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PILZ如何保障注塑廠安全，你對(duì)自己負(fù)責(zé)了嗎？

發(fā)表時(shí)間：2018-12-25　次數(shù)：757　作者：艾邦高分子

一、概述

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，塑料機(jī)械這一與人民日常生活息息相關(guān)的行業(yè)得以迅猛發(fā)展。目前，我國(guó)注塑機(jī)的年產(chǎn)量幾乎占全球注塑機(jī)產(chǎn)量的三分之二，是當(dāng)之無愧的注塑機(jī)第一生產(chǎn)大國(guó)，同時(shí)國(guó)內(nèi)的塑機(jī)制造商也通過不斷的技術(shù)創(chuàng)新，更加注重機(jī)器的安全性，逐步減小了與發(fā)達(dá)國(guó)家塑機(jī)制造的差距?！八軝C(jī)國(guó)標(biāo)”——《GB 22530-2008 橡膠塑料注射成型機(jī)安全要求》（以下簡(jiǎn)稱GB 22530）于2008年底正式發(fā)布，并于2009年底正式實(shí)施。

GB22530主要參考了歐洲標(biāo)準(zhǔn)EN201：1997《橡膠塑料機(jī)械——注射成型機(jī)——安全要求》，其中的第5至7章為強(qiáng)制性，具有法律效應(yīng)，體現(xiàn)了我國(guó)塑機(jī)行業(yè)嚴(yán)格自身要求，在技術(shù)上趕超發(fā)達(dá)國(guó)家的決心。

二、危險(xiǎn)識(shí)別

GB/T 15706-2012《機(jī)械安全設(shè)計(jì)通則風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估與風(fēng)險(xiǎn)減小》的附錄B給出了詳細(xì)的危險(xiǎn)的來源和可能發(fā)生的結(jié)果，對(duì)于注塑機(jī)而言，我們需要同時(shí)參考GB 22530-2008中第4章危險(xiǎn)列舉的內(nèi)容。

綜合上述的兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，我們可以得出注塑機(jī)的典型危險(xiǎn)，按照危險(xiǎn)類型進(jìn)行分類請(qǐng)見表1。

表1 危險(xiǎn)分類

編號(hào)	危險(xiǎn)類型	危險(xiǎn)描述
1	機(jī)械危險(xiǎn)	注塑機(jī)的液壓系統(tǒng)通常通過可移動(dòng)式防護(hù)門進(jìn)行保護(hù)，防護(hù)門的非預(yù)期滑動(dòng)可能夾傷操作人員。
2		模具區(qū)域的合模動(dòng)作和驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的動(dòng)作可能對(duì)操作人員造成沖擊和擠壓的危險(xiǎn)。
3		合模機(jī)構(gòu)區(qū)域中，模板驅(qū)動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)可能對(duì)操作和維護(hù)人員造成擠壓和剪切的危險(xiǎn)，如果模具區(qū)域的防護(hù)裝置被打開，人體將可以進(jìn)入開模時(shí)模板后方區(qū)域，可能造成擠壓的危險(xiǎn)，抽芯和頂出機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)也可能造成相同的危險(xiǎn)。
4		噴嘴區(qū)域在注入熔料時(shí)會(huì)向前移動(dòng)，如果沒有防護(hù)裝置，可能對(duì)操作人員造成擠壓的危險(xiǎn)。
5		機(jī)器在模具區(qū)域外加設(shè)的移動(dòng)式防護(hù)裝置與模具區(qū)域之間的距離如果過大，操作人員可能進(jìn)入防護(hù)裝置與模具區(qū)域之間，造成擠壓和剪切的危險(xiǎn)。
6		液壓系統(tǒng)的橡膠軟管內(nèi)部壓力較大，如接頭未緊固發(fā)生松動(dòng)，軟管突然掙脫產(chǎn)生的劇烈扭動(dòng)可能擊傷操作人員。
7	熱危險(xiǎn)	模具、熱板、加熱區(qū)域和機(jī)筒與噴嘴區(qū)域接合處可能噴濺出的熔料都帶有高溫，可能對(duì)操作人員造成燙傷和灼傷的危險(xiǎn)。
8		噴嘴區(qū)域在注塑機(jī)正常運(yùn)行時(shí)帶有高溫，同時(shí)溢出的熔料均有可能對(duì)操作人員造成燙傷或灼傷的危險(xiǎn)。
9		注射區(qū)域的塑化裝置和注射裝置以及加熱圈均帶有高溫，操作人員觸及這些區(qū)域可能被燙傷或造成灼傷的危險(xiǎn)。
10	電危險(xiǎn)	注塑機(jī)的電控系統(tǒng)使用三相380V電源進(jìn)線，裸露在外或空隙過大的帶電部件和不合理的接地可能造成技術(shù)人員觸電。
11	有毒氣體	原料在塑化過程中、注入模腔以及清理殘料時(shí)和開模后產(chǎn)生的有害氣體和粉塵可能造成操作人員的呼吸道疾病。
12	摔倒	泄漏的液壓油殘留在地面可能使操作人員滑倒，未合理設(shè)計(jì)的工作平臺(tái)和扶梯可能令維護(hù)人員摔傷。

