靜電及其防護(hù)技術(shù)措施

摘要 簡要闡述了靜電的產(chǎn)生與危害，重點(diǎn)闡述了靜電的防護(hù)技術(shù)措施。

關(guān)鍵詞 靜電 防護(hù)技術(shù)措施危害

1 靜電的產(chǎn)生及其危害

所謂靜電，是指相對靜止的電荷。兩種物體當(dāng)緊密接觸后再分離時，兩種物體之間因發(fā)生電子轉(zhuǎn)移而帶有不同性質(zhì)的靜電電荷。一般認(rèn)為，當(dāng)兩種物體之間的距離小于25×10^-8cm時，即會發(fā)生電子轉(zhuǎn)移而產(chǎn)生靜電。在實際生產(chǎn)活動中，靜電主要是由于兩種不同的物體互相摩擦，或者緊密接觸后又分離而產(chǎn)生的。另外當(dāng)物體受熱、受壓、撕裂、剝離、拉伸、撞擊、電解以及受其他帶電體的感應(yīng)時，也可能產(chǎn)生靜電。無論物體的種類和性質(zhì)(固體、液體和氣體)如何，均能購產(chǎn)生靜電。

靜電具有電量小、電壓高等特點(diǎn)。當(dāng)靜電積累到一定程度形成高電壓時，則容易引起三種形式的放電：電暈放電、刷形放電和火花放電。靜電的危害性較大，輕者會導(dǎo)致生產(chǎn)質(zhì)量事故，重者會造成人體靜電電擊事故甚至?xí)鸨ê突馂?zāi)事故。

2 影響靜電產(chǎn)生的因素

影響物體產(chǎn)生靜電的主要因素有物體的特性、物體的表面狀態(tài)、物體的帶電履歷、物體的接觸面積、物體的接觸壓力及物體的分離速度等。由不同的物質(zhì)組成的物體，產(chǎn)生靜電的難易程度是不相同的。相互摩擦或互相接觸和分離的兩物質(zhì)，在《靜電起電極性序列表》(見表1)中排位距離越遠(yuǎn)，產(chǎn)生的靜電越大；表面粗糙、被油、水污染的物體，有增加靜電量的傾向；兩物體在初次接觸和分離時產(chǎn)生的靜電量較大；兩物體接觸面積和接觸壓力越大，產(chǎn)生的靜電越大；兩物體接觸后分離速度越快，產(chǎn)生的靜電越大。

3 容易產(chǎn)生和積累靜電的工藝過程

固體物質(zhì)在大面積的相互磨擦?xí)r、在壓力下接觸后而分離時、在擠出或過濾時、在粉碎或研磨時、在混合或攪拌時等工藝過程中容易產(chǎn)生和積累靜電；高電阻液體在管道中高速(超過1m／s)流動時、在管口噴出時、在注入容器發(fā)生沖擊、沖刷或飛濺時等工藝過程中容易產(chǎn)生和積累靜電；液化氣體、壓縮氣體或高壓蒸氣在管道中流動時、在從管口噴出時等工藝過程中容易產(chǎn)生和積累靜電。產(chǎn)生靜電電荷的多少與生產(chǎn)物料的性質(zhì)和數(shù)量、摩擦力的大小和摩擦長度、液體和氣體的分離或噴射強(qiáng)度、粉體粒度等因素有關(guān)。

4 靜電的防護(hù)技術(shù)措施

4.1 靜電的基本防護(hù)技術(shù)措施

(1)減少靜電荷產(chǎn)生：對接觸起電的物料，應(yīng)盡量選用在帶電序列中位置較臨近的，或?qū)Ξa(chǎn)生正負(fù)電荷的物料加以適當(dāng)組合，使最終達(dá)到起電最小。在生產(chǎn)工藝的設(shè)計上，對有關(guān)物料應(yīng)盡量做到接觸面積和壓力較小、接觸次數(shù)較少、運(yùn)動和分離速度較慢。

