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速差自控器的标准现状及使用误区分析

2021-05-19章康明

劳动保护 2021年5期
关键词:力值自控钢丝绳

文/章康明

目前,我国市场上销售的速差自控器中,有许多并不符合国家标准GB 24544—2009《坠落防护 速差自控器》要求,笔者从4点说明如何辨别产品是否符合现行国家标准,并详细解读速差自控器使用常见的五大误区。

速差自控器(以下简称“速差器”)是高处作业防坠落用品,为安全带的延伸和补充,笔者从事速差自控器设计和生产一线工作近40年,2008 年有幸参加GB 24544—2009《坠落防护 速差自控器》(以下简称“GB 24544—2009”)国家标准的起草工作,现针对速差自控器的标准现状、新老标准的辨别和常见的五大误区提出以下看法。

速差自控器标准现状

速差自控器的国家标准至今只有2 个版本。其中第1 个版本是GB 6095—1985《安全带》(以下简称“GB 6095—1985”,已作废)中,针对速差自控器只有2 条,第1.9 条是对速差自控器名称的定义,第6.7 条是规定速差自控器下滑距离不大于1.5 m。第2 个版本为GB 24544—2009,是真正意义的速差自控器国家标准,于2009 年10月30 日发布,2010 年9 月1 日实施。

速差自控器

新国家标准颁布实施后,如果没有注明过渡期的,给经销商不超过3 年过渡期,3 年后就不能销售,但令人费解的是,目前市场上生产和销售已作废的GB 6095—1985 国家标准的产品远远多于现行GB 24544—2009 国家标准的产品。还有一些进口品牌的产品市场份额不少,不可否认,进口品牌产品整体水平比国产品牌要好,但无性价比优势,毕竟我国起步较晚,从1983 年才开始仿照国外产品,但经过30 多年的努力,特别是GB 24544—2009 标准实施后,我国速差自控器的整体生产水平有质的提高。国内个别企业的新国标产品已开发至第4 代,整体水平并不比大部分进口品牌产品差,更有代差的优势,特别是重量和体积指标远远超过进口产品,更符合国人使用。

笔者从2008 年开始市场调研至今,发现现在国内一些使用企业崇洋媚外思想比较严重,总以为进口的产品比国内的先进。国外生产企业就是抓住这个心理,有些产品在中国已销售了十多年都不更新,而最近2 年内新开发的产品进入中国市场的不超过2 家,还有大部分企业的产品基本上在中国或东南亚生产,很少有本土生产的产品进入中国市场。

新老标准产品辨别

如何辨别新老标准产品其实也比较简单,在外观上查看以下4 点基本上可以判定:

国家标准号

GB 24544—2009 国家标准第8章第8.1 条永久性标识 b)明确规定在产品上有本标准号GB 24544—2009,只要是正规产品都必须标注,且为永久性。第8 章为强制性标准,如果没有,基本上可以判断为GB 6095—1985 老国家标准产品。

旋转装置

GB 24544—2009 国 家 标 准 第5.2.1.4 条规定速差器顶端挂点或安全绳末端连接器应有可旋转装置。目前,市场上大部分速差器的旋转装置在安全绳末端的连接器上,很少单独安装在速差器顶端。有个别厂家做得比较到位,在安全绳末端的连接器上和速差器顶端均有旋转装置。如果速差器没有旋转装置,可以判定为GB 6095—1985 老国家标准产品。

速差器名称

产品名称只有防坠器的,基本上可以判定为GB 6095—1985 老标准产品,因防坠器的称呼是笔者1993 申请专利时采用的名称,因名字直观简单易懂,很快在国内流行并被认可,但覆盖范围太大。在GB 24544—2009 标准3.1 术语和定义中,国家标准名称为速差自控器,为符合国内用户的习惯叫法又可避免与自锁器名称混淆,将速差自控器的第二名称,命名为收放式防坠器。正规企业的新国标速差自控器产品名称统一为速差自控器,不会只有单独防坠器的名称。

速差自控器应用

速差器型号

GB 24544—2009 国 家 标 准 第4.2 条标记,速差器的标记由产品特征、产品性能两部分组成。型号的第1 个字母代表速差器的安全绳特征,如果速差器型号上第一个字母,安全绳是钢丝绳的不是“G”,织带的不是“Z”,纤维绳的不是“X”,也可以判定为GB 6095—1985 老标准产品。

速差自控器使用常见的五大误区

最大工作负荷

经常有使用企业询问有没有工作负荷200 kg、500 kg、1 000 kg和2 000 kg 的速差自控器(美其名曰“工业防坠器”)。国家标准第1条第2 行明确规定“本标准适用于高处作业过程中使用者体重及负重之和不大于100 kg 的人员使用的速差器”,就连目前全球标准要求最高的美国标准也只有140 kg。那么国内有没有必要做高于100 kg 最大工作负荷的产品?笔者认为,按行业要求或使用场合分类还是非常有必要的。如中海油、中石油、中石化等企业使用的速差自控器,使用环境非常恶劣、使用频率很高,如果采用最大工作负荷140 kg 的差速器,对工作人员的保护、产品使用寿命会显示更高的性价比。做120 kg 最大工作负荷的产品可应用在使用频率较高、使用环境一般的场合,如码头、电建、送变电等行业,也能达到很高的性价比。最大工作负荷100 kg 的产品就应用在使用频率低、使用环境好的大部分场合就比较合适了。

