安全管理--第五章-安全技术措施

安全技术措施第一节概述一、能量与屏蔽1、能量与伤害事故如果失去控制的、意外释放的能量到达人体，并且能量的作用超过了人体的承受能力，人体将受到伤害。

根据能量意外释放理论，伤害事故原因是：①接触了超过机体组织（或结构）抵抗力的某种形式的过量的能量；②有机体与周围环境的正常能量交换受到了干扰（如窒息、淹溺等）2、能量的表现形式机械能、电能、热能、化学能、电离辐射及非电量辐射、声能和生物能等形式的能量都可能导致人员伤害，其中前4种形式的能量引起的伤害最为常见。

3、防止能量意外释放的屏蔽措施一般把约束、限制能量和防止人体与能量接触的措施叫做屏蔽，这是一种广义的屏蔽。

在工业生产中经常采用的防止能量意外释放的屏蔽措施主要有以下几种。

（1）用安全的能源代替不安全的能源。

如用压缩空气代替电力。

但是，绝对安全的能源是不存在的，如压缩空气管路破裂、脱落的软管抽打等都可能带来新的危害。

（2）限制能量。

如利用低电压设备防止电击、限制设备运转速度以防止机械伤害、限制露天矿爆破装药量以防止飞石伤人等（3）防止能量蓄积。

例如接地防止静电蓄积。

（4）缓慢地释放能量。

例如各种减震装置。

（5）开辟释放能量的渠道。

例如，在矿山探放水可以防止透水事故；预先抽放煤体内瓦斯可以防止瓦斯蓄积爆炸等。

（6）设置屏蔽设施。

屏蔽设施是一些防止人员与能量接触的物理实体，即狭义的屏蔽。

屏蔽设施可以被设置在带有能量的装置上面（如安装在机械转动部分外面的防护罩），也可以被设置在人员与能源之间（如安全围栏）。

人员佩戴的个体防护用品，可被看做是设置在人员身上的屏蔽设施。

在时间和空间上把能量与人隔离也是一种屏蔽。

在生产过程中也有两种或两种以上的能量相互作用引起事故的情况。

例如，一台吊车移动的机械能作用于化工装置，使化工装置破裂而引起有毒物质泄露，引起人员中毒。

针对类似情况，应考虑设置两组屏蔽设施：一组设置于两种能量之间，防止能量间的相互作用；一组设置于能量与人之间，防止能量达及人体。

（7）提高防护标准。

如采用双重绝缘工具防止触电；使用耐高温、耐高寒及高强度材料制作的个体防护用具等。

（8）信息形式的屏蔽。

各种警告措施等形式的屏蔽，可以提醒人员注意自己的行为，防止人员接触能量。

（9）恢复与急救。

二、安全技术措施的种类及其优先次序安全技术措施是以工程手段解决生产中出现的不安全问题，并预防事故发生的安全技术措施以及避免或减少事故损失的安全技术措施。

因此，安全技术措施可以划分为两类：预防事故发生的安全技术措施以及避免或减少事故损失的安全技术措施。

一般而言，预防事故发生的安全技术措施，可按下面的优先次序选择：①根除危险因素；②限制或减少危险因素；③隔离、屏蔽或连锁；④故障-安全措施；⑤减少故障；⑥警告。

其中前两项应优先考虑，因为根除或控制危险因素有利于实现或接近系统的“本质安全化”。

当然，在实际工作中，针对生产工艺或设备的具体情况，还要考虑生产效率、成本和可行性等问题。

避免或减少事故损失的安全技术措施的优先次序为：①隔离和屏蔽；②个体防护；③接受少的损失；④避难和救生设备；⑤援救。

评价一个设计、设备或工艺过程的安全性，可以从以下几个方面进行判断：（1）防止人失误的能力（2）对失误后果的控制能力（3）防止故障传递能力（4）失误或故障导致事故的难易程度（5）承受能量释放的能力（6）防止能量积蓄的能力第二节预防事故的安全技术措施一、根除和限制危险因素可以通过选择恰当的设计方案、工艺过程和合适的原材料来彻底消除危险因素。

