„Ide kell egy védőburkolat.”
A gépek kockázatcsökkentése sok tervezési megbeszélésen pontosan így indul. Van egy mozgó elem, van zúzási pont, behúzás vagy elkapás lehetősége, tehát jön a reflex: védőburkolat, reteszelés, fényfüggöny.
Lehet, hogy tényleg kelleni fog. Csakhogy ezen a ponton ezt még nem tudjuk.
Mielőtt műszaki védőintézkedésekben gondolkodunk, az ISO 12100 először magára a gépre kérdez rá. Megváltoztatható-e az alkatrészek egymáshoz viszonyított helyzete úgy, hogy ne legyen zúzási pont? Lekerekíthető vagy visszahajtható-e az éles él? Tényleg ekkora tömeg, sebesség, nyomás, hőmérséklet vagy tárolt energia kell a folyamathoz? Lehet-e más anyaggal vagy technológiával csökkenteni a zajt, a rezgést, a port vagy a gyulladás kockázatát?
És néha a kellemetlenebb kérdés a helyes: nem egy alkatrész a baj, hanem az egész gépkoncepció.
Lehet, hogy a tömegeloszlást kell áttervezni. Más hajtástechnikát választani. A kezelőszerveket új helyre tenni. A kenési és beállítási pontokat kivinni a veszélyes téren kívülre. A lekapcsolás után megmaradó energiát automatikusan levezetni.
Ezek az önmagukban biztonságos konstrukciós megoldások. Az ISO 12100 szerinti első és legerősebb lépés. Közös bennük, hogy nem csak elválasztják az embert a meglévő veszélytől. Megváltoztatják a gépet, a paramétereit vagy az emberrel való együttműködését úgy, hogy a veszély eltűnjön, vagy a hozzá tartozó kockázat kisebb legyen.
Gépek kockázatcsökkentése: az első lépés nem a jobb védőburkolat
Az első hiba már a beszédmódunkban megjelenik.
„Terveztünk rá védőburkolatot.” „Kapott reteszelést.” „Betettünk egy fényfüggönyt.” „Biztonsági vezérlést alkalmaztunk.”
Ezek lehetnek jó, szükséges, sőt kötelező megoldások. Akár már az első 3D modellben is szerepelhetnek. Ettől még nem válnak az első lépés részévé.
A védőburkolat nem lesz önmagában biztonságos konstrukciós megoldás csak azért, mert a géppel együtt rajzolták meg.
Az ISO 12100 nagyon világosan szétválasztja a fogalmakat. Az önmagukban biztonságos konstrukciós megoldások a gép szerkezeti vagy üzemi jellemzőinek megváltoztatásával szüntetik meg a veszélyt, vagy csökkentik a kockázatot. A védőburkolat és a védőberendezés ezzel szemben olyan veszélyhez tartozó kockázatot kezel, amelyet konstrukcióval nem sikerült megszüntetni vagy kellően csökkenteni.
A különbség tehát nem az, hogy mikor került be a megoldás a tervbe. Nem is az, hogy drága volt-e. A kérdés egyszerűbb és keményebb: mi változott ténylegesen a gépen?
Eltűnt a zúzási pont? Kisebb lett a mozgó elem energiája? Megszűnt az éles él? Csökkent az emisszió a forrásnál? A rendszer biztonságosan viselkedik energia-kimaradás után? A kezelőnek továbbra is be kell nyúlnia a veszélyes térbe?
Ha a veszély változatlan maradt, és az új megoldás csak megakadályozza vagy felügyeli a hozzáférést, akkor legtöbbször már a második lépésben járunk.
Vegyünk egy egyszerű mechanizmust, ahol két alkatrész zúzási pontot alkot. Körbeépíthetjük védőburkolattal, és reteszelhetjük a burkolat helyzetét. De előbb meg kell nézni, megváltoztatható-e a két alkatrész egymáshoz viszonyított helyzete. Lehet-e a rést akkorára növelni, hogy az adott testrész zúzódás nélkül elférjen? Vagy annyira csökkenteni, hogy az adott testrész be se férjen?
Az első esetben az embert védjük a meglévő zúzási ponttól. A másodikban a zúzási pontot szüntetjük meg a geometria segítségével.
Ez nem szőrszálhasogatás. Ez a gépbiztonság egyik alapvonala.
„A geometria kész, most tegyük rá a biztonságot”
Ez az a mondat, amelynél sok projekt csendben rossz irányba fordul.
A mechanikai modell jóváhagyva. A mozgástartományok rögzítve. A munkahengerek kiválasztva. A szerkezet már kint van ajánlatkérésen. És csak ekkor nézi meg valaki, hogyan fér hozzá a kezelő, hol vannak zúzási, vágási, ütési vagy behúzási pontok.
