…czego nie wiem, o to mnie głowa nie boli…
IV. BEZPIECZNA EKSPLOATACJA MASZYN
4.1. UWARUNKOWANIA PRAWNE BEZPIECZEŃSTWA MASZYN
Na etapie eksploatacji koncepcja zapewnienia bezpieczeństwa maszyn realizowana jest poprzez przestrzeganie minimalnych wymagań dotyczących użytkowania i obsługiwania maszyn wg wskazań producenta, podejmowania przez eksploatatorów dodatkowych technicznych i organizacyjnych środków bezpieczeństwa adekwatnie do warunków pracy maszyn, utrzymania poziomu bezpieczeństwa wprowadzonych na stanowisko pracy maszyn poprzez zapewnienie ich kontroli przewidzianych w dyrektywach społecznych, udziału operatorów maszyn w działaniach dotyczących zmniejszania ryzyka zawodowego oraz przekazywania przez eksploatatorów producentom maszyn informacji o nieprawidłowościach ujawnionych w trakcie eksploatacji ich wyrobów.
Stosowanie triady bezpieczeństwa (rys.4.1) w celu ograniczania poziomu ryzyka w procesie projektowania maszyn, jak również ocenianie zgodności maszyn z wymaganiami zasadniczymi wg procedur ustalonych z uwzględnieniem stwarzanych zagrożeń i związanego z nimi ryzyka i znakowanie wyrobów spełniających wymagania dyrektyw znakiem CE [5] – to warunkowe minimum kształtowanego bezpieczeństwa maszyn.
Rys.4.1.Triada bezpieczeństwa
Zasady powyższe wdrożono odpowiednimi przepisami prawnymi obligującymi do właściwej budowy oraz własciwej eksploatacji maszyn i urządzeń technicznych.
Zapewnienie bezpieczeństwa oraz stworzenie warunków do tworzenia wymaganego przepisami prawnymi poziomu bezpieczeństwa pracy i ochrony zdrowia jest zadaniem wszystkich stron uczestniczących w procesie pracy (art. 207, 211, 212, 215 i 217 Kodeksu pracy [39]).
Wszystkie osoby uczestniczące w konstruowania, produkcji oraz eksploatacji maszyn i innych urządzeń technicznych ponoszą odpowiedzialność za niedopełnienie obowiązków związanych z ich konstruowaniem, produkowaniem oraz eksploatowaniem.
Jeżeli maszyny nie mogą być używane bez ryzyka dla bezpieczeństwa lub zdrowia pracowników, pracodawca powinien zastosować rozwiązania mające na celu zminimalizowanie ryzyka związanego z ich eksploatacją.
Zadaniem pracodawcy jest podjęcie działań mających na celu zapewnienie, że maszyny udostępnione pracownikom na terenie zakładu pracy lub w miejscu wyznaczonym przez pracodawcę są właściwe do wykonywania pracy lub odpowiednio przystosowane do jej wykonywania oraz mogą być eksploatowane bez pogorszenia bezpieczeństwa lub zdrowia pracowników. Dokonując wyboru maszyny, pracodawca powinien brać pod uwagę specyficzne warunki i rodzaj wykonywanej pracy, a także istniejące w zakładzie pracy lub w miejscu pracy zagrożenia istotne dla bezpieczeństwa i zdrowia pracowników, w szczególności zagrożenia występujące na stanowisku pracy.
Od 1 maja 2004 roku wraz z wejściem Polski w struktury Unii Europejskiej zaczęło obowiązywać w pełni prawo UE. Zgodnie z traktatem akcesyjnym, Polska zobowiązana została do wprowadzenia do prawa wewnętrznego europejskiego dorobku legislacyjnego zachowując zasadę niedopuszczalności ograniczania krajowego dorobku z bezpieczeństwa i ochrony zdrowia zatrudnionych.
Wdrażanie europejskiej koncepcji bezpieczeństwa maszyn realizowane jest przez dyrektywy UE, czyli akty prawne Unii skierowane do wszystkich państw członkowskich nakładające na nie obowiązek wydania własnych przepisów wprowadzających w życie treść dyrektywy, przy czym forma krajowych przepisów wprowadzających dyrektywę jest dowolna (dotychczasowe przepisy krajowe sprzeczne z dyrektywą muszą być wycofane), ale jednocześnie powstające przepisy krajowe dotyczące ochrony zdrowia i bezpieczeństwa, zapewniające ochronę przed zagrożeniami związanymi z eksploatacją maszyn i urządzeń technicznych powinny być zbliżone do obowiązujących w UE celem zagwarantowania swobodnego przepływu towarów na rynku maszyn, bez obniżania istniejących, uzasadnionych poziomów ochrony. Dyrektywy podzielić można na dwa podstawowe rodzaje.
Pierwszy rodzaj stanowią dyrektywy nowego i globalnego podejścia dotyczące projektowania, budowy i wprowadzania na rynek wyrobów, wydawane w celu zapewnienia możliwie najwyższego poziomu ich bezpieczeństwa. Ich przepisy dotyczą projektantów i konstruktorów oraz producentów tych wyrobów. Tylko wyroby spełniające wymagania ujęte w tych dyrektywach mają zapewniony swobodny przepływ w Europejskim Obszarze Gospodarczym (EOG), który tworzą państwa członkowie Unii Europejskiej oraz Islandia, Lichtenstein i Norwegia – członkowie EFTA, sygnatariusze umowy EOG oraz w Szwajcarii (umowa dwustronna z UE).
Drugi rodzaj dyrektyw dotyczy pracodawców – są to tzw. dyrektywy socjalne (społeczne), określające minimalne wymagania bhp, jakie powinni oni zapewnić pracownikom podczas pracy.
Podstawową dyrektywą pierwszego rodzaju, dotyczącą zasadniczych wymagań dla maszyn, jest dyrektywa 2006/42/WE nazwana „maszynową” tablica 1.
Do podstawowych dyrektyw społecznych należy dyrektywa 89/391/EWG, tzw.
„ramowa” i wydane na jej podstawie dyrektywy szczegółowe, w tym dyrektywa 2009/104/WE. Głównym celem dyrektywy 2006/42/WE jest gwarancja przekazania na rynek UE tylko maszyn bezpiecznych poprzez ujednolicenie krajowych przepisów bezpieczeństwa z zakresu projektowania i wytwarzania opartych o wymagania zawarte w dyrektywie.
Dyrektywa stanowi, że maszyn może być umieszczone na rynku, jeśli:
spełnia zasadnicze wymagania w zakresie ochrony zdrowia i bezpieczeństwa, tzn. jest bezpieczne sama w sobie,
przeprowadzona została dla niej, zgodna z dyrektywą, procedura oceny zgodności,
została wydana deklaracja zgodności (WE) lub deklaracja wytwórcy,
została właściwie oznakowana znakiem CE.
Tabela 1. Dyrektywy Unii Europejskiej bezpośrednio i pośrednio wdrożone do prawodawstwa polskiego (opracowanie własne na podstawie [10,15]).
Lp.
Dyrektywa
Polski odpowiednik prawny
Numer Symbol Tytuł
1 2006/42/WE MD
Dyrektywa Parlamentu Europej-skiego i Rady z dnia 17 maja 2006 r. w sprawie maszyn, zmieniająca dyrektywę 95/16/WE i zastępująca dyrektywę 98/37/WE
Ustawa z dnia 30 sierpnia 2002 r. o systemie oceny zgodności (Dz. U. z 2010 r. nr 138, poz. 935 )
Rozporządzenie Ministra Gospodarki z dnia 21 października 2008 r. w sprawie zasadniczych wymagań dla maszyn (Dz.
U. nr 199, poz. 1228 z późn. zm.)
2 89/391/EWG
Dyrektywa Rady z dnia 12 maja 1989 r. w sprawie wprowadzenia środków w celu poprawy bezpieczeństwa i zdrowia w miejscu pracy
Ustawa z dnia 26 czerwca 1974 r. Kodeks pracy (Dz. U. z 1998 r. nr 21, poz. 94 z późn. zm.)
Rozporządzenie Ministra Pracy i Polityki Socjalnej z dnia 26 września 1997 r. w sprawie ogólnych przepisów bezpie- czeństwa i higieny pracy (Dz. U. z 2003 r. nr 169, poz. 1650 z późn. zm.)
3 2009/104/WE
Dyrektywa Parlamentu Europej-skiego i Rady z dnia 16 września 2009 r.
dotycząca minimalnych wymagań w dziedzinie bezpieczeństwa i higieny użytkowania sprzętu roboczego przez pracowników podczas pracy
Rozporządzenie Ministra Gospodarki z dnia 30 października 2002 r. w sprawie minimalnych wymagań dotyczących bezpieczeństwa i higieny pracy w zakresie użytkowania maszyn przez pracowników podczas pracy (Dz. U. nr 191, poz. 1596 z późn. zm.)
Rozporządzenie Ministra Gospodarki, Pracy i Polityki Społecznej z dnia 30 września 2003 r. zmieniające rozporządzenie w sprawie minimalnych wymagań dotyczących bezpieczeństwa i higieny pracy w zakresie użytkowania maszyn przez pracowników podczas pracy (Dz.
