При проектировании и изготовлении машин и оборудования необходимо учитывать основные требования безопасности для обслуживающего их персонала, а также надежность и безопасность эксплуатации этих устройств.
При проведении различных технологических процессов на производстве возникают опасные зоны, в которых на работающих воздействуют опасные и (или) вредные производственные факторы. Примером таких факторов могут служить опасность механического травмирования (получение травм в результате воздействия движущихся частей машин и оборудования, передвигающихся изделий, падающих с высоты предметов и др.), опасность поражения электрическим током, воздействие различных видов излучения (теплового, электромагнитного, ионизирующего), инфра- и ультразвука, шума, вибрации и т.д.

Работа содержит 1 файл

Введение.

При проектировании и изготовлении машин и оборудования необходимо учитывать основные требования безопасности для обслуживающего их персонала, а также надежность и безопасность эксплуатации этих устройств.

При проведении различных технологических процессов на производстве возникают опасные зоны, в которых на работающих воздействуют опасные и (или) вредные производственные факторы. Примером таких факторов могут служить опасность механического травмирования (получение травм в результате воздействия движущихся частей машин и оборудования, передвигающихся изделий, падающих с высоты предметов и др.), опасность поражения электрическим током, воздействие различных видов излучения (теплового, электромагнитного, ионизирующего), инфра- и ультразвука, шума, вибрации и т.д.

Размеры опасной зоны в пространстве могут быть переменными, что связано с движением частей оборудования или транспортных средств, а также с перемещением персонала, либо постоянными.

Как уже сказано выше (гл. 13), для защиты от воздействия опасных и вредных производственных факторов используют средства коллективной и индивидуальной защиты. Здесь рассмотрим основные средства коллективной защиты, которые делятся на оградительные, предохранительные, блокирующие, сигнализирующие, системы дистанционного управления машинами и оборудованием, а также специальные.

Оградительными средствами защиты, или ограждениями, называют устройства, препятствующие появлению человека в опасной зоне. Ограждения могут быть стационарными (несъемными), подвижными (съемными) и переносными. Практически ограждения выполняются в виде различных сеток, решеток, экранов, кожухов и др. Они должны иметь такие размеры и быть установлены таким образом, чтобы в любом случае исключить доступ человека в опасную зону.

При устройстве ограждений должны соблюдаться определенные требования:

ограждения должны быть достаточно прочными, чтобы выдерживать удары частиц (стружки), возникающих при обработке деталей, а также случайное воздействие обслуживающего персонала, и надежно закрепленными;

ограждения изготавливаются из металлов (как сплошных, так и металлических сеток и решеток), пластмасс, дерева, прозрачных материалов (органическое стекло, триплекс и др.);

все открытые вращающиеся и движущиеся части машин должны быть закрыты ограждениями;

внутренняя поверхность ограждений должна быть окрашена в яркие цвета (ярко-красный, оранжевый), чтобы было заметно, если ограждение снято;

запрещается работа со снятым или неисправным ограждением.

Предохранительные устройства – это такие устройства, которые автоматически отключают машины или агрегаты при выходе какого-либо параметра оборудования за пределы допустимых значений. Это звено разрушается или не срабатывает при отклонении режима эксплуатации оборудования от нормального. Общеизвестный пример такого звена – плавкие электрические предохранители («пробки»), предназначенные для защиты электрической сети от больших токов, вызываемых короткими замыканиями и очень большими перегрузками. Такие токи могут повредить электроаппаратуру и изоляцию проводов, а также привести к пожару. Плавкий предохранитель действует следующим образом: ток проходит через тонкую проволоку (плавкую вставку), сечение которой рассчитано на определенный максимальный ток. При перегрузке проволока расплавляется, отключая неисправный или перегруженный током участок сети.

Примерами устройств этого типа могут служить: предохранительные клапаны и разрывные мембраны, устанавливаемые на сосуды, работающие под давлением, для предотвращения аварии; различные тормозные устройства, позволяющие быстро остановить движущиеся части оборудования; концевые выключатели и ограничители подъема, предохраняющие движущиеся механизмы от выхода за установленные пределы, и др.

Блокировочные устройства исключают возможность проникновения человека в опасную зону или устраняют опасный фактор на время пребывания человека в опасной зоне. По принципу действия различают механические, электрические, фотоэлектрические, радиационные, гидравлические, пневматические и комбинированные блокировочные устройства.

Широко известно применение фотоэлектрических блокировочных устройств в конструкциях турникетов, установленных на входах станций метрополитена. Проход через турникет контролируется световыми лучами. При несанкционированной попытке прохода через турникет человека на станцию (не предъявлена магнитная карточка) он пересекает световой поток, падающий на фотоэлемент. Изменение светового потока дает сигнал на измерительно-командное устройство, которое приводит в действие механизмы, перекрывающие проход. При санкционированном проходе блокировочное устройство отключается.

Различные сигнализирующие устройства предназначены для информации персонала о работе машин и оборудования, для предупреждения об отклонениях технологических параметров от нормы или о непосредственной угрозе.

По способу представления информации различают сигнализацию звуковую, визуальную (световую) и комбинированную (светозвуковую). В газовом хозяйстве используют одорационную (по запаху) сигнализацию об утечке газа, подмешивая к газу пахнущие вещества.

В зависимости от назначения все системы сигнализации принято делить на оперативную, предупредительную и опознавательную. Оперативная сигнализация представляет информацию о протекании различных технологических процессов. Для этого используются различные измерительные приборы – амперметры, вольтметры, манометры, термометры и др. Предупредительная сигнализация включается в случае возникновения опасности. В устройстве этой сигнализации используют все перечисленные выше способы представления информации.

