Hệ thống chống rơi khi rơi hoạt động như thế nào? Hướng dẫn đầy đủ

Hệ thống chống rơi ngã hoạt động bằng cách phát hiện cú ngã ngay khi nó bắt đầu, dừng quá trình rơi xuống của người công nhân trong một khoảng cách giới hạn nghiêm ngặt và hấp thụ đủ động năng để giữ lực giữ trên cơ thể dưới ngưỡng gây thương tích. Toàn bộ trình tự - từ bắt đầu rơi đến dừng hoàn toàn - phải được hoàn thành trước khi công nhân tiếp xúc với cấp độ thấp hơn và lực cực đại truyền tới cơ thể không được vượt quá 6 kN theo tiêu chuẩn EN 363 và ANSI Z359. Mọi thành phần trong hệ thống—mỏ neo, hệ thống con kết nối, thiết bị chống rơi và khai thác—đóng một vai trò cụ thể trong việc đạt được kết quả đó một cách đáng tin cậy, mọi lúc.

Bốn thành phần cốt lõi của hệ thống chống rơi

Không có bộ phận đơn lẻ nào có thể ngăn chặn một cú ngã một cách độc lập. Hệ thống chống rơi cá nhân tuân thủ (PFAS) luôn là sự kết hợp của bốn yếu tố phụ thuộc lẫn nhau. Việc thất bại hoặc sử dụng sai bất kỳ một trong số chúng sẽ làm tổn hại đến toàn bộ hệ thống.

• Điểm neo – Các điểm kết nối kết cấu cố định trên cao. Phải chịu được tải trọng tĩnh tối thiểu là 12 kN (EN 795) hoặc có khả năng hỗ trợ 5.000 lb mỗi công nhân đính kèm (OSHA 29 CFR 1926.502). Đây là phần tử được tải cao nhất của hệ thống trong quá trình bắt giữ.
• Dây nịt toàn thân – Phân bổ lực bắt giữ khắp đùi, xương chậu, ngực và vai. Vòng chữ D ở lưng trên là điểm kết nối bắt buộc để chống rơi; vòng xương ức hoặc vòng bên chỉ dùng để định vị và không bao giờ được sử dụng để bắt giữ.
• Thiết bị chống rơi (kết nối hệ thống con) – Thiết bị chủ động khóa, hãm hoặc xé dây buộc để ngăn rơi và hạn chế lực giữ. Điều này được đề cập chi tiết trong phần tiếp theo.
• Đầu nối – Karabiner và móc khóa liên kết bộ dây với bộ hãm và bộ hãm với neo. Phải tự đóng và tự khóa (tác dụng tối thiểu kép; ưu tiên tác động ba trên các kết nối quan trọng) để ngăn chặn việc mở cổng vô tình.

Khi lắp ráp hệ thống, mỗi thành phần phải được chứng nhận theo cùng một bộ tiêu chuẩn khu vực (EN 361/362/363/364/365 ở Châu Âu; dòng ANSI Z359 ở Bắc Mỹ) và phải tương thích về kích thước đầu nối, định mức tải và mục đích sử dụng.

Thiết bị chống rơi làm gì và nó khóa như thế nào

Bộ chống rơi là trái tim cơ học của hệ thống. Nhiệm vụ của nó là di chuyển cùng người công nhân trong quá trình di chuyển bình thường và khóa ngay lập tức khi bắt đầu rơi. Có ba loại thiết bị chống sét chính, mỗi loại sử dụng cơ chế khóa khác nhau:

