Khóa, gắn thẻ và kiểm soát năng lượng nguy hiểm trong xưởng

OSHA hướng dẫn nhân viên bảo trì khóa, gắn thẻ và kiểm soát năng lượng nguy hiểm. Một số người không biết cách thực hiện bước này, vì mỗi máy móc đều khác nhau. Getty Images
Đối với những người sử dụng bất kỳ loại thiết bị công nghiệp nào, việc khóa/gắn thẻ (LOTO) không còn là điều mới mẻ. Trừ khi ngắt nguồn điện, không ai dám thực hiện bất kỳ hình thức bảo trì định kỳ nào hoặc cố gắng sửa chữa máy móc hoặc hệ thống. Đây chỉ là yêu cầu bắt buộc của lẽ thường tình và của Cơ quan Quản lý An toàn và Sức khỏe Nghề nghiệp (OSHA).
Trước khi thực hiện các công việc bảo trì hoặc sửa chữa, bạn chỉ cần ngắt máy khỏi nguồn điện - thường là bằng cách tắt cầu dao - và khóa cửa tủ cầu dao. Việc dán nhãn ghi rõ tên kỹ thuật viên bảo trì cũng rất đơn giản.
Nếu không thể khóa nguồn, chỉ có thể sử dụng nhãn. Trong cả hai trường hợp, dù có khóa hay không, nhãn đều cho biết thiết bị đang được bảo trì và không được cấp nguồn.
Tuy nhiên, đây không phải là kết thúc của trò xổ số. Mục tiêu chung không chỉ đơn thuần là ngắt nguồn điện. Mục tiêu là tiêu thụ hoặc giải phóng tất cả năng lượng nguy hiểm - theo cách nói của OSHA, là kiểm soát năng lượng nguy hiểm.
Một chiếc cưa thông thường có hai mối nguy hiểm tạm thời. Sau khi tắt máy, lưỡi cưa sẽ tiếp tục chạy trong vài giây và chỉ dừng lại khi động lượng tích trữ trong động cơ cạn kiệt. Lưỡi cưa sẽ vẫn nóng trong vài phút cho đến khi nhiệt độ giảm bớt.
Cũng giống như máy cưa lưu trữ năng lượng cơ học và nhiệt, hoạt động của các máy công nghiệp (điện, thủy lực và khí nén) thường có thể lưu trữ năng lượng trong thời gian dài. Tùy thuộc vào khả năng bịt kín của hệ thống thủy lực hoặc khí nén, hoặc điện dung của mạch, năng lượng có thể được lưu trữ trong thời gian dài đáng kinh ngạc.
Nhiều loại máy móc công nghiệp cần tiêu thụ rất nhiều năng lượng. Thép AISI 1010 thông thường có thể chịu được lực uốn lên đến 45.000 PSI, vì vậy các máy móc như máy chấn tôn, máy đột dập, máy đột dập và máy uốn ống phải truyền lực theo đơn vị tấn. Nếu mạch cấp nguồn cho hệ thống bơm thủy lực bị đóng và ngắt kết nối, bộ phận thủy lực của hệ thống vẫn có thể cung cấp 45.000 PSI. Trên các máy móc sử dụng khuôn hoặc lưỡi dao, áp suất này đủ để nghiền nát hoặc cắt đứt các chi.
Một xe cẩu thùng kín với gầu lơ lửng trên không cũng nguy hiểm như một xe cẩu thùng hở. Mở nhầm van, trọng lực sẽ chi phối. Tương tự, hệ thống khí nén có thể tích tụ rất nhiều năng lượng khi tắt. Một máy uốn ống cỡ trung bình có thể hấp thụ dòng điện lên đến 150 ampe. Chỉ cần 0,040 ampe, tim có thể ngừng đập.
Việc giải phóng hoặc tiêu thụ năng lượng an toàn là một bước quan trọng sau khi tắt nguồn điện và LOTO. Việc giải phóng hoặc tiêu thụ năng lượng nguy hiểm một cách an toàn đòi hỏi sự hiểu biết về nguyên lý hoạt động của hệ thống và các chi tiết của máy móc cần được bảo trì hoặc sửa chữa.