U. nr 178, poz. 1745)
4 2004/108/WE EMC
Dyrektywa Parlamentu Europej-skiego i Rady z dnia 15 grudnia 2004 r. odnosząca się do kompatybilności elektromagnes- tycznej
Ustawa z dnia 13 kwietnia 2007 r. o kompatybilności elektromagnetycznej (Dz. U. nr 82, poz. 556 z późn. zm.)
5 2009/105/WE SPV
Dyrektywa Parlamentu Europej-skiego i Rady z dnia 16 września 2009 r. odnosząca się do prostych zbiorników ciśnieniowych
Rozporządzenie Ministra Gospodarki z dnia 23 grudnia 2005 r. w sprawie zasadniczych wymagań dla prostych zbiorników ciśnieniowych (Dz.U. nr 259, poz. 2171)
6 94/9/WE ATEX
Dyrektywa Parlamentu Europej-skiego i Rady z dnia 23 marca 1994 dotycząca urządzeń i systemów ochronnych przeznaczonych do użytku w przestrzeniach zagrożonych wybuchem
Rozporządzenie Ministra Gospodarki z dnia 22 grudnia 2005 r. w sprawie zasadniczych wymagań dla urządzeń i systemów ochronnych przeznaczonych do użytku w przestrzeniach zagrożonych wybuchem (Dz.U. nr 263 poz. 2203)
7 2000/14/WE NOISA
Dyrektywa Parlamentu Europej-skiego i Rady z dnia 8 maja 2000 o zbliżeniu przepisów prawnych Państw Członkowskich dotyczących emisji hałasu do otoczenia przez urządzenia używane na zewnątrz pomieszczeń
Rozporządzenie Ministra Gospodarki z dnia 21 grudnia 2005 r. w sprawie zasadniczych wymagań dla urządzeń używanych na zewnątrz pomieszczeń w zakresie emisji hałasu do środowiska (Dz.U. nr 263 poz. 2202 z późn.
zm.)
8 95/16/WE LIFTS
Dyrektywa Parlamentu Europej-skiego i Rady z dnia 29 czerwca 1995 r. w sprawie zbliżenia ustawodawstw Państw Członkow-skich dotyczących dźwigów
Rozporządzenie Ministra Gospodarki z dnia 8 grudnia 2005 r. w sprawie zasadniczych wymagań dla dźwigów i ich elementów bezpieczeństwa (Dz.U. nr 263, poz. 2198 z późn. zm.)
Spełnienie zasadniczych wymagań dla maszyn wymaga uwzględnienia w projektowaniu takich kwestii, jak zapewnienie eliminacji lub ograniczenie zagrożeń mechanicznych, elektrycznych, termicznych i innych wyzwalanych w eksploatacji maszyn, zastosowanie zasad ergonomii, przystosowanie maszyn nie tylko do bezpiecznego użytkowania, ale również obsługiwania, poszukiwań rozwiązań technicznych ograniczających hałas i drgania w czasie pracy maszyny, wyzwalane promieniowanie, stosowanie zabezpieczeń eliminujących zagrożenia ze strony materiałów i substancji przetwarzanych, zużywanych, produkowanych i usuwanych przez maszyny, zapewnienie niezawodności stosowanego wyposażenia, mechanizacji i automatyzacji załadunku i rozładunku oraz umiejscowienie punktów nastawiania i konserwacji poza strefami niebezpiecznymi i ograniczenia zagrożeń związanych ze środowiskiem, w którym maszyna jest eksploatowana.
W przypadku, gdy zaprojektowana maszyna sama w sobie 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 eksploatatora [6].
Potwierdzeniem spełnienia zasadniczych wymagań dla maszyn jest przeprowadzenie przez projektanta (producenta) oceny zgodności. Dyrektywa 2006/42/WE przewiduje stosowanie kilku zasadniczo różnych procedur oceny zgodności, przyjmowanych w zależności od stopnia stwarzanych przez maszynę zagrożeń, zakresu zastosowania na etapie projektowania norm zharmonizowanych oraz możliwości zapewnienia przez producenta spełnienia wymagań w zakresie ochrony zdrowia i bezpieczeństwa. Normy zharmonizowane z poszczególnymi dyrektywami to techniczne normy europejskie (EN), przyjęte w krajach członkowskich Unii Europejskiej.
Wprowadzono następującą strukturę hierarchiczną norm dotyczących bezpieczeństwa:
normy typu A – podstawowe normy dotyczące bezpieczeństwa zawierające zasadnicze pojęcia, zasady projektowania i ogólne aspekty bezpieczeństwa stosowane do wszystkich maszyn (np. PN-EN ISO 12100:2011, PN-EN 614-1+A1:2009, PN-EN 614-2+A1:2010, PN-EN 1005-1+A1:2010),
normy typu B – mogą mieć zastosowanie do wielu różnych maszyn, a dotyczą jednego aspektu bezpieczeństwa lub jednego rodzaju urządzeń bezpieczeństwa,
normy typu B1 - odnoszą się do poszczególnych aspektów bezpieczeństwa (np. odległości bezpieczeństwa – PN-EN ISO 13857:2010, PN-EN 349+A1:2010, PN-EN ISO 13855:2010, PN-EN ISO 13849-1:2008, PN-EN 547-1+A1:2010, PN-EN ISO 14159:2008, PKN-CENELEC/Guide 29:2008, PN-EN 1265+A1:2009),
normy typu B2 - odnoszą się do urządzeń związanych z bezpieczeństwem (np. urządzenia sterowania oburęcznego PN-EN 574+A1:2010, urządzenia blokujące PN-EN 1088+A2:2011, urządzenia czułe na nacisk PN-EN 1760-1+A1:2009, osłony – PN-EN 953+A1:2009),
normy typu C - zawierają szczegółowe wymagania dotyczące bezpieczeństwa dla poszczególnych maszyn lub grup maszyn (np. norma PN-EN 1870-1+A1:2010 dotycząca pilarek tarczowych składa się z 17 części uwzględniających różne rozwiązania konstrukcyjne tych maszyn).
Normy te zawierają konkretne rozwiązania i wymagania techniczne. Wytwórca może skorzystać z domniemania zgodności wyrobu z zasadniczymi wymaganiami dyrektywy, jeśli wyrób został wyprodukowany zgodnie z wymaganiami normy zharmonizowanej.
Domniemanie zgodności dotyczy tylko tych zasadniczych wymagań, które objęte są daną normą zharmonizowaną. Istotne jest, aby zastosowane normy zharmonizowane objęły wszystkie zasadnicze wymagania, jakie dotyczą danego wyrobu. Zastosowanie norm zharmonizowanych, które dają domniemanie zgodności, jest dobrowolne. Jeśli jednak wytwórca zdecyduje się na niestosowanie norm zharmonizowanych, musi innymi środkami wykazać zgodność wyrobu z zasadniczymi wymaganiami dyrektywy.
Maszyny i urządzenia, w zależności od poziomu ryzyka związanego z eksploatacją, podlegać mogą:
ocenie zgodności połączonej z kontrolą wewnętrzną wytwarzania maszyny,
badaniu typu wraz z kontrolą wewnętrzną wytwarzania maszyny,
procedurze pełnego zapewnienia jakości.
Wszystkie stosowane procedury kończą się wystawieniem przez producenta lub dystrybutora Deklaracji Zgodności i oznakowaniem maszyny znakiem CE.
Oznakowanie CE, potwierdza przeprowadzenie z wynikiem pozytywnym oceny zgodności, symbolizuje zgodność ze wszystkimi zobowiązaniami spoczywającymi na producentach w odniesieniu do wyrobu, jego projektowania i wytwarzania oraz na mocy dyrektyw wspólnotowych, dotyczących jego umieszczania na wspólnym rynku. Oznakowanie CE jest jedynym oznakowaniem świadczącym o tym, że wyroby przemysłowe są zgodne z dyrektywami opartymi na zasadach Nowego i Globalnego Podejścia.
Znak CE umieszczony na samym wyrobie lub na tabliczce znamionowej musi znajdować się w widocznym miejscu, być czytelny i nieusuwalny. Jeśli jest to niemożliwe lub nie może być zagwarantowane ze względu na rodzaj wyrobu, oznakowanie CE powinno być umieszczone na opakowaniu (jeżeli takie istnieje) oraz w dołączonych do wyrobu dokumentach (jeżeli odpowiednia dyrektywa wymaga takich dokumentów).
Istotnym elementem wymagań zasadniczych są informacje dotyczące eksploatacji maszyn, a w tym warunki bezpiecznego użytkowania maszyny, zgodnego z przeznaczeniem, z uwzględnieniem wszystkich rodzajów jej pracy. W szczególności eksploatator powinien być poinformowany o istniejącym ryzyku resztkowym i jego wpływie na rzeczywiste bezpieczeństwo eksploatacji. Informacje dotyczące eksploatacji powinny obejmować:
transport, montaż i zainstalowanie, przekazywanie do eksploatacji, użytkowanie (nastawianie, uczenie, programowanie, zmianę procesu), obsługiwanie (czyszczenie, wykrywanie defektów oraz konserwację i naprawy) maszyny oraz, jeżeli to konieczne, wycofanie z eksploatacji, demontaż i złomowanie [6].