例如：①用不燃材料代替可燃材料；②用压气或液压系统代替电力系统；③用液压系统代替压气系统，可以避免容器、管路破裂造成冲击波；④道路立体交叉以防止撞车；⑤去除物品的毛刺、尖角或粗糙、破裂的表面，防止割、擦、刺伤皮肤。

在许多情况下，危险因素不能被根除或很难被根除。

这时应该设法限制它，使它不能造成伤害或损坏。

例如，①在必须使用电力时，采用低电压；②利用金属喷层或导电涂层限制积蓄的静电；③利用液位控制装置，防止液位过高；④限制可燃气体含量，使其达不到爆炸极限等。

二、隔离与屏蔽预防事故发生的隔离措施包括分离和屏蔽两种。

前者指空间上的分离；后者指应用物理的屏蔽措施进行隔离，它比空间上的分离更可靠、更常用。

隔离应用的场合：①利用隔离可以把不能共存的物质分开。

例如，把燃烧三要素中的任何一种要素与其余的分开，可以防止火灾。

②对人有害的一些物质必须隔离起来。

对于机械的转动部分、热表面、冲头或电力设备安设防护装置，将其封闭起来，防止人接触危险部分。

常见的隔离措施：①利用各种隔热屏蔽把人或物与热源隔离②封闭电器的接头，防止潮湿和其他有害物质影响③利用防护罩、防护网防止外界物质进入，以免受到污染或卡住重要的控制器，堵塞孔口或阀门④电焊作业时使用电焊镜防止电弧光线，戴防尘、防毒口罩防止吸入有害物质等⑤在放射线设备上安装防护屏，抑制辐射⑥利用防护门、防护栅把人与危险区域隔开⑦把带油的擦布装进金属容器内，防止接触空气发生自燃⑧利用限位器限制机械部位运动范围等为了确保隔离措施发挥作用，有时还需要采用连锁措施。

但是，连锁本身并非隔离措施。

连锁主要用于下面两种情况：●安全防护装置与设备之间的连锁。

如果不利用安全防护装置，则设备不能运转或处于最低能量状态。

例如，竖井安全栅、摇台与卷扬机启动电路连锁，可以防止误启动卷扬机。

●防止错误操作或设备故障造成不安全状态。

例如，利用限位开关防止设备运转超出安全范围；利用光电连锁装置防止人体或人体的一部分进入危险区域等。

连锁措施还可用于防止因操作顺序错误而引起的事故。

应用最多的是电气设备上的连锁。

一些连锁直接用于防止误操作或误动作；有些连锁装置则通过输出信号而间接地防止误操作或误动作。

连锁装置的类型非常多，这里仅结束一些常见的连锁类型及其原理。

①限位开关。

当限位开关被触动时，打开或关闭电路②擒纵机构。

通过擒纵装置，如棘爪机构、自动离合机构等，锁住或放开运动部位③锁。

把重要的开关等锁起来，防止他人误操作④运动连锁。

当安全防护装置失去效能时，机械不能运转⑤双手控制。

可以防止把手伸入危险区域⑥顺序控制。

用于必须按一定次序运转的情况⑦定时及延时。

只在一定时刻或经过一定时间间隔之后才开始执行某项操作，应用定时开关或延时开关获得定时时间或延迟时间⑧分离通路。

把电路或机械的一部分移开，使其不能构成通路而防止误操作⑨参数传感装置。

根据压力、温度、流量等参数控制设备的运转。

例如，当汽车速度超过10km/s时，车门自动锁住⑩光电连锁。

利用光电装置控制设备运转⑪磁或电磁连锁。

利用磁场来控制。

例如，煤矿用矿灯只有用专用的磁力设备才能打开电池盒⑫水银开关。

当水银开关倾斜时，电路断开三、故障-安全设计在系统、设备的一部分发生故障或破坏的情况下，在一定时间内也能保证系统、设备安全的安全技术措施称为故障-安全设计（fail-safe）。

