2012年CSE安全技术(讲课)

安全生产技术,郑希文教授级高级工程师中国职业安全健康协会,2012年安全生产技术考试目的：考查专业技术人员运用安全技术和标准，辨识、分析和评价作业场所存在的危险有害因素，采取相应防范技术措施，消除和降低事故风险的能力。,安全生产技术内容,机械安全技术电气安全技术特种设备安全技术防火防爆安全技术职业危害控制技术运输安全技术,安全生产技术内容,矿山安全技术建筑施工安全技术危险化学品安全技术,第一章机械安全技术,要求：运用机械安全相关技术和标准，辨识和分析作业场所存在的机械安全隐患，解决转动、传动和加工等机械安全技术问题;运用安全人机工程学理论和知识，解决人机结合的安全技术问题。,第一章机械安全技术,第一节机械行业安全概要第二节金属切削机床及砂轮机安全技术第三节冲压（剪）机械安全技术第四节木工机械安全技术第五节铸造安全技术第六节锻造安全技术,第一章机械安全技术,第七节安全人机工程基本知识第八节人的特性第九节机械的特性第十节人机作业环境第十一节人机系统第十二节安全技术规范与标准,第一节机械行业安全概要,机械是机器与机构的总称，是由若干相互联系的零部件按一定规律装配起来，能够完成一定功能的装置。机械是现代生产和生活中必不可少的装备。在其制造及运行、使用过程中，会带来撞击、挤压、切割等机械伤害和触电、噪声、高温等非机械危害。一、机械产品主要类别机械行业的主要产品包括12类：（1）农业机械（2）重型矿山机械（3）工程机械（4）石油化工通用机械,一、机械产品主要类别,（5）电工机械（6）机床（7）汽车（8）仪器仪表（9）基础机械（10）包装机械（11）环保机械（12）其他机械非机械行业的主要产品包括铁道机械、建筑机械、纺织机械、轻工机械、船舶机械等。,二、机械设备的危险部位及防护对策,（一）机械设备的危险部位(9类)P2机械设备可造成碰撞、夹击、剪切、卷入等多种伤害。旋转部件之间、旋转部件和固定部件的啮合处；接近类型；锻锤的锤体,动力压力机的滑枕等；通过类型；金属刨床的工作台及其床身、剪切机的刀刃等；单向滑动；带锯边缘的齿等；（二）机械传动机构安全防护对策机床上常见的传动机构有齿轮啮合机构、皮带传动机构、联轴器等，有必要把传动机构危险部位加以防护。所采取的安全技术措施一般分为直接（设计时）、间接（防护装置）和指导性（安全规定、设置标志）三类。,1.齿轮传动的安全防护。齿轮传动机构必须装置全封闭型的防护装置，没有防护罩不得使用；2.皮带传动的安全防护。皮带传动装置的防护罩可采用金属骨架的防护网；皮带传动机构的防护可采用将皮带全部遮盖起来的方法，或采用防护栏杆防护。.联轴器的安全防护。对联轴器的安全要求是没有突出的部分，即采用安全联轴器；根本的办法是加防护罩，最常见的是型防护罩。,三、机械伤害类型及预防对策,（一）机械伤害类型机械状态：正常工作状态、非正常工作状态、非工作状态。正常工作状态：机械运动要素有可能造成伤害。非正常工作状态：机械在运转过程中，由于各种原因引起的意外状态，包括故障状态和检修保养状态。非工作状态：机械停止运转的静止状态（碰撞、滑移、倾覆、结构坍塌）。机械行业包括机械伤害、非机械危害。主要危险和危害：物体打击、车辆伤害、机械伤害、起重伤害、触电、灼烫、火灾、坍塌、火药爆炸、化学爆炸、物理爆炸、中毒和窒息,高处坠落等14种。(P45),（二）机械伤害预防对策措施1.实现机械本质安全直接和间接措施：消除产生危险的原因，减少或消除接触机器的危险部位,使人们难以接近机器的危险部位，提供保护装置或者个人防护装备。2.保护操作者和有关人员安全通过培训，提高人们辨别危险的能力，提高避免伤害的能力；通过对机器的设计，使危险部位更加醒目，或使用警示标志；增强避免伤害的能力和自觉性。,（三）通用机械安全设施的技术要求,安全设施设计要素。考虑安全人机工程学的因素，减少人的疲劳；无法做到本质安全时，使用安全装置。机械安全防护装置的一般要求。安全防护装置可靠，与设备运转连锁，紧急停车开关。机械设备安全防护罩的技术要求。要求安全可靠：共9条。(P6)(1)人员触及到的传动部件，在防护罩没闭合前，传动部件就不能运转。(2)固定防护罩，操作人员触及不到运转中的活动部件。(3)防护罩与活动部件有足够的间隙。(4)防护罩应固定在设备或基础上。(5)开启式防护罩打开时，活动部件不能运转或停止运动。(6)使用防护罩，不许带来新的危险。,(7)正常操作不需拆卸防护罩。(8)防护罩必需坚固可靠。(9)防护罩做平台或阶梯时，应能承受1500N的垂直力。机械设备安全防护网的技术要求。应尽量采用封闭结构；当现场需要采用网状结构时，应满足机械安全防护装置固定式和活动式防护装置设计与制造一般要求(GB/T8196-2008)对安全距离的规定。,四、机械安全设计与机器安全装置,（一）本质安全：是通过机械的设计者，在设计阶段采取措施来消除隐患的一种机械安全方法。包括采用本质安全技术、限制机械应力、材料和物质的安全性、履行安全人机工程学原则、设计控制系统的安全原则、防止气动和液压系统的危险、预防电气危害等。（二）失效安全：设计者应该保证当机器发生故障时不出危险，如操作限制开关、预设制动装置等。（三）定位安全：把机器的部件安置到不可能触及的地点，通过定位达到安全。（四）机器布置：车间合理的机器布局。如空间、照明、管线布置、维护时的出入安全。