Có hai loại hệ thống thủy lực: vòng hở và vòng kín. Trong môi trường công nghiệp, các loại bơm phổ biến là bánh răng, cánh gạt và piston. Xy lanh của dụng cụ chạy có thể là loại tác động đơn hoặc tác động kép. Hệ thống thủy lực có thể có bất kỳ loại van nào trong ba loại - điều khiển hướng, điều khiển lưu lượng và điều khiển áp suất - mỗi loại lại có nhiều loại khác nhau. Có rất nhiều điều cần lưu ý, vì vậy cần phải hiểu rõ từng loại linh kiện để loại bỏ các rủi ro liên quan đến năng lượng.
Jay Robinson, chủ sở hữu và chủ tịch của RbSA Industrial, cho biết: "Bộ truyền động thủy lực có thể được điều khiển bởi van ngắt toàn cổng." "Van điện từ sẽ mở van. Khi hệ thống hoạt động, chất lỏng thủy lực chảy đến thiết bị ở áp suất cao và đến bình chứa ở áp suất thấp", ông nói. "Nếu hệ thống tạo ra 2.000 PSI và nguồn điện bị tắt, van điện từ sẽ di chuyển đến vị trí trung tâm và chặn tất cả các cổng. Dầu không thể chảy và máy dừng lại, nhưng hệ thống có thể có áp suất lên đến 1.000 PSI ở mỗi bên van."
Trong một số trường hợp, các kỹ thuật viên cố gắng thực hiện bảo trì hoặc sửa chữa thường xuyên có thể gặp rủi ro trực tiếp.
Robinson cho biết: “Một số công ty có quy trình viết rất chung chung. Nhiều công ty yêu cầu kỹ thuật viên phải ngắt nguồn điện, khóa nguồn, đánh dấu nguồn và sau đó nhấn nút KHỞI ĐỘNG để khởi động máy.” Ở trạng thái này, máy có thể không hoạt động - không thể nạp phôi, uốn, cắt, tạo hình, tháo phôi hoặc bất cứ thao tác nào khác - vì nó không thể. Van thủy lực được dẫn động bằng van điện từ, cần điện. Việc nhấn nút KHỞI ĐỘNG hoặc sử dụng bảng điều khiển để kích hoạt bất kỳ bộ phận nào của hệ thống thủy lực sẽ không kích hoạt van điện từ không được cấp nguồn.
Thứ hai, nếu kỹ thuật viên hiểu rằng họ cần phải vận hành van thủ công để giải phóng áp suất thủy lực, họ có thể giải phóng áp suất ở một bên của hệ thống và nghĩ rằng mình đã giải phóng toàn bộ năng lượng. Trên thực tế, các bộ phận khác của hệ thống vẫn có thể chịu được áp suất lên đến 1.000 PSI. Nếu áp suất này xuất hiện ở đầu dụng cụ của hệ thống, kỹ thuật viên sẽ ngạc nhiên nếu tiếp tục thực hiện các hoạt động bảo trì và thậm chí có thể bị thương.
Dầu thủy lực không nén quá nhiều—chỉ khoảng 0,5% trên 1.000 PSI—nhưng trong trường hợp này, điều đó không thành vấn đề.
Robinson cho biết: "Nếu kỹ thuật viên giải phóng năng lượng ở phía bộ truyền động, hệ thống có thể di chuyển dụng cụ trong suốt hành trình. Tùy thuộc vào hệ thống, hành trình có thể là 1/16 inch hoặc 16 feet."
