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GB 40161-2021 《过滤机 安全要求》标准解读

时间2021-09-30  |  浏览:111

GB 40161-2021 《过滤机 安全要求》标准解读

    根据国家市场监督管理总局(国家标准化管理委员会)2021年底6号公告《关于批准发布<机动车玻璃安全技术规范>等16项强制性国家标准的公告》,2022年5月1日实施,由分离机械标委会组织起草审查和报批的GB 40161-2021《过滤机 安全要求》强制性国家标准于2021年4月30日批准发布。


1 背景、目的和意义

     过滤是指在外力作用下悬浮液中的液体透过过滤介质。固体颗粒及其他物质被截留,使固体颗粒及其它物质与液体分离的操作。根据过滤动力的不同,可以分为重力过滤、加压过滤和真空过滤。过滤机便是用于进行过滤过程的机器,一般分为重力过滤机、加压过滤机、真空过滤机以及压榨过滤机。

从西汉蔡伦造纸到淮南王刘安的豆腐制作。都体现出过滤原理的应用,而豆腐脱水所采用的木框俨然是现代板框压滤机的雏形,直到现在,传统的宣纸工艺还是利用滤网进行纸浆的过滤。进入工业化时代,为工业化原材料的生产提供了有效的固液分离设备,各类过滤机的发明制造。也相继出现了适应各种场合的过滤机产品,广泛应用于矿产、冶金、化工、石化、能源、制药、饮料、食品、环保和造纸等行业。

由于应用场合的多变,存在易燃易爆、强酸强碱、有毒有害等危险源;或者由于过滤机的设计和制造存在缺陷;或者因为过滤机的本身特点而产生的危险都有可能导致危险事故的发生,且很多场合过滤机的运行环境恶劣。近些年,国内时有发生由过滤机导致的安全生产事故。下面是几个案例:

案例1:某年某地、导致人员受伤的事故,在对磷酸工段盘式真空过滤机(也称为转台真空过滤机)辅料情况检查时,致发生盘式过滤机翻盘叉及翻盘滚轮、导轨立柱和导轨挤压、辗压。

案例2:在某化工厂压滤机车间,压滤机用于压榨的液压油缸断裂飞出,导致电机罩飞出砸伤附近行走的工作人员,撞击电机罩。事故排查原因在于油缸上的裂纹没有及时发现。

案例3:在用于某种金属矿含氰尾矿处理的陶瓷过滤机。且由于操作人员对机器不熟悉,设备在设计时没有考虑特殊的使用环境,滤液桶的液位波动造成含CN-液体间断性外排,导致含氰污水外排的事故。所幸处理及时,没有造成恶果。

这里虽然仅仅只有3个案例,但是过滤机在工业生产中发生安全生产事故的可能性还是很大的。过滤机在设计、制造和使用过程中有较多的危险因素导致危险的发生。

目前我国过滤机生产厂家数以千计、过滤机产品种类也有近百种,但尚没有强制性国家标准对过滤机的设计、制造和使用维护从安全性能上进行规范。

    因此、为保障过滤机在使用中的安全提供了标准依据和规范,过滤机安全要求标准的制定。通过标准的制定,利用标准化对各类过滤机的设计、制造和使用维护进行规范。为过滤机产品设立市场准入制,避免安全生产事故的发生,杜绝不合格、有危险隐患的过滤机进入各类工厂,保护人民群众生产财产的安全不受损伤。

2 制定过程

根据国家标准化管理委员会国标委综合【2011】82号文件要求。项目编号20112005-Q-604,国家标准《过滤机 安全要求》项目计划批准立项。经过标准起草单位近两年的搜集资料、起草、讨论和协商工作,于2013年底完成报批稿并报送国家标准化管理委员会,经全国分离机械标准化技术委员会组织审查。由于2015年“国家标准化改革方案”的发布实施,随后“强制性国家标准清理整顿”的实施、经评估,本项目继续有效。于2020年4月重新完成报批并由工业和信息化部完成报批公示,近期将颁布实施。

为便于相关人员对该标准内容的理解和后期的使用实施,下面对标准的内容进行详细的解读。

3 标准解读

3.1 范围

该标准规定了过滤机在设计、制造、安装、使用及维护中应遵守的安全要求,使用信息和安全性能的判定。

该标准包含的安全要求,是针对过滤机在使用、运输、安装、调试、维修、拆卸和处置等各环节中可能产生的主要危险.而不是全部的危险。

该标准还规定了过滤机安全性能的检验、判定方法。

该标准适用于GB/T 7780规定的工业用途固液分离用过滤机(以下简称过滤机),过滤器也可参照该标准执行。

该标准的内容从过滤机的全生命周期基于安全性对过滤机进行了危险因素的列举、安全性能的规定、检验和判定。涉及覆盖的过滤机种类以GB/T 7780规定的各类工业用途过滤机产品、也可以参考该标准执行,同时,由于过滤器产品与部分过滤机的结构类似。

