110 高普考普通考試 職業安全衛生 安全工程概要 考古題詳解

核心觀念

本題分成兩部分：先依各機械的危害特性列出安全裝置，再比較《職業安全衛生法》下的源頭管理方式。

• 動力衝剪機械的主要危害，是滑塊或刃物動作時夾壓、剪切人體；安全裝置重點在防止身體進入危險界限，或在危險發生前使機械停止。
• 移動式起重機的主要危害，是吊具過度上升、荷重超限、吊物脫落或機械移動失控；安全裝置重點在限制危險動作、警示操作人員及維持制動。
• 源頭管理差異：動力衝剪機械屬《職業安全衛生法》第 7 條指定機械，著重產品出廠或輸入前的安全資訊申報、登錄及驗證；達法定吊升荷重門檻的移動式起重機，屬危險性機械，著重法定檢查合格後才能使用。

法條及規定以下列示者，以命題當年（民國 110 年）法規為準。《職業安全衛生法》源頭管理制度及機械檢查制度此後曾有修正，作答仍依命題當年規定判斷。

解題方法

先將兩種機械的風險分別對應到防護目的：

1. 衝剪機械：避免手或身體進入滑塊、刃物的危險界限，或在介入時使滑塊停止、使身體脫離危險區。
2. 移動式起重機：避免吊鉤過捲、荷重超限、吊掛物脫落，並讓操作人員及周邊人員能及時察覺異常。
3. 最後對照《職業安全衛生法》的兩種管理制度：第 7 條指定機械的產品源頭管理，以及第 16 條危險性機械的檢查管理。

一、動力衝剪機械的安全裝置

依《機械設備器具安全標準》，衝剪機械應設安全護圍、安全模、特定用途的專用衝剪機械或自動衝剪機械；若作業性質使設置這些防護有困難，至少應設置規定的安全裝置一種以上。主要安全裝置如下：

1. 連鎖防護式安全裝置：使滑塊閉合動作時，身體之一部無法進入危險界限。
2. 雙手操作式安全裝置，包括：

• 安全一行程式：操作者按下起動控制後放手，在手到達危險界限前，滑塊能停止動作。
• 雙手起動式：須以雙手操作起動；滑塊閉合期間，手離開操作部時，手無法到達危險界限。

3. 感應式安全裝置：身體接近危險界限時，感應裝置使滑塊停止動作。
4. 拉開式或掃除式安全裝置：身體之一部進入危險界限時，隨滑塊動作將身體拉離或掃離危險區。

安全裝置還須能適應該機械的種類、衝剪能力、行程數、行程長度及作業方法；雙手操作式與感應式裝置須符合該機械的停止性能。

此外，衝剪機械的離合器、制動裝置、一行程一停止機構及緊急停止機構等，應維持正常性能；安裝、拆模、調整及試模時，還須使用安全塊、安全插梢或安全開關鎖匙等，防止滑塊突降。

二、移動式起重機的安全裝置

依《移動式起重機安全檢查構造標準》及《起重升降機具安全規則》，常見且應掌握的安全裝置如下：

核心觀念

本題考查靜電的產生、危害與控制原則。靜電是物體表面或內部的電荷分布不平衡所形成的電荷；電荷累積至一定程度，可能經由火花放電、電暈放電或刷形放電釋放。

冬季空氣通常較乾燥，物體表面的水分減少，電荷較不易經由表面洩漏，因此靜電較容易累積。靜電造成的放電能量可用下式表示：

其中 $C$ 為帶電物體的電容，$V$ 為電位。若放電能量達到可燃物的最小點火能，且現場有可燃性氣體、蒸氣或粉塵，就可能引發火災或爆炸。

解題方法

作答可依「如何產生 → 會造成什麼危害 → 如何控制電荷與放電風險」三段展開。靜電防護的重點，是減少電荷產生、讓電荷能安全洩放或中和，並避免放電遇上可燃物。

一、靜電形成的原因

靜電常由下列情形形成：

1. 接觸與分離、摩擦：不同物質接觸後再分離，因材料對電子的吸引能力不同，電子轉移而使兩者帶有異種電荷；摩擦會增加接觸與分離的次數及面積。
2. 感應起電：帶電物體靠近導體，使導體內電荷重新分布；若導體接地後再斷開接地，也可能留下淨電荷。
3. 流動或輸送：液體在管線中流動、粉體輸送或氣體夾帶粉塵，因物料與管壁、設備接觸及分離而產生電荷。
4. 噴霧、飛濺或破碎：液體霧化、粉體落下、物料破碎或攪拌，都會增加新表面及分離作用，促進電荷累積。
5. 人體活動與衣物摩擦：鞋底、地面、衣物或座椅間的摩擦與分離，可使人體帶電。

二、靜電造成的危害

1. 火災、爆炸：靜電放電可能成為點火源，點燃易燃液體蒸氣、可燃性氣體或可燃性粉塵。
2. 電擊與次生事故：放電使人感到刺痛或受驚，可能造成操作失誤、跌倒或接觸機械設備等事故。
3. 電子設備損壞或失常：靜電放電可能損壞敏感電子元件，或造成控制、量測設備誤動作。
4. 影響製程與產品品質：帶電物體會吸附粉塵或異物，也可能造成薄膜、紙張、紡織品等材料黏附、排斥或輸送不順。

三、防止靜電危害的措施

核心觀念

本題考查高溫熔融金屬與水接觸時，因水急速汽化、熔融金屬碎化與壓力波形成而引發的水蒸汽爆炸。它是物理性爆炸：熱能在極短時間內傳給水，使水大量汽化、體積急遽膨脹，產生衝擊波與高壓，造成周遭人員傷亡及設備破壞。

常壓下，水變成水蒸汽時體積約膨脹為原來的 $1{,}700$ 倍；若水受熱後形成高溫、高壓蒸汽，膨脹程度更大。坑內若有積水，熔融金屬傾倒進入後，蒸汽在局部受限空間急速生成，壓力會迅速上升。

解題方法：依爆炸形成順序說明

1. 水與熔融金屬接觸 鑄鐵容器內的熔融金屬溫度遠高於水的沸點。金屬流入含水坑中，向水傳遞大量熱能。

2. 水急速汽化 熔融金屬使接觸處的水快速沸騰，產生大量水蒸汽。若金屬流動或沖擊使金屬分裂成小液滴，金屬與水的接觸面積增加，熱傳更快，汽化速率也大幅提高。

3. 蒸汽膜形成與失穩 初始接觸時，金屬表面可能被蒸汽膜隔開，暫時減緩金屬與水的直接熱傳。當蒸汽膜受擾動而破裂或塌陷，水便與高溫金屬直接接觸，瞬間吸收大量熱量；這會加速水汽化，並使熔融金屬進一步碎化，形成快速增強的連鎖作用。

核心觀念

二氧化碳滅火設備主要以窒息作用滅火：提高防護空間內的二氧化碳比例，降低氧氣比例，使氧氣不足以維持燃燒。計算時以空氣中的氧氣約占 $21\%$ 為基準，並假設二氧化碳取代等體積的空氣。

本題法規數值以命題當年（民國 110 年）《各類場所消防安全設備設置標準》為準：一般情形下，二氧化碳的設計濃度至少為 $34\%$。

解題方法

設防護空間內二氧化碳濃度為 $C$，則剩餘空氣比例為 $1-C$，氧氣濃度可用下式估算：

一般設計濃度為 $34\%$ 時：