靜電危害及防護(hù)

1、第四章 靜電危害及其防護(hù)靜電是由物體間的相互摩擦或感應(yīng)而產(chǎn)生的。石油化工生產(chǎn)過程中，氣體、液體、粉體 的輸送、排出，液體的混合、攪拌、過濾、噴涂，固體的粉碎、研磨，粉塵的混合、篩分等， 都會(huì)產(chǎn)生靜電，有時(shí)靜電電壓高達(dá)數(shù)萬(wàn)伏，對(duì)靜電防護(hù)稍有疏忽，就可能導(dǎo)致火災(zāi)、爆炸和 人身觸電，有時(shí)則干擾正常生產(chǎn)和影響產(chǎn)品質(zhì)量，因此，我們有必要了解靜電產(chǎn)生的原因及 可能造成的危害，并采取切實(shí)可行的防護(hù)措施。第一節(jié) 靜電的產(chǎn)生及危害當(dāng)兩種不同性質(zhì)的物體相互摩擦或緊密接觸后迅速剝離時(shí)，由于它們對(duì)電子的吸引力大 小各不相同，就會(huì)發(fā)生電子轉(zhuǎn)移。一物失去部分電子而帶正電，另一物獲得部分電子而帶負(fù) 電。如果該物體與大地絕緣

2、，則電荷無(wú)法泄漏，停留在物體的內(nèi)部或表面呈相對(duì)靜止?fàn)顟B(tài)， 這種電荷就稱靜電。一、靜電產(chǎn)生的原因靜電產(chǎn)生的原因很多，但主要可以從物質(zhì)內(nèi)部特性和外界條件的影響兩個(gè)方面來(lái)說明。（一）內(nèi)部特性物質(zhì)的逸出功不同由于不同物質(zhì)使電子脫離原來(lái)物體表面所需外界做的功（稱為逸出功）不同，因此，當(dāng)它 們兩者緊密接觸時(shí)，在接觸面上就會(huì)發(fā)生電子轉(zhuǎn)移，逸出功小的物質(zhì)失去電子而帶正電荷， 逸出功大的物質(zhì)則得到電子而帶負(fù)電荷。各種物質(zhì)電子逸出功的不同是產(chǎn)生靜電的基礎(chǔ)。物質(zhì)的電阻率不同靜電的產(chǎn)生和物質(zhì)的導(dǎo)電性能有很大關(guān)系，它以電阻率來(lái)表示。電阻率越小，導(dǎo)電性能 越好。根據(jù)大量實(shí)驗(yàn)得出的結(jié)論，物質(zhì)的電阻率小于106Qcm時(shí)，因其

3、本身具有較好的 導(dǎo)電性能，靜電將很快泄漏。大于106Qcm且小于1010Qcm的物質(zhì)，通常帶電量是不 大的，不易產(chǎn)生靜電。大于1010Qcm且小于1015Qcm的物質(zhì)最易帶靜電，是防靜電工 作的重點(diǎn)對(duì)象。如汽油、苯、乙醚等，它們的電阻率在大于1011Qcm且小于1015Qcm 之間，靜電很容易產(chǎn)生并積聚。但當(dāng)電阻率大于1015Qcm時(shí)，物質(zhì)就不易產(chǎn)生靜電，可 一旦產(chǎn)生靜電，就難以消除。因此，電阻率的大小是靜電能否積聚的條件。必須指出，水是靜電的良導(dǎo)體，但當(dāng)少量水夾在絕緣油品中，因?yàn)樗闻c油品相對(duì)流動(dòng) 時(shí)要產(chǎn)生靜電，反而會(huì)使油品靜電量增加。金屬是良導(dǎo)體，但當(dāng)它與大地絕緣時(shí)，就和絕緣 體一樣，也會(huì)