,（五）机器安全防护装置1.固定安全防护装置：防止操作人员接触机器的危险部件，只有用改锥、扳手等专用工具才能拆卸。2.连锁安全装置：只有安全装置关合时，机器才能运转；机器的危险部件停止，安全装置才能开启。3.控制安全装置：使机器迅速停止运动。4.自动安全装置：把暴露在危险中的人体从危险区域中移开，仅限于在低速运动的机器上采用。5.隔离安全装置：阻止身体的任何部分靠近危险区域的设施，如固定的栅栏。,6.可调安全装置：在无法实现对危险区域进行隔离的情况下，可以使用部分可调的安全装置。7.自动调节安全装置：由于工件的运动而自动开启，操作完毕后回到关闭的状态。8.跳闸安全装置：在操作到危险点之前，自动使机器停止或反向运动。9.双手控制安全装置：迫使操作者应用两只手来操纵控制器。控制器之间有适当的距离，仅能对操作者提供保护。,（一）采光生产场所应有足够的光照度，以保证安全生产的正常进行。了解对厂房一般照明的光窗设置要求。（二）通道包括厂区主干道和车间安全通道。厂区干道的路面要求：车辆双向行驶的干道宽度不小于5m，有单向行驶标志的主干道宽度不小于3m，进入厂区门口、危险地段需设置限速限高牌、指示牌、警示牌。,五、机械制造场所安全技术,车间安全通道要求：通行汽车的宽度3m，通行电瓶车的宽度1.8m，通行手推车、三轮车的宽度15m，一般人行通道的宽度1m。(3)通道的一般要求：通道标记应醒目，画出边沿标记，转弯处不能形成直角。通道路面应平整，无台阶、坑、沟和凸出路面的管线。,（三）设备布局车间生产设备分为大、中、小型三类。最大外形尺寸长度12m者为大型设备，612m者为中型设备，6m者为小型设备。(1)设备间距：大型设备2m，中型设备1m，小型设备0.7m。(2)设备与墙、柱距离：大型设备0.9m，中型设备0.8m，小型设备0.7m。,（3）高于2m的运输线应有防护罩，低于2m的运输线应设防护栏，栏高不低于1.05m。（四）物料堆放包括工位器具、工件、材料的摆放。产品坯料的存放量。工件、物料的堆放高度。（五）地面状态要求生产场地平坦、清洁。,金属切削机床是用切削方法将毛坯加工成机器零件的设备，利用相对运动加工工件，分为11大类。包括车床、钻床、镗床、磨床、齿轮加工机床、螺纹加工机床、铣床、刨插床、拉床、锯床和其他机床。一、金属切削机床的危险因素危害因素包括静止部件的危险因素、旋转部件的危险因素、内旋转咬合、往复运动或滑动的危害。常见事故有触电、伤人、伤手、伤眼等。,第二节金属切削机床及砂轮机安全技术,二、金属切削机床的安全技术措施1.机床运转异常状态。P12包括温升异常、转速异常、振动和噪声过大（振动故障率最大）、出现撞击声、输入输出参数异常、机床内部缺陷等。进行监测。2.运动机械中易损件的故障检测。3.金属切削机床常见危险因素的控制措施。,三、砂轮机的安全技术要求是机械工厂最常用的机器设备之一，各个工种都可能用到它。主要是安装和使用。砂轮机安装。包括安装的位置，砂轮的平衡，砂轮与卡盘的匹配，砂轮机的防护罩，砂轮机的工件托架、砂轮机的接地保护等。砂轮机使用。安全要求：禁止侧面磨削。不准正面操作。不准共同操作。,板料、模具和设备是冲压加工的三要素。按冲压加工温度分为热冲压和冷冲压。冲压(剪)机械设备包括剪板机、曲柄压力机和液压机。一、冲压作业的危险因素1.设备结构具有的危险；2.动作失控；3.开关失灵；4.模具的危险。冲压事故以发生在模具的下行程为绝大多数，主要是手部伤害。,第三节冲压（剪）机械安全技术,二、冲压作业安全技术措施包括改进冲压作业方式、改革冲模结构、实现机械化自动化、设置模具和设备的防护装置等。使用安全工具。模具作业区防护措施：模具防护罩（板）、模具结构的改进。冲压设备的安全装置：机械式防护装置、双手按钮式保护装置、光电式保护装置、感应式。三、冲压作业的机械化和自动化是减轻工人劳动强度、保证人身安全的根本措施。,四、剪板机安全技术措施剪板机是机加工工业生产中应用比较广泛的一种剪切设备，用于剪切各种厚度的钢板材料。常用的剪板机分为平剪、滚剪、震动剪3种类型，平剪床是使用最多的。操作剪板机时的注意事项：不应独自1人操作剪板机；运动部位必须安装防护罩；操作者的手指保持安全距离。,第四节木工机械安全技术,在木工机械上发生的工伤事故远远高于金属切削机床，其中平刨床、圆锯机和带锯机是事故发生率较高的几种木工机械。一、木工机械危险有害因素刀轴转速高、多刀多刃、手工进料等。机械伤害：危险性大，发生概率高；火灾和爆炸：后果严重；木材的生物、化学危害；木粉尘危害；噪声和振动危害。,二、木工机械安全技术措施在设计上就应使木工机械具有完善的安全装置，包括安全防护装置、安全控制装置和安全报警信号装置。木工机械的安全技术要求：“有轮必有罩、有轴必有套和锯片有罩、锯条有套、刨（剪）切有挡”。带锯机安全装置圆锯机安全装置木工刨床安全装置。手压平刨伤手为多发性事故，手压平刨刀轴的设计与安装要求：,在铸造分普通砂型铸造和特种铸造。一、铸造作业危险有害因素1.火灾及爆炸；2.灼烫；3.机械伤害；4.高处坠落；5.尘毒危害；6.噪声振动；7.高温和热辐射：夏季车间温度会达到40或更高。,第五节铸造安全技术,二、铸造作业安全技术措施（一）工艺要求工艺布置；工艺设备：除尘设备应有密闭罩；工艺方法；工艺操作：在工艺可能的条件下，宜采用湿法作业，操作条件差的场合宜采用机械手遥控隔离操作。