NA SIL SKŁADAJĄ SIĘ:
HFT- hardware fault tolerance : architektura, struktura kanałowa, tolerancja defektów
sprzętu,
PFHD- failure probability in the event of a request occurring : prawdopodobieństwo
niezadziałania w przypadku przywołania, prawdopodobieństwo defektu
niebezpiecznego na godzinę,
SFF- proportion of safe faults or safe failures: udział uszkodzeń bezpiecznych,
T1-interwał testów sprawdzających, T2- interwał testów diagnostycznych,
β-podatność na wspólną przyczynę defektów,
DC-pokrycie diagnostyczne,
Tproof- test interval for the entire safety system : okresy testowania systemu
bezpieczeństwa.
Poziom SIL
Poziom SIL jako funkcja udziału uszkodzeń bezpiecznych i
tolerancji defektów sprzętu
Wska.nik defektow na godzin. (É) jest obliczany bezpo.rednio
lub uzyskiwany z warto.ci B10 na podstawie poni.szego wzoru:
É = 0,1 x C/B10
(gdzie C = liczba cykli roboczych na godzin.)
Pokrycie diagnostyczne DC
Pokrycie diagnostyczne DC jest wyrażone wzorem;
DC = λdd/λd wyrażone w procentach
Współczynnik DC opiera się nie tylko na liczbie elementów, które mogą ulec
niebezpiecznemu uszkodzeniu. Bierze pod uwagę całkowitą częstość
występowania uszkodzeń niebezpiecznych. Wielkość ta jest oznaczana
symbolem λ i
określana mianem „wskaźnika awaryjności”. Współczynnik DC wyraża
związek częstości występowania uszkodzeń z dwoma poniższymi typami
uszkodzeń niebezpiecznych.
Okre.lanie (common cause) (Ŕ).
Wspo.czynnik wspolnych przyczyn jest okre.lany na bazie
sumy punktow uzyskanych z poprzedniej tabeli
Współzależność pomiędzy SIS oraz SIF
Kompletny system bezpieczeństwa (SIS) składa się z pewnej
ilości przyrządowych systemów bezpieczeństwa (SIF), których
zadaniem jest zmniejszenie potencjalnego niebezpieczeństwa
mogącego wystąpić w czasie produkcji lub jego usunięcie.
Rodzaje oraz stopień niezawodności zadziałania elementów
przeznaczonych do stworzenia przyrządowych systemów
bezpieczeństwa określa ich poziom nienaruszalności
bezpieczeństwa (SIL).
SIL określa tolerowane przez użytkownika, dopuszczalne w
systemie bezpieczeństwa prawdopodobieństwo niezadziałania
przywoływanej funkcji bezpieczeństwa.
Ryzyko jako funkcja
Ryzyko zawodowe to narażenie człowieka w procesie pracy na
działanie czynników niebezpiecznych lub szkodliwych dla zdrowia. Ryzyko
zawodowe definiuje się jako funkcję ciężkości możliwej szkody oraz
prawdopodobieństwa wystąpienia tej szkody.
Dokument potwierdzający dokonanie oceny ryzyka
zawodowego powinien zawierać:
1. opis ocenianego stanowiska pracy zawierający
wyszczególnienie:
-stosowanych maszyn, narzędzi i materiałów,
-wykonywanych zadań,
-występujących na stanowisku niebezpiecznych, szkodliwych i
uciążliwych czynników środowiska pracy,
-stosowanych środków ochrony zbiorowej i indywidualnej,
-osób pracujących na tym stanowisku,
2. wyniki przeprowadzonej oceny ryzyka zawodowego dla każdego
z czynników środowiska pracy oraz niezbędne środki profilaktyczne
zmniejszające ryzyko,
3. datę przeprowadzonej oceny oraz dane osoby dokonującej oceny
Etapy oceny ryzyka:
– określenie ograniczeń związanych z maszyną,
– identyfikacja zagrożeń i sytuacji zagrożenia,
– szacowanie ryzyka,
– ewaluacja (kwalifikacja) ryzyka,
– dobór środków bezpieczeństwa i ponowna ocena ryzyka
Wstępna Analiza Zagrożeń (Preliminary
Hazard Analysis)
Wstępna Analiza Zagrożeń (Preliminary Hazard Analysis) jest
metodą matrycową, indukcyjną, pozwalającą na jakościowe
oszacowanie ryzyka. Przy pomocy tej metody identyfikuje się
prawdopodobieństwo zajścia wypadku i jakościowo szacuje
wielkość możliwej szkody (ubytku na zdrowiu). Metoda ta może być
stosowana do oceny ryzyka na stanowiskach pracy ale również w
fazie projektowania maszyny. Obejmuje ona etapy:
-1. charakterystyka stanowiska pracy, dla którego prowadzona jest
ocena ryzyka,
-2. sporządzenie listy zidentyfikowanych zagrożeń,
-3. oszacowanie ryzyka,
-4. wartościowanie ryzyka W wyrażone przez zależność:
W = S · P
gdzie: S- stopień szkód, P – prawdopodobieństwo zdarzenia.
