自残自杀式移动手持电动工具 |
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自残自杀式移动手持电动工具
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前言 感谢安帮帮编辑的邀请，我今天跟大家分享关于常用手持式电动工具——角磨机的安全操作注意事项！为什么要写这篇文章，因为我看到、并且经历过因为角磨机操作不当而发生的惨烈的事故。事故是最好的老师，我希望用我的笔，触动更多的人，希望能给我们的安全同行及涉及角磨机操作的人员，在角磨机使用检查以及操作过程中，能够辨识出角磨机的风险和隐患，能及时制止及避免因违规操作而引发角磨机伤害事故。我真的不愿意再有角磨机的事故发生！ 一、什么是角磨机？ 根据GB/T 3883.3-2007 手持式电动工具的安全第二部分中3.104.1， 将角磨机定义为：转轴与电动机轴成直角，用圆周面和端面进行磨光作业的工具，其也与标准中的角向盘式砂光机、角向抛光机为同一类型，我们常见的角磨机品牌有: 博士、东成、史丹利、利祥、日立、铁鎯、戈麦斯等。 06年我曾在浙江镇海参与华能建设镇海热电厂外围蒸汽输送管网项目时，尝试操作了一台Φ125mm角磨机，打磨一根管道接口时，发生角磨机反弹，造成鼻梁左侧靠眼角位置割伤，我庆幸的是角磨机没有反弹到颈部，庆幸的是鼻子还在，庆幸的是碰到一位耐心手巧的女医生，缝了五针，缝的很细致，伤口愈合后基本看不出。但这种所谓的“庆幸”在如今看来仅仅是“侥幸”，我相信，如果在事前风险可控的条件下，没有人想要对事故后的结果去感到“庆幸”，因为当你知晓且肯定会发生的事故，和不知情所发生的事故，两者所带来的“庆幸”对其看待的结果是不一样的，但我们更要选择的是：没有安全事故，因为这才是最优结果。我将角磨机“评为”移动式手持电动工具中的头号“杀手”及“自残式“工具第一名，因为角磨机的操作，除依靠角磨机本身设置的安全部件及个人防护用品外，很大程度上取决于操作者的能力和经验，这是导致操作人员因不熟悉角磨机安全操作技术要求导致发生角磨机安全事故的一个很重要原因。另外我结合以前单位所统计角磨机伤害事故中，所发现的一个共同“特性”就是：受伤害人员都是手持角磨机自己切向了自己，左手操作切了右手，右手操作切了左手，手持角磨机将自己脸部切透等事故，当然这些自残式的事故都是因为违规操作造成角磨机反弹所带来的，角磨机反弹时操作者手部因为角磨机反弹时的惯性，顺着手臂肘关节运动最终切向自身身体部位，这是必然的一个事故过程，不过这类情况也不能一概而论，因为也有反弹脱手的情况，那我所分享的可能是大家平时所关注不到的操作过程所带来的隐患风险。我们要知道角磨机功能就是利用高速旋转不同类别的轮片（如：钢丝轮、羊毛轮、拉丝轮、磨砂轮等）对金属及非金属构件进行磨削、除锈、抛光，打蜡，另外我们要清楚角磨机的首要功能就是以磨抛为主的手持电动机具，切割并不是它的设计初衷，随着市场作业环境的切割使用需求，又因其相对较适用于位置比较受限的切割作业角度及环境，角磨机逐渐发展成集磨切于一体的机具，给施工带来便利的同时，随之带来的危险系数也大幅提高。另外对于角磨机的操作，对操作人员没有硬性的门槛规定，其不同于特种作业人员，需要持证上岗，所以没有这类门槛技术支持导致操作人员发生的事故比比皆是。