钢丝绳直径和破断负荷

国 家 标 准GB 24544—2009 第5.2.2.2 条规定“当钢丝绳作为速差器安全绳使用时,直径不应小于5 mm”。第5.3 基本性能表1 静态性能测试力,钢丝绳破断负荷需大于12 kN,织带和纤维绳为15 kN(主要是考虑织带和纤维绳的磨损和老化)。GB 24544—2009 前言,第1 行:“本标准第5.3,第8章为强制性,其余为推荐性。”

在实际应用中, 第5.2.2.2和5.3 这2 条标准有一定的冲突,笔者认为推荐性标准必须服从 强 制 性 标 准, 应 以5.3 条 为准。做速差器使用的钢丝绳基本上都采用航空钢丝绳,其钢丝绳的 结 构 分6×19+NF( 麻 芯) 和6×19+IWS(钢芯)(也称7×19);表面处理分热镀锌和冷镀锌(普通镀锌),建议采用热镀锌钢丝绳,热镀锌耐腐蚀性能是普通镀锌的几十倍;按YB/T 5197-2005《航空用钢丝绳》标准表4 要求,6×19+IWS, 直 径4.2 mm 的 钢丝绳最小破断负荷为12.3 kN。很明显直径4.2 mm 的钢丝绳强度已经达到国家标准GB 24544—2009中5.3 款破断负荷大于12 kN 的要求。所以国标GB 24544—2009 中5.2.2.2 的钢丝绳直径不小于5 mm的推荐性标准就不一定要实施了。因高处作业时,产品体积、重量在保证安全的前提下尽可能减小、减轻,方便操作者携带和使用,如钢丝绳直径过大,直接造成体积、重量和成本明显增加,从安全性、经济性和实用性都不是很科学。

动态性能(缓冲装置)

GB 24544—2009 国家标准6.2条,速差器应能自锁且冲击作用力不大于6.0 kN,坠落距离不大于2.0 m。如要达到冲击作用力不大于6.0 kN 标准要求,速差器必须要加缓冲装置。缓冲装置分内置缓冲和外置缓冲。外置缓冲比较简单,就是加一个缓冲包,内置缓冲现有的方式有很多,以下列举介绍,以后可能还会增加。

一是挪位移动式。最简单为挪位移动式,当冲击力达到一定值时开始挪位,有一定的缓冲效果,但力值控制难度非常大,且只能是一次性缓冲,效果差,很难保证冲击力小于6.0 kN。

二是摩擦片式。摩擦片式应用厂家较多,通过摩擦片的作用吸收一定的能量,效果比较好,但力值控制比较难,还有因摩擦片材质和固定方式不同,大部分厂家也只能做到一次性且稳定性欠佳,很少厂家能做到3 次以上。

三是金属摩擦环式。金属摩擦环式(国外厂家最近几年开始应用),这款方式比较先进,能量吸收效果好,可多次使用,但有致命缺陷。对金属缓冲环的加工精度、材质要求和硬度及相匹配的内外环要求非常高,过紧起不到缓冲作用,太松(或磨损)会造成无法锁止,导致一路到底的严重后果。

四是卷簧式。卷簧式(国外厂家最近几年开始应用),这款产品吸收能量效果好,坠落距离短,冲击过后,卷簧拉直,只能一次性使用。

五是点刹式。点刹式缓冲装置为目前最先进的缓冲方式。其原理类似与汽车上的防抱死制动系统(antilock brake system,简称ABS),其能量吸收效果好,坠落距离短,可多次使用,稳定性好。以140 kg 负荷冲击试验为例,其冲击力基本上小于5 kN,坠落距离小于1.5 m。有效解决冲击力与坠落距离的矛与盾问题。

锁止性能

目前流行的一种锁止装置叫双锁止,这个双锁止装置是笔者1993年的一项实用新型专利,专利号93214563.9,两边有锁止功能,因效果较好,一直被应用至今,并被好多厂家做卖点宣传。但这种装置只适合GB 6095—1985 标准产品。新标准产品双锁止装置也有不少,是在一个平面上,有独立和联动的,基本没有限位功能。目前最先进的锁止技术是“带限位功能的3 套独立锁止装置”。

回收能力

回收能力即中心发条的力值大小、平稳性、使用寿命长短等。进口速差器因区域因素,回收力普遍较大,且力值比较平稳,使用寿命较长,但舒适性一般,不是很符合中国国情。国内大部分速差器的回收力,开始力值偏小,随安全绳拉出力值增加与安全绳不匹配,造成最后有明显的牵挂感,很不舒服。并且寿命较短,尾部容易断裂,导致速差器返修或报废率较高。

好的速差器回收能力是安全绳拉出时发条力值随之匹配增大,并一直处半紧张状态,一直拉着但无明显牵挂感;一旦坠落,即刻拉紧启动锁止装置。工作完毕,按规定应该是用手轻护安全绳附绳随之慢慢回收。但在实际应用中,经常发生放手不管现象。发条最容易断裂的地方是尾部,放手不管很容易造成发条尾部断裂。最新专利技术安全绳回收减速装置,可有效解决这个问题。

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