2015年安全工程師輔導《技術》：機械安全生產基礎知識

　　一、內容提要：

　　檢驗應考人員對機械制造和使用過程中主要設備、場所危險因素的類型和機械本質安全要求的熟悉程度

　　二、重點、難點：

　?。ㄒ唬┝私鈾C械產品主要類別；

　?。ǘ┝私鈾C械設計本質安全要求、機器的安全裝置類型；

　　（三）熟悉鍋爐房、空壓站、煤氣站、制氧站、乙炔站危險點及通用安全技術管理要求。

　　三、內容講解：

　　機械是由若干相互聯(lián)系的零部件按一定規(guī)律裝配起來，能夠完成一定功能的裝置。機械設備在運行中，至少有一部分按一定的規(guī)律做相對運動。成套機械裝置由原動機、控制操縱系統(tǒng)、傳動機構、支承裝置和執(zhí)行機構組成。

　　機械是現(xiàn)代生產和生活中必不可少的裝備。機械在給人們帶來高效、快捷和方便的同時，在其制造及運行、使用過程中，也會帶來撞擊、擠壓、切割等機械傷害和觸電、噪聲、高溫等非機械危害。

　　機械安全的任務是采取系統(tǒng)措施，在生產和使用機械的全過程中保障工作人員安全和健康，免受各種不安全因素的危害。機械安全包括機械產品制造安全和機械設備使用安全兩大方面的內容。

　　1.1、機械產品制造安全

　　（一）機械產品主要類別

　　機械產品種類極多。機械行業(yè)的主要產品如下：

　　（1）農業(yè)機械：拖拉機、內燃機、播種機、收割機械等。

　?。?）重型礦山機械：冶金機械、礦山機械、起重機械、裝卸機械、工礦車輛、水泥設備等。

　?。?）工程機械：叉車、鏟土運輸機械、壓實機械、混凝土機械等。

　　（4）石化通用機械：石油鉆采機械、煉油機械、化工機械、泵、風機、閥門、氣體壓縮機、制冷空調機械、造紙機械、印刷機械、塑料加工機械、制藥機械等。

　?。?）電工機械：發(fā)電機械、變壓器、電動機、高低壓開關、電線電纜、蓄電池、電焊機、家用電器等。

　?。?）機床：金屬切削機床、鍛壓機械、鑄造機械、木工機械等。

　?。?）汽車：載貨汽車、公路客車、轎車、改裝汽車、摩托車等。

　?。?）儀器儀表：自動化儀表、電工儀器儀表、光學儀器、成分分析儀、汽車儀器儀表、電料裝備、電教設備、照相機等。

　?。?）基礎機械：軸承、液壓件、密封件、粉末冶金制品、標準緊固件、工業(yè)鏈條、齒輪、模具等。

　?。?0）包裝機械：包裝機械、金屬制包裝物品、金屬集裝箱等。

　?。?1）環(huán)保機械：水污染防治設備、大氣污染防治設備、固體廢物處理設備等。

　　（12）其他機械。

　　2）非機械行業(yè)的主要產品包括鐵道機械、建筑機械、紡織機械、輕工機械、船舶機械等。

　?。ǘC械安全設計與機器安全裝置

　　機械安全包括設計、制造、安裝、調整、使用、維修、拆卸等各階段的安全。安全設計可最大限度地減小風險。機械安全設計是指在機械設計階段，從零件材料到零部件的合理形狀和相對位置，從限制操縱力、運動件的質量和速度到減少噪聲和振動，采用本質安全技術與動力源，應用零部件間的強制機械作用原理，結合人機工程學原則等多項措施，通過選用適當?shù)脑O計結構，盡可能避免或減小危險；也可以通過提高設備的可靠性、操作機械化或自動化以及實行在危險區(qū)之外的調整、維修等措施，避免或減小危險。

　　1．本質安全

　　本質安全是通過機械的設計者，在設計階段采取措施來消除機械危險的一種機械安全方法。

　　1）采用本質安全技術

　　本質安全技術是指利用該技術進行機械預定功能的設計和制造，不需要采用其他安全防護措施，就可以在預定條件下執(zhí)行機械的預定功能時滿足機械自身的安全要求。包括：避免銳邊、尖角和凸出部分；保證足夠的安全距離；確定有關物理量的限值；使用本質安全工藝過程和動力源。