Опознавательная сигнализация служит для выделения наиболее опасных узлов и механизмов промышленного оборудования, а также зон. В красный цвет окрашивают сигнальные лампочки, предупреждающие об опасности, кнопку «стоп»», противопожарный инвентарь, токоведущие шины и др. В желтый – элементы строительных конструкций, которые могут являться причиной получения травм персоналом, внутризаводской транспорт, ограждения, устанавливаемые на границах опасных зон, и т.д. В зеленый цвет окрашивают сигнальные лампы, двери эвакуационных и запасных выходов, конвейеры, рольганги и другое оборудование. Применение опознавательной окраски различных баллонов рассмотрено в гл. 21.

Кроме отличительной окраски, используют и различные знаки безопасности, о некоторых из них упомянуто в гл. 21. Эти знаки наносят на цистерны, контейнеры, электроустановки и другое оборудование.

Системы дистанционного управления основаны на использовании телевизионных или телеметрических систем, а также визуального наблюдения с удаленных на достаточное расстояние от опасных зон участков. Управление работой оборудования из безопасного места позволяет убрать персонал из труднодоступных зон и зон повышенной опасности. Чаще всего системы дистанционного управления используют при работе с радиоактивными, взрывоопасными, токсичными и легковоспламеняющимися веществами и материалами.

В ряде случаев применяют специальные средства защиты, к которым относятся двуручное включение машин1, различные системы вентиляции, глушители шума, осветительные приборы, защитное заземление и ряд др.

1 Двуручное включение машин и оборудования осуществляется двумя рукоятками посредством двух пусковых органов, что исключает случайный запуск этих устройств.

В тех случаях, когда не предусмотрены коллективные средства защиты работающих или они не дают требуемого эффекта, прибегают к индивидуальным средствам защиты, которые рассмотрены в предыдущих главах.

Общая часть.

Оградительные устройства.
Большая роль в создании безопасных условий труда отводится оградительным устройствам. Ограждения устраиваются для изоляции движущихся частей машин, станков и механизмов, мест вылета отлетающих частиц обрабатываемого материала, опасных по напряжению токоведущих частей оборудования, зон высоких температур и вредных излучений, участков, на которых вследствие нарушения технологического процесса может произойти взрыв. Ограждаются люки, проемы, различные каналы в производственных помещениях и на территории предприятия для предупреждения падения в них людей. Конструкция ограждения рабочих площадок, расположенных на высоте, должна препятствовать падению с высоты людей и тяжелых предметов (инструмента, материалов и т.д.). Для предупреждения случайного проникновения человека в опасную зону оградительные устройства блокируются с пуском машины.
Предохранительные устройства.
Предохранительные устройства служат для предупреждения аварий и поломок отдельных частей оборудования и связанных с этим опасностей травмирования рабочих.
Авария и поломки могут произойти вследствие различных технических причин, определяющихся характером оборудования. Они могут быть вызваны перегрузкой оборудования или переходом его движущихся частей за установленные пределы, внезапным чрезмерным повышением давления пара, газа и воды, температуры, увеличением скорости движения, силы электрического тока. Причиной аварии может быть взрыв или воспламенение некоторых веществ. Предохранительные устройства автоматически срабатывают, отключая оборудование или его узел при выходе какого-либо из указанных параметров за пределы допустимых величин.
Тормозные устройства.
Тормозные устройства обеспечивают возможность быстрой остановки производственного оборудования или отдельных его элементов, являясь важным средством предупреждения аварий и несчастных случаев, особенно при контактной работе человека и машины. Выбор тормозной системы, исходя из требований безопасности, обосновывается расчетом времени торможения или тормозного пути в зависимости от специфических особенностей оборудования и условий его эксплуатации.
Сигнализация об опасности.
Сигнализация является средством предупреждения работающих о наступающей опасности. К сигнализирующим устройствам относятся световые и звуковые сигналы, знаковая сигнализация и различные указатели уровня жидкости, давления, температуры. Предохранительные устройства и блокировки безопасности автоматически устраняют возникшую опасность. Световые и звуковые сигналы подаются непосредственно перед наступлением опасности. В некоторых случаях они предупреждают, если какой-либо узел агрегата не сработал. Это делается для того, чтобы своевременно принять меры для устранения неисправности, не допустив аварии, которая может произойти, если другие части агрегата продолжают работать. Такие сигналы предупреждают человека о приближении его к опасной зоне.
Разрывы и габариты безопасности.
В целях безопасности труда при обслуживании технологического оборудования, обеспечения безопасности зданий и сооружений, предупреждения аварий при эксплуатации различных видов транспорта, подъемно-транспортных средств и в некоторых других случаях системой средств техники безопасности предусмотрено нормирование разрывов между производственными зданиями и сооружениями, машинами и различными устройствами и установление габаритов безопасности.
Под разрывом и габаритами безопасности обычно понимают минимально допустимые расстояния между объектами, из которых один или оба представляют потенциальную опасность, могущую легко проявиться при меньших расстояниях между ними. Для конкретных производственных условий разрывы и габариты безопасности устанавливаются соответствующими стандартами, нормами технологического проектирования, общими и специальными правилами безопасности.
Дистанционное управление.
Дистанционное управление агрегатами, машинами, станками и различными технологическими процессами позволяет вывести человека из опасной зоны и облегчить его труд. Особенно большое значение дистанционное управление как средство безопасности имеет при производстве и использовании взрывчатых, токсических, легковоспламеняющихся веществ и при обработке радиоактивных материалов. Также большое значение имеет применение дистанционного управления запорной и регулирующей арматурой, когда она расположена в труднодоступных, огнеопасных и других зонах, в которых длительное пребывание обслуживающего персонала недопустимо.
Сигнальные цвета и знаки безопасности.
Сигнальные цвета и знаки безопасности должны своевременно возбудить внимание к опасности, они напоминают работающим о необходимости соблюдать те или другие требования, помогают быстро и безопасно ориентироваться при выполнении различных производственных операций и ремонтных работ.
Требования к сигнальным цветам и знакам безопасности установлены в ГОСТ 12. 4. 026-01.
Установка, монтаж, перестановка и размещение стационарного и настольного оборудования в действующих цехах, участках и других производственных помещениях производятся по утвержденным технологическим планировкам, согласованным с соответствующими службами предприятия. Планировки на размещение оборудования и установок с применением пожаро- взрывоопасных и вредных химических веществ или имеющих источники излучения вредных производственных факторов перед утверждением подлежат согласованию с местными органами санитарного и пожарного надзора.
На планировке указываются:
- наименование помещений, цехов, участков и т. д., масштаб изображения;
- габаритные размеры помещений с указанием координатных осей, расположение окон и дверей;
- категории пожаро- взрывобезопасности для каждого помещения с указанием расположения взрывоопасных смесей по категориям и группам;
- точки подключения инженерных сетей и коммуникаций - отопления, вентиляции, водопровода и канализации, сжатого воздуха, высоковольтных и низковольтных электросетей и т. п., к которым следует подключать устанавливаемое оборудование;
- габариты и место установки оборудования, его номер на планировке, перечень устанавливаемого оборудования, расположение рабочих мест и т. п., причем изображение оборудования выполняется по его контуру с учетом крайних перемещений движущихся частей, открывающихся дверей и применения длинномерных заготовок;
- стационарные подъемно-транспортные средства;
- места складирования материалов, изделий;
- санитарно-техническое оборудование и вентиляционные установки;
- проходы и проезды с указанием транспортных средств;
- средства пожаротушения (пожарные краны, огнетушители);
- краткая характеристика устанавливаемого оборудования, количественные характеристики по электроснабжению, вентиляции, воде (подача и слив), сжатому воздуху и т.п.
Указанные характеристики сводятся в таблицу;
- количественные характеристики выделяемых в воздушную среду и воду вредных химических веществ (в единицу времени);
- методы нейтрализации и утилизации вредных химических веществ в воде и воздухе.