Metoda Analizy Drzewa Błędów FTA
FTA (Failure Tree Analysis) jest metodą dedukcyjną
rozpoczynającą się od zdarzenia uważanego za niepożądane i
umożliwiająca użytkownikowi tej metody znalezienie pełnego
zestawu krytycznych ścieżek prowadzących do tego niepożądanego
zdarzenia.
Metoda Systematycznej Analizy Ryzyka
MOSAR
Jest to metoda badania ryzyka składająca się z dziesięciu
kroków. Obiekt badany (maszyna, proces technologiczny czy
instalacja przemysłowa) jest rozpatrywany jako kilka
współdziałających podsystemów. Do identyfikacji zagrożeń
wykorzystuje się dane zawarte w tablicy.
Metoda Analizy Rodzajów Uszkodzeń i ich
Skutków FMEA
Głównym celem tej metody (Failure Mode and Effects Analysis)
jest oszacowanie częstości uszkodzeń elementu składowego
maszyny lub urządzenia oraz skutków tego zdarzenia. Metoda jest
czasochłonna, gdyż dla każdego elementu należy rozpatrywać
każdy możliwy rodzaj uszkodzenia.
Metoda oceny ryzyka HAZOP
Metoda HAZOP ( Hazard and Operability Study) jest techniką
identyfikacji zagrożeń i problemów związanych z użytkowaniem maszyny
lub instalacji, pomocną w wykrywaniu zagrożeń wprowadzonych w fazie
projektowania. Badanie HAZOP przeprowadzone na etapie projektowania
maszyny może dostarczyć wskazówek do wykonania bezpiecznego
projektu. W badaniu wyróżniamy następujące kroki:
-określenie zakresu badania i jego celów,
-utworzenie zespołu badawczego (najlepiej z personelu projektowego i
produkcyjnego oraz ekspertów technicznych),
-zgromadzenie potrzebnej dokumentacji (rysunki instalacji, karty
technologiczne, diagramy sterowania procesu itp.),
-analizę przy użyciu zgromadzonych dokumentów każdego głównego
obiektu, wyposażenia pomocniczego czy instalacji. Definiuje się
zamierzenia procesowe projektu i bada kluczowe zmienne (temperatura,
ciśnienie, przepływ),
-dokumentowanie konsekwencji każdego odchylenia od normy i
uwypuklanie tych ,które są uważane za niebezpieczne i prawdopodobne.
Metoda oceny - Graf Ryzyka
Metoda Graf Ryzyka należy do grupy jakościowych metod
oceny ryzyka pracy, w której określane w definicji ryzyka
prawdopodobieństwo zdarzenia jest przedstawione przez trzy
parametry ryzyka, tj. czas występowania zagrożenia (ekspozycja),
możliwość zastosowania ochrony przed zagrożeniem i
prawdopodobieństwo wystąpienia niepożądanego zdarzenia.
Dokumentacja oceny ryzyka
Dokumentacja dotycząca oceny ryzyka przedstawia
zastosowaną procedurę i uzyskane wyniki a także następujące
informacje:
-dane maszyny, (parametry, zamierzone zastosowanie itp.),
-przyjęte założenia, takie jak obciążenia, naprężenia dopuszczalne,
współczynniki bezpieczeństwa),
-zidentyfikowane zagrożenia i niebezpieczne, brane pod uwagę,
sytuacje,
- dane, takie jak historie wypadków i awarii w porównywalnych
maszynach i źródła tych danych,
-opis zastosowanych środków ochronnych,
-opis zadań możliwych do zrealizowania przy pomocy tych środków
ochronnych,
-ryzyko resztkowe,
-wszystkie dokumenty opracowane podczas oceny ryzyka.
Przyczyny wypadków w dużych
zakładach produkcyjnych
Dwa układy sterowania maszyny (obiektu)
Każda maszyna (obiekt) jest wyposażona w układ sterowania
technologicznego, pozwalający na jej normalną pracę i osiąganie
wymaganych parametrów procesu produkcyjnego. Przez normalną
pracę należy rozumieć stan bez awarii użytych elementów oraz bez
potrzeby zatrzymywania maszyny wynikającej z zagrożenia życia
lub zdrowia osób znajdujących się w otoczeniu maszyny.