四、发生角磨机事故的原因分析现在让我们来分析一下角磨机在操作过程中发生事故的十大原因：NO.1 单手操作角磨机十起事故九次单，大部分发生角磨机伤害事故的人员都处于单手操作角磨机的状态，要区分角磨机不同于切割机，切割机有辅助引流板能确保切片与被切物的垂直及确保设备稳定性，而角磨机在行使切割作业时则截然不同，其没有辅助引流板，其受力作用点根据角磨机电机轴和转轴的直角特性在机身侧面，在切割作业过程中机身的稳定性及切片着力点的控制完全靠操作人员的手来把控。另外角磨机转速可达13000r/min左右，即使是充电式角磨机转速也达8700r/min左右，转速相当高，所以在发生角磨机反弹（反弹的定义在GB/T 3883.3-2007-8.12.1.102中有明确说明，这里不过多延伸）时，靠单手的力量不完全能把控住机身，（反弹作用力的大小是不稳定的，不能一概而论）即使你有幸抓住了它，那基本离自残也不会太远。如涉及使用Φ125以上的（如上图那款），双手也很难把控其反弹的作用力，所以说我们在操作角磨机的时候，要禁止单手操作角磨机，其辅助的把握附件也禁止随意拆除，因为把手能最大限度控制住角磨机起动以及切割过程中反弹时的反力矩，而且每台角磨机把手在机头左右有安装位置，以便在改变切割方向时，避免因把手受阻导致无法进行切割作业（当然也会存在特别的角度及位置，那建议是：在无法进行切割时应选择其它适宜的切割机具）。另外如涉及较小零件加工，该用辅助工具就必须用辅助工具（如：钳台），需要人帮扶必须找人帮扶。总之不能以现场条件有限作为违规行为的借口，否则你只能为你自己的行为买单。NO.2 切割片与角磨轮片功能混用我们要知道切割片（以下单指：纤维树脂切割片）与角磨轮片不光从外型上有区别，其受力点也有区别，切割片表面成光平面其受力点是切片外圈与加工物成垂直受力，而角磨轮片则是有加强凹凸面，其受力点是轮片外端圆周侧面与加工物成夹角受力，所以两者绝不能混用，而在现场我们常见的是：将切割片代替磨片对加工件进行打磨作业：虽然切割片的工艺产品日渐成熟，采用玻璃纤维和树脂做增强结合材料，使切割片具有高抗拉、抗冲击和抗弯强度，但如果操作中刻意改变切片的受力点，打破其原有受力特性，极易造成切割片在高速旋转中因受力变形而产生爆裂，爆裂后的碎片极易弹射出去且弹射轨迹是不规则的，极易伤及本人或他人。有的材料在切割后会有飞边及毛刺，在处理这些毛刺飞边时，操作者烦于切片与磨片间的频繁更换，为了施工方便 ，便直接使用切割片侧面对切割后的加工件进行飞边及毛刺打磨，但有的操作者却不以为然，认为只短时间的操作，不会带来什么风险，但如此操作极易消耗切片磨点的磨料及破损切片表面玻璃纤维网筋骨，造成切片强度及结构破损，如果再用该切割片进行切割作业时，也同样极易造成切割片爆裂。将磨片代替切片功能使用：该行为常见于焊接作业过程中，对焊接过后的焊道及存在缺陷的（如气孔、夹渣等）焊道，进行磨削处理，该情况后面再进行描述。NO.3 使用与角磨机不匹配及质量有缺陷的轮片角磨机出厂时，有的机身上会明确标注角磨机的规格以及线速标准。如下图：但我们很多企业及操作人员都未关注到这个问题，在选择切磨片时从不考虑线速问题，采购切磨片时只看角磨机直径型号规格，所以在现场我们经常会发现，切磨片线速与角磨机不匹配的情况，以至于在使用过程中也经常会发生切磨片爆裂，甚至发生切割片除角磨机压片外圈破损整个片子弹射出去的情况，所以在选择切磨片时一定要选择与角磨机相匹配的轮片，选择标准为：择高不择低。