Как правильно резать трубы лазером: безопасность прежде всего

Безопасная эксплуатация трубного лазера начинается ещё до его включения. Оператор должен контролировать длинную вращающуюся заготовку на всех этапах: загрузки, закрепления в патроне, поддержки, резки и разгрузки. Даже правильно составленная программа не сможет компенсировать отсутствие опоры для трубы, ненадёжное закрепление в патроне, нахождение человека в зоне загрузки или несоответствующий профиль заготовки.

Используйте данное руководство в качестве основы для планирования. Приоритет имеют руководство по эксплуатации оборудования, оценка рисков на объекте, утвержденная процедура блокировки и местные правила техники безопасности. Эксплуатировать, настраивать или обслуживать оборудование должны только прошедшие соответствующую подготовку и уполномоченные сотрудники.

Почему для резки труб необходима отдельная процедура техники безопасности

Трубчатый лазер объединяет несколько факторов опасности в одном процессе:

Профиль риска включает в себя закрытое или защищенное лазерное излучение, вращающиеся и перемещающиеся заготовки в трубе, а также зажимные губки и точки зажима.

К другим источникам опасности относятся длинные, гибкие или тяжелые материалы, движущиеся погрузочные, транспортировочные, опорные и разгрузочные устройства, а также острые необработанные торцы и свежеотрезанные детали.

К другим источникам опасности относятся газ под высоким давлением, раскаленный металл, искры, шлак, дым и пыль, а также автоматизированные механизмы, которые могут возобновить работу после паузы.

С лазером всё ясно. А вот система манипулирования — именно здесь зачастую возникают потенциально опасные ситуации. Длинные заготовки могут прогибаться, раскачиваться, переворачиваться или смещать центр тяжести. Короткие детали могут непредсказуемо падать. Автоматизация сокращает количество ручных подъёмов, но при этом увеличивает количество скоординированных движений и расширяет зоны ограниченного доступа.

Авторизация оператора должна быть получена до начала производства

Прежде чем приступить к самостоятельному управлению машиной, оператор должен продемонстрировать, что он способен:

Квалифицированный оператор должен уметь распознавать защитные ограждения, блокировки, световые завесы, аварийные остановы и зоны ограниченного доступа, соблюдать порядок запуска и остановки оборудования в соответствии с конкретной моделью, а также безопасно загружать и фиксировать трубы каждой разрешённой формы.

Оператор также должен уметь настраивать усилие зажима так, чтобы не деформировать тонкостенные заготовки и не допускать проскальзывания, проверять программу, материал, профиль, длину, толщину стенок и ориентацию, а также выбирать утвержденные параметры резания и газ-подпомогу.

Оператор также должен уметь реагировать на сигналы тревоги, связанные с пожаром, столкновением, утечкой газа, неисправностью холодильной установки, системой вытяжки и движением; изолировать накопленную электрическую, пневматическую и механическую энергию для выполнения разрешенных операций; а также осматривать детали, не проникая внутрь работающего оборудования.

Оператор также должен иметь возможность фиксировать неисправности, сигналы тревоги и результаты технического обслуживания.

Обучение должно охватывать конкретную установленную конфигурацию, а не ограничиваться общей демонстрацией работы панели управления. У ручного станка с двумя патронами и автоматизированной линии с тремя патронами риски, связанные с загрузкой и извлечением заготовок, различаются.

Контрольный список по технике безопасности перед запуском

Перед каждой сменой необходимо провести и зафиксировать проверку готовности:

• Убедитесь, что рабочая зона, проходы, зона погрузки и зона разгрузки свободны.
• Проверьте охранные устройства, двери, окна, световые завесы и блокирующие устройства на наличие повреждений или обхода системы.
• Проведите испытания аварийных остановок в соответствии с утвержденной процедурой.
• Проверьте губки патрона, ролики, опоры и загрузочное устройство на наличие повреждений или ослабленных деталей.
• Удалите с пути следования доступные обломки и препятствия.
• Осмотрите сопло, керамическую деталь, защитную линзу и режущую головку.
• Проверьте состояние чиллера, системы вытяжки, подачи вспомогательного газа, системы смазки и системы сжатого воздуха.
• Проверьте видимые кабели, шланги, тяговые цепи и заземляющие соединения.
• Просмотрите сигналы тревоги, инциденты, незавершённые задания и записи о сдаче смены.
• Убедитесь в наличии соответствующего противопожарного оборудования и обученного персонала.

Не вводите машину в эксплуатацию в случае выхода из строя устройства безопасности, отсутствия защитного ограждения, подозрения на утечку, повреждения режущей головки или если остается активной необъяснимая сигнализация.