Классификация и окраска емкостей
(т.л. – тысяч литров)
1. Трубопроводы. Жидкости и газы, транспортируемые по трубопроводу разбиты на десять укрупненных групп, в соответствии с которыми установлена опознавательная окраска трубопроводов:
Вода - зелёный.
Пар-красный.
Воздух - синий.
Газы горючие и негорючие - желтый.
Кислоты - оранжевый.
Щёлочи - фиолетовый.
Жидкости гор. и негор. - коричневый.
Прочие вещества - серый.
На трубопроводы наносят предупреждающие (сигнальные) цветные кольца.

2. Газгольдеры. Газгольдеры высокого давления (до 40 МПа) служат для создания запаса газа высокого давления; газгольдеры низкого давления – для хранения запаса газа, сглаживания пульсаций, отделения механических примесей и других целей.

3. Сосуды для сжиженных газов. Сжиженные газы хранят и перевозят в стационарных и транспортных сосудах (цистернах), снабженных высокоэффективной тепловой изоляцией. Стационарные резервуары изготовляют объёмом до 500 т.л. и более, трансп-ые сосуды - обычно до 35 т.л. На транспортных сосудах наносят соотв-ие надписи и отличительные полосы

4. Котлы. Это устройство, имеющее топку, обогреваемое продуктами сжигаемого в ней топлива и предназначенное для нагревания воды или получения пара с давлением выше атмосферного.
При работе с котлами наибольшую опасность представляет взрыв. При взрыве котла происходит мгновенное испарение воды, находящейся под давлением и при температуре выше 100°С, поскольку из - за взрыва давление в нем падает до атмосферного. При мгновенном испарении воды образуется огромное количество пара (1л воды, переходя в пар, увеличивается в объёме в 1700 раз), что является причиной больших разрушений.

5. Баллоны. Они служат для хранения и перевозки сжатых сжиженных и растворенных газов при температурах от -50 до +60°С и различных давлениях.
Баллоны изгот-ют малой (0,4-12л), средней (20-50л) и большой вместимости (80-500 л). У горловины каждого баллона на сферической части выбиваются данные: товарный знак завода-изготовителя; дата (месяц, год) изготовления (испытания) и год следующего испытания; рабочее и пробное давление (МПа); ёмкость баллона (кг); клеймо ОТК – обозначение действующего стандарта.
Баллоны для сжатых газов, принимаемые заводами-наполнителями от потребителей, должны иметь остаточные давление ≥0,05 МПа, а баллоны для растворенного ацетилена - ≥0,05 и ≤0,1 МПа. Остаточное давление позволяет опред-ть, какой газ находится в баллонах, проверить герметичность и его арматуры и гарант-вать не проникновение в баллоны другого газа или жидкости.

Причины взрыва баллонов:
1. Чрезмерное переполнение баллонов сжиженными газами. Т.к. жидкости практически несжимаемы, то при повышении температуры баллона происходит их расширение и испарение, что приводит к возникновению очень высоких давлений.
2. Значительный перегрев или переохлаждение стенок баллона. Перегрев вызывает размягчение материала стенок и снижение их механической прочности, переохлаждение - хрупкость материала стенок, которая также приводит к снижению прочности
3. Попадание масел и других жировых веществ во внутреннюю полость баллонов, наполненных кислородом, приводящие к образованию взрывоопасных смесей.
4. Образование коррозии и ржавчины внутри баллонов. Частицы ржавчины, увлекаемые выходящим из баллона газом, могут образовать искру вследствие трения и накопления статического электричества. По этой причине кислородные баллоны перед наполнением промывают, обезжиривают растворителями (дихлорэтаном, трихлорэтаном).
6. Неправильное наполнение баллонов, приводящее к образованию взрывоопасных сред (например, при наполнении водородных баллоне кислородом).