4、帶有靜電。介電常數(shù)不同介電常數(shù)也稱電容率，是決定電容的一個(gè)主要因素。在具體配置條件下，物體的電容與 電阻結(jié)合起來(lái)，決定了靜電的消散規(guī)律，是影響電荷積聚的另一因素。對(duì)于液體，介電常數(shù) 大的一般電阻率低。如果液體相對(duì)介電常數(shù)大于20，并以“連續(xù)相”存在及接地，一般來(lái) 說，不管是輸送還是儲(chǔ)運(yùn)，都不大可能積聚靜電。（二）外部作用條件緊密接觸與迅速分離兩種不同的物質(zhì)通過緊密接觸與迅速分離的過程，將外部能量轉(zhuǎn)變?yōu)殪o電能量，并貯存 于物質(zhì)之中。其主要表現(xiàn)形式除摩擦外，還有撕裂、剝離、拉伸、加捻、撞擊、擠壓、過濾 及粉碎等。附著帶電某種極性離子或自由電子附著在與大地絕緣的物體上，也能使該物體呈帶靜電的現(xiàn)象。

5、人在有帶電微粒的場(chǎng)合活動(dòng)后，由于帶電微粒吸附于人體，因而也第二節(jié) 防止靜電危害的基本措施防止靜電危害一方面要控制靜電的產(chǎn)生，另一方面要防止靜電的積累?？刂旗o電的產(chǎn)生 主要是控制工藝過程和控制工藝過程中所用材料的選擇；控制靜電的積累主要是設(shè)法加速靜 電的泄漏和中和，使靜電不超過安全限度。接地、增濕、加入抗靜電劑等均屬于加速靜電泄 漏的方法，運(yùn)用感應(yīng)中和器、外接電源式中和器、放射線中和器等裝置消除靜電危害的方法 均屬于加速靜電中和的方法。一、工藝控制法工藝控制法就是從工藝流程、設(shè)備結(jié)構(gòu)、材料選擇和操作管理等方面采取措施，限制靜 電的產(chǎn)生或控制靜電的積累，使之達(dá)不到危險(xiǎn)的程度。（一）限制輸送速度降低

6、物料移動(dòng)中的摩擦速度或液體物料在管道中的流速等工作參數(shù)，可限制靜電的產(chǎn) 生。例如，油品在管道中流動(dòng)所產(chǎn)生的流動(dòng)電流或電荷密度的飽和值近似與油品流速的二次 方成正比，所以對(duì)液體物料來(lái)說，控制流速是減少靜電電荷產(chǎn)生的有效辦法。（二）加快靜電電荷的逸散在產(chǎn)生靜電的任何工藝過程中，總是包含著產(chǎn)生和逸散兩個(gè)區(qū)域。逸散就是指電荷自帶 電體上泄漏消散。緩沖器輸送液體物料時(shí)，在管道末端加緩沖器，以利用流速減慢時(shí)消散顯著的特點(diǎn)，使帶電的 液體通過管道進(jìn)入貯罐之前，先進(jìn)入緩沖器內(nèi)“緩沖”一段時(shí)間，將大部分電荷在這段時(shí)間 里逸散，從而大大減少了進(jìn)入貯罐的電荷。靜置時(shí)間經(jīng)輸油管注入貯罐的液體帶入一定的靜電荷，根據(jù)同性

7、相斥的原理，液體內(nèi)的電荷將向 器壁、液面集中并泄人大地，此過程需一定時(shí)間，因此石油產(chǎn)品送入貯罐后，應(yīng)靜置一段時(shí) 間后才能進(jìn)行檢尺、采樣等工作。靜置時(shí)間應(yīng)符合表42的規(guī)定。表42靜置時(shí)間表單位：min湛體電導(dǎo)率以fi/m）液體體和&I35000 10-*11 一2IO1J- IVs231030UK Kq IQ- 1245印120。io-1015120240（三）消除產(chǎn)生靜電的附加源產(chǎn)生靜電的附加源如液流的噴濺、容器底部積水受到注入流的攪拌、在液體或粉體內(nèi)夾 入空氣或氣泡、粉塵在料斗或料倉(cāng)內(nèi)沖擊、液體或粉體的混合攪動(dòng)等。只要采取相應(yīng)的措施， 就可以減少靜電的產(chǎn)生。（1）為了避免液體在容器內(nèi)噴濺，應(yīng)

