鑄造企業(yè)設(shè)備本質(zhì)安全管理的探索與實(shí)踐

（中國航發(fā)北京航空材料研究院，北京 100095）

0.引言

鑄造行業(yè)具有一定的危險(xiǎn)性，金屬熔煉、鑄造設(shè)備構(gòu)成了鑄造生產(chǎn)系統(tǒng)的物質(zhì)基礎(chǔ)。熔煉、鑄造生產(chǎn)過程中存在的各種危險(xiǎn)有害因素為潛在事故的發(fā)生創(chuàng)造了必要條件，要想預(yù)防事故發(fā)生，就必須消除物質(zhì)系統(tǒng)中的危險(xiǎn)有害因素，控制物的不安全狀態(tài)。設(shè)備本質(zhì)安全是指設(shè)備本身固有安全性能，即使由于人因產(chǎn)生誤操作，設(shè)備也能夠自動(dòng)排除失誤，切換至安全狀態(tài)。鑄造企業(yè)實(shí)行設(shè)備本質(zhì)安全管理，可減少設(shè)備故障，減少鑄造生產(chǎn)過程中危險(xiǎn)有害因素，保障企業(yè)安全生產(chǎn)。本文從系統(tǒng)觀點(diǎn)出發(fā)，依據(jù)企業(yè)特色，對(duì)鑄造企業(yè)設(shè)備本質(zhì)安全管理進(jìn)行了探索和實(shí)踐。

1.設(shè)備本質(zhì)安全的基本特征

設(shè)備本質(zhì)安全管理是對(duì)設(shè)備實(shí)施一系列調(diào)節(jié)、控制行為或過程，使設(shè)備實(shí)現(xiàn)或盡可能的接近本質(zhì)安全，以保證設(shè)備具有“失誤—安全”和“故障—安全”功能，即設(shè)備具有自動(dòng)防止人的不安全行為與自動(dòng)切換至安全狀態(tài)的功能。本質(zhì)安全的設(shè)備具有以下基本特征：

（1）符合安全人機(jī)工程學(xué)原則。設(shè)備運(yùn)行過程中，能最大限度的降低工作人員的體力消耗，緩解工作人員的精神緊張狀態(tài)。

（2）充分的安全防護(hù)裝置。設(shè)備運(yùn)行過程中，因誤操作或設(shè)備故障運(yùn)行時(shí)，安全防護(hù)裝置能自行屏護(hù)操作人員或有效隔離危險(xiǎn)源，保障安全生產(chǎn)。

（3）明顯的安全警示標(biāo)志。設(shè)備機(jī)身等明顯處，設(shè)置警示標(biāo)志，充分表明設(shè)備運(yùn)行操作過程中有可能產(chǎn)生的危險(xiǎn)或遺留風(fēng)險(xiǎn)。

（4）人體不會(huì)受到傷害。具有本質(zhì)安全的設(shè)備，即使發(fā)生誤操作或誤判斷，人的身體仍在危險(xiǎn)源傷害的范圍之外，從而保障作業(yè)人員的安全。

（5）有效的安全應(yīng)急措施。制定有效的安全應(yīng)急措施，設(shè)備運(yùn)行過程中，一旦產(chǎn)生危害，保證人和物的損失程度均在可接受范圍之內(nèi)。

2.設(shè)備本質(zhì)安全管理的探索與實(shí)踐

從人機(jī)工程原理出發(fā)，事故發(fā)生的主要因素就是沒有實(shí)現(xiàn)人—機(jī)—環(huán)系統(tǒng)的協(xié)調(diào)搭配，所以本文從系統(tǒng)觀點(diǎn)出發(fā)，進(jìn)行鑄造設(shè)備本質(zhì)安全管理的探索與實(shí)踐。

2.1 規(guī)范設(shè)備本質(zhì)安全管理工作步驟

本企業(yè)設(shè)備本質(zhì)安全管理工作主要按照以下五個(gè)步驟開展：

（1） 確定范圍。明確鑄造企業(yè)設(shè)備安全管理的重點(diǎn)，形成企業(yè)危險(xiǎn)點(diǎn)清單。

（2）危險(xiǎn)識(shí)別。對(duì)清單中設(shè)備存在的危險(xiǎn)因素進(jìn)行系統(tǒng)識(shí)別。形成反映評(píng)價(jià)單元危險(xiǎn)事件與危險(xiǎn)狀態(tài)的表格，詳細(xì)描述設(shè)備危險(xiǎn)單元可能導(dǎo)致的事故傷害情景。

（3）風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)。運(yùn)用安全檢查表、作業(yè)條件危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)法等進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)。

