ISO 230622022 铸造机械.成型和制芯机械及相关设备的安全要求标准立项发展报告

铸造机械成型和制芯机械及相关设备的安全要求标准立项发展报告StandardizationDevelopmentReport:FoundryMachinery—SafetyRequirementsforMoldingandCoremakingMachineryandAssociatedEquipment摘要铸造机械作为装备制造业的基础性行业装备，其安全性能直接关系到从业人员生命健康与行业可持续发展。随着铸造工艺技术向自动化、智能化和大型化方向快速发展，成型和制芯机械的设备复杂度、系统集成度和运行速度显著提升，传统安全标准已难以完全覆盖新型设备的风险特征。ISO23062:2022《铸造机械成型和制芯机械及相关设备的安全要求》由国际标准化组织（ISO）于2022年7月6日正式发布，该标准系统规定了成型和制芯机械在设计、制造、安装、调试、操作、维护及报废全生命周期内的安全要求和风险评价方法，填补了国际铸造机械安全标准体系中针对成型和制芯工序的专项标准空白。本报告全面解析了该标准的立项背景、研制历程、核心技术内容及其与欧盟机械指令（2006/42/EC）、ISO12100等基础安全标准的关系，重点阐述了标准的适用范围、重大危险源辨识、安全防护措施、检验验证方法等关键要素，并结合我国铸造机械标准化工作现状，分析了该标准对我国铸造装备制造企业的技术影响和实施路径，为行业企业贯彻落实国际先进安全标准提供了系统性参考。关键词：铸造机械；成型机械；制芯机械；机械安全；国际标准；危险源辨识；安全防护一、引言1.1研究背景铸造是装备制造业的基础工艺，广泛应用于汽车、航空航天、轨道交通、能源装备等国民经济重点领域。据统计，全球铸件年产量已超过1亿吨，而我国铸件产量连续多年位居世界首位，约占全球总产量的45%以上。成型和制芯是铸造生产的核心工序，涉及砂处理、制芯、造型、合箱等多个环节，设备种类繁多、结构复杂、联动性强。然而，成型和制芯机械在运行过程中存在机械伤害、高压射砂伤害、热辐射灼伤、粉尘爆炸、噪声危害、有限空间作业窒息等多种危险因素，安全事故风险不容忽视。国际劳工组织（ILO）相关统计数据显示，铸造行业的事故发生率长期高于制造业平均水平。因此，制定统一的国际安全标准，对成型和制芯机械的设计、制造和使用全过程提出规范性安全要求，具有迫切的现实需求。1.2标准立项背景在国际标准化组织框架下，ISO/TC306“铸造机械”技术委员会负责铸造装备领域的国际标准制修订工作。随着欧盟机械指令（MachineryDirective2006/42/EC）的持续实施和全球主要铸造装备制造国对机械安全标准的日益重视，国际社会普遍认识到，有必要针对铸造机械中风险最为集中、工艺最为复杂的成型和制芯设备制定专项安全标准。ISO23062:2022正是在这一背景下应运而生的国际标准。该标准由ISO/TC306归口管理，联合了德国、意大利、中国、日本等主要铸造装备制造国家的专家共同参与研制，历经多年的技术讨论、草案完善和投票表决，最终于2022年正式发布。1.3标准的战略意义ISO23062:2022的发布实施具有多重战略意义。第一，该标准为全球铸造机械制造商提供了统一的安全设计要求，有助于消除技术性贸易壁垒，促进铸造装备国际贸易的便利化。第二，标准为铸造企业的设备选型、安全管理和合规性评估提供了明确的技术依据，有助于降低铸造生产过程中的安全风险。第三，对于我国铸造装备制造企业而言，采用该国际标准是产品走向国际市场、参与全球竞争的重要技术支撑。1.4标准的定位与适用范围ISO23062:2022是一项针对铸造机械中成型和制芯机械的C类标准（特定机械安全标准），其条款规定与ISO12100:2010《机械安全设计通则风险评估与风险减小》所规定的基本设计原则相协调。