Ponadto, niezależnie, od tego czy maszyna (obiekt) jest nowa,
czy używana, musi być wyposażona w układ sterowania który
odpowiada za spełnienie funkcji bezpieczeństwa
Trzy grupy środków ograniczania
ryzyka
Na obecnym etapie rozwoju techniki wyróżnia się trzy grupy
środków wpływających na wielkość ryzyka:
a) techniczne, wykorzystywane zarówno w strukturze
stanowiska pracy, jak i technologii wykonywanego procesu,
b) proceduralne, związane ze stosowaniem bezpiecznych
metod obsługi maszyn i instalacji,
c) behawioralne, związane bezpośrednio z najważniejszą
sferą, czyli sferą ludzkich zachowań.
Konstrukcje wewnętrznie bezpieczne związane są z
pojęciami:
-wewnętrznie bezpieczne tzn istniejące w sposób ciągły i
nieusuwalny,
-bezpieczeństwo zostało wbudowane w proces lub
maszynę a nie zostało zwiększone na etapie
późniejszym przez dodatkowe środki techniczne lub
proceduralne,
-bezpieczeństwo polega na eliminacji lub minimalizacji
hazardu a nie na jego kontroli,
-sposób projektowania powinien uwzględniać wszystkie
fazy istnienia maszyny (procesu), nie ograniczać się do
procesu produkcyjnego
Hazard
• Przez hazard jest rozumiana fizyczna lub chemiczna właściwość
związana z produktem (systemem) i stwarzająca potencjalne
zagrożenie dla człowieka lub środowiska. Hazard jest związany z
produktem lub postaje w pewnych sytuacjach przy stosowaniu
produktu.
Redundancja(łac. redundantia – powódź, nadmiar, zbytek),
inaczej nadmiarowość w stosunku do tego, co konieczne lub zwykłe.
Określenie może odnosić się zarówno do nadmiaru zbędnego
lub szkodliwego, niecelowo zużywającego zasoby, jak i do
pożądanego zabezpieczenia na wypadek uszkodzenia części
systemu.
Wymagania dla elementów pneumatycznych
W układzie sterującym odpowiadającym za bezpieczeństwo
maszyny, a zawierającym elementy pneumatyczne, muszą być
spełnione następujące warunki:
-elementy pneumatyczne muszą pracować w układzie
redundancyjnym,
-muszą być monitorowane w celu sprawdzenia wykonywania
poleceń sterujących a także w celu wykrywania znaczącej zmiany w
charakterystykach,
-elementy sterujące muszą powracać do bezpiecznej pozycji w
przypadku zaniku ciśnienia zasilającego lub zaniku sygnału
elektrycznego,
-elementy sterujące muszą zablokować działanie układu po
wykryciu błędu do momentu jego usunięcia,
-powinny posiadać specjalną dedykowaną funkcję resetu
wejściowego i nie powinny pozwolić na samoczynny reset układu
po powrocie ciśnienia zasilającego.
Kategorie bezpieczeństwa tworzą układ odniesienia dla
określenia koniecznego w danym przypadku poziomu bezpiecznego
dla maszyny lub konkretnej jej części lub sekcji.
Kategorie bezpieczeństwa maszyny zostały zdefiniowane w
normie PN-EN 954-1.
Norma PN-EN 954-1:2001 wyróżnia pięć kategorii
bezpieczeństwa ( kategoria B, 1, 2, 3 i 4) i precyzuje wymagania
dotyczące każdej z nich w rozdziale 6.2.
Typowe błędy elementów pneumatycznych
Na bezpieczeństwo układów pneumatycznych wpływają
najczęściej dwie sytuacje. Pierwsza sytuacja dotyczy zablokowania
suwaka zaworu w pozycji otwartej lub zamkniętej. (brak reakcji na
sygnały sterujące).
Druga niebezpieczna sytuacja powstaje, gdy czas
przesterowanie suwaka zaworu ulega znacznemu wydłużeniu.
Sytuacja taka może skutkować błędnymi położeniami elementów
wykonawczych.