“Hệ thống thủy lực là một hệ thống nhân lực, vì vậy một hệ thống tạo ra 1.000 PSI có thể nâng vật nặng hơn, chẳng hạn như 3.000 pound,” Robinson nói. Trong trường hợp này, mối nguy hiểm không phải là khởi động vô tình. Rủi ro nằm ở việc giải phóng áp suất và vô tình hạ thấp tải trọng. Việc tìm cách giảm tải trước khi xử lý hệ thống nghe có vẻ hợp lý, nhưng hồ sơ tử vong của OSHA cho thấy lý lẽ hợp lý không phải lúc nào cũng thắng thế trong những tình huống này. Trong Sự cố OSHA 142877.015, “Một nhân viên đang thay thế… luồn ống thủy lực bị rò rỉ vào bánh lái, ngắt kết nối đường ống thủy lực và giải phóng áp lực. Cần trục lao xuống nhanh chóng và đập vào nhân viên, đè bẹp đầu, thân và cánh tay của anh ta. Nhân viên đó đã tử vong.”
Ngoài bình chứa dầu, bơm, van và bộ truyền động, một số dụng cụ thủy lực còn có bình tích áp. Đúng như tên gọi, bình tích áp có chức năng tích trữ dầu thủy lực, điều chỉnh áp suất hoặc thể tích của hệ thống.
“Bộ tích lũy bao gồm hai thành phần chính: túi khí bên trong bình,” Robinson nói. “Túi khí được bơm đầy nitơ. Trong quá trình vận hành bình thường, dầu thủy lực sẽ đi vào và đi ra khỏi bình khi áp suất hệ thống tăng và giảm.” Việc chất lỏng đi vào hay đi ra khỏi bình, hoặc việc nó di chuyển, phụ thuộc vào chênh lệch áp suất giữa hệ thống và túi khí.
“Hai loại là bộ tích lũy va chạm và bộ tích lũy thể tích,” Jack Weeks, người sáng lập Fluid Power Learning, cho biết. “Bộ tích lũy va chạm hấp thụ các đỉnh áp suất, trong khi bộ tích lũy thể tích ngăn áp suất hệ thống giảm đột ngột khi nhu cầu đột ngột vượt quá công suất bơm.”
Để làm việc trên hệ thống như vậy mà không bị thương, kỹ thuật viên bảo trì phải biết hệ thống có bộ tích áp và cách giải phóng áp suất của bộ tích áp.
Đối với bộ giảm xóc, kỹ thuật viên bảo trì phải đặc biệt cẩn thận. Vì túi khí được bơm căng ở áp suất lớn hơn áp suất hệ thống, nên việc van bị hỏng có thể làm tăng áp suất trong hệ thống. Ngoài ra, chúng thường không được trang bị van xả.
"Không có giải pháp tốt nào cho vấn đề này, vì 99% hệ thống không có cách nào để kiểm tra tình trạng tắc nghẽn van", Weeks nói. Tuy nhiên, các chương trình bảo trì chủ động có thể cung cấp các biện pháp phòng ngừa. "Bạn có thể lắp thêm một van sau bán hàng để xả bớt chất lỏng ở bất cứ nơi nào có thể tạo ra áp suất", ông nói.
Kỹ thuật viên bảo dưỡng nhận thấy túi khí tích lũy thấp có thể muốn bơm thêm khí, nhưng điều này bị cấm. Vấn đề là các túi khí này được trang bị van kiểu Mỹ, giống như van dùng trên lốp xe ô tô.
Wicks cho biết: "Bình ắc quy thường có nhãn cảnh báo không được bơm thêm không khí, nhưng sau nhiều năm sử dụng, nhãn cảnh báo này thường biến mất từ lâu".
Một vấn đề khác là việc sử dụng van đối trọng, Weeks cho biết. Với hầu hết các van, xoay theo chiều kim đồng hồ sẽ làm tăng áp suất; còn với van cân bằng thì ngược lại.
Cuối cùng, các thiết bị di động cần phải đặc biệt cảnh giác. Do hạn chế về không gian và chướng ngại vật, các nhà thiết kế phải sáng tạo trong cách sắp xếp hệ thống và vị trí đặt các thành phần. Một số thành phần có thể bị ẩn khuất tầm nhìn và khó tiếp cận, khiến việc bảo trì và sửa chữa thường xuyên trở nên khó khăn hơn so với thiết bị cố định.
