Jak sprawdzić blokady bezpieczeństwa w używanej ugniatarce

Używany ugniatacz nie powinien zostać dopuszczony do eksploatacji wyłącznie na podstawie założenia, że jego blokady bezpieczeństwa działają, ponieważ maszyna się uruchamia, realizuje cykl mieszania lub jest wyposażona w przycisk zatrzymania awaryjnego. Blokady muszą zostać sprawdzone jako funkcja bezpieczeństwa: każdy niebezpieczny ruch musi zostać zatrzymany lub uniemożliwiony, gdy możliwy jest dostęp, a maszyna nie może uruchomić się ponownie tylko dlatego, że osłona została zamknięta lub zatrzymanie awaryjne zresetowane.

Główne ryzyko w ugniataczu wynika z połączenia wirników o wysokim momencie obrotowym, zamykającego się dociskacza lub urządzeń ciśnieniowych, ciężkich pokryw komory, drzwi wylotowych oraz zgromadzonej energii pneumatycznej, hydraulicznej, cieplnej lub elektrycznej. W przypadku urządzeń używanych ryzyko to zwiększają nieudokumentowane modyfikacje, wymienione przełączniki, obejścia okablowania, przestarzałe elementy sterowania oraz zużycie mechanicznych elementów osłon. Sama kontrola wizualna nie może potwierdzić, że system ochronny działa zgodnie z przeznaczeniem.

Zacznij od określenia zamierzonego bezpiecznego stanu maszyny

Przed testowaniem poszczególnych urządzeń należy ustalić, co ugniatacz musi zrobić po zadziałaniu każdego urządzenia ochronnego. Należy oprzeć się na dostępnych schematach elektrycznych maszyny, instrukcji obsługi, ocenie ryzyka i logice sterowania — a nie na założeniach zespołu kontrolującego.

W przypadku typowego mieszalnika wewnętrznego lub ugniatacza otwarcie pokrywy komory, zwolnienie bramki dostępowej, otwarcie osłony drzwi wylotowych lub wejście do strefy serwisowej powinno całkowicie uniemożliwić niebezpieczną pracę albo doprowadzić odpowiedni ruch do bezpiecznego zatrzymania, zanim dostęp stanie się możliwy. Oczekiwany rezultat może różnić się w zależności od konstrukcji maszyny. Osłonięty otwór zasypowy może wymagać zatrzymania wirników; obudowa konserwacyjna może również wymagać odizolowania ruchu dociskacza, uruchamiania drzwi wylotowych, przenośników i napędów pomocniczych.

Rozróżnienie to jest istotne, ponieważ „wirnik się zatrzymał” nie zawsze stanowi dowód osiągnięcia pełnego stanu bezpiecznego. Dociskacz może opaść pod wpływem ciśnienia pneumatycznego lub hydraulicznego, drzwi wylotowe mogą niespodziewanie się poruszyć, a napęd może uruchomić się ponownie wskutek automatycznego polecenia cyklu, jeśli system sterowania nie został prawidłowo zresetowany.

Ustal obowiązujący poziom bezpieczeństwa przed uznaniem maszyny za zgodną z wymaganiami

Używana maszyna mogła zostać zbudowana zgodnie z wcześniejszymi wymaganiami krajowymi lub regionalnymi. Jej pierwotne dokumenty zgodności mogą być przydatne, ale nie potwierdzają automatycznie przydatności po przeniesieniu, modernizacji, integracji z urządzeniami poprzedzającymi lub zmianach w systemie sterowania. Kontrola powinna określić, które wymagania prawne obowiązują w miejscu instalacji oraz czy maszyna została istotnie zmodyfikowana.

