加油站靜電的產生、危害及防護措施

季芬琴　魏偉銳　陳霞芳

【摘要】靜電可由物質的接觸與分離、靜電感應、介質極化和帶電微粒的附著等物理過程而產生，對靜電防護稍有疏忽，就可能導致火災、爆炸和人身觸電，不僅干擾正常生產，有些甚至會造成巨大的災害。尤其是在一些加油站等易燃易爆場所，僅是微弱的靜電火花便可能引起迅猛的火災和強烈的爆炸，甚至造成生命和財產的損失。此外，通過人體的靜電放電還可能使人遭受電擊而產生精神緊張、不安，對安全生產十分不利。在加油站所有介質大都為易燃、易爆物品，它們的最小點火能量大都較低，有時一個小小的靜電火花便會引燃周圍泄漏出的汽油等可燃性物質而導致火災、爆炸及由此造成的二次事故。因此，防止和消除靜電帶來的危害十分必要。本文介紹了靜電產生的機理、靜電的危害、靜電的防護措施等有關內容，提出了加油站靜電的防護措施和方法。

【關鍵詞】加油站 靜電產生 危害 防護

【中圖分類號】U473.8 【文獻標識碼】A 【文章編號】1672-5158（2013）04-0024-02

1 靜電的產生

1.1 液體靜電的產生

汽油等易燃液體在搖晃、沖刷、攪拌、流動、噴濺、灌注、過濾等過程中都可能產生靜電。這種靜電能引起易燃液體和可燃液體的火災或爆炸。

1.1.1 液體在噴霧和發泡時能產生大量的靜電和較高的電動電位。加油站等易燃易爆場所石油產品在貯運過程必須的注意以下幾種情況：1）液體的沖擊帶電。如圖1所示液體從管道口噴出后遇到壁或板，使液體向上飛濺形成許多微小的液滴，這些液滴在破裂時會帶有電荷，并在其間形成電荷云，這種起電類型在石油產品的貯運中經常遇到。2）液體的流動帶電。汽油等低電導率的輕質油品在管線中輸送中，由于當液體在介質管道中因壓力差的作用而流動時，擴散層上的電荷由于流動摩擦作用被沖刷下來而隨液體作定向運動，從而引起液體流動起電產生靜電荷。3）液體的噴射帶電。在加油站加油時汽油或柴油會從噴嘴中高速噴出，會使噴嘴和微粒分別帶上符號不同的電荷，由于固態和液態微粒之間存在著迅速接觸和分離，接觸時，在接觸面處形成偶電層，分離時，微粒把一種符號的電荷帶走，另一種符號的電荷留在噴嘴上，結果使微粒和噴嘴分別帶上不同符號的電荷，會產生噴射帶電。另外，當有壓力的液體從噴嘴式管口噴出后呈束狀，在與空氣接觸處分裂成很多小液滴，其中比較大的液滴很快沉降，其他微小的液滴停留在空氣中形成霧狀小液滴云，這個小液滴云會帶有大量電荷，也是引起靜電事故的原因之一。

1.2 液體靜電產生的原因

（1）水分的影響。當高電阻率的油品含有水分時，水雖然不會與油品直接作用使靜電增加，但是會與油品中的雜質起作用，從而間接影響油品的帶電量。有研究發現，當油品中混入水分在1%-5%時，其靜電產生量最多，靜電危險性也越大。（2）雜質對液體靜電產生量的影響。非常純凈的高度精煉的石油產品在管道內流動時是不容易帶電的。液體之所以帶電，是因為液體內存在著已離解的正、負離子，而一般的石油輕油制品的分子是無極分子，因此這類分子一般都不能直接電離。液體中的離子主要來源于其中所含的雜質，當這些雜質離解時就產生了正、負離子。如果在輕油中存在膠體雜質，例如水分子，它就能吸附自由離子而成為帶電質點。在生產中常見到這樣的現象，當油品中含有少量水時，水在沉降過程中很容易帶電，甚至能引起靜電事故。有專家研究還發現，在液體中加入過多的雜質時，液體反而不容易產生靜電了。原因是隨著雜質的增多，液體的電導率加大，靜電容易泄露。（3）管路的形狀及容器的尺寸對液體靜電的影響，鶴管（注油管）管口形狀對靜電產生有很大的影響。45°斜口圓筒管頭比平圓筒管頭產生的靜電量要少得多。這主要是因為液體流經平圓筒管頭處時，同斜口管頭相比，液體被分散的程度要強烈得多。另外，在其它條件相同的情況下，大容器的液面靜電電壓較高。（4）過濾器對液體靜電的影響。過濾器會大大增加接觸和分離的強度，更換不同的過濾器，可使液體靜電的電壓增加十幾倍甚至更大，有時還可以改變靜電電荷的極性。

