GB 40161-2021 《過濾機 安全要求》標準解讀

    根據國家市場監督管理總局（國家標準化管理委員會）2021年底6號公告《關于批準發布<機動車玻璃安全技術規范>等16項強制性國家標準的公告》，由分離機械標委會組織起草審查和報批的GB 40161-2021《過濾機 安全要求》強制性國家標準于2021年4月30日批準發布，2022年5月1日實施。

1 背景、目的和意義

     過濾是指在外力作用下懸浮液中的液體透過過濾介質，固體顆粒及其他物質被截留，使固體顆粒及其它物質與液體分離的操作。根據過濾動力的不同，可以分為重力過濾、加壓過濾和真空過濾。過濾機便是用于進行過濾過程的機器，一般分為重力過濾機、加壓過濾機、真空過濾機以及壓榨過濾機。

從西漢蔡倫造紙到淮南王劉安的豆腐制作，都體現出過濾原理的應用，直到現在，傳統的宣紙工藝還是利用濾網進行紙漿的過濾，而豆腐脫水所采用的木框儼然是現代板框壓濾機的雛形。進入工業化時代，各類過濾機的發明制造，為工業化原材料的生產提供了有效的固液分離設備。也相繼出現了適應各種場合的過濾機產品，廣泛應用于礦產、冶金、化工、石化、能源、制藥、飲料、食品、環保和造紙等行業。

由于應用場合的多變，且很多場合過濾機的運行環境惡劣，存在易燃易爆、強酸強堿、有毒有害等危險源；或者由于過濾機的設計和制造存在缺陷；或者因為過濾機的本身特點而產生的危險都有可能導致危險事故的發生。近些年，國內時有發生由過濾機導致的安全生產事故。下面是幾個案例：

案例1：某年某地，在對磷酸工段盤式真空過濾機（也稱為轉臺真空過濾機）輔料情況檢查時,致發生盤式過濾機翻盤叉及翻盤滾輪、導軌立柱和導軌擠壓、輾壓，導致人員受傷的事故。

案例2：在某化工廠壓濾機車間，壓濾機用于壓榨的液壓油缸斷裂飛出，撞擊電機罩，導致電機罩飛出砸傷附近行走的工作人員。事故排查原因在于油缸上的裂紋沒有及時發現。

案例3：在用于某種金屬礦含氰尾礦處理的陶瓷過濾機，設備在設計時沒有考慮特殊的使用環境，且由于操作人員對機器不熟悉，濾液桶的液位波動造成含CN-液體間斷性外排,導致含氰污水外排的事故。所幸處理及時，沒有造成惡果。

這里雖然僅僅只有3個案例，但是過濾機在工業生產中發生安全生產事故的可能性還是很大的。過濾機在設計、制造和使用過程中有較多的危險因素導致危險的發生。

目前我國過濾機生產廠家數以千計，過濾機產品種類也有近百種，但尚沒有強制性國家標準對過濾機的設計、制造和使用維護從安全性能上進行規范。

    因此，過濾機安全要求標準的制定，為保障過濾機在使用中的安全提供了標準依據和規范。通過標準的制定，利用標準化對各類過濾機的設計、制造和使用維護進行規范。為過濾機產品設立市場準入制，杜絕不合格、有危險隱患的過濾機進入各類工廠，避免安全生產事故的發生，保護人民群眾生產財產的安全不受損傷。

2 制定過程

根據國家標準化管理委員會國標委綜合【2011】82號文件要求，國家標準《過濾機 安全要求》項目計劃批準立項，項目編號20112005-Q-604。經過標準起草單位近兩年的搜集資料、起草、討論和協商工作，經全國分離機械標準化技術委員會組織審查，于2013年底完成報批稿并報送國家標準化管理委員會。由于2015年“國家標準化改革方案”的發布實施,隨后“強制性國家標準清理整頓”的實施，經評估，本項目繼續有效。于2020年4月重新完成報批并由工業和信息化部完成報批公示，近期將頒布實施。