8、從底部注油或?qū)⒂凸苎由熘寥萜鞯撞恳好嫦?。?）為了減輕從油槽車頂部注油時(shí)的沖擊，從而減少注油時(shí)產(chǎn)生的靜電，應(yīng)改變注油管 出口處的幾何形狀，見圖41。這樣做對(duì)降低油槽內(nèi)油面的電位有一定的效果。圖4 1注油管頭示意圖為了降低罐內(nèi)油面電位，過濾器不宜離管出口太近。一般要求從罐內(nèi)到出口有30s 的緩沖時(shí)間，如滿足不了則要配置緩沖器或其它防靜電措施。消除雜質(zhì)油罐或管道內(nèi)混有雜質(zhì)時(shí)，有類似粉體起電的作用，靜電發(fā)生量將增大。實(shí)踐證明，油 中含水5%,會(huì)使起電效應(yīng)增大1050倍。油品采用空氣調(diào)合也是很不安全的。石油產(chǎn)品在生產(chǎn)輸送中，要避免水、空氣及其它雜 質(zhì)與油品之間以及不同油品之間相混合。在粉體輸送過程中，

9、要防止塵垢、雜物落人料斗，料斗應(yīng)有斜面，以減少?zèng)_擊。并要除 掉粉體內(nèi)的雜質(zhì)，因?yàn)楦鞣N雜質(zhì)的沉降速度不一致，會(huì)形成二次分離，產(chǎn)生帶電塵霧，在懸 浮的粒子中易造成火花放電。降低爆炸性混合物濃度降低爆炸性混合物濃度，可消除或減輕爆炸性混合物;也可以在危險(xiǎn)場(chǎng)所充填惰性氣體， 如二氧化碳和氮?dú)獾龋艚^空氣或稀釋爆炸性混合物，以達(dá)到防火防爆的目的。材料的選用一種材料與不同種類的其它材料接觸而后分離時(shí)，其上靜電電荷的數(shù)量和極性是隨其它 材料不同而不同的。因此，在存在摩擦且容易產(chǎn)生靜電的場(chǎng)合，可以人為地使生產(chǎn)物料與不 同材料制成的設(shè)備發(fā)生摩擦，并且與一種材料制成的設(shè)備發(fā)生摩擦?xí)r物料帶正電，而與另一 種材料制成

10、的設(shè)備摩擦?xí)r物料帶負(fù)電，以使得物料上的靜電互相抵消，從而消除靜電的危害。適當(dāng)安排物料的投入順序在某些攪拌工藝過程中，適當(dāng)安排加料順序，可降低靜電的危害性。例如，在某液漿攪 拌過程中，先加入汽油及其它溶質(zhì)攪拌時(shí)，液漿表面電壓小于400V，而最后加入汽油時(shí)， 液漿表面電壓則高達(dá)10kV以上。二、靜電泄漏法(一)接地接地是消除靜電危害簡(jiǎn)單易行而且十分有效的方法。接地可以將帶電體上的靜電荷通過 接地裝置或接地導(dǎo)體，較迅速地引人大地，從而消除了靜電荷在帶電體上積聚。接地對(duì)象在易燃易爆場(chǎng)所，凡能產(chǎn)生靜電的所有金屬容器、輸送機(jī)械、管道、工藝設(shè)備等。輸送油類等可燃液體的管道、貯罐、漏斗、過濾器以及其它有關(guān)的金

11、屬設(shè)備或物體。處理可燃?xì)怏w或物質(zhì)的機(jī)械外殼、轉(zhuǎn)動(dòng)的輥筒及一些金屬設(shè)備。加油棧臺(tái)、油槽車、油船體、鐵路軌道、浮頂油罐。采用絕緣管道輸送物料能產(chǎn)生靜電的情況，在管道外的金屬屏蔽層應(yīng)接地，最好采 用內(nèi)壁襯有銅絲網(wǎng)的軟管并接地。接地方式油罐罐壁用焊接鋼筋或扁鋼接地。注油金屬噴嘴與絕緣輸油軟管應(yīng)先搭接后接地。鐵路軌道、輸油管道、金屬棧橋和卸油臺(tái)等的始末端和分支處應(yīng)每隔50m有一處接 地。（4）輸油軟管或軟筒上纏繞的金屬件也應(yīng)接地。（5）貯油罐的輸入輸出管間如有一定距離時(shí)，應(yīng)先用連接件搭接后接地。（6）在可燃液體注入容器時(shí)，注入器件（如漏斗、噴嘴）應(yīng)接地。（二）增濕帶電體在自然環(huán)境中放置，其所帶有的靜電荷

