Инженерная безопасность передовые практики для конвейерных систем в промышленности

Конвейерные системы являются артериями современных промышленных операций, перемещая сырье, работы в процессе и готовые изделия через производственные предприятия, склады, распределительные центры и шахты. От ленточных конвейеров и роликовых систем до винтовых и цепных конвейеров, эти машины значительно улучшают пропускную способность и уменьшают ручное управление. Тем не менее, их мощность и непрерывное движение представляют значительные опасности. Бюро статистики труда США постоянно сообщает, что инциденты, связанные с конвейером, приводят к серьезным травмам, включая ампутации, переломы и смертельные случаи, часто из-за запутанности, дробления или падений. Для каждого крупного инцидента многочисленные почти промахи нарушают операции и подрывают доверие работников.

Эффективная инженерия безопасности - это не просто контрольная коробка соответствия; это основное операционное требование, которое защищает людей, активы и производительность. Систематично идентифицируя опасности, применяя признанные стандарты, такие как OSHA 29 CFR 1910.219 или ANSI / ASME B20.1, и интегрируя безопасность в каждую фазу жизненного цикла конвейерной системы, организации могут снизить риск до уровней, которые являются настолько низкими, насколько это практически возможно. В этой статье представлен всеобъемлющий набор передовых методов техники безопасности для конвейерных систем, охватывающих идентификацию опасности, охрану, системы управления, процедуры технического обслуживания, обучение и принципы проектирования, которые выходят далеко за рамки базового соответствия.

Понимание опасностей конвейерной системы

Тщательный анализ опасностей является основой любой эффективной программы безопасности. Конвейерные системы создают несколько точек риска, и каждый тип должен быть идентифицирован, документирован и смягчен с помощью инженерных средств контроля и административных мер. К наиболее критическим опасностям относятся запутанность, точки защемления, удар, электрошок и эргономические напряжения. Операторы и обслуживающий персонал особенно уязвимы, потому что они работают рядом или на оборудовании во время нормальной эксплуатации и обслуживания.

Запутывание и уничтожение опасностей

Вращающиеся валы, шкивы, шкивы, цепные приводы и открытые ремни могут легко поймать свободную одежду, длинные волосы, ювелирные изделия или перчатки. После поимки жертву можно втянуть в машины, что приводит к серьезным сокрушительным травмам или смерти. Область вокруг шкивов привода и хвостовых шкивов особенно опасна, потому что напряжение ремня создает мощную силу тяги. Аналогично, в винтовых конвейерах вращающиеся шнеки могут захватывать конечности, если крышка корыта оставлена открытой или полёт открыт. Нип-точки - где две движущиеся части сходятся или где движущаяся часть встречается с неподвижной поверхностью - являются одними из наиболее распространенных источников ампутаций, связанных с конвейером.

Pinch, Shear и Impact Риски

Конвейеры часто включают точки щипков в секции подъема, где ремни обертывают вокруг шкивов, и в точках переноса, где материалы меняют направление. Точки сдвига существуют, где движущиеся компоненты, такие как скребки или очистители ремней, находятся в непосредственной близости от стационарных охранников. Опасности воздействия возникают из-за падающих материалов - особенно в верхних ленточных конвейерах - или из-за сбивающих с толку на спусковых секциях, где тормозные системы выходят из строя. Тяжелые поддоны или тюки, движущиеся на роликовых конвейерах, могут поражать рабочих, которые изгибаются над линией или пересекают между рядами.

Электрические и пожарные опасности

Конвейерные системы питаются от электродвигателей, панелей управления и датчиков. Мокрые среды, поврежденные кабели или неправильное заземление могут привести к удару, дуговой вспышке или пожару. Статическое наращивание электричества из движущихся поясов, особенно в сухих или пыльных средах, может воспламенить горючую пыль. В угольных шахтах, зерновых лифтах или деревообрабатывающих установках это представляет смертельную опасность взрыва. Кроме того, электрические панели, которые не имеют надлежащей оценки или которые были обойдены для устранения неполадок, могут катастрофически выйти из строя.

Скольжения, путешествия и падения

Область вокруг конвейеров часто загромождена мусором, разлитым продуктом, инструментами обслуживания или конвейерными компонентами, такими как ролики и бездельники. Утечки масла или смазки из подшипников создают скользкие поверхности. Прогулки вдоль повышенных конвейеров могут не иметь ограждения или иметь плохо обслуживаемую решетку. Падения с высоты - при доступе к верхним конвейерам для очистки или осмотра - являются основной причиной серьезных травм. Кроме того, рабочие могут путешествовать по низко лежащим ремням возврата или поперечным проходам, которые не четко обозначены.

