Обеспечение безопасности подъемно-транспортного оборудования

В производстве широко используется подъемно-транспортное оборудование и, соответственно, большое число видов и типов машин. В основном такие машины можно разделить на две группы: транспортирующие и грузоподъемные машины.

Транспортирующие машиныпредназначены для перемещения массовых грузов непрерывным способом. К ним относятся средства горизонтального транспорта: ленточные и цепные конвейеры (транспортеры), винтовые конвейеры (шнеки), пневматические транспортные устройства для перемещения главным образом пылевидных материалов. На нефтеперерабатывающих и строительных предприятиях, кроме того, широко применяется трубопроводный транспорт. Горизонтальное перемещение материалов возможно также средствами периодически действующего транспорта с помощью подвесных дорог, рельсовым и безрельсовым транспортом (железнодорожными цистернами, вагонетками, автомашинами, автокранами и т.п.). Однако в сравнении с непрерывно действующим транспортом эти способы перемещения грузов требуют значительного ручного обслуживания, являются более опасными и менее гигиеничными.

Грузоподъемными машинами, согласно определению, принятому Госпроматомнадзором РФ, являются подъемные устройства циклического действия с возвратно-поступательным движением грузозахватного органа в пространстве. В основном их можно разделить на подъемники и краны.

Подъемникиподнимают груз по определенной траектории, заданной жесткими направляющими. К подъемникам относятся домкраты, лифты (грузовые и для подъема людей). Краном, по терминологии Госпроматомнадзора, называется грузоподъемная машина, предназначенная для подъема и перемещения груза, подвешенного с помощью грузового крюка или другого грузозахватного органа.

Устройство и эксплуатация грузоподъемных машин регламентируются «Правилами устройства и эксплуатации грузоподъемных кранов».

Примером средств горизонтального транспорта являются ленточные ицепные конвейеры, которые широко применяются в промышленности. Анализ травматизма показывает, что 90% несчастных случаев происходит в момент устранения на ходу конвейера неполадок вследствие захвата частей тела и одежды набегающими движущимися частями оборудования. Поэтому на работающем конвейере запрещается исправлять смещение (сбег) ленты и устранять ее пробуксовку, убирать просыпавшийся материал, подметать под конвейером, устранять налипание материалов.

Важно применение устройств, исключающих или уменьшающих необходимость ручного труда, в частности, использование скребков и щеток для механической очистки лент от налипающих материалов.

Приводной и натяжной барабаны ограждаются, устанавливаются два концевых выключателя, останавливающих систему при перегрузке тяговых органов или при обрыве ленты. На муфте, соединяющей электродвигатель привода с приводным барабаном, устанавливается предохранительный палец, работающий на срез при повышении тягового усилия на 25% по сравнению с нормальным.

К числу средств горизонтального непрерывного транспорта относятся винтовые конвейеры (шнеки). Их используют для транспортирования на относительно небольшие расстояния горячих, пылящих или выделяющих вредные испарения грузов, так как их конструкция может обеспечивать достаточную герметичность. Желоба и крышки шнека герметизируются прокладками или посредством водяных затворов. Не допускается работа шнека со снятой крышкой, запрещается во время действия шнека проталкивать вручную застрявший в желоб материал.

К числу средств непрерывного транспорта без гибких тяговых органов относятся пневматические транспортные устройства. Транспортирующим агентом являются дымовые газы, нефтяные пары, водяной пар, воздух. Недостаток этого способа транспортирования – повышенный износ оборудования от эрозии, при этом даже небольшие неплотности могут быстро привести к значительным выбросам пыли и газа. Это вызывает необходимость систематического непрерывного надзора за целостностью всех узлов пневмотранспорта.

В качестве периодически действующего транспорта применяют автомашины и подъемно-транспортные устройства: вагонетки, электрокары, приводимые в действие электродвигателями постоянного тока от аккумуляторов, автокары с бензиновым двигателем, самоходные электро- и бензопогрузчики для штабелирования штучных грузов и другие виды транспорта. Применение транспортных средств с электродвигателями ограничивается условиями взрывобезопасности, а транспорта с бензомоторами – выделением вредных отработанных газов, недопустимым в закрытых помещениях. На территории предприятия определяют оптимальные пути передвижения каждого вида транспорта, предусматривающие минимальное число пересечений грузовых и людских потоков; места пересечения отмечают предупредительными знаками; проезды в помещениях отмечают белыми линиями на полу. Безопасное движение транспортных средств и пешеходов на предприятиях регламентируется специальными инструкциями.