Dây nắm / Dây chống rơi

Kẹp dây bám vào dây cứu sinh thẳng đứng hoặc gần thẳng đứng (dây thừng hoặc cáp). Trong quá trình di chuyển bình thường, người công nhân trượt thiết bị lên bằng tay hoặc thiết bị di chuyển tự do; khi xảy ra rơi, cơ cấu cam hoặc hàm của thiết bị sẽ phát hiện tốc độ dây và kẹp tăng đột ngột. Việc bắt giữ thường xảy ra trong khoảng cách rơi từ 200 đến 600 mm tùy thuộc vào thiết kế thiết bị và đường kính dây. Thiết bị kẹp dây được phân loại là Loại 1 (vận hành thủ công—công nhân phải đẩy thiết bị lên dây) hoặc Loại 2 (tự động—tự kéo và tự khóa mà không cần can thiệp bằng tay). Thiết bị kẹp dây tự động loại 2 được ưu tiên sử dụng để chống rơi vì chúng loại bỏ nguy cơ công nhân quên đặt lại thiết bị sau mỗi lần di chuyển lên trên.

Dây cứu sinh tự rút lại (SRL)

SRL chứa một dây đai hoặc cáp có thể thu vào trên một trống được điều khiển bằng quán tính bên trong một vỏ được nối với mỏ neo. Dây cứu sinh có tác dụng khi công nhân di chuyển ra khỏi mỏ neo và rút lại dưới sức căng nhẹ liên tục khi công nhân di chuyển trở lại. Khi tốc độ rơi vượt quá ngưỡng—thường 1,5 đến 2,0 m/s - phanh ly tâm hoặc phanh quán tính tác động vào tang trống, khóa đường dây. SRL được chia thành hai loại hiệu suất theo EN 360: Loại 1 (khoảng cách bắt giữ ≤ 2,0 m, để sử dụng khi khoảng cách bắt giữ ở mức thấp hơn bị hạn chế) và Loại 2 (khoảng cách bắt giữ lên tới 6,0 m). Hầu hết các SRL nhỏ gọn đang bị bắt giữ trên thị trường đều nằm trong 0,3 đến 0,6m rơi tự do, khiến chúng phù hợp với những tình huống có khoảng sáng gầm thấp trong đó dây buộc hấp thụ năng lượng sẽ cho phép rơi xuống quá nhiều.

Dây buộc hấp thụ năng lượng với bộ giảm xóc

Nói đúng ra, dây buộc hấp thụ năng lượng không phải là thiết bị chống rơi theo nghĩa khóa cơ học—nó là một bộ phận kết nối có chiều dài cố định với thiết bị giảm tốc tích hợp. Bộ giảm xóc là một gói vải được khâu, rách dần dần khi tác dụng tải trọng bắt giữ, kéo dài khoảng cách dừng và giảm lực cực đại xuống dưới 6 kN. Theo EN 355, dây buộc tiêu chuẩn dài 1,75 m có bộ giảm chấn tạo ra tổng khoảng cách rơi lên tới 6,75 m (2 m rơi tự do 1,75 m dây buộc khoảng 1,75 m triển khai gói ở độ cao cơ thể 1,25 m). Tổng khoảng cách bắt giữ lớn này làm cho việc tính toán khoảng trống trở nên hết sức quan trọng —việc rơi từ độ cao 6 m xuống tầng thấp hơn khiến loại dây buộc này không phù hợp nếu không xác nhận khoảng trống theo chiều dọc đầy đủ trước tiên.

Vật lý của việc bắt giữ khi rơi: Lực, khoảng cách và thời gian

Để hiểu lý do tại sao các hệ thống chống rơi ngã được thiết kế theo cách này đòi hỏi sự hiểu biết cơ bản về cơ chế vật lý liên quan. Khi một công nhân rơi tự do, họ có gia tốc là 9,81 m/s2 (gia tốc trọng trường). Chỉ sau khi rơi tự do 1m, người công nhân đã chuyển động với vận tốc xấp xỉ 4,4 m/s (16 km/h) . Sau 2 mét, tốc độ đó tăng lên 6,3 m/s.

