機械設備風險評估與安全升級研究

首都經濟貿易大學 王尚康

■引言

2019 年12 月10 日，國家發布了《機械安全機械設備安全升級指南》（GB/T38272—2019）的標準，規定自2020 年7 月1 日起實施。

該標準屬于機械領域A 類安全標準，即A類標準（基礎安全標準），給出適用于所有機械的基本概念，設計原則和一般特征。標準尤其與下列與機械安全有關的利益相關方有關：①機器制造商；②健康與安全機構。其他受到機械安全水平影響的利益相關方有：①機器使用人員；②機器所有者；③服務提供人員；④消費者（針對預定由消費者使用的機械）。

該標準給出了機械設備安全升級的相關定義，給出在役機械設備進行安全升級的指南，但標準不適用于已有國家法律法規專門規定的機械設備，如特種設備等。為了幫助各單位更好的學習新標準，現將標準內容簡介如下。

■機械設備安全升級內容

1.安全升級介紹

機械設備安全性能的高低對企業生產至關重要，對機械設備進行安全升級不僅有助于降低事故的發生率，而且有助于提高機械設備的可靠性與安全性。機械設備的安全升級是指對在役設備風險評估的基礎上，通過一定的技術手段減小機械設備的活動，使其風險水平處于可控的范圍內，能夠被當前安全生產發展所接受。

2.安全升級的流程

對機械設備進行安全升級主要包括以下步驟：

2.1 風險評估

機械設備安全升級應當在風險評估結果基礎上進行，風險評估工作主要是識別機械設備的危險因素。標準中對于機械設備的風險評估依據C類標準和標準GB/T15706—2012，對于相類似設備存在的重大危險源，可直接根據C 類標準制定安全升級方案，而對于其他危險源，根據GB/T15706—2012 采用定性分析和定量分析方法，收集設備運行周期內的所有風險評估信息，包括關于機器的描述、法規、標準及其他使用的文件、使用經驗、有關人類工效學的原則，從機械設備的使用限制、空間限制、時間限制等角度出發，系統識別在機器生命周期所有階段可合理遇見的危險、危險狀態和危險事件，針對機器風險信息，能夠進一步分析傷害發生的可能性和嚴重程度，進行風險估算。

2.2 安全升級方案設計

在機械風險評估結果的基礎上，依據可操作性原則，選擇適宜的風險減小措施，制定安全升級方案，使機械設備達到可接受的風險水平。在選擇風險減小措施同時應當充分征集機械設備操作、調試、保養、維修等人員的意見，盡可能使其對機械設備正常使用的影響減到最小。風險減小措施的選擇，應當優先考慮C 類標準中適宜的風險減小措施。對于風險減小措施的選擇方法和步驟，采用風險減小過程三步迭代法，從本質安全設計、安全防護裝置、補充保護措施三方面依次考慮，提高機械設備的可靠性與安全性。

2.2.1 本質安全設計

本質安全設計是指通過設計等手段使生產設備或生產系統本身具有安全性，在誤操作或發生故障的情況下不會導致事故的發生，主要設計思路是盡可能地消除危險因素，降低故障發生時設備的危險性，保障機械設備風險處于可控狀態和社會生產所能接受的范圍內。具體包括：改進設備物理特性、應用適用的機械安全技術、替換危險的材料和物質、消除人的不當操作和改善操作環境等。若涉及對機械設備結構重大改動，宜取得機械設備的原始設計資料。

2.2.2 安全防護裝置

該項措施主要從減少人員暴露于危險的設計角度考慮，阻斷傷害能量作用于人體的路徑。在設計過程中應當與機械設備的工作環境相協調，將安全防護裝置對機械設備運行期間和機器生命周期其他各階段的各種動作的干涉降至最低程度。

2.2.3 補充保護措施

補充保護措施是為了進一步做好安全防護、減小事故傷害的措施，涉及機械設備安全、人員防護的方方面面。在實際設計過程中對于本質安全設計、安全防護措施的補充，包括機械穩定性保護措施、隔離和能量耗散措施、人員逃生和救援措施等。

