BEZPIECZEŃSTWO EKSPLOATACJI, JAKO KRYTERIUM PROJEKTOWANIA MASZYN I URZĄDZEŃ TECHNICZNYCH DLA ODLEWNICTWA

Transkrypt

1 5/20 Archives of Foundry, Year 2006, Volume 6, 20 Archiwum Odlewnictwa, Rok 2006, Rocznik 6, Nr 20 PAN Katowice PL ISSN BEZPIECZEŃSTWO EKSPLOATACJI, JAKO KRYTERIUM PROJEKTOWANIA MASZYN I URZĄDZEŃ TECHNICZNYCH DLA ODLEWNICTWA ADAM GÓRNY 1, SŁAWOMIR ŁECH 2 Politechnika Poznańska Instytut Inżynierii Zarządzania, Zakład Ergonomii i Inżynierii Jakości ul. Strzelecka 11, Poznań STRESZCZENIE W pracy scharakteryzowano warunki zapewnienia bezpieczeństwa, podczas eksploatacji urządzeń technicznych, oparte na jednolitej strukturze systemu prawnego UE. Szczególną uwagę zwrócono na stosowane w odlewnictwie urządzenia nowe, dla których bezpieczeństwo eksploatacji uzależnione jest od przyjętych rozwiązań konstrukcyjnych. Key words: machines, designing, safety Maszyny i urządzenia techniczne należą do podstawowych i powszechnie stosowanych środków pracy. Równocześnie ich eksploatacja jest jednym z podstawowych źródeł zagrożeń występujących na stanowiskach i w środowisku pracy. Szacuje się, że ok. 80 % strat wynikających ze zdarzeń wypadkowych ma związek z obsługą maszyn. Wielkość występujących strat wskazuje, że szczególnie istotne dla kształtowania pozycji i kondycji finansowej przedsiębiorstwa jest uwzględnienie w rozwoju firmy zagadnień bezpieczeństwa eksploatacji maszyn i urządzeń technicznych, traktowanych jako pełnoprawnego kryterium projektowania środków pracy. 1. BEZPIECZEŃSTWO EKSPLOATACJI W PRZEPISACH PRAWNYCH Tworzenie warunków do bezpiecznej eksploatacji urządzeń technicznych oparte jest o wymagania bezpieczeństwa wynikające z ustawowych przepisów prawnych. 1 dr inż., adam.gorny@put.poznan.pl 2 dr inż., slawomir.lech@put.poznan.pl

2 46 Zgodnie z określonymi w art Kp [7], w powiązaniu z art. 15 Kp [7], zasadami nadzoru nad urządzeniami technicznymi, obowiązkiem pracodawcy jest zapewnienie bezpiecznych i higienicznych warunków pracy. Obowiązek ten realizowany jest m.in. poprzez stosowanie urządzeń technicznych wyposażonych w zabezpieczenia ograniczające zagrożenia i eliminujące związane z ich eksploatacją ryzyko zawodowe. Szczegółowe wymagania stawiane urządzeniom technicznym, realizacja których jest obligatoryjna, określone zostały w przepisach prawnych wydawanych na podstawie art Kp [7], stanowiącego źródło ogólnie obowiązujących przepisów bezpieczeństwa pracy i eksploatacji maszyn. Członkostwo Polski w Unii Europejskiej wymusiło przyjęcie jednolitego systemu nadzoru nad urządzeniami technicznymi, w tym wdrożenia zasad wprowadzania do eksploatacji urządzeń podlegających wymaganiom dyrektyw tzw. nowego podejścia. Zgodnie z przyjętymi zasadami niedopuszczalne jest wyposażanie stanowisk pracy w maszyny i urządzenia techniczne niespełniające wymagań dotyczących oceny zgodności (art. 217 Kp [7]), w szczególności niezabezpieczających pracowników przed urazami, działaniem niebezpiecznych i szkodliwych czynników środowiska pracy oraz niespełniajacych wymagań ergonomii. Regulacje prawne Unii Europejskiej wymagania bezpieczeństwa, którym podlegają maszyny, uzależniają od daty wprowadzenia urządzenia na jednolity rynek europejski. Strukturę wymagań