Wspomniane wyżej dyrektywy ogólne oraz inne szczegółowe (tabela 1) do polskiego prawnego systemu bezpieczeństwa maszyn i urządzeń technicznych przeniesione zostały m.in. poprzez ustawy [35,36,37,38,39,40] i rozporządzenia [31,32,33,34].
Konsekwencją wdrożenia ustawodawstwa Unii Europejskiej do systemu bezpieczeństwa maszyn w Polsce, było dokonanie podziału maszyn na tzw. „stare” - wyprodukowane i wprowadzone do eksploatacji w naszym kraju po raz pierwszy przed 1 maja 2004 roku, które winny spełniać minimalne wymagania bezpieczeństwa oraz maszyny
„nowe” - wprowadzone do eksploatacji po 1 maja 2004 roku winne spełniać zasadnicze wymagania bezpieczeństwa (rys.4.2).
Rys.4.2. Wymagania bezpieczeństwa dla „starych” i „nowych” maszyn w Polsce
Uznaje się, że stare maszyny będące w eksploatacji spełniają wymagania minimalne, jeżeli nie przekraczają odpowiedniego, akceptowalnego poziomu ryzyka. Aby to osiągnąć należało dokonać przeglądu tych maszyn pod kątem spełnienie wymagań technicznych, jak również poprawy metod bezpiecznej pracy.
Jest to możliwe poprzez ograniczenie ekspozycji na zagrożenia środkami organizacyjnymi, podwyższanie kwalifikacji, motywowanie itd., czyli przez organizację i zarządzanie bezpieczeństwem stosownie do specyfiki stanowiska pracy i wykonywanych zadań. Stworzyło to możliwość dalszego eksploatowania starego parku maszynowego, często bez konieczności ich modernizowania i przystosowywania do wymagań aktualnych norm.
4.2. METODY I ŚRODKI ZAPEWNIENIA BEZPIECZEŃSTWA MASZYN
Maszyna wprowadzona do eksploatacji musi spełniać wymagania bezpieczeństwa zgodnie z zapisami prawa. Spełnienie tych wymagań osiąga się, z jednej strony przez właściwe, zgodne ze aktualnym stanem wiedzy zaprojektowanie i wytworzenie maszyny, a z drugiej przez zgodne z funkcjami maszyny jej eksploatację. Zarówno producent jak i eksploatator powinien dążyć do zapewnienia bezpieczeństwa (tablica 2) na akceptowalnym poziomie. Z tego względu niezbędne jest poznanie zagrożeń (nawet wydawać by się mogło nieistotnych lub mało prawdopodobnych) stwarzanych przez pełnione funkcje maszyny (jaka praca, do czego służy, w jakich warunkach – obciążenia, atmosfera, itp.).
Tabela 2. Główne czynniki zagrażające występujące w procesie pracy z maszynami (opracowanie własne na podstawie [30]).
poruszające się maszyny i mechanizmy (części wirujące, obiegające, przemieszczające się, wykonujące ruchy złożone, będące w poślizgu)
nadciśnienie i podciśnienie, zmiany ciśnienia (sprężone powietrze i gazy techniczne, pary i ciecze pod ciśnieniem)
przemieszczające się wyroby, półwyroby i ma- teriały (wióry, iskry, odpryski, odłamania, pyły, płyny, gazy, pary, dymy, mgły)
reakcje chemiczne wyzwalające (uwalniające) substancje, wyzwalające i (uwalniające) energie (reakcje egzotermiczne)
niedostateczna sygnalizacja (sygnały słabe, zakłócenia, sygnały nierozpoznawalne)
oświetlenie (natężenie, luminancja, olśnienie, kontrast, tętnienie strumienia)
hałas (stały, okresowy, impulsowy), wibracje (miejscowe, ogólne)
pył przemysłowy, aerozole stałe i ciekłe pole elektromagnetyczne, pole elektrostatyczne niebezpieczne powierzchnie (gorące, zimne,
ostre krawędzie, naroża, ostrza, szpiczaste występy, wystające elementy, temperatura powierzchni wyposażenia technicznego i materiałów, chropowatości i szerokości wyrobów, urządzeń i narzędzi)
napięcie w obwodzie elektrycznym (napięcie dotyku, pole elektryczne, pole magnetyczne, łuk elektryczny, ładunki elektrostatyczne)
warunki utrudnione (nieważkość, miejsca sklejania się, ruchome płaszczyzny, zagrożenia odrzutem, ciasnota)
promieniowanie jonizujące (alfa, beta, gamma), promieniowanie laserowe, promieniowanie nadfioletowe, promieniowanie podczerwone, mikrofale, promieniowanie Roentgena
względy osobowe, jako czynnik zagrożenia (brak kwalifikacji, umiejętności, doświadczenia, biegłość, nastawianie, motywacja, brak predys- pozycji (przydatności) pod względem fizy- cznym, zdrowotnym, ograniczenia i przeciw- wskazania do wykonywania określonej pracy, niewystarczające predyspozycje intelektualne i psychiczne, nadmierne obciążenie psychiczne (zmęczenie psychiczne, monotonia, stres, psychofizyczne przeciążenie, obciążenie umysłu, obciążenie emocjonalne)
pożar i wybuchy (układy palne, źródła zapalenia, żar, otwarty płomień, iskry, rozgrzane powierzchnie, mieszaniny wybuchowe, materiały zapalne, nagromadzenie tlenu)
niewłaściwe obciążenie fizyczne (brak ruchu, jednostronne obciążenie ciała, nadmierne obciążenie statyczne i dynamiczne)
Jest to ważne, gdyż jak wynika z danych literaturowych [13,26] prace związane z różnego rodzaju maszynami stanowią aż 40% wypadków mających najczęściej miejsce w czasie obsługi produkcyjnej stacjonarnych maszyn i urządzeń, przy użytkowaniu sprzętu do pracy na wysokości, maszyn i urządzeń mobilnych oraz wyposażenia do podnoszenia ładunków.
Omówione wyżej zagrożenia mogą występować zarówno podczas normalnego (ustalonego przez projektanta i/lub producenta) funkcjonowania maszyny oraz powstawać wskutek zakłóceń powodujących naruszenie normalnych warunków jej funkcjonowania prowadzących do defektów, uszkodzeń lub awarii i często trudnych do przewidzenia następstw. Na zagrożenia (tablica 2) mają wpływ wzajemne usytuowanie oraz energia strefy oddziaływania danego czynnika w stosunku do strefy pracy człowieka, energia kinetyczna elementów lub maszyn a także potencjalna (siła ciężkości, zakumulowana energia sprężystości elementów sprężystych lub gazów i cieczy pod ciśnieniem lub próżni), stateczność obiektu technicznego, jego wytrzymałość mechaniczna, rodzaj, kształt, gładkość powierzchni elementów, z którymi może się stykać człowiek (elementy tnące, ostre krawędzie itp.) nawet wówczas, gdy się nie poruszają, położenie względem siebie elementów mogących przy poruszaniu się tworzyć strefy zagrożenia, np. obcinania, wciągania w środowisko pracy.
Zagrożenia ze strony maszyn i ich skutki dla człowieka (zgniecenie, zmiażdżenie, przecięcie lub odcięcie, wplątanie, wciągniecie lub pochwycenie, uderzenie, przekłucie lub przebicie, starcie lub obtarcie, wytrysk cieczy o wysokim ciśnieniu (zagrożenie wytryskiem), a także poślizgnięcia, potknięcia, śmierć) i środowiska stanowią podstawę projektowania i wdrażania środków technicznych. Środków eliminujących lub ograniczających zagrożenia, tak, aby maszyny były bezpieczne same z siebie, jak również zapewnione było ich właściwe instalowanie, użytkowanie, obsługiwanie i re-utylizacja. Takie podejście do spraw bezpieczeństwa ma na celu zmniejszenie kosztów społecznych dużej liczby wypadków powodowanych bezpośrednio przez eksploatatorów.
Poza wspomnianymi powyżej rozwiązaniami należy wskazać także inne metody ograniczające zagrożenia polegające na stosowaniu środków ochrony indywidualnej (np.
rękawice chroniące przed urazem mechanicznym, odzież ochronna stosowana przy zagrożeniu pochwycenia i wplatania się w ruchome części, niepalna odzież impregnowana, obuwie antyelektrostatyczne, okulary przeciwodpryskowe, osłony twarzy) oraz odpowiednia wizualizacja informacji o istniejących zagrożeniach (w szczególności w przypadku substancji niebezpiecznych).
Zagrożenia czynnikami maszynowymi, podobnie jak innymi niebezpiecznymi czynni- kami, należy eliminować lub ograniczać poprzez eliminowanie czynników lub zmniejszenie ich aktywności oraz ograniczanie ekspozycji osób na czynniki, których nie udało się wyeliminować. Eliminowanie lub ograniczanie aktywności zagrożeń realizowane jest głównie na etapie projektowania poprzez odpowiednią konstrukcję maszyny, wyposażanie ją w odpowiednie środki techniczne bezpieczeństwa, a następnie uzupełnianie jej układem sterowania bezpieczeństwem, który stanowi ochronę dodatkową w sytuacji, gdy dwa opisane wyżej etapy projektowania nie wystarczają do zapewnienia wymaganego poziomu bez- pieczeństwa. Ograniczanie ekspozycji na zagrożenia maszynowe realizowane jest natomiast na etapie eksploatacji. Podstawowe możliwości na etapach projektowania i eksploatacji zapobiegania zagrożeniom stwarzanym przez maszyny przedstawiono na rysunku 4.3.