另外，若風險減小措施需要依靠安全相關控制系統來實現相應的安全功能，則在制定安全升級方案時，應根據GB/T16855.1—2018 對設計安全相關的控制系統，確保該系統的性能等級（PL）滿足PL ≥(指C 類標準規定的相應PL 值)。

安全設計方案中還包括機械設備的使用信息，這是對設備安全升級后剩余風險的說明，起到告示和警示使用者的作用。該信息應當指明是否需要培訓、是否需要個體防護、是否需要采取安全工作程序、監督、工作許可制度等組織措施。

2.3 安全升級實施

在實施安全升級方案施工過程中，應當在事先與機械設備相關操作人員、維修人員、管理人員等溝通的基礎上，審核施工人員資質證明，充分保障施工人員的安全，對施工環境進行全面了解，并嚴格按照升級方案實施，確保順利施工的完成。

2.4 安全升級確認

采用目視等方法對安全升級防護措施到位情況、安全升級后剩余風險提供的信息進行確認，采取適當的措施對安全防護措施的功能性進行驗證，還應當根據GB/T16855.2 對安全相關控制系統的元件及安全回路進行確認。更重要的是，檢查安全升級風險減小措施是否產生新的風險，若產生新的風險，應當重復安全升級的流程，消除新風險。

■建立機械設備風險要素綜合評估矩陣

風險評估是機械安全升級的基礎，如何進行有效的綜合評估對于提高機械設備的可靠性和安全性意義重大。設計安全升級方案時應當綜合分析影響機械設備安全的各因素，從傷害發生的可能性和傷害后果的嚴重程度角度采用合理的方法進行風險評估，需要從以下兩方面分析：

1.傷害的嚴重程度

辨識機械設備運行過程中存在的危險源，判定可能引發的傷害事故，對傷害事故的嚴重程度進行分析，一般包括輕傷、重傷、死亡，對應分值1，2，3，傷害范圍包括單人和多人，在進行風險評估時，應當針對機械設備風險要素信息分析每一種危險源可能引發傷害事故的嚴重性。

2.傷害發生的概率

傷害發生的可能性可從人員暴露于危險、危險事件的發生以及避免和限制傷害的可能性三方面加以分析。

2.1 人員暴露于風險

傷害事故的發生往往是意外能量直接作用于人體，超過人體的承受界限所造成的，分析人員在操作、維修時暴露于風險之中的人數、頻次，合理估算暴露累計的風險值。劃分標準為：1～5，0.3 分；5～20，0.6 分；20 以上，0.9 分。

2.2 危險事件的發生

危險事件的發生是基于以往數據進行風險分析，統計收集某一機械設備以往對應危險要素引發事故的頻次，當然，某一事故可能是多個風險要素綜合作用的結果，需要綜合考慮。劃分標準為：1～3，0.3 分；3～10，0.6 分；10 以上，0.9 分。

2.3 避免和限制傷害的可能性

機械設備有無相應的防護裝置或措施，有無相應的應急措施以及操作人員有無安全防護設備設施等，都應當作為風險評估的考慮因素，對于機械設備危險因素查看安全防護措施的設置實施情況，作為風險評估的重要因素。劃分標準可為：措施完備，1；有，0.5 分；無，0.1 分。

將三者相乘，得到傷害發生的可能性，劃分標準如表1 所示。

表1 傷害發生可能性劃分標準

3.建立綜合風險評估矩陣

根據傷害發生的嚴重度和可能性，能夠確定綜合風險評估矩陣，如表2 所示，對應的風險值為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ，風險值依次遞減，可確定出各風險因素的風險值，為安全升級方案的下一步進行提供科學的指導。

表2 風險矩陣

■結束語

機械設備安全升級有助于提高設備的可靠性和安全性，從系統的角度分析影響機械設備安全要素關系，制定科學合理的措施，為企業安全生產營造良好的環境。國家對于機械設備安全升級提供了指南，充分解讀指南內容，結合實際生產狀況，制定行之有效的安全升級規范，不僅有助于降低機械類事故傷害的發生，而且有助于改善行業生產環境，促進企業持續健康發展。