三、風(fēng)險(xiǎn)估計(jì)

在識(shí)別了機(jī)器的危險(xiǎn)之后，需要評(píng)判各個(gè)危險(xiǎn)源的風(fēng)險(xiǎn)高低，從而決定應(yīng)使用何種程度的措施降低風(fēng)險(xiǎn)。機(jī)械的某一項(xiàng)危險(xiǎn)點(diǎn)的風(fēng)險(xiǎn)高低既取決于一旦發(fā)生事故時(shí)對(duì)人員造成的傷害程度，也和發(fā)生該事故的概率有直接關(guān)聯(lián)。因此，我們?cè)谠u(píng)判機(jī)械的多個(gè)危險(xiǎn)點(diǎn)的風(fēng)險(xiǎn)時(shí)，主要需要考慮的因素如下：

●受傷或健康威脅的嚴(yán)重程度（輕微，嚴(yán)重，致命）；

●傷害涉及的范圍（一人或多人）；

●人員暴露在危險(xiǎn)之下的程度；

●危險(xiǎn)事件發(fā)生的概率；

●從技術(shù)和人員的角度來看，避免或限制傷害的可能性。

除此之外，人為的因素、暴露在危險(xiǎn)之下的人員、防護(hù)措施的合理程度、防護(hù)措施失敗或被規(guī)避的可能性以及使用信息的合理性和完善性都是需要考慮的條件。

GB/T 15706-2012中，并未直接給出風(fēng)險(xiǎn)估計(jì)的方法，為了通過量化和客觀的手段實(shí)現(xiàn)風(fēng)險(xiǎn)估計(jì)，Pilz（德國(guó)皮爾磁有限公司）開發(fā)了危險(xiǎn)分級(jí)技術(shù)(PHR)進(jìn)行預(yù)先危險(xiǎn)分析。預(yù)先危險(xiǎn)分析會(huì)生成一個(gè)重大系統(tǒng)危險(xiǎn)的明細(xì)表，并在實(shí)施相應(yīng)的對(duì)策后對(duì)殘余的風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行分析。

該評(píng)估方法基于 Pilz 的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和經(jīng)驗(yàn)，針對(duì)各種危險(xiǎn)的評(píng)估因數(shù)，如可能的危害程度（DPH）、危險(xiǎn)事件的發(fā)生概率（PO）、避免的可能性（PA）以及暴露的頻率和/或時(shí)長(zhǎng)（FE）進(jìn)行分析。Pilz 危險(xiǎn)級(jí)別可根據(jù)下述算式計(jì)算出：

PHR = DPH x PO x PA x FE（其中，上述參數(shù)可采取表2—表6的數(shù)值）

表2

可能的傷害程度（DPH）	描述
0.25	割破/劃破/輕度三級(jí)健康受損/輕度燒傷
0.5	次要骨骼骨折：手指、腳趾
3	主要骨骼骨折：手、上肢、下肢
8	缺失 1到 2個(gè)手指/腳趾，或嚴(yán)重?zé)齻?/span>
11	手/腿截肢，視力或聽力部分損傷
15	雙手/腿截肢，雙眼/雙耳視力或聽力完全喪失
25	重度傷害或永久性疾病/健康狀態(tài)/傷害
40	個(gè)體死亡
65	重大災(zāi)難