按系统、设备在其中一部分发生故障后所处的3种状态，可把故障-安全设计分为3种方案。

●故障-消极方案。

故障发生后，设备、系统处于最低能量状态，直到采取校正措施之前不能运转。

例如，熔断器熔断而断开电路，就属于故障-消极方案。

●故障-积极方案。

故障发生后，在未采取校正措施之前，设备、系统处于安全的能量状态之下。

●故障-正常方案。

保证在采取校正行动之前设备、系统正常发挥功能。

采取故障-安全设计的基本原则是，首先保证故障发生后人员的安全，其次是保护环境，然后是保护设备，最后是考虑防止系统或设备机能的降低。

故障-安全设计方案可以利用重力、电磁力或闭合电路等原理实现。

四、减少故障一般而言，减少故障可通过3条技术途径实现，即安全监控系统、安全系数和增加可靠性。

1、安全监控系统在生产过程中，利用安全监控系统对某些参数进行监测，以控制这些参数不达到危险水平而避免事故。

监测只是发现问题，要解决问题则必须把监测与警告、连锁或其他安全防护措施结合起来。

实际上监测与上述机能结合构成了监控系统。

典型的监测系统具有3种功能：检知、比较判断、控制。

相应地，安全监控系统有检知部分、判断部分和驱动部分组成。

2、安全系数最早的减少故障的方法是在设计中采取安全系数。

安全系数的基本思想是把结构、部件的强度设计得超出其必须承受的应力的若干倍。

这样就可以因设计计算错误、未知因素、制造缺陷及劣化等因素造成的故障。

安全系数即结构、部件的最小强度与所承受的最大应力之比。

因此，可以通过减少承受的应力、增加强度等办法来增加安全系数。

3、提高可靠性所谓可靠性，即元件（如系统、设备、部件等）在规定的条件下和预定的时间内完成规定功能的能力。

提高可靠性可以减少故障。

在可靠性工程中可以采用许多方法来减少故障。

（1）降低额定值。

与机械部件、结构设计中的安全系数类似，对于电气、电子元件或设备，可以通过降低额定值的办法来提高它们的可靠性。

具体的办法是冷却或选用功率较大的部件或设备等。

（2）冗余设计。

所谓冗余设计，即为完成某种机能而附加上一些元部件或手段，于是即使其中之一发生了故障，仍能实现预定的功能。

常见的冗余方式有以下3种：●关联冗余。

附加的冗余部件与原有的元部件同时工作●备用冗余。

冗余部件通常处于备用状态，当原有的元部件发生故障时才投入使用●表决冗余。

又称n中取k冗余。

当n个相同的元部件中有几个正常时，就能保证正常的工作。

可以对元件、部件、设备或系统实现冗余。

但是，可靠性理论已经证明，元件冗余的效果最好。

（3）选用高质量的元部件（4）维修保养及定期更换。

及时、正确地维修保养可以延长设备使用寿命，提高可靠性。

在元部件损耗之前及时更换它们，可以维持恒定的故障率。

五、警告在生产操作过程中，人们经常需要注意到危险因素的存在以及一些必须主要的问题。

警告是提醒人们注意的主要方法。

提醒人们注意的各种信息都是经过人的感官传达到大脑的。

因此，可以通过人的各种感官实现警告。

根据利用的感官不同，警告分为视觉警告、听觉警告、气味警告、触觉警告及味觉警告等。

1、视觉警告视觉是人们感知外界的主要器官视觉警告是最广泛被使用的警告方式。

视觉警告的种类很多，常见的有以下几种：（1）亮度。

让有危险因素的地方比没有危险因素的地方更明亮，以便注意力集中在有危险的地方。

（2）颜色。

明亮、鲜明的颜色很容易引起人们的注意。

国标GB2893-2001规定，红色、蓝色、黄色、绿色为安全色，黑色、白色为对比色。

凡涂有安全色的部位，最少半年至一年检查一次，应经常保持整洁、明亮，如有变色、褪色等不符合安全色范围和逆反射系数低于70%的要求时，需要及时重凃或更换。

（3）信号灯。

红色—有危险，发生了故障或失误，应立即停止；黄色—危险即将出现的临界状态，应注意，缓慢进行；绿色—表示安全、满意的状态；蓝色—本身正常。

信号灯可以利用固定灯光或闪动灯光。