1.3 人體靜電的產生。

人體是不斷活動的，人體活動的起電方式主要有三種：接觸起電、感應起電和吸附起電。當人走在絕緣地面上的時候，鞋底與地面不斷地緊密接觸和分離，使地面和鞋底分別帶上不同符號的電荷。若人穿塑料底的鞋，在膠板地面上走動時，可使人體帶上2-3kV的電壓，這就是因接觸產生的靜電。當走近已帶電的物體或人體時，將引起靜電感應，感應所得的與帶電物體（或人）符號相同的電荷通過鞋底移向大地，或通過正在操作接地設備的手移向大地，使人體上只帶一種符號的電荷。當人體離開帶電物體（或人）時，人體就帶有了靜電。這就是人體的感應起電。人體帶電的第三種方式是人體在帶電微?；蛐∫旱危ㄋ?、油氣等）的空間活動后，由于帶電微粒或小液滴降落在人體上，被人體所吸附而使人體帶電。

影響人體靜電的主要原因：1）在現代化生產和運輸所達到的速率下，常常是電阻率高的介質起電量大。人的衣著材料一般屬于介質（抗靜電工作服除外）。高電阻率介質的放電時間常數大，因而積累的飽和電荷也大，所以不同質料的衣著對人體的起電量有不同的影響。也就是說，衣著的表面電阻率越大，在起電速率一定時，就有較高的飽和起電電量。2）起電速率和人體對地電阻對人體起電的影響。人體的對地電阻對人體的飽和帶電量和帶電電位是有影響的。在起電速率一定的條件下，對地電阻越大，對地放電時間常數就越大，飽和帶電量越大，人體帶電電位也越高。另外，人的操作速度和活動速度越大，起電速率就越大，人體的起電電位就越高；反之，起電速率就越小，人體的起電電位就越低。3）人體電容對人體起電的影響。人體電容是指人體的對地電容，它隨人體姿勢、衣著厚薄和材質的不同而不同的可變量，不同場合人體電容的變化是很大的，人體帶電后，如果放電很慢，這時人體電容的減少會引起人體電位升高而使靜電能量增強。

2 靜電的危害

靜電的一種危害來源于帶電體的相互作用。在飛機機體與水汽、灰塵等微粒摩擦時會使飛機帶電，會嚴重干擾飛機無線電設備的正常工作；在印刷廠里，紙頁之間也會產生靜電使紙頁粘連在一起，難以分開，印刷十分不方便；制藥廠里，由于靜電會吸引塵埃，會使藥品的純度達不到標準；平時在觀看電視節目時，熒屏表面產生的靜電容易吸附空氣中的塵埃和油污，形成一層薄膜，圖像的清晰程度和亮度都會降低；在加油站等易燃易爆場所靜電的危害就更加大。

2005年10月30日，美國俄亥俄州托利多市，一輛汽車在加油時，加油槍爆炸。車上的乘客正在車門邊不遠，在車輛完全燃燒起來之前，他們逃離了車輛，三名乘客幸免于難。2008年3月5日，路易斯安那州亞歷山卓市，一個中年人為皮卡車上的一個五加侖油桶加油，突然火焰騰飛，車主誤操作令火勢變得更大，只得飛速逃離。一個外國女l生開車進入自助加油站，先把油嘴放入汽車油箱，接著她回到車內，過了一會兒，下車整理所穿的毛衣，當手接觸到油嘴時，油嘴猛然著火。什么原因引起的事故呢？答案很簡單——手指上的靜電。在加油過程中，汽油流動，空氣中這時候往往會存在蒸汽形式的油分子，當家有人整理毛衣時手指帶靜電，在發生靜電火花放電時，靜電能量瞬時集中釋放，其引燃能力較強，在靜電放電過程觸及到汽油蒸汽時，很小的火花就會產生，當他返回去再抓住油槍時，火星會從手指上跳到油嘴上，手上的靜電放電點燃了油蒸汽。

