二、防靜電的技術(shù)措施

　　人們對(duì)電的認(rèn)識(shí)最早是從靜電開(kāi)始的。人們發(fā)現(xiàn)兩種性質(zhì)不同的物質(zhì)相互摩擦后，就具有了某種吸引力，例如，用毛皮摩擦琥珀后能吸引紙屑，這便是靜電作用。人們穿著化纖服裝，夜晚在黑暗處脫下時(shí)，會(huì)發(fā)出閃閃的小火花，并伴有輕微的“啪啪”聲，這是經(jīng)?？梢?jiàn)的靜電放電現(xiàn)象。

　　1、靜電的產(chǎn)生及其危害

　　靜電是由于物體的摩擦而產(chǎn)生的。兩種物體緊密接觸時(shí)，一物體把電子傳給另一物體，失去電子的物體帶正電，得到電子的物體帶負(fù)電。因此，兩種物體接觸后再分離時(shí)兩物體上就分別帶有電荷，即產(chǎn)生了靜電。一般情況下，越是電阻率大的非導(dǎo)體越容易帶電。如果電阻率小的，即使產(chǎn)生了靜電，也會(huì)因及時(shí)向大地泄漏而消失掉，所以物體不會(huì)帶電。容易產(chǎn)生靜電的物質(zhì)主要是些絕緣體，其電阻率大致是106～1016Ω.cm。按照物質(zhì)得失電子的難易程度，亦即按照物質(zhì)相互摩擦?xí)r帶電極性的順序，可以排成如下兩種典型的靜電序列：

　　+玻璃～頭發(fā)～尼龍～羊毛～人造纖維～綢～醋酸人造絲～紙纖維和濾紙～黑橡膠～維尼綸～聚酯纖維～電石～聚乙烯～可耐尼龍～賽璐珞～玻璃紙～氯乙烯～聚四氟乙烯-。

　　+石棉～玻璃～云母～羊毛～鉛～鎘～鋅～鋁～鉻～鐵～銅～鎳～銀～金～鉑-。

　　同一序列中，列在前面的物質(zhì)與后面的物質(zhì)相互摩擦?xí)r，前者帶正電，后面的帶負(fù)電。

　　除不同的物質(zhì)由于摩擦產(chǎn)生靜電外，由于撕裂、剝離、拉伸、撞擊等也可能產(chǎn)生靜電。例如，工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中的粉碎、篩選、滾壓、攪拌、噴涂、過(guò)濾、拋光、印刷等，都會(huì)有靜電荷產(chǎn)生。

　　(1)靜電的特點(diǎn)

　　1)靜電電壓很高。兩種物質(zhì)接觸后再分離時(shí)，由于產(chǎn)生了靜電，其間電壓U與電量Q成正比，而與該帶電系統(tǒng)的電容C成反比，即 U=Q/C。在短時(shí)間內(nèi)，電荷量幾乎維持不變;其間距離與相接觸時(shí)的微小距離相比急劇增加，使其電容量急劇下降，從而導(dǎo)致電壓達(dá)到很高的數(shù)值。例如，電動(dòng)機(jī)械中傳動(dòng)皮帶剛離開(kāi)轉(zhuǎn)輪時(shí)，電位并不高，轉(zhuǎn)動(dòng)到兩帶輪中間位置時(shí)，電位就增加很高。又如，汽油在金屬管道中流動(dòng)時(shí)電位并不很高，但當(dāng)注入油罐，尤其是注入大容積油罐時(shí)，電位就升到很高的數(shù)值。

　　2)靜電產(chǎn)生感應(yīng)。靜電感應(yīng)就是金屬導(dǎo)體在靜電場(chǎng)中，導(dǎo)體表面的不同部位感應(yīng)出不同的電荷或?qū)w上原有的電荷經(jīng)感應(yīng)重新分配的現(xiàn)象。因此，生產(chǎn)工藝過(guò)程中產(chǎn)生的靜電，可以在鄰近的對(duì)地絕緣的金屬導(dǎo)體上感應(yīng)出電荷，甚至使其產(chǎn)生很高的電壓。