Маркировка баллонов

Название газа	Окраска баллона	Текст надписи	Цвет надписи	Цвет полосы
Ацетилен		Ацетилен
		Сжатый воздух
Углекислота		Углекислота
Кислород		Кислород
				Коричневый
	Коричневая
Аргон чистый		Аргон чистый
Все другие горючие		Наименование газа

Основными техническими средствами охраны труда, служащи­ми для коллективной защиты работающих, являются за­щитные устройства.

Защитными устройствами называются устройства, приме­няемые для предотвращения или уменьшения воздействия на работающих опасных и вредных производственных факторов. В частности, защитные устройства предупреждают попадание человека в опасную зону.

Опасной зоной считается пространство, в котором постоян-. но действует или периодически возникает ситуация, опасная для жизни и здоровья работающего.Х)пасная зона может быть ограниченной (локализованной вокруг опасного элемента обо­рудования) и неограниченной, изменяющейся в пространстве и времени (например, пространство под транспортируемым грузом и т. п.).

Кроме защиты человека защитные устройства предохра­няют оборудование от аварий, создают необходимую согласо­ванность действий человека и машины, предупреждают послед­ствия ошибочных действий персонала, служат для автоматиза­ции работы оборудования и т. п.

Защитные устройства весьма разнообразны по принципу действия и конструктивному исполнению. В некоторой степени условно их можно подразделить на: оградительные, блокировочные, предохранительные, специальные, тормозные, автоматического контроля и сигнализации, дистанционного управления.

Оградительные устройства представляют собой физи­ческую преграду между человеком и опасным или вредным производственным фактором. Это всевозможные кожухи, щиты, экраны, козырьки, планки, барьеры. Благодаря простоте конструкции, малой стоимости и надежности они нашли широ­кое применение в технике.

По способу установки ограждения могут быть стацио­нарными или передвижными, неподвижными и подвижными (откидными, раздвижными, съемными).

Ограждение должно иметь простую и компактную кон­струкцию, отвечать требованиям эстетики, само не быть источ­ником опасности и не ограничивать технологические возмож­ности оборудования. Ограждения желательно выполнять в виде сплошных кожухов, щитов, экранов. Допускается ис­пользование металлических сеток и решеток при условии обес­печения постоянства формы и необходимой жесткости. Огра­ждение не должно терять своих защитных свойств под воздействием возникающих при эксплуатации оборудования факторов, таких, например, как вибрация, высокая температура и др.

Если оборудование не должно эксплуатироваться без огра­ждения. то необходимо предусматривать блокировку, остана­вливающую работу оборудования при снятом, открытом или находящемся в другом нерабочем состоянии ограждении.

/Блокировкой называется совокупность методов и средств, обеспечивающих закрепление рабочих органов (ча­стей) аппаратов, машин или элементов электрических схем в определенном состоянии, которое сохраняется и после снятия блокирующего воздействия.

Блокировочные устройства применяются для предотвраще­ния аварийных и травмоопасных ситуаций.

Существует очень много видов блокировочных устройств. Некоторые из них, иногда называемые запретно-разрешающи­ми, препятствуют неправильному включению и выключению аппаратов, механизмов, регулирующих, пусковых и запорных устройств, не допускают включения машины при снятом огра­ждении, а также препятствуют другим неправильным дей­ствиям обслуживающего персонала. Другие блокировочные устройства (аварийные) предотвращают развитие аварийной ситуации, автоматически отключая определенные участки тех­нологической системы или включая специальные сбрасываю­щие устройства и т. п.

По принципу действия блокировочные устройства подразде­ляются на механические, электронные, электромагнитные, элек­трические, пневматические, гидравлические, оптические и ком­бинированные. Например, механическая блокировка, препят­ствующая включению агрегата при снятом ограждении, может быть осуществлена с помощью специальных стопоров, заще­лок или замков. Однако механические блокировки сложны по устройству и поэтому применяются редко.

Широко используется электрическая блокировка, осущест­вляемая с помощью электрических связей цепей управления, контроля и сигнализации блокируемого оборудования. Такие блокировки в основном применяются для предотвращения не­правильного включения отдельных механизмов или частей оборудования. Электрическая блокировка съемных или от­кидных ограждений сравнительно просто решается установкой конечных выключателей. При снятии или неправильной уста­новке ограждений она отключает цепи управления электродви­гателя привода.*

Широко применяются сейчас блокировки, основанные на фотоэлектрическом эффекте. Преимуществом фотоэлектриче­ской защиты является отсутствие каких-либо мешающих или затемняющих рабочую зону ограждений. Действие такой за­щиты основано на том, что луч света, проходя через опасную зону, попадает на фотоэлемент. При перекрытии луча каким-либо предметом прекращается освещение фотоэлемента, элек­трическая цепь разрывается и машина (станок) останавливается.

Предохранительными называются устройства, обеспечивающие безопасную эксплуатацию оборудования огра­ничением скоростей, давлений, температур, электрического на­пряжения, механических нагрузок и других факторов, которые могут разрушить оборудование и привести к несчастным слу­чаям. Предохранительные устройства должны автоматически с минимальным инерционным запаздыванием срабатывать при выходе контролируемого параметра за допустимые пределы.

В зависимости от природы опасного фактора предохрани­тельные устройства можно подразделить на несколько групп.