Kilka powszechnie stosowanych norm międzynarodowych zapewnia praktyczne ramy techniczne:

• ISO 12100 określa zasady oceny ryzyka maszyn i redukcji ryzyka.
• ISO 14119 dotyczy urządzeń blokujących powiązanych z osłonami, w tym doboru aktywatorów i środków zapobiegających obejściu zabezpieczeń.
• ISO 13849-1 jest powszechnie stosowana do oceny części systemów sterowania związanych z bezpieczeństwem i ich wymaganej skuteczności.
• IEC 60204-1 obejmuje wyposażenie elektryczne maszyn, w tym kwestie dotyczące obwodów sterowania i funkcji zatrzymania.
• ISO 13850 określa zasady projektowania funkcji zatrzymania awaryjnego.

Normy te nie zastępują oceny specyficznej dla danej maszyny. Pomagają określić pytania, na które należy odpowiedzieć: jakie zagrożenie jest kontrolowane, które komponenty tworzą funkcję bezpieczeństwa, czy pojedyncza awaria może ją unieszkodliwić, w jaki sposób wykrywane są usterki oraz czy funkcja została zwalidowana po instalacji.

Przed zasileniem maszyny sprawdź osłony i ich elementy blokujące

Każda osłona powiązana z wyłącznikiem bezpieczeństwa powinna zostać sprawdzona mechanicznie. Należy zwrócić uwagę na luźne zawiasy, odkształcone drzwi, brakujące elementy mocujące, powiększone otwory montażowe, pęknięte klucze aktywatorów, zużyte zatrzaski, uszkodzone sprężyny oraz panele osłon, które można odgiąć na tyle, aby utworzyć otwór. Prawidłowo podłączony wyłącznik nie zrekompensuje osłony, którą można podnieść, przesunąć lub częściowo otworzyć, gdy osoba może sięgnąć do strefy zagrożenia.

Należy szczególnie zwrócić uwagę na przełączniki języczkowe obsługiwane kluczem w starszych używanych ugniataczach. Są one podatne na obejście, jeśli zapasowy aktywator pozostawiono w korpusie przełącznika, podczas gdy osłona pozostaje otwarta. Odłączony aktywator, przełącznik zaklejony taśmą, opaska kablowa, magnes, przewód mostkujący lub ustawienie przełącznika wyboru, które omija osłonę, muszą być traktowane jako poważna niezgodność. Usunięcie oczywistego obejścia nie jest wystarczające; kontrola musi potwierdzić, że żadna alternatywna ścieżka sterowania nadal nie umożliwia niebezpiecznego ruchu.

Jeżeli osłony wymagają wejścia personelu do obszaru o znacznym czasie wybiegu lub z zagrożeniem resztkowym, prosta blokada może być niewystarczająca. Blokowanie osłony może być konieczne do czasu ustania niebezpiecznego ruchu lub rozproszenia energii. Właściwe rozwiązanie zależy od czasu zatrzymania, odległości dostępu oraz zagrożeń występujących po odłączeniu zasilania napędu.

Testuj każdą blokadę w rzeczywistych trybach pracy

Test funkcjonalny powinien być przeprowadzony z określonym zapisem testowym. Należy rejestrować osłonę lub punkt dostępu, tryb maszyny, wydane polecenie, oczekiwaną bezpieczną reakcję, zaobserwowaną reakcję oraz wszelkie działania korygujące. Testy powinny obejmować automatyczny tryb produkcyjny, tryb ręczny lub krokowy, tryb ustawiania, tryb czyszczenia oraz tryb konserwacji, tam gdzie takie tryby występują.

Dla każdej blokady osłony należy zweryfikować co najmniej następujące elementy:

• Maszyna nie może zainicjować związanego z nią niebezpiecznego ruchu przy otwartej osłonie.
• Otwarcie osłony podczas dozwolonego stanu roboczego powoduje zamierzoną funkcję zatrzymania lub zapobiegania.
• Zamknięcie osłony samo w sobie nie powoduje ponownego uruchomienia.
• Po zadziałaniu blokady wymagany jest oddzielny, świadomy sygnał resetu lub uruchomienia.
• Polecenie ponownego uruchomienia jest dostępne wyłącznie z bezpiecznej lokalizacji zapewniającej odpowiednią widoczność strefy zagrożenia, chyba że zastosowano inne zabezpieczone rozwiązanie.
• Blokada nie może zostać ominięta przez normalną regulację, drgania, niewielkie przesunięcie osłony lub proste manipulacje.