prawnych Unii Europejskiej w zakresie wymagań bezpieczeństwa eksploatacji maszyn i urządzeń technicznych tworzą: dyrektywa maszynowa (98/37/WE) [1, 3] oraz inne dyrektywy nowego i globalnego podejścia, określające wymagania zasadnicze, odnoszące się do maszyn nowych, adresowane do konstruktorów i producentów maszyn, dyrektywa dotycząca środków pracy (89/655/EWG) [2], będąca drugą dyrektywą szczegółową, wydana w oparciu, i uzupełniająca dyrektywę ramową (89/391/EWG), określająca minimalne wymagania i podstawowe kierunki zapobiegania zagrożeniom i kształtowania ryzyka zawodowego dla pozostałych urządzeń. Zadania te realizowane są przez osoby odpowiedzialne za bezpieczną eksploatację maszyn. Wymagania prawne Unii Europejskiej przeniesione zostały do prawa polskiego w swym podstawowym zakresie m.in. zapisami Kodeksu pracy i ustawy o systemie oceny zgodności. Sposób wprowadzania urządzeń technicznych i maszyn do eksploatacji wynika z zapisów ustawy o systemie oceny zgodności, której jednym z celów jest (art. 2 [4]) eliminowanie zagrożeń stwarzanych przez wyroby dla życia lub zdrowia użytkowników i konsumentów oraz mienia, a także zagrożeń dla środowiska. Wymagania gwarantujące bezpieczeństwo eksploatacji urządzeń, określające niezbędny zakres ochrony interesu publicznego, identyfikowane są jako wymagania zasadnicze. 2. WYMAGANIA ZASADNICZE KRYTERIUM BEZPIECZEŃSTWA EKS- PLOATACJI URZĄDZEŃ TECHNICZNYCH Wymagania zasadnicze określają rozwiązania bezpieczeństwa stosowane w urzą-

3 47 dzeniach nowych, podlegających dyrektywie maszynowej. Realizacja tych wymagań gwarantuje, że urządzenie wprowadzone do eksploatacji, przy zapewnieniu prawidłowej instalacji, użytkowania i konserwacji nie będzie stwarzać zagrożenia *). Tym samym maszyna wykonana w taki sposób zdolna jest do realizowania swojej funkcji, w warunkach przewidzianych przez producenta. Wymagania zasadnicze określają cel który należy osiągnąć, albo zagrożenie, które należy niwelować, lecz nie określają ani nie wskazują rozwiązań technicznych prowadzących do realizacji tych zadań. Pozwala to producentom na wybór najbardziej optymalnego sposobu spełnienia wymagań, równocześnie umożliwiając dostosowanie konstrukcji do postępu technicznego i stanu wiedzy technicznej w danej chwili. Szczegółowe wymagania zasadnicze będące przedmiotem oceny zgodności, stanowiące element harmonizacji prawa wydawane są na podstawie art. 9, ust. 1 [8], przy uwzględnieniu rodzaju wyrobów oraz stopnia stwarzanych przez nie zagrożeń, a także innych wymagań zawartych w dyrektywach nowego podejścia. Wymagania zasadnicze określają rozwiązania dotyczące bezpieczeństwa i ochrony zdrowia, obejmując fazy projektowania i wykonywania maszyn. Przykłady wymagań zasadniczych dotyczących zagrożeń eksploatacyjnych zawarto w tabeli 1. Istotnym elementem wymagań zasadniczych są informacje dotyczące użytkowania urządzeń i maszyn. Użytkownikowi powinny zostać przekazane informacje o warunkach bezpiecznego użytkowania maszyny, zgodnego z przeznaczeniem, z uwzględnieniem wszystkich rodzajów jej pracy. W szczególności użytkownik powinien być poinformowany o istniejącym ryzyku resztkowym i jego wpływie na rzeczywiste bezpieczeństwo eksploatacji. Informacje dotyczące użytkowania powinny obejmować: transport, montaż i zainstalowanie, przekazywanie do eksploatacji, użytkowanie (nastawianie, uczenie, programowanie, zmianę procesu, obsługę, czyszczenie, wykrywanie defektów oraz konserwację i naprawy) maszyny oraz, jeżeli to konieczne, wycofanie z eksploatacji, demontaż i złomowanie. 