A geometriához már senki sem akar nyúlni. Jön tehát a megszokott tűzoltás: védőburkolat, elkerítés, reteszelés, fényfüggöny.
Az ISO 12100 ennek pontosan az ellenkezőjét várja. A 6.2.2.1 pont szerint a gép alakja és az alkatrészek egymáshoz viszonyított helyzete az első területek közé tartozik, ahol a veszélyek megszüntetését keresni kell.
Ha két mozgó elem zúzási pontot hoz létre, a tervező első dolga nem az, hogy kerítést rajzol köré. Először azt kell megvizsgálnia, hogy a két elem viszonya megváltoztatható-e. A cél nem az, hogy a kezelőt biztonsági távolsággal távol tartsuk a veszélytől. A cél az, hogy a gép saját geometriájában ne legyen ott az a veszély.
Ugyanez igaz az éles élekre, sarkokra, kiálló részekre, érdes felületekre és olyan nyílásokra, ahol testrész vagy ruházat beszorulhat. Ha egy lemezél tompítható, visszahajtható vagy lefedhető, akkor nehéz megvédeni azt a megoldást, hogy az élt bent hagyjuk, majd a használati utasításba beleírjuk: „vigyázat, éles perem”.
Ha az élnek nem kell élesnek lennie, akkor az éles él nem oktatási feladat. Tervezési hiba.
A gép alakja a láthatóságot is eldönti. Ha a biztonságos üzemeltetéshez a kezelőnek látnia kell a munkateret vagy a veszélyes teret, akkor tényleg látnia kell a kezelőhelyről. A holtteret nem javítja meg az utasítás, hogy indítás előtt fokozott óvatossággal kell eljárni.
Először a gép alakját, a kezelőhely pozícióját és az elemek elrendezését kell vizsgálni. Ha közvetlen rálátás nem biztosítható, akkor lehet szó közvetett látást segítő megoldásokról, például megfelelően elhelyezett tükrökről vagy kamerás rendszerekről. De ez már válasz egy bizonyított korlátra, nem menekülőút a kényelmetlen áttervezés elől.
A geometria a testhelyzetet is meghatározza. Eléri a kezelő a kezelőszerveket anélkül, hogy a veszélyes tér fölé hajolna? A beállítási pont eléréséhez be kell dugnia a kezét mozgó mechanizmusok közé? A gép olyan testhelyzetbe kényszeríti, ahonnan nehezebb biztonságosan mozdulni vagy gyorsan visszalépni?
Ez nem ergonómiai díszítés. Ez kockázatcsökkentés konstrukcióval.
Gépek kockázatcsökkentése: nem minden kezelői feladatot kell biztonságosabbá tenni
Az ISO 12100 5.4 pontja előírja, hogy a veszélyazonosítás során meg kell határozni a gép műveleteit és az ember feladatait a teljes életciklusban. Anyagadagolás. Késztermék elvétele. Beállítás. Tisztítás. Elakadás megszüntetése. Hibakeresés. Karbantartás. Átállás.
Itt könnyű belelépni a csapdába. Ha a feladat felkerült a listára, rögtön azt keressük, hogyan végezheti el biztonságosan a kezelő. Üzemmód, védőburkolat, reteszelés, engedélyező kapcsoló, LOTO, eljárásrend.
Csakhogy a feladatlista nem szentírás. Nem feltétlenül a végleges gépet írja le. Csak azt mutatja meg, hogy az adott tervváltozatban hogyan érintkezik az ember a géppel.
Minden feladathoz oda kell tenni még egy kérdést: a végleges konstrukcióban ennek a feladatnak egyáltalán léteznie kell?
1. példa: a kezelő „csak megigazítja” az anyagot
Két szállítószakasz között az anyag időnként rosszul áll be. A kezelő észreveszi, odalép, kézzel megigazítja. Pár másodperc. Nem hiba, nem hivatalos átállás, csak egy apró mozdulat.
Csakhogy ez az apró mozdulat abba a térbe viszi az embert, ahol a szállító, a tolóelem vagy egy másik mechanizmus megindulhat. A kockázatértékelésben megjelenik a feladat: elakadás megszüntetése vagy anyaghelyzet korrigálása.
A kézenfekvő válasz? Zárjuk le a hozzáférést. Tegyünk rá reteszelést. Adjunk kézi üzemmódot. Írjuk le a biztonságos elakadáselhárítást.
Lehet, hogy ezek közül később több is kell. De előbb jön a kényelmetlen kérdés: miért áll be rosszul az anyag?