（二）建筑要求厂房主要朝向宜南北向，车间四周应有一定的绿化带。（三）除尘,铸造分为热锻、温锻和冷锻。一、锻造的特点锻造的特点：7点。(P22)二、锻造的危险有害因素伤害事故：机械伤害、火灾爆炸、灼烫（8001200）。职业危害：噪声和振动、尘毒危害、热辐射。三、锻造的安全技术措施锻压机械的安全技术要求：12点(P23)（掌握重点启动装置3、4、5及11）。,第六节锻造安全技术,第七节安全人机工程基本知识,一、定义与研究内容定义：安全人机工程是运用人机工程学的理论和方法研究“人机环境”系统，并使三者在安全的基础上达到最佳匹配，以确保系统高效、经济运行的一门综合性的科学。主要研究内容：机、人的研究，人与机器的关系，主要内容包括四个方面。在人机系统中人始终处于核心，起主导作用，机器起着安全可靠的保证作用。解决安全问题的根本需求是实现生产过程的机械化和自动化。,一、定义与研究内容人机系统的类型：主要有两类，一类为机械化、半机械化控制的人机系统；另一类为全自动化控制的人机系统。1）机械化、半机械化控制的人机系统：人主要充当生产过程的操作者与控制者，控制器主要由人来操作。是现代生产中应用最多的人机系统。2）全自动化控制的人机系统：以机为主体，系统的安全性主要取决于机器的本质安全性、机器的冗余系统失灵以及人处于低负荷时应急反应变差等。,二、机械设计本质安全定义：是指机械的设计者，在设计阶段采取措施来消除不安全隐患的一种实现机械安全的方法。机械失效安全：机械设计者应该在设计中考虑到当发生故障时不出危险。机械部件的定位安全：把机械的部件安置到不可能触及的地点，通过定位达到安全的目的。机器的安全布置：进行合理的空间布局，考虑空间，照明，管、线布置等因素。,第八节人的特性,一、人体测量（一）人体尺寸测量基础被测者姿势：直立姿势（立姿，两足大致成45夹角）、坐姿。测量基准面：矢状面、正中矢状面、冠状面、水平面、眼耳平面（法兰克福平面）。测量方向：上、下方向，左、右方向，四肢上，上肢，下肢。支承面和衣着。人体测量的主要仪器：人体测高仪、人体测量用,一、人体测量,一、人体测量,（一）人体尺寸测量基础直脚规、人体测量用弯脚规。人体测量主要统计函数：平均数、方差、标准差、标准误差（抽样误差）、百分位数。（二）静态测量静态测量方法：可采取不同的姿势，主要有立姿、坐姿、跪姿和卧姿等几种。人体测量的数据是指人体不同部位的尺寸，在设计不同的设备或产品时会涉及到。影响人体测量数据的因素：民族因素，性别、年龄因素，职业因素。,一、人体测量,（三）动态测量活动空间：活动空间的分配依赖于很多因素，如使用的人群、任务、衣物、设备及作业性质等。伸展域：人在站立并保持脚的站立面不变时，手臂的活动空间用舒适伸展域来表示。前臂伸展域：正常区域、最大区域；脚的作业范围。人体测量数据的运用准则：最大最小准则，可调性准则，平均准则，使用最新人体数据准则，地域性准则，功能修正与最小心理空间相结合准则（着装修正量、功能修正量得到最小功能尺寸、附加心理修正量得到最佳功能尺寸）。,二、人的生理特性,（一）人的感觉与感觉器官1、视觉几种常见的视觉现象：暗适应与明适应能力（注意时间）；眩光（造成的有害影响）；视错觉：形状错觉，色彩错觉，物体运动错觉。视觉损伤与视觉疲劳：损伤的疲劳的差异。视觉的运动规律：7点(P34)重点前4点。2、听觉。听觉的功能有分辨声音的高低和强弱，还可以判断环境中声源的方向和远近。,听觉绝对阈限：频率阈限、声压阈限和声强阈限。听觉的辨别阈限：人耳具有区分不同频率和不同强度声音的能力。辨别声音的方向和距离的能力。听觉的掩蔽效应。3、人的感觉反应反应时间：是从包括感觉反应时间到开始动作所用时间的总和。减少反应时间的途径。,（二）人体的特性参数1、人体特性参数分为四类：静态参数，动态参数，生理学参数，生物力学参数。2、人体劳动强度参数人体的能量代谢：人体能量代谢的测定方法（直接法、间接法，间接法通过人体的耗氧量反映出来）；能量代谢与能量代谢率（基础代谢、安静代谢、活动代谢、相对能量代谢率RMR、总代谢率及总能耗的计算）；影响能量代谢的因素。,耗氧量：最大耗氧量。心率：最大心率。人的劳动强度：国外的劳动强度分级，我国的劳动强度分级。劳动强度指数I是区分体力劳动强度等级的指标。体力劳动强度按I大小分为4级：轻劳动、中等强度劳动、重强度劳动、很重体力劳动。能量代谢率、耗氧量、心率及劳动强度指数分级标准。,（三）疲劳疲劳的定义：疲劳分为肌肉疲劳（或称体力疲劳）和精神疲劳（或称脑力疲劳）两种。疲劳产生的原因：工作条件因素（工作环境），作业者本身的因素（造成心理疲劳的诱因）。消除疲劳的途径：在进行显示器和控制器设计时应充分考虑人的生理心理因素；改善工作环境，科学地安排环境色彩、环境装饰及作业场所布局、合理的温湿度、充足的光照等；合理安排作息时间，注意劳逸结合等。,3、疲劳的测定。方法有：1）主观感觉调查表法。2）分析脑电图。已成功地用于追踪坐姿操作，如对车辆驾驶人员的疲劳研究。3）测定闪频值（CFF）。4）智能测验：包括理解能力、判断能力和运动反应等功能测验。若出现疲劳，则反应时间会增加。5）精神测验。当疲劳时，思维能力也随之降低。6）连续拍摄人体动作的变化。,4、单调作业与轮班作业单调作业：单调作业分类，单调作业的特点，单调作业引起疲劳的原因。