汽車噴漆管路的靜電消除

崔韞峰

靜電簡(jiǎn)介

靜電（Static Electricity）是一種處于靜止?fàn)顟B(tài)的電荷。靜電指的是一種附在物體表面，能對(duì)周圍的其他物體產(chǎn)生影響的電流不平衡現(xiàn)象，這種不平衡產(chǎn)生于當(dāng)原子獲得或者丟失電子時(shí)。在正常狀況下，一個(gè)原子的質(zhì)子數(shù)與電子數(shù)量相同，正負(fù)電平衡，所以對(duì)外表現(xiàn)出不帶電的現(xiàn)象。但是由于外界作用如摩擦或以各種能量，如動(dòng)能、位能、熱能、化學(xué)能等形式作用會(huì)使原子的正負(fù)電不平衡。

靜電產(chǎn)生原因

1.微觀原因

根據(jù)原子物理理論，電中性時(shí)物質(zhì)處于電平衡狀態(tài)。

由于不同物質(zhì)原子的接觸產(chǎn)生電子的得失，使物質(zhì)失去電平衡，產(chǎn)生靜電現(xiàn)象。

2.宏觀原因

（1）物體間摩擦生熱，激發(fā)電子轉(zhuǎn)移。

（2）物體間的接觸和分離產(chǎn)生電子轉(zhuǎn)移。

（3）電磁感應(yīng)造成物體表面電荷的不平衡分布。

（4）摩擦和電磁感應(yīng)的綜合效應(yīng)。

噴漆產(chǎn)生靜電原因分析

噴漆是用噴槍做工具，以壓縮空氣的氣流將漆料從噴槍咀中噴成霧狀，分散沉積在加工物件上。噴漆有清噴涂和有色噴漆兩類。清漆由硝酸纖維素（或醋酸纖維）乙烯纖維素、樹脂、增韌劑和溶劑組成。清噴漆的濃度低、溶劑多、沸點(diǎn)低、易發(fā)揮，它的蒸氣在空氣中達(dá)到一定濃度時(shí)，碰到火花，便會(huì)立即引起爆炸、火災(zāi)。有色噴漆除漆料中多一種著色劑外，其火災(zāi)危險(xiǎn)性與清噴漆相同。

油漆及其稀釋劑等都是電阻率很高的物質(zhì)，容易產(chǎn)生和積聚靜電。例如，醇酸磁漆的電阻率為2×109～3×1010Ω·cm，過(guò)氯乙烯磁漆的電阻率為4.5×108～6×109Ω·cm，二甲苯的電阻率為2×1012～3×1013Ω·cm。

漆料在管道內(nèi)流速快。噴涂時(shí)，都是以壓縮空氣將漆料從噴漆槍的小孔中噴出，氣泵的工作壓力一般為3 ～4kg/cm2，噴漆在管道內(nèi)流速一般在3m/s 以上，流速這樣快，也容易產(chǎn)生靜電。

噴漆從噴槍內(nèi)高速噴出時(shí)，形成許多飛濺的小霧料，它們相互磨擦撞擊，也容易產(chǎn)生靜電。

噴槍、人體、工件對(duì)地絕緣，靜電不易導(dǎo)走。噴漆用的噴槍雖然是金屬的，但是通過(guò)塑料軟管或橡膠軟管與氣泵連接，對(duì)地也是絕緣的。而手持噴槍的工人一般都穿著絕緣性較強(qiáng)的橡膠底工作鞋，對(duì)地也是絕緣的。被噴涂的工件如果是非金屬體，或雖系金屬材料，但有其他支架、墊板，導(dǎo)電性能差，也都會(huì)積聚靜電。

據(jù)試驗(yàn)，當(dāng)氣泵壓力為3 ～4kg/cm2，噴涂工人穿的橡膠鞋底電阻為1000MΩ、電容為100pF 時(shí)，對(duì)一個(gè)點(diǎn)連續(xù)噴涂1.5 ～5min，積聚的靜電發(fā)生放電時(shí)的火花能量可達(dá)0.2mJ，已超過(guò)許多易燃液體的最小著火能量。在噴漆工場(chǎng)內(nèi)，空氣中往往含有大量的由油漆、稀釋劑、溶劑等揮發(fā)出來(lái)的易燃?xì)怏w。雖然裝有通風(fēng)裝置，但排風(fēng)量常達(dá)不到要求，這些易燃?xì)怏w可能達(dá)到爆炸極限。如果靜電放電產(chǎn)生電火花，極容易引起燃燒爆炸。尤其在作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)內(nèi)，難免有許多噴漆散落，而工作臺(tái)上、排風(fēng)管內(nèi)到處都有漆垢，如萬(wàn)一著火后火勢(shì)會(huì)迅速蔓延擴(kuò)大。

