OSHA instruuje personel konserwacyjny, aby blokował, oznaczał i kontrolował niebezpieczne źródła energii. Niektórzy nie wiedzą, jak to zrobić, bo każda maszyna jest inna. Getty Images
Wśród osób korzystających z dowolnego rodzaju sprzętu przemysłowego, blokada/oznakowanie (LOTO) nie jest niczym nowym. Dopóki zasilanie nie zostanie odłączone, nikt nie odważy się na jakąkolwiek rutynową konserwację ani próbę naprawy maszyny lub systemu. To po prostu wymóg zdrowego rozsądku i wymogów Administracji Bezpieczeństwa i Higieny Pracy (OSHA).
Przed przystąpieniem do prac konserwacyjnych lub napraw, można łatwo odłączyć maszynę od źródła zasilania – zazwyczaj poprzez wyłączenie wyłącznika – i zamknąć drzwiczki panelu wyłącznika. Dodanie etykiety z nazwiskiem technika konserwacji również jest proste.
Jeśli nie można zablokować zasilania, można użyć tylko etykiety. W obu przypadkach, niezależnie od tego, czy urządzenie jest wyposażone w blokadę, czy nie, etykieta informuje o trwającej konserwacji i braku zasilania.
To jednak nie koniec loterii. Nadrzędnym celem nie jest po prostu odłączenie źródła zasilania. Celem jest zużycie lub uwolnienie całej niebezpiecznej energii – używając terminologii OSHA, kontrola niebezpiecznej energii.
Zwykła piła ilustruje dwa tymczasowe zagrożenia. Po wyłączeniu piły, brzeszczot będzie pracował jeszcze przez kilka sekund i zatrzyma się dopiero po wyczerpaniu pędu zgromadzonego w silniku. Brzeszczot pozostanie gorący przez kilka minut, aż do momentu rozproszenia się ciepła.
Podobnie jak piły magazynują energię mechaniczną i cieplną, praca maszyn przemysłowych (elektrycznych, hydraulicznych i pneumatycznych) może zazwyczaj magazynować energię przez długi czas. W zależności od zdolności uszczelniania układu hydraulicznego lub pneumatycznego, bądź pojemności obwodu, energię można magazynować przez zadziwiająco długi czas.
Różne maszyny przemysłowe zużywają dużo energii. Typowa stal AISI 1010 wytrzymuje siły zginające do 45 000 PSI, dlatego maszyny takie jak prasy krawędziowe, przebijarki, stemple i giętarki do rur muszą przenosić siłę w tonach. Jeśli obwód zasilający układ pompy hydraulicznej jest zamknięty i odłączony, część hydrauliczna układu może nadal dostarczać ciśnienie 45 000 PSI. W przypadku maszyn wykorzystujących formy lub ostrza jest to wystarczające, aby zmiażdżyć lub odciąć kończyny.
Zamknięty podnośnik koszowy z łyżką uniesioną w powietrze jest równie niebezpieczny, jak niezamknięty podnośnik. Otwarcie niewłaściwego zaworu spowoduje przejęcie kontroli przez grawitację. Podobnie, układ pneumatyczny może gromadzić dużo energii po wyłączeniu. Średniej wielkości giętarka do rur może pochłonąć do 150 amperów prądu. Już przy natężeniu 0,040 ampera serce może przestać bić.
Bezpieczne uwolnienie lub wyczerpanie energii jest kluczowym krokiem po wyłączeniu zasilania i LOTO. Bezpieczne uwolnienie lub zużycie niebezpiecznej energii wymaga zrozumienia zasad działania systemu oraz szczegółów maszyny, która wymaga konserwacji lub naprawy.
Istnieją dwa rodzaje układów hydraulicznych: o obiegu otwartym i zamkniętym. W środowisku przemysłowym, powszechnymi typami pomp są pompy zębate, łopatkowe i tłokowe. Cylinder narzędzia roboczego może być jednostronnego lub dwustronnego działania. Układy hydrauliczne mogą być wyposażone w jeden z trzech typów zaworów: sterujących kierunkiem przepływu, sterujących przepływem i sterujących ciśnieniem – każdy z tych typów ma wiele typów. Istnieje wiele czynników, na które należy zwrócić uwagę, dlatego konieczne jest dokładne zrozumienie każdego typu komponentu, aby wyeliminować ryzyko związane z energią.
