частям, а также от механических травм и

ожогов. Кроме того, их применяют на постоянных рабочих местах

сварщиков для защиты окружающих от воздействия электрической

дуги и ультрафиолетовых излучений (сварочные посты). Выполняют-

ся они чаще всего в виде щитов высотой 1,7 м.

Конструкция и материал ограждающих устройств определяются

особенностями оборудования и технологического процесса в целом.

Ограждения выполняют в виде сварных и литых кожухов, решеток,

сеток на жестком каркасе, а также в виде жестких сплошных щитов

(щитков, экранов). Размеры ячеек в сетчатом и решетчатом огражде-

нии определяются в соответствии с ГОСТ 12.2.062—81*. В качестве

материала ограждений используют металлы, пластмассы, дерево.

При необходимости наблюдения за рабочей зоной, кроме сеток и ре-

шеток, применяют сплошные оградительные устройства из прозрач-

ных материалов (оргстекла, триплекса и т. д.).

Чтобы выдерживать нагрузки от отлетающих при обработке час-

тиц и случайные воздействия обслуживающего персонала, огражде-

ния должны быть достаточно прочными и хорошо крепиться к фунда-

менту или частям машины. При расчете на прочность ограждений ма-

шин и агрегатов для обработки металлов и дерева необходимо учиты-

вать возможность вылета и удара об ограждение обрабатываемых

заготовок.

Расчет ограждений ведется по специальным методикам.

11.2.2. Средства автоматического контроля и сигнализации

Наличие контрольно-измерительных приборов — одно из усло-

вий безопасной и надежной работы оборудования. Это приборы для

измерения давления, температур, статических и динамических нагру-

зок, концентраций паров и газов и др. Эффективность их использова-

ния повышается при объединении их с системами сигнализации, как

это имеет место в газосигнализаторах, срабатывающих при опреде-

ленных уровнях концентрации паров, газов, пыли в воздухе.

Устройства автоматического контроля и сигнализации подразде-

ляют: по назначению — на информационные, предупреждающие,

аварийные и ответные; по способу срабатывания — на автоматиче-

ские и полуавтоматические; по характеру сигнала — на звуковые,

световые, цветовые, знаковые и комбинированные; по характеру по-

дачи сигнала — на постоянные и пульсирующие.

376

Информативную сигнализацию используют для согласования

действий работающих, в частности крановщиков и стропальщиков.

Такую же сигнализацию применяют в шумных производствах, где на-

рушена речевая связь. Подвидом информативной сигнализации яв-

ляются всякого рода схемы, указатели, надписи. Как правило, надпи-

си делают непосредственно на оборудовании либо в зоне его обслу-

живания на специальных табло.

Устройства предупредительной сигнализации предназначены для

предупреждения об опасности. Чаще всего в них используют свето-

вые и звуковые сигналы, поступающие от различных приборов, реги-

стрирующих ход технологического процесса, в том числе уровень

опасных и вредных факторов. Большое применение находит преду-

предительная сигнализация, опережающая включение оборудования

или подачу высокого напряжения. К предупредительной сигнализа-

ции относятся указатели и плакаты: «Не включать — работают

люди», «Не входить», «Не открывать — высокое напряжение» и др.

Указатели желательно выполнять в виде световых табло с пере-

менной по времени (мигающей) подсветкой.

Подвидом предупредительной сигнализации является сигнальная

окраска. Травмоопасные элементы оборудования выделяют чередую-

щимися (под углом 45° к горизонтали) полосами желтого и черного

цвета. На станках в красный цвет окрашивают обратные стороны две-

рец, ниш для электрооборудования, а также поверхности схода

стружки.

Знаки безопасности установлены ГОСТ 12.4.026—01*. Они могут

быть запрещающими, предупреждающими, предписывающими, ука-

зательными пожарной безопасности, эвакуационными, а также ме-

дицинского и санитарного назначения и отличаются друг от друга

формой и цветом. В производственном оборудовании и в цехах при-

меняют предупредительные знаки, представляющие собой желтый

треугольник с черной полосой по периметру, внутри которого распо-

лагается какой-либо символ (черного цвета). Например, при элек-

трической опасности — это молния, при опасности травмирования

перемещаемым грузом — груз, при опасности скольжения — падаю-

щий человек, при прочих опасностях — восклицательный знак.

Запрещающий знак — круг красного цвета с белой каймой по пе-

риметру и черным изображением внутри. Предписывающие знаки

представляют собой синий круг с белой каймой по периметру и бе-

лым изображением в центре, указательные — синий прямоугольник

или квадрат также с белой каймой и белым изображением.

Знаки пожарной безопасности представляют теперь красные квад-

раты или прямоугольники с белой каймой и белым изображением.

377

Эвакуационные и знаки медицинского и санитарного назначения

представляют собой зеленые квадраты или прямоугольники с белой

каймой и белым изображением.

11.2.3. Защита от опасностей автоматизированного

и роботизированного производства

Она обеспечивается прежде всего технологией проведения работ.

Для периодической смены инструмента, регулировки и подналадки

станков с ЧПУ и автоматов, их смазывания и чистки, а также для мел-

кого ремонта в цикле работы автоматической линии должно быть

предусмотрено специальное время. Все перечисленные работы долж-

ны выполняться на обесточенном оборудовании. Требования без-

опасности к промышленным работам и робототехническим комплек-

сам установлены ГОСТ 12.2.072—82.

Контроль за обеспечением оборудования средствами защиты от

механического травмирования и за их исправностью возложен на

службу главного механика предприятий и на механиков подразделе-

ний (либо лиц, выполняющих их функции).