12、會(huì)自行逸散。逸散的快慢與介質(zhì)的表面電 阻率和體積電阻率有很大關(guān)系，而介質(zhì)的電阻率又和環(huán)境的濕度有關(guān)。提高環(huán)境的相對(duì)濕度， 不只是加快靜電的泄漏，還能提高爆炸性混合物的最小引燃能量。為此，在產(chǎn)生靜電的生產(chǎn) 場(chǎng)所，可安裝空調(diào)設(shè)備、噴霧器或掛濕布片來(lái)提高空氣濕度，降低或消除靜電的危害。從消 除靜電危害角度考慮，控制相對(duì)濕度在70%以上為宜。（三）加抗靜電劑對(duì)于表面不易吸濕的化纖和塑料物質(zhì)，可以采用各種抗靜電劑，其主要成分是以油脂為 原料的表面活性劑，能賦予物體表面以吸濕性（親水性）和電離性，從而增強(qiáng)導(dǎo)電性能，加速 靜電泄漏。三、靜電消除器（靜電中和法）靜電消除器是指將氣體分子進(jìn)行電離，從而產(chǎn)生消除靜

13、電所必要的離子的裝置。它是防 止絕緣體帶電的有效設(shè)備。當(dāng)帶電物體的附近安裝靜電消除器時(shí)，靜電消除器產(chǎn)生的與帶電 物體極性相反的離子便向帶電物體移動(dòng)，并與帶電物體的電荷進(jìn)行中和，從而達(dá)到消除靜電 的目的。根據(jù)消除靜電原理和要求不同，靜電消除器分為以下三種類型：（一）自感應(yīng)式靜電消除器它是利用帶電體的電荷與被感應(yīng)放電針之間發(fā)生電暈放電，使空氣被電離的方法來(lái)中和 靜電。這種消除器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，容易制作，價(jià)格低，便于維修，本身不易成為引火源，是一種 安全性較高的消電裝置，對(duì)于不要求將靜電消除得太干凈的場(chǎng)合較為適用。（二）外接電源式靜電消除器為了達(dá)到快速消除靜電的效果，可在放電針上加上交、直流高壓，使放電針

14、與接地體之 間形成強(qiáng)電場(chǎng)，這樣就加強(qiáng)了電暈放電，增強(qiáng)了空氣電離，達(dá)到中和靜電的效果。外接電源 式靜電消除器比自感應(yīng)式靜電消除器消電徹底，但容易使帶電體載上反極性的靜電。（三）放射線式靜電消除器利用放射性材料使空氣電離，達(dá)到中和靜電的目的。放射性材料尤其是。射線對(duì)空氣電 離效果極佳，因此消除靜電的效果也很好。這種消除器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，不要求有外接電源，而且 工作時(shí)又不產(chǎn)生火花，適用于有火災(zāi)和爆炸危險(xiǎn)的場(chǎng)所。四、防止人體帶電人體帶電除了能使人體遭到電擊和對(duì)安全生產(chǎn)造成威脅外，還能在精密儀器或電子器件 生產(chǎn)中造成質(zhì)量事故，為此必須解決人體帶電對(duì)工業(yè)生產(chǎn)的危害。（一）人體接地（1）在人體必須接地的場(chǎng)所，應(yīng)裝設(shè)金屬接地棒一消電裝置，工作人員隨時(shí)用手接觸接 地棒，以消除人體所帶有的靜電。在坐著工作的場(chǎng)合，工作人員可佩帶接地的腕帶。（2）在有靜電危害的場(chǎng)所，應(yīng)注意著裝，穿戴防靜電工作服、鞋和手套，不得穿用化纖 衣物。（二）工作地面導(dǎo)電化特殊危險(xiǎn)場(chǎng)所的工作