避免作业单调的措施：培养多面手，工作延伸，操作再设计，显示作业终极目标，动态信息报告，推行消遣工作法，改善作业环境。轮班作业：单班制、两班制、三班制或四班制等。对于日夜轮班制的研究，必须同时考虑工作效率和劳动者的身心健康。,三、人的心理特性,由人的心里因素而发生的事故约占70%75%。能力：是指一个人完成一定任务的本领。主要有感觉、知觉、观察力、注意力、记忆力、思维想象力和操作能力等。各种能力的总和就构成人的智力，它包括人的认识能力和活动能力。性格。主要有冷静型、活泼型、急躁型、轻浮型和迟钝型等五种。气质。气质的表现特征有4种(P44)。需要与动机。对安全的需要更为突出。情绪与情感。不安全情绪有急躁情绪和烦躁情绪。意志。,第九节机械的特性,一、机械安全的定义及特性机械安全定义：是指机器在预定使用条件下执行其功能和在对其进行运输、安装、调试、运行、维修、拆卸和处理时，不致对操作者造成损伤或危害其健康的能力。机械安全的特性。现代机械安全具有：系统性；防护性；友善性；整体性。,二、机械故障诊断技术,（一）机械设备状态监测及故障诊断模型故障诊断是研究机械设备运行状态变化的信息，进而识别、预测和监视机械运行状态的技术方法。及时而正确地掌握状态向量是进行诊断的先决条件，为此就要用传感器或其他检测手段进行状态信号的监测。（二）故障诊断的基本流程及实施步骤包括诊断文档建立和诊断实施两大部分。诊断实施过程是故障诊断的中心工作，它可以细分为4个基本步骤：信号检测、特征提取(或称信号处理)、状态识别、诊断决策。,（三）故障诊断技术1、振动信号的检测与分析振动定义：物体围绕其平衡位置作往复运动。振动信号一般用位移、速度或加速度传感器来测量。传感器应尽量安装在诊断对象敏感点或离核心部位最近的关键点。2、油液分析技术：应用较多的有光谱油液分析和铁谱油液分析。3、温度检测及红外线监测技术。4、超声探伤技术：可以对所有固体材料进行探伤和检测。5、表面缺陷探伤技术：磁粉探伤、渗透探伤、涡流探伤。,三、机械的可靠性设计与维修性设计,（一）可靠性的定义及其度量指标可靠性定义：指系统或产品在规定的条件和规定的时间内，完成规定功能的能力。可靠性度量指标：可靠度、故障率（或失效率）、平均寿命(或平均无故障工作时间)、维修度、有效度。可靠度：可靠度是可靠性的量化指标，即系统或产品在规定条件和规定时间内完成规定功能的概率。可靠度是时间的函数，常用R(t)表示，称为可靠度函数。,故障率（过失效率）：指工作到t时刻尚未发生故障的产品，在该时刻后单位时间内发生故障的概率。故障率也是时间的函数，记为(t)，称为故障率函数。平均寿命（或平均无故障工作时间）：对非维修产品称平均寿命，对于维修产品来说，称平均无故障工作时间或平均故障间隔时间。维修度：维修度是指维修产品发生故障后，在规定条件（备件贮备、维修工具、维修方法及维修技术水平等）和规定时间内能修复的概率，它是维修时间的函数，用M()表示，称为维修度函数。,有效度：狭义可靠度R(t)与维修度M()的综合称为有效度，也称广义可靠度。其定义为：对维修产品，在规定的条件下使用，在规定维修条件下修理，在规定的时间内具有或维持其规定功能处于正常状态的概率。,（二）维修性设计1、维修及维修性。维修性是指对故障产品修复的难易程度。2、产品结构的维修性设计。指产品设计时，设计师应从维修的观点出发，保证当产品一旦出故障，能容易发现故障、易拆、易检修、易安装，即可维修度要高。维修性设计中应考虑的主要问题：可达性、零组部件的标准化与互换性、维修人员的安全。3、可靠性设计与维修性设计的关系。可靠性设计和维修性设计是从不同的角度来保证产品的可靠性。,第十节人机作业环境,一、光环境（一）光的度量光通量，单位流明（lm），利用光电管测量。发光强度（光强），单位坎德拉（cd）。亮度，单位cd/m2，用亮度计直接测量。照度，单位为勒克司(lx)，用光电池照度计测量。（二）照明对作业的影响照明与疲劳。照明与事故：照度不足是重要原因。,二、色彩环境,（一）颜色的特性色调，物体颜色在质方面的特征。明度，颜色的明暗程度。彩度，也叫饱和度、纯洁度，指颜色的鲜明程度。黑、白、灰的影响。（二）色彩对人的影响色彩对生理的影响，视觉疲劳。色彩对心理的影响：色彩的冷暖感、轻重感、尺度感、距离感、软硬感、情绪感。,三、微气候环境,（一）构成微气候的要素及相互联系空气温度，分为舒适温度（213）和允许温度（舒适温度35）。空气湿度，有绝对湿度和相对湿度，相对湿度在80%以上为高气湿，低于30%为低气湿，舒适的湿度一般为40%70%。气流速度，室外一般为0.15m/s时空气新鲜。热辐射，分太阳辐射和人体与周围环境之间的辐射。温度、湿度、风速和热辐射对人体的影响有时可以相互替代。,（二）人体对微气候环境的感受与评价人体的热交换与平衡，人体体温为36.5左右；人体单位时间向外散发的热量H，取决于人体的四种散热方式：人体单位时间辐射热交换量、对流热交换量、蒸发热交换量、传到热交换量。人体对微气候环境的主观感觉，主观感到的舒适及生理上的适宜度，舒适的温度、湿度、风速。微气候环境的综合评价。（1）有效温度（感觉温度）：干球温度、湿球温度和气流速度；（2）不适指数：干球温度、湿球温度；（3）三球温度指数WBGT：干球、湿球、黑球；（4）卡他度：气温、湿度和风速。