淺談靜電防護(hù)在化工廠設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

【摘 要】本文闡述了靜電放電的基本原理，并通過(guò)化工廠近些年來(lái)所發(fā)生的靜電事故，提出了化工廠靜電防護(hù)的措施。

【關(guān)鍵詞】化工廠；靜電放電；靜電導(dǎo)除；靜電接地；靜電屏蔽；人體靜電

靜電放電是由于摩擦、撞擊等過(guò)程中產(chǎn)生靜電電荷，在導(dǎo)電不良的情況下，電荷積聚，達(dá)到一定電量，形成很高的電位；當(dāng)帶電體與不帶電體或靜電電位差很大的兩帶電體接近時(shí)，如果間隙足夠小，靜電電壓足以擊穿間隙的介質(zhì)（如空氣）時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生火花放電。在化工品的某些生產(chǎn)過(guò)程中，因?yàn)樯a(chǎn)加工、儲(chǔ)運(yùn)、設(shè)備、管道、操作工具及人體等，有可能產(chǎn)生和集聚靜電，在放電時(shí)，由于強(qiáng)烈的電壓和電流，產(chǎn)生的火花能量足以使部分火工品開(kāi)始爆炸，并引起周?chē)罅炕鸸て返娜紵⒈ā?/p>

長(zhǎng)期以來(lái)，靜電導(dǎo)除一直是化工廠設(shè)計(jì)中離不開(kāi)的話題。由于人們對(duì)靜電的產(chǎn)生原因及其消除方法還沒(méi)有完全掌握，致使由靜電放電造成的化工廠事故時(shí)有發(fā)生，給化工廠帶來(lái)了經(jīng)濟(jì)和人員的巨大損失。隨著國(guó)家對(duì)化工廠安全生產(chǎn)的進(jìn)一步加強(qiáng)，靜電導(dǎo)除問(wèn)題成為困擾在火工品生產(chǎn)、貯存、運(yùn)輸中的一大難題。為了防止和減少靜電傷害，保障化工廠安全生產(chǎn)，在化工廠設(shè)計(jì)中，貫徹預(yù)防為主的方針，采取防靜電措施，做到技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理、安全適用。

化工廠的防靜電設(shè)計(jì)，應(yīng)由工藝、配管、設(shè)備、儲(chǔ)運(yùn)、通風(fēng)、電氣等專(zhuān)業(yè)相互配合，綜合考慮，并采取下列防止靜電危害措施：

１．使靜電荷盡快對(duì)地泄漏

a.在存在靜電引爆危險(xiǎn)的場(chǎng)所，所有屬靜電導(dǎo)體的物體必須接地。對(duì)金屬物體應(yīng)采用金屬導(dǎo)體與大地作導(dǎo)通性連接，對(duì)金屬以外的靜電導(dǎo)體及亞導(dǎo)體則應(yīng)作間接接地。

b.靜電導(dǎo)體與大地間的總泄漏電阻值在通常情況下均不應(yīng)大于106Ω。每組專(zhuān)設(shè)的靜電接地體的接地電阻值一般不應(yīng)大于100Ω；在山區(qū)等土壤電阻率較高的地區(qū)，其接地電阻值也不應(yīng)大于1000Ω。

c.對(duì)于某些特殊情況，有時(shí)為了限制靜電導(dǎo)體對(duì)地的放電電流，允許人為地將其泄漏電阻值提高到不超過(guò)109Ω。

d.改善環(huán)境、增加濕度。因?yàn)楫?dāng)空氣的相對(duì)濕度在65%以上時(shí)，物體表面往往會(huì)形成一層薄薄的水膜，水膜能溶解空氣中的二氧化碳，使表面電阻率大大降低，靜電荷就不易積聚。

e.生產(chǎn)工藝設(shè)備應(yīng)采用靜電導(dǎo)體或靜電亞導(dǎo)體，避免采用靜電非導(dǎo)體。

f.對(duì)于高帶電的物料，宜在接近排放口前的適當(dāng)位置裝設(shè)靜電緩和器。

g.在某些物料中，可添加少量適宜的防靜電添加劑，以降低其電阻率。

h.在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)使用靜電導(dǎo)體制作的操作工具，應(yīng)予接地。

