OSHA доручає обслуговуючому персоналу блокувати, маркувати та контролювати небезпечну енергію. Деякі люди не знають, як це зробити, кожна машина різна. Getty Images
Серед людей, які користуються будь-яким типом промислового обладнання, блокування/маркування (LOTO) не є чимось новим. Якщо живлення не відключено, ніхто не наважується виконувати будь-яке планове технічне обслуговування або намагатися ремонтувати машину чи систему. Це просто вимога здорового глузду та Управління з охорони праці та здоров'я (OSHA).
Перед виконанням робіт з технічного обслуговування або ремонту легко відключити машину від джерела живлення, зазвичай вимкнувши автоматичний вимикач, і замкнути дверцята панелі автоматичних вимикачів. Додавання етикетки з іменем техніків з технічного обслуговування також є простою справою.
Якщо живлення не можна заблокувати, можна використовувати лише етикетку. У будь-якому випадку, з блокуванням чи без нього, етикетка вказує на те, що триває технічне обслуговування, і пристрій вимкнено.
Однак, це ще не кінець лотереї. Загальна мета полягає не просто в тому, щоб відключити джерело живлення. Мета полягає в тому, щоб спожити або вивільнити всю небезпечну енергію – використовуючи слова OSHA, контролювати небезпечну енергію.
Звичайна пилка ілюструє дві тимчасові небезпеки. Після вимкнення пилки диск пилки продовжуватиме обертатися ще кілька секунд і зупиниться лише тоді, коли вичерпається імпульс, накопичений у двигуні. Диск залишатиметься гарячим ще кілька хвилин, поки тепло не розсіється.
Так само, як пилки накопичують механічну та теплову енергію, робота промислових машин (електричних, гідравлічних та пневматичних) зазвичай може накопичувати енергію протягом тривалого часу. Залежно від герметичності гідравлічної чи пневматичної системи або ємності кола, енергія може зберігатися протягом вражаюче тривалого часу.
Різні промислові машини потребують багато енергії. Типова сталь AISI 1010 може витримувати зусилля згинання до 45 000 PSI, тому такі машини, як листозгинальні преси, пробійники, штампи та трубогиби, повинні передавати зусилля в одиницях тонн. Якщо ланцюг, що живить гідравлічну насосну систему, замкнутий та відключений, гідравлічна частина системи все ще може забезпечувати 45 000 PSI. На машинах, що використовують форми або леза, цього достатньо, щоб розчавити або відрізати кінцівки.
Закритий ковшовий автоцистерна з ковшом у повітрі такий самий небезпечний, як і незакритий ковшовий автоцистерна. Відкрийте неправильний клапан, і гравітація візьме гору. Так само пневматична система може утримувати багато енергії, коли вона вимкнена. Трубогиб середнього розміру може поглинати до 150 ампер струму. Вже при 0,040 ампера серце може зупинитися.
Безпечне вивільнення або виснаження енергії є ключовим кроком після вимкнення живлення та LOTO. Безпечне вивільнення або споживання небезпечної енергії вимагає розуміння принципів системи та деталей машини, яку потрібно обслуговувати або ремонтувати.
Існує два типи гідравлічних систем: з розімкнутим контуром і з замкнутим контуром. У промисловому середовищі поширеними типами насосів є шестерні, лопаті та поршні. Циліндр робочого інструменту може бути односторонньої або двосторонньої дії. Гідравлічні системи можуть мати будь-який з трьох типів клапанів: напрямний контроль, контроль потоку та контроль тиску – кожен з цих типів має кілька типів. Є багато речей, на які слід звернути увагу, тому необхідно ретельно розуміти кожен тип компонента, щоб усунути ризики, пов'язані з енергією.