表3

危險(xiǎn)事件發(fā)生的概率（PO）	描述
0.05	幾乎不可能
1.25	不太可能
2.5	可能
4	很可能
6	必定

表4

避免的幾率（PA）	描述
0.75	有可能
2.5	在特定條件下可能
5	不可能

表5

暴露頻率（FE）	描述
0.5	每年
1	每月
2	每周
3	每天
4	每小時(shí)
5	一直

表6

PHR	風(fēng)險(xiǎn)	備注
0.005~10	可忽略的風(fēng)險(xiǎn)	不存在危及健康和安全的風(fēng)險(xiǎn)，無需采取控制措施。
11~20	極低的風(fēng)險(xiǎn)	存在極少危及健康和安全的風(fēng)險(xiǎn)，無需采取明顯的控制措施，可能需要采用個(gè)人防護(hù)設(shè)備和/或接受培訓(xùn)。
21~45	低風(fēng)險(xiǎn)	存在危及健康和安全的風(fēng)險(xiǎn)，風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)低。必須采取控制措施。
46~160	顯著風(fēng)險(xiǎn)	危險(xiǎn)相關(guān)的風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)足夠高，以至需要采取控制措施。此類措施應(yīng)在隨后的一個(gè)合適的時(shí)機(jī)實(shí)施。
161~500	高風(fēng)險(xiǎn)	潛在的危險(xiǎn)，需要立即采取控制措施。
501+	極高風(fēng)險(xiǎn)	應(yīng)立即采取控制措施，同時(shí)應(yīng)告知公司管理層。

根據(jù)適用的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行完整的機(jī)器檢查后，即可確定各個(gè)因數(shù)的數(shù)值，從而進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估和 Pilz 危險(xiǎn)評(píng)級(jí)運(yùn)算。隨后，又可將計(jì)算所得數(shù)值與確定允許的數(shù)值進(jìn)行比照，進(jìn)而評(píng)估危險(xiǎn)相關(guān)的風(fēng)險(xiǎn)。計(jì)算所得的數(shù)值介于0至9750之間，其中0為最小數(shù)值，表示無風(fēng)險(xiǎn)；而9750則表示最高風(fēng)險(xiǎn)。

四、風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)

根據(jù)之前的PHR方法，我們可以大致得出臥式注塑機(jī)的風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)，確切的等級(jí)根據(jù)不同設(shè)計(jì)和工作情況可能有所出入，讀者可根據(jù)具體情況自行計(jì)算得出。

表7

編號(hào)	危險(xiǎn)類型	危險(xiǎn)描述	風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)
1	機(jī)械危險(xiǎn)	注塑機(jī)的液壓系統(tǒng)通常通過可移動(dòng)式防護(hù)門進(jìn)行保護(hù)，防護(hù)門的非預(yù)期滑動(dòng)可能夾傷操作人員。	低風(fēng)險(xiǎn)
2		模具區(qū)域的合模動(dòng)作和驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的動(dòng)作可能對(duì)操作人員造成沖擊和擠壓的危險(xiǎn)。	高風(fēng)險(xiǎn)
3		合模機(jī)構(gòu)區(qū)域中，模板驅(qū)動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)可能對(duì)操作和維護(hù)人員造成擠壓和剪切的危險(xiǎn)，如果模具區(qū)域的防護(hù)裝置被打開，人體將可以進(jìn)入開模時(shí) 模板后方區(qū)域，可能造成擠壓的危險(xiǎn)，抽芯和頂出機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)也可能造成相同的危險(xiǎn)。	高風(fēng)險(xiǎn)
4		噴嘴區(qū)域在注入熔料時(shí)會(huì)向前移動(dòng)，如果沒有防護(hù)裝置，可能對(duì)操作人員造成擠壓的危險(xiǎn)。	顯著風(fēng)險(xiǎn)
5		機(jī)器在模具區(qū)域外加設(shè)的移動(dòng)式防護(hù)裝置與模具區(qū)域之間的距離如果過大，操作人員可能進(jìn)入防護(hù)裝置與模具區(qū)域之間，造成擠壓和剪切的危險(xiǎn)。	顯著風(fēng)險(xiǎn)
6		液壓系統(tǒng)的橡膠軟管內(nèi)部壓力較大，如接頭未緊固發(fā)生松動(dòng)，軟管突然掙脫產(chǎn)生的劇烈扭動(dòng)可能擊傷操作人員。	顯著風(fēng)險(xiǎn)
7	熱危險(xiǎn)	模具、熱板、加熱區(qū)域和機(jī)筒與噴嘴區(qū)域接合處可能噴濺出的熔料都帶有高溫，可能對(duì)操作人員造成燙傷和灼傷的危險(xiǎn)。	高風(fēng)險(xiǎn)
8		噴嘴區(qū)域在注塑機(jī)正常運(yùn)行時(shí)帶有高溫，同時(shí)溢出的熔料均有可能對(duì)操作人員造成燙傷或灼傷的危險(xiǎn)。	高風(fēng)險(xiǎn)
9		注射區(qū)域的塑化裝置和注射裝置以及加熱圈均帶有高溫，操作人員觸及這些區(qū)域可能被燙傷或造成灼傷的危險(xiǎn)。	高風(fēng)險(xiǎn)
10	電危險(xiǎn)	注塑機(jī)的電控系統(tǒng)使用三相380V電源進(jìn)線，裸露在外或空隙過大的帶電部件和不合理的接地可能造成技術(shù)人員觸電。	高風(fēng)險(xiǎn)
11	有毒氣體	原料在塑化過程中、注入模腔以及清理殘料時(shí)和開模后產(chǎn)生的有害氣體和粉塵可能造成操作人員的呼吸道疾病。	高風(fēng)險(xiǎn)
12	摔倒	泄漏的液壓油殘留在地面可能使操作人員滑倒，未合理設(shè)計(jì)的工作平臺(tái)和扶梯可能令維護(hù)人員摔傷。	低風(fēng)險(xiǎn)