為便于相關人員對該標準內容的理解和后期的使用實施，下面對標準的內容進行詳細的解讀。

3 標準解讀

3.1 范圍

該標準規定了過濾機在設計、制造、安裝、使用及維護中應遵守的安全要求，使用信息和安全性能的判定。

該標準包含的安全要求，是針對過濾機在使用、運輸、安裝、調試、維修、拆卸和處置等各環節中可能產生的主要危險．而不是全部的危險。

該標準還規定了過濾機安全性能的檢驗、判定方法。

該標準適用于GB/T 7780規定的工業用途固液分離用過濾機（以下簡稱過濾機）,過濾器也可參照該標準執行。

該標準的內容從過濾機的全生命周期基于安全性對過濾機進行了危險因素的列舉、安全性能的規定、檢驗和判定。涉及覆蓋的過濾機種類以GB/T 7780規定的各類工業用途過濾機產品，同時，由于過濾器產品與部分過濾機的結構類似，也可以參考該標準執行。

該標準涉及的過濾機產品主要包括外（內）濾面轉鼓真空（加壓）過濾機、圓盤真空（加壓）過濾機、轉臺真空過濾機、翻盤真空過濾機、真空（加壓）葉濾機、濾芯式過濾機、帶式壓榨（真空）過濾機、攪拌罐式過濾機、動態加壓過濾機、廂式和板框壓濾機、椎盤過濾機、濃縮過濾機、疊螺式過濾機和濾料式過濾機，以及部分過濾器產品。

3.2 術語

該標準中涉及的術語和定義符合GB/T 4774 《過濾與分離 名詞術語》和GB/T 15076 《機械安全 設計通則 風險評估和風險減小》 第3章關于術語和定義的規定。該標準不再列出相關專業術語的解釋和定義。

3.3 危險清單

該標準中列舉的危險清單是按照GB/T 15706的規定，對該標準適用范圍內過濾機進行風向評估的結果。這些危險項目可能存在于過濾機按使用說明書規定的預定條件下使用、運輸、安裝、調試、維修、拆卸和外置等各環節中。

根據危險項目（因素）的特點，按照危險發生的原因、部位和階段，將危險項目分為機械危險、電氣危險、噪聲危險、溫度和溫升危險、輔助材料和物料危險以及其它危險。

3.3.1 機械危險項目中，按照設計和制造分開列舉

設計因素包括結構設計錯誤或不合理；材料選用錯誤；承壓或受力部件強度計算錯誤；運動部件可能產生的危險沒有設置有效的防護裝置或措施、液壓氣動系統設計不合理；因過濾機本身的特性在運轉時產生的危險，沒有必要、有效的防護裝置或措施。

制造因素包括選用的材料不符合設計要求或相關材料標準的規定；焊接件和鑄鍛件沒有按規定進行制造加工和檢驗；零部件加工精度、加工工藝不符合設計要求等。

3.3.2 電氣危險

包含的項目主要是電氣系統的設計錯誤、外購電氣設備不符合要求以及系統對觸電、過載保護和故障報警不充分。

3.3.3 噪聲危險

噪聲的產生是由于過濾機設備在運轉過程零部件之間的碰撞和摩擦、電機的運轉以及被處理物料的進料和出料所造成的。較大的噪聲會導致人員產生疲勞、緊張、煩躁等情況，嚴重會導致聽力受損和失去知覺。同時，現場操作人員在較大的噪聲環境下，會因為疲勞緊張等由于噪聲導致的情況時，極易出現誤操作、墜落和跌倒等危險。因此對過濾機的噪聲值進行限定是非常必要的。

3.3.4 溫度和溫升

過濾機旋轉部件主軸的溫度和液壓系統的油溫是過濾機是否能良好運轉的重要指標。主軸溫度或溫升的超高，反映了過濾機旋轉部件的運轉狀態是否正常，較高的溫度可能導致過濾機工作的不正常，這有可能導致機器的損壞，甚至導致人員的受傷。