　　3)靜電產(chǎn)生尖端放電。金屬導(dǎo)體上的電荷分布在導(dǎo)體外表面上，導(dǎo)體表面的曲率越大，電荷分布的密度越大。因此，導(dǎo)體表面尖端附近電場(chǎng)較強(qiáng)，容易使周?chē)目諝獾冉橘|(zhì)電離，即發(fā)生尖端放電。

　　(2)靜電的危害

　　靜電技術(shù)在現(xiàn)代科技領(lǐng)域中發(fā)揮著極其重要的作用，如在高能物理方面的“靜電加速器”，工業(yè)生產(chǎn)中的“靜電噴漆”、“靜電除塵”，辦工用的“靜電復(fù)印”等技術(shù)。然而它同火一樣，不僅對(duì)科技進(jìn)步和社會(huì)發(fā)展起到重要的推動(dòng)作用，也會(huì)給生活、生產(chǎn)帶來(lái)?yè)p失和災(zāi)禍。它可能造成人體電擊、生產(chǎn)故障、通訊和電子計(jì)算機(jī)受到干擾等，但從消防安全角度看，它會(huì)引發(fā)火災(zāi)爆炸事故。例如，某橡膠廠以 15m/min的速度經(jīng)滾筒輸送膠帶時(shí)，由于靜電放電火花多次引燃因卷烘而產(chǎn)生的汽油蒸氣，致使發(fā)生火災(zāi)事故。又如某煉油廠液化石油氣充瓶間，一充氣女工用手推尼龍頭巾時(shí)，靜電放電火花引燃室內(nèi)液化石油氣與空氣的混合氣體。再如，某橡膠廠打漿房工人用一導(dǎo)管向桶內(nèi)灌汽油時(shí)，產(chǎn)生靜電，待灌到半桶多時(shí)靜電放電起火，燒毀打漿房。還有，西安某廠在使用120#航空汽油拖地時(shí)，由于人體帶電與接地鐵管之間放電，引爆汽油蒸氣與空氣的混合氣體，造成6人死亡、46人重傷的重大事故。就行業(yè)而言，以煉油、化工、橡膠、印刷、粉末加工等發(fā)生的靜電火災(zāi)事故較多。

　　如果在接地良好的導(dǎo)體上產(chǎn)生靜電荷后，靜電荷會(huì)很快泄漏到大地中去;但如果是絕緣體上產(chǎn)生靜電，則電荷會(huì)越積越多，形成很高的電位。當(dāng)帶電體與不帶電體或電位很低的物體接近時(shí)，如電位差達(dá)到300 V以上，就會(huì)產(chǎn)生放電現(xiàn)象，并產(chǎn)生火花。靜電放電的火花能量達(dá)到或大于周?chē)扇嘉锏淖钚≈鹉芰?，而且可燃物在空氣中的濃度或含量也在爆炸極限范圍以內(nèi)時(shí)，就能立刻引起燃燒或爆炸。在石油化工等工藝過(guò)程中，靜電放電火花引起的燃燒爆炸事故是經(jīng)常發(fā)生的。

　　一般易燃易爆物質(zhì)的最小著火能量都很小，如氫僅為0.019 mJ約相當(dāng)于一枚訂書(shū)釘從一米高處自由下落所產(chǎn)生的能量。

　　2、產(chǎn)生靜電的部位和情況

　　1)固體物質(zhì)帶電。固體物質(zhì)大面積的摩擦，如紙張與卷軸的摩擦;橡膠或塑料的碾制;傳動(dòng)皮帶與皮帶輪或?qū)л喌哪Σ?固體物質(zhì)在擠出、過(guò)濾時(shí)與管道、過(guò)濾器等發(fā)生的摩擦;固體物質(zhì)的粉碎、研磨和攪拌過(guò)程等，均可能產(chǎn)生靜電。

　　2)易燃可燃液體帶電。易燃可燃液體流動(dòng)時(shí)，相互碰撞、噴濺、與管壁摩擦或沖擊容器器壁，都能產(chǎn)生靜電。例如，液體在管道中流動(dòng);液體從管中流出、沖擊金屬容器;液體運(yùn)輸中晃動(dòng);液體通過(guò)多孔或網(wǎng)狀的過(guò)濾裝置;向貯罐中灌注液體等過(guò)程均容易產(chǎn)生靜電。