К предохранителям от механических перегрузок относятся срезающиеся шпильки и штифты, фрикционные муфты, цен­тробежные регуляторы. Срезающимися шпильками, рассчи­танными на определенную нагрузку, шкив или шестерня соеди­няется с приводным валом. Если нагрузка превысит допусти­мую, то шпилька разрушается (срезается) и шкив или шестерня начинают вращаться вхолостую. Для пуска машины необходи­мо заменить шпильки. Фрикционные муфты позволяют регули­ровать значение допустимого крутящего момента и автомати­чески начинают работать, как только нагрузка приходит в норму. Паровые и газовые турбины, детандеры, дизели снаб­жаются центробежными регуляторами, которые ограничивают подачу рабочего вещества в машину при увеличении частоты вращения.

К предохранителям от превышения давления пара и газа от­носятся предохранильные клапаны и разрывные мембраны, принцип действия которых описан выше. Основным требова­нием, предъявляемым к предохранительным клапанам, являет­ся безотказность автоматического открывания клапана при определенном заданном давлении (давлении срабатывания) и пропускание рабочей среды в таких количествах, чтобы даль­нейший рост давления в системе был исключен. Кроме того, предохранительный клапан должен безотказно автоматически закрываться при давлении, не нарушающем технологический процесс в системе, а также сохранять герметичность в закры­том состоянии.

Для защиты сосудов и аппаратов от очень быстрого или даже мгновенного повышения давления применяются предохранительные мембраны, которые в зависимости от характера их разрушения при срабатывании делятся на разрывные, срезные, ломающиеся, хлопающие, отрывные и специальные. Наибольшее распространение имеют разрывные мембраны - плоские и предварительно выпученные (куполообразные). Принцип действия разрывной мембраны основан на ее разрушении под действием нагрузки, превышающей предел прочности материала мембраны. Куполообразные мембраны бывают разрывными и выщелкивающими. Разрывные мембраны устанавливают вогнутой поверхностью в сторону давления выщелкивающие - наоборот.

Ограничители перемещения применяются для предотвращения движения частей какого-либо механизма или целой машины за установленные пределы или габариты. К ним относятся концевые выключатели (ограничители хода) и упоры.
Они, например, применяются на грузоподъемных кранах для ограничения высоты подъема крюковой обоймы и ограничения передвижения самого крана, на металлорежущих станках для ограничения движения суппорта и т. п.

Предохранители от превышения силы электрического тока применяются для предотвращения короткого замыкания, раз­рушения электрической изоляции и т. п. Действие плавких предохранителей (пробочных или трубчатых) основано на пере­горании плавкой вставки при увеличении электрического тока сверх допустимого. Существуют также автоматические предох­ранители с тепловыми реле. Автоматы с электромагнитными расцепителями при недопустимом токе производят мгновенное отключение линии (отсечку). Автоматы с комбинированными расцепителями имеют и тепловую и элекромагнитную отсечку.

К специальным устройствам безопасности относятся системы защиты от поражения электрическим током, ловители в лифтах и других подъемниках, двурукое включение на прес­сах, блок-замки, улавливатели инструмента и материалов, ограничители массы поднимаемого груза, ограничители враще­ния и крена кранов и многие другие.

Защитная блокировка, основанная на принципе занятости обеих рук оператора во время включения и рабочего хода обо­рудования, находит широкое применение, в частности на прес­совом оборудовании. Недостатком этого вида блокировки является возможность пуска оборудования при выходе из строя или преднамеренном деблокировании (заклинивании) одной из пусковых кнопок (рукояток).

К устройствам автоматического контроля и сигнализации относятся устройства, предназначенные для контроля, передачи и воспроизведения информации с целью привлечения внимания обслуживающего персонала и принятия им необходимых решений при появлении или возможности возникновения опасного или вредного производственного фак­тора.)Эти устройства по назначению подразделяются на ин­формационные, предупреждающие, аварийные и ответные; по характеру сигнала - на звуковые, световые, цветовые, знаковые и комбинированные; по характеру передачи сигнала - на по­стоянные и пульсирующие. По способу срабатывания они бы­вают автоматическими и полуавтоматическими.

Эти сигнализирующие устройства контролируют давление, высоту, расстояние, температуру, влажность, содержание в воз­духе вредных веществ, шум, вибрацию, скорость движения, скорость ветра, вылет стрелы крана, частоту оборотов, вредные излучения и т. п.

"Большое распространение имеет световая и звуко­вая сигнализация. Световая сигнализация в электроуста­новках предупреждает о наличии или отсутствии напряжения, штатном режиме автоматических линий, маневрах средств транспорта и т. п. Звуковые сигналы подаются с помощью си­рен, звонков, свистков, гудков. Звук сигнала должен сильно от­личаться от обычного шума, характерного для данной про­изводственной обстановки. Звуковыми сигналами снабжаются подъемные и транспортные установки; агрегаты, обслужи­ваемые группой рабочих; опасные зоны и др. Звуковые сиг­налы могут применяться для предупреждения о достижении предельно допустимой концентрации вредных веществ в возду­хе рабочей зоны, предельно допустимого уровня жидкости в резервуарах, предельных температур и давлений в различных установках.

К сигнализирующим устройствам относятся также раз­личные приборы-указатели: манометры, термометры, вольт­метры, амперметры и др.

Человек хорошо воспринимает и запоминает зрительные образы и различные цвета. На этом основано широкое использование на предприятиях цвета в качестве закодированного носителя информации об опасности. Цвета сигнальные и знаки безопасности регламентированы ГОСТ 12.4.026-79 (рис. 28, а-ж).

Устройства дистанци­онного управления предназначены для управле­ния технологическим процес­сом или производственным оборудованием за пределами опасной зоны. Эти устрой­ства могут быть стационар­ными и передвижными.

Рисунок 27 – Схема маятникового сигнализатора крана СКМ-3.