Джей Робінсон, власник і президент RbSA Industrial, сказав: «Гідравлічний привід може керуватися повнопрохідним запірним клапаном». «Соленоїдний клапан відкриває клапан. Коли система працює, гідравлічна рідина надходить до обладнання під високим тиском, а до резервуара – під низьким», – сказав він. «Якщо система виробляє 2000 PSI, а живлення вимкнено, соленоїд перейде в центральне положення та заблокує всі отвори. Олива не може текти, і машина зупиняється, але система може мати тиск до 1000 PSI з кожного боку клапана».
У деяких випадках техніки, які намагаються виконувати планове технічне обслуговування або ремонт, наражаються на пряму небезпеку.
«Деякі компанії мають дуже поширені письмові процедури», – сказав Робінсон. «Багато з них сказали, що технік повинен відключити джерело живлення, заблокувати його, позначити, а потім натиснути кнопку ПУСК, щоб запустити машину». У такому стані машина може нічого не робити – вона не завантажує заготовку, не згинає, не ріже, не формує, не розвантажує заготовку чи щось інше – тому що вона не може цього зробити. Гідравлічний клапан приводиться в дію електромагнітним клапаном, який потребує електроенергії. Натискання кнопки ПУСК або використання панелі керування для активації будь-якого аспекту гідравлічної системи не активує електромагнітний клапан без живлення.
По-друге, якщо технік розуміє, що йому потрібно вручну керувати клапаном, щоб скинути гідравлічний тиск, він може скинути тиск з одного боку системи та подумати, що вивільнив всю енергію. Фактично, інші частини системи все ще можуть витримувати тиск до 1000 PSI. Якщо цей тиск виникне на інструментальному кінці системи, техніки будуть здивовані, якщо продовжать виконувати роботи з технічного обслуговування, і навіть можуть отримати травми.
Гідравлічна олива стискається не надто сильно — лише близько 0,5% на 1000 PSI — але в цьому випадку це не має значення.
«Якщо технік вивільняє енергію на стороні виконавчого механізму, система може переміщувати інструмент протягом усього ходу», – сказав Робінсон. «Залежно від системи, хід може становити 1/16 дюйма або 16 футів».
«Гідравлічна система є множником сили, тому система, яка видає 1000 PSI, може піднімати важчі вантажі, наприклад, 3000 фунтів», – сказав Робінсон. У цьому випадку небезпека полягає не у випадковому запуску. Ризик полягає у скиданні тиску та випадковому опусканні вантажу. Пошук способу зменшення навантаження перед тим, як мати справу з системою, може здатися здоровим глуздом, але записи про смертельні випадки OSHA свідчать про те, що здоровий глузд не завжди переважає в таких ситуаціях. В інциденті OSHA 142877.015: «Працівник замінює… натягує протікаючий гідравлічний шланг на рульовий механізм, від’єднує гідравлічну магістраль і скидає тиск. Стріла швидко опустилася і вдарила працівника, розтрощивши йому голову, тулуб і руки. Працівник загинув».
Окрім масляних резервуарів, насосів, клапанів та виконавчих механізмів, деякі гідравлічні інструменти також мають гідроакумулятор. Як випливає з назви, він накопичує гідравлічну оливу. Його завдання полягає в регулюванні тиску або об'єму системи.
«Акумулятор складається з двох основних компонентів: подушки безпеки всередині резервуара», – сказав Робінсон. «Подушка безпеки заповнена азотом. Під час нормальної роботи гідравлічна олива надходить і виходить з резервуара, коли тиск у системі зростає та зменшується». Те, чи надходить рідина з резервуара, чи виходить з нього, чи переміщується вона, залежить від різниці тисків між системою та подушкою безпеки.
«Існують два типи акумуляторів – це ударні та об’ємні», – сказав Джек Вікс, засновник Fluid Power Learning. «Акумулятор ударів поглинає піки тиску, тоді як об’ємний акумулятор запобігає падінню тиску в системі, коли раптове навантаження перевищує потужність насоса».
Щоб працювати з такою системою без травм, технік з технічного обслуговування повинен знати, що система має гідроакумулятор і як скинути з нього тиск.
