OSHA инструктирует обслуживающий персонал запирать, маркировать и контролировать опасную энергию. Некоторые люди не знают, как это сделать, каждая машина отличается. Getty Images
Среди людей, которые используют любое промышленное оборудование, блокировка/маркировка (LOTO) не является чем-то новым. Пока не отключено питание, никто не осмеливается выполнять какие-либо виды планового обслуживания или пытаться ремонтировать машину или систему. Это всего лишь требование здравого смысла и Управления по охране труда и промышленной безопасности (OSHA).
Перед выполнением задач по техническому обслуживанию или ремонту просто отключите машину от источника питания — обычно выключив автоматический выключатель — и заблокируйте дверцу панели автоматического выключателя. Добавление этикетки, на которой по имени указаны специалисты по техническому обслуживанию, также является простым делом.
Если питание не может быть заблокировано, можно использовать только этикетку. В любом случае, с блокировкой или без нее, этикетка указывает на то, что проводится техническое обслуживание и устройство не подключено к сети.
Однако это не конец лотереи. Общая цель — не просто отключить источник питания. Цель — потреблять или высвобождать всю опасную энергию — если использовать терминологию OSHA, контролировать опасную энергию.
Обычная пила иллюстрирует две временные опасности. После выключения пилы ее полотно будет продолжать работать еще несколько секунд и остановится только тогда, когда исчерпается импульс, накопленный в двигателе. Полотно будет оставаться горячим в течение нескольких минут, пока тепло не рассеется.
Подобно тому, как пилы накапливают механическую и тепловую энергию, работа работающих промышленных машин (электрических, гидравлических и пневматических) обычно может накапливать энергию в течение длительного времени. В зависимости от герметичности гидравлической или пневматической системы или емкости контура энергия может накапливаться в течение поразительно долгого времени.
Различные промышленные машины должны потреблять много энергии. Типичная сталь AISI 1010 может выдерживать изгибающие усилия до 45 000 фунтов на кв. дюйм, поэтому такие машины, как листогибочные прессы, штампы, пробойники и трубогибы, должны передавать усилие в единицах тонн. Если контур, питающий гидравлическую насосную систему, замкнут и отключен, гидравлическая часть системы все еще может обеспечивать 45 000 фунтов на кв. дюйм. На машинах, которые используют формы или лезвия, этого достаточно, чтобы раздавить или оторвать конечности.
Закрытый автокран с ковшом в воздухе так же опасен, как и незакрытый автокран. Откройте неправильный клапан, и гравитация возьмет верх. Аналогично, пневматическая система может сохранять много энергии, когда она выключена. Трубогиб среднего размера может поглощать до 150 ампер тока. При силе тока всего 0,040 ампер сердце может перестать биться.
Безопасное высвобождение или истощение энергии является ключевым шагом после отключения питания и LOTO. Безопасное высвобождение или потребление опасной энергии требует понимания принципов работы системы и деталей машины, которую необходимо обслуживать или ремонтировать.
Существует два типа гидравлических систем: с открытым и закрытым контуром. В промышленной среде распространенными типами насосов являются шестеренчатые, лопастные и поршневые. Цилиндр рабочего инструмента может быть одностороннего или двустороннего действия. Гидравлические системы могут иметь любой из трех типов клапанов — управление направлением, управление потоком и управление давлением — каждый из этих типов имеет несколько типов. Есть много вещей, на которые следует обратить внимание, поэтому необходимо тщательно понимать каждый тип компонента, чтобы исключить риски, связанные с энергией.
Джей Робинсон, владелец и президент RbSA Industrial, сказал: «Гидравлический привод может приводиться в действие полнопроходным запорным клапаном». «Соленоидный клапан открывает клапан. Когда система работает, гидравлическая жидкость поступает в оборудование под высоким давлением, а в бак — под низким», — сказал он. «Если система выдает 2000 фунтов на кв. дюйм и питание отключено, соленоид перейдет в центральное положение и заблокирует все порты. Масло не может течь, и машина останавливается, но система может иметь до 1000 фунтов на кв. дюйм с каждой стороны клапана».
В некоторых случаях специалисты, которые пытаются выполнять плановое техническое обслуживание или ремонт, подвергаются прямому риску.
«В некоторых компаниях очень распространены письменные процедуры», — сказал Робинсон. «Многие из них говорили, что техник должен отключить питание, заблокировать его, пометить его, а затем нажать кнопку START, чтобы запустить машину». В этом состоянии машина может ничего не делать — она не загружает заготовку, не сгибает, не режет, не формирует, не выгружает заготовку и т. д. — потому что она не может. Гидравлический клапан приводится в действие соленоидным клапаном, которому требуется электричество. Нажатие кнопки START или использование панели управления для активации любого аспекта гидравлической системы не активирует отключенный соленоидный клапан.
Во-вторых, если техник понимает, что ему нужно вручную управлять клапаном, чтобы сбросить гидравлическое давление, он может сбросить давление на одной стороне системы и подумать, что он спустил всю энергию. На самом деле, другие части системы все еще могут выдерживать давление до 1000 фунтов на квадратный дюйм. Если это давление появится на инструментальном конце системы, техники будут удивлены, если они продолжат выполнять работы по техническому обслуживанию, и даже могут получить травму.
