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工程机械危险源辨识的探讨
 
近年来,中国工程机械一直保持高速增长态势,行业发展迅猛。一方面,我国经济建设持续稳定进行,工程机械社会保有量不断增加(据不完全统计,截至2007年底工程机械社会保有量大约为180万台),另一方面,供大于求,工程机械出口量不断增加,自2006年开始我国已从工程机械贸易逆差变为贸易顺差。但是,我国工程机械乃至整个机械装备制造业,机械安全问题依然突出,各类事故时有发生,给人们的生命安全造成很大危害。在出口到欧、美、日等发达国家时必须面临CE认证等市场准入要求,而认证的核心问题便是产品是否满足使用安全要求。安全是人们最重要、最基本的生产需求,是经济和社会发展的重要指导原则,是构建和谐社会的重要内容。因此,避免和控制安全事故的发生成为现在和未来工程机械产品设计、生产、使用、维修等整个寿命周期的迫切任务。充分辨识危险源是正确进行安全风险评价的一项重要基础工作。

  “十一五”国家科技支撑计划重点项目“生命线工程和特种设备安全保障关键技术与工程示范”的子课题:《场(厂)内机动车辆安全状况综合评价方法与新技术工程应用研究》(专题编号:2006BAK02B04-0505)为我们开展对场(厂)内机动车辆进行危险源辨识和安全状况评价创造了条件。该课题的研究对于建立我国场车安全评估系统,促进场车安全技术与国际接轨,提高产品的国际竞争力具有十分重要的意义。

  1 危险源及其辨识的概念

  1.1 危险源的概念

  危险源是指一个系统中具有潜在能量和物质释放危险的、可造成人员伤害、财产损失或环境破坏的、在一定的触发因素作用下可转化为事故的部位、区域、场所、空间、岗位、设备及其位置。它的实质是具有潜在危险的源点或部位,是爆发事故的源头,是能量、危险物质集中的核心,是能量从那里传出来或爆发的地方。危险源存在于确定的系统中,不同的系统范围,危险源的区域也不同。例如,从一个车间范围来说,某台设备可能就是一个危险源,而从一个设备系统来说,可能是某个零部件就是危险源。因此,分析工程机械危险源应将其看作一个系统按不同层次来进行。 

  1.2 危险源辨识的概念

  危险源辨识是发现、识别系统中危险源的工作。这是一件非常重要的工作,它是危险源控制的基础,只有辨识了危险源之后才能有的放矢地考虑如何采取措施控制危险源。

  以前,人们主要根据以往的事故经验进行危险源辨识工作。例如,美国的海因里希建议通过与操作者交谈或到现场检查,查阅以往的事故记录等方式发现危险源。由于危险源是“潜在的”不安全因素,比较隐蔽,所以危险源辨识是件非常困难的工作。在系统比较复杂的场合,危险源辨识工作更加困难,需要许多知识和经验。下面简要阐述一下进行危险源辨识所必须的知识和经验:

  (1) 关于辨识对象系统的详细知识,诸如系统的构造、系统的性能、系统的运行条件、系统中能量、物质和信息的流动情况等;

  (2) 与系统设计、运行、维护等有关的知识、经验和各种标准、规范、规程等;

  (3) 关于辨识对象系统中的危险源及其危害方面的知识。

  1.3 危险源辨识的目的

  一般情况下,危险源辨识的目的就是通过对系统的分析,界定出系统中的哪些部分、区域是危险源,其危险的性质、危害程度、存在状况、危险源能量与物质转化为事故的转化过程规律、转化的条件、触发因素等,以便有效地控制能量和物质的转化,使危险源不致于转化为事故。可以说对机械产品进行危险源辨识的目的是为了评价其安全性。

  在我国现阶段开展危险源辨识及安全评价至少可以实现两个目的:其一,降低设备设计、生产、使用等过程中的安全风险,减少人身伤亡事故;其二,提高我国机械产品本质安全水平,增强国际竞争力。

  2 国内外机械产品危险源辨识的概况

  2.1 国外概况

  英国是最早系统地研究危险设施控制技术的国家。20世纪初至20世纪60年代国外将机械产品的安全性评价纳入产品合格认证的范畴,通过合格认证来保证机械产品的某些安全性能。1968年随着德国“GS”标志制度的建立,使德国成为世界上最早建立了相对独立的国家机械安全评价体系,并开始实施国家监督管理制度的国家。20世纪60年代初,美国也形成了以国家政府主管部门及地方主管部门为主体的分散型产品安全性评价体系。其中,美国职业安全卫生局(OSHA)等安全机构还制定、发行了各种安全检查表用于危险源辨识。