,（三）微气候环境对人体的影响高温作业环境对人体的影响。一般将热源散热量大于84kJ/(m2h)的环境叫高温作业环境，包括：高温、强热辐射作业；高温、高湿作业；夏季露天作业。低温环境对人体的影响。发生冻伤，手的操作效率下降。,第十一节人机系统,一、人机信息及能量交换系统模型人机系统的任何活动实质上是信息及能量的传递和交换。人机系统模型。二、人机功能分配（一）人在人机系统中的主要功能传感功能、信息处理功能、操纵功能。（二）人机特性比较4个方面：信息感受、信息处理和决策、操作反应、工作能力。,三、人机系统可靠性计算,（一）系统中人的可靠度计算人的可靠度计算（定量计算）是很困难的。人的基本可靠度。系统不因人体差错发生功能降低和故障时人的成功概率，称为人的基本可靠度，用r表示。（1）连续作业；（2）间歇性作业。人的作业可靠度。考虑外部环境因素：作业时间系数、作业操作频率系数、作业危险度系数、作业生理和心理条件系数、作业环境条件系数。,（二）人机系统的可靠度计算人机串联系统。人机并联系统：并行工作冗余法、后背冗余法。两人监控人机系统的可靠度（1）异常状态时，相当于两人并联；（2）正常状态时，相当于两人串联。多人表决的冗余人机系统可靠度。控制器监控的冗余人机系统可靠度。自动控制冗余人机系统可靠度。,四、人机系统可靠性设计基本原则,1、系统的整体可靠性原则2、高可靠性组成单元要素原则3、具有安全系数的设计原则4、高可靠性方式原则5、标准化原则6、高维修度原则7、事先进行试验和进行评价的原则8、预测和预防的原则9、人机工程学原则10、技术经济性原则11、审查原则12、整理准备资料和交流信息原则13、信息反馈原则14、设立相应的组织机构,第十二节安全技术规范与标准,机械安全风险评价第1部分：原则（GB/T16856.1-2008）金属切削机床安全防护通用技术条件（GB15760-2004）磨削机械安全规程（GB4674-2009）机械压力机安全使用条件（AQ7001-2007）剪切机械安全规程（GB6077-1985）。冷冲压安全规程（GB13887-2008）木工机械安全使用要求（AQ7005-2008）；锻压机械安全技术条件（GB17120-1997）。,第二章电气安全技术,第一节电气危险因素及事故种类第二节触电防护技术第三节电气防火防爆技术第四节雷击和静电防护技术第五节电气装置安全技术第六节安全技术规程、规范与标准,第一节电气危险因素与事故种类,电气事故分为触电事故、雷击事故、静电事故、电磁辐射事故和电气装置事故。一、触电分为电击和电伤两种伤害形式。1、电击通常所说的触电指的是电击，是电流直接作用于人体造成的伤害。,一、触电,1、电击（1）电击伤害机理。（2）电流效应的影响因素。电流值：感知电流（平均男1.1mA，女0.7mA），摆脱电流（平均男16mA，女10.5mA），室颤电流（50mA左右，与持续时间有关）。电流持续时间。电流途径：左手到前胸最危险。电流种类：工频电流危害最大。个体特征。,（3）人体阻抗组成和特征数值及变动范围：干燥时约为10003000，潮湿时约为500800。（4）电击类型直接接触电击和间接接触电击。单相电击（占全部触电事故的70%以上）、两相电击、跨步电压电击。,2、电伤是电流的热效应、化学效应、机械效应等对人体所造成的伤害。（1）电烧伤：最常见的电伤。分为电流灼伤、电弧烧伤（是最严重的电伤）。（2）电烙印。（3）皮肤金属化。（4）机械损伤。（5）电光性眼炎。,二、电气火灾与爆炸,是由电气引燃源引起的火灾和爆炸。1、电气引燃源（1）危险温度：短路、过载、漏电、接触不良、铁心过热、散热不良、机械故障、电压异常、电热器具和照明器具、电磁辐射能量。（2）电火花和电弧电火花是电击间的击穿放电，电弧是大量电火花汇集而成的。分为工作电火花和电弧、事故电火花和电弧。2、电气装置及电气线路发生爆燃包括油浸式变压器火灾爆炸、电动机着火、电缆火灾爆炸（6方面的原因）。,三、雷电危害,1、雷电的种类、危害形式和事故后果（1）雷电的种类：直击雷、闪电感应（雷电感应，包括闪电静电感应和闪电电磁感应）、球雷。（2）雷电的危害形式具有雷电流幅值大、雷电流陡度大、冲击性强、冲击过电压高的特点，具有电性质、热性质和机械性质等3方面的破坏作用。（3）雷电危害的事故后果火灾和爆炸、触电、设备和设施毁坏、大规模停电。2、雷电参数雷暴日、雷电流幅值、雷电流陡度、雷电冲击过电压。,四、静电危害,1、静电的危害形式和事故后果造成爆炸和火灾事故、可能引发二次事故、对生产产生妨碍。2、静电的特性（1）静电的产生产生：两种物质紧密接触后再分离，同接触电位差和接触面上的双电层直接相关。起电方式、固体静电、人体静电、粉体静电、液体静电、蒸气和气体静电。（2）静电的消散：中和、泄漏。（3）静电的影响因素材质和杂质的影响、工艺设备和工艺参数的影响。,五、射频电磁场危害泛指频率100kHz以上的电磁波。1、人体吸收辐射能量受到不同程度的伤害。2、生产感应放电造成引爆器件发生意外引爆。六、电气装置故障危害类别：断路、短路、异常接地、漏电、误合闸、电气设备或电气元件损坏、电子设备受电磁干扰而发生误动作、控制系统硬件或软件的偶然失效等。危害：引起火灾和爆炸、异常带电、异常停电、安全相关系统失效。,第二节触电防护技术,所有电气装置都必须具备防止电击危害的直接接触防护和间接接触防护措施。