4 podstawowe stany maszyny
W eksploatacji maszyny można wyróżnić 4 stany:
-gotowość do pracy/ postój,
-praca normalna,
-nastawianie i prace serwisowe,
-funkcjonowanie maszyny w sytuacji awaryjnej
Zagrożenia nieodłącznie związane z siłowymi układami
hydraulicznymi
Obecność siłowych układów hydraulicznych w obiekcie jest związana
z hazardem. Zagrożenie stanowią ruchome elementy maszyny napędzane
hydraulicznie. Następną przyczyną hazardu są:
-czynnik roboczy stosowany pod wysokim ciśnieniem (zazwyczaj od 150 do
450 bar),
-wysokie temperatury pracy czynnika roboczego oraz rozgrzanych
elementów grożące poparzeniami,
-możliwość zapłonu czynnika roboczego, którym najczęściej jest olej
mineralny,
-zakumulowana energia w elementach prowadząca do rozrywania
przewodów lub wyrzucania elementów układu hydraulicznego,
-prowadzenie obsługi układów w sytuacji istniejącego ciśnienia lub
niepełnego rozładowania ciśnienia w układzie,
-pęknięcia przewodów mogące prowadzić do niekontrolowanego
przemieszczenia zespołów pod wpływem grawitacji,
-wdychanie oparów oleju roboczego (wysokie temperatury oleju prowadzą
do wzrostu toksycznych czynników w powietrzu) bądź dłuższy kontakt oleju
ze skórą, który może prowadzić do reakcji alergicznych.
Przykłady wypadków: poparzenia
Skóra ludzka ulega oparzeniu przy temperaturze 48 stopni C. w czasie
kontaktu trwającego od 1 do 2 minut. Ponieważ przeciętna temperatura
pracy oleju w układzie hydraulicznym wynosi około60 stopni C, poparzenie
może nastąpić przy kontakcie oleju ze skórą trwającym w granicach jednej
sekundy.
Pożar oraz eksplozja oleju
Temperatura samozapłonu oleju wynosi od 260 do 400 stopni C. W
przypadku pęknięcia przewodu ciśnieniowego cząsteczki oleju w postaci
drobin są rozrzucane w zasięgu kilkunastu metrów. Jeśli będą miały kontakt
ze źródłem ognia może powstać pożar, może również nastąpić eksplozja
mgły olejowej.
Rola szkoleń
Główną przyczyną wypadków zaistniałych w układach
hydrauliki siłowej jest brak wiadomości związanych z tymi napędami
oraz brak odpowiedniego szkolenia.
Bezpieczeństwo w prasach hydraulicznych
Prasy hydrauliczne obsługiwane ręcznie przez Dyrektywę
Maszynową są traktowane jako maszyny wyjątkowo niebezpieczne.
Wprowadzenie ich na rynek związane jest ze spełnieniem szeregu
przepisów.
W rozwiniętych technicznie krajach istnieją normy, które
opisują jak powinny być projektowane bezpieczne układy sterujące
stosowane w prasach. Można tutaj podać jako przykłady:
-United States: ANSI B11.2 “Hydraulic Power Presses — Safety
Requirements for Construction, Care and Use”
-Canada: Z142-02 “Code for Power Press Operation: Health, Safety
and Guarding Requirements”
-Europe: EN 693 “Safety — Hydraulic Presses”.
Norma europejska EN 693 jest nakierowana na zapewnienie
bezpieczeństwa w hydraulicznych układach napędowych pras
hydraulicznych.
Katalog źródeł
prawa wtórnego obejmuje:
-rozporządzenia,
-dyrektywy,
-decyzje,
-opinie,
-zalecenia,
-konwencje zawierane przez państwa członkowskie,
-umowy międzynarodowe.
Zadaniem dyrektyw Starego Podejścia było
określenie szczegółowych przepisów technicznych
zastępujących przepisy poszczególnych krajów.
Po 1985 r. przyjęto tzw. Nowe Podejście do harmonizacji
przepisów technicznych w Unii Europejskiej. Jego istota sprowadza
się do kilku podstawowych reguł:
-przedmiotem harmonizacji są wyłącznie przepisy związane z
bezpieczeństwem, zdrowiem i ochroną środowiska,
-dyrektywy zharmonizowane zawierają tylko zasadnicze
wymagania, natomiast szczegóły techniczne zawarte są w
odpowiednich, zharmonizowanych normach europejskich EN,
których stosowanie jest dobrowolne,
-wyrób, który spełnia wymagania dyrektyw oznaczony jest
znakiem CE i ma prawo być wprowadzony na rynek dowolnego
państwa członkowskiego Unii Europejskiej.
Oznakowanie CE i jego znaczenie
Znak zgodności CE pochodzi od skrótu Wspólnoty
...
m.szpaner