關于塑料機械安全性能設計的3種標準適用規范

魏 巍

(北京勞動保障職業學院，北京 100029)

1 引言

與其他類別的機械設備相比，塑料機械的運行工況更為惡劣和復雜，幾乎涵蓋了所有的危險源：機械、電氣、熱、振動、輻射、噪聲、有害物排放、人類工效學、環境與綜合等，其中，尤以機械、電氣、熱、振動等4種危險的傷害程度和發生概率相對更高。例如，帶人工上下料的塑料注射成型機早已被歐盟的機械安全指令98/37/EC判定為“危險機械”，須獲得歐盟的相關安全認證才能在域內進行生產和銷售。

國內關于塑料機械安全性設計方面的研究，一直偏重于對國內外塑料機械安全標準的介紹和宣貫，欠缺關于塑料機械的安全性設計理論、方法和規范方向的研究。譬如，文獻[1、2]從質量監管的角度，全面介紹了當時我國塑料機械安全標準的發展狀況，指出了國內塑料機械存在的諸多安全性能缺陷；文獻[2]更進一步結合已有的通用機械安全B類標準對國內塑料機械產品存在的主要安全問題提出具體的應對措施；文獻[3]則著重介紹了2010年全國橡膠塑料機械標準化技術委員會(SAC/TC71)新頒布的7項橡膠塑料機械C類安全標準。本文將結合對2012年以來新頒布的3項通用機械安全A類標準(包括：GB/T 15706-2012《機械安全 設計通則 風險評估與風險減小》、GB/T 16856-2015《機械安全 風險評估 實施指南和方法舉例》和GB/T 20850-2014《機械安全 機械安全標準的理解和使用指南》)的分析解讀，重點討論塑料機械的安全性設計路線、流程、方法和安全標準適用的技術規范，供塑料機械的設計人員參考借鑒。

2 塑料機械安全性能的基本設計流程

塑料機械安全性能的設計流程一般包括3個主要環節：其中， “風險評估”環節針對機器在各種工況下的每種危險和危險狀態的風險進行分析和評價； “風險減小”環節是在風險評估結果顯示存在超出承受范圍的風險時，采取保護措施消除危險或減小危險伴隨的風險的迭代過程； “持續改進”環節既是指在初始設計時重復多次“風險評估-風險減小”的迭代過程，也是指在產品全生命周期中應該持續改進其功能安全性，必要時視情啟動新一輪的安全性設計流程。

3 塑料機械安全設計的標準適用規范

3.1 我國的機械安全標準體系

我國的通用機械安全系列標準由全國機械安全標準化技術委員會(SAC/TC208)歸口管理，目前已形成了較為完整的機械安全標準體系，該體系分為A、B、C三個層級。

3.1.1 A類標準(基礎安全標準)

該類標準給出適用于所有機械的基本概念、設計原則和一般特征。

GB/T 20850-2014《機械安全機械安全標準的理解和使用指南》中羅列了機械安全相關的4項A類標準，其中GB/T 16856.2《機械安全風險評價第2部分：實施指南和方法舉例》已被2015年12月發布的新標準GB/T 16856-2015《機械安全風險評估實施指南和方法舉例》替代。

3.1.2 B類標準(通用安全標準)

B1類，涉及機械的某一特定安全特征的標準(如安全距離、表面溫度和噪聲等)； B2類，使用范圍較廣泛的某一類安全防護裝置標準(如雙手操縱裝置、聯鎖裝置、壓敏保護裝置和防護裝置等)。

GB/T 20850-2014 《機械安全機械安全標準的理解和使用指南》中羅列了與機械安全相關的151項B類標準，其中通用標準38項，電氣標準13項，流體動力標準2項，振動標準3項，電磁兼容標準10項，聲學標準22項，人類工效學標準63項。

3.1.3 C類標準(機器安全標準)

該類標準是針對一種特定的機器或一組機器規定出詳細的安全要求。

此類安全標準一般為強制性標準，要求特定機械的設計者和制造者必須嚴格遵循其相關技術規定。目前，涉及塑料機械安全的C類標準數量相對較少，目前僅發布11項，全部由全國橡膠塑料機械標準化技術委員會(SAC/TC71)歸口管理。

3.2 塑料機械安全設計的3種標準適用規范

在塑料機械的安全性能設計中，對相關安全標準的執行和引用具有不可替代的指導意義。A類安全標準為安全性設計提供方法和原則；B類標準提供安全特性或裝置的設計規范；C類標準則給出特定產品的強制性技術要求和具體解決方案。在安全性設計中正確使用相關安全標準無疑對提升產品安全性能起到事半功倍的效果。