Nie należy polegać wyłącznie na teście wykonanym przy zerowej prędkości lub pustej komorze. Jeżeli funkcja bezpiecznego zatrzymania zależy od hamowania, wytracania prędkości napędu lub monitorowanego układu styczników, zachowanie podczas zatrzymania powinno zostać ocenione w reprezentatywnych warunkach przez kompetentny personel. Wirnik, którego zatrzymanie trwa dłużej po rozgrzaniu, pod obciążeniem lub przy prędkości produkcyjnej, może podważyć założenie dotyczące bezpieczeństwa dostępu.

Zatrzymanie awaryjne nie zastępuje blokad

Urządzenia zatrzymania awaryjnego powinny być testowane oddzielnie od blokad osłon. Są przeznaczone do zapobiegania sytuacji awaryjnej lub ograniczania jej skutków, a nie do zapewniania rutynowej ochrony dostępu. Każdy grzybkowy przycisk zatrzymania awaryjnego powinien być dostępny, wyraźnie identyfikowalny, mechanicznie stabilny i zdolny do pozostania w pozycji zadziałania. Jego zresetowanie nie może ponownie uruchomić ugniatacza.

Należy przetestować każde stanowisko zatrzymania awaryjnego, w tym sterowanie wiszące, lokalne panele sterowania oraz, tam gdzie ma to zastosowanie, stanowiska na powiązanym urządzeniu podającym lub odbierającym. Należy potwierdzić, że wynikowy stan zatrzymania odpowiada udokumentowanej koncepcji bezpieczeństwa. W przypadku używanego ugniatacza zintegrowanego z linią niedopuszczalne może być zatrzymanie wyłącznie mieszalnika, gdy podłączony przenośnik, urządzenie wytłaczające lub system obsługi za nim nadal działa i stwarza zagrożenie.

Ważne jest również odróżnienie polecenia zatrzymania awaryjnego od izolacji elektrycznej. Zatrzymanie awaryjne zazwyczaj nie usuwa zgromadzonego ciśnienia, nie odłącza zasilania wejściowego ani nie zabezpiecza maszyny do prac konserwacyjnych. Procedury lockout/tagout wymagają odłączników i punktów kontroli energii, które można zablokować w pozycji wyłączonej, wraz z weryfikacją, że niebezpieczna energia została uwolniona lub ograniczona.

Śledź obwód bezpieczeństwa, a nie tylko wskazania panelu

Lampki sygnalizacyjne i komunikaty HMI są przydatnymi pomocami diagnostycznymi, ale nie stanowią dowodu, że obwód bezpieczeństwa jest nienaruszony. Używany ugniatacz może wyświetlać komunikat „osłona otwarta”, podczas gdy niebezpieczna ścieżka wyjściowa nadal jest możliwa z powodu zespawanych styków przekaźnika, zmienionego programu PLC, zmostkowanego zacisku lub nieprawidłowo podłączonego elementu zamiennego.

Schemat elektryczny należy porównać z zainstalowanym systemem. Należy zidentyfikować przekaźniki bezpieczeństwa, wejścia i wyjścia PLC bezpieczeństwa, styczniki, obwody sprzężenia zwrotnego, urządzenia monitorujące zawory oraz obwody resetowania. Brak schematów, nieczytelne oznaczenia przewodów lub nieudokumentowane modyfikacje szafy sterowniczej powinny skutkować pogłębioną analizą inżynieryjną, a nie powierzchowną decyzją pozytywną lub negatywną.