Lực dừng được điều chỉnh bởi vật lý xung-động lượng: có thể đạt được sự thay đổi tương tự về vận tốc (từ tốc độ rơi xuống 0) với lực cực đại thấp hơn nếu khoảng cách dừng dài hơn và thời gian dừng được kéo dài. Đây là lý do tại sao khả năng hấp thụ năng lượng được tích hợp vào mọi hệ thống chống rơi ngã tuân thủ—nếu không có nó, việc giữ một công nhân nặng 100 kg từ độ cao 2 mét rơi tự do trong 0,1 giây sẽ tạo ra tải trọng tối đa hơn 25 kN , vượt xa ngưỡng chịu đựng 6 kN của con người và gây ra các chấn thương nghiêm trọng ở cột sống, xương chậu hoặc vai.

Bộ giảm xóc hoặc phanh SRL kéo dài thời gian dừng xe từ phần nhỏ của giây xuống thông thường từ 0,3 đến 0,8 giây, giảm lực cực đại xuống mức tối đa quy định. Đây là nguyên tắc chức năng quan trọng nhất trong thiết kế hệ thống chống rơi.

Khoảng cách thông quan: Tính toán xác định liệu hệ thống có an toàn hay không

Lỗi nghiêm trọng nhất trong việc lựa chọn hệ thống chống rơi ngã là không tính toán được tổng khoảng trống rơi trước khi công việc bắt đầu. Hệ thống chống rơi sẽ vô dụng nếu nó bắt giữ công nhân một cách chính xác nhưng công nhân đã chạm đất hoặc cấu trúc thấp hơn trước khi việc bắt giữ hoàn tất.

Tổng khoảng cách thông thủy cho hệ thống dây buộc hấp thụ năng lượng được tính như sau:

1. Khoảng cách rơi tự do (khoảng cách từ mỏ neo đến điểm kết nối vòng chữ D phía sau, thường từ 0 đến 1,8 m tùy thuộc vào chiều cao neo so với công nhân)
2. Chiều dài dây buộc (thường là 1,5 đến 2,0 m)
3. Triển khai bộ giảm xóc (thường tối đa 1,0 đến 1,75 m theo EN 355)
4. Chiều cao của công nhân từ vòng chữ D đến bàn chân (thường là 1,5 m)
5. Biên độ an toàn (khuyến nghị tối thiểu 1,0 m)

Đối với một tình huống điển hình có mỏ neo ở cùng mức với điểm gắn của công nhân, tổng số này là khoảng Khoảng sáng gầm yêu cầu 7,25 đến 8,05 m . Nếu bề mặt làm việc không cung cấp khoảng trống dưới chân người công nhân thì phải chọn loại thiết bị chống sét khác—thường là SRL nhỏ gọn hoặc dây nắm trên dây cứu sinh thẳng đứng—để thay thế.

Nguy cơ rơi ngã: Rủi ro mà hầu hết người lao động đánh giá thấp

Hệ thống chống rơi ngăn chặn việc rơi xuống theo phương thẳng đứng—nhưng nếu mỏ neo không được đặt ngay phía trên vòng chữ D ở lưng của công nhân tại thời điểm rơi, thì công nhân sẽ lắc lư như một con lắc sau khi bị bắt, di chuyển theo phương ngang với tốc độ cho đến khi va vào tường, cột hoặc thành phần kết cấu. Điều này được gọi là sự rơi dao động hoặc rơi con lắc.

Lực tác động theo phương ngang trong cú ngã đu có thể bằng hoặc vượt quá lực giữ theo phương thẳng đứng. Một công nhân cách một chiếc neo ở cùng độ cao 3 mét theo phương ngang sẽ bay theo một vòng cung và chạm vào một bề mặt với một lực tương đương với lực rơi từ độ cao 3 mét đó theo phương thẳng đứng. Quy tắc rất đơn giản: luôn đặt mỏ neo càng gần phía trên đầu càng tốt. Nếu công việc đòi hỏi phải di chuyển sang một bên hơn 30 độ so với mỏ neo thì nên thiết lập neo thứ hai hoặc lắp đặt hệ thống dây cứu sinh ngang.

