經典靜電事故案例.ppt

靜電事故案例,2009.2.20,靜 電,對靜電的認識,靜電的產生,(1)固體物質大面積的摩擦 (2)固體物質的粉碎、研磨過程，粉體物料 的篩分、過濾、輸送、干燥過程；懸浮粉塵的高速運動 (3)在混合器中攪拌各種高電阻率物質 (4)高電阻率液體在管道中高速流動、液體噴出管口、液體注入容器 (5)液化氣體、壓縮氣體或高壓蒸氣在管道中流動或由管口噴出時 (6)穿化纖布料衣服、穿高絕緣鞋的人員在操作、行走、起立等,防止靜電危害十條規(guī)定,1.嚴格按規(guī)定的流速輸送易燃易爆介質，不準用壓縮空氣調合攪拌。 2.易燃、易爆流體在輸送停止后，須按規(guī)定靜止一定時間方可進行檢尺、測溫、采樣等作業(yè)。 3.對易燃、易爆流體貯罐進行測溫、采樣，不準使用兩種或兩種以上材質的器具。 4.不準從罐部收油，油槽車應采用鶴管液下裝車，嚴禁在裝置或罐區(qū)裝油品。,防止靜電危害十條規(guī)定,5.嚴禁穿易產生靜電的服裝進入易燃易爆區(qū)，尤其是不得在該區(qū)內穿、脫衣服或用化纖織物擦拭設備。 6.容易產生化纖和粉體靜電的環(huán)境，其溫度必須控制在規(guī)定界限以內。 7.易燃易爆區(qū)、易產生化纖和粉體靜電的裝置，必須做好設備防靜電接地，混凝土地面、橡膠地板等導電性要符合規(guī)定。,防止靜電危害十條規(guī)定,8.化纖和粉體物料的輸送和包裝，必須采取消除靜電或泄出靜電措施；易產生靜電的裝置必須設靜電消除器。 9.防靜電措施和設備要指定專人定期進行檢查并建卡登記存檔。 10.新產品、設備、工藝和原料的投用，必須對靜電情況做出評價，并采取相應的除靜電措施。,2007年10月26日，某危險化學品生產企業(yè)發(fā)生一起靜電引起的危險品火災事故。 一名員工對攪拌缸的油漆進行調色，在投加溶劑油時，右手用小鐵勺（無接地）將溶劑過濾沿缸壁邊投加到大缸內，過濾網突然起火，因溶劑揮發(fā)性大，員工穿著的防靜電服瞬間被點燃。,1.1靜電事故,事故模擬圖,1.2事故原因,1、員工操作使用的過濾網金屬圈沒有靜電接地，在添加溶劑時，過濾網金屬圈形成浮游金屬產生靜電與金屬小勺放電產生火花，將周邊可燃的溶劑蒸汽點燃； 2、員工使用的防靜電服材質含有化纖成份，一旦有火源，非常容易引火燃燒并迅速漫延，受傷人員短時間無法擺脫。,1.3事故后果,受傷的員工,過濾網,事故導致該員工左手臂，左軀干上身側 29%度燒傷 ，損失工作日250日，經濟損失26萬元。,2006年8月2日，永和區(qū)某危險化學品生產企業(yè)發(fā)生一起地下溶劑罐在車間的管道出口靜電起火的事故。自動噴淋系統(tǒng)立即自動啟動，起火后一分鐘即被完全撲滅。,2.1靜電事故,當時車間約有20噸易燃品，若火勢延伸，后果不堪設想。,2.2事故原因,1、工人未正確使用靜電夾； 2、地下溶劑罐輸送泵功率過大，導致出口處流速過大，達200KG/分（安全要求為100KG/分以下）； 3、溶劑為甲苯，極易聚集靜電； 4、工人未使甲苯沿缸壁流入，靜電未能及時釋放。,3.1塑料桶裝苯起火,工人用一個塑料桶去裝苯，苯是易燃物質，塑料桶又帶了靜電，裝卸時靜電起火,4.1投料口爆炸,4.2事故經過,事故經過：一個帶攪拌的反應釜，人孔中裝有不銹鋼漏斗，操作時，人站在上凡力水木地板上，在室溫下預先投入丙酮，再通過漏斗將山梨糖粉投入反應釜中。