分析評估危險源和減少機械產(chǎn)品的風(fēng)險

高鵬

摘 要：機械安全檢測是一個對危險分析、確認(rèn)、評估、最終消除或減少的過程。風(fēng)險分析是機械安全檢測中的一項重要內(nèi)容，通過分析機械和人，在規(guī)定的使用條件下，面臨或處于一種或幾種危險因素的狀態(tài)或環(huán)境中，驗證和確認(rèn)設(shè)計者是否對機械設(shè)備的各種危險進(jìn)行了充分的限制以減小危險發(fā)生的概率；制造商是否將遺留風(fēng)險通報給客戶，以便客戶在使用過程中加以防范。機械風(fēng)險分析和評價應(yīng)當(dāng)貫穿于機械安全檢測的全過程。

關(guān)鍵詞：風(fēng)險分析 風(fēng)險評估 機械安全 危險源

中圖分類號：TU714 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2017）02（c）-0182-02

1 機械產(chǎn)品的風(fēng)險分析

機械產(chǎn)品進(jìn)行安全檢測前，進(jìn)行風(fēng)險分析是很重要的環(huán)節(jié)。危險識別是分析存在的各種危險，包括使用限值（可能的誤用）、時間限值（可能的壽命）、空間限值（安裝、人機界面等）；確定危險及危險狀況，對產(chǎn)品整個生命周期（制造、運輸、服役、組裝、安裝、正常使用、退役、拆卸、處理）進(jìn)行分析，剖析操作人員與產(chǎn)品的關(guān)系，判斷可能的誤用。

1.1 機械產(chǎn)品的危險源

確定危險源對進(jìn)行風(fēng)險分析是至關(guān)重要的，只有了解危險源才能有的放矢地進(jìn)行風(fēng)險分析。機械產(chǎn)品及其配套設(shè)施或系統(tǒng)中的危險源有：（1）電擊傷；（2）機械危險包括能量的意外釋放（動能、勢能、壓力等）；（3）過熱或過冷的工作環(huán)境；（4）電磁和有害射線的輻射；（5）噪聲強度過高的環(huán)境；（6）激光、電焊弧光等輻射；（7）暴露于無防護(hù)設(shè)施的操作過程；（8）人員意外暴露在危險環(huán)境中；（9）跌落（從工作臺、扶梯、塔架等高處跌落）；（10）不符合人類工效學(xué)的設(shè)計而產(chǎn)生的危險；（11）振動；（12）照明；（13）粉塵與油霧；（14）使用的物質(zhì)與材料（包括各種材料、產(chǎn)品、廢棄物的收集與排放等）；（15）火災(zāi)或爆炸；（16）綜合危險；（17）殘余風(fēng)險。

其中機械危險分為：纏繞、摩擦或磨損帶來的危險、擠壓、噴射、剪切、穩(wěn)定性帶來的危險、刺傷或刺穿、吸入或卷入、沖擊、設(shè)備形狀帶來的危險等。

1.2 風(fēng)險分析的基本理論

1.2.1 能量意外釋放理論

該理論認(rèn)為事故是一種不正常的或不希望的能量釋放。該理論用于驗證產(chǎn)品是否有效防止了能量的意外釋放，防止人體與過量的能量接觸；是否采用安全能源代替不安全能源；是否有效地限制了能量，防止能量的蓄積；是否在作業(yè)過程中實現(xiàn)了緩慢地釋放能量；是否設(shè)置了有效的屏蔽來約束人體與能量隔離。

1.2.2 軌跡交叉理論

軌跡交叉理論指人的運動軌跡與物的運動軌跡發(fā)生意外交叉——人的不安全因素和物的不安全狀態(tài)發(fā)生在同一時間、同一空間，導(dǎo)致發(fā)生事故。該理論用于確認(rèn)產(chǎn)品采取預(yù)防措施的有效性，在運行過程中盡量減少或避免人與物接觸導(dǎo)致的危險。

1.2.3 系統(tǒng)安全理論

系統(tǒng)安全指應(yīng)用系統(tǒng)安全管理及系統(tǒng)安全工程原理，識別危險源，使系統(tǒng)在規(guī)定的性能、時間和成本范圍內(nèi)達(dá)到最佳的安全程度。系統(tǒng)安全理論是基于控制論中的負(fù)反饋概念發(fā)展起來的，把人、機械、環(huán)境作為一個系統(tǒng)，研究其中的相互作用、反饋和調(diào)整，發(fā)現(xiàn)事故的致因，揭示預(yù)防事故的途徑。

