Giới thiệu

Dây cứu sinh tự co là một thiết bị trong hệ thống chống rơi ngã cá nhân (HTCRN), được quy định chi tiết trong TCVN 7802-3: 2007 (tương đương ISO 10333-3: 2000). Thiết bị này được thiết kế để bảo vệ người làm việc ở độ cao bằng cách tự động điều chỉnh chiều dài dây và kích hoạt cơ chế phanh khi xảy ra sự cố rơi ngã, đảm bảo an toàn tối đa. Bài phân tích này sẽ trình bày cấu trúc, nguyên lý hoạt động của dây cứu sinh tự co, tập trung vào thiết bị hãm và các yêu cầu kỹ thuật liên quan.

Cấu tạo của dây cứu sinh tự co

Dây cứu sinh tự co, hay còn gọi là dây cứu sinh tự thu, có cấu trúc phức tạp bao gồm các bộ phận chính sau:

• Vỏ bảo vệ: Thường được làm từ vật liệu bền như nhựa cứng hoặc kim loại chống ăn mòn, bảo vệ các bộ phận bên trong khỏi tác động môi trường như độ ẩm, bụi bẩn hoặc tia UV. Vỏ phải đảm bảo độ kín để ngăn ngừa hư hỏng cơ học, tuân theo các yêu cầu của TCVN 7802-3.
• Dây cáp hoặc vải đai: Đây là phần dây linh hoạt, có thể là dây cáp thép hoặc vải đai tổng hợp (polyamide, polyester), chịu lực kéo cao và được cuốn trong thiết bị. Dây phải đáp ứng các tiêu chuẩn như ISO 1140 (polyamide) hoặc ISO 1141 (polyester) để đảm bảo độ bền và khả năng chịu tải.
• Cơ chế cuốn dây (lò xo hoặc hệ thống thu hồi): Hệ thống này cho phép dây tự động thu vào hoặc kéo ra theo chuyển động của người sử dụng, giữ dây luôn căng nhưng không gây cản trở. Lò xo được thiết kế để duy trì lực căng ổn định và bền bỉ qua nhiều chu kỳ sử dụng.
• Thiết bị hãm (cơ chế phanh): Đây là bộ phận cốt lõi, chịu trách nhiệm dừng chuyển động của dây khi phát hiện gia tốc đột ngột (rơi ngã). Thiết bị hãm thường sử dụng cơ chế ly tâm hoặc ma sát, được kích hoạt khi tốc độ dây vượt ngưỡng an toàn.
• Bộ phận nối: Bao gồm các móc khóa hoặc karabiner tự đóng và tự khóa, tuân theo TCVN 7802-5: 2008 (ISO 10333-5: 2001). Các bộ phận nối đảm bảo liên kết chắc chắn giữa dây cứu sinh, dây đỡ cả người (DĐCN) và điểm neo.
• Điểm neo gắn kết: Phần gắn thiết bị vào cấu trúc cố định, phải chịu được lực tối thiểu 20 kN theo TCVN 7802-3.

 Nguyên lý hoạt động

Nguyên lý hoạt động của dây cứu sinh tự co dựa trên sự kết hợp giữa cơ chế thu hồi dây và cơ chế phanh:

• Chế độ bình thường: Khi người sử dụng di chuyển, hệ thống lò xo tự động thu hoặc kéo dây ra, giữ dây luôn căng với lực vừa đủ để không cản trở công việc. Điều này đảm bảo sự linh hoạt và thoải mái, phù hợp với các công việc yêu cầu di chuyển liên tục ở độ cao.
• Kích hoạt cơ chế phanh: Khi xảy ra rơi ngã, gia tốc đột ngột làm dây kéo ra với tốc độ cao. Thiết bị hãm phát hiện sự thay đổi này thông qua cơ chế ly tâm hoặc cảm biến tốc độ. Cụ thể:
  • Trong cơ chế ly tâm, một bánh răng hoặc đĩa quay nhanh sẽ đẩy các chốt khóa vào vị trí chặn, làm kẹt dây.
  • Trong cơ chế ma sát, lực kéo mạnh làm các tấm ma sát ép chặt, giảm tốc độ dây dần đến khi dừng hẳn.
  • Theo TCVN 7802-3, cơ chế phanh phải kích hoạt trong vòng 0,1 giây kể từ khi phát hiện rơi ngã, đảm bảo khoảng cách rơi tối thiểu và xung lực không vượt quá 6 kN.
• Hấp thụ năng lượng: Một số thiết bị tích hợp thêm thiết bị hấp thụ năng lượng (theo TCVN 7802-2) để giảm xung lực tác động lên người sử dụng và điểm neo, đặc biệt khi khoảng cách rơi tự do lớn.
• Sau khi dừng rơi: Dây cứu sinh giữ người sử dụng ở trạng thái treo, cho phép thực hiện cứu hộ an toàn. Thiết bị phải chịu được tải tĩnh tối thiểu 15 kN (đối với dây cáp thép) hoặc 22 kN (đối với vải đai) mà không bị hư hỏng.