五、風(fēng)險(xiǎn)減小

1.本質(zhì)安全設(shè)計(jì)

本質(zhì)安全設(shè)計(jì)即通過更改機(jī)器的原始設(shè)計(jì)而避免危險(xiǎn)。在上例中，危險(xiǎn)編號(hào)1和6均可通過改變?cè)O(shè)計(jì)從而徹底避免這些類型危險(xiǎn)的發(fā)生，如選擇合理的移門安裝方式和軟管接頭類型，加設(shè)軟管固定裝置等方式。推薦的風(fēng)險(xiǎn)減小措施表8所示。

表8

編號(hào)	危險(xiǎn)類型	危險(xiǎn)描述	風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)	風(fēng)險(xiǎn)減小
1	機(jī)械危險(xiǎn)	注塑機(jī)的液壓系統(tǒng)通常通過可移動(dòng)式防護(hù)門進(jìn)行保護(hù)，防護(hù)門的非預(yù)期滑動(dòng)可能夾傷操作人員。	低風(fēng)險(xiǎn)	使用合理的移門安裝方式
2		模具區(qū)域的合模動(dòng)作和驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的動(dòng)作可能對(duì)操作人員造成沖擊和擠壓的危險(xiǎn)。	高風(fēng)險(xiǎn)	使用帶聯(lián)鎖裝置的可移動(dòng)防護(hù)
3		合模機(jī)構(gòu)區(qū)域中，模板驅(qū)動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)可能對(duì)操作和維護(hù)人員造成擠壓和剪切的危險(xiǎn)，如果模具區(qū)域的防護(hù)裝置被打開，人體將可以進(jìn)入開模時(shí) 模板后方區(qū)域，可能造成擠壓的危險(xiǎn)，抽芯和頂出機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)也可能造成相同的危險(xiǎn)。	高風(fēng)險(xiǎn)	使用帶聯(lián)鎖裝置的可移動(dòng)防護(hù)
4		噴嘴區(qū)域在注入熔料時(shí)會(huì)向前移動(dòng)，如果沒有防護(hù)裝置，可能對(duì)操作人員造成擠壓的危險(xiǎn)。	顯著風(fēng)險(xiǎn)	使用固定式防護(hù)
5		機(jī)器在模具區(qū)域外加設(shè)的移動(dòng)式防護(hù)裝置與模具區(qū)域之間的距離如果過大，操作人員可能進(jìn)入防護(hù)裝置與模具區(qū)域之間，造成擠壓和剪切的危險(xiǎn)。	顯著風(fēng)險(xiǎn)	使安全距離符合GB 12265的要求
6		液壓系統(tǒng)的橡膠軟管內(nèi)部壓力較大，如接頭未緊固發(fā)生松動(dòng)，軟管突然掙脫產(chǎn)生的劇烈扭動(dòng)可能擊傷操作人員。	顯著風(fēng)險(xiǎn)	使用軟管附件固定軟管
7	熱危險(xiǎn)	模具、熱板、加熱區(qū)域和機(jī)筒與噴嘴區(qū)域接合處可能噴濺出的熔料都帶有高溫，可能對(duì)操作人員造成燙傷和灼傷的危險(xiǎn)。	高風(fēng)險(xiǎn)	使用可移動(dòng)式防護(hù)
8		噴嘴區(qū)域在注塑機(jī)正常運(yùn)行時(shí)帶有高溫，同時(shí)溢出的熔料均有可能對(duì)操作人員造成燙傷或灼傷的危險(xiǎn)。	高風(fēng)險(xiǎn)	增設(shè)隔熱護(hù)罩，并增加高溫警告標(biāo)識(shí)
9		注射區(qū)域的塑化裝置和注射裝置以及加熱圈均帶有高溫，操作人員觸及這些區(qū)域可能被燙傷或造成灼傷的危險(xiǎn)。	高風(fēng)險(xiǎn)	增設(shè)隔熱護(hù)罩，并增加高溫警告標(biāo)識(shí)
10	電危險(xiǎn)	注塑機(jī)的電控系統(tǒng)使用三相380V電源進(jìn)線，裸露在外或空隙過大的帶電部件和不合理的接地可能造成技術(shù)人員觸電。	高風(fēng)險(xiǎn)	使用符合I E C60529 IP2X要求的元器件
11	有毒氣體	原料在塑化過程中、注入模腔以及清理殘料時(shí)和開模后產(chǎn)生的有害氣體和粉塵可能造成操作人員的呼吸道疾病。	高風(fēng)險(xiǎn)	安裝排氣扇，并保持車間通風(fēng)狀況良好
12	摔倒	泄漏的液壓油殘留在地面可能使操作人員滑倒，未合理設(shè)計(jì)的工作平臺(tái)和扶梯可能令維護(hù)人員摔傷。	低風(fēng)險(xiǎn)	定期清理車間地面