Jay Robinson, właściciel i prezes RbSA Industrial, powiedział: „Siłownik hydrauliczny może być napędzany zaworem odcinającym o pełnym ciśnieniu”. „Zawór elektromagnetyczny otwiera zawór. Podczas pracy systemu płyn hydrauliczny przepływa do urządzenia pod wysokim ciśnieniem, a do zbiornika pod niskim” – dodał. „Jeśli system wytwarza ciśnienie 2000 PSI i zasilanie zostanie wyłączone, elektromagnes ustawi się w pozycji środkowej i zablokuje wszystkie otwory. Olej nie będzie mógł płynąć i maszyna się zatrzyma, ale system może mieć ciśnienie do 1000 PSI po każdej stronie zaworu”.
W niektórych przypadkach technicy próbujący wykonywać rutynowe prace konserwacyjne lub naprawy narażeni są na bezpośrednie ryzyko.
„Niektóre firmy mają bardzo standardowe procedury pisemne” – powiedział Robinson. „W wielu z nich technik powinien odłączyć zasilanie, zablokować je, oznaczyć, a następnie nacisnąć przycisk START, aby uruchomić maszynę”. W tym stanie maszyna może nic nie robić – nie ładować przedmiotu obrabianego, nie giąć, nie ciąć, nie formować, nie rozładowywać przedmiotu obrabianego ani niczego innego – ponieważ nie może. Zawór hydrauliczny jest napędzany elektrozaworem, który wymaga zasilania elektrycznego. Naciśnięcie przycisku START lub użycie panelu sterowania do aktywacji dowolnego elementu układu hydraulicznego nie spowoduje aktywacji niezasilanego elektrozaworu.
Po drugie, jeśli technik zrozumie, że musi ręcznie uruchomić zawór, aby uwolnić ciśnienie hydrauliczne, może uwolnić ciśnienie po jednej stronie systemu i pomyśleć, że uwolnił całą energię. W rzeczywistości inne części systemu nadal wytrzymują ciśnienie do 1000 PSI. Jeśli ciśnienie to pojawi się po stronie narzędzia, technicy będą zaskoczeni, jeśli będą kontynuować prace konserwacyjne, a nawet mogą doznać obrażeń.
Olej hydrauliczny nie ulega zbyt dużemu sprężeniu – tylko o około 0,5% na 1000 PSI – ale w tym przypadku nie ma to znaczenia.
„Jeśli technik uwolni energię po stronie siłownika, system może przesunąć narzędzie w całym zakresie skoku” – powiedział Robinson. „W zależności od systemu, skok może wynosić 1/16 cala lub 16 stóp”.
„Układ hydrauliczny jest multiplikatorem siły, więc układ wytwarzający ciśnienie 1000 PSI może podnosić cięższe ładunki, takie jak 3000 funtów” – powiedział Robinson. W tym przypadku zagrożeniem nie jest przypadkowe uruchomienie. Ryzyko polega na uwolnieniu ciśnienia i przypadkowym opuszczeniu ładunku. Znalezienie sposobu na zmniejszenie obciążenia przed przystąpieniem do naprawy układu może wydawać się oczywiste, ale rejestry zgonów OSHA wskazują, że zdrowy rozsądek nie zawsze bierze górę w takich sytuacjach. W zdarzeniu OSHA nr 142877.015: „Pracownik wymienia… nasunął przeciekający wąż hydrauliczny na przekładnię sterową, odłączył przewód hydrauliczny i uwolnił ciśnienie. Wysięgnik gwałtownie opadł i uderzył pracownika, miażdżąc mu głowę, tułów i ramiona. Pracownik zginął”.
Oprócz zbiorników oleju, pomp, zaworów i siłowników, niektóre narzędzia hydrauliczne posiadają również akumulator. Jak sama nazwa wskazuje, gromadzi on olej hydrauliczny. Jego zadaniem jest regulacja ciśnienia lub objętości w układzie.
„Akumulator składa się z dwóch głównych elementów: poduszki powietrznej wewnątrz zbiornika” – powiedział Robinson. „Poduszka powietrzna jest wypełniona azotem. Podczas normalnej pracy olej hydrauliczny wpływa i wypływa ze zbiornika, w miarę jak ciśnienie w układzie rośnie i spada”. To, czy płyn wpływa, czy wypływa ze zbiornika, a także czy jest przenoszony, zależy od różnicy ciśnień między układem a poduszką powietrzną.
„Istnieją dwa typy akumulatorów: udarowy i objętościowy” – powiedział Jack Weeks, założyciel Fluid Power Learning. „Akumulator udarowy pochłania skoki ciśnienia, natomiast akumulator objętościowy zapobiega spadkom ciśnienia w systemie, gdy nagłe zapotrzebowanie przekroczy wydajność pompy”.
Aby móc pracować przy takim systemie bez narażania się na obrażenia, technik zajmujący się konserwacją musi wiedzieć, że system jest wyposażony w akumulator i jak uwolnić z niego ciśnienie.