Rés vagy szintkülönbség van a szállítók között? A vezetők a teljes mérettartományban megtartják az anyagot? A sebességek össze vannak hangolva? A hirtelen gyorsítás forgatja vagy borítja a terméket? Felismerhető és automatikusan kiselejtezhető a rosszul álló darab, mielőtt elakadást okoz?
Ha a beavatkozás oka a gyenge adagolási megbízhatóság, akkor először ezen kell dolgozni. Az ISO 12100 6.2.13 pontja is erre mutat: a berendezés nagyobb megbízhatósága csökkenti a beavatkozást igénylő események számát, így az ember veszélynek való kitettségét is.
Nem biztonságosabb anyagigazítást terveztünk. Megszüntettük annak okát, hogy a kezelőnek egyáltalán igazítania kelljen.
2. példa: az érzékelőt a veszélyes térben kell állítani
A gép többféle anyaggal dolgozik. A kiválasztott érzékelő nem fedi le a teljes szükséges érzékelési tartományt, vagy anyagtípusonként át kell állítani a helyzetét. Átálláskor a kezelő bemegy a veszélyes térbe, és kézzel szabályozza az érzékelőt.
A kockázatértékelésben megjelenik egy új feladat: az érzékelő helyzetének beállítása anyagváltáskor.
Természetesen lehet biztonságos belépést tervezni. Gépet leállítani. Újraindítást megakadályozni. Speciális üzemmódot és átállási eljárást készíteni.
De tényleg ez az első válasz?
Ha a gép rendeltetésszerűen több anyagtípussal dolgozik, akkor ezek az anyagjellemzők a gép korlátai közé tartoznak. Az érzékelési rendszert a teljes előrelátható tartományra kell kiválasztani, nem csak egy kényelmes változatra.
Az első lehetőség tehát olyan érzékelő vagy érzékelési technika alkalmazása, amely a tényleges folyamatban lefedi az összes tervezett anyagot. Ez az ISO 12100 6.2.4 pontjának logikája: megfelelő technikát kell választani.
Ha egyetlen fix érzékelési tartomány nem reális, még mindig meg kell kérdezni: az állításnak tényleg az érzékelőnél kell történnie? A beállító mechanizmus kivezethető a veszélyes téren kívülre. A kezelő biztonságos helyről végezheti el az átállást. Ez közvetlenül illeszkedik a 6.2.15 pont szelleméhez: a beállítási és karbantartási pontokat lehetőség szerint a veszélyes tereken kívül kell elhelyezni.
Néha a legjobb átállási kockázatcsökkentés nem a biztonságosabb belépés. Hanem az, hogy nincs miért belépni.
Gépek kockázatcsökkentése a gyakorlatban: mit változtass meg a gépen?
Az ISO 12100 6.2 pontja nem ad egyetlen varázsmegoldást minden veszélyre. Viszont nagyon konkrét területeket jelöl ki, ahol a tervezőnek keresnie kell a veszély megszüntetését vagy a kockázat csökkentését konstrukcióval.
Az alábbi táblázat nem azt mondja, hogy a védőburkolat, a biztonsági funkció vagy az eljárás rossz. Sokszor később ezekre is szükség lesz. A lényeg az, hogy ne ezekkel kezdjünk, amíg az első lépés lehetőségeit nem vizsgáltuk meg tisztességesen.