靜電噴漆采取的防火措施

靜電噴漆是借助于高壓電場(chǎng)的作用，使噴出細(xì)密的帶負(fù)電的漆霧。通過(guò)靜電引力而沉積在帶正電的工件表面。靜電噴漆使用的高壓電，通常是在6 萬(wàn)伏以上。當(dāng)電壓為1 萬(wàn)伏時(shí)，如果噴槍距工件小于1cm，就會(huì)放電打火，而噴漆的易燃?xì)怏w遇到火花就會(huì)起火。為了防止靜電噴漆引起火災(zāi)，應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：①靜電噴漆操作室應(yīng)與高壓發(fā)生器分開；②靜電噴漆操作室的電氣設(shè)備（電燈和電機(jī)）應(yīng)采用防爆式的；③噴漆操作室應(yīng)有良好的通風(fēng)；④噴槍與工件應(yīng)保持一定的安全距離并設(shè)法固定，不使其振蕩而錯(cuò)位；⑤噴漆場(chǎng)所應(yīng)有充足的滅火工具；⑥噴漆車間應(yīng)禁止使用明火，禁止吸煙；⑦噴漆車間電氣設(shè)備應(yīng)采用防爆式的；⑧噴漆車間內(nèi)的噴漆沉積物應(yīng)及時(shí)清除；⑨噴漆設(shè)備應(yīng)有良好的接地以導(dǎo)除靜電荷； ⑩噴漆車間內(nèi)的漆料與溶劑的存量不宜過(guò)多；一般以當(dāng)天用量為限，剩下的漆料應(yīng)退還庫(kù)房存放。

噴漆靜電消除存在的問(wèn)題

目前公司涂裝廠使用靜電噴槍的輸漆管沒有靜電消除能力，為了防止靜電所引發(fā)的火災(zāi)，操作人員通過(guò)改善，在噴槍槍頭和隔膜泵之間加裝了靜電消除銅線，但是這樣只能消除槍頭和隔膜泵靜電，消除不了輸漆管路的靜電，存在很大的風(fēng)險(xiǎn)，改善前如圖1 所示。

圖1 改善前

改善噴漆靜電過(guò)程

通過(guò)改善輸漆氣管，這樣不僅能消除槍頭和隔膜泵靜電，同時(shí)也消除靜電噴槍槍頭和隔膜泵之間輸漆管路靜電，預(yù)防由靜電所引發(fā)的火災(zāi)安全隱患，通過(guò)對(duì)目前現(xiàn)場(chǎng)使用的噴漆管進(jìn)行觀察分析，并通過(guò)中國(guó)機(jī)械工業(yè)安全衛(wèi)生協(xié)會(huì)專家咨詢，決定將目前所使用的噴漆管更換為管壁里面帶金屬絲的噴漆管，后通過(guò)市場(chǎng)尋訪，經(jīng)過(guò)多次驗(yàn)證及實(shí)驗(yàn)，最后決定將噴漆管更換為美國(guó)固瑞克噴漆管（管壁中間帶有金屬絲），更換后從噴搶到輸氣管、隔膜泵靜電都可以消除，再不用另外穿線消除靜電，更換為內(nèi)壁帶有金屬絲的管路后，槍頭和隔膜泵靜電，以及靜電噴槍槍頭和隔膜泵之間輸漆管路靜電得以消除，可以降低因靜電帶來(lái)的火災(zāi)事故。改善后如圖2 所示。

改善后存在的價(jià)值

1.有形效果

按照2012 年5 月8 日6 時(shí)44 分，北京現(xiàn)代第一工廠涂裝車間靜電起火事故，過(guò)火面積100m2，無(wú)人員傷亡，直接經(jīng)濟(jì)損失121000000 元，根據(jù)此事故損失金額，同時(shí)結(jié)合蘭州公司涂裝廠實(shí)際投資金額28000000 元計(jì)算，再加火災(zāi)事故導(dǎo)致停產(chǎn)1月計(jì)算，20 天（每月平均生產(chǎn)20 天）×60 臺(tái)（每天產(chǎn)量）×40800元（每臺(tái)車子價(jià)格）=48960000元。

圖2 改善后

節(jié)約的費(fèi)用為：

48960000+28000000 =76960000 元

2.無(wú)形效果

(1)提高了員工滿意度。

(2)保障了公司HSE 的運(yùn)行。

(3)降低了公司經(jīng)營(yíng)管理風(fēng)險(xiǎn)。

(4)提升了設(shè)備本質(zhì)安全。

(5)節(jié)約了公司成本，如發(fā)生一起火災(zāi)事故損失不可估量。

(6)提升了公司安全管理水平。

(7)給職工創(chuàng)造了安全的工作環(huán)境。

結(jié)語(yǔ)

通過(guò)改善噴漆氣管，提升了設(shè)備的本質(zhì)安全，降低了公司經(jīng)營(yíng)管理風(fēng)險(xiǎn)并節(jié)約成本，如果能夠在其他生產(chǎn)基地推廣，則效益更大。