Перед загрузкой проверьте трубку

Сопоставьте фактические запасы с файлом заказа. Подтвердите:

Перед погрузкой уточните марку материала и тип покрытия, а также форму профиля (круглый, квадратный, прямоугольный, овальный, швелер, угольник или специальный профиль), наружные размеры и толщину стенок.

Кроме того, необходимо проверить фактическую длину и вес трубы, её прямолинейность, скрученность, наличие вмятин, ржавчины, масла и состояние концов, а также расположение сварного шва, если его ориентация влияет на деталь.

Кроме того, необходимо подтвердить совместимость с патроном, загрузочным устройством, опорой, а также грузоподъемность, требуемую остаточную длину и зазор патрона.

Ни в коем случае не следует судить о грузоподъёмности оборудования, исходя только из диаметра. Вес на единицу длины, геометрия профиля, толщина стенки, прямолинейность и длина пролета без опор влияют на маневренность и вращение.

Загрузка длинных стволов без риска защемления или опасности раскачивания

Перед перемещением трубы необходимо спланировать подъём. Используйте кран, вилочный погрузчик, погрузчик для связок или другое погрузочно-разгрузочное устройство, утверждённое для работы с данным весом и длиной.

Во время загрузки:

1. Обозначьте зону ограниченного доступа и не допускайте в неё посторонних лиц.
2. Проверяйте стропы, вилы, магниты или подъемные приспособления в соответствии с требованиями объекта.
3. Держите длинный груз за оба конца; не допускайте, чтобы свободный конец раскачивался в проходе.
4. Выровняйте трубку по отношению к станку, а не вдавливайте её в патрон под углом.
5. Не подносите руки к губкам патрона, роликам, местам защемления и концам труб.
6. Перед тем как отпустить подъемное устройство, убедитесь в наличии необходимых опор или фиксаторов.
7. Прежде чем кто-либо покинет пост управления, убедитесь, что запас остается стабильным.

Не стойте между движущейся трубой и неподвижным предметом. Не используйте опору машины в качестве ступеньки, точки подъема или импровизированной стойки для хранения.

Правильное закрепление и опора определяют, удастся ли удержать процесс под контролем

Труба должна быть выровнена по центру, зажата и закреплена в соответствии с инструкцией по эксплуатации станка. Слишком малое усилие может привести к проскальзыванию. Слишком большое усилие может деформировать тонкостенные или хрупкие профили.

Перед вращением убедитесь, что:

Перед вращением убедитесь, что губки патрона соответствуют профилю и правильно установлены, зажимные поверхности чистые и не имеют повреждений, а заданное усилие зажима соответствует материалу и толщине стенки.

Кроме того, убедитесь, что направляющие ролики и опорные ролики установлены с учётом длины и веса заготовки, что труба может вращаться, не соприкасаясь с ограждениями, опорами или полом, а также что отклонения заготовки по длине и поперечному пересечению не выходят за пределы допустимых значений.

Кроме того, убедитесь, что в зоне движения не осталось ни людей, ни инструментов, ни ремней, ни подъемных устройств.

В случае длинных или гибких трубок недостаточная опора проявляется в виде вибрации, отклонений от заданных размеров, нестабильной фокусировки или резких движений. Замедление работы программы может скрыть эти симптомы, но не устраняет небезопасные методы обращения.

Проверьте программу перед автоматической резкой

Ошибки в программе могут привести к столкновению даже при исправном механическом состоянии машины. Проверьте:

Проверка программы должна включать в себя проверку правильности выбора станка и постпроцессора, правильности профиля трубы, её размеров, толщины стенки и длины, а также ориентации детали и требований к сварному шву.

Кроме того, необходимо проверить положение патронов и припуск на остаток, зазор между режущей головкой и патронами и опорами, а также последовательность резания и концентрацию тепла.

Кроме того, необходимо проверить направление падения мелких деталей и траекторию разгрузки, вводные участки, прорези, пазы и контуры вблизи углов, а также движение опор и синхронизацию работы загрузочного и разгрузочного оборудования.

Кроме того, проверьте утвержденные данные по материалам, газу, соплу, фокусировке и технологическому процессу.

Используйте моделирование, пробный запуск, проверку кадра или проверку на пониженной скорости, если это предусмотрено контроллером и процедурой. Файл, который работал на другом трубчатом лазере, не обязательно будет безопасен на данном лазере.