　　2）限制機械應力

　　機械零件的機械應力不超過許用值，并保證足夠的安全系數(shù)。

　　3）材料和物質的安全性

　　用以制造機械的材料、燃料和加工材料在使用期間不得危及人員的安全或健康。材料的力學特性，如抗拉強度、抗剪強度、沖擊韌性、屈服極限等，應能滿足執(zhí)行預定功能的載荷作用要求；材料應能適應預定的環(huán)境條件，如有抗腐蝕、耐老化、耐磨損的能力；材料應具有均勻性，防止由于工藝設計不合理，使材料的金相組織不均勻而產生殘余應力；同時，應避免采用有毒的材料或物質，應能避免機械本身或由于使用某種材料而產生的氣體、液體、粉塵、蒸氣或其他物質造成的火災和爆炸危險。

　　4）履行安全人機工程學原則

　　在機械設計中，通過合理分配人機功能、適應人體特性、人機界面設計，作業(yè)空間的布置等方面履行安全人機工程學原則，提高機械設備的操作性和可靠性，使操作者的體力消耗和心理壓力降到最低，從而減小操作差錯。

　　5）設計控制系統(tǒng)的安全原則

　　機械在使用過程中，典型的危險工況有：意外啟動、速度變化失控、運動不能停止、運動機械零件或工件脫落飛出、安全裝置的功能受阻等?？刂葡到y(tǒng)的設計應考慮各種作業(yè)的操作模式或采用故障顯示裝置，使操作者可以安全地處理。

　　6）防止氣動和液壓系統(tǒng)的危險

　　采用氣動、液壓、熱能等裝置的機械，必須通過設計來避免由于這些能量意外釋放而帶來的各種潛在危害。

　　7）預防電氣危害

　　用電安全是機械安全的重要組成部分，機械中電氣部分應符合有關電氣安全標準的要求。預防電氣危害應注意防止電擊、短路、過載和靜電。

　　設計中，還應考慮到提高設備的可靠性，降低故障率，以降低操作者查找故障和檢修設備的概率；還應采用機械化和自動化技術，盡量使操作人員遠離有危險的場所；還應考慮到調整、維修的安全，以減少操作者進入危險區(qū)的需要。

　　2）失效安全

　　設計者應該保證當機器發(fā)生故障時不出危險。相關裝置包括操作限制開關、限制不應該發(fā)生的沖擊及運動的預設制動裝置、設置把手和預防下落的裝置、失效安全的限電開關等。

　　3）定位安全

　　把機器的部件安置到不可能觸及的地點，通過定位達到安全。但設計者必須考慮到在正常情況下不會觸及到的危險部件，而在某些情況下可能會接觸到，例如登著梯子對機器進行維修等情況。

　　4）機器布置

　　車間合理的機器安全布局，可以使事故明顯減少。安全布局時要考慮如下因素：

　?。?）空間：便于操作、管理、維護、調試和清潔。

　　（2）照明：包括工作場所的通用照明（自然光及人工照明，但要防止炫目）和為操作機器而特需的照明。

　?。?）管、線布置：不要妨礙在機器附近的安全出入，避免磕絆，有足夠的上部空間。

　?。?）維護時的出入安全。

　　5．機器安全裝置

　　1）固定安全裝置

　　在可能的情況下，應該通過設計設置防止接觸機器危險部件的固定安全裝置。裝置應能自動地滿足機器運行的環(huán)境及過程條件。裝置的有效性取決于其固定的方法和開口的尺寸，以及在其開啟后距危險點應有的距離。安全裝置應設計成只有用諸如改錐、扳手等專用工具才能拆卸的裝置。

　　2）連鎖安全裝置

　　連鎖安全裝置的基本原理：只有當安全裝置關合時，機器才能運轉；而只有當機器的危險部件停止運動時，安全裝置才能開啟。連鎖安全裝置可采取機械的、電氣的、液壓的、氣動的或組合的形式。在設計連鎖裝置時，必須使其在發(fā)生任何故障時，都不使人員暴露在危險之中。

　　3）控制安全裝置

　　要求機器能迅速地停止運動，可以使用控制裝置。控制裝置的原理：只有當控制裝置完全閉合時，機器才能開動。當操作者接通控制裝置后，機器的運行程序才開始工作；如果控制裝置斷開，機器的運動就會迅速停止或者反轉。通常，在一個控制系統(tǒng)中，控制裝置在機器運轉時不會鎖定在閉合的狀態(tài)。