液壓系統的油溫如果太高，會產生以下幾種危害：

a．液壓油的粘度下降

液壓油的粘度隨溫度的變化而變化，溫度過高液壓油的粘度會下降，容易產生泄漏，使容積效率降低。同時，潤滑性能變差，因而造成磨損加劇，甚至發生燒結現象；

b．液壓系統的零件因過熱而膨脹

由于系統各組成部分的線脹系數、受熱和散熱條件不盡相同，各部分受熱膨脹情況也不完全一樣，因而產生的變形也不同，很可能會破壞相對運動的零件原來正常的配合間隙，導致摩擦阻力增加，使閥芯易卡死。同時，高溫使潤滑油膜變薄，機械磨損增加，造成元件中的精密配合面因過早磨損而失效甚至報廢；

c．破壞了油液的氧化安定性和熱安定性

氧化安定性：是指液體抵抗與含氧物(特別是空氣)起化學反應的能力。

熱安定性：是液體在高溫下抵抗化學反應的能力。

油液在使用過程中，由于受到熱、氧和金屬材料等的影響而發生氧化，使油液變質。當溫度、壓力增高時，氧化速度就會加快，氧化所生成的物質會增強對金屬的腐蝕性；

d．加速密封件老化變質、壽命縮短、喪失密封性能，使系統嚴重泄漏

橡膠密封件的使用壽命一般大于1000h，跟油溫有直接的關系。若油溫越高，會使橡膠材質加速老化，致使密封件唇部磨損劇烈，造成系統泄漏；

e．易產生雜質

油溫過高，容易汽化，使水分蒸發，元件易產生穴蝕。油液氧化形成膠狀沉積物，堵塞過濾器濾芯和液壓閥內阻尼孔，使系統工作不正常。

3.3.5過濾機材料材質和物料性質導致的危險

過濾機在某些情況下可能會采用一些對人體有傷害性的材料來制造（如該材料具有毒性或揮發有毒氣體等），因此這類材料的使用應盡量避免。

過濾機在過濾有毒或有腐蝕性 （如氫化物，強酸，強堿等物料）物料時，這些物料對機器和人員具有強烈的危害作用，極易造成人員受傷和機器損毀。因此，在過濾機用于過濾這類物料時，制造廠應充分考慮物料的危險性。

某些物料具有易燃性或易揮發易燃易爆氣體，這對于過濾機工作現場來說，是非常大的危險源，因此需要對用于該類環境的過濾機，防爆隔爆性能必須符合要求。過濾機制造廠在設計制造過程中必須充分考慮在爆炸性環境下的設備的要求，嚴格按照相關標準進行制造。

這其中包括密閉容器的設計制造、電氣設備的選擇、惰性氣體的保護與失效時的防護措施等。

帶有旋轉和往復運動部件的過濾機(如轉鼓真空過濾機、轉盤真空過濾機等)軸類零件和軸承易產生高溫，或者某些物料需要在高溫環境下進行過濾，因此過濾機需要配備加熱保溫系統，這些都屬于可能造成人員被燒傷燙傷的危險源，需要在標準中進行安全性要求。