使用超出角磨机规格的切磨片，比如Φ100mm规格的角磨机，使用Φ125的切磨片，除切磨片外圈直径不匹配外，有的内圈径也不匹配，导致在角磨机切割过程中，因高速旋转及施力致切磨片失心，在切割过程中发生切片爆裂，这也导致现场操作者擅自将防护罩拆除使用的情况之一。操作者在角磨机使用过程中，对于轮片的的保存及保护缺失必要的安全意识，操作人员将磨片、切片随处乱扔，从而出现切磨片被踩踏、淋水、接触油类，导致切磨片开裂、受潮、变形等情况的发生，这也导致操作者后续使用存在隐患的切磨片而发生切磨片爆裂，引发安全事故。NO.4 安装非角磨机轮片进行切割作业违规将切割机轮片装至角磨机上使用，如下图：金刚石锯片、锯齿片等合金材质轮片，其中以金钢片、锯齿片安装至角磨机上的情况较多，基本都是拿这类轮片切割瓷砖及木材等，使用角磨机安装这类轮片操作是角磨机安全事故中事故率最高的。首先其在材质上要区别于一般树脂砂轮片，这类轮片基本是合金钢材质，其屈服极限相对于树脂片来说高很多，简单来说树脂片达到屈服极限顶多碎掉，但对于下列金钢材质片首先不易碎，同时所带来的风险就是更大的反弹作用力。另外在结构上其也有所不同，如：锯齿状轮片其切割过程中，其齿牙在切割过程中所受阻力较树脂片平整圆周面来说要大很多，这时往往取决于操作者在切割时的切割深度及对角磨机切割下压的力度，以及手部对机身的控制，一旦手不稳或者切割过深，再加上切割材料的柔性，或者切到木节或木材中的钉子等坚硬物体时，这时就不是树脂片的“磨”削了而是“啃”削了，一旦锯齿片齿牙受到阻力过大，角磨机高速旋转过程中被卡停，这时由机器内部齿轮所产生的应力立马反馈至角磨机机身，导致角磨机弹飞，轻者损坏角磨机，重则危及人身，我们要知道角磨机安全事故中大部分事故都是因角磨机反弹而引发的。另外提醒的是对于这类金钢片是有明确的安装方向，往往有些操作者不去区分该类金钢片的安装方向，认为装上即可用，但是如果装反，即使是安装在使用该类切片的切割机上同样会发生反弹事故。
2、角磨机切割作业时的风险点切割作业时角磨机所带来的风险包含且不限于以下几点：① 角磨机启动时-因为市场上大部分角磨机无法实现软启动，所以角磨机瞬间启动，转轴高旋转所带来的离心力（惯性力）较大，如操作者不注意，手抓不牢，或单手开启角磨机时，极易造成角磨机脱手；② 手持角磨机的姿势及切割时人站立的位置-人在切割过程中，人站立的位置非常关键，人应站立在角磨机防护罩一侧，应避开人体面向切片面，否则在切片发生爆裂时，碎片极易反弹至操作者以及他人身上；③ 进行切割时切片与被切物接触瞬间-高速旋转的切片在瞬间接触被切物时应在角磨机转速达至最高速时缓慢均匀下压施力，如果施工过程中下压力过大、被切割材料过薄、切片质量缺陷或者切片外圈有不规则缺口，极易造成切片爆裂及反弹。④ 切割时按切割线路行进过程-第一：就是切片下切的深度过深，第二就是强制改变切片切割方向，导致切片达到扭曲极限而造成切片爆裂及反弹。⑤ 切割材料临近切断时-任何材料在临近切断时，均会导致材料断点左右材料位移变化，而在这个变化的过程是切割风险中最高的，极易导致切片被夹及被断点位置材料碰撞，以及临近断点时因切割导致的材料变薄，材料飞边毛刺会易导致切片受损，使切片爆裂及反弹。