| Mielőtt rögtön ezt tennéd… | Ezt vizsgáld meg az első lépésben… | Gyakorlati példa |
|---|---|---|
| utasítod a kezelőt, hogy figyelje pontosan a teret | valóban biztosítja-e a konstrukció a rálátást | a gépalak vagy a kezelőhely módosítása, holtterek csökkentése, megfelelően elhelyezett tükör vagy kamera |
| elkeríted a zúzási pontot | megszüntethető-e geometriával | a rés növelése, hogy az adott testrész ne zúzódjon, vagy csökkentése, hogy be se férjen |
| feliratozod az éles élt | kell-e annak az élnek élesnek lennie | lemezél tompítása, visszahajtása, csővég lezárása |
| biztonságos benyúlási utasítást írsz | a gép alakja biztosít-e jó testhelyzetet és hozzáférést | kezelőszervek áthelyezése, hajolás és mozgó részek közé nyúlás megszüntetése |
| védőzónát jelölsz ki a mozgó elem köré | csökkenthető-e az erő, tömeg, sebesség vagy energia | kisebb munkahenger, alacsonyabb nyomás, könnyebb mozgó elem, a folyamathoz ténylegesen szükséges sebesség |
| burkolod a zajforrást vagy hallásvédőt adsz | csökkenthető-e a zaj a forrásnál | hajtás, fordulatszám, merevség, kötési mód vagy technológiai paraméter módosítása |
| elszigeteled a kezelőt a rezgéstől | megváltoztatható-e maga a rezgésforrás | kiegyensúlyozás, tömegeloszlás, frekvencia vagy amplitúdó módosítása |
| elszívást tervezel a porra | csökkenthető-e a porképződés | por helyett granulátum, csiszolás helyett más megmunkálás, zártabb anyagkezelés |
| árnyékolod a sugárforrást | szükséges-e a forrás, és tényleg ekkora teljesítmény kell-e | forrás elhagyása, teljesítmény csökkentése, nyaláb célra fókuszálása |
| figyelmeztetsz a szerkezeti törés következményeire | megfelelő-e a méretezés, az anyag és a biztonsági tényező | korrózió, öregedés, kopás, ridegedés, gyúlékonyság és ciklikus terhelés figyelembevétele |
| veszélyes technológiát védesz körbe | választható-e más technika | pneumatikus helyett villamos hajtás, mechanikus vágás helyett vízsugaras technológia, gyulladáspont alatti folyamat |
| külön szervizeljárást írsz | karbantartható-e a gép életszerűen | emberi méretek, ruházat és szerszámok figyelembevétele, speciális szerszámok számának csökkentése |
| oktatással próbálod elkerülni a kezelői hibát | a gép és az ember kapcsolata nem provokálja-e a hibát | egyértelmű HMI, jól azonosítható kezelőszervek, megfelelő munkapozíció, az automata ciklus által diktált veszélyes ritmus kerülése |
| riasztást teszel a nyomástúllépésre | a rendszer eleve meg tudja-e akadályozni a veszélyes nyomásnövekedést | helyesen méretezett nyomáshatárolás, előrelátható ingadozásokra méretezett szerkezet |
| figyelmeztetsz a lekapcsolás után megmaradó energiára | levezethető-e automatikusan | tartály vagy akkumulátor automatikus ürítése, maradéknyomás ellenőrzött levezetése |
| vészleállítással kezeled a kiszámíthatatlan viselkedést | a vezérlőrendszer biztonságosan viselkedik-e | nincs mozgás feszültség alá helyezéskor, nincs önműködő újraindulás, teher megtartása energia-kimaradáskor |
| csak a biztonsági vezérlőre koncentrálsz | a funkció minden része megfelelő megbízhatóságú-e | előrelátható meghibásodási mód, redundancia, hibafelismerés, eltérő megoldások alkalmazása |
| gyakori hibák elhárítására eljárást készítesz | csökkenthető-e a beavatkozást igénylő események száma | anyagvezetés javítása, elakadások megszüntetése, tartósabb komponensek, védelem megkerülése nélkül használható diagnosztika |
| véded a kézi beadagolást vagy kivételt | gépesíthető vagy automatizálható-e a művelet | szállító, manipulátor, tolóelem, csúszda, hibásan álló anyag automatikus kiejtése |
| biztonságos belépést tervezel egy állítható elemhez | az állítás megszüntethető vagy kívülről végezhető-e | teljes anyagtartományt lefedő érzékelő, vagy a beállító mechanizmus kivezetése a veszélyes téren kívülre |
| belépést biztosítasz egy kenési ponthoz | annak a pontnak tényleg bent kell-e lennie | kenővezeték, központi kenés, kívülről elérhető karbantartási pont |
| gyakori hibák elhárítására eljárást készítesz | csökkenthető-e a beavatkozást igénylő események száma | anyagvezetés javítása, elakadások megszüntetése, tartósabb komponensek és a védelem megkerülését nem igénylő diagnosztika |
| véded a kézi beadagolást vagy kivételt | gépesíthető vagy automatizálható-e a művelet | szállító, manipulátor, tolóelem, csúszda vagy hibásan álló anyag automatikus kiejtése |
| biztonságos belépést tervezel egy állítható elemhez | az állítás megszüntethető vagy kívülről végezhető-e | teljes anyagtartományt lefedő érzékelő, vagy a beállító mechanizmus kivezetése a veszélyes téren kívülre |
| belépést biztosítasz egy kenési ponthoz | annak a pontnak a zónán belül kell-e lennie | kenővezeték, központi kenés vagy kívülről elérhető karbantartási pont |
A táblázat nem kipipálandó varázslista. Nem minden módszer lesz lehetséges. Egy módosítás új veszélyt is létrehozhat, vagy ronthatja a gép alapfunkcióját. De ezek azok a kérdések, amelyeknek el kell hangozniuk, mielőtt átlépünk a második lépésbe.