Лучшие практики для инженерии безопасности

Инженерные средства управления являются наиболее надежным уровнем защиты, поскольку они физически предотвращают воздействие опасностей, а не полагаются на поведение человека. Следующие передовые методы соответствуют ANSI B20.1, CSA Z432, правилам OSHA и международному стандарту безопасности машин и механизмов ISO 13849. Они должны быть реализованы как на новых установках, так и модернизированы на существующие системы.

Охрана и барьеры

Фиксированные защитные приспособления являются предпочтительным решением для покрытия точек защелки, вращающихся валов, цепей и краев ремня. Они должны быть изготовлены из прочных материалов, таких как расширенный металл, перфорированный лист или поликарбонат, и должны быть спроектированы таким образом, чтобы их нельзя было удалить без инструмента. Охранные приспособления должны быть расположены на безопасном расстоянии от опасности, чтобы предотвратить попадание внутрь, а отверстия должны соответствовать соответствующим расчетам расстояния безопасности, основанным на размере самой маленькой части тела, которая могла бы войти.

Заблокированные предохранители используются, когда требуется доступ для обслуживания или очистки. Эти предохранители должны быть подключены к системе управления безопасностью машины, чтобы при их открытии конвейер немедленно остановился и не мог перезапуститься до тех пор, пока ограждение не будет закрыто и система не будет сброшена. Замок должен быть надежным против обхода — используйте закодированные магнитные переключатели или переключатели ограничения безопасности, которые подключены через специальное реле безопасности или ПЛК безопасности.

Охрана периметра может включать в себя ограждающие панели, перила и ворота вокруг крупных конвейерных систем, которые недоступны другим способом. Для воздушных конвейеров, которые проходят через пешеходные дорожки, сетки или сплошные барьеры под транспортером ловят падающие объекты и препятствуют тому, чтобы персонал достиг зоны опасности.

Системы аварийной остановки

Устройства аварийной остановки (E-stop) должны быть легко доступны по всей длине конвейера. ANSI B20.1 требует, чтобы шнуры аварийной остановки или кнопки нажатия были расположены так, чтобы их можно было достичь из любой точки на линии, обычно в пределах 30 метров (100 футов) от пути. В дополнение к ручным E-stops, рассмотрите возможность использования:

• Полные шнуры (кабельные) при горизонтальном тяге должны быть установлены с направляющими и натяжителями для предотвращения провисания или случайного запутывания.
• Кнопки E-стопов, установленные на стойках в критических точках, таких как зоны загрузки/разгрузки, точки переноса и секции привода. Кнопки должны быть красными с желтым фоном и иметь грибовидную головку для легкого приведения в действие.
• Безопасные коврики и легкие шторы в конкретных зонах, где персонал может случайно войти на конвейерную траекторию.

E-stop цепи должны быть безопасными: они должны немедленно остановить конвейер при активации, и система должна потребовать ручного сброса перед перезапуском.В зонах, где сходятся несколько конвейеров, сигнал E-stop должен отключить все связанное оборудование для предотвращения свайпов.

Регулярное техническое обслуживание и инспекция

Со временем компоненты конвейера ухудшаются - ремни растягиваются, бездельники захватывают, подшипники перегреваются и тормозные поверхности износятся. Программа профилактического обслуживания должна включать ежедневные предсменные проверки (проверки отслеживания ремней, разливов, шума и функции E-стопа), а также еженедельные и ежемесячные более глубокие проверки, связанные с смазкой, измерением напряжения ремней и проверками состояния охраны. Расписание технического обслуживания должно быть документировано и проверено. Любые дефекты, которые создают опасность безопасности (например, отсутствие защитных ограждений, изношенные кабели, утечки масла) должны быть немедленно исправлены или конвейер выведен из эксплуатации.

Также важно следовать процедурам блокировки / тагута (LOTO) перед выполнением любого технического обслуживания, которое требует удаления защитных ограждений или входа в зону опасности. Процесс LOTO должен включать идентификацию всех источников энергии (электрических, пневматических, гидравлических, гравитационных), изоляцию и рассеивание этой энергии и проверку состояния нулевой энергии. Каждый уполномоченный сотрудник должен быть обучен конкретным процедурам управления энергией для каждого конвейера.