3.靜電的防護措施

在大部分情況下，不產生靜電是不可能的，但產生靜電并非危害所在，危險在于靜電的積蓄，以及由此產生的靜電電荷的放電?？刂旗o電的方法就是在發生靜電火花之前，為彼此分離的電荷提供一條通路，使它們毫無危害地中和，我們可以采用以下幾種方法：

3.1 靜電控制法

3.1.1 減少靜電荷的產生

靜電事故的基礎條件就是靜電荷的大量產生，所以人為控制和減少其產生，便可人為不存在點火源。在加油站油料通過管道最后輸運到儲罐后，物料速度降為零，此時的靜電電荷為消散過程，根據隨著流速的降低而使靜電消散過程加強的特點，常在管道中加裝緩沖器，這樣可以大大消除物料在管道內流動時積聚的靜電。

3.1.2 降低爆炸性混合物在空氣中的濃度

當可燃液體的蒸氣與空氣混合，達到爆炸極限濃度范圍時，如遇到火源就會發生火災和爆炸事故。因此降低爆炸性混合物在空氣中的濃度是有效防止爆炸火災等事故發生的措施。所以可以在爆炸或火災危險場所安裝通風裝置或抽氣換氣裝置，及時有效地排出爆炸性混合物，把爆炸性混合物的濃度控制在低于爆炸下限，或高于爆炸上限的范圍，防止靜電火花引起爆炸或火災事故。

易燃液體在其表面上由于蒸發產生的蒸氣爆炸性混合物的數量是與溫度密切相關的，所以，易燃液體還有一個爆炸溫度極限問題。爆炸溫度極限也有爆炸溫度下限和爆炸溫度上限之分。當溫度處于這個下限和上限之間時，液體蒸發產生的蒸氣混合物的濃度正好在該液體的爆炸濃度極限范圍之內，液體的爆炸溫度下限即該液體的閃點。例如，車用汽油的爆炸溫度是-39～8℃，顯然，把溫度控制在爆炸溫度極限范圍之內也是一條防止靜電引起爆炸和火災的途徑，但是爆炸性混合物是按照可燃性物質的特性、使用量、使用條件以及溫度、壓力和濕度等環境條件而變化的，因此控制溫度的辦法不能作為唯一的安全措施。

3.1.3 控制降低摩擦速度或流速

對車用燃油這種烴類燃油在管道中的流速應進行控制，使其不大于表1中的規定。

改變注油方式或改變鶴管的形狀，當往油箱、油罐注油時應從底部壓人，避免沖擊和飛濺，可減少境地產生。當從頂部往油箱、油罐注油時，可改變鶴管的形式或將注管插到底部，以減少飛濺，進而消除靜電，消除油罐或管道內的雜質或積水，以利于消除靜電。

3.1.4 控制加油站工作人員的人體靜電

在加油站的加油人員，應先接觸設備在安全區內的金屬接地棒，以便及時消除人體電位，然后再進行操作。穿防靜電鞋，穿防靜電工作服，防靜電工作服可以降低人體靜電電位，可以避免服裝帶高電位所引起的災害。

3.1.5 靜電泄露法

防靜電接地。接地是防止靜電的有效方法，接地能防靜電積累，操作安裝都比較簡便，加油站里的輸油管道及油罐均應接地，油槽車卸油時應通過防靜電夾接地，油罐區內的呼吸閥、卸油口均需接地，靜電接地可以作為防雷保護及電氣漏電保護作用，接地電阻值應按其中最小值確定，但是需要注意的是接地并非萬無一失的方法，接地并不能防止、抑制靜電的產生，而且采用接地方法也不能防止絕緣體帶電。接地線安裝好后，應對其作定期檢查，檢查接地線有沒有損傷，螺栓有無松動，同時掌握接地電阻的變化。

4、結束語

為了防止加油站因靜電而引發的火災與爆炸事故，必須對靜電進行控制或消除，不能光想著完全消除靜電電荷的產生而是應該控制各項指標，此外，也要加強組織管理，要使操作人員具有油品靜電基本知識，建立設備接地等措施，也要加強靜電安全的宣傳教育，使加油站不因靜電而引起事故。