（4）確定風(fēng)險(xiǎn)控制措施。根據(jù)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)的結(jié)果，確定應(yīng)該采取的控制措施。

（5）持續(xù)改進(jìn)。對(duì)系統(tǒng)施加風(fēng)險(xiǎn)控制措施并持續(xù)改進(jìn)。

2.2 建立基于設(shè)備周期的安全管理模式

物的不安全因素存在于設(shè)備設(shè)計(jì)、制造及使用的各個(gè)環(huán)節(jié)。對(duì)于金屬熔煉、鑄造類設(shè)備，若要使設(shè)備具有本質(zhì)安全基本特征，實(shí)現(xiàn)設(shè)備本質(zhì)安全化，也要“層層設(shè)防”，對(duì)設(shè)備的設(shè)計(jì)、制造和使用及維護(hù)保養(yǎng)整個(gè)生命周期進(jìn)行安全管理。

（1）在設(shè)計(jì)階段，企業(yè)在立項(xiàng)論證采購新設(shè)備時(shí)將重點(diǎn)考慮設(shè)備結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)是否合理，使用過程中的危險(xiǎn)因素是否可控，設(shè)備安全防護(hù)裝置是否滿足國家安全生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)化要求等。因此，設(shè)備設(shè)計(jì)者要根據(jù)鑄造企業(yè)設(shè)備預(yù)期使用目標(biāo)，進(jìn)行危險(xiǎn)識(shí)別與風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)，考慮擬采取的風(fēng)險(xiǎn)消減措施。

（2）在制造階段，設(shè)備零部件低價(jià)采購，以次充好，不符合行業(yè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。因此，必須根據(jù)國家、行業(yè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，對(duì)原材料、在制品、零部件等進(jìn)行嚴(yán)格的質(zhì)量檢驗(yàn)。

（3）使用過程中，制定設(shè)備安全作業(yè)指導(dǎo)書，辨識(shí)作業(yè)過程中的各種危險(xiǎn)有害因素，并施加風(fēng)險(xiǎn)控制措。員工作業(yè)前對(duì)設(shè)備的水、電、氣等配套設(shè)施及安全附件、防護(hù)裝置進(jìn)行點(diǎn)檢并確認(rèn)是否處于正常工作狀態(tài)。員工正確佩戴勞動(dòng)防護(hù)用品，遵守設(shè)備安全作業(yè)指導(dǎo)書規(guī)程，保障設(shè)備安全生產(chǎn)。

（4）在維護(hù)保養(yǎng)階段，企業(yè)建立設(shè)備三級(jí)保養(yǎng)制度，按設(shè)備使用工時(shí)有計(jì)劃有步驟地進(jìn)行維護(hù)保養(yǎng)。企業(yè)實(shí)施TPM（全員生產(chǎn)維護(hù)）9步法管理：1）成立設(shè)備維護(hù)團(tuán)隊(duì)；2）設(shè)備清潔清掃；3）設(shè)備維修改善；4）設(shè)備可視化；5）建立設(shè)備檔案；6）設(shè)備日常維護(hù)；7）設(shè)備備件庫存；8）設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)跟蹤；9）設(shè)備管理持續(xù)改進(jìn)。

2.3 制定多層次設(shè)備本質(zhì)安全風(fēng)險(xiǎn)控制措施

設(shè)備本質(zhì)安全管理的關(guān)鍵是對(duì)設(shè)備設(shè)計(jì)、制造和使用過程中潛在或可能存在的危險(xiǎn)因素進(jìn)行控制，以提高設(shè)備整體的安全性能。按照設(shè)備本質(zhì)安全管理風(fēng)險(xiǎn)控制選用原則的優(yōu)先順序，逐級(jí)實(shí)現(xiàn)“消除風(fēng)險(xiǎn)—降低風(fēng)險(xiǎn)—個(gè)人防護(hù)”的全過程。合理的安全風(fēng)險(xiǎn)控制措施是風(fēng)險(xiǎn)控制的關(guān)鍵。因此，本企業(yè)制定了多層次的設(shè)備本質(zhì)安全風(fēng)險(xiǎn)控制措施，以降低風(fēng)險(xiǎn)。

（1）強(qiáng)化設(shè)備本質(zhì)安全設(shè)計(jì)。企業(yè)依據(jù)安全存在、有限損壞及冗余配置設(shè)備安全設(shè)計(jì)的三原理，強(qiáng)化設(shè)備本質(zhì)安全設(shè)計(jì)。