2.避免靜電荷大量產(chǎn)生

a.根據(jù)靜電起電的規(guī)律，對(duì)接觸起電的有關(guān)物料，盡量選用在帶電序列中位置較鄰近的，或?qū)Ξa(chǎn)生正負(fù)電荷的物料加以適當(dāng)組合，達(dá)到起電最小的目的。

b.在生產(chǎn)工藝的設(shè)計(jì)上，對(duì)有關(guān)物料盡量做到接觸面積、壓力較小，接觸次數(shù)較少，運(yùn)動(dòng)和分離速度較慢以及減小處理規(guī)模等。

3.靜電屏蔽

3.1定義或解釋

①用一個(gè)空腔導(dǎo)體把外電場(chǎng)遮住，使其內(nèi)部不受外電場(chǎng)影響，這叫做外靜電屏蔽。

②用一個(gè)接地的空腔導(dǎo)體，隔離腔內(nèi)、外靜電場(chǎng)的影響，這叫做全靜電屏蔽。

3.2說(shuō)明

上述兩種講法，分別為外屏蔽和全屏蔽。空腔導(dǎo)體在外電場(chǎng)中處于靜電平衡，其內(nèi)部的場(chǎng)強(qiáng)總等于零。因此；外電場(chǎng)不可能對(duì)其內(nèi)部空間發(fā)生任何影響。

如果空腔導(dǎo)體內(nèi)有帶電體，在靜電平衡時(shí)，它的內(nèi)表面會(huì)產(chǎn)生異號(hào)等量的感應(yīng)電荷，而外表面將產(chǎn)生同號(hào)等量的感應(yīng)電荷。如果外殼不接地則外表面將有等量的感應(yīng)電荷，此時(shí)感應(yīng)電荷的電場(chǎng)將對(duì)外界發(fā)生影響，這時(shí)空腔導(dǎo)體只能阻止外電場(chǎng)對(duì)其內(nèi)部的影響，而不能阻止其內(nèi)部帶電體對(duì)外界的影響，所以叫做外屏蔽。如果外殼接地，即使內(nèi)部有帶電體存在，這時(shí)內(nèi)表面感應(yīng)電荷與帶電體所帶電荷的代數(shù)和為零，而外表面產(chǎn)生的感應(yīng)電荷將由接地而流入大地，外界對(duì)殼內(nèi)無(wú)法影響，而內(nèi)部帶電體對(duì)外影響也隨之消除，這種屏蔽叫做全屏蔽。

4.人體及服裝靜電防護(hù)

人體對(duì)靜電來(lái)說(shuō)，可視為導(dǎo)體，所以只要人體接地即可防止帶電。但是，由于作業(yè)者通常不停留在一定的場(chǎng)所，因步行和作業(yè)動(dòng)作而繼續(xù)帶電。據(jù)有關(guān)資料介紹，在一般情況下，人體靜電能量的最大值應(yīng)以12.3毫焦耳計(jì)算，相當(dāng)于人體電容是280微微法時(shí)，電壓為9.4千伏，但也有的認(rèn)為人體靜電應(yīng)以400微微法、電壓15千伏計(jì)算，對(duì)應(yīng)的能量是50毫焦耳。而對(duì)于某些火工危險(xiǎn)品100～300微焦耳的能量就可使其發(fā)火。因此人體動(dòng)作所產(chǎn)生的靜電在火工品生產(chǎn)中是不容忽視的問(wèn)題。操作人員在可能產(chǎn)生靜電危害的場(chǎng)所，應(yīng)采取下列措施：

a.應(yīng)正確使用各種防靜電防護(hù)用品（如防靜電鞋、防靜電工作服、防靜電手套等），不得穿戴合成纖維及絲綢衣物。

b.操作人員應(yīng)徒手或徒手戴防靜電手套觸摸接地金屬物體后方可進(jìn)入工作場(chǎng)所。

c.禁止在爆炸危險(xiǎn)場(chǎng)所穿脫衣服、帽子或類(lèi)似物。 [科]

【參考文獻(xiàn)】

［１］常規(guī)兵器工業(yè)安全技術(shù)事故叢書(shū)，國(guó)防工業(yè)出版社，2002．

［２］石油化工靜電接地設(shè)計(jì)規(guī)范SH 3097－2000，國(guó)家石油和化學(xué)工業(yè)局，2000．

［３］防止靜電事故通用導(dǎo)則GB 12158－90，國(guó)家技術(shù)監(jiān)督局，1990．