　　3)粉體帶電。粉體物料在研磨、攪拌、篩分或高速運(yùn)動(dòng)時(shí)，由于粉體顆粒與顆粒之間以及粉體顆粒與管道壁、容器壁或其他器具之間的碰撞、摩擦?xí)a(chǎn)生靜電。

　　4)壓縮氣體和液化氣體帶電。這類(lèi)氣體如氫氣、乙烯、乙炔、天然氣、液化石油氣等，從管口或破損處高速噴出時(shí)能產(chǎn)生靜電。產(chǎn)生靜電的主要原因是氣體中含有固體或液體雜質(zhì)在高速噴出時(shí)與噴口發(fā)生強(qiáng)烈摩擦所致。

　　3、靜電的防護(hù)措施

　　靜電放電引起火災(zāi)、爆炸事故的條件是：有產(chǎn)生靜電電荷的條件;具備產(chǎn)生火花放電的電壓;有引起火花放電的合適間隙;產(chǎn)生的電火花有足夠的能量;在放電間隙的周?chē)h(huán)境中有爆炸性混合物。上述5個(gè)條件只要消除其中一個(gè)就能達(dá)到防靜電危害的目的。

　　(1)利用工藝控制方法減少產(chǎn)生靜電

　　1)減少傳送皮帶與帶輪之間的摩擦，防止打滑現(xiàn)象，即皮帶松緊要適當(dāng)，保持一定拉力，并避免過(guò)載拉不動(dòng)，盡可能采用導(dǎo)電膠帶或傳動(dòng)效率較高的導(dǎo)電的三角帶。

　　2)在輸送可燃?xì)怏w、易燃液體和易燃易爆物質(zhì)的設(shè)備上，應(yīng)直接采用軸傳動(dòng)，不宜采用皮帶傳動(dòng)。如用皮帶傳動(dòng)，則必須采取有效的防靜電措施。

　　3)限制易燃可燃液體在管道中的流速。當(dāng)液體紊流時(shí)，產(chǎn)生的靜電量與流速的1.75次方成正比，并與管道內(nèi)徑的0.75次方成正比。表3-37是不同管徑中可燃液體的限制流速。在確定流速時(shí)，不僅要考慮管道的內(nèi)徑，而且還要考慮流體的性質(zhì)、所含的雜質(zhì)量和成分以及管道材質(zhì)等各種因素的影響。當(dāng)流體的電阻率越高，電荷不易泄掉時(shí)，要求流速要低些;如流體的電阻率低，則其流速可相對(duì)高些。

　　4)灌裝油品采用底部注油方式操作。因?yàn)椴捎庙敳孔⒂蜁r(shí)，由于油品的飛濺、飛泡和雜質(zhì)的擾動(dòng)、沉浮帶電，尤其水分或其他雜質(zhì)的影響較大，靜電成幾十倍的增加，故靜電放電引發(fā)的火災(zāi)、爆炸事故頻發(fā)。

　　(2)靜電接地

　　靜電接地是防靜電措施中的重要一環(huán)。接地可將靜電電荷導(dǎo)入大地，使帶電體靜電荷積累不超高電位。如無(wú)其他工藝條件配合，接地只能消除帶電導(dǎo)體表面的自由電荷，而對(duì)非導(dǎo)體的靜電電荷是導(dǎo)不走的。

　　1)凡在加工、儲(chǔ)存、運(yùn)輸過(guò)程中能夠產(chǎn)生靜電的管道、設(shè)備，如各種貯罐、混合器、物料輸送設(shè)備、排注器、過(guò)濾器、反應(yīng)器、吸附器、粉碎機(jī)械等金屬體，均應(yīng)連成一個(gè)連續(xù)的導(dǎo)電整體并加以接地，不允許設(shè)備內(nèi)部有與地絕緣的金屬體。

　　輸送物料能產(chǎn)生靜電危險(xiǎn)的絕緣管道的金屬屏蔽層亦應(yīng)接地。各種靜電消除器的接地端，以及高絕緣物料的注料口，裝卸油品站臺(tái)，運(yùn)油車(chē)輛、船體、鐵路軌道，浮動(dòng)罐體等，也應(yīng)連接成導(dǎo)電通路并接地。