我们主要说明一下最后一个关于“顺推/逆拉”的风险点，我们以操作者的臂长为限，本来我们切割时角磨机至少要与身体保持一个肘关节的间距，但有时会碰到现场作业条件有限，但我们要确定的是顺推切割行进时角磨机转动部分是渐渐远离人体的，相反逆拉角磨机则是慢慢接近操作者身体，风险离远和风险靠近，相信操作者能有自己的判断。3、角磨机切割时受阻时的反弹方向角磨机反弹时的反弹方向，其实我们从切片的旋转方向就可以判断出来，但在顺推和逆拉过程中如果发生反弹有什么区别呢？角磨机在顺时针旋转（顺推）时，如果发生反弹，角磨机向下反弹，也就是向地面反弹，如果此时发生切片爆裂，切片的碎片随着惯性也是向着角磨机机头前部向地面弹射，另外我们双手对角磨机施加的力与反弹方向一致，故也能减少操作者的手部疲劳，而角磨机在顺时针旋转（逆拉）时，如果发生反弹，被切材料如果固定牢固，角磨机向上反弹，也就是向人身方向反弹，当被切材料松动或未固定时，角磨机在反弹掉被切材料后角磨机则会向下也就是往身体内侧反弹；如果此时发生切片爆裂，切片的碎片虽说也是向地面反弹，但碎片是向角磨机机身部向地面弹射。另外我们双手对角磨机施加的力与反弹方向相反，故也增加了操作者的手部疲劳，为什么我会说到手部疲劳这个因素，因为我们在操作角磨机时分时长时短，如果仅仅是短时间操作那暂且不说了，但如果长时间操作，操作者手部因角磨机的长时间震动，肌肉疲劳，使操作者手部施力基本保持在一个半紧半松的状态，但操作者的肌肉记忆还让其假以认为在用劲全力抓着角磨机，其实这个时候说夸张点不是“抓”着角磨机了，而是“扶”着它而已，或许有人会说不可能，那么我们可以做个实验：请你用力抓一件静止的物品，比如：一只笔，用你最大的手部力量去抓住它，看你能施力多久，我相信这个时间不会很长，但我们在操作角磨机时，操作人员短者几分钟，长者几个小时，所以正确的操作角磨机是减小我们人体伤害和人体疲劳的最有效的措施；4、角磨机的开关位置不同的角磨机品牌及型号，其开关位置也存在不同，有在机身正面，有的则在机身侧面，还有的在机身尾部与电源进线在同一个部位。但角磨机的开关位置对于我们“正推和逆拉”有什么影响吗？如果角磨机的开关在机身侧面，那答案就是肯定的，尤其对于那些进行逆拉操作的人员，角磨机的开关此时就处在机身下侧如果一旦发生紧急情况，就无法第一时间去切断角磨机的开关，三种开关不同位置详见下图： 所以针对以上的风险分析，我相信不管是安全管理人员或者操作人员，应该会有更清晰的一个判断！NO.6 角磨机切割时一切到底切割时将切片一切到底导致切割片爆裂的概率是非常高的，因为树脂切片越靠近切片圆心即法兰压片区域，其抗拉抗弯曲强度越低，加上角磨机在切割材料时需手来控制角磨机切片与被切材料的垂直受力，但操作人员很难将角磨机控制这么稳定，比如：切片2mm厚度，切割出来的槽在3mm左右，那如何让手部控制角磨机的晃动偏离在这1mm以内，这是相当困难的，即使有树脂做增强结合材料，有加强玻璃纤维网筋骨，有很好的抗拉抗弯曲特性，但这么一切到底的操作，再好的切片也会承受不了弯曲而爆片，所以操作人员应根据材料的厚度来确定切片的下切深度。（如下图：），另外壁厚超过8mm的材料不再建议采用角磨机进行切割。NO.7 材料架空进行切割因为施工现场不同的环境，以及固定切位，这是很多施工人员碰到过且操作过的，那架空材料切割有什么风险，如果必须采取架空切割时我们该如何操作，如何选择架空点以及一些需要切割的固定材料的吊支点？