當把山梨糖粉投入漏斗時，投料口發(fā)生了爆炸。,4.3原因分析(1),山梨糖粉桶，內襯為鋁箔（電容量約為50pf）。在山梨糖粉與鋁箔之間產生了電荷分離，一部分電荷分布在鋁箔上和與地面（上凡力水地板接地電阻為107108）不導電的操作工（穿橡皮底鞋，對地電阻108）身上，相反的電荷分布在糖粉上。在投料時，鋁箔與操作工帶的電荷通過接地的料斗放電產生火花。能點燃丙酮空氣混合物的最低能量為1.15mJ。模擬實驗證明，在上述條件下傾倒完一桶（約125公斤）山梨糖粉末，產生的靜電電荷約為3000V，放電所釋放的能量為W=1/2CU2=1/2（50+150）10-12F（3000V）2=0.9mJ。,4.3原因分析(2),按照計算所得放電的能量不足以引爆，但是，所給的C與U的值有很大的誤差，對丙酮的最低引爆能量是從文獻上查得的，在實際情況下有可能低一些。因此，這是一起由靜電放電產生火花引起丙酮爆炸的事故。,4.4預防措施,1.桶內的鋁箔要接地，并與接地的料斗相連接。 2.地板與鞋必須是導電的。 3.分批加入山梨糖（最多50公斤），并在兩批中間間隔半分鐘。,5.1當?shù)诙皟A入時爆炸,5.2事故經過,當被溶劑（含約20%二異丁烯）濕潤的產品，由一金屬容器經一金屬漏斗及一長3.5米的金屬投料管，投入一耙式干燥器（耙在緩緩轉動）。金屬容器、干燥器及其上面的金屬漏斗、金屬投料管均接地。當?shù)诙氨粌A入漏斗時，突然發(fā)生爆炸，火焰從投料口向外噴射而出。,5.3原因分析,在化學品與桶，加料斗和加料管之間分離時產生靜電放電現(xiàn)象。在桶、加料斗和加料管上的電荷，由于這些設備都是導體并接地的，所以這些電荷都流向大地，而化學品是高度絕緣，它上面的電荷不能被釋放。當緩緩旋轉的耙接近帶大量電荷的化學品表面時，發(fā)生刷狀放電。 如果是甲醇潤濕的物料則不會發(fā)生爆炸現(xiàn)象，因為甲醇的導電性足夠高，可以保證釋放化學品表面產生的電荷。第一桶投入時沒有發(fā)生爆炸是因為首先必須加入溶劑潤濕的化學品，形成爆炸性氣氛，電荷的量也隨加入的化學品的量增加而增加。,5.4預防措施,如化學品沒有根本性的變化，這種刷式放電就不可能避免（如使用導電溶劑或不用溶劑），必須惰化，因為可能的引爆源在化學的表面而不是在加料，二氧化碳（比空氣重）可以使用，甚至用一根開口管道直接送二氧化碳就能立即在化學品表面產生惰性條件，但這必須用連續(xù)的分析來證實。,6.1除塵器分離殺蟲劑粉與空氣時,6.2事故經過,一旋風除塵器，因法蘭墊導電性不夠（在生產線的大修過程中，該處使用了非導體墊圈），故內錐體與法蘭之間不能通電。用除塵器分離殺蟲劑與空氣時，在法蘭固定螺絲與內錐之間有點火花產生。,6.3原因分析,粉塵顆粒與絕緣的內筒碰壁，產生電荷分離。分離過后，電荷在金屬筒上積累，帶相反電荷的粉塵與接地的容器接觸，電荷放出。內錐體的大致電容量為3040pF，正?？諝獾慕殡姵?shù)為310V/m。內錐體中，均勻相中產生1cm長的點火花，相當于W=1/2CU2=1/2C(Ed)2=1/24010-12F(31041)2V2=18mJ。