油庫靜電危害及防護(hù)措施研究

文/王 琰

靜電具有高電位、低能量、小電流、作用時(shí)間短和受環(huán)境影響大等特點(diǎn)，大量的靜電集聚會(huì)對(duì)油庫的安全造成巨大危害。

1.靜電的危害

靜電的危害指靜電放電造成的損害。靜電危害的嚴(yán)重程度取決于靜電積累的程度（靜電電壓）。靜電電壓越高，危害越大。靜電危害可分為三類：一是由靜電引力引起的塵埃吸附，二是靜電放電引起的介質(zhì)擊穿，三是靜電引發(fā)的火災(zāi)，四是雷擊造成的危害。

1.1 靜電吸附

靜電吸附會(huì)對(duì)油庫的電子產(chǎn)品產(chǎn)生危害，主要表現(xiàn)在兩個(gè)方面。一是使電子產(chǎn)品吸附灰塵，影響透光度，造成銹蝕、生霉等，二是使電子產(chǎn)品的性能衰減，影響到產(chǎn)品的壽命，造成產(chǎn)品失效報(bào)廢。

1.2 靜電放電

靜電放電所儲(chǔ)存的能量是有限的，僅能提供短暫發(fā)生的局部擊穿能量，造成電子元器件損傷、完全破壞或仍能工作，但壽命受損。靜電放電產(chǎn)生的電磁場幅度很大，頻譜極寬，能對(duì)電子產(chǎn)品造成干擾甚至損壞。靜電擊穿的計(jì)算公式如下：

式中：E—靜電放電能量，V—靜電電位，C—兩級(jí)間電容。

對(duì)于油庫來說，靜電放電有電暈放電、刷型放電和火花放電等形式，電暈放電能量小，造成危害的幾率較小；刷形放電作為引火源和靜電電擊的幾率高于電暈放電；火花放電能量最大，引發(fā)靜電危害的幾率高，是油庫靜電火災(zāi)事故的主要原因。

1.3 靜電引起火災(zāi)

靜電長期大量累積并形成足夠高的電位后，擊穿介質(zhì)放電且周圍存在易燃易爆物質(zhì)時(shí)，靜電放電的能量會(huì)引燃、引爆周圍易燃、易爆物質(zhì)，造成火災(zāi)。

1.4 雷擊危害

雷電實(shí)質(zhì)上是自然界的靜電放電現(xiàn)象。從對(duì)油庫的危害角度分析，其破壞方式可分為直接雷擊、感應(yīng)雷擊、雷電沖擊電壓浸入和球形雷擊等。

直接雷擊的熱效應(yīng)和機(jī)械效應(yīng)會(huì)對(duì)油庫造成燒焦和破壞。感應(yīng)雷擊又稱間接雷擊，是由于雷云的靜電感應(yīng)或放電時(shí)的電磁感應(yīng)作用，使地面金屬物體上聚集大量電荷，它對(duì)建筑物不起直接破壞作用，但會(huì)引燃引爆油罐、油氣聚集的場所。當(dāng)雷電擊中室外架空線路或金屬管道時(shí)，產(chǎn)生很高的沖擊電壓，并迅速傳人室內(nèi)損壞電氣設(shè)施和儀器儀表，也能引起室內(nèi)易燃物品的燃燒、爆炸。球形雷擊是一種特殊雷電現(xiàn)象，它是直徑約為20cm到10m的火球，能在地上滾動(dòng)，也能從門、窗、煙囪等進(jìn)入室內(nèi)，俗稱“滾地雷”。球形雷擊對(duì)油庫的危害很大，一般只在少數(shù)山區(qū)發(fā)生。

2.靜電的防護(hù)

在人們生活的任何時(shí)間、任何地點(diǎn)都有可能產(chǎn)生靜電。要完全消除靜電幾乎不可能，但可以采取一些措施控制靜電使其不產(chǎn)生危害。主要應(yīng)該從預(yù)防靜電的產(chǎn)生及靜電產(chǎn)生后的消除兩個(gè)方面進(jìn)行考慮。

2.1 靜電預(yù)防措施

2.1.1 選擇抗靜電材料及設(shè)備

為了降低靜電產(chǎn)生、積聚的幾率，在設(shè)計(jì)產(chǎn)品、選擇生產(chǎn)材料及設(shè)備時(shí)應(yīng)考慮選取不易產(chǎn)生靜電的材料及設(shè)備，控制工藝過程并使之不產(chǎn)生靜電或產(chǎn)生的靜電不超過危險(xiǎn)程度。常見的措施有：采用帶輪及輸送帶或皮帶傳送時(shí)，應(yīng)選用導(dǎo)電性好的材料制作；用齒輪傳動(dòng)代替帶輪傳動(dòng)；使物料與不同材料制成的設(shè)備或裝置進(jìn)行摩擦而產(chǎn)生不同極性的電荷，互相中和；攪拌工藝應(yīng)適當(dāng)安排加料順序，以降低靜電產(chǎn)生。

2.1.2 降低摩擦速度或流速

油品靜電的產(chǎn)生與管道材質(zhì)、管徑大小、油品成分及所含導(dǎo)電粒子的多少、管壁光滑程度、油品流速等多種因素有關(guān)。當(dāng)其他條件固定時(shí)主要取決于管內(nèi)徑和流速。管徑與流速二者間應(yīng)滿足以下規(guī)定：