当C类标准中的条款与A类标准（基础安全标准）或B类标准（通用安全标准）中的条款存在差异时，应优先遵循C类标准的条款。该标准适用于在铸造厂及制芯车间中使用的各种成型和制芯机械及相关设备，包括但不限于：-各种型式的造型机（如震压造型机、高压造型机、射压造型机、静压造型机、气流冲击造型机等）；-制芯设备（如冷芯盒制芯机、热芯盒制芯机、壳法（壳型）制芯机、自硬砂制芯设备等）；-砂处理系统中的混砂机、砂冷却装置、砂输送设备等配套装置；-与上述设备联动的合箱机、下芯机、取芯机械手等辅助设备；-相关的控制系统、安全防护装置和工艺参数监控装置等。标准不适用于吹砂（型）设备和抛喷丸设备等已由其他专项标准覆盖的机械设备，也不适用于铸造车间的通风除尘系统等建筑设施部分。二、标准研制历程与工作基础2.1国际标准研制历程ISO23062:2022的研制过程大致经历了以下几个阶段：-提案阶段（NewWorkItemProposal,NWIP）：由ISO/TC306成员国提出立项建议，经各成员国投票表决后正式立项。立项之初即明确了以欧洲现有标准（特别是德国DINEN710等区域性标准）为基础，吸收各主要铸造装备制造国的技术经验。-工作组草案阶段（WorkingDraft,WD）：成立专项工作组（WG），由召集人组织各国专家编写标准草案。工作组对成型和制芯机械的重大危险源进行了系统辨识，形成了危险清单和对应的安全要求框架。-委员会草案阶段（CommitteeDraft,CD）：草案在ISO/TC306内部各成员国之间传阅征求意见，经过多轮意见汇总、处理和讨论，逐步完善了标准的技术内容。-国际标准草案阶段（DraftInternationalStandard,DIS）：草案提交ISO中央秘书处进行国际范围的投票表决，各成员国提出正式意见和表决结果。-最终国际标准草案阶段（FinalDraftInternationalStandard,FDIS）：在DIS通过后进行最终文本审定，确认无重大技术分歧后提交发布。-正式发布阶段：2022年7月6日，ISO23062:2022由国际标准化组织正式出版发布。2.2标准编制的基本原则在标准编制过程中，工作组遵循了以下基本原则：1.风险减小的系统性原则：依据ISO12100规定的“三步法”，即本质安全设计、安全防护和补充保护措施、使用信息，系统地减小风险。2.全生命周期覆盖原则：安全要求覆盖设备从设计、制造、运输、安装、调试、操作、清洁、维护、故障排除到报废拆除的全生命周期各阶段。3.基于性能的原则：安全防护装置的设计和选择以所需的安全性能等级（PerformanceLevel,PL）为目标，而非简单地规定结构形式。4.协调一致性原则：标准内容与ISO12100、IEC62061、ISO13849-1等基础安全标准和相关B类标准保持协调一致。三、标准核心技术内容解析3.1重大危险源辨识与分析ISO23062:2022以系统化的方法对成型和制芯机械全生命周期内的重大危险源进行了全面辨识。标准附录中详细列出了危险源清单，主要包括以下类别：（一）机械类危险-挤压和剪切危险：固定部件与运动部件之间、两个运动部件之间形成的挤压区和剪切区；-卷入危险：射砂机构、混砂搅笼、输送螺旋等旋转部件产生的卷入风险；-冲击和碰撞危险：砂箱输送装置、合箱机构、模板更换装置等在运动过程中可能产生的冲击伤害；-高压射砂危险：射砂过程中高压气体和砂流喷射造成的伤害；-切割和切断危险：设备维修时可能触及的锋利边缘和毛刺；-零部件抛出危险：高速旋转部件失效时零部件飞出的风险。（二）电气类危险-触电危险：带电部件绝缘失效或防护不到位导致的电击；-电气故障引发的危险：控制回路失效导致的意外启动、误动作等；-静电危险：粉尘环境中静电积聚引发的火花放电。