Dołącz do czytelników
Brak wyników

Artykuły

21 marca 2014

Bezpieczeństwo w hydraulice i pneumatyce

0 188
Stosowanie norm PN-EN ISO 4413 i PN-EN ISO 4414 dla doświadczonych konstruktorów instalacji pneumatycznych i hydraulicznych maszyn nie powinno stanowić większej trudności. W normach zawarto przedstawione w ogólny sposób znane od lat zasady dobrej praktyki inżynierskiej w zakresie doboru cech własnych i sposobu montażu najczęściej używanych komponentów.

Podstawowym europejskim dokumentem opisującym zasadnicze wymagania bezpieczeństwa dla obecnie wprowadzanych do obrotu lub oddawanych do użytku maszyn na terenie Wspólnoty jest Dyrektywa 2006/42/WE. W Polsce została ona wdrożona do prawa krajowego poprzez Rozporządzenie Ministra Gospodarki z dnia 21 października 2008 r. w sprawie zasadniczych wymagań dla maszyn. Dyrektywa wyznacza cele i przedstawia ogólne wytyczne w zakresie konstruowania maszyn, tak aby były one bezpieczne dla ludzi i środowiska. Praktyczne wdrożenie jej zaleceń wymaga wykorzystania odpowiednich narzędzi, którymi w tym wypadku mogą być normy zharmonizowane z dyrektywą. Stosowanie norm jest obligatoryjne, natomiast niewątpliwą zaletą ich używania jest zasada domniemania zgodności. Dzięki niej spełnienie zaleceń norm jest równoważne z wdrożeniem zaleceń dyrektywy.

W zakresie hydraulicznych i pneumatycznych układów i elementów maszyn obecnie aktualnymi normami zharmonizowanymi z Dyrektywą 2006/42/WE są odpowiednio PN-EN ISO 4413 (Napędy i sterowania hydrauliczne – Ogólne zasady i wymagania bezpieczeństwa dotyczące układów i ich elementów) oraz PN-EN ISO 4414  (Napędy i sterowania pneumatyczne – Ogólne zasady i wymagania bezpieczeństwa dotyczące układów i ich elementów). Zgodnie z typologią przedstawioną w podstawowej normie bezpieczeństwa maszynowego – PN-EN ISO 12100 (Bezpieczeństwo maszyn – Ogólne zasady projektowania – Ocena ryzyka i zmniejszanie ryzyka), wyżej wymienione normy zaliczają się do typu B, czyli tzw. tematycznych. Oznacza to, że dotyczą wybranych aspektów bezpieczeństwa. Normy tego typu stanowią punkt wyjścia do ustalania wymagań szczegółowych dla wybranych rodzajów maszyn zawartych w normach typu C. Jeżeli dla danej maszyny nie istnieje norma szczegółowa, wówczas jej instalacja hydrauliczna czy pneumatyczna powinna być zgodna z zaleceniami PN-EN ISO 4413 lub PN-EN ISO 4414.

Znaczące zagrożenia i wymagania na układy sterowania

Jedną z istotnych funkcji norm jest uświadomienie producentom maszyn, osobom modernizującym maszyny itd., jakie zagrożenia wiążą się z wykorzystaniem instalacji hydraulicznych i pneumatycznych. Do najbardziej znaczących można zaliczyć m.in. te o pochodzeniu typowo mechanicznym, np. związane z poruszaniem się elementów wykonawczych, nieodpowiednią wytrzymałością materiałową komponentów czy akumulacją energii. Drugą istotną grupę stanowią te wynikające z zawodności systemu sterowania maszyny, np. objawiające się nietypowymi reakcjami maszyn i układów w wyniku zaniku zasilania energią czy nieoczekiwanymi wyrzutami części maszyn lub substancji. W obu normach przedstawiono szersze listy zagrożeń, jakie należy rozważyć podczas wykorzystywania aparatury hydraulicznej i pneumatycznej na maszynach.

Należy zwrócić szczególną uwagę, że bezpieczeństwo tych instalacji niejednokrotnie zależy od niezawodności obwodów sterowania. W tym celu przy ich konstruowaniu koniecznie jest uwzględnienie wymagań normy PN-EN ISO 13849-1 – Elementy systemów sterowania związane z bezpieczeństwem – Część 1: Ogólne zasady projektowania. Podczas oceny ryzyka na etapie projektowania maszyny należy określić, z jaką niezawodnością powinny być kontrolowane dane elementy wykonawcze maszyn (jaki powinien być parametr Performance Level dla obwodów funkcji bezpieczeństwa). Okaże się bowiem, że np. w danym miejscu na maszynie wybrany siłownik hydrauliczny będzie musiał być sterowany przez zawór zdwojony z kontrolą położenia, podczas gdy dla innego zupełnie wystarczający będzie standardowy dwupołożeniowy rozdzielacz. Dobór aparatury ze względu na potrzeby technologiczne maszyny powinien więc być zawsze poprzedzony oceną ryzyka z ustaleniem wymagań na układy sterowania.            

Dobór komponentów

Jeżeli już znane są wytyczne bezpieczeństwa stawiane aparaturze z punktu widzenia układu sterowania maszyny, w dalszym kroku należy określić, czy będzieona mogła być użytkowana niezawodnie – zgodnie z przeznaczeniem w zakresie swoich ograniczeń czy przedziałów pracy. Zaleca się, aby była ona zawsze wybierana i instalowana zgodnie z rekomendacjami i instrukcjami producentów. Dla komponentów hydraulicznych dopuszcza się odstępstwa od tej zasady, pod warunkiem że testy lub wcześniejsze doświadczenia implementacyjne wskazują na zastosowanie innych niż te teoretycznie dedykowane, bądź zastosowanie określonych komponentów sprawdza się z pozytywnym skutkiem w aplikacjach, do których nie były one nominalnie przewidywane przez producenta. Warto zaznaczyć, że wszelkiego rodzaju odstępstwa powinny być zawsze uzasadnione w dokumentacji maszyny. Dodatkowo w ogólnym przypadku, zawsze gdy jest to możliwe do przeprowadzenia, należy wybierać komponenty wytworzone zgodnie z uznanymi normami międzynarodowymi.

Kontrola niezamierzonych ciśnień

Jeżeli w danej instalacji...

Dalsza część jest dostępna dla użytkowników z wykupionym planem

Przypisy