3.3.6其它可能產生危險的情況

過濾機在設計和制造過程中，還存在其它可能造成人員和機器損傷的情況。這些情況在過濾機的設計制造過程中也需要制造廠予以考慮。例如：

過濾機的涂裝不符合相關標準的規定，涂裝的顏色可能令操作人員產生視覺上的混亂，從而導致誤操作或其它危險。涂裝的材料本身具有毒性或腐蝕性等危害人員和機器的特性。

某些過濾機設備（機體尺寸較大，如轉臺真空過濾機、廂式壓濾機等）在有些情況下可能需要安裝某些附件如照明、風扇等，這些附件也存在導致危險產生的可能性。

過濾機在制造過程中，制造廠為減少制造成本或周期，對于需要進行處理的金屬邊緣毛刺，尖銳端角和棱邊沒有進行鈍化處理，也會對人員造成傷害。

尺寸較大的過濾機如轉臺真空過濾機和翻盤真空過濾機設備（占地面積最大達數百平米，高度達數米），這類設備在運轉過程中，需要人員登上過濾機設備進行操作、觀察和維護等工作，護欄、扶手、防滑臺階等防護裝置或措施就十分必要。制造廠在設計和制造過濾機設備的時候應該必要充分考慮到這些安全性要求。

所有過濾機所采用的安全裝置和措施都不能產生導致人員和機器損傷的危險。過濾機的防護裝置和措施在制造或設計的時候，不能全面充分的考慮可能涉及到的危險情況，從而使原本用于安全防護的裝置和措施給人員和機器帶來潛在的危險。制造廠在設計和制造的時候應該充分考慮這點。

以上危險項目的確定和列入對于過濾機安全要求的提出給出了范圍和方向，有助于相關單位和部門在進行過濾機設計、制造、使用和檢驗檢測時進行危險項目的評估，從而保障過濾機的安全性。

3.4 安全要求的確定

根據GB/T 15706的規定確定的過濾機的危險清單（如上所述），過濾機制造廠應根據相關安全要求文件的規定進行過濾機的設計和制造，相關標準見標準正文第2章“規范性引用文件”。

根據第2章所列標準的相關規定和要求，該標準對過濾機的安全性能進行規定，要求如下：

3.4.1 基本要求

    過濾機應最大限度地通過設計減小風險，使其達到本質安全。通過設計不能適當地避免或充分限制的風險，應采用安全防護裝置或措施對操作者加以防護。

    過濾機的安全設計應符合GB/T 15706和GB 5083 的規定。

    控制系統有關安全部件的安全要求和設計應符合GB/T 15706 的有關規定。

    設備的設計應充分體現人類工效學原則，并應符合GB/T 14776、GB/T 16251 和其它有關標準的規定。

對于無法通過設計來消除或充分減小的，而且安全防護裝置對其無效或不完全有效的遺留風險，應通過使用信息通知和警示設備的使用者。使用信息是設備供應的一個組成部分。使用信息不應用于彌補設計的缺陷或代替安全防護裝置。

過濾機的機械安全主要是防范由于過濾機的轉動和運動部件在運轉過程中可能產生的危險、以及機械本身的工作狀態（如壓力容器、液壓缸等）所可能產生的危險等等。

3.4.2 過濾機設計與制造應遵循的規定

過濾機在設計和制造過程中對于材料的選用應遵循過濾機在使用環境和目的中的性能要求，所選用的材料應至少滿足或優于過濾機預定性能（特別是安全性能）的要求。

    設計帶有壓力容器筒體的過濾機，其筒體部件的設計、制造(主要是焊接)、驗收、維護等應符合GB/T 150《壓力容器》和NB/T 47013《承壓設備無損檢測》兩項標準的規定。