Rys.4.3. Wybrane sposoby zapobiegania zagrożeniom maszynowym [29]
Projektowe ograniczenie aktywności czynników zagrażających sprowadza się, w głównej mierze, do eliminowania czynnika lub utrudniania możliwości powstawania sytuacji zagrożenia poprzez dobór kształtów, wymiarów, gładkości powierzchni, parametrów ruchu elementów oraz stworzenia możliwości uwolnienia się człowieka z sytuacji zagrożenia bądź zmniejszenia skutków takich sytuacji. Projektant winien również przewidywać anormalne sytuacje w pracy obiektu technicznego lub zakłócenia wywołane błędem człowieka lub uszkodzeniami, pęknięciami, nadmiernym odkształceniem, obluzowaniem i innymi narusze- niami konstrukcji maszyny doprowadzające do ich awarii.
Eksploatacyjne ograniczenie możliwości powstawania zagrożeń polega w głównej mierze na właściwym doborze maszyny do warunków pracy, przestrzeganiu wszelkich zaleceń producenta dotyczących użytkowania i obsługiwania maszyn, stosowanie środków ochrony indywidualnej, dopuszczeniu do pracy na nich osób o odpowiednich kwalifikacjach (przeszkolonych), właściwej organizacji pracy (zmianowość, przerwy w pracy itp.).
Najskuteczniejszym sposobem eliminowania lub ograniczania ekspozycji na niebezpieczne czynniki jest takie jego usytuowanie, aby człowiek, przy pełnej swobodzie ruchów, nie mógł dosięgnąć do strefy zagrożenia lub ruchomy element maszyny nie dosięgał
człowieka. Podstawę do ustalania odległości uniemożliwiających dosięgnięcie do strefy zagrożenia, nazywanych odległościami bezpieczeństwa, stanowią wymiary antropometryczne i możliwości ruchowe (np. tułowia, kończyn) ustalone w wyniku badań osób dorosłych i podane w Polskiej Normie. Zgodnie z normą przyjmuje się, że minimalną wysokość, przy której niemożliwe jest dosięgnięcie strefy niebezpiecznej kończynami górnymi przez człowieka stojącego na palcach w obuwiu roboczym (z uwzględnieniem naddatku dla zapewnienia bezpieczeństwa) wynosi 2500 mm - przy małym ryzyku urazu, i 2700 mm - przy dużym ryzyku urazu. Wymiary antropometryczne człowieka stanowią także podstawę do ustalania odstępów, których zachowanie zapobiega zgnieceniu poszczególnych części ciała przez dwie zbliżające się do siebie części, czy też dopuszczalne wymiary otworów w osłonach ażurowych (osłaniających np. wirujące elementy) uniemożliwiające włożenie palców ręki.
Poza wymienionymi wyżej sposobami eliminowaniu lub ograniczaniu zagrożenia czynnikami maszynowymi jest mechanizacja i automatyzacja (roboty, przenośniki, podajniki, manipulatory, itp.), stosowanie systemów diagnozowania niesprawności (komputery pokładowe, czujniki, systemy doradcze, itp.), bezpieczne dojście (schody, drabiny, klamry, pomosty) i dostęp (otwory) do miejsc obsługi technicznej, stosowanie specjalistycznego wyposażenia do przenoszenia (np. haki, zaczepy, śruby oczkowe, rowki prowadzące dla wideł wózków podnośnikowych), stosowanie przez pracowników właściwej odzieży i obuwia roboczego (np. obcisłe kombinezony, zapięte rękawy i nogawki ograniczają pochwycenie), wydłużanie okresów między kolejnymi obsługami technicznymi lub naprawami [29].
Z wielu środków technicznych służących zapobieganiu zagrożeniom powodowanych eksploatacją maszyn istotne znaczenie mają specjalne urządzenia stosowane do ochrony przed zagrożeniami operatora lub innych osób. Urządzenia te są nazywane technicznymi środkami ochronnymi i podzielono je na osłony i urządzenia ochronne.
Osłony i urządzenia ochronne powinny być wytrzymałe i umieszczone w odpowiedniej odległości od strefy niebezpiecznej, nie powinny powodować dodatkowego ryzyka, nie powinny dawać łatwo się obejść lub wyłączyć, nie powinny powodować utrudnienia w obserwacji procesu produkcyjnego, jak również powinny umożliwiać dostęp konieczny do mocowania lub wymiany narzędzi oraz konserwacji.
Podstawowym środkiem technicznym ochrony są osłony, będące materialną przegrodą między człowiekiem a niebezpiecznym czynnikiem mechanicznym, mające na celu zapewnie- nie ochrony człowieka. Do osłon zaliczyć można obudowy, ekrany, pokrywy, ogrodzenia, itp.
Ogólnie osłony dzieli się na stałe i ruchome, pełne lub ażurowe, regulowane lub nie, samoczynne, sterujące, nastawne, blokujące, blokujące z urządzeniem ryglującym, całkowite lub częściowe itp. Za osłony stałe należy uważać takie konstrukcje, które nie zostały zaprojektowane w sposób pozwalający na zmianę ich położenia, bez jednoczesnej zmiany położenia całej maszyny. Osłony stałe powinny być albo przyspawane do konstrukcji, albo możliwe do usunięcia tylko z użyciem narzędzi.
W miejscach, gdzie czasie pracy konieczne jest okresowe uzyskiwania dostępu do stref niebezpiecznych maszyny stosuje się osłony ruchome. Osłony te pozwalają na zmianę ich położenia względem korpusu maszyny. Jak pokazano na rys.4.4 stosowane są osłony ruchome rożnych rodzajów. Mogą występować również ruchy kombinowane osłon.
Urządzenia ochronne są to wszelkie urządzenia, które nie stanowią materialnej przegrody między człowiekiem a niebezpiecznym czynnikiem mechanicznym. Podczas normalnego funkcjonowania maszyny uniemożliwiają one uaktywnienie czynnika mechanicznego wówczas, gdy człowiek lub część jego ciała znajduje się w strefie niebezpiecznej lub uniemożliwiają wtargnięcie do tej strefy w czasie działania tego czynnika.
Odległość między takim urządzeniem ochronnym a granicą strefy niebezpiecznej powinna być taka, aby czas wniknięcia części ciała do tej strefy był dłuższy od czasu, który
upłynie od momentu pobudzenia urządzenia ochronnego do całkowitego zatrzymania działania niebezpiecznego czynnika mechanicznego. Przy określaniu odległości zapewniającej bezpieczeństwo przyjmuje się prędkość przemieszczania się kończyny górnej równą 2 m/s, jeśli odległość ta jest mniejsza od 500 mm, i 1,6 m/s - przy większych odległościach. Obecnie coraz częściej, jako środki ochrony stosowane są elektroczułe urządzenia ochronne, takie jak bezdotykowe urządzenia ochronne (rys.4.4), czy urządzenia oburęcznego sterowania.
Bezdotykowe urządzenia ochronne (BUO) są to urządzenia: optoelektroniczne, ultradźwiękowe, pojemnościowe, mikrofalowe i inne wykrywające obecność części ciała człowieka lub przedmiot w polu ich działania. Są one najczęściej stosowane, jako środki ochrony zbiorowej i instalowane w pobliżu linii produkcyjnych, stanowisk robotów, obszarów gdzie występują zagrożenia mechaniczne, chemiczne, promieniowanie, itp. Ich podstawowym zadaniem jest zasygnalizowanie naruszenia strefy detekcji do innych urządzeń (zwykle w celu wstrzymania ruchu maszyn i alarmowania).
Rys.4.4. Urządzenia ochronne w redukcji zagrożeń pracy robota [9]
Duża różnorodność konstrukcji (rys.4.5), jak również znaczne możliwości tych urządzeń powodują, że zakres ich zastosowań jest coraz szerszy. BUO dzieli się na urządzenia aktywne (generujące własny sygnał kontrolny) oraz bierne (wykorzystujące sygnał pochodzący z otoczenia). Do technicznych środków BUO należą, m.in. kurtyny świetlne, skanery laserowe, kamery wizyjne, czujniki podczerwieni, itp.
Urządzenia oburęcznego sterowania (UOS) to urządzenia, które umożliwiają niebezpieczny ruch maszyny tylko przy jednoczesnym zadziałaniu obu rękami na elementy sterownicze. Pełnią one funkcje sterownicze i jednocześnie są środkiem ochrony pojedynczego operatora maszyny, ponieważ zwolnienie jednego elementu sterowniczego powoduje zatrzymanie maszyny. Zazwyczaj są one stosowane do inicjowania ruchu roboczego maszyn o wysokim poziomie ryzyka, takich jak: prasy, młoty, krawędziarki, zaginarki itp. Od sprawności funkcjonowania UOS zależy zdrowie, a często i życie operatora i tego względu ich konstrukcja powinna zapewniać poprawność funkcjonowania — nawet w najtrudniejszych warunkach użytkowania.
