机械安全检验所面对的问题与风险分析

　　安全问题是随着人类的生产活动而产生，是人类生存与生产过程中的基本要求和前提，机械作为人类生产活动的主要工具，在人类的发展史上自始至终都占有极其重要的地位。这里所谈到的机械是由若干相互联系的零部件按一定规律装配组合而成，其中至少有一个部分与其他组成部分之间具有相对运动。机械可以利用、转换和传递机械能，具有致动结构、控制和动力系统，并为一定的应用目的服务。除了一般机器产品以外，还包括为了同一应用目的而将若干台机器组合在一起，使它们像一台完整机器那样发挥其功能的机组或大型成套设备。

　　机械作为人类进行生产的重要工具，概括地说它具有两个功能：制造功能和服务功能。制造功能是指制造产品，主要通过加工和装配来实施对物的作用，改变物料的尺寸、形态、性质或相互配合位置等。机械也可以完成某种作业或提供某种服务，如运输、包装、检测等。总之在当今的社会活动过程中，机械是无时不用，无处不在，人们须臾不可缺少。

　　那么什么是机械安全呢？所谓的机械安全是从人的需要出发，在使用机械的全过程的各种状态下，达到使人的身心免受外界因素危害的存在状态和保障条件。机械的安全性是指机器在按照预定使用条件下，执行预定功能、或在运输、安装、调整等时不产生损伤或危害健康的能力。

　　一、机械安全检验中所面临的安全问题

　　机械在规定的使用条件下执行其功能的过程中，以及在运输、安装、调整、维修和拆除时，都可能对人员造成损伤或对健康造成危害。

　　1．正常工作状态下的安全问题

　　在机械完好的情况下，机械完成预定功能的正常运转过程中，存在着各种不可避免的但却是执行预定功能所必须具备的运动要素，有些可能产生危害后果。如形状各异的零部件间的相互运动、切削加工、起吊重物、机械运转的噪声等，同时还存在着碰撞、切割、重物坠落、使环境恶化等对人身安全不利的危险因素。对于这些在正常工作时所产生危险的某种功能，通常被称为危险的机器功能。

　　2．非正常工作状态下的安全问题

　　在机械运转过程中，由于各种原因（可能是人员的操作失误，也可能是动力突然丧失或来自外界的干扰等）引起的意外状态。如意外启动、运动或速度变化失控，外界磁场干扰使信号失灵，瞬时大风造成起重机倾覆倒地等。机械的非正常工作状态往往没有先兆，会直接导致或轻或重的事故危害。

　　3．故障状态下的安全问题

　　故障状态是指机械设备（系统）或零部件丧失了规定功能的状态。即使是机械的局部故障，有时都会造成整个设备的停转，甚至整个流水线、整个自动化车间的停产，给企业带来经济损失。而故障对安全的影响会有两种结果：

　　① 有些故障的出现，对所涉及的安全功能影响很小，不会出现大的危险。如当机械的动力源或某零部件发生故障时，使机械停止运转，处于故障保护状态；

　　② 有些故障的出现，会导致某种危险状态。如由于电气开关故障，会产生不能停机的危险；磨床的砂轮轴断裂，会导致砂轮飞甩的危险；速度或压力控制系统出现故障，会导致速度或压力失控的危险等。

　　4．非工作状态下的安全问题

　　机械停止运转处于静止状态时，在正常情况下机械基本是安全的；但不排除由于环境照度不够，导致人员与机械悬凸结构的碰撞；室外机械在风力作用下的滑移或倾覆等。

　　5．检修保养状态下的安全问题

　　检修保养状态是指对机械进行维护和修理作业时（包括保养、修理、改装、检查、状态监控和防腐润滑等）的状态。尽管检修保养一般在停机状态下进行，但其作业的特殊性往往迫使检修人员采用一些超常规的做法。如攀高、钻坑、将安全装置短路或拆除、进入正常操作不允许进入的危险区等，使维护或修理容易出现在正常操作不存在的危险。

　　二、风险评价是机械安全检验中重要内容

　　任何利用机械进行的生产或服务活动都伴随着危险，都存在着可能酿成事故的风险。在机械安全检验中进行风险评价的目的是为了评价在机械的应用限制范围内对机械存在的危险,设计者是否给予了足够的重视并采取了相应的减小风险的安全措施，以及所采取的安全措施是否有效和可靠；安全措施是否存在附加危险或存在遗留风险；安全措施是否限制了机械正常功能的使用；同时对于机械的遗留风险是否通报给用户和使用者，建议用户在机械的使用阶段采取必要的保护措施，最大限度地保护操作者。使机械达到可接受的最高安全水平。

　　由于机械在使用的各个环节以及不同的状态都有危险因素存在，既使在预期使用的范围内也存在着危险（危险运动件的运动，焊接时的电弧等），使操作者或其他相关人员面临着这样或那样伤害的风险。另外传动机构和执行机构集中了机械上几乎所有的运动零部件,且种类繁多，运动方式各异，结构形状复杂，尺寸大小不一，因此在机械正常状态下进行正常操作时，在传动机构和执行机构及其周围区域，都有可能形成机械的危险区。特别是执行机构在作业过程中，需要操作者根据情况不断地调整执行机构与物料的相互位置和状态，使人体的某些部位不得不经常进入操作区域等原因，使操作区域成为机械伤害的高发区，这是机械的主要危险区，是安全防护的重点。又由于不同种类机器的工作原理区别很大，表现出来的危险有较大差异，因此又成为安全防护难点。