W przypadku amortyzatorów, technicy konserwacyjni muszą zachować szczególną ostrożność. Ponieważ poduszka powietrzna jest napełniana ciśnieniem wyższym niż ciśnienie w układzie, awaria zaworu może spowodować wzrost ciśnienia w układzie. Ponadto amortyzatory zazwyczaj nie są wyposażone w zawór spustowy.
„Nie ma dobrego rozwiązania tego problemu, ponieważ 99% systemów nie zapewnia możliwości weryfikacji zatkania zaworów” – powiedział Weeks. Jednak programy konserwacji proaktywnej mogą zapewnić środki zapobiegawcze. „Można dodać zawór posprzedażowy, aby wypuścić trochę płynu wszędzie tam, gdzie może występować ciśnienie” – dodał.
Serwisant, który zauważy niski poziom napełnienia akumulatorów poduszek powietrznych, może chcieć dopompować powietrze, ale jest to zabronione. Problem polega na tym, że poduszki powietrzne te są wyposażone w zawory typu amerykańskiego, takie same jak te stosowane w oponach samochodowych.
„Na akumulatorze zwykle znajduje się naklejka ostrzegająca przed uzupełnianiem powietrza, ale po kilku latach eksploatacji naklejka ta zwykle dawno znika” – powiedział Wicks.
Innym problemem jest stosowanie zaworów równoważących, powiedział Weeks. W większości zaworów obrót w prawo zwiększa ciśnienie; w zaworach równoważących sytuacja jest odwrotna.
Wreszcie, urządzenia mobilne wymagają szczególnej czujności. Ze względu na ograniczenia przestrzenne i przeszkody, projektanci muszą wykazać się kreatywnością w aranżacji systemu i rozmieszczeniu komponentów. Niektóre komponenty mogą być ukryte i niedostępne, co utrudnia rutynową konserwację i naprawy w porównaniu ze sprzętem stacjonarnym.
Układy pneumatyczne stwarzają niemal wszystkie potencjalne zagrożenia, jakie występują w układach hydraulicznych. Kluczową różnicą jest to, że układ hydrauliczny może spowodować wyciek, wytwarzając strumień cieczy o ciśnieniu na cal kwadratowy wystarczającym do przebicia odzieży i skóry. W środowisku przemysłowym „odzież” obejmuje podeszwy butów roboczych. Urazy spowodowane penetracją oleju hydraulicznego wymagają opieki medycznej i zazwyczaj hospitalizacji.
Układy pneumatyczne są z natury niebezpieczne. Wiele osób myśli: „Cóż, to tylko powietrze” i obchodzi się z nim nieostrożnie.
„Ludzie słyszą pracę pomp układu pneumatycznego, ale nie biorą pod uwagę całej energii, jaką pompa wlewa do systemu” – powiedział Weeks. „Cała energia musi gdzieś płynąć, a układ hydrauliczny jest multiplikatorem siły. Przy ciśnieniu 50 PSI cylinder o powierzchni 10 cali kwadratowych może wygenerować siłę wystarczającą do przesunięcia ładunku 500 funtów”. Jak wszyscy wiemy, pracownicy korzystają z tego systemu, aby zdmuchnąć zanieczyszczenia z ubrań.
„W wielu firmach jest to powód do natychmiastowego zwolnienia” – powiedział Weeks. Dodał, że strumień powietrza wyrzucany z układu pneumatycznego może złuszczać skórę i inne tkanki aż do kości.
„Jeśli w układzie pneumatycznym występuje wyciek, czy to na złączu, czy przez dziurkę w wężu, zazwyczaj nikt go nie zauważy” – powiedział. „Maszyna jest bardzo głośna, pracownicy mają ochronniki słuchu i nikt nie słyszy wycieku”. Samo podniesienie węża jest ryzykowne. Niezależnie od tego, czy system działa, czy nie, do obsługi węży pneumatycznych wymagane są skórzane rękawice.
Innym problemem jest to, że powietrze jest wysoce sprężalne, więc jeśli otworzysz zawór w układzie pod napięciem, zamknięty układ pneumatyczny może zmagazynować wystarczająco dużo energii, aby pracować przez długi okres czasu i wielokrotnie uruchamiać narzędzie.
Chociaż prąd elektryczny – ruch elektronów w przewodniku – wydaje się czymś innym niż fizyka, tak nie jest. Obowiązuje pierwsza zasada dynamiki Newtona: „Ciało nieruchome pozostaje nieruchome, a ciało ruchome porusza się z tą samą prędkością i w tym samym kierunku, chyba że zostanie poddane działaniu niezrównoważonej siły”.