Szczególna uwaga jest potrzebna tam, gdzie do funkcji związanej z bezpieczeństwem zastosowano standardową logikę PLC bez dowodów wymaganej architektury i walidacji. Problemem nie jest to, czy PLC może wydać polecenie zatrzymania, lecz czy kompletny system sterowania związany z bezpieczeństwem ma odpowiednią niezawodność, wykrywanie usterek i odporność na przewidywalne awarie dla danego ryzyka.

Sprawdź alarmy, wybór trybu i zachowanie po utracie zasilania

Blokady mogą zostać osłabione przez niewłaściwie kontrolowane tryby pracy. Przełącznik trybu obsługiwany kluczem nie powinien zapewniać nieograniczonej możliwości obejścia osłon. Jeżeli tryb ustawiania lub konserwacji pozwala na ograniczony ruch przy otwartej osłonie, należy stosować środki zmniejszające ryzyko odpowiednie do zadania, takie jak sterowanie wymagające ciągłego przytrzymania, ograniczona prędkość lub siła, ograniczony dostęp oraz urządzenia zezwalające, gdy wymaga tego ocena ryzyka.

Należy przetestować, co dzieje się po przerwie w zasilaniu, utracie ciśnienia powietrza, utracie ciśnienia hydraulicznego, awarii napięcia sterowania oraz przywróceniu zasilania. Maszyna nie powinna uruchamiać się automatycznie po powrocie zasilania. Siłowniki pneumatyczne i hydrauliczne powinny przejść do stanu, który nie stwarza niekontrolowanego zagrożenia, lub w nim pozostać. Potwierdzenie alarmu nie powinno ukrywać nierozwiązanej usterki ani przywracać ruchu bez oddzielnego, świadomego polecenia uruchomienia.

Urządzenia czyszczące podłączone do sąsiednich maszyn procesowych wymagają takiej samej kontroli. Na przykład używane urządzenie do czyszczenia płyt grzewczych jest przeznaczone do czyszczenia płyt grzewczych wyłącznie przy temperaturze poniżej 60°C i w zakresie otwarcia od 230 mm do 350 mm. Te limity eksploatacyjne powinny zostać uwzględnione w procedurze bezpiecznej pracy oraz w każdym rozwiązaniu z dostępem blokowanym. Zdalne sterowanie, jeśli jest dostarczone, nie może umożliwiać ruchu, gdy personel może wejść do strefy zakleszczenia lub zgniecenia.

Dokumentuj usterki w kategoriach ryzyka, a nie stanu estetycznego

Dokumentacja odbiorowa używanego ugniatacza powinna rozróżniać drobne potrzeby naprawcze od usterek, które naruszają funkcje ochronne. Brakujący element mocujący osłony, niezweryfikowana wymiana przekaźnika bezpieczeństwa, ominięty wyłącznik dostępu lub blokada umożliwiająca ponowne uruchomienie bez nowego polecenia startu nie powinny być zamykane jako rutynowe obserwacje konserwacyjne. Maszyna powinna pozostać wyłączona z normalnej produkcji, dopóki funkcja bezpieczeństwa nie zostanie przywrócona i ponownie przetestowana.

Najbardziej uzasadniony pakiet odbiorowy obejmuje identyfikację i konfigurację maszyny, aktualne schematy elektryczne, zapisy testów blokad, zapisy testów zatrzymania awaryjnego, dowody wykonania działań korygujących, punkty lockout, opisy trybów pracy oraz wyniki walidacji zmodyfikowanych obwodów bezpieczeństwa. Dokumentacja ta jest szczególnie ważna, gdy używany ugniatacz został odnowiony, przetransportowany przez granice lub zintegrowany z inną komórką produkcyjną.

Bezpieczny używany ugniatacz nie jest definiowany przez jego wiek ani wygląd. Definiuje go to, czy dostęp do zagrożenia jest niezawodnie uniemożliwiony, czy niebezpieczny ruch osiąga stan bezpieczny po otwarciu zabezpieczenia oraz czy żaden przewidywalny reset, błąd lub zmiana trybu pracy nie może spowodować nieoczekiwanego ponownego uruchomienia.