　　在有火災(zāi)、爆炸危險(xiǎn)的場(chǎng)所或靜電對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量、人體安全有影響的地方所使用的金屬用具、門(mén)把手、窗插銷(xiāo)、移動(dòng)式金屬車(chē)輛、金屬家具、金屬梯子以及編有金屬絲的地毯等，均應(yīng)接地。對(duì)于能產(chǎn)生靜電的旋轉(zhuǎn)體，可采用導(dǎo)電性潤(rùn)滑油或滑環(huán)碳刷接地。為了防止感應(yīng)帶電，凡在有靜電產(chǎn)生的場(chǎng)所內(nèi)，平行管道間距小于10 cm時(shí)，每隔20 m應(yīng)跨接一次。若相交間距小于10 cm時(shí)，相交或相近處應(yīng)當(dāng)跨接。金屬構(gòu)架與管道、金屬設(shè)備的間距小于10 cm者，也應(yīng)接地。

　　2)對(duì)于工藝設(shè)備、管道靜電接地連接的跨接端及引出端的位置應(yīng)選在不受外力傷害、便于檢查維修、便于與接地干線相連的地方。靜電接地引出端連接板截面應(yīng)為40×4mm，并將靠近設(shè)備本體的一端焊接于設(shè)備外殼上，連接板伸出保溫層外，以便與外來(lái)接地線連接?？拷饘倜嫦嘟拥撵o電跨接處，應(yīng)避免由于振動(dòng)、污染等使接觸情況變壞。螺栓壓接板間接觸面積應(yīng)大于20 cm2。

　　防雷、電氣保護(hù)的接地系統(tǒng)可同靜電接地共用。靜電接地系統(tǒng)也可利用電氣工作接地體，但不允許用三相四線制的零線系統(tǒng)。假如單純?yōu)橄に囲o電而用的接地裝置，其接地電阻可取100Ω。每組靜電接地裝置至少要用兩根接地極組成，管網(wǎng)及大型設(shè)備的接地裝置可利用鋼筋混凝土基礎(chǔ)的埋地部分。接地系統(tǒng)的材質(zhì)要考慮到介質(zhì)的腐蝕作用。

　　管道、設(shè)備用法蘭連接的，至少應(yīng)用兩個(gè)以上螺栓作妥善連接，螺栓安裝前其接觸部位應(yīng)除銹、加鉛或鍍錫墊圈。

　　3)貯罐如有避雷裝置的，可不必另設(shè)靜電接地(獨(dú)立的避雷針的接地裝置除外)，貯罐應(yīng)有兩處以上的接地點(diǎn)，接地極之間的距離不應(yīng)大于30 m，接地點(diǎn)不應(yīng)裝在進(jìn)液口附近。

　　金屬管道系統(tǒng)的末端、分叉、變徑、主控閥門(mén)、過(guò)濾器，以及直線管道每隔200～300m處均應(yīng)設(shè)接地點(diǎn)。車(chē)間內(nèi)管道系統(tǒng)接地點(diǎn)不應(yīng)少于兩個(gè)，接地點(diǎn)、跨接點(diǎn)的具體位置可與管道的固定托架位置一致。如管道系絕緣材質(zhì)，應(yīng)在管道表面上纏繞接地金屬線作為靜電屏蔽。

　　4)罐車(chē)、油槽汽車(chē)、油船、手推車(chē)以及移動(dòng)式容器的停留、停泊處，要在安全的場(chǎng)所裝設(shè)專(zhuān)用的接地接頭，以便移動(dòng)設(shè)備接地用。當(dāng)罐車(chē)、油槽汽車(chē)到位后，停機(jī)剎車(chē)，關(guān)閉電路，打開(kāi)罐蓋之前要進(jìn)行接地。注液完畢，拆掉軟管，經(jīng)一定時(shí)間的靜止，再將接地線拆開(kāi)。