一、直接接触电击防护措施1、绝缘利用绝缘材料对带电体进行封闭和隔离。（1）绝缘材料的电气性能：极限耐热温度。（2）绝缘检测和绝缘试验：绝缘材料的电阻通常用兆欧表（摇表）测量，任何情况下绝缘电阻不得低于每伏工作电压1000，并符合专业标准的规定。2、屏护和间距最为常用的电气安全措施之一。,2、屏护和间距（1）屏护：遮拦、护罩、护盖、箱闸等。（2）间距：安全距离。线路间距：导线与地面和水面的距离；架空线不应跨越具有可燃材料屋顶的建筑物。用电设备间距：室内灯具高度、户外灯具高度、起重机具至线路导线间的最小距离。检修距离：低压操作中，人体及其所携带工具与带电体的距离不应小于0.1m；了解高压作业中各种作业的最小距离。,二、间接接触电击防护措施,1、IT系统（保护接地）将电气设备在故障情况下可能呈现危险电压的金属部位经接地线、接地体同大地紧密地连接起来。通过低电阻接地，把故障电压限制在安全范围内；用于各种不接地配电网；接地电阻的大小。2、TT系统配电网直接接地，电气设备外壳接地。大幅度降低漏电设备上的故障电压，但必须装设剩余电流动作保护装置或过电流保护装置。TT系统主要用于低压用户。,3、TN系统（保护接零）电气设备在正常情况下不带电的金属部分与配电网中性点之间直接连接。其第一位的安全作用是迅速切断电源。TN系统分为TNS、TNC、TNCS三种类型。TNS系统的安全性能最好。有爆炸危险、火灾危险性大及其他安全要求高的场所应采用TNS系统；厂内低压配电的场所及民用楼房应采用TNCS系统。保护接零用于用户装有配电变压器的，且其低压中性点直接接地的220/380V三相四线配电网。保护接零应注意的安全要求。,三、兼防直接接触和间接接触电击的措施,1、双重绝缘（1）电气设备的防护触电保护分类：0类、0类和类、类、类。（2）双重绝缘和加强绝缘措施：工作绝缘、保护绝缘、双重绝缘、加强绝缘。具有双重绝缘和加强绝缘的设备属于类设备，设备上有“回”形标志。加强绝缘的电阻不得低于7M。2、安全电压兼有直接接触电击和间接接触电击防护的安全措施。（1）特低电压的限值和额定值：42V、36V、24V、12V和6V等5个等级；额定值的选用。,2、安全电压（2）特低电压安全条件：安全电源要求，回路配置要求。3、剩余电流动作保护又称漏电保护，作用：防止人身电击，防止因接地故障引起的火灾和监测一相接地故障。（1）剩余电流动作保护装置的工作原理。（2）剩余电流动作保护装置的主要技术参数：额定剩余动作电流、额定剩余不动作电流、分断时间。（3）剩余电流动作保护装置的防护要求。（4）必须安装剩余电流动作保护装置的设备和场所。（5）剩余电流动作保护装置的运行和管理。,第三节电气防火防爆技术,一、危险物质及危险环境（一）危险物质分类、分组1、危险物质分类爆炸危险物质分为3类：类（矿井甲烷），类（爆炸性气体、蒸气），类（爆炸性粉尘、纤维、飞絮）。2、类、类爆炸性物质的进一步分类（级）类爆炸性气体按最大试验安全间隙和最小引燃电流比分为A、B和C三类，C最危险。类进一步划分为三类：A、B和C。3、类、类爆炸性物质的分组：6组（按引燃温度）。,（二）危险环境1、爆炸性气体环境（1）爆炸性气体环境危险场所分区：根据爆炸性气体混合物出现的频率和持续时间分为0区、1区、2区。（2）释放源的等级：释放源的等级和通风条件对分区有直接影响。（3）通风类型划分。通风的主要方式：自然通风、人工通风；通风的有效性：良好、一般、差；通风的等级：高、中、低。（4）爆炸性气体场所危险区域的划分：原则。（5）爆炸性气体环境危险区域的范围。,（二）危险环境2、爆炸性粉尘环境根据混合物出现的频率、持续时间及粉尘层厚度分为20区、21区和22区。3、火灾危险环境分为21区、22区和23区。,二、防爆电气设备和防爆电气线路,1、防爆电气设备（1）防爆电气设备类型：分为类、类、类。（2）设备保护等级（EPL）：类：Ma、Mb两级；类：Ga、Gb、Gc三级；类：Da、Db、Dc三级。（3）防爆电气设备防爆结构型式：隔爆型、增安型、本质安全型、浇封型、无火花型、正压型等。（4）防爆电气设备的标志：Ex。（5）爆炸危险环境中电气设备的选用：环境、设备种类。2、防爆电气线路线路安装位置、敷设方式、导体材质、连接方式等的选择均应根据环境的危险等级进行。,第四节雷击和静电防护技术,一、防雷措施1、建筑物防雷的分类第一类、第二类、第三类防雷建筑物。2、防雷技术分类外部防雷、内部防雷、防雷击电磁脉冲。3、防雷装置外部防雷装置：接闪器、引下线、接地装置；内部防雷装置：屏蔽导体、等电位连接件、电涌保护器、避雷器。4、防雷措施,（1）直击雷防护：装设接闪杆、架空接闪线或网。（2）电感应防护：静电感应防护（接地装置），电磁感应防护（跨接）。（3）闪电电涌侵入防护：电缆埋地、接地、埋地。（4）人身防雷防止直击雷伤人；防止二次放电和跨步电压伤人；室内防雷。,二、静电防护,1、环境危险程度控制2、工艺控制是消除静电危险的重要方法，包括：材料的选用、限制物料的运动速度、加大静电消散过程。3、静电接地：最基本措施4、增湿5、抗静电添加剂6、静电中和器7、加强静电安全管理。人体防护。,第五节电气装置安全技术,一、变配电站安全变配电站是企业的动力枢纽。变配电站发生事故，不仅使整个生产活动不能正常进行，还可能导致火灾和人身伤亡事故。