Omówione wyżej urządzenia i środki chronią w sposób czynny przed następstwami zagrożeń mechanicznych. W powszechnym rozumieniu wielu użytkowników i producentów
uważa, że ich stosowanie zapewnia bezpieczeństwo maszyn. Niestety nie jest to prawda – skuteczność ich działania (szczególnie osłon ruchomych i urządzeń ochronnych) fundamentalnie zależy od prawidłowo wykonanego układu sterowania zaimplementowanego w maszynie [14].
O jego znaczeniu świadczyć może chociażby fakt, że dyrektywie maszynowej 2006/42/WE poświęcono wymogom stawianym układowi sterowania maszyny osobny rozdział.
Rys.4.5. Klasyfikacja bezdotykowych urządzeń ochronnych [4]
Podstawowym celem układu sterowania jest zapobieganie powstaniu sytuacji zagrożenia. Cel ten osiąga się poprzez dobranie komponentów odpowiedzialnych za sterowanie maszyny – mogących wytrzymać przewidywane obciążenia pracy, projektowanie układów logicznych – aby ich defekt nie prowadził do sytuacji zagrożenia oraz odpowiednie rozstawienie elementów sterowniczych – zmniejszając tym samym prawdopodobieństwo błędnego sterowania maszyną, np. samorozruchu.
Środkiem zapobiegającym samorozruchowi maszyny są urządzenia rozpraszające energię lub elementy pozwalające na sprawdzenie skuteczności odłączenia i rozproszenia energii. Typowym przykładem tego typu urządzeń są hamulce absorbujące energię kinetyczną części ruchomych, rezystory do rozładowania obwodów elektrycznych czy zawory do rozładowania ciśnienia w przewodach i akumulatorach. Elementy rozpraszające lub pochła- niające energię muszą być tak dobrane, aby proces ich działania nie powodował sytuacji zagrożenia, a samo rozproszenie energii było skutkiem odłączenia maszyny od zasilania [16].
Z powyższego opisu wynika jednoznacznie, że bezpieczeństwo maszyny zależy od prawidłowego działania systemu elektrycznego (E), elektronicznego (E) i programowalnego systemu elektronicznego (PE) (w skrócie systemu E/E/PE) sterującego działaniem urządzeń ochronnych. Wszędzie tam, gdzie działanie środka ochronnego zależy od prawidłowego działania układu sterowania, mówi się o bezpieczeństwie funkcjonalnym.
Uruchomienie maszyny nastąpić może wyłącznie, jeżeli wszystkie funkcje bezpieczeństwa i urządzenia ochronne są na swoim miejscu i funkcjonują - brak lub ich uszkodzenie uniemożliwia uruchomienie maszyny do czasu wymiany lub naprawy.
Odstępstwem od tej reguły mogą być prace serwisowe lub ustawcze, którym towarzyszy chwilowe zawieszanie funkcji bezpieczeństwa (nie może jednak w żadnym przypadku zostać zablokowane urządzenie zatrzymania awaryjnego). Podczas zablokowania podstawowych technicznych środków bezpieczeństwa, wprowadza się dodatkowe zabezpieczenia, które pozwalają na redukcję ryzyka do możliwie tolerowanego przy tego rodzaju obsłudze maszyny. Oprócz zablokowania wszystkich innych rodzajów pracy
wprowadza się urządzenia sterujące podtrzymaniem ruchu lub/i sterownik przenośny z urządzeniem zatrzymania awaryjnego. Gdy wskazuje na to ocena ryzyka, wprowadzić należy dodatkowo urządzenie zezwalające [16].
Bezpieczeństwo funkcjonalnie jest zdefiniowane w normie [22] następująco: część bezpieczeństwa maszyny i systemu sterowania maszyny, która zależy od poprawnego funkcjonowania systemów SRECS, związana z bezpieczeństwem systemów wykonanych w innych technikach oraz zewnętrznych środków redukowania ryzyka (SRECS – elektryczne systemy sterowania związane z bezpieczeństwem). Oznacza to także ochronę przed zagrożeniem spowodowanym nieprawidłowym działaniem samych funkcji bezpieczeństwa.
Każdą funkcję bezpieczeństwa poddaje się całościowej analizie w celu ustalenia takich środków redukcji ryzyka (ochrony), które byłyby mierzalne w sposób jakościowy i ilościowy.
Znaczy to, że analizowane są w całości wszystkie funkcje systemu, tj. wykrywanie, przetwarzanie i reakcja.
Przykładem takiego podejścia do bezpieczeństwa może być osłona ruchoma maszyny.
Usunięcie lub przemieszczenie osłony ruchomej niejako z definicji prowadzi do zwiększenia zagrożenia z powodu odsłonięcia danej strefy. Konieczne jest zatem zdefiniowanie warunków zezwolenia na wykonanie takiej czynności. Można to uczynić środkami technicznymi powiązanymi z systemem sterowania bezpieczeństwem maszyny lub metodami organizacyjnymi, jak znaki, napisy ostrzegawcze i szkolenie. Możliwość realizacji układu zabezpieczającego w oparciu o środki techniczne to stosowanie urządzeń blokujących.
W sytuacji, gdy operator lub (rzadziej) pracownik serwisu musi dostać się do wnętrza obszaru (strefy) niebezpiecznej, osłona musi zostać usunięta. W przypadku, gdy ingerencja następuje rzadko, możliwe jest okresowe demontowanie osłony stałej, po uprzednim wykonaniu procedury zabezpieczającej przed nieoczekiwanym lub niezamierzonym uruchomieniem. Może ona polegać na odłączeniu zasilania energią danego obszaru, zabezpieczeniu przed ponownym zasileniem i załączeniem przez osoby nieuprawnione, odpowiednim oznakowaniu strefy pracy lub nawet wprowadzeniu pewnych blokad mechanicznych (jak np. klocki, czy inne podpory zapobiegające zgnieceniu). Szereg przedstawionych wyżej czynności jest jednak pracochłonny i czasochłonny, więc w praktyce produkcyjnej możliwy do zrealizowania w rzadkich przypadkach, np. napraw, czy niektórych regulacjach [12].
Osłonom ruchomym w sposób nieodłączny towarzyszą urządzenia blokujące. Ich lokalizację w maszynach definiuje ogólny schemat zamieszczony w normie [19].
Aby osiągnąć funkcjonalne bezpieczeństwo danej maszyny czy urządzenia, konieczne jest prawidłowe funkcjonowanie części mechanizmów zabezpieczających, istotnych z punktu widzenia zasad bezpieczeństwa oraz takie ich zadziałanie w przypadku błędu, które zapewni pozostanie maszyny czy urządzenia w bezpiecznym stanie lub doprowadzenie do takiego stanu. W tym celu niezbędne jest zastosowanie zaawansowanych urządzeń technicznych, które potrafią sprostać wymaganiom odnośnych norm [20,21,24].
Omówione wyżej urządzenia i środki chronią w sposób czynny przed następstwami zagrożeń mechanicznych. Ochronę bierną stanowią wszelkiego rodzaju informacje o zagrożeniach w postaci barw, znaków, sygnałów itp. Środki te, informując lub ostrzegając o zagrożeniach, mogą istotnie zmniejszać ryzyko związane z tymi zagrożeniami.
Jeśli wyczerpanie wszystkich możliwości eliminowania zagrożeń mechanicznych lub zmniejszenia związanego z nimi ryzyka i jest ono wyższe od akredytowanego, to należy stosować środki ochrony indywidualnej. W zakresie ochrony przed zagrożeniami maszynowymi będą to przede wszystkim środki ochrony przed upadkiem z wysokości, przed spadającymi przedmiotami, gorącymi powierzchniami, ostrymi elementami, odpryskami, itd.
4.3. RYZYKO W EKSPLOATACJI MASZYN
Postawić można tezę, że do wypadków z udziałem maszyn zawsze będzie dochodziło choćby stworzono najlepszy system bezpieczeństwa technicznego, organizacyjnego i prawnego.
Wynika to z faktu, że wprowadzanie coraz nowocześniejszych zabezpieczeń dotyczących bezpieczeństwa maszyn powoduje u części operatorów wyrobienie nadmiernego poczucia bezpieczeństwa, rutyny i obniżeniu ich czujności podczas pracy. Paradoksalnie, więc, wprowadzania nowych systemów bezpieczeństwa maszyn może być przyczyną zwiększenie liczby wypadków. Potwierdza to analiza danych statystycznych dotyczących wypadków zwianych z użytkowaniem i obsługą maszyn - najwięcej wypadków powodują sami operatorzy na skutek popełnianych przez nich błędów wynikających z ich niedoskonałości psychofizjologicznej, braku umiejętności, nieprzestrzegania przepisów bezpieczeństwa, itp.
Postawienie powyższej tezy nie zwalnia jednak projektantów, producentów i eksploatatorów od dążenia do ciągłej poprawy bezpiecznych warunków pracy z maszynami.
Istotną wskazówką postępowania w tym kierunku jest analiza i ocena ryzyka maszynowego.