Chấn thương do đình chỉ: Điều gì xảy ra sau khi bị bắt

Một công nhân bị hệ thống chống rơi giữ lại không nhất thiết phải an toàn một khi cú ngã dừng lại. Hệ thống treo trong dây đai với hai chân treo bất động sẽ hạn chế sự hồi lưu của tĩnh mạch từ chi dưới. trong vòng 3 đến 30 phút bị treo tĩnh, máu ứ đọng ở chân, giảm cung lượng tim, gây chóng mặt, mất ý thức và nếu việc cấp cứu bị trì hoãn thì có khả năng ngừng tim gây tử vong. Điều này được gọi là chấn thương do treo hoặc hội chứng treo dây nịt.

Do đó, mọi kế hoạch chống rơi phải bao gồm quy trình cứu hộ sau khi rơi với thời gian cứu hộ mục tiêu là dưới 15 phút . Công nhân bị đình chỉ sau khi bị bắt phải được hướng dẫn cách nhấc chân, sử dụng dây treo dây đai nếu được trang bị và liên lạc liên tục với nhân viên mặt đất. Ở những nơi làm việc biệt lập, nơi việc cứu hộ ngay lập tức không được đảm bảo, các thiết bị tự cứu hộ hoặc dây treo giảm chấn thương phải được tích hợp vào thiết lập dây nịt theo tiêu chuẩn.

Quy tắc kiểm tra, nghỉ hưu và thay thế cho người bắt giữ mùa thu

Thiết bị chống rơi đã dừng rơi phải được ngừng sử dụng ngay lập tức và được người có thẩm quyền kiểm tra trước khi đưa ra quyết định về việc sử dụng trở lại. Trong phần lớn các trường hợp, bất kỳ bộ phận nào bị bắt khi rơi thực sự phải được loại bỏ và thay thế —các phần tử hấp thụ năng lượng được thiết kế để triển khai sử dụng một lần và ngay cả các bộ phận có vẻ không bị hư hại cũng có thể bị biến dạng dẻo mà không thể nhìn thấy khi kiểm tra bên ngoài.

Kiểm tra trước khi sử dụng (Trước mỗi ca)

• Kiểm tra gói giảm xóc xem có vết rách nào không, các chỉ báo triển khai được kích hoạt hay đường khâu bị kéo ra
• Kiểm tra vỏ SRL xem có vết nứt không, kiểm tra dây cáp hoặc vải xem có bị xoắn, sờn, ăn mòn hoặc vết cắt không; xác minh phanh gài bằng một lực kéo mạnh
• Xác nhận tất cả các đầu nối mở, đóng và khóa chính xác; kiểm tra xem có bị ăn mòn, biến dạng cổng hoặc mòn ở mũi không
• Kiểm tra dây đai nịt xem có bị cắt, bỏng hóa chất, suy thoái do tia cực tím (vải cứng hoặc có phấn) và hư hỏng do nhiệt (khu vực sáng bóng hoặc tráng men)

Kiểm tra định kỳ bởi người có thẩm quyền

Theo EN 365 và hầu hết các quy định quốc gia, tất cả các thiết bị chống rơi ngã phải được người có thẩm quyền chính thức kiểm tra trong khoảng thời gian không quá 12 tháng , với các hồ sơ được lưu giữ trong suốt thời gian sử dụng của thiết bị. Nhiều nhà sản xuất khuyến nghị khoảng thời gian 6 tháng cho thiết bị sử dụng hàng ngày trong công nghiệp. Tuổi thọ sử dụng tối đa của hầu hết các dây nịt và dây buộc là 10 năm kể từ ngày sản xuất , bất kể điều kiện hoặc tần suất sử dụng, do sự phân hủy polyme trong vật liệu vải.