Jeśli chodzi o pierwszy punkt, każdy obwód, niezależnie od tego, jak prosty, będzie stawiał opór przepływowi prądu. Opór utrudnia przepływ prądu, więc gdy obwód jest zamknięty (statyczny), opór utrzymuje go w stanie statycznym. Po włączeniu obwodu prąd nie płynie przez niego natychmiast; potrzeba co najmniej krótkiego czasu, aby napięcie pokonało opór i prąd mógł płynąć.
Z tego samego powodu każdy obwód ma określoną wartość pojemności, podobną do pędu poruszającego się obiektu. Zamknięcie przełącznika nie zatrzymuje natychmiast prądu; prąd płynie dalej, przynajmniej przez chwilę.
Niektóre obwody wykorzystują kondensatory do magazynowania energii elektrycznej; funkcja ta jest podobna do funkcji akumulatora hydraulicznego. Zgodnie z wartością znamionową kondensatora, może on magazynować energię elektryczną przez długi czas – niebezpieczną energię elektryczną. W obwodach stosowanych w maszynach przemysłowych, czas rozładowania wynoszący 20 minut nie jest niemożliwy, a niektóre mogą wymagać dłuższego czasu.
W przypadku giętarki do rur, Robinson szacuje, że 15 minut może wystarczyć, aby energia zgromadzona w systemie uległa rozproszeniu. Następnie należy wykonać proste sprawdzenie za pomocą woltomierza.
„Podłączenie woltomierza ma dwa aspekty” – powiedział Robinson. „Po pierwsze, pozwala technikowi sprawdzić, czy w systemie jest jeszcze zasilanie. Po drugie, tworzy ścieżkę rozładowania. Prąd przepływa z jednej części obwodu przez miernik do drugiej, wyczerpując zgromadzoną w niej energię”.
W najlepszym przypadku technicy są w pełni przeszkoleni, doświadczeni i mają dostęp do całej dokumentacji maszyny. Posiadają blokadę, etykietę i dogłębną wiedzę na temat wykonywanego zadania. Najlepiej, jeśli współpracują z obserwatorami bezpieczeństwa, aby zapewnić dodatkową parę oczu do obserwacji zagrożeń i udzielenia pomocy medycznej w razie wystąpienia problemów.
W najgorszym przypadku technicy nie mają odpowiedniego przeszkolenia i doświadczenia, pracują w zewnętrznej firmie konserwacyjnej, nie znają się na konkretnym sprzęcie, zamykają biuro w weekendy lub na nocnych zmianach, a instrukcje obsługi sprzętu są niedostępne. To idealna sytuacja kryzysowa, której każda firma posiadająca sprzęt przemysłowy powinna dołożyć wszelkich starań, aby zapobiec.
Firmy zajmujące się opracowywaniem, produkcją i sprzedażą sprzętu bezpieczeństwa zazwyczaj mają dogłębną wiedzę specjalistyczną z zakresu bezpieczeństwa w danej branży, dlatego audyty bezpieczeństwa dostawców sprzętu mogą pomóc w zwiększeniu bezpieczeństwa w miejscu pracy podczas rutynowych prac konserwacyjnych i napraw.
Eric Lundin dołączył do redakcji czasopisma The Tube & Pipe Journal w 2000 roku jako zastępca redaktora. Do jego głównych obowiązków należy redagowanie artykułów technicznych na temat produkcji rur, a także pisanie studiów przypadku i profili firm. Awans na stanowisko redaktora w 2007 roku.
Zanim dołączył do zespołu magazynu, przez 5 lat (1985-1990) służył w Siłach Powietrznych Stanów Zjednoczonych, a przez 6 lat pracował dla producenta rur, przewodów i kolanek kanałowych, najpierw jako przedstawiciel obsługi klienta, a później jako autor tekstów technicznych (1994-2000).
Studiował na Northern Illinois University w DeKalb, Illinois i w 1994 roku uzyskał tytuł licencjata ekonomii.
W 1990 roku czasopismo „Tube & Pipe Journal” stało się pierwszym czasopismem poświęconym branży rur metalowych. Do dziś jest to jedyne czasopismo poświęcone tej branży w Ameryce Północnej i najbardziej wiarygodne źródło informacji dla specjalistów z branży rurowej.
Teraz możesz w pełni korzystać z cyfrowej wersji czasopisma The FABRICATOR i łatwo korzystać z cennych zasobów branżowych.
Pełny dostęp do wersji cyfrowej czasopisma The Tube & Pipe Journal pozwala teraz na łatwy dostęp do cennych zasobów branżowych.
Uzyskaj pełny dostęp do wydania cyfrowego czasopisma STAMPING Journal, w którym znajdziesz najnowsze osiągnięcia technologiczne, najlepsze praktyki i wiadomości branżowe dla rynku tłoczenia metali.
Czas publikacji: 30 sierpnia 2021 r.