Щодо амортизаторів, техніки з технічного обслуговування повинні бути особливо обережними. Оскільки подушка безпеки надувається під тиском, що перевищує тиск у системі, несправність клапана означає, що це може призвести до збільшення тиску в системі. Крім того, вони зазвичай не оснащені зливним клапаном.
«Немає гарного рішення цієї проблеми, оскільки 99% систем не забезпечують способу перевірки засмічення клапанів», – сказав Вікс. Однак проактивні програми технічного обслуговування можуть забезпечити превентивні заходи. «Ви можете додати післяпродажний клапан для скидання рідини там, де може виникати тиск», – сказав він.
Технік з обслуговування, який помітить низький рівень тиску в подушках безпеки, може захотіти додати повітря, але це заборонено. Проблема полягає в тому, що ці подушки безпеки оснащені клапанами американського зразка, такими ж, як і ті, що використовуються на автомобільних шинах.
«На гідроакумуляторі зазвичай є наклейка, яка попереджає про недопущення додавання повітря, але після кількох років експлуатації ця наклейка зазвичай давно зникає», – сказав Вікс.
Ще однією проблемою є використання противагових клапанів, сказав Вікс. На більшості клапанів обертання за годинниковою стрілкою збільшує тиск; на балансувальних клапанах ситуація протилежна.
Зрештою, мобільні пристрої потребують особливої пильності. Через обмеження простору та перешкоди, дизайнери повинні креативно підходити до того, як розташувати систему та де розмістити компоненти. Деякі компоненти можуть бути приховані від очей та недоступні, що ускладнює планове обслуговування та ремонт, ніж стаціонарного обладнання.
Пневматичні системи мають майже всі потенційні небезпеки, що й гідравлічні системи. Ключова відмінність полягає в тому, що гідравлічна система може призвести до витоку, створюючи струмінь рідини з достатнім тиском на квадратний дюйм, щоб проникнути через одяг і шкіру. У промисловому середовищі «одяг» включає підошви робочого взуття. Травми від проникнення гідравлічної оливи потребують медичної допомоги та зазвичай потребують госпіталізації.
Пневматичні системи також за своєю суттю небезпечні. Багато людей думають: «Ну, це ж просто повітря» і поводяться з ним недбало.
«Люди чують, як працюють насоси пневматичної системи, але вони не враховують всю енергію, яку насос надходить у систему», – сказав Вікс. «Вся енергія повинна кудись текти, а система гідросистеми – це множник сили. При тиску 50 PSI циліндр з площею поверхні 10 квадратних дюймів може генерувати достатню силу, щоб перемістити навантаження вагою 500 фунтів». Як ми всі знаємо, працівники використовують цю систему для здування сміття з одягу.
«У багатьох компаніях це є підставою для негайного звільнення», – сказав Вікс. Він зазначив, що струмінь повітря, що викидається з пневматичної системи, може здирати шкіру та інші тканини аж до кісток.
«Якщо в пневматичній системі є витік, чи то на з’єднанні, чи через отвір у шлангу, зазвичай ніхто цього не помітить», – сказав він. «Машина дуже гучна, працівники мають засоби захисту слуху, і ніхто не чує витоку». Просте підняття шланга є ризикованим. Незалежно від того, чи працює система, чи ні, для роботи з пневматичними шлангами потрібні шкіряні рукавички.
Ще одна проблема полягає в тому, що оскільки повітря дуже стискається, якщо відкрити клапан на системі, що знаходиться в робочому стані, закрита пневматична система може накопичити достатньо енергії для роботи протягом тривалого періоду часу та багаторазового запуску інструменту.
Хоча електричний струм — рух електронів у провіднику — здається зовсім іншим світом, ніж фізика, це не так. Тут діє перший закон руху Ньютона: «Нерухомий об'єкт залишається нерухомим, а рухомий об'єкт продовжує рухатися з тією ж швидкістю та в тому ж напрямку, якщо на нього не діє неврівноважена сила».