Hệ thống khí nén có hầu hết các mối nguy hiểm tiềm ẩn của hệ thống thủy lực. Một điểm khác biệt chính là hệ thống thủy lực có thể gây rò rỉ, tạo ra một luồng chất lỏng với áp suất trên mỗi inch vuông đủ để xuyên qua quần áo và da. Trong môi trường công nghiệp, "quần áo" bao gồm cả đế giày bảo hộ lao động. Các chấn thương do dầu thủy lực thấm vào cần được chăm sóc y tế và thường phải nhập viện.
Hệ thống khí nén cũng tiềm ẩn nhiều nguy hiểm. Nhiều người nghĩ rằng, "Ờ, nó chỉ là không khí thôi" và xử lý nó một cách cẩu thả.
"Mọi người nghe thấy tiếng máy bơm của hệ thống khí nén đang chạy, nhưng họ không tính đến toàn bộ năng lượng mà máy bơm đưa vào hệ thống", Weeks nói. "Tất cả năng lượng phải chảy đến đâu đó, và hệ thống thủy lực là một hệ số nhân lực. Ở áp suất 50 PSI, một xi lanh có diện tích bề mặt 10 inch vuông có thể tạo ra đủ lực để di chuyển 500 pound (khoảng 227 kg). Như chúng ta đã biết, công nhân sử dụng hệ thống này để thổi bay các mảnh vụn bám trên quần áo.
"Ở nhiều công ty, đây là lý do để sa thải ngay lập tức", Weeks nói. Ông cho biết luồng khí phun ra từ hệ thống khí nén có thể làm bong tróc da và các mô khác đến tận xương.
“Nếu hệ thống khí nén bị rò rỉ, dù là ở khớp nối hay qua lỗ kim trên ống, thường sẽ không ai nhận ra,” ông nói. “Máy móc rất ồn, công nhân có thiết bị bảo vệ thính giác, và không ai nghe thấy tiếng rò rỉ.” Việc nhấc ống lên cũng rất nguy hiểm. Bất kể hệ thống có hoạt động hay không, cần phải đeo găng tay da khi xử lý ống khí nén.
Một vấn đề khác là do không khí có khả năng nén cao nên nếu bạn mở van trên hệ thống đang hoạt động, hệ thống khí nén đóng có thể lưu trữ đủ năng lượng để chạy trong thời gian dài và khởi động lại dụng cụ nhiều lần.
Mặc dù dòng điện - chuyển động của các electron khi chúng di chuyển trong một vật dẫn - dường như là một thế giới khác với vật lý, nhưng thực tế không phải vậy. Định luật chuyển động đầu tiên của Newton được áp dụng: "Một vật đứng yên sẽ tiếp tục đứng yên, và một vật chuyển động sẽ tiếp tục chuyển động với cùng tốc độ và cùng hướng, trừ khi nó chịu tác dụng của một lực không cân bằng."
Về điểm đầu tiên, mọi mạch điện, dù đơn giản đến đâu, đều sẽ cản trở dòng điện. Điện trở cản trở dòng điện, vì vậy khi mạch đóng (tĩnh), điện trở giữ mạch ở trạng thái tĩnh. Khi mạch được bật, dòng điện không chạy qua mạch ngay lập tức; cần ít nhất một khoảng thời gian ngắn để điện áp thắng điện trở và dòng điện chạy qua.
Vì lý do tương tự, mỗi mạch điện đều có một giá trị điện dung nhất định, tương tự như động lượng của một vật thể đang chuyển động. Việc đóng công tắc không làm dòng điện dừng lại ngay lập tức; dòng điện vẫn tiếp tục di chuyển, ít nhất là trong một khoảng thời gian ngắn.
Một số mạch sử dụng tụ điện để lưu trữ điện; chức năng này tương tự như chức năng của bình tích áp thủy lực. Theo giá trị định mức của tụ điện, nó có thể lưu trữ năng lượng điện trong thời gian dài - năng lượng điện nguy hiểm. Đối với các mạch sử dụng trong máy móc công nghiệp, thời gian xả 20 phút không phải là không thể, và một số mạch có thể cần nhiều thời gian hơn.