  1985年欧共体理事会批准了技术协调与标准化新方法,其核心是:在需要制定欧共体指令(技术法规)时,指令中只指出健康、安全和环境方面的基本要求,采用引用标准的方法对产品进行规定。它首次采用了欧洲标准支持的思想,使标准成为支持法规和安全监管的手段。从此,国外逐步形成了根据标准、规范、规程和安全检查表等辨识危险源的方法。

  2.2 国内概况

  20世纪90年代初,我国才开始重视危险源的辨识、评价和控制工作,并已取得了一些进展。已于2001年4月1日起实施的国家标准GBl8218-2000《重大危险源辨识》,为我国有效地控制重大危险源奠定了坚实的基础。但该标准只针对爆炸性物质、易燃物质、活性化学物质和有毒物质等4类、142种物质,并没有涉及工程机械乃至机械产品的任何规定。

  可喜的是,面对近年来机械安全问题对人身安全和财产造成的极大危害,国家安全生产监督管理总局,国家标准化管理委员会等相关部门与机构,认真贯彻“安全第一、预防为主、标本兼治”的方针,制定和发布了一系列机械安全标准和技术规范。据初步统计,截至2006年底,属于机械安全类的国家标准约300余项,行业标准约超过150余项。但值得注意的是,这几百项标准中专门用于工程机械危险源辨识的标准还没有,也就谈不上以法规——标准——危险源辨识为基础的工程机械安全评价体系。

  3 危险源辨识的方法

  3.1 危险源辨识的方法

  危险源辨识方法可以粗略地分为对照法和系统安全分析法2类。

  (1) 对照法。与有关的标准、规范、规程或经验相对照来辨识危险源。有关的标准、规范、规程,以及常用的安全检查表,都是在大量实践经验的基础上编制而成的。因此,对照法是一种基于经验的方法,适用于有以往经验可供借鉴的情况。对照法的最大缺点是,在没有可供参考的先例的新开发系统的场合没法应用,它很少被单独使用。

  (2) 系统安全分析法。系统安全分析是从安全角度进行的系统分析,通过揭示系统中可能导致系统故障或事故的各种因素及其相互关联来辨识系统中的危险源。系统安全分析方法经常被用来辨识可能带来严重事故后果的危险源,也可用于辨识没有事故经验的系统的危险源。例如,拉氏姆逊教授在没有核电站事故先例的情况下预测了核电站事故,辨识了危险源,并被以后发生的核电站事故所证实。系统越复杂,越需要利用系统安全分析方法来辨识危险源。

  3.2 危险源辨识的流程

  危险源辨识一般分为3个步骤:

  (1) 在确定的区域内辨识具体的危险源,可以从2方面着手:

  一是根据已发生过的某些事故,查找其触发因素,然后再通过触发因素找出其现实的危险源;

  二是模拟或预测系统内尚未发生的事故,追究可能引起其发生的原因,通过这些原因找出触发因素,在通过触发因素辨识出潜在的危险源。

  (2) 把通过各类事故查找出的现实危险源与辨识出的潜在危险源汇总后,得出确定的区域内的全部危险源。

  (3) 将各区域内的所有危险源归纳综合到所研究系统的危险源中。

  3.3 危险源辨识的标准依据

  国际方面,ISO作为国际标准化组织,已制定属于机械安全的标准240余项,涵盖了TC96起重机、TC101连续机械搬运设备、TC110工业车辆、TC127挖掘机械等几十个方面。

  同时,我国机械安全标准体系经过不断修改和完善已有覆盖整个机械安全类的国家和行业标准500余项。目前,在工程机械危险源辨识方面能够应用的有:GB/T 15706-1995《机械安全 基本概念与设计通则》、GB/T 16856-1997《机械安全 风险评价》、JB6030-2001《工程机械通用安全技术要求》、JB6028-1998《工程机械安全标志和危险图示通则》、GB16178-1996《厂内机动车辆安全检验技术要求》、GB7258-1997《机动车运行安全技术条件》、GB10827-1999《机动工业车辆安全规范》等等,但未能满足危险源辨识的需要,所以还采用技术、性能标准和试验方法作为辨识的补充依据。