1、变配电站位置避开易燃易爆环境，宜设在企业的上风侧，有足够的消防通道并保持畅通等等。2、建筑结构：门的开启及设置。3、间距、屏护和隔离4、通道：出口的设置。,5、通风。6、封堵。7、标志：重要部位有标志。8、连锁装置。9、电气设备正常运行。10、安全用具和灭火器材。11、技术资料。12、管理制度。,1、电力变压器（1）变压器的安装(P105)有10点，重点第9、10点。（2）变压器的运行空气相对湿度不得超过70%。2、高压开关完成电路的转换，有较大的危险性。（1）高压断路器（2）高压隔离开关（3）高压负荷开关,二、主要变配电设备安全,分动力配电柜（箱）和照明配电柜（箱），是配电系统的末级设备。1、配电柜（箱）安装开启式的配电板、封闭式箱柜、密闭式或防爆型的电气设施。保护线连接可靠。2、配电柜（箱）运行配电柜（箱）内各电气元件及线路接触良好，连接可靠；不得有严重发热、烧损现象。配电柜（箱）的门应完好，门锁应有专人保管。,三、配电柜（箱）,1、电气设备外壳防护防护范围，防护等级。2、手持式电动工具和移动式电气设备有7点(P108)，重点第4、7点。3、电焊设备有7点(P108)，重点第6、7点。4、低压保护电器（1）熔断器（2）热继电器,四、用电设备和低压电器,第六节安全技术规程、规范与标准,用电安全导则（GB/T13869-2008）电击防护装置和设备的通用部分（GB/T17045-2008）剩余电流动作保护装置安装和运行（GB13955-2005）电气装置安装工程接地装置施工及验收规范（GB50169-2006）建筑物防雷设计规范（GB50057-2010）石油与石油设施雷电安全规则（GB15599-2009）防止静电事故通用导则（GB12158-2006）外壳防护等级（IP代码）（GB4208-2008）。,第三章特种设备安全技术,第一节特种设备事故的类型第二节锅炉和压力容器安全技术第三节起重机械安全技术第四节场（厂）内专用机动车辆安全技术,第一节特种设备事故的类型,一、特种设备的基本概念1、承压类特种设备：锅炉、压力容器（含气瓶）、压力管道。2、机电类特种设备：电梯、起重机械、客运索道、大型游乐设施、场（厂）内专用机动车辆。二、锅炉基础知识1、锅炉是指将燃料的化学能转化为热能，又将热能传递给水、汽、导热油等工质，从而产生蒸汽、热气或通过工质输出热量的设备。,第一节特种设备事故的类型,二、锅炉基础知识2、锅炉工作原理及工作特性锅炉由“锅”和“炉”以及相配套的附件、自控装置、附属设备组成。爆炸的危险性、易于损坏性、使用的广泛性、可靠的连续运行性。3、锅炉的分类,三、压力容器基础知识,1、压力容器定义：泛指在工业中盛装用于完成反应、传质、传热、分离和储存等生产工艺过程的气体或液体，并能承载一定压力的密闭设备。2、压力容器工作特性（1）结构特点（2）压力：最高工作压力、设计压力。（3）温度：工作温度、金属温度、设计温度。（4）介质：易燃介质、毒性介质、腐蚀性介质。3、压力容器的分类分类方法。,四、起重机械基础知识,1、起重机械是指用于垂直升降或者垂直升降并水平移动重物的机电设备。包括升降机、起重机、电动葫芦等。2、起重机械工作特点结构复杂，载荷变化，活动空间大，与人员接触，作业环境复杂，多人操作等。3、起重机械分类4、起重机械安全正常工作的条件,五、场（厂）内专用机动车辆基础知识,1、场（厂）内专用机动车辆最大行驶速度（设计值）超过5km/h。2、场（厂）内专用机动车辆工作特点9点。3、场（厂）内专用机动车辆分类（1）按动力特点分类：内燃、电动、内燃电动。（2）按照功能、结构特征分类：汽车、轨道式搬运车辆、工程建筑机械。4、场（厂）内专用机动车辆正常工作的条件,六、特种设备事故的类型,（一）锅炉事故1、锅炉事故特点：事故种类多样、损失非常严重、造成人员伤亡。2、锅炉事故发生原因：超压运行；超温运行；锅炉水位过低或过高；水质管理不善；水循环被破坏；误操作、检修，不定期检查等。3、锅炉事故应急措施4、典型锅炉事故及预防（1）锅炉爆炸事故：水蒸气爆炸、超压爆炸、缺陷导致爆炸、严重缺水导致爆炸。（2）缺水事故：缺水的后果、原因、处理。,应首先判断是轻微缺水还是严重缺水。（3）满水事故：满水的后果、原因、处理。主要危害是降低蒸汽品质，损害以致破坏过热器。（4）汽水共腾：降低蒸汽品质，造成过热器结垢及水击振动，损坏过热器或影响用汽设备的安全运行。（5）锅炉爆管：指锅炉蒸发受热面管子在运行中爆破，包括水冷壁、对流管束管子爆破及烟管爆破，通常必须紧急停炉修理。（6）省煤器损坏：会造成锅炉缺水而被迫停炉。（7）过热器损坏：通常需要停炉修理。,六、特种设备事故的类型,（8）水击事故：常常造成管道、法兰、阀门等的损坏。（9）炉膛爆炸事故：炉膛爆炸（外爆）要同时具备3个条件，常发生于燃油、燃气、燃煤粉的锅炉，应装设可靠的炉膛安全保护装置。（10）尾部烟道二次燃烧：主要发生在燃油锅炉上，常将空气预热器、省煤器破坏，易在停炉之后不久发生。（11）锅炉结渣：对锅炉的经济性、安全性都有不利影响。,六、特种设备事故的类型,（二）压力容器事故,1、压力容事故特点发生爆炸、撕裂事故，破坏程度大，后果严重。2、压力容器事故发生原因设计制造，安装、改造、修理，运行管理不善。3、压力容器事故应急措施切断阀门、喷淋降温、堵漏、防爆炸等。