Zgodnie z zasadami bezpieczeństwa maszyn dokonuje się tego głównie na etapie projektowania i produkcji. Bez względu na to czy produkuje się maszynę unikatową (prototypową), podobną czy też odtwórczą należy wykorzystać informacje o zagrożeniach maszynowych wskazywanych przez eksploatatorów maszyn, aby maksymalnie zminimalizować ryzyko maszynowe (rys.4.6).
Rys.4.6. Minimalizowanie ryzyka związanego z obsługą maszyn [11]
Proces oceny ryzyka winien być realizowany w dwóch etapach – w pierwszym należy określić ograniczenia dotyczące maszyny, zidentyfikować zagrożenia oraz oszacować ryzyko, a w drugim ocenić czy ryzyko jest akceptowalne. Dla potrzeb oceny ryzyka można czynniki zagrożenia określić wykorzystując arkusz pytań, którego fragment przedstawiono na rys.4.7.
Rys.4.7. Fragment arkusza oceny zagrożeń [29]
Określenie ograniczeń dotyczących maszyn polega na zebraniu informacji odnośnie określonych faz życia maszyny, historii każdego wypadku i zdarzenia prawie wypadkowego lub pogorszeniu stanu zdrowia operatora (dla podobnych maszyn lub warunków pracy), rodzaju pracy i procedur obsługi, miejsca eksploatacji (np. przemysłowe, amatorskie), wyszkolenia eksploatatorów, ekspozycji innych osób na zagrożenie, zasięgu pracy maszyny, wymaganej przestrzeni do użytkowania oraz obsługiwania maszyny, wymagań związanych z
zasilaniem, limitu czasu użytkowania (cała maszyna, podzespoły), zalecanych okresów między-obsługowych i naprawczych, ograniczeń w użytkowaniu, czystości otoczenia, itp.
Identyfikacja zagrożeń maszynowych powinna obejmować zarówno widoczne gołym okiem, czy też stosunkowo łatwo identyfikowalne pochodzące np. od poruszających się części maszyn, jak i takie, których wykrycie wymaga stosowania odpowiednich przyrządów pomiarowych lub też mogące powstać na skutek błędnego lub celowego działania człowieka.
Podstawowe zagrożenia, które może stwarzać analizowana maszyna oraz zagrożenia związane z otoczeniem, w którym przewidywane jest jej użytkowanie wymieniono w normie [23,25]. Szacowanie ryzyka związanego ze zidentyfikowanymi zagrożeniami polega na ustaleniu, jakie mogą być szkodliwe następstwa zagrożenia i jakie jest prawdopodobieństwo, że one wystąpią [27]. Stopień ciężkości możliwej szkody można oszacować uwzględniając [23] charakter tego, co ma być chronione (osoby, mienie, środowisko), ciężkość urazów lub pogorszenia stanu zdrowia (lekkie - zazwyczaj odwracalne, ciężkie - zazwyczaj nieodwracalne) oraz zakres szkody związanej z maszyną (jedna osoba, wiele osób).
Prawdopodobieństwo zaistnienia szkody szacuje się z uwzględnieniem częstości i czasu trwania narażenia, możliwości zaistnienia zdarzenia zagrażającego, możliwości uniknięcia lub ograniczenia szkody, świadomości ryzyka przez operatora, jego osobniczych możliwości uniknięcia lub ograniczenia szkody (refleksu, zwinności, zdolności do ucieczki), praktycznego doświadczenia i wiedzy.
Zagrożenia powodujące urazowy lub szkodliwy wpływ na człowieka należy szacować analizując wszystkie rodzaje działania maszyny i metody pracy, a więc nie tylko normalnego użytkowania maszyny, ale również kwestii potrzeby dostępu podczas ustawiania, programowania, zmian lub korekt procesu, czyszczenia, obsługiwania i napraw.
W szacowaniu ryzyka należy uwzględniać możliwość uszkodzenia elementów składowych maszyny (w tym uszkodzenia lub fizycznego zużycia technicznych środków bezpieczeństwa), zaniku zasilanie energetycznego (np. brak prądu), organizację pracy, zastosowanie środków ochrony indywidualnej, itd.
Istotnym elementem wpływającym na ryzyko jest człowiek, a więc należy w szacowaniu zagrożeń uwzględnić np. aspekty współdziałania człowieka z maszyną, czynniki psychologiczne, ergonomiczne, wyszkolenie, umiejętności. Należy także przewidzieć omijanie lub eliminowanie przez operatorów maszyn środków bezpieczeństwa zainstalowanych w maszynie (np. usuwanie osłon).
W wyniku analizy ryzyka otrzymuje się informacje niezbędne do jego oceny, która z kolei umożliwia podejmowanie decyzji o bezpieczeństwie związanym z maszyną [11]. Oceny ryzyka dokonuje się stosując różne mierniki. Ich wybór zależy od rodzaju ryzyka, jakie podlega ocenie, przy czym zawsze szacowanie szacowania ryzyka musi być oparte, o dwa elementy: skutki i prawdopodobieństwo szkody. W zależności od wartości prawdopodobieństwa i stopnia poszkodowania człowieka, ryzyko może być małe lub średnie - takie ryzyko można uznać za dopuszczalne lub duże - takie ryzyko jest niedopuszczalne.
Oszacowania zawsze są obarczone niepewnością związaną przede wszystkim z przypadkowym charakterem zdarzeń i sposobem wyznaczania szkodliwych następstw zagrożeń dla zdrowia człowieka. Ponieważ ustalenie prawdopodobieństwa wystąpienia zdarzenia niepożądanego o określonych następstwach rzadko bywa możliwe, do szacowania ryzyka stosuje się na ogół wskaźniki opisujące w sposób ogólny zakres prawdopodobieństwa wystąpienia oraz wielkość strat. Do szacowania ryzyka wykorzystać można metody [8,29]:
a) oszacowanie ryzyka zawodowego w skali trójstopniowej wg Polskiej Normy, b) wstępnej analizy zagrożeń (PHA),
c) oceny ryzyka przy pomocy wskaźnika ryzyka - Risk score, d) oceny ryzyka przy pomocy analizy bezpieczeństwa pracy (JSA), e) metoda „CO - GDY",
f) analiza rodzajów uszkodzeń i ich skutków (FMEA), g) symulacja defektów w systemach sterowania, h) systematycznej analizy ryzyka (MOSAR), i) analiza drzewa błędów (FTA).
W metodzie trójstopniowej, zalecanej przez Polską Normę [25], korzysta się z dwóch parametrów ryzyka: ciężkości następstw (skutków) występujących zagrożeń maszynowych oraz prawdopodobieństwa z jakim następstwa te (urazy, choroby) mogą wystąpić.
Szacowanie zarówno ciężkości następstw jak i częstości ich wystąpienia określa na trzech poziomach: małym, średnim i dużym dla każdego występującego zagrożenia, zgodnie z tabelą 3. Zgodnie z tą tabelą następuje (po oszacowaniu parametrów ryzyka) określenie poziomu ryzyka - w skali trójstopniowej, jako małego, średniego i dużego.
Tabela 3. Oszacowanie ryzyka zawodowego w skali trójstopniowej [15].
Prawdopodobieństwo Ciężkość następstw mała średnia duża
Mało prawdopodobne małe małe średnie
Prawdopodobne małe średnie duże
Wysoce prawdopodobne średnie duże duże
Powyższe kryteria znajdują najlepsze zastosowanie w przypadku zagrożeń ze strony wirujących, nieosłoniętych części maszyny, nieosłoniętych i niezabezpieczonych przewodów elektrycznych, odprysków obrabianych materiałów, gorących powierzchni, itp.
W normie [23] zawarto również zasady oceny ryzyka dotyczącego wyzwalanych w czasie pracy maszyny czynników chemicznych. Szacowanie ryzyka odbywa się na podstawie dopuszczalnych, chwilowych i pułapowych stężeń i natężeń czynników szkodliwych podanych w przepisach prawnych lub w przypadku czynników niemających ustalonych wartości dopuszczalnych uwzględnia się trzy zmienne: podstawowe zagrożenie daną substancją chemiczną, skłonność do przedostawania się substancji do środowiska (lotność/tworzenie pyłów) oraz ilość substancji użyta w ocenianej operacji.
Źródłem zagrożeń maszynowych może być także nieprzystosowania warunków pracy na danej maszynie do możliwości fizycznych konkretnego człowieka. Wymuszona, nienaturalną pozycja ciała przy pracy, konieczność używania znacznej siły fizycznej, powtarzalność ruchów prowadzić może do powstawanie chorób objawiających się np.
dolegliwościami mięśniowo-szkieletowymi. Do ich oceny mogą być stosowane przykładowo takie ergonomiczne metody jak: OWAS, REBA, RULA [41].