Гидравлическое масло не сжимается слишком сильно — всего около 0,5% на 1000 фунтов на кв. дюйм, — но в данном случае это не имеет значения.
«Если техник высвобождает энергию на стороне привода, система может перемещать инструмент на протяжении всего хода», — сказал Робинсон. «В зависимости от системы ход может составлять 1/16 дюйма или 16 футов».
«Гидравлическая система является усилителем силы, поэтому система, которая выдает 1000 фунтов на квадратный дюйм, может поднимать более тяжелые грузы, например, 3000 фунтов», — сказал Робинсон. В этом случае опасность заключается не в случайном запуске. Риск заключается в сбросе давления и случайном снижении груза. Поиск способа снизить нагрузку до того, как разбираться с системой, может показаться здравым смыслом, но записи о смертельных случаях OSHA показывают, что здравый смысл не всегда преобладает в таких ситуациях. В инциденте OSHA 142877.015 «Сотрудник заменяет… наденьте протекающий гидравлический шланг на рулевой механизм, отсоедините гидравлическую линию и сбросьте давление. Стрела быстро упала и ударила сотрудника, раздавив его голову, туловище и руки. Сотрудник погиб».
Помимо масляных баков, насосов, клапанов и приводов, некоторые гидравлические инструменты также имеют аккумулятор. Как следует из названия, он накапливает гидравлическое масло. Его задача — регулировать давление или объем системы.
«Аккумулятор состоит из двух основных компонентов: подушки безопасности внутри бака», — сказал Робинсон. «Подушка безопасности заполнена азотом. Во время нормальной работы гидравлическое масло входит и выходит из бака, когда давление в системе увеличивается и уменьшается». Поступает ли жидкость в бак или выходит из него, или она перемещается, зависит от разницы давлений между системой и подушкой безопасности.
«Два типа — это ударные аккумуляторы и объемные аккумуляторы», — сказал Джек Уикс, основатель Fluid Power Learning. «Ударный аккумулятор поглощает пики давления, в то время как объемный аккумулятор предотвращает падение давления в системе, когда внезапный спрос превышает производительность насоса».
Чтобы работать с такой системой без травм, специалист по техническому обслуживанию должен знать, что в системе имеется гидроаккумулятор и как сбросить из него давление.
Для амортизаторов специалисты по техническому обслуживанию должны быть особенно осторожны. Поскольку подушка безопасности надувается под давлением, превышающим давление в системе, отказ клапана означает, что он может добавить давление в систему. Кроме того, они обычно не оснащены сливным клапаном.
«Нет хорошего решения этой проблемы, потому что 99% систем не предоставляют способа проверки засорения клапана», — сказал Уикс. Однако программы упреждающего обслуживания могут обеспечить профилактические меры. «Вы можете добавить послепродажный клапан, чтобы сбрасывать часть жидкости везде, где может возникнуть давление», — сказал он.
Техник по обслуживанию, который замечает низкий уровень аккумулятора подушек безопасности, может захотеть добавить воздуха, но это запрещено. Проблема в том, что эти подушки безопасности оснащены клапанами американского типа, которые такие же, как те, что используются в автомобильных шинах.
«Обычно на аккумуляторе имеется наклейка, предупреждающая о недопустимости добавления воздуха, но после нескольких лет эксплуатации наклейка обычно давно исчезает», — сказал Уикс.
Еще одна проблема — использование уравновешивающих клапанов, сказал Уикс. На большинстве клапанов вращение по часовой стрелке увеличивает давление; на уравновешивающих клапанах ситуация обратная.
Наконец, мобильные устройства должны быть особенно бдительными. Из-за ограничений пространства и препятствий проектировщики должны быть креативными в том, как организовать систему и где разместить компоненты. Некоторые компоненты могут быть скрыты от глаз и недоступны, что делает плановое обслуживание и ремонт более сложными, чем для стационарного оборудования.
Пневматические системы несут в себе почти все потенциальные опасности гидравлических систем. Ключевое отличие заключается в том, что гидравлическая система может дать утечку, выбрасывая струю жидкости с достаточным давлением на квадратный дюйм, чтобы проникнуть через одежду и кожу. В промышленной среде «одежда» включает в себя подошвы рабочих ботинок. Травмы, связанные с проникновением гидравлического масла, требуют медицинской помощи и, как правило, госпитализации.
Пневматические системы также изначально опасны. Многие думают: «Ну, это просто воздух» и относятся к этому небрежно.
«Люди слышат, как работают насосы пневматической системы, но они не учитывают всю энергию, которую насос подает в систему», — сказал Уикс. «Вся энергия должна куда-то течь, а система подачи жидкости — это умножитель силы. При давлении 50 фунтов на квадратный дюйм цилиндр с площадью поверхности 10 квадратных дюймов может генерировать достаточно силы, чтобы переместить 500 фунтов. Груз». Как мы все знаем, рабочие используют эту систему, чтобы сдуть мусор с одежды.