Железнодорожный и речной транспорт занимает большое место среди других видов транспортирования сырья и материалов, а также готовой продукции и поэтому ведущее его значение сохранится на ближайшие годы.

Грузоподъемные краны и лифтыотносятся к оборудованию повышенной опасности, в связи с чем установлен особый государственный технический надзор за их эксплуатацией, осуществляемый органами Росгортехнадзора. Установление государственного надзора не снимает ответственности с руководства и инженерно-технических работников производства за проведение со своей стороны оперативного контроля за работой оборудования. Для этой цели руководство предприятия назначает инженерно-технических работников, осуществляющих надзор за безопасной эксплуатацией кранов и ответственных за содержание грузоподъемных машин в исправном состоянии.

К управлению и обслуживанию грузоподъемных машин допускаются лица не моложе 18 лет, прошедшие медицинское освидетельствование, обученные по соответствующей программе и аттестованные квалификационной комиссией, в которой участвуют представители органов Госпроматомнадзора. Периодически, не реже одного раза в год, проверяются знания правил эксплуатации и безопасности.

Грузоподъемные машины изготовляются на специализированных предприятиях, имеющих разрешение органов технадзора на изготовление такого оборудования. Этим определяются условия, необходимые для качественного изготовления металлоконструкций и выполнения сварочных работ в соответствии с требованиями Правил по кранам.

При проектировании и изготовлении грузоподъемных машин предусматривается:

-ограждение приводных и передаточных механизмов;

- наличие устройств, предупреждающих случайное включение движущихся частей;

- соответствие электрооборудования требованиям ПУЭ, ПТЭ и ПТБ, наличие заземления, автоматический разрыв цепи при прекращении подачи электроэнергии, необходимый для предупреждения самопроизвольного включения машины при возобновлении подачи тока;

- оборудование грузоподъемных механизмов приборами и устройствами безопасности.

К приборам и устройствам безопасности относятся концевые выключатели, которые выключают электродвигатель при подходе крюка, грейфера или другого грузозахватного устройства, а также крановой стрелы к одному из крайних положений. Концевые выключатели также автоматически останавливают механизмы передвижения кранов и их грузовые тележки перед подходом к упорам, находящимся в концах рельсового пути.

Ограничители грузоподъемности автоматически отключают механизм подъема груза, масса которого превышает предельное значение более чем на 10%. В стреловых кранах с переменной грузоподъемностью, зависящей от вылета стрелы, применяют ограничители грузового момента, учитывающие не только вес поднимаемого груза, но и величину вылета стрелы.

Указатели грузоподъемности применяются на стреловых кранах, грузоподъемность которых меняется при разных вылетах стрелы.

Грузозахватные приспособления (крюки, электромагнитные шайбы, грейферы, подхваты и захваты) являются особо ответственными деталями крана и изготавливаются под форму перемещаемых грузов. Периодический контроль за состоянием их рабочих поверхностей (износ, отсутствие трещин и дефектов) обеспечивает безопасность при эксплуатации транспортных устройств.

Автоматические сигнализаторы опасного напряжения включают сигнал оповещения об опасном приближении стрелы самоходного крана к находящимся под напряжением проводам линии электропередачи. Прибор основан на улавливании электромагнитной энергии, излучаемой линией электропередачи, посредством портативного антенного устройства, установленного на оголовке стрелы. Световая сигнальная лампочка устанавливается в кабине крановщика, сирена или звонок – вне кабины для привлечения внимания такелажников.

Противоугонные устройства предназначаются для удержания крана, работающего на открытом воздухе, от самопроизвольного перемещения по рельсовому пути под давлением ветра, по силе превосходящего предельно допустимый. Основным элементом противоугонных устройств являются рельсовые захваты (рельсозажимные клещи), посредством которых кран вручную или автоматически закрепляется за рельсы.

Применяются и другие устройства безопасности: блокировка люка и дверки кабины в мостовых кранах, ограничители поворота на башенных кранах, измерители крена на самоходных кранах, ограничители перекоса на мостовых кранах и др.

Из большого числа узлов и механизмов подъемных кранов весьма важными с точки зрения техники безопасности являются тормоза и тяговые гибкие органы.