3. WYTYCZNE PROJEKTOWANIA Z UWZGLĘDNIENIEM WYMAGAŃ ZASADNICZYCH W procesie projektowania uwzględnia się podstawowe założenie, tj. konieczność spełnienia wymagań zasadniczych. Proces ten winien uwzględniać wymagania norm zharmonizowanych lub w inny sposób wykazywać spełnienie wymagań zasadniczych przez producenta (zgodnie z wytycznymi normy PN-EN ISO 12001:2005). Norma określa ogólne ramy i wytyczne pozwalające na konstruowanie maszyn zapewniających bezpieczeństwo (w warunkach używania zgodnie z przeznaczeniem), identyfikowane jako zdolność maszyny do wykonywania przypisanej jej funkcji, pod- *) Wymagania bezpieczeństwa urządzeń, tzw. starych charakteryzowane są przez wymagania minimalne i wymagania ogólne, oparte na rozwiązaniach technicznych i techniczno-organizacyjnych gwarantujących uzyskanie wymaganego, akceptowalnego poziomu bezpieczeństwa technicznego.

4 48 czas jej cyklu życia, przy odpowiednio zmniejszonym ryzyku [4]. Tabela 1. Wymagania zasadnicze dotyczące zagrożeń eksploatacyjnych (przykłady) Table 1. Basic requirements concern using machines hazard (examples) Grupa wymagań Charakterystyka rozwiązań objętych wymaganiami zasadniczymi w celu wyeliminowania ryzyka obrażeń spowodowanych zetknięciem się z częściami maszyny lub materiałami o wysokiej temperaturze albo zbliżaniem się do takiej maszyny lub maszyn należy zastosować środki zapobiegawcze kontakt z wysoką w przypadku występowania ryzyka wyrzucenia z maszyny gorącego materiału temperaturą należy podjąć działania mające na celu usuniecie takiego zagrożenia, a jeżeli jest to technicznie niemożliwe, należy zastosować środki zapobiegawcze, aby wyrzucenie takiego materiału nie stanowisko niebezpieczeństwa niebezpieczeństwo wybuchu lub pożaru interwencja operatora Opracowano na podstawie: [1, 5]. maszyna powinna być zaprojektowana i wykonana w taki sposób, aby uniknąć ryzyka wywołania pożaru, przegrzania lub wybuchu spowodowanych przez samą maszynę albo przez gazy, ciecze, pyły, opary lub inne substancje wytwarzane przez maszynę, a także używane podczas jej eksploatacji, w celu uniknięcia ryzyka wybuchu lub pożaru, producent powinien podjąć odpowiednie działania, aby uniknąć niebezpiecznego stężenia substancji, zapobiec zapłonowi atmosfery zagrożonej wybuchem lub ograniczyć do minimum ewentualny wybuch, tak aby nie zagrażał on otoczeniu maszyna powinna być zaprojektowana, wykonana i wyposażona w sposób ograniczający potrzebę interwencji operatora, jeżeli interwencji nie można uniknąć, należy zapewnić możliwość przeprowadzenia jej w łatwy i bezpieczny sposób Podstawowymi czynnikami zapewniającymi bezpieczeństwo, poprzez eliminowanie zagrożeń lub zmniejszenie ryzyka w wyniku odpowiedniego doboru cech konstrukcyjnych maszyny są [4]: a) czynniki geometryczne warunkujące zaprojektowanie maszyny o kształcie zapewniającym możliwie największą bezpośrednią widoczność stref