11.2.4. Средства электробезопасности

Согласно Правил устройства электроустановок (ПУЭ), для защи-

ты от поражения электрическим током в нормальном режиме долж-

ны быть применены по отдельности или в сочетании следующие

меры защиты от прямого прикосновения (прикосновения к токове-

дущим частям): изоляция токоведущих частей; исключение доступа к

ним с помощью ограждений и оболочек либо за счет установки барье-

ров; размещение токоведущих частей вне зоны досягаемости; приме-

нение сверхнизкого (малого) напряжения (в системах освещения, в

ручном электрофицированном инструменте и в некоторых других

случаях).

Для дополнительной защиты от прямого прикосновения в элек-

троустановках напряжением до 1 кВ, при наличии требований ПУЭ

следует применить устройства защитного отключения (УЗО) с номи-

нальным отключающим током не более 30 мА.

Для защиты от поражения электрическим током в случае повреж-

дения изоляции должны быть применены по отдельности или в соче-

тании следующие меры защиты (случай косвенного прикосновения):

защитное заземление; автоматическое отключение питания; уравне-

ние потенциалов (электрическое соединение проводящих частей для

достижения равенства их потенциалов); выравнивание потенциалов

378

(снижение шагового напряжения при помощи защитных проводни-

ков, проложенных в земле, в полу или на их поверхности); двойная

или усиленная изоляция; сверхнизкое (малое) напряжение; защитное

электрическое разделение цепей (отделение одной цепи от другой с

помощью изоляции или защитных экранов); изолирующие (непро-

водящие ток) помещения, зоны площадки.

Согласно Правил безопасности, при эксплуатации электроуста-

новок необходимо использование также знаков безопасности и преду-

предительных плакатов и надписей.

Требования к устройству защитного заземления и зануления элек-

трооборудования определены ПУЭ, в соответствии с которыми они

должны устраиваться при номинальном напряжении выше 50 В пере-

менного и выше 120 В постоянного тока — во всех электроустанов-

ках. В условиях работ в помещениях с повышенной опасностью и

особо опасных они должны выполняться, как правило, в установках с

напряжением питания > 25 В переменного тока и > 60 В постоянного

тока. Последнее требование относится и к наружным электроуста-

новкам*.

Помещения без повышенной опасности—

это сухие, беспыльные помещения с нормальной температурой воз-

духа и с изолирующими (например, деревянными) полами, т. е. в ко-

торых отсутствуют условия, свойственные помещениям с повышен-

ной опасностью и особо опасным.

Помещения с повышенной опасностью ха-

рактеризуются наличием одного из следующих пяти условий, соз-

дающих повышенную опасность:

— сырости, когда относительная влажность воздуха длительно

превышает 75 %; такие помещения называют сырыми;

— высокой температуры, когда температура воздуха длительно

(свыше суток) превышает + 35°С; такие помещения называются жар-

кими;

— токопроводящей пыли, когда по условиям производства в по-

мещениях выделяется токопроводящая технологическая пыль (на-

пример, угольная, металлическая и т. п.) в таком количестве, что она

оседает на проводах, проникает внутрь машин, аппаратов и т. п.; та-

кие помещения называются пыльными с токопроводящей пылью;

— токопроводящих полов — металлических, земляных, железо-

бетонных, кирпичных ит. п.;

* В отдельных особо опасных случаях ПУЭ предусматривает устройство заземле-

ния при 12 В переменного и 30 В постоянного тока.

379

— возможности одновременного прикосновения человека к

имеющим соединение с землей металлоконструкциям зданий, техно-

логическим аппаратам, механизмам и т. п., с одной стороны, и к ме-

таллическим корпусам электрооборудования — с другой.

Помещения особо опасные характеризуются нали-

чием одного из следующих трех условий, создающих особую опас-

ность:

— особой сырости, когда относительная влажность воздуха близ-

ка к 100 % (стены, пол и предметы, находящиеся в помещении, по-

крыты влагой); такие помещения называются особо сырыми;

— химически активной, или органической, среды, т. е. помеще-

ния, в которых постоянно или в течение длительного времени содер-

жатся агрессивные пары, газы, жидкости, образующие отложения

или плесень, действующие разрушающе на изоляцию и токоведущие

части электрооборудования; такие помещения называются помеще-

ниями с химически активной, или органической, средой;

— одновременного наличия двух и более условий, свойственных

помещениям с повышенной опасностью.

Особо опасными помещениями является большая часть произ-

водственных помещений, в том числе все цехи машиностроительных

заводов, испытательные станции, гальванические цехи, мастерские и

т. п. К таким же помещениям относятся и участки работ на земле под

открытым небом или под навесом.

Во взрывоопасных зонах электроустановки заземляются при лю-

бых напряжениях питания независимо от рода тока.

Защитному заземлению или занулению подлежат металлические

части электроустановок, доступные для прикосновения человека, ко-

торые могут оказаться под напряжением в результате повреждения

изоляции.

Защитное заземление представляет собой преднамеренное элек-

трическое соединение металлических частей электроустановок с зем-

лей или ее эквивалентом (водопроводными трубами и т. п.). Схема за-

щитного заземления представлена на рис. 11.29.

При пробое изоляции токоведущих частей на корпус, изолиро-

ванный от земли, он оказывается под фазовым напряжением Щ. В

этом случае ток, проходящий через человека,

/ч = и

/(Я

+ Д»),

где Д, — электрическое сопротивление тела человека; Я

— электри-

ческое сопротивление изоляции фаз.

При наличии заземления вследствие стекания тока на землю на-

пряжение прикосновения уменьшается и, следовательно, ток, прохо-

дящий через человека, оказывается меньше, чем в незаземленной ус-

380