Тормоза по назначению разделяются на стопорные, которые применяются только для остановки механизма и удерживания груза в поднятом состоянии и спускные, используемые для регулирования скорости опускания груза и постепенного замедления действия механизма с последующей окончательной его остановкой. К тормозам предъявляются следующие основные требования безопасности: достаточный тормозной момент для заданных условий работы, быстрое замыкание и размыкание, высокая конструктивная прочность элементов тормоза, ограничение нагрева и износа поверхностей трения, удобство осмотра и регулирования, устойчивость регулирования, обеспечивающая надежность работы тормозного устройства. Исправность тормозов проверяется ежемесячно перед началом работы.

В качестве гибких тяговых органов применяют стальные канаты, а также пластинчатые цепи. Пеньковые и хлопчатобумажные канаты используются только для изготовления стопоров. Каждый используемый канат должен иметь сертификат завода-изготовителя канатов и его испытании. Прочность каната определяется расчетом на растяжение, а долговечность обеспечивается соблюдением определенного отношения диаметра барабана или блока, огибаемого канатом к диаметру каната.

Рассчитывается канат на прочность по формуле Р/S ≥К, где Р – разрывное усилие, определяемое по сертификату, Н ; S – наибольшее натяжение ветви каната с учетом к.п.д., полиспаста (без учета динамических нагрузок), Н ; К- коэффициент запаса прочности, определенный правилами.

Так, для промышленных кранов, в зависимости от условий работы каната, К находится в пределах 3,5-6, для грузовых лифтов без проводника соответственно 8-13, для грузовых лифтов с проводником и пассажирских лифтов 9-15.

Допускаемый диаметр блока, огибаемого стальным канатом, рассчитывается по формуле D ≥ de, где D – диаметр блока, измеряемый по средней линии навитого каната, мм; d – диаметр каната, мм; е- коэффициент, зависящий от типа грузоподъемной машины и режима ее работы и определенный Правилами по кранам. Для промышленных кранов он колеблется в пределах 16-35.

С целью уменьшения износа и повреждения канатов их покрывают защитной смазкой. Степень износа каната и необходимость его замены определяются по числу оборванных проволок в наружных слоях прядей, по длине одного шага свивки в наиболее изношенном месте каната.

Проектирование, изготовление, установка, эксплуатация и освидетельствование грузовых и пассажирских лифтов определяется правилами безопасности. Дверь кабины в пассажирских лифтах устраивают так, чтобы пуск лифта был возможен только при закрытой двери, а если она случайно откроется, то лифт останавливается.

Другими предохранительными устройствами лифтов являются взаимосвязанные ловители и ограничители скорости, предотвращающие падение кабины (противовеса) в случае обрыва несущих канатов, а также останавливающие ее при превышении скорости; упоры и буферы, предназначенные для поглощения кинетической энергии движущейся вниз кабины или противовеса; концевые выключатели.

Характерной особенностью подъемно-транспортных работ является то, что рабочая зона при выполнении этих работ представляет профессиональную опасность не только для обслуживающего персонала, но и вообще опасность для посторонних лиц. Характерным примером этому является рабочая зона у грузоподъемных устройств и транспортного оборудования, так как выполнять работу с помощью этих машин можно только находясь внутри границ их действия. Опасности, которым в этих условиях подвергаются люди, связаны в основном с непреднамеренным контактом с движущимися частями оборудования и возможным ударом от падающих предметов при обрыве поднимаемого груза, а также при высыпании части груза и с падением самого оборудования. Это относится не только к стационарному и передвижному оборудованию, но и к самоходному, в том числе движущемуся с большой скоростью. При взаимодействии с этими последними к числу возможных опасностей можно причислить наезд и удар при столкновении.

Поскольку перечисленные выше опасности связаны с внешней зоной действия оборудования и машин, то и опасная зона становится подвижной, зависящей от выполнения данной технологической операции. Поэтому для обеспечения безопасности работ необходимо определить опасную зону и установить принципы ее возникновения для характерных случаев манипулирования.

Основополагающим принципом определения опасной зоны является досягаемость подвижных выступающих либо двигающихся частей машин и оборудования в нормальном режиме работы и в случае падения или разрушения их, а также при падении поднимаемых или переносимых (перевозимых) грузов. Досягаемость падающей детали будет зависеть от высоты подъема- Н, причем отклонение от проекции груза на горизонтальную плоскость r_x, будет равным и одинаково вероятным в любую из четырех сторон (кроме случаев резкого ускорения при переносе груза). В плане зона досягаемости чаще всего окружность, но при необходимости ограничения размеров опасной зоны она может отличаться от окружности, так как зона досягаемости будет либо увеличиваться, либо уменьшаться в зависимости от принятой на данном участке переноса груза высоты его подъема. Расстояние возможного отлета груза для определения границы опасной зоны можно подсчитать, используя зависимость от высоты его подъема. Наиболее простое решение состоит в том, что обычно r_x принимают равным одной трети Н (СНиП дают ограничение не более 10 м), т.е. r_x = 0,3 Н.