该标准涉及的过滤机产品主要包括外(内)滤面转鼓真空(加压)过滤机、圆盘真空(加压)过滤机、转台真空过滤机、翻盘真空过滤机、真空(加压)叶滤机、滤芯式过滤机、带式压榨(真空)过滤机、搅拌罐式过滤机、动态加压过滤机、厢式和板框压滤机、椎盘过滤机、浓缩过滤机、叠螺式过滤机和滤料式过滤机,以及部分过滤器产品。

3.2 术语

该标准中涉及的术语和定义符合GB/T 4774 《过滤与分离 名词术语》和GB/T 15076 《机械安全 设计通则 风险评估和风险减小》 第3章关于术语和定义的规定。该标准不再列出相关专业术语的解释和定义。

3.3 危险清单

该标准中列举的危险清单是按照GB/T 15706的规定,对该标准适用范围内过滤机进行风向评估的结果。这些危险项目可能存在于过滤机按使用说明书规定的预定条件下使用、运输、安装、调试、维修、拆卸和外置等各环节中。

根据危险项目(因素)的特点。将危险项目分为机械危险、电气危险、噪声危险、温度和温升危险、辅助材料和物料危险以及其它危险,按照危险发生的原因、部位和阶段。

3.3.1 机械危险项目中,按照设计和制造分开列举

设计因素包括结构设计错误或不合理;材料选用错误;承压或受力部件强度计算错误;运动部件可能产生的危险没有设置有效的防护装置或措施、液压气动系统设计不合理;因过滤机本身的特性在运转时产生的危险,没有必要、有效的防护装置或措施。

制造因素包括选用的材料不符合设计要求或相关材料标准的规定;焊接件和铸锻件没有按规定进行制造加工和检验;零部件加工精度、加工工艺不符合设计要求等。

3.3.2 电气危险

包含的项目主要是电气系统的设计错误、外购电气设备不符合要求以及系统对触电、过载保护和故障报警不充分。

3.3.3 噪声危险

噪声的产生是由于过滤机设备在运转过程零部件之间的碰撞和摩擦、电机的运转以及被处理物料的进料和出料所造成的。较大的噪声会导致人员产生疲劳、紧张、烦躁等情况,严重会导致听力受损和失去知觉。同时,现场操作人员在较大的噪声环境下,会因为疲劳紧张等由于噪声导致的情况时,极易出现误操作、坠落和跌倒等危险。因此对过滤机的噪声值进行限定是非常必要的。

3.3.4 温度和温升

过滤机旋转部件主轴的温度和液压系统的油温是过滤机是否能良好运转的重要指标。主轴温度或温升的超高、较高的温度可能导致过滤机工作的不正常,这有可能导致机器的损坏,反映了过滤机旋转部件的运转状态是否正常,甚至导致人员的受伤。

液压系统的油温如果太高,会产生以下几种危害:

a.液压油的粘度下降

液压油的粘度随温度的变化而变化,温度过高液压油的粘度会下降,容易产生泄漏,使容积效率降低。同时,润滑性能变差,因而造成磨损加剧,甚至发生烧结现象;

b.液压系统的零件因过热而膨胀

由于系统各组成部分的线胀系数、受热和散热条件不尽相同,各部分受热膨胀情况也不完全一样,很可能会破坏相对运动的零件原来正常的配合间隙,使阀芯易卡死,因而产生的变形也不同,导致摩擦阻力增加。同时,高温使润滑油膜变薄,机械磨损增加,造成元件中的精密配合面因过早磨损而失效甚至报废;

c.破坏了油液的氧化安定性和热安定性

氧化安定性:是指液体抵抗与含氧物(特别是空气)起化学反应的能力。

热安定性:是液体在高温下抵抗化学反应的能力。

油液在使用过程中、使油液变质,由于受到热、氧和金属材料等的影响而发生氧化。当温度、压力增高时,氧化速度就会加快,氧化所生成的物质会增强对金属的腐蚀性;

d.加速密封件老化变质、寿命缩短、丧失密封性能,使系统严重泄漏

橡胶密封件的使用寿命一般大于1000h,跟油温有直接的关系。若油温越高,会使橡胶材质加速老化,致使密封件唇部磨损剧烈,造成系统泄漏;

e.易产生杂质

油温过高、容易汽化,使水分蒸发,元件易产生穴蚀。油液氧化形成胶状沉积物,堵塞过滤器滤芯和液压阀内阻尼孔,使系统工作不正常。

3.3.5过滤机材料材质和物料性质导致的危险

过滤机在某些情况下可能会采用一些对人体有伤害性的材料来制造(如该材料具有毒性或挥发有毒气体等),因此这类材料的使用应尽量避免。

过滤机在过滤有毒或有腐蚀性 (如氢化物、强酸,强碱等物料)物料时,这些物料对机器和人员具有强烈的危害作用,极易造成人员受伤和机器损毁。因此。制造厂应充分考虑物料的危险性,在过滤机用于过滤这类物料时。