(2)使靜電荷盡快地消失：在靜電危險場所，所有屬于靜電導(dǎo)體(在任何條件下，體積電阻率小于或等于1×10⁶Ω·m的物料及表面電阻率等于或小于1×10⁷Ω的固體表面)的物體必須接地。對金屬物體應(yīng)采用金屬導(dǎo)體與大地做導(dǎo)通性連接，對金屬以外的靜電導(dǎo)體及亞導(dǎo)體(在任何條件下，體積電阻率大于1×10⁶Ω·m、小于1×10Ω·m的物料及表面電阻率大于1×10⁷Ω、小于1×10^11Ω的固體表面)則應(yīng)做間接接地。靜電導(dǎo)體與大地間的總泄漏電阻值均不應(yīng)大于1×10⁶Ω。每組專設(shè)的靜電接地體的接地電阻一般不大于100Ω。

在生產(chǎn)場所內(nèi)，局部環(huán)境的相對濕度應(yīng)增加至50％以上(0區(qū)禁止使用)。生產(chǎn)工藝設(shè)備應(yīng)采用靜電導(dǎo)體或靜電亞導(dǎo)體，避免采用靜電非導(dǎo)體(在任何條件下，體電阻率大于或等于1×10¹⁰Ω·m的物料及表面電阻率等于或大于1×10¹¹Ω的固體表面)。對于高帶電的物料，宜在接近排放口前的適當(dāng)位置裝設(shè)靜電緩和器。在某些物料中可添加適量的防靜電添加劑。在生產(chǎn)現(xiàn)場使用靜電導(dǎo)體制作的操作工具應(yīng)接地。

(3)帶電體應(yīng)進(jìn)行局部或全部靜電屏蔽，或利用各種形式的金屬網(wǎng)，減少靜電的積蓄。同時屏蔽體或金屬網(wǎng)應(yīng)可靠接地。

(4)在設(shè)計和制作工藝裝置或裝備時，應(yīng)避免存在靜電放電的條件(如容器內(nèi)細(xì)長突出物或告速剝離)。

(5)控制氣體中可燃物的濃度在爆炸下限以下(如減少泄露或加強(qiáng)通風(fēng))。

(6)限制靜電非導(dǎo)體材料制品的暴露面積及寬度。

(7)在遇到分層或套疊的結(jié)構(gòu)時避免使用靜電非導(dǎo)體材料。

(8)在靜電危險場所使用的軟管及繩索的單位長度電阻值應(yīng)在1×10³Ω／m～1×10⁶Ω／m之間。

(9)在氣體爆炸危險場所內(nèi)禁止使用金屬鏈。

(10)使用靜電消除器迅速消除靜電，但應(yīng)注意正負(fù)電荷極性、安裝位置及防爆類型等要求。

4.2 固體物料靜電的防護(hù)技術(shù)措施

(1)非金屬靜電導(dǎo)體或靜電亞導(dǎo)體與金屬導(dǎo)體相互聯(lián)結(jié)時，緊密接觸面積應(yīng)大于20cm²。

(2)架空配管系統(tǒng)各組成部分應(yīng)保持可靠的電氣連接(室外要滿足防雷規(guī)程)。

(3)防靜電接地線不得利用電源零線，不得與防直擊雷地線共用。

(4)在進(jìn)行間接接地時，可在金屬導(dǎo)體與非金屬導(dǎo)體或靜電亞導(dǎo)體之間加設(shè)金屬箔，或涂導(dǎo)電性涂料或涂導(dǎo)電膏以減少接觸電阻。

(5)油罐汽車在裝卸過程中應(yīng)采用專用的接地導(dǎo)線(可卷式)，夾子和接地端子將罐車和裝卸設(shè)備相互連接起來。接地線的聯(lián)接，應(yīng)在油罐開蓋以前進(jìn)行；接地線的拆除應(yīng)在裝卸完畢，封閉罐蓋以后進(jìn)行。有條件時可盡量采用接地設(shè)備與啟動裝卸用泵相互間能聯(lián)鎖的裝置。

(6)在振動和移動頻繁的器件上用的接地導(dǎo)體禁止用單股線及金屬鏈，應(yīng)采用6mm2的裸絞線或編織線。

4.3 液態(tài)物料靜電的防護(hù)技術(shù)措施

(1)控制烴類液體灌裝時的流速VD≤0.8。式中：V－烴類液體的流速(m／s)；

D－鶴管內(nèi)徑(m)。

大鶴管裝車出口流速可以超過以上計算值，但不得大于5m／s。灌裝汽車罐車時，液體在鶴管內(nèi)的允許流速VD≤0.5。

(2)在輸送和灌裝過程中，應(yīng)防止液體的飛散噴濺，從底部或上部入罐的注油管末端應(yīng)設(shè)計成不易使液體飛散的倒T形等形狀或另加導(dǎo)流板；或在上部灌裝時，使液體沿側(cè)壁緩慢下流。