　　4）自動安全裝置

　　自動安全裝置的機制是把暴露在危險中的人體從危險區(qū)域中移開。它僅能使用在有足夠的時間來完成這樣的動作而不會導致傷害的環(huán)境下，因此，僅限于在低速運動的機器上采用。

　　5）隔離安全裝置

　　隔離安全裝置是一種阻止身體的任何部分靠近危險區(qū)域的設施，例如固定的柵欄等。

　　6）可調安全裝置

　　在無法實現(xiàn)對危險區(qū)域進行隔離的情況下，可以使用部分可調的固定安全裝置。這些安全裝置可能起到的保護作用在很大程度上有賴于操作者的使用和對安全裝置正確的調節(jié)以及合理的維護。

　　7）自動調節(jié)安全裝置

　　自動調節(jié)裝置由于工件的運動而自動開啟，當操作完畢后又回到關閉的狀態(tài)。

　　8）跳閘安全裝置

　　跳閘安全裝置的作用是，在操作到危險點之前，自動使機器停止或反向運動。該類裝置依賴于敏感的跳閘機構，同時也有賴于機器能夠迅速停止（使用剎車裝置可能做到這一點）。

　　9）雙手控制安全裝置

　　這種裝置迫使操縱者要用兩只手來操縱控制器。但是，它僅能對操作者而不能對其他有可能靠近危險區(qū)域的人提供保護。因此，還要設置能為所有的人提供保護的安全裝置。當使用這類裝置時，其兩個控制之間應有適當?shù)木嚯x，而機器也應當在兩個控制開關都開啟后才能運轉，而且控制系統(tǒng)需要在機器的每次停止運轉后重新啟動。

　　【例題】以下有關連鎖安全裝置說法正確的是：▁▁.（ ）

　　A. 只有當安全裝置關合時，機器才能運轉

　　B. 當安全裝置關合時，機器不能運轉

　　C. 只有當機器的危險部件停止運動時，安全裝置才能開啟

　　D. 當機器的危險部件停止運動時，安全裝置不能開啟

　　【答案】 A C

　?。ㄈC械生產動力設施危險點及通用安全技術管理

　　為機械生產過程提供動力的設施簡稱動力站房。主要有：鍋爐與輔機、煤氣站、制氧站、空壓站、乙炔站、變配電站等。鍋爐與輔機安全技術見特種設備章節(jié)相關內容，下文介紹其他機械動力設施危險點及安全技術。

