冶金工業(yè)生產(chǎn)中的靜電危害及消除措施

袁乃收

（山鋼股份濟南分公司安全部，山東 濟南 250101）

經(jīng)驗交流

冶金工業(yè)生產(chǎn)中的靜電危害及消除措施

袁乃收

（山鋼股份濟南分公司安全部，山東 濟南 250101）

靜電作為一種常見的帶電物理現(xiàn)象，在冶金工業(yè)生產(chǎn)中極易造成火災(zāi)和爆炸、自動控制系統(tǒng)紊亂和對人體的電擊危害。結(jié)合冶金生產(chǎn)工藝特點和靜電危害的原理及特性，提出靜電接地、跨接、屏蔽、氮氣惰化保護和人體靜電消除的措施。關(guān)鍵詞：冶金工業(yè)；靜電；危害；消除

1 前言

靜電作為一種常見的帶電物理現(xiàn)象，其危害有很多，在冶金行業(yè)最突出的就是產(chǎn)生火花導(dǎo)致火災(zāi)和爆炸事故。電子計算機的電子元器件作為靜電敏感元件，極易受到靜電干擾從而影響正常生產(chǎn)，即引起生產(chǎn)中自動控制系統(tǒng)紊亂導(dǎo)致事故。人體靜電和設(shè)備設(shè)施帶靜電，人體與接地體之間和人體與帶靜電體之間的放電，對人體產(chǎn)生靜電電擊?？刂葡o電在冶金工業(yè)生產(chǎn)中的危害，是確保安全生產(chǎn)的重要因素。

2 冶金行業(yè)靜電危害分析

2.1 靜電引起火災(zāi)和爆炸

靜電引起火災(zāi)和爆炸，主要是靜電放電時產(chǎn)生火花，遭遇可燃性或爆炸性混合氣體，火花的來源一般有如下幾方面：

1）人體的靜電放電產(chǎn)生火花。生產(chǎn)操作過程中，操作人員所穿衣服及攜帶工具等與身體摩擦時均可能產(chǎn)生靜電，靜電電壓可高達上萬伏[1]，當攜帶靜電荷的人走近不帶電的金屬管道和其他導(dǎo)電的金屬物體時，由于電位差的存在，人的手指等裸露皮膚與金屬接觸就會有靜電釋放產(chǎn)生電火花同時伴有電擊震顫，即可引燃周圍的可燃氣體與空氣的混合物、粉塵等，從而發(fā)生著火、爆炸事故。

2）可燃固體物料的輸送產(chǎn)生靜電引發(fā)事故。冶金生產(chǎn)中大量的物料需輸送、分離、粉碎、研磨、攪拌。輸送物料過程中皮帶受到大面積摩擦和擠壓，固體物質(zhì)的離心分離時與管道、過濾器發(fā)生摩擦，高爐噴吹煤粉等過程中均可產(chǎn)生靜電，而且隨著轉(zhuǎn)速、流速加快，所受壓力增大，以及摩擦、擠壓時的接觸面過大、空氣干燥且設(shè)備無良好接地等，均能導(dǎo)致靜電荷聚集放電并伴隨摩擦、擠壓生熱，造成輕質(zhì)組分揮發(fā)，遇靜電放電發(fā)生火災(zāi)危險性。

3）可燃液體物料輸送產(chǎn)生靜電引發(fā)事故。在冶金生產(chǎn)工序中還存在大量的液態(tài)物料的輸送，通常情況下這些液態(tài)危險物品的電阻率較高，在生產(chǎn)過程中輸送、灌裝、運輸，由于高速流動等與管壁摩擦，均產(chǎn)生靜電。在沒有良好靜電導(dǎo)除裝置時，便積聚電壓。當發(fā)生泄漏噴濺時，遇有非等電位導(dǎo)體而發(fā)生放電現(xiàn)象，易引發(fā)火災(zāi)。

4）可燃氣體輸送產(chǎn)生靜電引發(fā)事故。冶金行業(yè)存在大量的可燃壓縮氣體和液化氣體，在輸送過程中因其中含有液體或固體雜質(zhì)，從管道口或破損處高速噴出，都會在強烈摩擦下產(chǎn)生大量靜電，導(dǎo)致燃燒或爆炸事故。

2.2 靜電引起生產(chǎn)中自動控制系統(tǒng)紊亂

計算機是最容易受到靜電危害的電子設(shè)備之一，對靜電具有很強的敏感度。由于靜電放電過程是電位、電流隨機瞬間變化的電磁輻射，高電磁靈敏度的電路以及元器件，如遇到靜電放電現(xiàn)象，無論從硬性還是軟性損傷，都會導(dǎo)致指示系統(tǒng)發(fā)生誤動作而影響生產(chǎn)，釀成事故，造成損失。

2.3 靜電對人體的電擊傷害

在冶金生產(chǎn)物料輸送過程中，由于高速運轉(zhuǎn)、摩擦等，使管道和設(shè)備設(shè)施均產(chǎn)生靜電，如果所攜帶靜電不能及時導(dǎo)除，當操作人員接近這些帶電體時，就可能受到意外電擊，這種電擊是瞬間沖擊性電擊。這種瞬間沖擊性電擊一般不會直接導(dǎo)致人的死亡，大多數(shù)人只是感覺到瞬間刺痛或電擊引起的震顫，嚴重者可造成指尖灼傷。操作人員因?qū)以怆姄艉螽a(chǎn)生恐懼心理，致使工作效率下降。

3 防范和消除靜電危害的措施

通過分析冶金生產(chǎn)工藝特點和靜電危害的原理及特性，防范和消除靜電危害的措施主要采取以下3類：減少靜電的產(chǎn)生；導(dǎo)除或消散靜電；防止靜電放電[1]。