W metodzie Risk score ocenę ryzyka maszynowego R określa się z iloczynu możliwych skutków zagrożenia S, ekspozycji na zagrożenie E i prawdopodobieństwa wystąpienia zdarzenia P. Poszczególne czynniki oceniane są w kilkustopniowych skalach zgodnie z przyjętymi tabelami. Skrajne wartości poszczególnych czynników wynoszą:
S od 1 (zagrożenie drobnym urazem - strata finansowa do 3 tys. zł) do 100 (liczne ofiary śmiertelne lub straty ponad 30 mln zł),
E od 0, 5 (narażenie raz w roku) do 10 (narażenie stałe),
P od 0, 1 (zagrożenie teoretycznie możliwe) do 10 (prawdopodobne – szansa 50%).
Po określeniu wskaźnika ryzyka maszynowego R można przystąpić do wartościowania ryzyka maszynowego według kryteriów podanych w tabeli 4. W przypadkach, dla których wartość ryzyka maszynowego R wynosić będzie powyżej dwieście, należy bezwzględnie dokonać zmian konstrukcyjnych ograniczając zagrożenia.
Tabela 4. Wskaźnik ryzyka R.
Lp. Wartość R Kategoria ryzyka Działania projektanta (zalecane decyzje)
Ocena ryzyka maszynowego
1 R < 1,5 znikome zbędne akceptowalne
2 1,5 < R < 20 bardzo małe wskazana analiza możliwości
zmniejszenia zagrożenia akceptowalne 3 20 < R < 48 małe potrzebna analiza możliwości
zmniejszenia zagrożenia akceptowalne 4 48 < R < 200 istotne potrzebne zmniejszenie zagrożenia tolerowalne 5 200 < R < 400 duże konieczne ograniczenie zagrożenia nietolerowane 6 R > 400 bardzo duże kategoryczna konieczność
wyeliminowania zagrożenia nieakceptowane
Wykorzystując metodę Rysk score dla oceny ryzyka fizycznych zagrożeń maszynowych należy wyznaczyć wartość R dla każdego zagrożenia stwarzanego przez maszynę (odpowiedź na „TAK” - na rys.4.7). Jest mało prawdopodobne, aby odpowiedź pozytywna pojawiła się dla wszystkich 128 zagrożeń wymienionych w kolumnie 3 tabeli (w niniejszej pracy zaprezentowano tylko fragmenty arkusza oceny zagrożeń), tym niemniej dla każdego zaistniałego ryzyko będzie miało inną wartość. Wartości ryzyka R nie sumuje się i nie uśrednia. Przekroczenie ustalonej, akceptowalnej i tolerowalnej wartości ryzyka dla któregokolwiek zagrożenia wymaga podjęcia działań je zmniejszających.
4.4. PROJEKTOWANIE BEZPIECZEŃSTWA W EKSPLOATACJI MASZYN
Wprowadzenie maszyny do eksploatacji wiąże się z nałożeniem na pracodawcę określonych obowiązków wynikających z przepisów dotyczących bezpieczeństwa dla pracowników, a tym samym w zarządzaniu działalnością przedsiębiorstwa równoprawnym elementem racjonalnego działania winno być zarządzanie bezpieczeństwem eksploatacji maszyn.
Projektowanie bezpieczeństwa maszyn powinno być realizowane od etapu planowania zakupu nowego środka pracy, poprzez cały etap eksploatacji aż do momentu wycofania maszyny ze stanowiska pracy. Jednym ze sposobów spełnienia tego warunku jest kontrola maszyn [11,31]:
wstępna po ich zainstalowaniu, a przed przekazaniem do eksploatacji po raz pierwszy;
po zainstalowaniu na innym stanowisku pracy lub w innym miejscu;
regularna, gdy maszyna pracuje w warunkach pogarszających jej stan techniczny;
specjalna w przypadku możliwości pogorszenia bezpieczeństwa związanego z maszyną, a będącego wynikiem prac modyfikacyjnych, zjawisk przyrodniczych, wydłużonego czasu postoju maszyny lub niebezpiecznych uszkodzeń albo wypadków przy pracy;
okresowa, nie rzadziej, niż co 5 lat, celem oceny czy nie zmienił się poziom techniki i przepisy prawne – jeśli tak jest należy doprowadzić maszynę lub urządzenie oraz stanowisko pracy do przepisów aktualnie obowiązujących.
Wyniki kontroli powinny być rejestrowane i przechowane przez okres 5 lat od dnia zakończenia tych kontroli, a w miejscu eksploatacji maszyny powinien być dostępny dokument potwierdzający przeprowadzenie ostatniej kontroli w postaci, np. świadectwa dopuszczenia do eksploatacji podpisanego przez uprawnione osoby.
Rozliczne zastosowania maszyn, coraz bardziej zaawansowane konstrukcje, ciągłe zwiększanie ich wydajności (np. poprzez wyższe prędkości robocze i zwiększone moce) różnorodność sposobów sterowania i obsługi, powodują, że współczesne maszyny stwarzają szereg zagrożeń, które mogą powodować wzrost ryzyka wypadku. Z tego względu
wyposażając nowe stanowiska pracy w maszyny i urządzenia techniczne należy precyzyjnie określić specyfikę pracy i uwzględnić to w analizach bezpieczeństwa, jeszcze przed świadomym podjęciem decyzji o wprowadzeniu danej maszyny do eksploatacji. Uczynić to można poprzez dobór maszyn do wykonywania danej pracy (właściwym jest konsultacja z pracownikami lub ich przedstawicielami dotyczących wprowadzania nowych technik oraz wyboru maszyn i innych urządzeń technicznych), prawidłowe przystosowanie do tego celu miejsca eksploatacji maszyny (uwzględniają wymogi ochrony środowiska) oraz zapewnić najmniejsze ryzyko użytkowania i obsługiwani maszyny.
Ułatwieniem podjęcia decyzji może być stan dotychczasowej wiedzy dotyczącej przyczyn i sekwencji wypadków z udziałem maszyn [17]. Wynika z niego, że maszyny mimo odrębnej specyfiki budowy i zastosowania, pod względem poziomu bezpieczeństwa są do siebie zbliżone – sytuacje niebezpieczne w eksploatacji maszyn oraz mechanizmy powstawania wydarzeń wypadkowych w procesach pracy są w istocie podobne i powtarzalne.
Jak wskazuje literatura [1,2,7,10] około 75-80% wypadków maszynowych występuje podczas użytkowania maszyny.
Maszyna wprowadzona do eksploatacji staje się najważniejszym elementem stanowiska pracy operatora, ale również staje się obiektem zainteresowania służb utrzymania ruchu w zakładzie. Przepisy dotyczące utrzymania maszyn stanowią, iż w czasie całego swego „życia”, maszyna, poprzez właściwe wykorzystanie oraz odpowiednią obsługę, powinna być utrzymywana w stanie zgodności z wymaganiami bhp. Pierwszą z możliwości uzyskania takiego stanu jest permanentne szkolenie operatorów, a drugą utrzymywanie zdatności zadaniowej maszyn przez właściwe obsługiwanie.
Nałożony na pracodawcę obowiązek szkolenia pracowników oraz pisemnego przekazywania im właściwie zredagowanych, merytorycznych i treściwych instrukcji eksploatacji maszyny powinien być zaprojektowany metodycznie i zrealizowany we właściwy, z punktu zasad przyswajania wiedzy, sposób. Instrukcje powinny być zrozumiałe dla zainteresowanych pracowników i zawierać co najmniej informacje dotyczące bezpieczeństwa i higieny pracy w zakresie:
warunków i sposobów użytkowania maszyn (operowania, sterowania, kierowania, itp.)
zaleceń związanych z obsługiwaniem,
występowania możliwych do przewidzenia sytuacji nietypowych,
zagrożeń pochodzących od innych maszyn znajdujących się na sąsiednich stanowiskach pracy i o zmianach mogących wpływać na bezpieczeństwo.
Współdziałanie z pracownikami powinno mieć charakter zwrotny – oznacza to, że eksploatatorzy maszyn, dostrzegając niedoskonałości w ich pracy zgłaszają potrzebę zmian poprawiających bezpieczeństwo.
Maszyna, aby w pełni można było wykorzystać jej potencjał wynikający z funkcji podlegać winna działaniom obsługowym (przeglądy, sprawdzenia, pomiary, wymiany części, regulacje, naprawy, wykrywanie usterek i nieprawidłowości, serwisowanie) [7]. Czynności powyższe wykonują służby utrzymania ruchu zakładu zgodnie z zaprojektowanym i wdrożonym w przedsiębiorstwie systemem obsługowo-naprawczym (opisanym w poprzednich rozdziałach niniejszej publikacji). Wykonywanie tych czynności, poza przywróceniem lub utrzymaniem funkcjonalności maszyny, powinno powodować przywrócenie wymaganego przepisami poziomu bezpieczeństwa maszyny [10].
W trakcie eksploatacji maszyny może zachodzi potrzeba jej modyfikacji lub modernizacji. Modyfikacja polegać będzie na zamianie części lub zespołów oryginalnych na zamienniki (ze względu na niedostępność oryginalnych lub niższą cenę), o tej samej funkcjonalności, do pracy w danej maszynie. Modernizacja polegać będzie na zmianach dokonanych w maszynie w celu jej usprawnienia, zmianie funkcjonalności, poszerzenia opcji działania, itp.
Z punktu widzenia poziomu bezpieczeństwa maszyn szczególnego znaczenia nabiera kwestia modernizacji, a więc ingerencji w konstrukcję maszyny lub zasady jej eksploatacji.