Блокировочное устройство - механическое, электрическое или др. устройство, которое при определенных условиях препятствует функционированию элементов машины (обычно до тех пор, пока защитное устройство не зафиксировано). Блокировочные устройства исключают возможность проникновения человека в опасную зону либо устраняют опасный фактор на время пребывания человека в этой зоне. По принципу действия блокировочные устройства делят на механические, электрические, фотоэлектрические, радиационные, гидравлические, пневматические, комбинированные. Механическая блокировка обеспечивает связь между ограждением и тормозным или пусковым устройством, электрическая блокировка обеспечивает включение только при наличии ограждения.

Тормозные устройства подразделяют:

1. по конструкции на колодочные, дисковые, конические, клиновые, ленточные, электрические;

2. по способу срабатывания на ручные, автоматические и полуавтоматические;

3. по принципу действия на механические, электромагнитные, пневматические, гидравлические, комбинированные;

4. по назначению на рабочие, резервные, стояночные и экстренного торможения.

Тормозная техника позволяет быстро останавливать валы, шпиндели и другие элементы - потенциальные источники опасности.

Требования к тормозным системам:

Надёжность;

Простота использования.

Предохранительные средства предназначены для автоматического отключения агрегатов и машин при выходе какого-либо параметра оборудования за пределы допустимых значений, что исключает аварийные режимы работы. Предохранительные устройства по характеру действия подразделяют на: блокировочные и ограничительные. Предохранительные устройства защищают электрические схемы от режимов короткого замыкания и перегрузок. Для этого служат плавкие предохранители, пробки-автоматы и автоматические устройства, отключающие электрическую сеть при возрастании тока в цепи. Плавкие предохранители являются простейшим и самым надежным защитным устройством. Они обладают хорошей чувствительностью и высокой надежностью. Самым распространенным типом плавких предохранителей являются так называемые пробки.

Раздел 11. Емкости и взрывоопасные вещества

Опасности, возникающие при эксплуатации систем под давлением

Опасности, возникающие при эксплуатации систем, находящихся под давлением:

Взрыв, являющейся следствием, например, воспламенения взрывчатой смеси внутри установки или в окружающей среде из-за попадания в неё взрывоопасных веществ;

Получения ожогов под воздействием высоких или низких температур и из-за агрессивности среды (химические ожоги);

Травматизма, связанного с высоким давлением газа в системе, например нарушение герметичности баллона весом 70 кг, давление 20 МПа с образованием отверстия диаметром 15 мм приводит к перемещению его за счёт реактивной тяги с ускорением 5g;

Радиационная, возникающая, например, при использовании в установках в качестве теплоносителя жидких радиоактивных металлов;

Отравления, связанные с применением инертных и токсичных газов.

Классификация емкостей

1. Трубопроводы. Жидкости и газы, транспортируемые по трубопроводу разбиты на десять укрупненных групп, в соответствии с которыми установлена опознавательная окраска трубопроводов:

Вода – зелёный.

Пар – красный.

Воздух – синий.

Газы горючие и негорючие – желтый.

Кислоты – оранжевый.

Щёлочи – фиолетовый.

Жидкости гор. и негор. – коричневый.

Прочие вещества – серый.

На трубопроводы наносят предупреждающие (сигнальные) цветные кольца.

2. Газгольдеры. Газгольдеры высокого давления (до 40 МПа) служат для создания запаса газа высокого давления; газгольдеры низкого давления – для хранения запаса газа, сглаживания пульсаций, отделения механических примесей и других целей.

3. Сосуды для сжиженных газов. Сжиженные газы хранят и перевозят в стационарных и транспортных сосудах (цистернах), снабженных высокоэффективной тепловой изоляцией. Стационарные резервуары изготовляют объёмом до 500 тыс. л. и более, трансп-ые сосуды - обычно до 35 тыс. л. На транспортных сосудах наносят соотв-ие надписи и отличительные полосы

4. Котлы. Это устройство, имеющее топку, обогреваемое продуктами сжигаемого в ней топлива и предназначенное для нагревания воды или получения пара с давлением выше атмосферного.

При работе с котлами наибольшую опасность представляет взрыв. При взрыве котла происходит мгновенное испарение воды, находящейся под давлением и при температуре выше 100°С, поскольку из - за взрыва давление в нем падает до атмосферного. При мгновенном испарении воды образуется огромное количество пара (1л воды, переходя в пар, увеличивается в объёме в 1700 раз), что является причиной больших разрушений.

5. Баллоны. Они служат для хранения и перевозки сжатых сжиженных и растворенных газов при температурах от -50 до +60°С и различных давлениях.

Баллоны изгот-ют малой (0,4-12л), средней (20-50л) и большой вместимости (80-500 л). У горловины каждого баллона на сферической части выбиваются данные: товарный знак завода-изготовителя; дата (месяц, год) изготовления (испытания) и год следующего испытания; рабочее и пробное давление (МПа); ёмкость баллона (кг); клеймо ОТК – обозначение действующего стандарта.

Баллоны для сжатых газов, принимаемые заводами-наполнителями от потребителей, должны иметь остаточные давление ≥0,05 МПа, а баллоны для растворенного ацетилена - ≥0,05 и≤0,1 МПа. Остаточное давление позволяет опред-ть, какой газ находится в баллонах, проверить герметичность и его арматуры и гарант-вать не проникновение в баллоны другого газа или жидкости.

Маркировка баллонов

Название газа	Окраска баллона	Текст надписи	Цвет надписи	Цвет полосы
Ацетилен	Белая	Ацетилен	Красный	-
Воздух	Чёрная	Сжатый воздух	Белый	-
Углекислота	Чёрная	Углекислота	Жёлтый	-
Кислород	Голубая	Кислород	Чёрный	.
Азот	Чёрная	Азот	Жёлтый	Коричневый
Гелий	Коричневая	Гелий	Белый	-
Аргон чистый	Серая	Аргон чистый	Зелёный	Зелёный
Все другие горючие	Красная	Наименование газа	Белый	-

Взрывчатые вещества

Взрывчатое вещество- химическое соединение или их смесь, способное в результате определённых внешних воздействий или внутренних процессов взрываться, выделяя тепло и образуя сильно нагретые газы. Комплекс процессов, который происходит в таком веществе, называется детонацией. Традиционно к взрывчатым веществам также относят соединения и смеси, которые не детонируют, а горят с определенной скоростью (метательные пороха, пиротехнические составы).