,（二）压力容器事故,4、典型压力容器事故及预防（1）压力容器爆炸事故及危害冲击波及其破坏作用。爆破碎片的破坏作用。介质伤害：有毒介质的毒害和高温蒸气的烫伤。二次爆炸及燃烧。压力容器快开门事故危害。（2）压力容器泄漏的危害（3）压力容器事故的预防：从设计、制造、修理、安装、改造、使用、检验上加强安全管理。,（三）起重机械事故,1、起重机械工作特点结构复杂，载荷变化，活动空间大，与人员接触，作业环境复杂，多人操作等。2、起重机械事故发生的原因3、起重机械事故应急措施起重机械倾翻事故时；火灾事故时；触电事故时，高处坠落事故时，机械故障时。,4、典型起重机械事故及预防重物失落事故：包括脱绳事故、脱钩事故、断绳事故、吊钩断裂事故。挤伤事故：包括吊具或吊载与地面物体间的挤伤事故、升降设备的挤伤事故、机体与建筑物间的挤伤事故、机体回转挤伤事故、翻转作业中的挤伤事故。坠落事故：包括从机体上滑落摔伤事故、机体撞击坠落事故、轿箱坠落摔伤事故、维修工具零部件坠落砸伤事故、振动坠落事故、制动下滑坠落事故。触电事故：包括室内作业的触电事故和室外作业的触电事故。触电安全防护措施。,（三）起重机械事故,机体毁坏事故包括断臂事故、顷翻事故、机体摔伤事故、相互撞毁事故。起重事故的预防措施加强对起重机械的管理。加强对起重机械操作人员的教育和培训，严格执行安全操作规程，提高操作技术能力和处理紧急情况的能力。起重机械操作过程中要坚持“十不吊”原则(P132)。,（三）起重机械事故,1、场（厂）内专用机动车辆事故特点事故类型繁多，难以预防；伤害他人的比例坐高；对社会造成不良影响。2、场（厂）内专用机动车辆事故发生原因车辆安全技术状况不良；驾驶员安全技术素质不高；场（厂）内作业环境复杂；管理不到位。3、场（厂）内专用机动车辆事故应急措施4、典型场（厂）内专用机动车辆事故及预防场（厂）内专用机动车辆事故的种类；典型场（厂）内机动车辆事故；场（厂）内机动车辆事故的预防措施。,（四）场（厂）内专用机动车辆事故,第二节锅炉和压力容器安全技术,一、锅炉压力容器使用安全管理使用定点厂家合格产品，登记建档，专责管理，建立制度，持证上岗，照章运行，定期检验，监控水质，报告事故。二、锅炉压力容器安全附件（一）锅炉安全附件安全阀；压力表；水位计；温度测量装置；保护装置：超温报警和连锁保护装置、高低水位警报和低水位连锁保护装置、锅炉熄火保护装置；排污阀或放水装置、防爆门、自动控制装置。,二、锅炉压力容器安全附件,（二）压力容器安全附件安全阀爆破片安全阀与爆破片装置的组合爆破帽易熔塞紧急切断阀、减压阀压力表、温度计、液位计。,（一）锅炉使用安全技术（1）锅炉启动步骤检查准备、上水、烘炉、煮炉、点火升压、暖管与并汽。（2）点火升压阶段的安全注意事项防止炉膛爆炸；控制升温升压速度严密监视和调整仪表保证强制流动受热面的可靠冷却。,三、锅炉压力容器使用安全技术,（一）锅炉使用安全技术3、锅炉正常运行中的监督调节锅炉水位的监督调节锅炉气压的监督调节气温的调节燃烧的监督调节排污和吹灰。4、停炉及停炉保养停炉。正常停炉和紧急停炉的次序，紧急停炉的情况。停炉保养。,三、锅炉压力容器使用安全技术,（二）压力容器使用安全技术1、压力容器安全操作基本要求：平稳操作、防止超载。压力容器运行期间的检查：包括检查工艺条件、设备状况以及安全装置等方面。压力容器的紧急停止运行：危急情况下要立即停止运行。2、压力容器的维护保养保持完好的防腐层；消除产生腐蚀的因素；消灭容器的“跑、冒、滴、漏”，保持完好；加强容器在停用期间的维护；经常保持容器的完好状态。,三、锅炉压力容器使用安全技术,（一）锅炉检验检修安全技术1、锅炉定期检验类别2、锅炉定期检验周期3、锅炉定期检验内容4、锅炉定期检验结论,四、锅炉压力容器检验检修安全技术,（一）锅炉检验检修安全技术5、锅炉检验检修前的准备工作关闭阀门，用盲板严密封闭；排净，清洗、置换、消毒，切断电源，禁止接通标志。6、检验检修中的安全注意事项注意通风和监护。注意用电安全。禁止带压拆装连接部件。禁止自行以气压试验代替水压试验。,四、锅炉压力容器检验检修安全技术,（二）压力容器检验检修安全技术1、压力容器定期检验类别2、压力容器定期检验周期3、压力容器定期检验内容4、压力容器定期检验结论,四、锅炉压力容器检验检修安全技术,（二）压力容器检验检修安全技术5、压力容器检验检修前的准备工作关闭阀门，用盲板严密封闭；排净，清洗、置换、消毒，切断电源，禁止接通标志。6、检验检修中的安全注意事项注意通风和监护。注意用电安全。禁止带压拆装连接部件。禁止自行以气压试验代替水压试验。,四、锅炉压力容器检验检修安全技术,（三）锅炉压力容器检验检测技术,宏观检查：是对在用承压类特种设备进行内、外部检验常用的检验方法。直观检查。凭借检验人员的感觉器官，检查工具有手电筒、510倍放大镜、反光镜、内窥镜、约0.5kg的尖头手锤等。量具检查。采用简单的工具和量具对直观检查所发现的缺陷进行测量。检查工具有直尺、样板、游标卡尺、塞尺等。无损检测：在不损伤被检工件的情况下，利用材料和材料中缺陷所具有的物理特性探查其内部是否存在缺陷的方法。,无损检测1）射线检测。特点：定位准确，对体积型缺陷检出率高，对人体有害。2）超声波检测。对面积性缺陷的检出率高，适宜检验厚度较大的工件，适用于各种试件。3）磁