Jeżeli maszyna po modernizacji uległa istotnym zmianom modyfikującym jej parametry pracy (rys.4.8) należy przeprowadzić procedurę oceny jej zgodności z wymaganiami zasadniczymi dla maszyn [28].
Rys.4.8. Algorytm kwalifikowania głębokości modernizacji [17]
NIE DOKONANO GŁĘBOKIEJ MODERNIZACJI WYMAGANIA MINIMALNE DYREKTYWY NARZĘDZIOWEJ
NASTĄPIŁA GŁĘBOKA MODERNIZACJA WYMAGANIA ZASADNICZE DYREKTYWY
MASZYNOWEJ DEKLARACJA ZGODNOŚCI
W warunkach wytężonej produktywności wymagającej utrzymywania maszyn w stanie zdatności eksploatacyjnej, prowadzenie bieżących prac regulacyjnych, smarowniczych, konserwacyjnych oraz bieżących naprawczych pracownik obsługujący musi często realizować zadania w stanie podwyższonego ryzyka, przy aktywnych zagrożeniach i zwolnionych urządzeniach ochronnych, w zespołach wieloosobowych, pod presją czasu.
Statystyka wykazuje, że 20-25% wypadków maszynowych związanych jest z wykonywaniem niezbędnych działań dotyczących utrzymania maszyn w ruchu, czyli w obsłudze. Te ostatnie dane są szczególnie alarmujące i z tego względu poświęca się temu problemowi wiele uwagi [1,2].
Właściwa obsługa maszyn i urządzeń technicznych oraz prawidłowe zarządzanie pracami obsługowo-naprawczymi staje się niezbędne dla utrzymania bezpiecznych i wydajnych miejsc pracy, dotyczy każdego miejsca pracy, we wszystkich sektorach przemysłu oraz wszystkich pracowników, na każdym szczeblu.
Do podstawowych zagrożeń związanych z obsługiwaniem zaliczyć można:
wypadki i urazy pracownika podczas samego procesu obsługiwania - pracownicy dokonujący czynności obsługowo-naprawczych mogą doznać urazów, jeżeli maszyna zostanie przypadkowo włączone, mogą być narażeni na działanie substancji niebezpiecznych lub promieniowanie, mogą zostać uderzeni przez ruchome części maszyny lub też doznać urazów mięśniowo-szkieletowych wskutek konieczności przyjmowania wymuszonej pozycji przy pracy,
nieprawidłowo wykonane czynności obsługowo-naprawcze poprzez użycie niewłaściwych części do wymiany lub naprawy, niewłaściwych narzędzi i pomocy warsztatowych, niedostatecznego oświetlenia, itp. prowadzić mogą do wystąpienia poważnych wypadków i obrażeń pracowników, a także uszkodzenia maszyny,
niewykonywanie zgodnego z zaleceniami producenta działań obsługowo-naprawczych lub mimo uszkodzenia dalszej pracy maszyny prowadzić mogą do zniszczenia samej maszyny, a także znacznie gorszej sytuacji – urazu lub śmierci operatora lub innej osoby znajdującej się w strefie pracy maszyny.
Zagrożenia dla zdrowia i życia pracowników wykonujących czynności obsługowo- naprawcze wymagają usystematyzowanego podejścia do tego stanu eksploatacji maszyny.
Mając to na względzie należy działalność obsługowo-naprawczą właściwie zaplanować co do czasu (zgodnie z przyjętym w przedsiębiorstwie systemem), po którym (poza awariami) maszynę należy poddać procesowi obsługiwania i zaprojektować sposób i metodę zrealizowania obsługi. Podstawowe kwestie to przeznaczenie odpowiedniej ilości czasu i zasobów na obsługę, zapewnienie szkoleń i informacji dla pracowników zajmujących się pracami obsługowymi, wprowadzenie systemów pracy opartej na właściwej ocenie ryzyka oraz skutecznej komunikacji miedzy pracownikami użytkownikami a zajmującymi się obsługą. Konieczne jest przestrzeganie wytycznych oraz prowadzenie archiwizacji dokumentacji.
Po zakończeniu działań związanych z czynnościami obsługowo-naprawczymi należy przeprowadzić specjalne kontrole (inspekcje i testy) w celu sprawdzenia, czy obsługa została przeprowadzona w odpowiedni sposób, a sprzęt i miejsce pracy spełniają warunki bezpieczeństwa pozwalające na kontynuowanie pracy.
Z tak przedstawionych wyżej warunków bezpiecznego obsługiwania wynika, że projektowanie procesu obsługiwania powinno obejmować [1,7]:
planowanie,
podejście zorganizowane, oparte na ocenie ryzyka zawodowego,
wyraźny podział ról i obowiązków,
jasne wskazówki, jak ma być przeprowadzone,
przeprowadzenie odpowiedniego szkolenia pracowników,
zagwarantowanie środków, np. ochrony indywidualnej, sprzętu i narzędzi pracy,
regularne kontrole procesu obsługiwania w celu zapewnienia ich skuteczności.
Planowanie powinno obejmować takie kwestie, jak:
zakres zadania, czyli co należy zrobić, ile czasu potrzeba na wykonanie zadania, jaki wpływ będzie to miało na innych pracowników i czynności na stanowisku pracy;
określenie źródeł zagrożeń (np. energia elektryczna, narażenie na działanie niebezpiecznych substancji chemicznych, obecność pyłu lub azbestu w powietrzu, ograniczona przestrzeń, znajdujące się w ruchu części maszyn, możliwość upadku, przemieszczanie ciężkich przedmiotów, trudno dostępne części) celem oceny ryzyka związanego z planowanym zadaniem;
niezbędne elementy danej czynności: umiejętności i liczba pracowników potrzebnych do wykonania zadania, nazwiska uczestników procesu (upewnienie się, że pracownicy przeprowadzający prace posiadają odpowiednie kwalifikacje do ich wykonania), rola poszczególnych osób (w tym zapewnienie kontaktu z pracownikami wykonawcy lub głównego pracodawcy, wykonywanie zadań, wyznaczenie osoby, do której należy zgłaszać ewentualne problemy),
niezbędne narzędzia, środki ochrony indywidualnej i inne niezbędne środki, których celem jest ochrona pracowników (np. rusztowanie, sprzęt do monitoringu);
wyznaczenie bezpiecznego dostępu do strefy prowadzenia prac i drogi (szybkiej) ewakuacji;
konieczne szkolenia i informacje dotyczące zadania oraz hierarchii służbowej (wyraźne wyznaczenie osoby odpowiedzialnej za pracę) przeznaczone dla pracowników, którzy je wykonują, oraz dla osób pracujących w ich otoczeniu.
Wskazane jest, aby już na etapie planowania brali udział pracownicy, gdyż oni najlepiej mogą określić niebezpieczeństwa i najskuteczniejsze sposoby im zapobiegania. O wynikach oceny ryzyka i etapu planowania należy powiadomić pracowników zajmujących się zapewnieniem bezpiecznej eksploatacji i inne osoby, których może to dotyczyć, gdyż stanowi to bardzo ważny aspekt zapewniania bezpieczeństwa. Wskazane jest w tym celu zorganizowanie szkolenia dla pracowników (w tym także dla podwykonawców) i zapoznanie ich z ustalonymi procedurami.
Ocenione na etapie planowania ryzyko stanowi podstawę opracowania odpowiednich procedur postępowania i ich wdrożenia. Do podstawowych czynności, które należy wykonać (w większości działań obsługowo-naprawczych) jest wyłączenie źródła zasilania maszyny oraz zastosowania określonego systemu blokad. Należy dołączyć informację ostrzegawczą z datą i godziną dokonania blokady oraz nazwiskiem osoby upoważnionej do jej zdjęcia. W ten sposób bezpieczeństwo pracownika dokonującego obsługi maszyny nie będzie zagrożone przez osobę, która nieumyślnie włączy maszynę i która również mogłaby zostać poszkodowana, przykładowo, jeżeli maszyna nie znajdowałaby się w trybie bezpiecznym do pracy (np. jeżeli usunięto zabezpieczenia). Pracownicy powinni także sprawdzać, czy do strefy wykonywania pracy można bezpiecznie dotrzeć, oraz ją opuścić zgodnie z planem pracy. Należy zabezpieczyć miejsce obsługi maszyny przed dostępem osób niepowołanych.
Do obsługi maszyn, w większości przypadków niezbędny jest różniący się niekiedy znacznie od powszechnie używanego specjalistyczny i specjalny sprzęt oraz narzędzia.
Pracownicy winni umieć się nim posługiwać. Zadania wykonywane przez obsługę mogą być realizowane w obszarach, które nie są zwykłymi miejscami pracy i być narażeni na wiele zagrożeń, dlatego też muszą być zaopatrzeni w odpowiednie środki ochrony indywidualnej.
Potrzebne do pracy narzędzia i środki ochrony indywidualnej, określone podczas oceny ryzyka i na etapie planowania, muszą być dostępne (wraz z instrukcjami użycia, jeśli jest to wymagane) oraz używane. Należy zwracać uwagę, aby zadania obsługowo-naprawcze