Запустите машину в соответствии с утверждённой последовательностью действий

Порядок запуска зависит от модели. Следуйте инструкциям производителя, а не копируйте список с другого устройства. При контролируемом запуске обычно проверяется следующее:

В ходе контролируемого запуска необходимо проверить состояние основного оборудования и контроллера, готовность холодильной установки, а также работу системы отвода.

Кроме того, проверьте наличие вспомогательного газа и сжатого воздуха, готовность лазерного источника, а также состояние привязки осей или возврата в исходное положение.

Кроме того, убедитесь, что патрон, опора, загрузочное и разгрузочное устройства находятся в правильном положении и что нет активных сигналов тревоги, связанных с безопасностью или технологическим процессом.

Не обходите блокировку охладителя, вытяжки, газа, двери или датчика движения, чтобы не задерживать выполнение работы.

Контролируйте первую часть и весь процесс

Во время настройки и проверки первой детали оставайтесь на назначенном контрольном посту. Следите за следующим:

Во время прогона первой партии следует обращать внимание на проскальзывание трубы в патроне, чрезмерную вибрацию, провисание или раскачивание, а также на контакт трубы с опорами, защитными ограждениями и режущей головкой.

Продолжайте следить за появлением нестабильных искр или изменением направления струи, неполными пропилами, образованием большого количества шлака или ненормальным пробиванием, а также за тем, чтобы детали свисали, а не падали или перемещались должным образом.

Продолжайте следить за появлением дыма за пределами зоны контролируемого отвода, а также за сигналами тревоги, связанными с газом, охлаждением, высотой, столкновением, сервоприводом или загрузчиком.

Проверьте первую деталь на соответствие размерам, расположение отверстий, состояние кромок, ориентацию шва и наличие деформаций. Не просовывайте руки в зону резки или разгрузки до тех пор, пока станок не примет утвержденное безопасное состояние.

Безопасное обращение с деталями и остатками материалов

Только что отрезанные детали могут быть горячими и острыми. Длинные детали могут сместиться после того, как будет выполнен их окончательный отрез.

Используйте заданный метод разгрузки и проверьте:

Перед разгрузкой убедитесь, что приемный стол, конвейер, бункер или опора готовы к работе, что длинные детали остаются закрепленными при смене их центра тяжести, а руки находятся вне зоны падения и вдали от движущегося оборудования.

Кроме того, убедитесь, что перчатки и инструменты для работы соответствуют рискам, связанным с острыми краями и температурой, что детали достаточно остыли для следующей операции, а отходы и остатки не могут скатиться в проход.

Кроме того, убедитесь, что крупные остатки удаляются с помощью соответствующего по номинальной грузоподъёмности погрузочно-разгрузочного оборудования.

Если какая-либо деталь застряла внутри станка, остановите его и отключите систему в соответствии с требованиями. Не пытайтесь извлечь её, пока включен режим автоматического перемещения.

При появлении следующих симптомов немедленно остановитесь

При обнаружении следующих ситуаций следует применять предусмотренную на объекте процедуру аварийной остановки или контролируемой остановки:

• Возгорание за пределами обычной зоны резки или неконтролируемое пламя
• Сбой в работе ограждения, блокировки, световой завесы или устройства аварийной остановки
• Труба соскальзывает, раскачивается, падает или сходит с опоры
• Столкновение режущей головки или неоднократные ситуации, близкие к столкновению
• Предполагаемая утечка газа, охлаждающей жидкости или сжатого воздуха
• Повреждение кабеля подачи волокна, режущей головки, патрона или загрузчика
• Дым или пары, выходящие за пределы системы вытяжки
• Электрическая дуга, запах гари, необычное нагревание или сильная вибрация
• Человек, входящий в зону опасного автоматизированного движения
• Необъяснимая сигнализация, которая повторно срабатывает после утвержденного сброса

Не перезапускайте систему только для того, чтобы проверить, повторится ли опасное событие. Сохраните код сигнализации, программу, данные о трубках, положение и видимые доказательства для проведения квалифицированного диагностического анализа.

Безопасное завершение работы и проверка после завершения задания

Соблюдайте порядок выключения оборудования, предусмотренный для конкретной модели. Перед тем как покинуть зону:

• Завершить работу программы или безопасно ее остановить.
• Удалите готовые детали и остатки материала в соответствии с утверждённой методикой.
• Верните подвижные системы в заданные положения парковки.
• Отключайте или сбрасывайте давление в системах только в соответствии с указаниями производителя.
• Отключите лазерный источник, охладительную установку, контроллер, вытяжную систему и станок в установленном порядке.
• Проверьте, нет ли раскалённого материала, искр, дыма, утечек или повреждённых деталей.
• Убрать доступный лом и зафиксировать состояние расходных материалов.
• Регистрируйте сигналы тревоги, столкновения, проблемы с качеством и задачи, оставшиеся для следующей смены.