而可燃粉塵的最低燃點通常大于10mJ。因此在內筒邊緣與接地設備的最近的部分法蘭，螺絲之間放電產生了火花。,6.4預防措施,內筒與旋風分離器的外殼連接，通過接地導線或導電墊圈。,7.1粉塵爆炸,某樹脂廠發(fā)生一起爆炸，發(fā)生原因為丙二酚塑膠粉體入料時磨擦包裝袋，產生高伏特靜電位，于反應槽內引起之粉塵爆炸。,7.2發(fā)生原因,丙二酚粉塵系易燃物質，粉塵散布于空間，濃度達19.7 g/m3，即具備粉塵爆炸可燃物條件。 內裝丙二酚之包裝袋于靜止狀態(tài)時，其靜電位即高達7-10KV，經由高速摩擦包裝袋，已超出其安全作業(yè)標準10KV，即產生靜電火花，引起粉塵爆炸。,粉體入料時發(fā)生爆炸之現(xiàn)場,包裝袋外觀（拉開下方繩索，即可下料）,為了防范類似情形發(fā)生，該公司已完成工程改善，達到本質安全的目標。 例如在漏斗增加鐵網，以減低入料速度，與入料口、反應器及作業(yè)空間內以水蒸汽加濕，來消除靜電。,7.3預防及改善方法,水蒸汽加濕入料口附近空氣，以消除塑膠粉體帶電量,8.1充裝起火,當時一家化學品分配站站內正在向一個容積為300加侖的可移動的鋼罐體，充裝易燃的醋酸乙酯。大火開始發(fā)生在充裝區(qū)域。一個操作人員將充裝嘴放置在罐體頂部的開口處，并在充裝嘴上懸掛了一個鋼質重物以保持其卡在位置上。隨著對罐體的不斷充裝，這位操作人員聽見了“嘭”的爆裂聲并看見了罐體被火焰所吞沒。充裝嘴掉在地上，噴著醋酸乙酯。,8.2示圖,接地,接地,接地,泵,醋酸乙酯,稱重稱,蒸氣,充裝嘴,火花區(qū)域,8.3原因分析,在罐體的充裝口附近形成過爆炸性蒸氣和空氣的混合物。罐體，稱重稱和泵都是接地的，但是充裝嘴，軟管組件（和金屬重物）沒有做等電位連接和接地，它們被合成橡膠充裝軟管隔絕起來。靜電可能積聚在了這些部件上，并對不銹鋼罐體放電，產生了火花，而點燃了在充裝過程中積聚在充裝口附近的氣體。,8.4你知道嗎?,當液體通過管道，閥門和其它設備時，會產生靜電。 正確的等電位連接和接地保證了靜電不會積聚并引起火花。 靜電火花可以點燃許多易燃蒸氣和空氣的混合物。,等電位連接就是電氣連接可導電物體，以使這些物體間電勢相等，而防止火花。 接地就是將可導電物體與地連接，以釋放積聚的靜電和其它來源的電荷。,鋼罐體,鋼罐體,鋼罐體,等電位連接,接地,等電位連接及接地,8.5你能做什么?,針對易燃材料處理，要確?？蓪щ姷墓艿篮驮O備的等電位連接和接地，設計正確。它包括容器、泵，管道，閥門，噴嘴，儀表探頭，充裝管和充裝嘴，桶和可移動的容器，以及其它的可導電的設備。 當在向容器充裝易燃液體時，要盡量減小液體自由下落的高度，因為這種方式會在液體中制造出靜電。,閥門、法蘭防靜電接地,油桶防靜電接地,金屬取樣器接地,固定設備接地,振動設備接地,人體靜電接地,風管、保溫層罩連接,靜電的產生,靜電現(xiàn)象 靜電的產生 物質奪取自由電子，需要能量。 如果物質間進行摩擦，產生電子轉移。但兩個物質表面接觸后，只要把他們迅速拉開，也足以產生靜電。 靜電產生的基本、重要的因素應當認為是，物質相互密切接觸和迅速剝離。,產生靜電的內因 物質逸出功（電子脫離物質表面所需要作的功）不同。 物質電阻率不同。 產生靜電的外因 緊密接觸（25108 cm)與迅速分離。 