正如3.1中所述，我國現階段能夠供塑料機械設計人員直接參考使用的塑料機械安全C類標準數量有限，與門類繁多的塑料機械產品種類形成較大反差。以下分3種不同情況，討論現階段塑料機械安全性設計的安全標準適用規范，供設計人員參考。

3.2.1 已發布C類安全標準的塑料機械

經統計，現行11項塑料機械安全C類標準所涉及的塑料機械包括：塑料擠出機、擠出生產線的擠出機、刀片式破碎機、拉條式切粒機、切碎機、團粒機、模面切粒機和牽引裝置、密閉式煉塑機、開放式煉塑機、塑料壓延機和塑料注射成型機。

對于這11種塑料機械而言，設計者在產品的安全性設計中應嚴格遵照C類安全標準無條件執行。因為C類安全標準是規范該種塑料機械安全性設計的最高級別指令性文件，具有強制性和對抗性的屬性。

強制性：現行11項塑料機械C類安全標準無一例外都是強制性國家標準；對抗性：C類安全標準的具體條款在與A類、B類安全標準的一般性規定發生沖突時，應以C類標準的技術規定為準。

一般而言，C類安全標準的內容涵蓋了應用范圍、重大危險的列舉、描述風險減小措施的要求、驗證風險減小措施的方法、關于使用信息的要求、引用相關和適用的B類標準等，同時提供了成熟可靠、行之有效的技術解決方案，對提升特定產品安全性設計水平效果顯著。

3.2.2 無C類安全標準，但已發布通用技術條件或產品標準的塑料機械

對于此類塑料機械，設計者在產品的安全性設計中應首先滿足該產品通用技術條件或產品標準的安全要求條款，可考慮參照類似產品C類標準對同類危險狀態進行評估和處置的技術要求。

需要明確的是，依據通用技術條件或產品標準的安全要求條款確定的安全性技術方案均應符合B類標準中的強制性要求。因為，通用技術條件和產品標準一般均為推薦性標準，其安全要求條款的內容不能對抗B類標準的強制性技術規定。

特別要強調的是，塑料機械均屬于機電一體化產品，屬于B類強制性標準的GB 5226.1-2008《機械電氣安全機械電氣設備第1部分:通用技術條件》對所有塑料機械的安全性設計具有強制約束力。此外，塑料機械的生產線類產品還應同時滿足GB 16655-2008《機械安全集成制造系統基本要求》的相關技術規定。

屬于這種情況的塑料機械產品包括：塑料排氣擠出機、塑料擠出干法熱切造粒輔機、塑料真空成型機、塑料擠出吹塑薄膜輔機、可發性聚苯乙烯泡沫塑料預發機、可發性聚苯乙烯泡沫塑料自動成型機、塑料擠出吹塑中空成型機、料斗式塑料干燥機、塑料擠出帶輔機、塑料擠出異型材輔機、塑料擠出拉絲輔機、EVA發泡注射成型機、聚氨酯現場發泡包裝設備、橡膠塑料加壓式捏煉機等。

3.2.3 塑料機械新型產品

對于采用新概念、新工藝、新流程的塑料機械新型產品，一般既無C類標準可供參照執行，也還沒有通用技術條件或產品標準。

設計者對于此類新產品的安全性設計，應首先考慮參考類似產品C類標準對同類危險狀態進行評估和處置的技術要求，并遵照機械安全A類標準的推薦方法，結合新產品已知的設計方案和工藝流程，實施科學的風險評估和有效的風險減小措施，確保產品最終的安全性設計方案符合B類標準中的強制性規定。同時，應注意收集整理產品設計過程中的風險評估與減小的技術文件、試驗數據、用戶反饋等原始資料，為之后的持續改進設計和標準制訂打下堅實的基礎。

4 結語

包括塑料機械在內的通用機械安全性能的設計流程中，風險評估、風險減小和持續改進3個環節缺一不可。其中，風險評估和風險減小是基于A、B類安全標準所提供的方法論在機械安全設計過程中的具體設計實踐，而持續改進既是機械安全初始設計的末段環節，更是在產品全生命周期中3個設計環節迭代循環漸進完善安全性能的“原動力”。

塑料機械的設計者在產品的安全性能設計中不能滿足于簡單執行現有的強制性安全標準，特別是C類安全標準具有一定局限性：受行業整體發展水平、安全裝置技術滯后、產品風險信息不全等諸多因素的制約，C類標準僅能限全行業現有技術條件下應該達到的安全防護最低要求，這顯然不是安全性設計的終極目標。因此，應秉承“持續改進”的設計理念，系統開展對產品風險評估信息的收集、整理和更新工作，特別是對用戶反饋的極端工況下的安全信息給予足夠的重視和響應；建立機械安全信息數據庫；優化安全性設計流程和技術規范；同步跟蹤國內外最新的安全標準和安全技術發展動態，為全面提升我國的塑料機械安全性能水平共同努力。