2.安全防護(hù)

安全防護(hù)是通過固定式、封閉式防護(hù)和/或聯(lián)鎖裝置等設(shè)施將機(jī)械的危險(xiǎn)源與操作人員隔離的方法，主要參照的標(biāo)準(zhǔn)包括《GB/T 15706-2012 機(jī)械安全設(shè)計(jì)通則風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估與風(fēng)險(xiǎn)減小》、《GB/T 8196-2003 機(jī)械安全防護(hù)裝置固定式和活動(dòng)時(shí)防護(hù)裝置的設(shè)計(jì)和制造的一般原則》和《GB 12265-2000 機(jī)械安全防止上下肢觸及危險(xiǎn)區(qū)的安全距離》。對(duì)于臥式注塑機(jī)，GB 22530-2008《橡膠塑料注射成型機(jī)安全要求》的5.1.3注射成型機(jī)保護(hù)裝置中定義了Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ型保護(hù)裝置的控制要求。防護(hù)措施示例請(qǐng)見圖1所示：

（1）急停按鈕

緊急停止按鈕用于切斷設(shè)備和使機(jī)器停止，以減少或轉(zhuǎn)移人員面臨的危險(xiǎn)狀況以及機(jī)器或材料的損耗。需注意的是，急停裝置只能作為其他安全防護(hù)的補(bǔ)充，而不能取代其他防護(hù)措施。急停按鈕的操動(dòng)頭應(yīng)為紅色，背景色為黃色。

（2）安全開關(guān)

常用的安全開關(guān)分為兩種，機(jī)械式安全開關(guān)（鎖定功能可選）和感應(yīng)式安全開關(guān)。在選擇安全開關(guān)時(shí)，須考慮正常操作時(shí)門的開合頻率。對(duì)于開合頻率較高的防護(hù)門，如合模區(qū)域前門，推薦使用非接觸式的安全開關(guān)，如感應(yīng)式安全開關(guān)，以方便門的開啟，且無須考慮機(jī)械式開關(guān)存在的機(jī)械壽命問題（通常為1000000次）；對(duì)于打開頻率較低，且正常操作時(shí)嚴(yán)禁打開的防護(hù)門，如頂蓋門，推薦使用帶鎖定功能的機(jī)械式安全開關(guān)，需要打開時(shí)可通過解鎖按鈕解除門的鎖定狀態(tài)，無需打開時(shí)，防護(hù)門通過開關(guān)內(nèi)的彈簧力保持鎖定狀態(tài)，防止意外開啟。

（3）安全控制器

臥式注塑機(jī)使用的安全元器件包括合模區(qū)域前后門的安全開關(guān)、急停按鈕和可能存在的噴嘴區(qū)域安全開關(guān)、頂蓋安全開關(guān)、模式選擇開關(guān)和安全地毯等。對(duì)于安全功能較少的普通臥式注塑機(jī)，安全功能往往限于前后防護(hù)門和急停按鈕，推薦使用三個(gè)安全繼電器分別對(duì)前后門和急停按鈕進(jìn)行監(jiān)控。為使每個(gè)控制系統(tǒng)有關(guān)安全部件（SRP/CS）符合PLd以上的性能等級(jí)，應(yīng)選用雙輸入通道結(jié)構(gòu)的安全繼電器，并確認(rèn)其性能等級(jí)滿足PLd以上。

對(duì)于大型注塑機(jī)而言，安全功能較多時(shí)，使用普通安全繼電器組成的安全回路存在接線工作量大，故障診斷困難和較多安全繼電器造成電柜空間緊張等問題，小編推薦使用可編程安全控制器對(duì)整臺(tái)注塑機(jī)的安全回路進(jìn)行邏輯處理和輸出。

作者：何勇孫產(chǎn)剛陸翔

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