Đối với thợ uốn ống, Robinson ước tính thời gian 15 phút có thể đủ để năng lượng tích trữ trong hệ thống tiêu tán hết. Sau đó, hãy thực hiện kiểm tra đơn giản bằng vôn kế.
“Có hai điều cần lưu ý khi kết nối vôn kế,” Robinson nói. “Thứ nhất, nó cho kỹ thuật viên biết hệ thống còn điện hay không. Thứ hai, nó tạo ra một đường xả. Dòng điện chạy từ một phần của mạch điện qua đồng hồ đo đến phần khác, làm cạn kiệt bất kỳ năng lượng nào còn được lưu trữ trong đó.”
Trong trường hợp tốt nhất, kỹ thuật viên được đào tạo đầy đủ, có kinh nghiệm và có quyền truy cập vào tất cả tài liệu của máy. Họ có khóa, thẻ và hiểu rõ nhiệm vụ được giao. Lý tưởng nhất là họ nên làm việc với các giám sát viên an toàn để có thêm người quan sát, quan sát các mối nguy hiểm và hỗ trợ y tế khi sự cố vẫn xảy ra.
Trường hợp xấu nhất là các kỹ thuật viên thiếu đào tạo và kinh nghiệm, làm việc cho một công ty bảo trì bên ngoài, do đó không quen thuộc với thiết bị cụ thể, khóa văn phòng vào cuối tuần hoặc ca đêm, và không thể truy cập được hướng dẫn sử dụng thiết bị. Đây là một tình huống hoàn hảo, và mọi công ty có thiết bị công nghiệp nên làm mọi cách có thể để ngăn chặn điều này.
Các công ty phát triển, sản xuất và bán thiết bị an toàn thường có chuyên môn sâu về an toàn trong từng ngành, do đó, việc kiểm tra an toàn đối với các nhà cung cấp thiết bị có thể giúp nơi làm việc an toàn hơn cho các công việc bảo trì và sửa chữa thường xuyên.
Eric Lundin gia nhập ban biên tập của The Tube & Pipe Journal vào năm 2000 với vai trò biên tập viên cộng tác. Trách nhiệm chính của ông bao gồm biên tập các bài viết kỹ thuật về sản xuất và chế tạo ống, cũng như viết các nghiên cứu điển hình và hồ sơ công ty. Ông được thăng chức lên biên tập viên vào năm 2007.
Trước khi gia nhập tạp chí, ông đã phục vụ trong Không quân Hoa Kỳ trong 5 năm (1985-1990) và làm việc cho một nhà sản xuất ống, ống dẫn và ống khuỷu trong 6 năm, đầu tiên là đại diện dịch vụ khách hàng và sau đó là biên tập viên kỹ thuật (1994-2000).
Ông theo học tại Đại học Northern Illinois ở DeKalb, Illinois và nhận bằng cử nhân kinh tế vào năm 1994.
Tube & Pipe Journal trở thành tạp chí đầu tiên chuyên phục vụ ngành công nghiệp ống kim loại vào năm 1990. Ngày nay, đây vẫn là ấn phẩm duy nhất chuyên về ngành công nghiệp này tại Bắc Mỹ và đã trở thành nguồn thông tin đáng tin cậy nhất cho các chuyên gia về ống.
Bây giờ bạn có thể truy cập đầy đủ vào phiên bản kỹ thuật số của The FABRICATOR và dễ dàng tiếp cận các nguồn tài nguyên giá trị của ngành.
Giờ đây, bạn có thể dễ dàng tiếp cận các nguồn tài nguyên giá trị của ngành thông qua quyền truy cập đầy đủ vào phiên bản kỹ thuật số của The Tube & Pipe Journal.
Tận hưởng quyền truy cập đầy đủ vào phiên bản kỹ thuật số của Tạp chí STAMPING, nơi cung cấp những tiến bộ công nghệ mới nhất, các phương pháp hay nhất và tin tức ngành cho thị trường dập kim loại.