Minden alkalmazott megoldás után érdemes feltenni egy ellenőrző kérdést: mit változtattunk meg valójában? A veszélyt? A kockázat nagyságát? Vagy csak az ember hozzáférését a veszélyes helyhez?
Ha az egyetlen válasz az, hogy „adtunk hozzá védőburkolatot és biztonsági funkciót”, akkor egy védőintézkedést írtunk le. De még nem bizonyítottuk, hogy az első lépést elvégeztük.
Mikor jöhet a második lépés?
Az első lépés fontosságából könnyű rossz következtetést levonni: ha egy gépen védőburkolat van, akkor a tervező hibázott.
Nem. Ez így hamis.
Vannak veszélyek, amelyeket nem lehet megszüntetni a gép alapfunkciójának elvesztése nélkül. A vágószerszámnak élesnek kell maradnia. A présnek létre kell hoznia a technológiához szükséges erőt. A munkadarabnak mozognia kell. A folyamat okozhat zajt, port vagy magas hőmérsékletet.
Az első lépés tehát nem mindig tünteti el a veszélyt. De a kockázatot addig kell csökkentenie, ameddig az gyakorlatilag megvalósítható.
Csökkenthetjük a mozgási energiát, de nem addig, hogy a gép már ne végezze el a munkáját. Módosíthatjuk a geometriát, de nem biztos, hogy minden veszélyes hely eltűnik. Csökkenthetjük a kezelői beavatkozások számát, de maradhat tisztítás, karbantartás és nem tervezett folyamat-zavar.
Ilyenkor jön az ISO 12100 szerinti második lépés: műszaki védőintézkedések és kiegészítő védőintézkedések alkalmazása.
De nem akkor, amikor a védőburkolat a legkényelmesebb válasz. Hanem akkor, amikor a veszély megszüntetése vagy a kockázat kellő csökkentése konstrukcióval már nem gyakorlatilag megvalósítható.
A „nem lehet” és a „már nem akarjuk átírni a tervet” között szakadék van.
Mielőtt a második lépésre hivatkozunk, érdemes végigmenni ezen a rövid ellenőrzésen:
- figyelembe vettük a gép minden üzemmódját és életciklus-szakaszát?
- elemeztük az ember minden előrelátható beavatkozását?
- megvizsgáltuk a geometria, energia, anyag és technológia módosítását?
- csökkentettük az elakadások, hibák és hozzáférést igénylő események számát?
- a beállítási és karbantartási pontokat ki lehetett vinni a veszélyes téren kívülre?
- az alkalmazott módosítás nem hozott létre új veszélyt?
- a megoldás nem rontotta úgy a használhatóságot, hogy a kezelő majd meg akarja kerülni?
Ez az utolsó pont különösen fontos. A rosszul használható biztonsági megoldás veszélyes kompromisszum. Ha lassítja a normál munkát, ellehetetleníti az átállást, vagy életszerűtlenné teszi egy tipikus zavar elhárítását, akkor megkerülésre csábít. És a megkerült védelem a valós üzemben nem védelem, csak dokumentációs dekoráció.
A kockázatértékelés nem ér véget egy megoldás kiválasztásával. Az ISO 12100 5.6 pontjának logikája szerint minden lépés után újra ellenőrizni kell, hogy a kockázat kellően csökkent-e, és nem jelentek-e meg új veszélyek.
A geometria módosítása javíthatja a biztonságot, de ronthatja a karbantarthatóságot. Az automatikus adagolás megszüntetheti a kézi beadagolást, de új zúzási pontot hozhat létre. A kívülre vezetett beállítás csökkentheti a veszélyes térbe lépést, de véletlen átállítást tehet lehetővé.
Minden válasz új kérdést nyit. Ez nem a módszer hibája. Ez a lényege.
A védőburkolat nem a rossz tervezés bizonyítéka. Lehet helyes, szükséges és arányos védőintézkedés. A gond ott kezdődik, amikor a védőburkolat helyettesíti annak vizsgálatát, hogy magát a gépet hogyan lehetett volna kevésbé veszélyessé tenni.
A gépek kockázatcsökkentése nem arról szól, hogy gyorsan találunk valamit, amit rá lehet szerelni a kész konstrukcióra. Arról szól, hogy először a gépet kényszerítjük vallomásra: miért hozza létre ezt a veszélyt, és mit tudunk rajta megváltoztatni?
A második lépés nem akkor kezdődik, amikor elfogynak az ötletek. Akkor kezdődik, amikor az első lépés lehetőségeit tényleg végigvettük, a kockázat pedig még mindig nem csökkent elfogadható szintre.