某些物料具有易燃性或易挥发易燃易爆气体。防爆隔爆性能必须符合要求,是非常大的危险源,这对于过滤机工作现场来说,因此需要对用于该类环境的过滤机。过滤机制造厂在设计制造过程中必须充分考虑在爆炸性环境下的设备的要求,严格按照相关标准进行制造。

这其中包括密闭容器的设计制造、电气设备的选择、惰性气体的保护与失效时的防护措施等。

带有旋转和往复运动部件的过滤机(如转鼓真空过滤机、转盘真空过滤机等)轴类零件和轴承易产生高温。需要在标准中进行安全性要求,因此过滤机需要配备加热保温系统,这些都属于可能造成人员被烧伤烫伤的危险源,或者某些物料需要在高温环境下进行过滤。

3.3.6其它可能产生危险的情况

过滤机在设计和制造过程中,还存在其它可能造成人员和机器损伤的情况。这些情况在过滤机的设计制造过程中也需要制造厂予以考虑。例如:

过滤机的涂装不符合相关标准的规定,从而导致误操作或其它危险,涂装的颜色可能令操作人员产生视觉上的混乱。涂装的材料本身具有毒性或腐蚀性等危害人员和机器的特性。

某些过滤机设备(机体尺寸较大,这些附件也存在导致危险产生的可能性,如转台真空过滤机、厢式压滤机等)在有些情况下可能需要安装某些附件如照明、风扇等。

过滤机在制造过程中、也会对人员造成伤害,尖锐端角和棱边没有进行钝化处理,对于需要进行处理的金属边缘毛刺,制造厂为减少制造成本或周期。

尺寸较大的过滤机如转台真空过滤机和翻盘真空过滤机设备(占地面积最大达数百平米、这类设备在运转过程中,护栏、扶手、防滑台阶等防护装置或措施就十分必要,高度达数米),需要人员登上过滤机设备进行操作、观察和维护等工作。制造厂在设计和制造过滤机设备的时候应该必要充分考虑到这些安全性要求。

所有过滤机所采用的安全装置和措施都不能产生导致人员和机器损伤的危险。过滤机的防护装置和措施在制造或设计的时候,从而使原本用于安全防护的装置和措施给人员和机器带来潜在的危险,不能全面充分的考虑可能涉及到的危险情况。制造厂在设计和制造的时候应该充分考虑这点。

以上危险项目的确定和列入对于过滤机安全要求的提出给出了范围和方向。有助于相关单位和部门在进行过滤机设计、制造、使用和检验检测时进行危险项目的评估,从而保障过滤机的安全性。

3.4 安全要求的确定

根据GB/T 15706的规定确定的过滤机的危险清单(如上所述)。过滤机制造厂应根据相关安全要求文件的规定进行过滤机的设计和制造,相关标准见标准正文第2章“规范性引用文件”。

根据第2章所列标准的相关规定和要求,该标准对过滤机的安全性能进行规定,要求如下:

3.4.1 基本要求

    过滤机应最大限度地通过设计减小风险,使其达到本质安全。通过设计不能适当地避免或充分限制的风险,应采用安全防护装置或措施对操作者加以防护。

    过滤机的安全设计应符合GB/T 15706和GB 5083 的规定。

    控制系统有关安全部件的安全要求和设计应符合GB/T 15706 的有关规定。

    设备的设计应充分体现人类工效学原则,并应符合GB/T 14776、GB/T 16251 和其它有关标准的规定。

对于无法通过设计来消除或充分减小的,应通过使用信息通知和警示设备的使用者,而且安全防护装置对其无效或不完全有效的遗留风险。使用信息是设备供应的一个组成部分。使用信息不应用于弥补设计的缺陷或代替安全防护装置。

过滤机的机械安全主要是防范由于过滤机的转动和运动部件在运转过程中可能产生的危险、以及机械本身的工作状态(如压力容器、液压缸等)所可能产生的危险等等。

3.4.2 过滤机设计与制造应遵循的规定

过滤机在设计和制造过程中对于材料的选用应遵循过滤机在使用环境和目的中的性能要求,所选用的材料应至少满足或优于过滤机预定性能(特别是安全性能)的要求。

    设计带有压力容器筒体的过滤机,其筒体部件的设计、制造(主要是焊接)、验收、维护等应符合GB/T 150《压力容器》和NB/T 47013《承压设备无损检测》两项标准的规定。