（三）热危险-灼烫危险：热芯盒制芯机、壳法（壳型）制芯机中加热板、热芯盒表面高温造成的灼伤；-热辐射危险：高温设备表面热辐射对操作人员的累积伤害。（四）噪声危险-射砂、震压、气流冲击等工序产生的脉冲噪声和稳态噪声对听力的损伤。（五）粉尘和有害物质危险-制芯和造型过程中产生的粉尘、树脂粘结剂挥发物（如苯酚、甲醛、三乙胺、二氧化硫等）对呼吸系统的损害；-可燃粉尘（如煤粉、木粉等）在特定浓度下形成的爆炸危险。（六）人体工效学危险-设备操作位置设计不合理导致的强制体位和重复性劳损；-搬运砂箱、芯盒等重物时的超负荷体力劳动；-有限空间（如砂斗、混砂机内部）进入作业时的通风不良和救援困难。（七）忽视安全原则产生的危险-操作者因视野遮挡或信号提示不足而对运动部件位置判断失误；-非预期启动、设备意外运行造成的伤害。3.2安全要求和措施（一）本质安全设计措施ISO23062:2022首先强调通过设计消除或减小危险。具体措施包括：-消除锐边、尖角和可能造成伤害的突出部位；-合理设计运动部件的间隙，使其不满足人体部位的接近尺寸；-设计防误操作的联锁结构，防止人员进入危险区后设备仍可动作；-采用安全电压供电或可靠的电气绝缘；-降低噪声源声功率级（如优化射砂阀的排气结构、采用隔振降噪措施）；-采用密闭结构减少粉尘外逸。（二）安全防护措施对于无法通过本质安全设计消除的风险，标准要求设置相应的安全防护装置：-固定防护装置：采用只有借助工具才能拆卸的固定式防护罩，覆盖齿轮、皮带、联轴器等传动部件；-联锁防护装置：带防护锁的联锁装置，确保防护装置未关闭时危险运动不能启动，防护装置打开时危险运动立即停止；-敏感保护设备：包括安全光幕、安全激光扫描仪、安全地毯、双手控制装置等，用于检测人员进入危险区并触发安全停机；-压敏防护装置：设置在挤压区域的压敏边、压敏棒等，检测到人体接触时即刻停止运动。标准对各类防护装置的性能等级（PL）和类别（Category）提出了明确要求，通常要求安全相关控制系统的性能等级不低于PLd，并满足ISO13849-1中规定的类别3或类别4的结构要求。（三）补充保护措施-急停装置：在操作位置和关键部位设置符合ISO13850的急停按钮，采用红色蘑菇头按钮配黄色背景；-能量隔离装置：设置带锁定的隔离开关和能量释放装置，确保维修时设备完全与能源隔离；-残余风险警示：对无法完全消除的残余风险设置警示标志和警示说明。（四）使用信息标准要求在设备使用说明书中详细说明：-设备的预期使用条件和可预见的误使用情况；-安全操作程序和安全注意事项；-残余风险及应对措施；-维护保养周期和安全维护程序；-操作人员和维修人员的安全培训要求。3.3验证与确认要求ISO23062:2022规定了安全要求和措施的验证方法，包括：-目视检查：检查安全防护装置是否完整、安装位置是否正确；-功能测试：通过模拟故障和异常工况验证安全功能的有效性和响应时间；-测量验证：对防护装置的安装尺寸、安全距离、噪声值、照度等参数进行实际测量；-计算验证：对安全相关控制系统的性能等级（PL）进行定量评估计算。四、主要参与单位介绍4.1国际标准化组织ISO/TC306铸造机械技术委员会ISO/TC306“铸造机械”技术委员会（Foundrymachinery）是负责铸造装备领域国际标准制修订的专门技术组织，其秘书处设于德国标准化协会（DIN）。该技术委员会成立于2013年，目前拥有多个ParticipatingMember（P成员，积极参与成员）和ObservingMember（O成员，观察成员），中国、德国、意大利、日本、瑞士、法国等全球主要铸造装备制造国家均深度参与了其标准研制工作。