Щодо першого пункту, кожне коло, яким би простим воно не було, чинитиме опір протіканню струму. Опір перешкоджає протіканню струму, тому, коли коло замкнене (статичне), опір утримує його в статичному стані. Коли коло ввімкнено, струм не протікає через нього миттєво; потрібен принаймні короткий час, щоб напруга подолала опір і струм почав протікати.
З тієї ж причини кожне коло має певне вимірювання ємності, подібне до імпульсу рухомого об'єкта. Замикання вимикача не зупиняє струм миттєво; струм продовжує рухатися, принаймні ненадовго.
У деяких схемах для накопичення електроенергії використовуються конденсатори; ця функція подібна до функції гідроакумулятора. Відповідно до номінального значення конденсатора, він може накопичувати електричну енергію протягом тривалого часу, що є небезпечною електричною енергією. Для схем, що використовуються в промисловому обладнанні, час розряду 20 хвилин не є неможливим, а деякі можуть вимагати більше часу.
Для трубогиба, за оцінками Робінсона, 15 хвилин може бути достатньо для розсіювання енергії, що накопичується в системі. Потім виконайте просту перевірку за допомогою вольтметра.
«Підключення вольтметра має два аспекти», – сказав Робінсон. «По-перше, він повідомляє техніку, чи залишилася в системі потужність. По-друге, він створює шлях розряду. Струм протікає від однієї частини кола через лічильник до іншої, виснажуючи будь-яку енергію, що ще зберігається в ньому».
У найкращому випадку техніки повністю навчені, досвідчені та мають доступ до всієї документації машини. У них є замок, бирка та глибоке розуміння поставленого завдання. В ідеалі, вони співпрацюють зі спостерігачами з безпеки, щоб забезпечити додаткову пару очей для спостереження за небезпеками та надання медичної допомоги, якщо проблеми все ще виникають.
Найгірший сценарій полягає в тому, що технічні спеціалісти не мають достатньої підготовки та досвіду, працюють у зовнішній компанії з технічного обслуговування, тому не знайомі з конкретним обладнанням, замикають офіс у вихідні або нічні зміни, а інструкції з експлуатації обладнання більше не доступні. Це ситуація ідеального шторму, і кожна компанія з промисловим обладнанням повинна зробити все можливе, щоб запобігти цьому.
Компанії, які розробляють, виробляють та продають засоби безпеки, зазвичай мають глибокі галузеві знання з безпеки, тому аудити безпеки постачальників обладнання можуть допомогти зробити робоче місце безпечнішим для виконання планових завдань з технічного обслуговування та ремонту.
Ерік Лундін приєднався до редакційного відділу журналу The Tube & Pipe Journal у 2000 році на посаді заступника редактора. Його основні обов'язки включають редагування технічних статей з виробництва та виготовлення труб, а також написання тематичних досліджень та профілів компаній. Був підвищений до редактора у 2007 році.
До приходу в журнал він 5 років (1985-1990) служив у ВПС США, а також 6 років працював на виробника труб, трубопроводів та повітроводів, спочатку представником служби підтримки клієнтів, а пізніше технічним автором (1994-2000).
Він навчався в Університеті Північного Іллінойсу в Декалбі, штат Іллінойс, і отримав ступінь бакалавра з економіки в 1994 році.
«Tube & Pipe Journal» став першим журналом, присвяченим обслуговуванню галузі металевих труб, у 1990 році. Сьогодні це єдине видання, присвячене галузі в Північній Америці, і стало найнадійнішим джерелом інформації для фахівців з трубопроводів.
Тепер ви маєте повний доступ до цифрової версії The FABRICATOR та легкий доступ до цінних галузевих ресурсів.
Цінні галузеві ресурси тепер легко доступні завдяки повному доступу до цифрової версії журналу The Tube & Pipe Journal.
Насолоджуйтесь повним доступом до цифрового видання журналу STAMPING, який містить найновіші технологічні досягнення, передовий досвід та новини галузі для ринку штампування металу.
Час публікації: 30 серпня 2021 р.