（我们以架空点，材料为钢管示例） 如果材料架空切割时，在材料临近切断时，断点左右材料会上下位移，形成夹切点，导致角磨片被夹反弹及爆裂，从而引发安全事故（如上图）。所以我们在对可切割金属材料（柔性材料除外）进行架空时选择的切点及架空点如下图示例：NO.8 拆除角磨机防护罩角磨机的防护罩的设计主要就是：对手部的隔离保护，引流阻挡磨削后的碎石及爆裂后的碎片直接飞向人体，但施工现场总有一些操作者把不匹配的轮片安装至不区配的角磨机上使用，更有甚者认为防护罩是其施工作业的阻碍，擅自拆除防护罩，最终酿成惨剧。角磨机防护罩虽还达不到百分百的保护状态，但在没有更好防护替代时，其所带来的防护终是有效的。比如：国际电工委员会（International Electrot echnical Commission,IEC）早在2003年发布的标准IEC 60745-2-3：2003中就规定了对于角磨机防护罩强度的考核，我国GB3883.3-2007等同采用了此考核要求，目的就是考核防护罩是否能经受住碎裂砂轮的冲击，能否保护操作者的安全；那我们如何才能选择符合要求的防护罩？我们在采购角磨机时，首先推荐选购有“CCC”标志的产品，有此标志的产品必是通过以上防护罩强度考核的产品，另外，要选择防护罩和机身有刚性连接的产品，如果选择快速扣紧装置的，也要选择带调节功能的快速扣紧装置；最后看防护罩和砂轮的外端边缘距离，尽可能选择距离小的。NO.9 使用砂轮磨片打磨薄壁及柔性材料对于厚度小于2mm的薄壁材料及柔性材料，有些操作人员会使用砂轮磨光对材料切割后飞边以及毛刺进行处理，孰不知这是一波危险的操作，如果是板材我们还可以平铺固定用模具夹紧，以轮片的旋转方向并以板材边由内向外进行打磨处理，但对于异形材料就比较难处理。比如现在要用砂轮片打磨一根Φ150mm，壁厚1mm管内壁的毛刺，这时就比较危险了，我们要清楚砂轮片是在磨料中加入结合剂，经压坯、干燥和焙烧而制成的多孔体，但由于磨料、结合剂及制造工艺不同，砂轮片的特性差别也很大，有些轮片在打磨过后，轮圈一周会出现不规格的凹凸口，此时用这类轮片去打磨薄壁材料，尤如向一把开了刃的刀口上扔一根黄瓜，轻者将材料打变形，重者就是爆片或者反弹伤及自身或他人。所以我们对于薄壁材料和柔性材料打磨时尽可能的使用挫刀或都砂皮纸，实在没办法我曾经也和我们下面施工人员说：现场如果没有挫刀和砂皮纸，怎么办？就算你手拿一片砂轮片手动刮磨这些薄壁材料的毛刺，也好比你冒险用角磨机操作，要知道真正的“精”加工也轮不到这类机具。 NO.10 使用砂轮磨片开缝及打磨夹角夹缝这也是发生在很多焊接过程中所遇到的操作风险，也是焊工因为焊接质量要求，会有这么一个操作过程，在管道焊接过程中经常会碰到焊接质量问题，如：气孔、夹渣等质缺陷，需对焊道进行磨削处理，然后重新焊接，以及在碰到焊口预留缝因焊接收缩需重新开缝处理的情况。但在这类工作中导致角磨机反弹及磨片爆裂受伤害的事故不在少数，如下图： 五、如何避免角磨机事故1、避免夹角打磨，尤其打磨涉及小于等于砂轮片厚度的夹角夹缝；2、焊口预留缝间距小于或等于砂轮片厚度时，不得垂直对缝进行磨削，否则就会造成角磨机反弹及磨片爆裂，安装砂轮片的角磨机一旦造成反弹，其反弹的力度要比切割片来的更大，磨片一旦爆裂其危险性比切片爆裂来的更高，如未全部破碎且还有残余轮片保留在角磨机上时，这时角磨机因失心会造成角磨机剧烈抖动，直至从操作者手部脱离；3、焊口预留缝收缩至无缝状态，建议是先用切割片开小缝再采用磨片根据焊坡口角度斜向开缝，如下图： 六、我们在操作角磨机时还应注意哪些要求：1、 严禁使用三无产品，使用前要对角磨机做一个最基本的外观检查，如：外壳、手柄不出现裂缝、破损，缆软线及插头等完好无损，开关动作正常，防护罩齐全牢固，防护罩无反向安装等。