附著帶電。 感應起電。 極化起電。 流動帶電。 噴出帶電。 飛沫帶電。 靜電的積累,電阻率與泄漏半衰期的關系,石油化工靜電的產生,輸油管線中靜電的產生 流動帶電。 管線材質影響。如高分子塑料管與鋼管比較，前者帶靜電高8倍。 管線內表面光潔度和使用時間等條件也對帶靜電傾向影響很大。 管線長度與帶電量成正比，如管線設有過濾分離器、過濾網等，帶電量有時會增加10200倍。因此泵或過濾器等出口側的管線采取加大管徑和增設緩沖罐等措施，都是必要的。 泵轉速的影響。 油溫的影響。石油的導電率隨油溫的升高而增大；但也有相反的理論。,混入微粒子、空氣和水的影響。當石油類中混入鐵銹等微粒子以膠狀分散時會增大帶電量；當空氣和其他氣體泡混入石油類中時，在流動開始瞬間，試驗證明與正常流動比產生約100倍的靜電；水的混入因情況不同而不同，一般也會增加靜電。 混合和攪拌引起的靜電 當貯罐內存在水和雜質時，會產生大量靜電。 噴出引起的靜電 若發(fā)生噴濺和泡沫會引起大量靜電，應引起重視。 沉降引起的靜電 影響貯罐內靜電產生量的幾個因素 底部裝油與噴濺裝油；油流出口與油面的距離；不同油品混合發(fā)生爆炸；罐底沉降水被攪起；蒸汽清洗油罐會產生很高的靜電電位；時間因素（最大靜電電位產生有延遲）。,鐵路槽車靜電主要來自泵和過濾器，一般過濾器設置在離裝油口100米外，使有充足的時間逸散電荷。 汽車油罐車靜電主要來自泵管道和過濾器，在注油過程中，油面電位隨油面升高而升高，到達一定值后又開始下降。 油輪靜電事故的產生：用水沖洗油油艙（測試表明沖洗很短時間，油倉中心電位高達40kV）；油艙裝油不滿，油或壓艙水搖晃帶電。 靜電危害的條件 靜電的產生 放電間隙的存在 爆炸危險物質達到爆炸極限,石油產品的爆炸極限（在空氣中的濃度體積）,靜電的安全防護,消除靜電的危害主要有兩個途徑：一是創(chuàng)造條件加速工藝過程中所產生靜電的泄漏或中和，限制靜電積累，使其不超過安全限度；二是控制工藝過程，限制靜電產生。,第一類方法,泄漏法,中和法,接地,增濕,加入抗靜電劑,涂導電涂層,感應中和器,發(fā)射性中和器,材料選擇,工藝設計、操作,設備結構,第二類方法,防止形成危險性混合物,以不可燃介質代替可燃介質：如用不可燃混合劑進行化學脫脂。 降低爆炸性混合物濃度：通風、抽氣等 工藝控制 控制流速 增強靜電電荷的衰減：工藝過程總是包含靜電的產生和逸散兩個區(qū)域，因此可以采取不同的預防靜電危害措施。 利用材質搭配控制靜電產生：如鋼鐵和晴綸摩擦，鋼鐵帶負電荷；鋼鐵與聚氯乙烯摩擦，鋼鐵帶正電荷。一種方法是系統(tǒng)中分別選擇不同材質容器、管道等，使一處的某種電荷在另一處消除；另一方法是材料混合，使物料流動時不會產生明顯靜電。如含有40尼龍和60達科隆的混合纖維同鍍鉻表面摩擦時不會產生靜電積累。,接地 增濕 增濕主要是增加靜電沿介質表面的泄漏，而不是增加通過空氣的泄漏。對于表面容易形成水膜的介質，如紙張、橡膠等非常有效。 化學防靜電 防靜電劑具有較好的導電性和較強的吸濕性，在高絕緣材料中非常有效。由無機鹽表面活性劑發(fā)展到高分子、有機半導體、高聚物等化學防靜電劑。 用于聚酯薄膜滌綸片基的防靜電劑，烷基二苯醚磺酸甲鹽（DPE），使聚酯薄膜表面電子由1015歐降至107歐。 