2 風(fēng)險評估

對每種風(fēng)險或危險狀況進(jìn)行估計。通常用表1來進(jìn)行風(fēng)險估計和風(fēng)險指數(shù)。

2.1 風(fēng)險指數(shù)

評定風(fēng)險及確定是否需進(jìn)一步減小風(fēng)險：

評定，盡可能地定量風(fēng)險；

風(fēng)險指數(shù)是傷害的概率和嚴(yán)重程度的積，能夠定量分析；

風(fēng)險指數(shù)作為反映風(fēng)險大小的具體指標(biāo)，也是目前被世界各國廣泛接受的技術(shù)指標(biāo)，因此在評價機械設(shè)備安全質(zhì)量時應(yīng)用了該指標(biāo)（見表1）。

風(fēng)險指數(shù)（R）=危險狀態(tài)的概率/頻率（P）×傷害嚴(yán)重程度（S）。

2.2 風(fēng)險指數(shù)的含義

從表2可以看出，應(yīng)根據(jù)機械的具體特點，針對不同的風(fēng)險采取相應(yīng)等級的措施。

2.3 舉例說明

對動力驅(qū)動的車床尾部頂尖，防護(hù)罩打開時，要求點動且速度不大于20 mm/s，據(jù)表1所示，P應(yīng)取5，S應(yīng)取3，據(jù)表2所示R為15，屬于較高風(fēng)險部件。這表明當(dāng)防護(hù)罩打開時，頂尖速度大于20 mm/s，或非點動控制，都可能造成較嚴(yán)重的傷害。

對于主軸，防護(hù)裝置打開時，不應(yīng)動作或在點動方式下運動且轉(zhuǎn)速不大于50 r/min，據(jù)表1所示，P應(yīng)取5，S應(yīng)取6，據(jù)表2所示R為30，屬于高風(fēng)險部件。

2.4 安全控制電路的等級劃分

在機械設(shè)備風(fēng)險評估的基礎(chǔ)上，確定機械設(shè)備（或其部件）的危險等級。根據(jù)歐洲機械安全標(biāo)準(zhǔn)ENISO 13849-1，危險等級分為a，b，c，d，e五個等級，危險等級依次增高，等級e為最高。危險等級的劃分和確定，通常用S代表傷害程度，F(xiàn)代表面臨危險的時間和頻率，P代表避免危險的可能性。

3 減少、消除風(fēng)險的策略

機械安全標(biāo)準(zhǔn)都是為了消除或減小風(fēng)險，使機械產(chǎn)品達(dá)到可接受的安全水平。

3.1 通過設(shè)計采取保護(hù)措施

這包括：（1）本質(zhì)設(shè)計措施；（2）通過安全防護(hù)裝置采取保護(hù)；（3）對遺留或不可避免的危險源通過完善使用信息進(jìn)行保護(hù)。

①本質(zhì)設(shè)計措施（即本質(zhì)安全）。

對高速運動的部件或類似危險源可以通過降低運動部件速度，或改變運動部件的形狀、材料進(jìn)行保護(hù)。

②安全防護(hù)裝置措施。

對不能降低運動速度或材料強度的危險源，在產(chǎn)品上或其周圍設(shè)立固定式防護(hù)、可移式保護(hù)罩、聯(lián)鎖保護(hù)或其他措施進(jìn)行保護(hù)。

③完善使用信息。

對于無法安裝防護(hù)的部位、有可能殘留危險的部位：

首先，在產(chǎn)品上或其配件上施加：警告標(biāo)志、標(biāo)記或警告裝置；其次，說明書中描述危險源，提出保護(hù)裝置的維護(hù)和保養(yǎng)方法。

通過隨機文件向用戶通報遺留風(fēng)險，告知用戶采取保護(hù)措施，如建立或提供：安全工作程序；監(jiān)督制度；工作許可證系統(tǒng)；附加防護(hù)裝置的規(guī)定和使用；個人的防護(hù)裝置的使用；培訓(xùn)等。

另外，影響到安全的參數(shù)應(yīng)由專業(yè)技術(shù)人員或由設(shè)計者設(shè)定，非專業(yè)人員不能進(jìn)行此類操作，并增加鑰匙或密碼由專業(yè)人員管理。

參考文獻(xiàn)

[1] 禇衛(wèi)中，主編.機械安全技術(shù)及應(yīng)用[M].北京：機械工業(yè)出版社，2014.

[2] EN ISO13849-1-2008，機械安全控制系統(tǒng)的安全相關(guān)部件.第1部分：設(shè)計用一般原理[S].