　　在进行风险评价时，主要是根据机械的限制范围（包括应用领域、室内（外）使用、能力范围）、机械使用的工艺过程、使用和产出的物质、操作条件等信息，与有关机械的设计、使用、伤害事故的知识和经验汇集到一起，对在机械寿命周期内的各种风险进行评价的过程。风险评价通常贯穿于整个检验过程中。其主要环节包括:

　　① 检验工程师在得到产品的技术文件后，在熟悉产品的同时，确认技术文件中对机械的限制范围；

　　② 在明确机械的限制范围的基础上，进行危险识别和风险要素的确定；

　　③ 依据检验标准，对各种危险要素进行风险评定；

　　④ 根据各项风险评定的结果，给出机械是否安全，所遗留的危险是否可接受；

　　⑤ 对于不能接受的风险评定结果，向受检单位提出整改要求；受检单位在规定的时限内予以整改；

　　⑥ 对整改后的结果进行评价，评价时应注意该整改结果是否会带来新的附加危险、遗留危险或影响其他正常功能的使用；

　　⑦ 对综合评价是安全的机械产品，风险评价结束。

　　三、机械安全检验的流程

　　机械安全检验的流程主要包括以下几个方面：

　　① 由于通常的机械安全检验是以型式试验为主，因此一般由用户提出申请后进行机械安全检验，用户申请时应同时提交机械的使用信息：包括使用说明书、整机装配图、电气原理图及与该产品相关的技术标准等；

　　② 检验工程师接到机械产品的通过熟悉机械的使用信息，了解机械的限制范围，并在此基础上对机械进行初步的风险分析，找出机械危险的类别和因素；

　　③ 由于机械产品通常需要专门安装场地和动力设施，因此一般制造商的检验场地进行。所以检验工程师应在初步掌握机械危险类别和因素的基础上进入现场进行检验；

　　④ 进入现场检验时，需要进一步对机械产品的技术文件进行审核（某些设计文件由于保密的原因不便拿出厂外），并做进一步的风险分析和判断。

　　⑤ 在此基础上，进入现场对机械的整体进行风险分析。同时对使用信息中的在设备上给出的标志、信号、报警装置、符号和文字警告的适宜性和符合性进行验证；

　　⑥ 现场检验应对机械正常工作状态下的危险进行分析和相应的防护措施有效性及可靠性进行确认，必要时需要在现场设计相应的试验进行验证。

　　⑦ 现场需要模拟一些故障条件来验证机械的故障条件下的机械安全性。

　　⑧ 通过对现场的实际观察来判断使用信息中向用户提出的使用空间和安装条件的合理性和适宜性。

　　⑨ 通过现场检验确认制造商在使用信息中向用户通报的遗留风险是否充分，提出的保护措施是否合理。

　　⑩ 在完成上述检验和验证的基础上，给出机械安全质量的综合结论。

　　四、机械安全的主要检验项目

　　机械安全的主要检验项目包括以下几个方面：

　　1． 机械危险的评价

　　对机械危险的评价主要包括：机械危险的防护、机械的稳定性、运转期间断裂风险的评估、物体的跌落或抛出风险的防范、是否存在由表面或棱角而产生的风险、关于组合机械的风险、刀具旋转速度变化的风险、有关运动部分风险的预防、有关运动件风险的保护措施的选择、防护装置和保护装置的有效性和可靠性、人员意外地暴露在危险环境等。

　　2． 控制系统的评价

　　对控制系统的评价主要包括：操作空间和操纵器的设计是否符合人机工效学、操纵系统的安全性和可靠性、操纵装置是否易识别并能有效的预防误操作、运动模式的选择是否具有唯一性、动力源和控制电路出现故障时的安全性、数控系统的软件更改权限和控制等。

　　3． 电气危险的评价

　　对电气系统的评价主要包括：残余电压的限制、等电位接地系统和接地的连续性、抗电强度、电气柜内部和外部布线、接线端子、IP防护等级等。

　　4． 噪声和辐射

　　噪声和辐射的检验包括：噪声的限值、激光辐射和电磁辐射等。

　　5． 维修时安全性评价

　　维修保养时的安全性评价包括：机械维护的安全性、接近操作位置和维修点适宜性、能源的断开、保护系统的断开、操作者的介入和内部清洗等。

　　6． 其他危险

　　其他危险的评价包括：静电危险、非电能源危险、装调误差危险、极端温度危险、火灾、爆炸、振动危险、粉尘、气体等发射造成的危险等。同时也包括对某种机械由于自身特性所具有的特殊风险的安全性评价。

　　7． 使用信息评价

　　使用信息评价包括：指示器的设计是否符合人类工效学、信息装置和警告装置、遗留风险的警告、标记和使用说明书等。

　　8． 卫生要求的评价

　　对于食品机械和食品包装机械等类似机械产品，还应对其是否满足卫生要求进行评价。