Тогда радиус опасной зоны может быть подсчитан по формуле:

R = r_c + 0,5l_r + 0,3 H, (20.1)

где r_c – вылет стрелы крана или крюка на стреле крана (отсчитывается от оси поворота башни), причем r_c может быть равно нулю, при работе с кран-балкой или талью; l_r – наибольший размер груза по горизонтальной составляющей (при подъеме длинномерных предметов по вертикали их отлет связан с падением на всю длину); Н - максимальная высота подъема груза.

Каждая изготовленная заводом-изготовителем грузоподъемная машина должна быть принята отделом технического контроля и снабжена паспортом, инструкцией по монтажу и эксплуатации и другой технической документацией, предусмотренной ГОСТ или ТУ. До пуска в работу грузоподъемная машина подлежит регистрации в органах технадзора, которые выдают разрешение на ввод ее в эксплуатацию.

Все вновь устанавливаемые грузоподъемные машины, а также съемные грузозахватные устройства до пуска в работу подлежат техническому освидетельствованию. Первичное освидетельствование проводится отделом технического контроля предприятия-изготовителя перед отправкой кранов потребителю. Находящиеся в эксплуатации грузоподъемные машины должны подвергаться периодическому частичному освидетельствованию через каждые 12 месяцев, а полному – через 3 года. Редко используемые машины (например, краны, обслуживающие производственные помещения только при ремонте) подвергаются полному техническому освидетельствованию через 5 лет.

При полном техническом освидетельствовании грузоподъемная машина подвергается осмотру, статическим и динамическим испытаниям; при частичном техническом освидетельствовании – только осмотру.

При осмотре устанавливается надежность каждого узла и элемента машины, степень износа канатов, цепей, крюков, зубчатых и червячных передач, тормозов, аппаратов управления и других устройств, работоспособность приборов и устройств безопасности, крепление канатов, наличие и исправность заземления и электрических блокировок, состояние ограждений, перил, лестниц и т.п. Состояние механизмов определяется осмотром их без разборки и опробованием в работе.

Статистическое испытание грузоподъемной машины имеет целью проверку ее прочности и прочности отдельных элементов, а у стреловых кранов также проверку грузовой устойчивости и производится нагрузкой на 25% превышающей номинальную грузоподъемность. Крюк с грузом поднимают на высоту 200-300 мм и в таком положении выдерживают в течение 10 мин. Затем груз опускают и устанавливают отсутствие деформаций, что свидетельствует о нормальной работе металлических конструкций крана. При наличии остаточных деформаций кран к работе не допускается до выяснения причин деформации и возможности дальнейшей его работы. Испытание стреловых кранов проводят при максимальном и минимальном вылете стрелы в положении, отвечающем наименьшей устойчивости крана, при этом груз поднимается на высоту 100-200 мм. Кран считается выдерживающим испытание, если в течение 10 мин поднятый груз не опустился на землю, а также не обнаружено трещин, деформации и других повреждений.

Грузоподъемная машина, выдержавшая статическое испытание, подвергается динамическому испытанию с целью проверки действия механизмов, тормозов, устройств безопасности. При динамическом испытании груз должен превышать номинальный на 10% (в некоторых случаях испытание допускается грузом, масса которого равна грузоподъемности крана). Испытание заключается в повторном подъеме и опускании груза, а также в проверке действия всех механизмов при их обособленном движении. Разрешение на дальнейшую эксплуатацию машины дается после получения положительных результатов осмотра и обоих испытаний.

При эксплуатации грузоподъемных машин запрещается поднимать грузы, масса которых превышает допустимую грузоподъемность; поднимать одновременно груз и людей; поднимать грузы, находящиеся в неустойчивом положении; отрывать грузы примерзшие, заваленные грунтом, заложенные другими грузами; подтягивать грузы при косом натяжении подъемных канатов; оттягивать грузы при подъеме; вывод из действия тормозов и устройств безопасности.

При длительных остановках крана должно быть отключено его электропитание. При окончании работы крановщик должен запирать дверь кабины [12,33,49,50,64].