Обучение и вывески

Каждый работник, который работает, обслуживает или работает вблизи конвейерной системы, должен пройти документально подтвержденную подготовку по опасностям, безопасной практике работы и чрезвычайным процедурам.

• Расположение и правильное использование E-стопов, аварийных тяговых шнуров и средств управления пожаротушением
• распознавание предупреждающих знаков (необычный шум, вибрация, тепло) и сообщение о них;
• Безопасное поведение: отсутствие свободной одежды, завязанные волосы на спине, удаление ювелирных изделий, никогда не езда на конвейере, никогда не стоя на движущихся поясах
• Правильное использование процедур LOTO
• Требования к ведению домашнего хозяйства: держать область в чистоте от мусора, инструментов и препятствий

Сигналы должны размещаться в стратегических местах: «Осторожно: движущиеся части» возле приводов и шкивов, «Предупреждение: точка пинча» в пунктах передачи и «Опасность: Опасность запутывания» на дверях доступа. Знаки должны использовать пиктограммы и быть разборчивыми на расстоянии. В многоязычных рабочих местах используют символы и несколько языков.

Проектные соображения по безопасности

Безопасность наиболее эффективна и экономична, когда она с самого начала проектируется в конвейерную систему, а не добавляется в качестве запоздалой мысли. Этап проектирования дает возможность устранить опасности, снизить риск за счет замены и включить надежные инженерные средства управления. Основные стратегии проектирования подробно описаны ниже.

Оценка рисков и иерархия контроля

Прежде чем принимать решение о конкретных мерах безопасности, выполните оценку риска для всей конвейерной системы. Этот анализ должен оценить каждый режим работы (нормальное производство, запуск, отключение, заторы очистки, техническое обслуживание) и определить серьезность и вероятность потенциальных инцидентов. Оценка риска информирует о выборе элементов управления, следующих по иерархии: (1) устранение - устранение опасности, если это возможно (например, замена опасного цепного привода более тихим, безопасным ременным приводом), (2) замена - использование менее опасной энергетической системы (например, гидравлическое приведение в действие вместо механических приводов высокого напряжения), (3) инженерные элементы управления - защитные механизмы, блокировки, безопасные расстояния, (4) административные средства контроля - обучение, процедуры и (5) средства индивидуальной защиты (СИЗ) в качестве последней линии обороны.

Интеграция сенсоров и автоматики безопасности

Современные конвейерные системы могут быть оснащены датчиками, которые обнаруживают небезопасные условия и автоматически останавливают или замедляют конвейер.

• Датчики выравнивания пояса, которые обнаруживают, что пояс блуждает к краю конструкции и запускают сигнализацию или останавливается.
• Скользящие датчики , которые обнаруживают проскальзывание ремня над шкивом привода — часто признак перегрузки или отказа тормоза.
• Движение датчиков на приводных роликах для обнаружения разрыва цепи или затора.
• Скорость мониторов , чтобы убедиться, что конвейер находится в пределах его безопасного рабочего диапазона, особенно на спусковых конвейерах, где могут потребоваться механические тормоза.
• Устройства обнаружения персонала , такие как защитные световые занавески или сканеры области, которые останавливают конвейер, если человек входит в обозначенную зону.

Эти датчики должны быть подключены к системе управления с рейтингом безопасности (например, ПЛК безопасности, реле безопасности) и сконфигурированы таким образом, чтобы они вызывали остановку категории 0 (немедленное снятие мощности) или остановку категории 1 (контролируемая остановка с последующим снятием мощности) в зависимости от риска. Вся система безопасности должна быть проверена на требуемый уровень производительности (PL) в соответствии с ISO 13849-1.

Эргономика и доступность

Проектирование для безопасного обслуживания и эксплуатации также уменьшает человеческие ошибки. Обеспечить адекватное освещение на всех точках погрузки, разгрузки и осмотра. Используйте целевое освещение под капотами или внутри закрытых секций. Ясные дорожки вокруг конвейеров должны быть не менее 1 метра в ширину, а дорожки над конвейерами должны иметь нескользящие поверхности и поручни. Для конвейеров, которые требуют частой очистки, например, в пищевой промышленности, проектируйте варианты защиты быстрого высвобождения, которые позволяют легко получить доступ без ущерба для безопасности.

Убедитесь, что задачи технического обслуживания (замена роликов, регулирование напряжения) могут быть выполнены с инструментами, которые минимизируют ручной ввод в зоны опасности.