（2）制定設(shè)備安全防護(hù)措施。安全防護(hù)措施是采用安全防護(hù)裝置，以防止作業(yè)人員遭受由設(shè)計(jì)不能避免或消除的危險(xiǎn)。安全防護(hù)裝置通過自身的結(jié)構(gòu)功能限制和防止了設(shè)備的某種危險(xiǎn)因素。

（3）制定指示性安全技術(shù)措施。對(duì)于本質(zhì)安全設(shè)計(jì)和安全防護(hù)措施無效或不完全有效的設(shè)備風(fēng)險(xiǎn)，通過文字、標(biāo)記、符號(hào)或圖表等信息，向操作者做出說明，提出警告，并將遺留風(fēng)險(xiǎn)通知作業(yè)人員。

2.4 建設(shè)鑄造企業(yè)設(shè)備本質(zhì)安全監(jiān)測(cè)平臺(tái)

鑄造企業(yè)工藝過程復(fù)雜，涉及到金屬熔煉、精煉、重力澆注、差壓澆注等多種工藝，易發(fā)生熔化爐體泄漏、侵蝕、型腔噴濺等事故，造成重大傷亡事件及經(jīng)濟(jì)財(cái)產(chǎn)損失。因此，以易發(fā)生事故的高溫熔融金屬爐體與鑄造設(shè)備為防控對(duì)象，搭建了三系統(tǒng)集成的高溫熔融金屬爐體與設(shè)備安全監(jiān)測(cè)平臺(tái)，以此為例對(duì)鑄造企業(yè)設(shè)備的本質(zhì)安全管理進(jìn)行實(shí)踐。

（1）建設(shè)高溫熔融金屬爐體侵蝕及泄漏預(yù)警系統(tǒng)。金屬液體在高溫熔融熔化爐體內(nèi)經(jīng)過熔化、精煉等工藝，需在澆注作業(yè)前需進(jìn)行真空除氣等步驟。真空除氣時(shí)將真空除氣蓋蓋在熔化爐上并密封，打開真空除氣泵抽真空，觀察真空計(jì)儀表，當(dāng)真空計(jì)達(dá)到設(shè)定值時(shí)保持一段時(shí)間，如真空計(jì)值無變化，則說明熔化爐體無侵蝕泄露風(fēng)險(xiǎn)，如真空計(jì)儀表一直達(dá)不到設(shè)定值或達(dá)到設(shè)定值時(shí)突然下降，則說明該熔化爐爐壁有較大燒穿和熔體泄漏風(fēng)險(xiǎn)。

（2）建設(shè)高溫金屬熔化爐體材料侵蝕預(yù)報(bào)系統(tǒng)。金屬溶液在爐體內(nèi)熔化時(shí)，會(huì)加入其它合金元素如鋅元素等，會(huì)對(duì)熔化爐體進(jìn)行侵蝕。通過高溫熔融金屬對(duì)爐體材料侵蝕過程機(jī)理分析，并利用數(shù)據(jù)分析建立爐體材料侵蝕預(yù)報(bào)系統(tǒng)，對(duì)爐體材料的服役生命周期進(jìn)行安全評(píng)估。再根據(jù)爐體材料服役生命周期，定期進(jìn)行熒光、射線檢測(cè)等手段檢查使用過程中爐體材料內(nèi)部缺陷，保障設(shè)備使用安全。

（3）建設(shè)鑄造設(shè)備數(shù)字化管理系統(tǒng)。鑄造生產(chǎn)過程中的設(shè)備啟停、溫度實(shí)時(shí)監(jiān)控、設(shè)備異常分析報(bào)警，數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集及結(jié)構(gòu)化存儲(chǔ)，生產(chǎn)過程關(guān)鍵參數(shù)的自動(dòng)采集等，保障設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)控可視化及異常狀態(tài)報(bào)警。

3.結(jié)語

設(shè)備本質(zhì)安全管理貫穿于設(shè)備整個(gè)生命周期，是一種基于人—機(jī)—環(huán)系統(tǒng)的協(xié)調(diào)搭配的管理模式。鑄造企業(yè)設(shè)備本質(zhì)安全管理從高溫金屬液熔煉設(shè)備、鑄造設(shè)備出發(fā)，強(qiáng)調(diào)對(duì)“物的不安全狀態(tài)”的控制，從根本上發(fā)現(xiàn)和消除事故與危害隱患。通過實(shí)踐表明，設(shè)備安全管理標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化是設(shè)備本質(zhì)安全管理的根本所在，也是確保企業(yè)安全生產(chǎn)必須遵循的“物的安全原則”，對(duì)提升鑄造企業(yè)事故預(yù)防能力，實(shí)現(xiàn)安全生產(chǎn)具有重要作用。