Существует ряд веществ, также способных к взрыву (например, ядерные и термоядерные материалы, антивещество). Также существуют методы воздействия на различные вещества, приводящие к взрыву (например, лазером или электрической дугой). Обычно такие вещества не называют «взрывчатыми».

Классификация

По составу:

Индивидуальные химические соединения;

Взрывчатые смеси – композиты.

По физическому состоянию:

Газообразные;

Гелеобразные;

Суспензионные;

Эмульсионные;

Твердые.

По форме работы взрыва:

Инициирующие (первичные);

Бризантные (вторичные);

Метательные;

Пиротехнические.

По методу приготовления зарядов:

Прессованные;

Литые (взрывчатые сплавы);

Патронированные.

По применению:

Военные;

Промышленные;

Спец. назначения;

Антисоциального применения;

Опытно-экспериментальные.

К техническим средствам защиты относят оградительные, предохранительные, тормозные и блокировочные и устройства, средства сигнализации, дистанционного и автоматического управления или выполнения операций, противоаварийные устройства.

Ограждения опасных зон защищают обслуживающий персонал от травмирования различными передачами, а также перемещающимися и вращающимися частями и механизмами от возникающих при работе оборудования электромагнитных и тепловых излучений, от отлетающих частиц обрабатываемого материала, газов, пыли, аэрозолей и др.

Предохранительные устройства исключают возможность травмирования обслуживающего персонала, аварии и поломки оборудования, а также охраняют работающих от попадания в опасную зону при техническом обслуживании и эксплуатации.

Средства защиты , устанавливаемые на сельскохозяйственной технике, должны удовлетворять ряду требований. Основные требования для ограждений опасных зон заключаются в следующем:

– конструкция ограждения опасных зон не затрудняет нормальную работу и техническое обслуживание;

– не является источником шума;

– по виду исполнения конструкция соответствует ограждаемой опасной зоне;

– обеспечивает обзорность рабочей и при необходимости опасной зоны, имеет окраску, создающую нормальное восприятие обслуживающим персоналом;

– в необходимых случаях конструкция ограждения имеет блокировку с наиболее опасными ограждаемыми единицами и механизмами;

– соответствует требованиям технической эстетики;

– передаточные механизмы отделены сплошными защитными ограждениями, рассчитанными на прочность;

– защитное ограждение карданной передачи не вращается вместе с валом;

– ограждения органически связаны с конструкцией оборудования, обеспечивая надежное укрытие опасной зоны и удобство обслуживания;

– оборудование с гидроприводом, работающим под давлением, укрыто или снабжено надежными экранами, исключающими возможность выброса жидкости на рабочие места при их повреждении;

– ограждения мест, подлежащих осмотру, легкосъемные и открывающиеся, имеют рукоятки, скобы или другие устройства для безопасного удержания их при открывании или съеме;

– ограждения, открывающиеся вверх, снабжены устройствами для надежного их фиксирования в открытом состоянии;

– съемные ограждения имеют крепления, не требующие применения ключей и отверток.

Предохранительные устройства для защиты работающих от попадания в опасную зону выполняют в виде механической или электрической блокировок, фотоэлектрической или электронной защиты, двурукового включения, сигнализации и др. Оборудование, в отношении которого имеется опасность аварий, перегрузок, поломок, снабжают такими предохранительными устройствами, как фрикционные муфты, приборы с автоматической сигнализацией, автоматическим отключением или другими устройствами. Средствами защиты решается также ряд вопросов электробезопасности.

Ограждения. По конструктивному решению ограждающие устройства делятся на съемные, стационарные и переносные.

Съемные ограждения ограничивают доступ в основном к наружным передачам (ременным, цепным и зубчатым), и выполняются в виде крышек, кожухов, чехлов. Их изготавливают сетчатыми, решетчатыми или сплошными.

Стационарные ограждения выполняются в виде футляров, крышек, коробов и часто являются элементами наружных деталей машин или станины. Их изготавливают сплошными или жалюзийными.

Переносные ограждения, являясь временными элементами рабочего места, служат для предотвращения прикосновения к горячим поверхностям, токоведущим частям и элементам конструкций, которые могут нанести механические травмы. Их выполняют в виде переносных щитов, используют при ремонтных и наладочных работах. Примером таких устройств могут быть ограждения ям, траншей, рабочего места электросварщика, колодцев при производстве земляных, монтажных или ремонтных работ и др.

Предохранительные устройства отключают оборудование при выходе контролируемого параметра (давления, температуры, усилия, перемещения и др.) за допустимые пределы или снижают значение параметра до допустимого. Предохранительные устройства делят на 4 группы: для защиты от превышения давления и температуры, от механических перегрузок, от перехода движущихся частей машины за установленные пределы, от поражения электрическим током.

Для защиты от превышения давления предохранительные устройства выполняют в виде клапанов и мембран.

Для защиты от механических перегрузок и предотвращения связанных с этим аварий используют муфты, ограничители грузоподъемности, регуляторы частоты вращения, срезаемые штифты и шпильки.

Для защиты от перехода движущихся частей за установленные пределы и предотвращения связанных с этим поломок машин используют концевые выключатели (ограничители хода), остановы, захваты и упоры.

Для защиты от поражения электрическим током применяют плавкие предохранители и автоматические отключатели. Попадание электрического тока на токоведущие части оборудования, не находящегося под напряжением при нормальных режимах, исключается применением плавких предохранителей, которые при достижении током опасного значения расплавляются и прерывают электрическую цепь.