roboczych i stref zagrożenia ze stanowiska sterowania, odpowiedni kształt i położenie względne mechanicznych części składowych oraz unikanie ostrych krawędzi, naroży i części wystających, oraz zapewnienie kształtu umożliwiającego zachowanie właściwej pozycji przy pracy i dostępu do elementów sterujących, b) aspekty fizyczne obejmujące ograniczenie siły potrzebnej do uruchomienia, oraz energii kinetycznej elementów. Dobór rozwiązań technicznych, odpowiednich do zastosowań maszyny wymaga uwzględnienia w projektowaniu m.in.: postanowień dotyczących stateczności, podatności do obsługi, zasad ergonomii, zabezpieczeń eliminujących lub ograniczających zagrożenia mechaniczne, elektryczne, termiczne, powodowane hałasem i drganiami, promieniowaniem oraz materiałami i substancjami przetwarzanymi, zużywanymi, produkowanymi lub usuwanymi przez maszyny, a także stosowanymi w budowie maszyn, ograniczenia ekspozycji na zagrożenia, poprzez zapewnienie niezawodności stosowanego wyposażenia, mechanizacji i automatyzacji załadunku i rozładunku oraz umiejscowienie punktów nastawiania i konserwacji poza strefami niebezpiecznymi i ograni-

5 49 czenia zagrożeń związanych ze środowiskiem, w którym urządzenie jest używane. Jeżeli stosowana bezpieczna konstrukcja nie zapewnia uzyskania pełnego bezpieczeństwa, w celu zmniejszenia ryzyka konieczne jest stosowane osłon i urządzeń ochronnych służących do ochrony osób. Niezbędne może okazać się również zastosowanie uzupełniających środków ochronnych obejmujących dodatkowe wyposażenie chroniące przed częściami ruchomymi oraz ograniczające dostęp do stref zagrożenia. Środki które można zastosować w fazie projektowania są uprzywilejowane i, najczęściej, bardziej skuteczne od środków wprowadzonych do stosowania przez użytkownika. Celem do osiągnięcia jest jak największe zmniejszenie ryzyka przy uwzględnieniu podstawowych warunków bezpiecznej eksploatacji maszyny, tj. zagwarantowania bezpieczeństwa maszyny we wszystkich fazach jej życia, zdolności maszyny do realizacji jej funkcji oraz zapewnienia użyteczności maszyny. Szczegółowe wytyczne określające sposób realizacji wymagań zasadniczych zawarte są w normach typu B i C, zharmonizowanych z dyrektywą 98/37/WE [6]. Tematyczne normy bezpieczeństwa typu B dotyczą jednego aspektu bezpieczeństwa lub rodzaju urządzeń ochronnych, mogących być stosowanymi w maszynach. Są to różne aspekty zapewnienia bezpieczeństwa oraz warunki stosowania urządzeń ochronnych. Normy typu C (normy dotyczące bezpieczeństwa maszyn) zwierają szczegółowe wymagania bezpieczeństwa dotyczące jednej maszyny lub grupy maszyn. Przykłady powyższych norm, istotne w projektowaniu urządzeń odlewniczych, zawiera tabela 2. Tabela 2. Wybrane normy zharmonizowane z dyrektywą 98/37/WE, określające wymagania bezpieczeństwa i ochrony zdrowia dla maszyn stosowanych w odlewnictwie Table 2. Select harmonized standards with 98/37/WE Directive for industrial safety of machines using In foundry Norma typu A (podstawowa norma bezpieczeństwa) PN-EN ISO :2005 Bezpieczeństwo maszyn. Pojęcia podstawowe, ogólne zasady projektowania. Część 2: Zasady techniczne Normy typu B (tematyczne normy bezpieczeństwa) PN-EN 563:2001 Maszyny. Bezpieczeństwo. Temperatury