Quá trình hoạt động được minh họa trong Hình 3 của TCVN 7802-2, nơi bố trí thử động cho thấy cách dây cứu sinh tự co tương tác với mẫu thử và điểm neo.

Yêu cầu kỹ thuật theo TCVN 7802-3

TCVN 7802-3: 2007 quy định các yêu cầu kỹ thuật nghiêm ngặt để đảm bảo an toàn cho dây cứu sinh tự co, bao gồm:

• Độ bền tĩnh: Thiết bị phải chịu được lực kéo tĩnh tối thiểu 15 kN (dây cáp thép) hoặc 22 kN (vải đai) trong 3 phút mà không bị xé rách hoặc gãy, theo phương pháp thử 5.2.2 của TCVN 7802-2.
• Độ bền động: Khi thử với mẫu thử 100 kg rơi tự do ở khoảng cách tối đa 4 m, thiết bị phải giữ mẫu thử cách biệt khỏi mặt đất và hạn chế xung lực tối đa 6 kN, theo phương pháp thử 5.3.3 đến 5.3.5.
• Khả năng chống ăn mòn: Các bộ phận kim loại phải được thử phun muối theo ISO 9227 (24 giờ phơi, 1 giờ khô, 24 giờ phơi tiếp) mà không xuất hiện gỉ sét hoặc ăn mòn nghiêm trọng, theo 5.2.4 và 5.3.9.
• Hiệu suất cơ chế phanh: Thiết bị hãm phải hoạt động đáng tin cậy, dừng dây trong khoảng cách ngắn nhất có thể và duy trì lực phanh ổn định. Độ giãn cố định sau khi phanh không được vượt quá 1,75 m (loại 2) hoặc 1,2 m (loại 1).
• Ghi nhãn và hướng dẫn sử dụng: Thiết bị phải có nhãn rõ ràng, không thể xóa, bao gồm thông tin về nhà sản xuất, năm sản xuất, số lô, và cảnh báo về giới hạn khối lượng người dùng (100 kg). Hướng dẫn sử dụng phải bao gồm cách kiểm tra, bảo quản, và cảnh báo về việc không sử dụng thiết bị đã kích hoạt phanh.
• Bao gói: Thiết bị phải được đóng gói chống ẩm và bảo vệ khỏi hư hỏng trong quá trình vận chuyển, theo 6.3 của TCVN 7802-2.

Kết luận

Dây cứu sinh tự co là một thiết bị an toàn không thể thiếu trong các công việc trên cao, với cấu trúc phức tạp và cơ chế phanh hiệu quả, đảm bảo giảm thiểu nguy cơ tai nạn. Thiết bị hãm đóng vai trò trung tâm trong việc phát hiện và dừng rơi ngã, kết hợp với hệ thống thu hồi dây để mang lại sự tiện lợi và an toàn. Các yêu cầu kỹ thuật trong TCVN 7802-3 đảm bảo rằng thiết bị đáp ứng được các tiêu chuẩn quốc tế, từ độ bền, khả năng chống ăn mòn đến hiệu suất phanh. Việc tuân thủ hướng dẫn sử dụng và kiểm tra định kỳ là yếu tố then chốt để duy trì hiệu quả của thiết bị, bảo vệ tính mạng người lao động.