«Во многих компаниях это является причиной немедленного увольнения», — сказал Уикс. Он сказал, что струя воздуха, выбрасываемая из пневматической системы, может оторвать кожу и другие ткани до костей.
«Если в пневматической системе есть утечка, будь то в соединении или через отверстие в шланге, обычно никто этого не замечает», — сказал он. «Машина очень громкая, у рабочих есть средства защиты органов слуха, и никто не слышит утечку». Просто поднять шланг рискованно. Независимо от того, работает система или нет, для работы с пневматическими шлангами требуются кожаные перчатки.
Другая проблема заключается в том, что поскольку воздух обладает высокой сжимаемостью, при открытии клапана в работающей системе закрытая пневматическая система может накопить достаточно энергии для работы в течение длительного периода времени и многократного запуска инструмента.
Хотя электрический ток — движение электронов в проводнике — кажется другим миром, нежели физика, это не так. Применим первый закон движения Ньютона: «Неподвижный объект остается неподвижным, а движущийся объект продолжает двигаться с той же скоростью и в том же направлении, если только он не подвергается воздействию неуравновешенной силы».
По первому пункту, каждая цепь, какой бы простой она ни была, будет сопротивляться току. Сопротивление препятствует току, поэтому, когда цепь замкнута (статична), сопротивление удерживает цепь в статическом состоянии. Когда цепь включена, ток не течет по цепи мгновенно; требуется как минимум короткое время, чтобы напряжение преодолело сопротивление и ток начал течь.
По той же причине каждая цепь имеет определенное измерение емкости, аналогичное импульсу движущегося объекта. Замыкание переключателя не останавливает ток немедленно; ток продолжает двигаться, по крайней мере, недолго.
Некоторые схемы используют конденсаторы для хранения электроэнергии; эта функция похожа на функцию гидроаккумулятора. Согласно номинальному значению конденсатора, он может хранить электрическую энергию в течение длительного времени - опасная электрическая энергия. Для схем, используемых в промышленных машинах, время разряда в 20 минут не является невозможным, а некоторым может потребоваться больше времени.
Для трубогиба Робинсон подсчитал, что для рассеивания энергии, накопленной в системе, может быть достаточно 15 минут. Затем выполните простую проверку с помощью вольтметра.
«В подключении вольтметра есть две вещи», — сказал Робинсон. «Во-первых, он позволяет технику узнать, есть ли в системе оставшаяся мощность. Во-вторых, он создает путь разряда. Ток течет из одной части цепи через счетчик в другую, истощая всю энергию, которая еще в ней хранится».
В лучшем случае техники полностью обучены, опытны и имеют доступ ко всем документам машины. У него есть замок, бирка и полное понимание поставленной задачи. В идеале он работает с наблюдателями за безопасностью, чтобы обеспечить дополнительную пару глаз для наблюдения за опасностями и оказания медицинской помощи, если проблемы все же возникают.
Худший сценарий — это то, что у техников нет подготовки и опыта, они работают во внешней компании по техническому обслуживанию, поэтому не знакомы с определенным оборудованием, запирают офис на выходные или в ночные смены, а руководства по оборудованию больше не доступны. Это ситуация идеального шторма, и каждая компания, имеющая промышленное оборудование, должна сделать все возможное, чтобы предотвратить ее.
Компании, которые разрабатывают, производят и продают средства безопасности, обычно обладают глубокими знаниями в области безопасности в конкретной отрасли, поэтому аудиты безопасности поставщиков оборудования могут помочь сделать рабочие места более безопасными для выполнения плановых задач по техническому обслуживанию и ремонту.
Эрик Ландин присоединился к редакционному отделу The Tube & Pipe Journal в 2000 году в качестве помощника редактора. Его основные обязанности включают редактирование технических статей по производству и изготовлению труб, а также написание тематических исследований и профилей компаний. Повышен до редактора в 2007 году.
До прихода в журнал он 5 лет служил в ВВС США (1985–1990 гг.) и 6 лет работал на заводе по производству труб, патрубков и колен воздуховодов, сначала в качестве представителя службы поддержки клиентов, а затем в качестве технического писателя (1994–2000 гг.).
Он учился в Университете Северного Иллинойса в Декалбе, штат Иллинойс, и получил степень бакалавра экономики в 1994 году.
Tube & Pipe Journal стал первым журналом, посвященным отрасли металлических труб, в 1990 году. На сегодняшний день это по-прежнему единственное издание, посвященное этой отрасли в Северной Америке, и самый надежный источник информации для профессионалов в области труб.
Теперь вы можете получить полный доступ к цифровой версии The FABRICATOR и легко получить доступ к ценным отраслевым ресурсам.
Ценные отраслевые ресурсы теперь можно легко получить благодаря полному доступу к цифровой версии журнала The Tube & Pipe Journal.
Воспользуйтесь полным доступом к цифровому изданию журнала STAMPING, в котором представлены новейшие технологические достижения, передовой опыт и отраслевые новости для рынка штамповки металлов.
Время публикации: 30-авг-2021