dotykanych powierzchni. Dane ergonomiczne do ustalania granicznych wartości temperatury gorących powierzchni PN-EN ISO 14738:205 (U) Maszyny. Bezpieczeństwo. Wymagania antropometryczne dotyczące projektowania stanowisk pracy przy maszynie PN-EN 1837:2005 Bezpieczeństwo maszyn. Integralne oświetlenie maszyn Norma typu C (norma dotycząca bezpieczeństwa kategorii maszyn) PN-EN 1247:2005 (U) Maszyny odlewnicze. Wymagania bezpieczeństwa dla kadzi, urządzeń do zalewania, maszyn do odlewania odśrodkowego, ciągłego i półciągłego 4. ZAKOŃCZENIE Przełom wieków XX i XXI to okres intensywnego rozwoju techniki, technologii i informacji, globalizacji rynków, ogromnego tempa wdrażania innowacji oraz coraz krótszego cyklu życia wyrobów. Rozwój techniki wymaga wzajemnego uznawania i swobodnego przepływu towarów na jednolitym rynku, przy równoczesnym zapewnieniu wysokich standardów bezpieczeństwa. Odlewnictwo jest działem przemysłu, w którym skala prowadzonych operacji produkcyjno-technologicznych wymaga wyko-

6 50 rzystania wielu różnorodnych urządzeń przemysłowych, będącym źródłem potencjalnych zagrożeń, prowadząc bardzo często do inicjacji istotnych zdarzeń wypadkowych. Dla zapewnienia efektywności funkcjonowania przedsiębiorstw działających w obszarze odlewnictwa ważne jest zatem stosowanie urządzeń spełniających wymagania pozwalające na uznanie ich za bezpieczne dla użytkowników i środowiska, w tym środowiska pracy. LITERATURA [1] Dyrektywa 98/37/WE Parlamentu Europejskiego i Rady z dnia 22 czerwca 1998 r. w sprawie zbliżenia ustawodawstw Państw Członkowskich odnoszących się do maszyn; Dz. Urz. L 207, z , str. 1, ze zm. [2] Dyrektywa Rady z dnia 30 listopada 1989 r. dotycząca minimalnych wymagań w dziedzinie bezpieczeństwa i higieny użytkowania sprzętu roboczego przez pracowników podczas pracy (89/655/EWG); Dz. Urz. L. 393, z , str. 13, ze zm. [3] Guide to the implementation of directives based on the New Approach and Global Approach, Office for Official Publications of the EC, Luxemburg, (2000). [4] PN-EN ISO 12100: Bezpieczeństwo maszyn. Pojęcia podstawowe, ogólne zasady projektowania, Część 1: Podstawowa terminologia, metodyka, Część 2: Zasady techniczne, PKN, Warszawa (2005). [5] Rozporządzenie Ministra Gospodarki z dnia 20 grudnia 2005 r. w sprawie wymagań zasadniczych dla maszyn i elementów bezpieczeństwa; Dz. U. 2005, Nr 259, poz [6] Z. Tomaszewski: Bezpieczeństwo wyrobów oraz ich zgodność ze standardami Unii Europejskiej, Wydawnictwo Politechniki Poznańskiej, Poznań (2002). [7] Ustawa z dnia 26 czerwca 1974 r. - Kodeks pracy; tekst jednolity: Dz. U. 1998, Nr 21, poz. 94, ze zm. [8] Ustawa z dnia 30 sierpnia 2002 r. o systemie oceny zgodności; tekst jednolity: Dz. U. 2004, Nr 204, poz. 2087, ze zm. THE SAFETY EXPLOITATION, AS DESIGN CRITERION OF MACHINES AND TECHNICAL DEVICES FOR FOUNDING SUMMARY The article discusses the guiding principles of technical devices of safety exploiting in work. This requirements base on the EU laws system. The particularly notice dedication on the new foundry machines. The safety exploiting of foundry machines are determinations of constructional results, which are using. Recenzent: prof. dr hab. inż. Józef Dańko.