3.1 靜電接地

靜電接地是比較有效和易于實施的消除靜電方法之一。將帶靜電物體或有可能產(chǎn)生靜電的物體（非絕緣體）通過導(dǎo)靜電體與大地構(gòu)成電氣回路，它可以迅速導(dǎo)走靜電。針對易燃易爆管道、儲罐、機械設(shè)備，遵照SH 3097—2000石油化工靜電接地設(shè)計規(guī)范、HGJ 28—90化工企業(yè)靜電接地設(shè)計規(guī)程、GB 12158—2006防止靜電事故通用導(dǎo)則，設(shè)置良好的接地裝置，完善管理制度。對煤化工系統(tǒng)、氧氣的生產(chǎn)和輸配、加油站、自動化操作系統(tǒng)等設(shè)備設(shè)施，實行定期專項點檢、監(jiān)測維護，確保按照設(shè)計標準使接地裝置保持完好有效。

3.2 靜電跨接

為防止設(shè)備與設(shè)備之間、設(shè)備與管道之間、管道與容器之間、法蘭與法蘭之間連接處絕緣或者電阻偏大形成電位差，遵照GB 50235—97工業(yè)金屬管道工程施工及驗收規(guī)范的規(guī)定，在相鄰設(shè)備或法蘭間，特別是在可引起著火燃燒的部位，用一定截面積的金屬導(dǎo)體，按標準要求將其連接在一起形成等電位連接，以消除電位差。另外，對非導(dǎo)體管道，在其連接處的內(nèi)部或外部的表面纏繞金屬導(dǎo)線，以消除部件之間的電位差，達到安全的目的。

3.3 靜電屏蔽

針對自動化操作系統(tǒng)，為避免外界電場對自動化儀器設(shè)備的影響，或者為了避免電器設(shè)備的電場對外界的影響，使電子器件或測量設(shè)備免除干擾，嚴格遵照GB 50611—2010電子工程防靜電設(shè)計規(guī)范采取對自動化設(shè)備設(shè)施實行靜電屏蔽，有效保護多種儀表電路防靜電干擾。

3.4 氮氣惰化保護

針對冶金生產(chǎn)過程中高爐噴吹煤粉、停送煤氣等危險生產(chǎn)工藝，為防止輸送過程靜電等造成爆炸，采用補充氮氣和使用氮氣吹掃置換的方法來惰化危險性[2]。另外，煤化工系統(tǒng)苯類儲槽采取內(nèi)浮頂加氮封的方式，消除苯類儲槽因液位上下波動形成爆炸性混合氣體，從而有效防止靜電造成的事故。

3.5 人體靜電消除

針對冶金生產(chǎn)的危險工藝，在有防爆和防靜電要求的區(qū)域內(nèi)，禁止使用塑料、橡膠等絕緣材料的同時，在人員出入口位置增設(shè)人體靜電導(dǎo)除器。在易燃易爆危險性較高場所的工作人員，配備防靜電工作服等裝備，建立相關(guān)管理制度。作業(yè)人員出入危險區(qū)域，應(yīng)先導(dǎo)除人體所帶靜電，方可進入。

4 結(jié)語

冶金工業(yè)作為高危生產(chǎn)行業(yè)，隨著發(fā)展，大型化、高智能化操作系統(tǒng)的應(yīng)用越來越廣泛，對靜電危害的防范重要性將會越來越顯現(xiàn)，從設(shè)計開始，完善過程，做到防微杜漸，更好的確保安全生產(chǎn)。

[1]葛曉軍，周厚云，梁縉，等.化工生產(chǎn)安全技術(shù)[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2008.

[2]職業(yè)安全衛(wèi)生與鍋爐壓力容器監(jiān)察局.工業(yè)防爆實用技術(shù)手冊[M].沈陽：遼寧科學(xué)技術(shù)出版社，1996.

圖1 棘輪棘爪結(jié)構(gòu)示意圖

原設(shè)計中采用的是單棘爪接觸，棘輪與棘爪施力不平衡造成軸套與軸之間產(chǎn)生扭矩，軸套的中心發(fā)生偏移，造成軸與軸套不同心，加劇了齒輪的損壞。改進后的棘輪棘爪設(shè)計為雙棘爪接觸，在棘爪受力的時候形成力偶，軸套與軸不再形成偏心，減少了軸套與軸的磨損，進而成倍提高減速機棘輪棘爪部分的接觸強度，減輕了齒輪偏載，再加上齒輪進行的齒形、齒向修形，在實際加載的情況下齒輪的接觸區(qū)可以達到90%以上，延長了減速機的壽命。

4 結(jié)語

改進后的減速機上線使用至今已有2 a時間，經(jīng)開箱檢查，在實際加載的情況下齒面接觸區(qū)能達到90%以上，且沒有出現(xiàn)塑性變形、齒面點蝕和膠合等齒面損壞現(xiàn)象。在運行過程運轉(zhuǎn)平穩(wěn)、無異音、噪聲小、溫升低，保證了240 t鑄造起重機的安全穩(wěn)定運行和煉鋼廠的安全生產(chǎn)。

參考文獻：

[1]徐灝.機械設(shè)計手冊[M].2版.北京：機械工業(yè)出版社，2003.

[2]張志文.起重機設(shè)計手冊[M].北京：中國鐵道出版社，1998.

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1004-4620（2015）04-0079-02

2015-01-20

袁乃收，男，1967年生，2007年畢業(yè)于中國地質(zhì)大學(xué)公共安全管理專業(yè)?，F(xiàn)為山鋼股份濟南分公司安全部工程師，從事煤氣及危險化學(xué)品安全管理工作。