用于塑料的防靜電劑，酰胺基季胺硝酸鹽用于聚氯乙烯（SN）。 用于纖維的防靜電劑，種類較多。 用于石油的防靜電劑，甲基乙烯脂順丁烯二酸酐的共聚物。 靜電消除器 將氣體分子電離產生消除靜電所需的離子。 自感應式、外接電源式（工頻高壓、高頻高壓、直流高壓、離子流）、放射線式、組合式。 防止人體帶靜電,人體靜電,有關資料表明，人體電容在150300pF之間，若操作人員不按規(guī)定著裝，人體靜電可達5000V，其儲存能量達1.853.75mJ。即使20的能量轉化為熱能，也足以引燃較多的可燃蒸氣與空氣混合物。,最小點火能量mJ,防爆人體靜電消除器,防爆人體靜電消除器是利用靜電泄放的原理來消除靜電的，防爆人體靜電釋放器接有靜電接地裝置，防爆人體靜電消除器一般放在工作區(qū)門口，或者是人員必經之處，靜電防護區(qū)的人員經過時，觸摸一下防爆人體靜電消除器上的金屬導電球，人體靜電即會通過防爆人體靜電消除器上的接地裝置導入大地。,防爆人體靜電消除器 非接觸式手提靜電場測試儀,人體身上的靜電試驗,經過試驗過人體帶靜電5萬伏時沒有不適的感覺，帶上8萬伏高壓靜電時依然面帶微笑，10萬伏（最高試驗過12萬伏）時也沒有生命危險。,在干燥的季節(jié)若穿上化纖衣服和絕緣鞋在絕緣的地面行走等活動，人體身上的靜電可達幾千伏甚至幾萬伏。,由于人是良導體,體內凈電荷會向體表流散并最終分布在表皮和毛發(fā)上,日常生活中我們常有這樣的經歷： 用塑料梳子梳頭時感到毛發(fā)被梳子吸引，也會聽到輕微的放電聲； 脫衣后，手靠近椅子或門把手等金屬體，會遭到電擊。 人體表面電阻率微小，同其他物體分離過程中電荷迅速反流、中和，因而不能起電。人體靜電主要由衣服、鞋等起電后傳導給人體并積聚起來的。,人體靜電電位和靜電感度的關系,人在地毯上行走，當腳抬起時，鞋底與地毯分離，鞋底電荷流向人體，起充電作用。 同時，人體電荷通過落地腳向地毯泄漏。行走時，人就不斷處于充放電過程中。如果鞋底電阻率夠大，則電荷會在人體積聚。,各種活動產生的體靜電壓值,活動方式 相對濕度 人體電位,穿絕緣鞋,在干燥環(huán)境中脫衣服 在化纖地毯上行走 在塑料地板上行走 從人造革軟椅上站起 從塑料桌面上挪動塑料盒,60 000 10%20% 35 000 10%20% 12 000 39% 2 000 10%20% 18 000,除了上式起電方式以外，還有其他方式，如： 1）感應式起電：人靠近帶電體，受電場作用， 產生感應電荷。例如熒光屏前的人面部會 感應負電荷，雖然此時人體靜電荷可能為零。 這種感應電壓有時很高，例如在雷云下行走 ，感應電壓可達5萬伏。 2）吸附起電：人處于余割漂浮帶電灰塵 或霧滴的環(huán)境中，這些微小帶電體在人體表感應 出異號電荷并受庫侖力票向人體，最終把電荷 傳給人。舞臺上用干冰噴霧，如果地面絕緣 性好，常能看到演員因帶高壓靜電而頭發(fā)豎起。,人體帶電有多種原因，但有三條相同規(guī)律,1）人活動速率越大，起電率越高，飽和電量越大，靜電電位就越高。這是由于接觸頻率高，分離速度快，電荷反流少的原因。相同條件下，人穿塑料鞋在化纖地毯上走，快行可起電3000伏以上，而慢行僅有幾百伏 。 2）人體泄漏電阻越大，則飽和電量和電位就越高