Проверка после завершения работы должна охватывать сопло, керамику, защитную линзу, зажимные патроны, опоры, тракт для отходов, бункеры для сбора отходов и разгрузочное оборудование.

Границы технического обслуживания имеют значение

Операторы могут выполнять только те задачи, на которые дано разрешение производителем и руководством объекта. Открытие электрических шкафов, вход в зоны с ограниченным доступом, обслуживание лазерного источника, отсоединение газовых подключений или доступ к внутренним оптическим элементам, как правило, требуют отключения оборудования от источников питания и участия квалифицированного персонала.

Используйте документированный Процесс технического обслуживания станка для лазерной резки с указанием ответственного за задачу, критериев приемки и лица, уполномоченного на выпуск продукции. После столкновения или ремонта необходимо проверить центрирование сопла, состояние головки, калибровку и провести контрольный пробный рез перед возобновлением производства.

На что покупателям следует обратить внимание при приобретении комплекта средств защиты для трубчатых лазеров

При сравнении оборудования попросите поставщиков предоставить следующие документы:

• Конструкция лазерного корпуса и концепция системы контроля доступа
• Зоны с ограничениями на погрузку и разгрузку
• Ограждения, световые завесы, блокировки и поведение при остановке
• Управление усилием зажима и обнаружение проскальзывания
• Число труб и несущая способность
• Защита от столкновений и процедура восстановления
• Мониторинг частичных разрядов
• Схема извлечения переработанных материалов
• История сигналов тревоги и доступ к диагностическим данным
• Точки блокировки и высвобождение накопленной энергии
• Обучение, пуско-наладочные испытания и объем технического обслуживания
• Метод безопасного обращения с самыми длинными и самыми тяжелыми заготовками

Право станок для резки труб волоконным лазером не определяется исключительно мощностью. Необходимо подобрать загрузочное устройство, зажимные приспособления, опоры, длину разгрузки, диапазон профилей и степень автоматизации с учетом реального ассортимента продукции. Руководство по выбору трубчатых лазеров обеспечивает полезную основу для закупочной деятельности.

Заключение

Правильная эксплуатация трубного лазера представляет собой контролируемую последовательность действий: авторизация оператора, осмотр системы, проверка запасов, загрузка в соответствии с планом обработки, правильное закрепление и фиксация заготовки, проверка программы, контроль качества первой детали, безопасная разгрузка и фиксация состояния при остановке. Самым опасным упрощением является предположение, что благодаря автоматизации отпала необходимость контролировать длинный движущийся материал.

Если у вас есть чертежи труб, данные о материалах, длины, вес и ограничения по нагрузке, то СЭНФЭН Техническая команда может проанализировать технологический процесс и конфигурацию станка перед тем, как дать рекомендацию. Такой анализ должен охватывать весь технологический процесс, а не ограничиваться только мощностью резания.

Часто задаваемые вопросы

Как наиболее безопасно эксплуатировать трубную лазерную резальную машину?

Следуйте инструкциям, предусмотренным для конкретной модели, не допускайте нахождения людей в зонах движения, правильно закрепите и зафиксируйте трубу, проверьте работоспособность программы и ни в коем случае не обходите защитные ограждения или блокировочные устройства.

Что необходимо проверить перед запуском трубного лазерного резака?

Проверьте устройства безопасности, зажимные патроны, опоры, рабочую зону, режущую головку, подачу газа, охладитель, систему вытяжки, параметры труб, программу и неснятые сигналы тревоги.

Почему при лазерной резке так важна фиксация труб?

Правильная опора позволяет ограничить прогиб, вибрацию, раскачивание, нагрузку на патрон, изменение фокуса и риск столкновения при вращении и перемещении длинного заготовки по станку.

Может ли трубная лазерная резальная машина работать в автоматическом режиме?

Только в том случае, если это допускается производителем и процедурами объекта, а также если оборудование оснащено соответствующими системами автоматизации, мониторинга, противопожарной защиты, обработки деталей и реагирования на сигналы тревоги.

Что должен сделать оператор после столкновения трубного лазера?

Остановите станок, сохраните данные о сигналах тревоги и задании, проверьте головку, сопло, керамические детали, зажимные патроны, опоры и программу, а затем перед сдачей в эксплуатацию проведите калибровку и контролируемое испытание.