　　將容器放在導(dǎo)電墊和導(dǎo)電地面上時(shí)，應(yīng)確保墊、地面無(wú)絕緣涂膜。帶輪的容器和小車(chē)，其輪子應(yīng)采用導(dǎo)電性材料。對(duì)于移動(dòng)式工具，最好通過(guò)人體作靜電接地;如果這種接地不能滿足要求或不允許通過(guò)人體接地，則應(yīng)裝接地端子，用專(zhuān)用線接地。在檢尺和取樣過(guò)程中，檢尺棒、取樣容器以及繩索要接地，取樣繩索兩端之間的電阻應(yīng)為107～109Ω。

　　(3)增加空氣濕度

　　在條件允許時(shí)，采取噴水方法提高設(shè)備內(nèi)部和設(shè)備周?chē)諝獾南鄬?duì)濕度，來(lái)增加空氣的導(dǎo)電性能，以消除靜電積聚。在工藝條件允許的情況下，空氣增濕以相對(duì)濕度70%為適宜。增濕的具體方法可采用通風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)濕、地面灑水、掛濕布條以及噴放水蒸氣等方法。增濕空氣不僅有利于靜電的導(dǎo)出，還能提高爆炸性混合物的最小點(diǎn)火能量，有利于防爆。

　　(4)加抗靜電添加劑

　　抗靜電添加劑是一種表面活性劑，它可使非導(dǎo)體材料增加吸濕性或離子性，使其電阻系數(shù)降低到106～108Ω.cm以下，絕緣性能受到—一定的破壞，以達(dá)到消除靜電的目的。有的添加劑本身就具有良好的導(dǎo)電性，依靠其良好的導(dǎo)電性能將生產(chǎn)過(guò)程中非導(dǎo)體上的靜電導(dǎo)出。

　　抗靜電添加劑種類(lèi)繁多，如無(wú)機(jī)鹽表面活性劑、無(wú)機(jī)半導(dǎo)體、有機(jī)半導(dǎo)體、高聚物以及電解質(zhì)高分子成膜物等等。

　　(5)靜置

　　經(jīng)輸油管注入容器、貯罐的液體能帶入一定量的靜電荷，根據(jù)同性相斥的原理，液體內(nèi)的電荷將向器壁、液面集中泄漏消散，而液面電荷經(jīng)液面導(dǎo)向器壁進(jìn)而泄入大地，此過(guò)程需一定時(shí)間。如向燃料罐裝液體，當(dāng)裝到罐容積90 %的空間時(shí)停泵，液面電壓峰值常出現(xiàn)在停泵后的5～10 s以內(nèi)，然后電荷逐步衰減，該過(guò)程需70～80 s。因此，不允許停泵后馬上檢尺、取樣。小容積槽車(chē)裝完1～2 min后即可取樣，對(duì)于大貯罐則需要待含水完全沉降后才能進(jìn)行檢尺工作。

　　(6)防止人體帶電

　　在有火災(zāi)、爆炸危險(xiǎn)的場(chǎng)合，操作人員不要穿化纖衣服，宜穿布底鞋或?qū)щ姷哪z底鞋;工作地面應(yīng)采用導(dǎo)電性能好的水泥地面或采用導(dǎo)電橡膠的地板。

　　(7)控制和消除易燃易爆物質(zhì)

　　防雷防靜電措施

　　在能產(chǎn)生靜電的場(chǎng)合，要采取控制和消除或減少能被靜電火花引燃的物質(zhì)。

　　1)在可能產(chǎn)生和積累靜電的工藝過(guò)程中，在工藝或作業(yè)允許的條件下，盡量用不燃或難燃材料代替可燃材料，如用危險(xiǎn)性小的三氯乙烯、四氯化碳代替汽油、煤油洗滌設(shè)備或設(shè)備的零、部件。再如為洗滌油脂，可采用苛性鉀、苛性鈉、碳酸鈉等不燃的洗滌劑。

　　2)千方百計(jì)地密閉設(shè)備和管道，防止滴、漏、跑、冒可燃?xì)怏w、易燃和可燃液體蒸氣以及粉體類(lèi)易燃物料。

　　3)采用通風(fēng)措施，保持一定的空間內(nèi)不至于形成爆炸性混合物或沉積可燃性粉塵。

　　4)在有火災(zāi)爆炸危險(xiǎn)的設(shè)備內(nèi)充入惰性介質(zhì)，以稀釋可燃物，防止形成爆炸性混合物等。

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