2、 在打磨切割时确认周边作业环境，确保操作人员的作业空间，及检查周边无易燃易爆物，无存在交叉作业的可能，涉及有限空间内作业的因提前做好气体检测，并采取相应的通风措施及其它安全措施，如：连接管线设备的盲板封堵、加标上锁、涉及化学品的置换、生命绳、特殊个人安全防护用品等。3、 操作前检查个人PPE的佩戴好个人安全防护用品：防护眼镜、防护面屏、耳塞、防尘口罩，不穿宽松衣服，衣物必须并收紧袖口及裤脚，不得敞开衣物，长发需盘起固定在工作帽内，身上无佩戴柔性首饰，角磨机操作区域不得有柔性物体，即易导致卷入角磨机的物品。4、 检查切片或磨片是否安装稳固，压片帽不得过紧，凡受潮、变形、裂纹、破碎、磕边缺口、泡水或接触过油类的砂轮片均不得使用，并不得将受潮的砂轮片自行烘干使用。 5、 树脂切片及砂轮磨片必须正确安装，切片压板-内压板应与切片、砂轮片金属面接触，不得将切片反装因有的角磨机内压板上有类似锯齿形防滑接触面，另外对于锁紧螺母安装也需注意其平面及凸面的安装要求，平面与切片接触，凸面卡槽则是卡在砂轮片磨片内孔处，详见下图示意。6、 检查切片磨片的安全线速不能小于角磨机线速，要与角磨机线速匹配，建议选择不小于80m/s线速且有双面玻璃纤维网筋骨的切片； 7、 角磨机启动后，应空载运转，应检查并确认机具联动灵活无阻无异响，启动及空载运行时不得对准他人。进行作业时，应确保角磨机达到稳定转速后再开始切割打磨，打磨切割加力时应平稳，不得用力过猛。8、 操作角磨机必须和人身保持一定操作距离，切割作业时人应站立在角磨机防护罩的右侧（即人身不得直面切片面），另外切记严禁坐着在两腿之间打磨切割，不然你就有可能成为中国最后一个“太监”。9、 在切割作业过程中严禁强制性改变切割方向，比如：在切割过程中发现切点偏离原有轨迹时，严禁在角磨机还在高速运转的情况下强制扭别角磨机使其切回正常轨迹，这是不可取的，正确做法是：发现切偏时抬起角磨机，重新按原有轨迹线路重新切割。10、 角磨机应先接驳电源，再开启角磨机开关，严禁反向操作。11、 角磨机在不使用时以及在更换切片、磨片时，需断开角磨机开关及连接电源，有些角磨机的控制开关在侧面，防止因拆卸切片磨片时，手部误触或误踩踏造成角磨机意外启动，而发生人员伤亡事故。12、 角磨机的切片、磨片在拆卸更换时，必须使用专用扳手，不得用手来作为拆卸机具，以及不得用锤子等工具敲打的方式来更换切片、磨片，以防损坏机头造成机头失心。好的建议是：可将扳手用胶带固定在插座尾端，在操作者需使用时下意识的就会拔掉角磨机电源插头。因角磨机发生的安全事故，不在少数，仅希望以我这篇文章能让更多的安全管理人员及操作人员了解角磨机操作过程中的风险点，希望因角磨机发生的事故不再有，如果有安全同行对此有异议的还望给予指正，谢谢！ 声明：此文章为狄老师花几周时间原创作品。 |
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