　　1．煤氣站安全技術

　　本內容適用于工業(yè)企業(yè)內部的煤氣站，天然氣和煤氣儲配站。

　　1）危險點概述

　　煤氣站是制取煤氣的場所。由于煤氣屬于有毒和易燃、易爆氣體，所以易導致中毒事故及火災爆炸事故。

　　2）安全技術管理要求

　?。?）煤氣站及煤氣發(fā)生爐：

　　①煤氣站房的設計必須符合國家規(guī)定要求。

　?、诿簹馍a設備應采用專業(yè)廠家生產的產品，安全可靠、技術資料齊全。

　　③煤氣發(fā)生爐的看火孔蓋應嚴密，看火孔及加煤裝置應氣密完好。

　?、軒в兴椎拿簹獍l(fā)生爐用水水質應滿足規(guī)定要求。

　?、菝簹獍l(fā)生爐空氣進口管道上必須設控制閥和逆止閥，且靈活可靠；管道末端應設防爆閥和放散閥。

　　⑥煤氣發(fā)生爐各級水封（最大放散閥、雙聯(lián)豎管、爐底等水封）均應保持有效水位高度，且溢流正常。

　?、呙簹鈨艋O施應保持良好的凈化狀態(tài)，電除塵器入口、出口應設可靠的隔斷裝置。

　?、嗨簹狻胨簹獾暮趿窟_到1％時必須停爐。

　?、嵴羝麉R集器的安全裝置應齊全有效。

　?、庹羝麉R集器宜設置自動給水裝置。

　?。?）儀表信號及安全裝置：

　　①各種儀表、信號、連鎖裝置應完好有效。

　?、诎l(fā)生爐出口處應設置聲光報警裝置。排送機與鼓風機應連鎖。

　?。?）電氣：

　?、倜簹馀潘蜋C間、煤斗間的電器應滿足防爆要求。

　?、诠娘L機與排風機安裝在同一房間內時，電器均應滿足防爆要求。

　?、勖簹庹緫哂袃陕冯娫垂╇?。兩路電源供電有困難時，應采取防止停電的安全措施，并設置事故照明。

　?。?）煤氣站的生產、輸送系統(tǒng)均應按規(guī)定設置放散管，且放散管至少應高出廠房頂4 m以上，并具備防雨和可靠的防傾倒措施。

　　2．制氧站安全技術

　　本內容適用于采用空氣液化分離法生產、貯存及罐裝氣瓶的制氧站（房）。

　　1）危險點概述

　　氧的化學性質非常活潑，能助燃。其強烈的氧化性又能促進一些物質自燃，是構成物質燃燒爆炸的基本要素之一。在氧氣的制取、貯存及罐裝過程中均存在相當大的危險性。

　　2）安全技術管理要求

　?。?）站（房）建筑的布局應符合如下要求：

　?、倏辗衷O備的吸氣口應超出制氧（站）屋檐1 m以上且離地面鉛垂高度必須大于10 m.空氣應潔凈，其烴類雜質應控制在允許極限范圍內。

　?、讵毩⒄荆ǚ浚?、灌瓶間、實瓶間、貯氣囊間應有隔熱措施和防止陽光直射庫內的措施。

　?、圪A瓶間應為單層建筑，地面應平整、防滑、耐磨和不產生撞擊火花。

　?。?）設備設施：各種工藝設備均應完好；設備冷卻系統(tǒng)、潤滑系統(tǒng)運行正常；空分系統(tǒng)中應無積炭，并定期檢查；安全裝置齊全可靠，指示儀器（表）靈敏；空分裝置中的乙炔、碳氫化合物以及油含量應定期監(jiān)測分析，并做好記錄；凡與純氧接觸的工具、物質嚴禁粘附油脂；管道系統(tǒng)應符合有關規(guī)定；氣體排放管應引到室外安全地點，并有警示標記；氧氣排放管應避開熱源和采取防雷措施；氮氣排放管應有防止人員窒息的措施；壓力容器應符合規(guī)程要求；立式浮頂罐應無嚴重腐蝕，升降裝置靈活，水封可靠且有極限高、低位置聯(lián)鎖；橡膠貯氣囊的水封及防止超壓裝置均應完好可靠。

　?。?）瓶庫：

　　①實瓶庫存量不應超過2 400只。

　　②空、實瓶同庫存放時，應分開放置，其間距至少1．5 m以上，且有明顯標記和可靠的防傾倒措施。

　　（4）消防設施：

　?、傧涝O施應齊全完備，配置合理。

　?、谡緟^(qū)外圍應設高度不低于2 m的圍墻或柵欄。

　　③防火間距內無易燃物、毒物堆積。

　?、芟劳ǖ罆惩o阻。

　　⑤合理布置醒目的安全標志。

　　3．空壓站安全技術

　　1）危險點概述

　　空壓站是企業(yè)中向各個用氣點輸送一定壓力空氣的部門。在空壓站內，壓縮機將空氣壓縮成具有一定壓力的氣體貯存到貯氣罐中，這時貯氣罐就成了一個具有爆炸危險的容器。在壓力容器爆炸事故中，壓縮空氣罐發(fā)生事故的為數(shù)不少。如果空氣貯氣罐質量低劣、檢驗保養(yǎng)不利而帶病運行，將存在著較大的危險性。

　　2）安全技術管理要求

　　（1）技術資料齊全：

　?、倏諝鈮嚎s機及貯氣罐出廠資料包括：產品制造許可證，質量證明書合格證，受壓元件強度計算書，安全閥排放量計算書，安裝使用說明書等。

　?、诎础秹毫θ萜靼踩O(jiān)察規(guī)程》規(guī)定要求建立壓力容器的檔案和管理卡，進行定期檢驗并在檢驗周期內使用，檢驗報告資料齊全。

　?。?）安全閥、壓力表：安全閥、壓力表靈敏可靠，并定期校驗。貯氣罐上的安全閥和壓力表經風吹雨打很容易銹蝕，失去其可靠性，因此要求每年檢驗一次并鉛封，還要做好記錄和簽名。

　?。?）安全防護：

　?、倏諌簷C皮帶輪防護罩可靠?？諝鈮嚎s機的動力傳遞大多數(shù)是靠皮帶傳動的，傳動中速度很快，而且皮帶較長，活動的范圍較大，皮帶與傳動輪的入角處非常危險，如果沒有防護罩，會造成操作工被皮帶輪卷入的危險。要求將皮帶輪的運動范圍圍住，保證操作工在進行巡視檢查時衣袖不會被卷入。