ISO/TC306的工作范围涵盖铸造生产中使用的各类机械设备，包括造型与制芯设备、砂处理设备、金属熔炼与浇注设备、抛喷丸设备等，同时关注铸造装备的智能化、绿色化和安全性能提升等前沿方向。委员会下设多个工作组（WG），分别负责不同类别设备标准的制定和维护工作。其中，负责成型和制芯机械安全标准的工作组集结了来自机械安全、铸造工艺、电气控制和职业安全等多领域的国际专家。4.2中国参与单位——济南铸锻所检验检测科技有限公司在ISO23062:2022的研制过程中，中国作为ISO/TC306的重要成员，在标准的组织中发挥了积极的参与作用。国内主要技术归口单位为全国铸造机械标准化技术委员会（SAC/TC186），秘书处设于济南铸锻所检验检测科技有限公司（以下简称“济南铸锻所”）。济南铸锻所检验检测科技有限公司是我国铸造机械行业唯一的国家级检验检测机构和标准化技术归口单位，长期承担全国铸造机械标准化技术委员会秘书处工作，负责组织我国铸造机械领域国家标准、行业标准的制修订和管理工作。公司拥有国家铸造机械质量检验检测中心，具备先进的检测设备和专业的技术团队，在机械安全、电气安全、性能检测等方面具备雄厚的检测验证能力。在ISO23062:2022国际标准的研制过程中，济南铸锻所组织国内铸造机械骨干企业、科研院所和安全技术专家，组建了国际标准对口工作组，系统开展了以下工作：-国内技术意见征集：面向全国铸造机械制造企业和用户单位广泛征集对国际标准草案的技术意见，汇总形成中国意见并提交至ISO/TC306；-国际标准草案研究：组织专家对WD、CD、DIS等各阶段草案进行逐条分析研究，提出了多项具有建设性的技术修改建议，涉及安全防护装置要求、噪声限值、控制系统安全性能等方面内容；-国内外标准比对分析：开展了我国GB25490《铸造机械安全要求》等国家标准与ISO23062:2022的技术比对研究，为后续我国标准与国际标准的接轨奠定了基础；-标准宣贯与推广：在全国范围内组织ISO23062:2022的宣贯培训活动，推动我国铸造机械制造企业及时了解和采用国际先进安全标准，提升产品的国际竞争力。五、结论与展望5.1标准实施的重要意义ISO23062:2022作为铸造机械领域针对成型和制芯机械的专项国际安全标准，其实施具有以下重要意义：（一）提升行业安全水平该标准以全生命周期安全理念为指导，系统性地规定了成型和制芯机械的风险评价方法和安全设计要求，为设备制造商提供了明确的技术遵循。标准的推广应用将有效降低铸造生产过程中的机械伤害、热灼伤、粉尘爆炸等安全风险，保障从业人员生命安全和身体健康。（二）促进国际贸易便利化该标准作为ISO国际标准，在全球范围内具有广泛认可度。铸造装备制造企业按照该标准设计和制造产品，有助于减少出口环节的技术壁垒，提升产品在国际市场的竞争力。同时，用户企业在采购进口设备时，也可依据该标准进行符合性验证。（三）推动行业技术进步安全标准的提升往往带动整体技术水平的进步。ISO23062:2022对安全控制系统性能等级的要求，推动了安全PLC、安全光幕、安全激光扫描仪等先进安全技术的应用；对噪声控制和粉尘防护的要求，促进了低噪声射砂阀、密闭防尘结构等环保技术的创新。5.2对我国铸造机械行业的影响与建议当前，我国铸造机械产品在安全性能方面与国际先进水平仍存在一定差距。ISO23062:2022的发布对我国铸造装备制造企业提出了更高要求，同时也为行业转型升级提供了契机。为此，提出以下建议：第一，加快标准转化与衔接。建议全国铸造机械标准化技术委员会（SAC/TC186）组织力量加快对ISO23062:2022的消化吸收，推动我国铸造机械安全标准的修订升级，实现国家标准与国际标准的技术衔接，保障我国铸造装备产品顺利进入国际市场。第二，加强安全设计能力建设。铸造机械制造企业