對于用于應用于特殊場合的過濾機設備，過濾機的設計和制造應符合相關標準的要求，例如應用于醫藥和食品行業的過濾機應符合GMP規范和食品安全生產規范。

過濾機的旋轉部件和運動部件（單向運動或往復運動），其外露運動部件應安裝防護裝置（如防護罩，防護擋板）或采取防護措施，防護裝置應該要符合標準要求。例如：

a) 行走濾帶（布）式過濾機（如帶式壓榨過濾機、帶式真空過濾機、立式隔膜壓濾機等），應有防止人員肢體或衣物等被卷入的防護裝置或措施；

b) 外露轉動部件（如轉鼓真空過濾機，圓盤真空過濾機的轉盤），應采取措施防止人員接觸；

c)傳動部件（如壓濾機拉板機構，齒輪）應有防護罩。

對于體積和質量較大的過濾機，除非其本身形狀適合于吊裝，過濾機上應該有方便吊裝的設計，例如吊耳、吊環或可疑安裝吊裝螺栓的螺紋孔。

如果過濾機在運輸中需要包裝箱，則包裝箱上也應注明吊裝信息。

3.4.3 過濾機機械性能等應符合的安全要求

過濾機除壓力容器外的主要零部件（例如主軸、液壓缸和液壓活塞桿，關鍵承重結構件在鑄造焊接鍛造過程前后（包括熱處理等），應該嚴格按照相關標準的要求進行設計和制造。其檢驗應按照相關標準（如JB/T 9095和JB/T 10411等）的規定進行。

相關產品標準對過濾機的電氣系統、噪聲以及溫度和溫升都提出了要求，因此過濾機的電氣系統、噪聲和溫度溫升必須符合相關產品標準的要求。

對于由于過濾機所采用的材料材質或所過濾的物料具有的特性而導致的毒性，腐蝕性或易燃易爆性，過濾機制造廠應根據相關標準的要求進行設計和制造。

另外，該標準還考慮了一些其它可能對人員和機器產生危險的情況，這些情況也需要制造廠在設計和制造的過程中予以考慮，并采取措施進行保護和防范。對于無法進行保護和防范的危險，也應在過濾機的顯著部位進行警示，并在使用說明書中予以詳細說明。

同時，該標準還對過濾機在設計和制造過程產生的文件進行歸檔要求，這些文件將對過濾機的使用和檢驗維護起重要的作用。

標準還對過濾機的大修期提出了要求，要求過濾機制造廠應過濾機根據實際使用環境來確定過濾機的大修期，并在使用說明書中進行說明。

3.5 過濾機的使用信息

該標準中過濾機的使用信息主要包括過濾機的標志、標牌和使用說明書等信息。

標志主要包括過濾機的危險警示標志、運動部件的旋轉方向或運動方向等。

標牌是每個過濾機產品必須隨機出現的附件，且必須牢固可靠的安裝的機殼明顯的部位上。

該標準對過濾機的使用說明書的內容進行詳細的規定，包括過濾機的參數特征、運輸貯存、安裝調試、使用維護和其它需要說明的信息。

3.6安全性能的判定

過濾機的安全性能的判定主要包括抽樣方法、檢驗項目和判定方法。

抽樣方法主要根據抽樣基數來確定。

檢驗項目，該標準分為關鍵項和主要項。對于關鍵項，主要是參考各產品標準在運行過程中對人員和機器最容易產生危險或產生的危害較大的危險項目，這些危險項目被設置為關鍵項，包括：主要零部件強度校核、主要焊接件、鑄鍛件的無損檢測評定、防護裝置、噪聲、密閉防爆要求、主要零部件材料力學性能和化學成分和絕緣電阻共7項。這7項關鍵項對于過濾機的安全性能判定具有一票否決權，即只要有一項關鍵項不合格，則該機器的安全性能判定為不合格。主要項是僅次于關鍵項的危險情況。這類檢驗項，在檢驗過程中若有超過所有主要檢驗項目的85%的項目合格，則該過濾機的安全性能符合要求，反之亦然。

3.7過濾機的操作和維護

該標準還對過濾機的操作和維護進行了規范性要求。從過濾機的人員、環境、操作、故障排除和維修等方面進行了規范。

4 結語

標準化是我國各行各業用以規范產品質量和性能的主要手段，特別是在安全生產方面，通過標準化，可以對各類產品的安全性進行規定和要求，以期達到預防危險事故發生的目的。《過濾機 安全要求》標準的頒布實施，需要企業、檢驗檢測機構、用戶和執法部門認真貫徹執行該標準的各項規定來保障過濾機的安全性。通過本標準的實施，利用標準化手段，規范和要求相關企事業單位提升過濾機的安全性能，從而更有效地保障我國人民生命財產的安全。