对于用于应用于特殊场合的过滤机设备。例如应用于医药和食品行业的过滤机应符合GMP规范和食品安全生产规范,过滤机的设计和制造应符合相关标准的要求。

过滤机的旋转部件和运动部件(单向运动或往复运动)、防护装置应该要符合标准要求,防护挡板)或采取防护措施,其外露运动部件应安装防护装置(如防护罩。例如:

a) 行走滤带(布)式过滤机(如带式压榨过滤机、带式真空过滤机、立式隔膜压滤机等),应有防止人员肢体或衣物等被卷入的防护装置或措施;

b) 外露转动部件(如转鼓真空过滤机,圆盘真空过滤机的转盘),应采取措施防止人员接触;

c)传动部件(如压滤机拉板机构,齿轮)应有防护罩。

对于体积和质量较大的过滤机。过滤机上应该有方便吊装的设计,除非其本身形状适合于吊装,例如吊耳、吊环或可疑安装吊装螺栓的螺纹孔。

如果过滤机在运输中需要包装箱,则包装箱上也应注明吊装信息。

3.4.3 过滤机机械性能等应符合的安全要求

过滤机除压力容器外的主要零部件(例如主轴、液压缸和液压活塞杆,应该严格按照相关标准的要求进行设计和制造,关键承重结构件在铸造焊接锻造过程前后(包括热处理等)。其检验应按照相关标准(如JB/T 9095和JB/T 10411等)的规定进行。

相关产品标准对过滤机的电气系统、噪声以及温度和温升都提出了要求,因此过滤机的电气系统、噪声和温度温升必须符合相关产品标准的要求。

对于由于过滤机所采用的材料材质或所过滤的物料具有的特性而导致的毒性、腐蚀性或易燃易爆性,过滤机制造厂应根据相关标准的要求进行设计和制造。

另外。这些情况也需要制造厂在设计和制造的过程中予以考虑,并采取措施进行保护和防范,该标准还考虑了一些其它可能对人员和机器产生危险的情况。对于无法进行保护和防范的危险。也应在过滤机的显著部位进行警示,并在使用说明书中予以详细说明。

同时,这些文件将对过滤机的使用和检验维护起重要的作用,该标准还对过滤机在设计和制造过程产生的文件进行归档要求。

标准还对过滤机的大修期提出了要求、要求过滤机制造厂应过滤机根据实际使用环境来确定过滤机的大修期,并在使用说明书中进行说明。

3.5 过滤机的使用信息

该标准中过滤机的使用信息主要包括过滤机的标志、标牌和使用说明书等信息。

标志主要包括过滤机的危险警示标志、运动部件的旋转方向或运动方向等。

标牌是每个过滤机产品必须随机出现的附件,且必须牢固可靠的安装的机壳明显的部位上。

该标准对过滤机的使用说明书的内容进行详细的规定,包括过滤机的参数特征、运输贮存、安装调试、使用维护和其它需要说明的信息。

3.6安全性能的判定

过滤机的安全性能的判定主要包括抽样方法、检验项目和判定方法。

抽样方法主要根据抽样基数来确定。

检验项目。该标准分为关键项和主要项。对于关键项。这些危险项目被设置为关键项,主要是参考各产品标准在运行过程中对人员和机器最容易产生危险或产生的危害较大的危险项目,包括:主要零部件强度校核、主要焊接件、铸锻件的无损检测评定、防护装置、噪声、密闭防爆要求、主要零部件材料力学性能和化学成分和绝缘电阻共7项。这7项关键项对于过滤机的安全性能判定具有一票否决权。即只要有一项关键项不合格,则该机器的安全性能判定为不合格。主要项是仅次于关键项的危险情况。这类检验项,反之亦然,则该过滤机的安全性能符合要求,在检验过程中若有超过所有主要检验项目的85%的项目合格。

3.7过滤机的操作和维护

该标准还对过滤机的操作和维护进行了规范性要求。从过滤机的人员、环境、操作、故障排除和维修等方面进行了规范。

4 结语

标准化是我国各行各业用以规范产品质量和性能的主要手段,以期达到预防危险事故发生的目的,特别是在安全生产方面,通过标准化,可以对各类产品的安全性进行规定和要求。《过滤机 安全要求》标准的颁布实施,需要企业、检验检测机构、用户和执法部门认真贯彻执行该标准的各项规定来保障过滤机的安全性。通过本标准的实施,利用标准化手段,规范和要求相关企事业单位提升过滤机的安全性能,从而更有效地保障我国人民生命财产的安全。



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