Chọn hệ thống chống rơi phù hợp cho ứng dụng của bạn

Quá trình lựa chọn phải luôn bắt đầu bằng việc đánh giá rủi ro ở từng địa điểm cụ thể, không phải bằng danh mục sản phẩm. Các câu hỏi sau đây dẫn đến quyết định:

• Khoảng trống có sẵn dưới vị trí làm việc là gì? Nếu khoảng trống nhỏ hơn 6 m, hãy loại bỏ dây buộc hấp thụ năng lượng và chỉ định SRL hoặc dây nắm nhỏ gọn.
• Chuyển động chủ yếu theo chiều dọc hay chiều ngang? Di chuyển theo chiều dọc (thang, cấu trúc leo núi) cần phải bám dây trên dây cứu sinh thẳng đứng hoặc SRL dành riêng cho thang; chuyển động ngang cần có dây cứu sinh ngang với SRL hoặc dây buộc hai chân để kết nối liên tục.
• Trọng lượng của người công nhân là bao nhiêu? Thiết bị chống rơi tiêu chuẩn được đánh giá cho người dùng từ 50kg và 100kg (bao gồm cả dụng cụ và quần áo). Những công nhân nằm ngoài phạm vi này cần có thiết bị được xếp hạng đặc biệt cho trọng lượng của họ—bộ giảm xóc tiêu chuẩn được hiệu chỉnh trong phạm vi này và sẽ không hoạt động chính xác ở ngoài phạm vi đó.
• Công suất và vị trí neo là gì? Nếu không có sẵn neo kết cấu chuyên dụng ở phía trên thì dây neo di động, neo dầm hoặc điểm neo tạm thời được thiết kế phải được lắp đặt và thử tải trước khi sử dụng.
• Các điều kiện môi trường là gì? Môi trường ăn mòn (ngoài khơi, nhà máy hóa chất) yêu cầu phần cứng bằng thép không gỉ; cực lạnh đòi hỏi dây đai và đầu nối chịu nhiệt độ lạnh được thử nghiệm ở nhiệt độ –40°C; văng hóa chất yêu cầu vải được chứng nhận có khả năng chống lại chất cụ thể có mặt.

Khi có nghi ngờ, hãy tham khảo ý kiến ​​của nhóm hỗ trợ kỹ thuật của nhà sản xuất hoặc kỹ sư an toàn có trình độ. Một hệ thống chống rơi ngã đúng về mặt kỹ thuật nhưng bị áp dụng sai cho một điều kiện địa điểm cụ thể sẽ mang lại sự bảo mật sai lầm—và trong một trường hợp té ngã thực sự, lỗi đó sẽ gây ra những hậu quả không thể khắc phục được.

Bắt giữ mùa thu so với hạn chế mùa thu: Tìm hiểu sự khác biệt

Chống ngã và kiềm chế rơi là hai chiến lược bảo vệ riêng biệt thường bị nhầm lẫn với những hậu quả có thể gây tử vong.

• Hạn chế rơi ngăn cản người công nhân chạm tới mép rơi hoàn toàn. Chiều dài của dây buộc được thiết lập sao cho người công nhân không thể đạt tới vị trí có thể bị ngã. Không xảy ra ngã; không có lực lượng bắt giữ được tạo ra. Dây buộc hạn chế không yêu cầu bộ giảm xóc vì chúng không bao giờ chịu tải động.
• Bắt giữ mùa thu cho phép người lao động tiếp cận và vượt qua mép rơi, chỉ can thiệp sau khi cú ngã bắt đầu. Nó đòi hỏi tất cả các cân nhắc về khả năng hấp thụ năng lượng và giải phóng mặt bằng được mô tả trong suốt bài viết này.

Việc kiềm chế khi té ngã luôn được ưu tiên hơn khi nhiệm vụ công việc cho phép, vì nó loại bỏ hoàn toàn tình huống té ngã hơn là quản lý hậu quả của nó. Tuy nhiên, nhiều nhiệm vụ—lắp thép, lợp mái, xây dựng trên mép—đòi hỏi công nhân phải hoạt động ở trong hoặc ngoài mép, khiến cho việc chống rơi ngã là lựa chọn bảo vệ cá nhân khả thi duy nhất. Việc lắp dây buộc an toàn cho công nhân có nhiệm vụ đòi hỏi họ phải ở rìa sẽ tạo ra cảm giác an toàn giả tạo và là nguyên nhân phổ biến gây tử vong trong xây dựng.