Тормозные устройства служат для исключения самопроизвольного опускания груза, быстрой остановки движущихся машин и частей оборудования, удержания машин на спусках или подъемах и др. Степень опасности травмирования движущимися машинами и оборудованием зависит не только от их скорости, но и от времени срабатывания тормозных устройств. Эффективность торможения оценивают длиной тормозного пути.

Блокировочные устройства безопасности предназначены для исключения травм за счет остановки действия оборудования или механизма, когда не ограждена опасная зона. Необходимость в блокировочных устройствах диктуется тем, что использование ограждений, предохранительных устройств или торможения не всегда обеспечивает безопасность.

Устройства, блокирующие возможность начала движения тракторов и других мобильных машин, оборудованных кабиной и пневматическими системами торможения, не позволяют трогаться с места при открытых дверях кабины и при недостаточном давлении в системе торможения. Такое устройство включено в пневмосистему машины.

Предохранительные устройства предназначены для автоматического отключения агрегатов и машин при появлении в их работе отклонений от заданных параметров или в целях предупреждения опасности для работающего. Они рассматриваются по отдельным видам производственного оборудования.

Надежное крепление деталей на станках обеспечивают специальные приспособления. В случае применения в приспособлениях для зажима деталей пневматических, гидравлических или электромагнитных устройств, предусматриваются ограждения и блокировка, исключающие вылет обрабатываемых деталей при перерывах в питании воздухом, рабочей жидкостью или электрическим током.

В приспособлениях с механическим креплением усилие, прилагаемое работающими к рукояткам зажима, нельзя направлять в сторону инструмента, чтобы устранить опасность травмирования руки при ее соскальзывании. Конструкция приспособлений, в которых установка, снятие и крепление деталей выполняются вручную, должна обеспечивать полную безопасность при производстве данных операций.

При конструировании и устройстве приспособлений надо учитывать необходимость обеспечения свободного выхода и удаления стружки со станка.

Подачу заготовок на станок следует производить с удобной для рабочего стороны. При этом установку и снятие со станков, прессов и транспортных средств деталей, приспособлений и инструмента массой более 16 кг необходимо производить с помощью подъемных механизмов: кранов, тележек с подъемными платформами и т. д.

Подъемные механизмы оснащают приспособлениями, обеспечивающими надежное удержание заготовки, изделия или инструмента, а также удобный и безопасный подъем и установку их на станок (рис. 101).

Рис. 101. Приспособление для установки и снятия патрона, заготовки, изделия

Блокировка является одним из широко распространенных методов борьбы с травматизмом и применяется на различном оборудовании.

В целях безопасности используют автоматические предохранительные блокировочные устройства.

Такие устройства, осуществляющие фиксацию рабочих частей элемента аппарата или схемы в определенном (рабочем или нерабочем) положении, служат для:

предотвращения неправильного управления агрегатом или сочетания движений механизмов, опасных для персонала;

немедленной остановки агрегата при возникновении опасности или нарушении нормальных условий работы;

недопущения работы агрегата без предохранительных приспособлений;

ограничения движения механизмов за заданные пределы и др. Для блокировки используют электрическую, механическую, оптическую и магнитную связи.

Рассмотрим принцип работы фотоэлектрического устройства блокировки. На стойках пресса или другого оборудования со стороны рабочего установлены: на одной стойке фотореле, а на другой - специальная электрическая лампа. Узкий луч света от лампы направлен на фотоэлемент, вследствие чего возникает электрический ток и привод механизма тормоза находится в выключенном положении - пресс работает. Когда же луч света от лампы прерывается руками рабочего, оказавшимися в опасной зоне, электрический ток в фотоэлементе не образуется, действие тока на привод механизма тормоза прекращается, тормоз срабатывает и останавливает пресс. Схема фоторелейной защиты, устанавливаемой на прессах с муфтой жесткого сцепления, приведена на рис. 102.

Рис. 102. Схема фоторелейной защиты, применяемой на прессах с муфтой жесткого сцепления

Опасная зона у пресса просвечивается лучом 1, падающим от лампы на фотоэлемент 3, в цепи которого находится реле 7. В цепь через выпрямитель 8 включены контакты 10 и электромагнит 9. При пересечении луча света, т. е. при нахождении в опасной зоне 2 рук рабочего, фотореле срабатывает, по обмотке электромагнита 9 протекает ток, электромагнит оттягивает стержень 11, преодолевая сопротивление пружины 4 и подводит его под рычаг 6, включающий муфту 5. Стержень 11 соединен с педалью пуска 12, которая при таком его положении блокируется, и пресс не может быть пущен в работу.

На рис. 103 приведена схема защиты с использованием радиоактивных изотопов.

Рис. 103. Схема ограждения опасной зоны с применением радиоактивных изотопов:

1 - браслет с изотопом; 2 - экран; 3 - питание устройства; 4 - устройство, воспринимающее излучение радиоактивного источника; 5 - вальцы, создающие опасную зону

Применяется блокировка ограждений фрезы, ремней, шкивов, шестерен станков и оборудования, при которой последние не могут быть приведены в действие, пока их ограждения отведены в сторону и не установлены на месте.

По принципу блокировки производится защита следующих устройств: защитного щитка на абразивном станке, предохраняющего рабочего от травмирования отлетающими частицами при заточке инструмента и обработке изделий-при откинутом щитке двигатель блокируется и включить его невозможно; люка кабины крановщика, открываемого для выхода на верх мостовых кранов - при открывании люка подача тока ко всем механизмам и приводам крана прекращается; дверей помещения, в котором имеется оборудование, находящееся под высоким напряжением - при открывании дверей оборудование обесточивается.