  4 工程机械危险源的采集

  工程机械主要用于城乡建设、铁路、公路、港口码头、农田水利、电力、冶金、矿山等各项基本建设工程中,作业面临比较复杂的工作环境。因此,机器需要采集的危险源也比较多、比较复杂。从国家防范和遏制事故发生的实践看,对细节问题的把握程度决定了危险源辨识的充分性,也会影响风险评价等后续活动的有效进行。为了尽可能充分地采集工程机械危险源,我们从以下3个方面着手。

  4.1 工程机械必须采集的危险源

  (1) 机械危险源——加速、减速、活动零件、旋转零件、弹性零件、接近固定部件上的运动零件、角形部件、粗糙/光滑的表面、锐边、机械活动性、稳定性等等;

  (2) 电气危险源——带电部件、静电现象、短路、过载、电压、电弧、与高压带电部件无足够距离、在故障条件下变为带电零件等等;

  (3) 热危险源——热辐射、火焰、具有高温或低温的物体或材料等等;

  (4) 噪声危险源——作业过程、运动部件、气穴现象、气体高速泄漏、气体啸声等等;

  (5) 振动危险源——机器/部件振动、机器移动、运动部件偏离轴心、刮擦表面、不平衡的旋转部件等等;

  (6) 辐射危险源——低频率电磁辐射、无线频率电磁辐射、光学辐射(红外线,可见光和紫外线)等等;

  (7) 材料和物质产生的危险源——易燃物、可燃物、爆炸物、粉尘、烟雾、悬浮物、氧化物、纤维等等;

  (8) 与人类工效学原则有关的危险源——出入口、指示器和视觉显示单元的位置、控制设备的操作和识别费力、照明、姿势、重复活动、可见度等等;

  (9) 与机器使用环境有关的危险源——雨、雪、风、雾、温度、闪电、潮湿、粉尘、电磁干扰、污染等等;

  (10) 综合危险源——重复的活动+费力+高温环境等等。

  4.2 非常规作业产生的危险源

  纵观安监部门的人身伤亡事故统计报告发现,在非常规作业活动中发生的安全事故占有相当的比例。因此关注非常规作业,辨识非常规作业中的危险源,并进行有效的风险控制,是避免安全事故发生的关键工作之一。

  对工程机械产品而言,所谓非常规作业是指除正常工作状态外的异常或紧急作业,比较典型的有故障维修、定期保养等等作业。它与常规生产作业的最大不同之处,就是作业的不确定性和不连续性。例如:在故障维修过程中,应辨识出“有无防止设备误启动的锁止装置”这一危险源,以便采取措施避免维修人员伤亡事故的发生。

  4.3 充分考虑发生过的安全事故

  曾经发生过的安全事故给人们留下了惨痛的教训,每次事故发生后都会有相应的原因分析和预防对策。我们在进行危险源辨识时,应积极通过安监部门、行业、企业等多种渠道查找以往的事故记录,明确引发事故的安全隐患,并将其列入危险源行列,从而充分辨识危险源。

  5 对工程机械进行风险评价

  风险评价是以系统方式对与机械有关的危险进行考察的一系列逻辑步骤,是辨识危险源后对机械进行安全性评价的必经之路,也是检验危险源辨识充分与否的重要依据。图1给出了“风险减小过程迭代三步法”为我们提高工程机械产品安全水平提供了依据。

  6 加大从业人员的安全教育培训

  在工程机械发生的安全事故中,由于操作人员、驾驶人员操作失误等原因引起的事故也占到了一定比例,故进行危险源辨识时也应结合工程机械的特点,把操作人员、驾驶人员是否经过培训纳入危险源辨识中去。

  加大从业人员的安全教育和培训,将工程机械的有关操作人员纳入特种作业人员范围,严格按照有关特种作业人员的规定,实行特种作业人员操作资格制度,是有效避免人为事故发生的有效途径。

  7 小结

  在市场全球化和我国工程机械行业快速发展的背景下,工程机械产品的安全性直接影响生产企业发展、用户权益,是关系到人身安全的一个重大问题。因此,工程机械危险源辨识作为安全生产的基础工作和提高生产、管理水平的重要技术,应进入产品整个寿命周期,使危险源辨识从最初的设计贯穿到事故预防控制乃至职业安全健康。继续全面开展危险源辨识工作,尽早形成覆盖行业的辨识标准或法规,减少事故发生,共同建设和谐美好的社会,是行业同仁努力实现的目标。

 
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