　?、诓僮鏖g噪聲低于85 dB，并應有噪聲監(jiān)測部門的測試報告。

　?。?）貯氣罐：

　?、儋A氣罐無嚴重腐蝕。貯氣罐大多設置在露天，周圍環(huán)境較差，容易發(fā)生腐蝕現(xiàn)象。腐蝕的結果使壁厚變薄，降低承壓能力；腐蝕嚴重的能導致貯氣罐爆炸。要求每年對貯氣罐進行一次除銹刷漆的保養(yǎng)，進行測厚并記錄，尤其對貯氣罐的下部要特別注意。

　?、谫A氣罐支承平穩(wěn)、焊接處無裂紋，運行中無劇烈晃動。壓縮機出口的壓縮空氣流是脈沖的，進入貯氣罐后進行一次緩沖，待平穩(wěn)以后再輸送到用氣點。由于貯氣罐受到脈沖壓力，使罐體產生晃動；如果支撐不牢，將加劇罐體的晃動?；蝿拥慕Y果使得罐體與支承的焊接處因疲勞而被拉裂。

　　4.乙炔發(fā)生站安全技術

　　本內容適用于電石為原料制取乙炔氣的乙炔發(fā)生站（房）。

　　1）危險點概述

　　乙炔發(fā)生站在沒有條件使用乙炔瓶的企業(yè)中應用比較廣泛，以集中為生產一線提供乙炔氣體。但是由于乙炔氣體具有的爆炸極限范圍寬、爆炸下極限低、點火能量小等危險特性，極易導致火災爆炸事故。

　　2）安全技術管理要求

　　（1）乙炔站（房）的設計應符合要求。

　　（2）建立健全的安全管理規(guī)章制度：

　?、俪觥⑷胝荆ǚ浚┍仨毜怯?，交出火種，穿戴必須符合規(guī)定。

　　②嚴格執(zhí)行巡回檢查制度，記錄齊全可靠。

　　（3）應建立各種相應的安全技術資料檔案。

　　（4）管道系統(tǒng)：

　?、俟艿馈㈤y門應嚴密可靠。與乙炔長期接觸的部件，其材質含銅量應為不低于70％的銅合金。

　　②管道應有良好的導出靜電的措施，應有定期測試記錄。

　?、酃艿老到y(tǒng)必須合理設置回火防止器，并保證可靠有效。

　　（5）電石庫房及破碎系統(tǒng)：

　?、賻旆繎弦?guī)定，通風良好，保持干燥，嚴禁積水、漏雨及潮濕。

　?、陔娛皯３謬烂?，不允許空氣與桶內電石長期接觸。

　?、廴肆ζ扑殡娛瘯r，應穿戴好勞動防護用品；機械破碎電石時，應采用除塵裝置，并及時清除粉末狀電石，且按規(guī)定采用電石入水法妥善處理。

　?、茉O置中間電石庫及破碎間時，應采取防潮措施。

　　（6）安全措施：

　?、僖胰舶l(fā)生系統(tǒng)檢修前必須采用惰性介質進行徹底置換，采樣化驗合格后方可進行檢修。

　?、诘蛪阂胰舶l(fā)生器平衡閥應完好、標志明顯和有防誤操作的措施。

　?、鄹⊥彩綒夤駪泻蜆O限位置連鎖的報警裝置，并根據環(huán)境條件設置噴淋裝置。

　?、苷痉績鹊碾娖?、儀器（表）必須滿足防爆要求。

　?、莅踩b置均應靈敏可靠、完好有效，按規(guī)定進行定期檢驗、檢查并有記錄。

　?、薹览状胧弦?。

　　（7）消防設施：

　?、俸侠砼鋫湎榔鞑模行涯康闹甘緲酥?。

　?、谙劳ǖ罆惩o阻，最好為環(huán)形布置。

　　③嚴禁使用水、泡沫滅火器撲救電石著火，嚴禁四氯化碳等鹵族類物質進入站（房）。

　　【例題】煤氣站的放散管至少應高出廠房頂▁▁m以上，并具備防雨和可靠的防傾倒措施。（ ）

　　A. 2

　　B. 3

　　C. 4

　　D. 5

　　【答案】 C

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