油品在火車罐鶴管內(nèi)的限制流速計(jì)算公式為：

油品在汽車罐車鶴管內(nèi)的限制流速計(jì)算公式為：

式中：V—最大流速，m/s；D—關(guān)閉內(nèi)徑，m。

2.1.3 改變灌裝方式

為降低靜電產(chǎn)生的幾率，在進(jìn)行油料加注等操作時(shí)應(yīng)考慮以下方式：往油箱、油罐注油時(shí)應(yīng)從底部壓入，防止沖擊和飛濺，以減少靜電產(chǎn)生；若非要從頂部往油箱、油罐注油時(shí)，可將鶴管形式改變?yōu)椴灰桩a(chǎn)生飛濺的倒T型、另加倒流板或者將油品從罐壁慢慢留下等方式減小靜電的產(chǎn)生。還應(yīng)盡量避免不同閃點(diǎn)的油品混合，消除油罐或管道內(nèi)的雜質(zhì)或積水，若不能通過控制流速的方式減少靜電產(chǎn)生時(shí)應(yīng)考慮在靠近管道出口處加裝管道靜電消除器以減少靜電的產(chǎn)生。

2.1.4 消除人體靜電

人體靜電是經(jīng)常被忽略的一個(gè)因素。預(yù)防人體靜電的危害應(yīng)加強(qiáng)對(duì)作業(yè)區(qū)的管理。工作人員需使用防靜電用品(靜電鞋、靜電服、靜電手套)；不得穿戴合成纖維、絲綢衣物等進(jìn)入操作區(qū)；應(yīng)徒手或戴防靜電手套觸摸接地金屬物體后進(jìn)入工作區(qū)；禁止在危險(xiǎn)場所穿、脫衣物等。

2.1.5 靜電屏蔽法

靜電屏蔽法，即將屏蔽導(dǎo)體靠近帶靜電體放置，以達(dá)到減輕靜電放電危險(xiǎn)和防止靜電感應(yīng)的作用。可整體屏蔽，也可根據(jù)需要采取局部屏蔽，可采用網(wǎng)狀屏蔽體，也可采用板狀屏蔽體。但需要指出，屏蔽并不能消除靜電電荷，只是將其屏蔽在密閉空間中。

2.2 靜電消除措施

2.2.1 限制危險(xiǎn)源法

在易形成靜電放電的場所應(yīng)嚴(yán)格控制可燃物的使用或降低空氣中氧的含量。石油行業(yè)中，一般都需要大量使用易燃液體和有機(jī)溶劑(煤油、汽油等)，如采用非燃燒性的苛性鉀、碳酸鈉等水溶液代替易燃溶劑，會(huì)大大降低靜電危害的產(chǎn)生幾率。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明若空氣中氧含量小于8%，不易引起燃燒或爆炸，因此大型油輪運(yùn)油過程中，通常采取充填惰性氣體的辦法降低氧含量，防止火災(zāi)、爆炸事故。

2.2.2 抗靜電添加劑法

油品電導(dǎo)率過高或過低都不會(huì)帶上較多的電荷。在油品中加入微量的油溶性抗靜電添加劑，使其電導(dǎo)率達(dá)到國家標(biāo)準(zhǔn)GB6950-2001《輕質(zhì)油品安全靜止電導(dǎo)率》規(guī)定的50pS／m的指標(biāo)，從而保證輕質(zhì)油品在裝入儲(chǔ)罐、鐵路罐車、汽車油罐等金屬容器后靜電電荷安全泄漏。

2.2.3 接地法

接地技術(shù)是一種傳統(tǒng)的防靜電安全措施，得到廣泛應(yīng)用。靜電接地與電氣設(shè)備接地相比無過高要求。已設(shè)置防雷接地的設(shè)備，其靜電接地可與防雷接地共用，但要達(dá)到防雷接地的要求。無防雷接地的設(shè)備，應(yīng)單獨(dú)接地，接地電阻在1k 以下即可；移動(dòng)設(shè)備一般采用鱷魚嘴夾子、電池夾子等接地，也可采用導(dǎo)電纖維、導(dǎo)電布等進(jìn)行接地；絕緣體的接地宜采用106～108 的電阻進(jìn)行靜電接地。

2.2.4 增濕法

增濕法是靜電泄漏的常見措施，適用于絕緣體上靜電的消除。但是增濕主要是增加靜電沿絕緣體表面的泄漏，而不是增加通過空氣的泄漏表面水分易蒸發(fā)或蒸發(fā)快的絕緣體，以及孤立的且沒有泄漏渠道的絕緣體，增濕是無效的，一旦放電，火花較為強(qiáng)烈，這在危險(xiǎn)環(huán)境中是不允許的。在產(chǎn)生靜電的場所，一般可安裝空調(diào)設(shè)備并設(shè)噴霧或掛濕布片，提高空氣的濕度；也可用溫度略高于絕緣體表面溫度的高濕度空氣吹向絕緣體以結(jié)成水膜，進(jìn)而泄漏靜電。

2.2.5 導(dǎo)電覆蓋層法

在易產(chǎn)生靜電的絕緣材料表面涂抹一層導(dǎo)電涂料或摻有金屬粉、石墨粉等聚合材料的導(dǎo)電覆蓋層，也可將靜電泄漏。覆蓋層可以完全覆蓋亦可不完全覆蓋，但未涂覆蓋層的部分靜電不能成為可燃物的引火源。

2.2.6 中和法

中和法是消除靜電的常見方法，指的是正電與負(fù)電的中和，而靜電中和是借助電子和離子來進(jìn)行的，由靜電中和器完成，與抗靜電添加劑相比，靜電中和器不影響產(chǎn)品質(zhì)量，使用上也很簡便。中和法主要有感應(yīng)式中和器法、高壓靜電中和器法、放射線中和器法、離子流中和器法。其中感應(yīng)式中和器法無需電源。

3.結(jié)束語

本文分析了油庫中常見的幾種靜電危害方式，針對(duì)不同的危害方式提出了相應(yīng)的減小或消除靜電危害的措施，對(duì)于油庫的安全工作具有一定的指導(dǎo)意義。