(3)對罐車等大型容器灌裝烴類液體時，宜從底部進(jìn)油。若必須從頂部進(jìn)油時，則其注油管宜伸入罐內(nèi)離罐底不大于200mm。在注油管未浸入液面前，其流速應(yīng)限制在1m／s以內(nèi)。

(4)烴類液體中應(yīng)避免混入其他不相容的第二物相雜質(zhì)(如水等)，并應(yīng)盡量減少和排除槽底和管道中的積水。當(dāng)混有第二物相雜質(zhì)時，其流速應(yīng)限制在1m／s以內(nèi)。

(5)在貯存罐、罐車等大型容器內(nèi)，可燃性液體的表面不允許存在不接地的導(dǎo)電性漂浮物。

(6)當(dāng)液體帶電很高時(如在精細(xì)過濾器的出口處)可先通過緩和器后再輸出進(jìn)行灌裝。帶電液體在緩和器內(nèi)的停留時間為緩和時間的3倍。

(7)烴類液體的檢尺、測溫和采樣等工作必須在液體靜置一段時間(10～50m³容器，10～15min)后進(jìn)行。取樣器、測溫器和檢尺等工具在操作中應(yīng)接地或采用具有防靜電功能的工具，應(yīng)優(yōu)先采用紅外、超聲等原理的裝備。禁止在惡劣天氣(高溫、雷雨等)時進(jìn)行以上操作。

(8)在烴類液體中加入防靜電添加劑，使電導(dǎo)率提高N250ps／m以上。其容器應(yīng)是靜電導(dǎo)體并可靠接地，且需定期檢測其導(dǎo)電率是否符合規(guī)定值。

(9)當(dāng)不能以控制流速等方法來減少靜電積聚時，可以在管道的末端裝設(shè)液體靜電消除器。

(10)當(dāng)用軟管輸送易燃液體時，應(yīng)使用導(dǎo)電軟管或內(nèi)附金屬絲、網(wǎng)的橡膠管，且在相接時注意靜電的導(dǎo)通性。

(11)在使用小型便攜式容器灌裝易燃絕緣性液體時，宜用金屬或?qū)ъo電的容器，避免采用靜電非導(dǎo)體容器。對金屬容器及金屬漏斗應(yīng)跨接并接地。

4.4 氣態(tài)粉態(tài)物料靜電的防護(hù)技術(shù)措施

(1)在工藝設(shè)備的結(jié)構(gòu)設(shè)計上應(yīng)避免粉料的滯留、堆積和飛揚(yáng)，同時還應(yīng)配置必要的密閉、清掃和排放裝置。

(2)粉料的粒徑越細(xì)，越易起電和點(diǎn)燃。無特殊要求，應(yīng)盡量避免使用粒徑在75um以下的粉料。

(3)氣流粉態(tài)物料輸送系統(tǒng)內(nèi)，應(yīng)防止偶然性外來金屬導(dǎo)體混入，成為對地絕緣的導(dǎo)體。

(4)設(shè)備、部件和管道盡量采用金屬導(dǎo)體材料制作。采用靜電非導(dǎo)體時，須評價其起電程度并采取相應(yīng)措施。

(5)必要時可在氣流輸送系統(tǒng)的管道中央，順其走向加設(shè)兩端接地的金屬線，以降低管內(nèi)靜電電位。也可采取專用的管道靜電消除器。

(6)對于強(qiáng)烈?guī)щ姷姆哿希讼容斎胄◇w積的金屬接地容器內(nèi)，待靜電消除后再裝入大料倉。

(7)大型料倉內(nèi)部不應(yīng)有突出的接地導(dǎo)體。在頂部進(jìn)料時，進(jìn)料口不得伸出，應(yīng)與倉頂取平。

(8)對于粒徑在30um以下及筒倉直徑在1.5m以上