Методы защиты от статического электричества: Статическое электричество и защита от него – RozetkaOnline.COM

Содержание

Статическое электричество и защита от него – RozetkaOnline.COM

В повседневной жизни мы постоянно сталкиваемся с проявлениями статического электричества. Это могут быть и вполне безобидные кратковременные разряды, которые похожи на легкое покалывание, и вполне ощутимые, болезненные удары, настигающие нас, когда мы примеряем одежду, просто садимся в машину или беремся за дверную ручку.

При этом явление статического электричества бывает чрезвычайно опасным, так как может вызывать возгорания легковоспламеняемых веществ и сред, вроде бензина или пыли, кроме того выводит из строя чувствительные электронные компоненты, вызывает помехи в работе приборов, да и просто является причиной серьезного дискомфорта для человека.

Чтобы знать, как защитить себя и окружающие предметы от воздействия статического электричества, необходимо понимать суть его происхождения и причины появления.

В этой статье я постараюсь максимально доступно и наглядно, простым языком, без лишних сложных физических терминов, объяснить, что такое статическое электричество, как оно образуется и что является лучшей защитой от него.

Что такое статическое электричество, как оно образуется

Как я уже сказал, статическое электричество может воздействовать на нас в различных местах, в любой момент, даже тогда, когда вы просто пытаетесь открыть дверь, касаясь дверной ручки.

Чтобы понять причину появления статического электричества для начала нужно вспомнить о природе материи.

Как вы знаете вся материя состоит из атомов, которые, в свою очередь, состоят из трех разных видов более мелких частиц:

– отрицательно заряженных электронов

– положительно заряженных протонов

– не имеющих зарядов нейтронов

В большинстве тел, чаще всего, электроны и протоны полностью компенсируют друг друга, их количество в атомах равное, соответственно, эти предметы электронейтральны.

Но так как электроны очень маленькие частицы и их масса незначительна, то даже обычное трение даёт слабо связанным электронам достаточно энергии, чтобы они покинули свои атомы и перешли в атомы на другой поверхности.

Когда это происходит у одного объекта протонов остаётся больше, чем электронов, и он становится положительно заряженным, а объект у которого больше электронов, наоборот, накапливает отрицательный заряд. Такая ситуация называется дисбалансом зарядов или еще разделением зарядов.

Но как вы знаете, природа постоянно стремится к восстановлению равновесия поэтому, когда одно из заряженных тел вступает в контакт с другим, свободные электроны немедленно используют эту возможность попасть туда где они нужнее, где их не хватает – покинув отрицательно заряженный объект, чтобы восстановить баланс.

Вот это перескакивание электронов от отрицательно заряженного тела и есть знакомое всем явление – статическое электричество, называемое еще статическим разрядом.

К счастью это происходит далеко не с каждым объектом, иначе нас бы било током постоянно.

Чаще всего слабо связанными электронами обладают материалы – электрические проводники, самым ярким представителем которых являются металлы.

А вот у диэлектриков, изоляторов, материалов, плохо проводящих электрический ток, электроны прочносвязанные, они свободно не переходят к атомам других материалов.

С большей вероятностью накапливание электрического разряда происходит именно при взаимодействии проводника с диэлектриком, при трении одного материала о другой.

Так, например, когда вы просто идёте по ковру, электроны вашего тела, из-за трения ног об ковер, перемещаются на него, так как человеческое тело проводник электрического тока. В то же время материал ковра – шерсть, сопротивляется отделению своих прочносвязанных электронов, являясь диэлектриком.

И хотя в момент, когда вы находитесь на ковре, ваше тело и ковер вместе остаются электрически нейтральными у них уже есть разделение разрядов.

И теперь, когда вы просто дотрагиваетесь до металлической дверной ручки – немедленно ощущаете статический разряд. Всё дело в том, что свободные электроны с металлической ручки перескакивают на вашу руку замещая потерянные вашим телом электроны, которые перескочили на ковер.

Теперь, я думаю, вам понятно, что такое статическое электричество и почему оно образуется. Кстати, его самым ярким проявлением в природе являются молнии.

При определенных условиях в облаках происходит разделение зарядов, после чего этот дисбаланс нейтрализуется, электроны высвобождаются и поглощаются другими телами – домами, землей или даже другим облаком, с образованием гигантской вспышки – молнии.

Защита от статического электричества

И так, зная природу статического электричества, вы сможете эффективно применять и защиту от него, не только дома в быту, но и на производстве.

Есть несколько основных видов мер защиты от статического электричества:

– создание условий для рассеивания свободных электронов

– предупреждение возникновения и накапливания статического электричества

ЗАЗЕМЛЕНИЕ

Основным и самым главным средств защиты от статического электричества является организация заземления токопроводящих, не находящихся под напряжением элементов, будь то корпус стиральной машины, автомобиля или токарного станка. Делается это, чтобы образующиеся свободные электроны, идя по пути наименьшего сопротивления, отводились в землю.

У большей части домашней бытовой техники – холодильников, стиральных машин и т.д. для этого используется третий желто-зеленый заземляющий проводник питающего кабеля, которым он подключается к сети. В остальных же случаях на корпус подводится отдельный провод, также подключаемый к системе заземления.

В случае же с автомобилем, используется токопроводящая полоса или цепь, которая крепиться одним концом к кузову машины, а второй касается земли.

увеличение электропроводимости диэлектрических материалов

Еще одним из распространенных способов защиты от статического электричества является увеличение электропроводимости диэлектрических материалов, за счет чего они получают возможность отводить свободные электроны.

Достигается это путем нанесения на диэлектрические предметы токопроводящих покрытий или материалов, например, поверхностной плёнки из токопроводящего материала, тонкой фольги и т. д.

В частности, в быту, можно пользоваться специальными средствами, так называемыми, антистатиками, думаю многие женщины понимают, о чем идёт речь.

Такой спрей-антистатик обычно состоит из токопроводящего полимера, растворённого в смеси деионизированной воды и спирта. После обработки поверхности раствор испаряется, а полимер остается в виде тончайшей токопроводящей плёнки, которая не даёт заряду накапливаться на поверхности предмета.

Подобный эффект также достигается увеличения влажности воздуха до 60-70%, при котором на поверхности диэлектриков появляется тонкая пленка влаги, за счет которой, обеспечивается достаточная поверхностная электропроводность материалов.

ИОНИЗАЦИЯ ВОЗДУХА

Эффективным и доступным средством защиты от статического электричества также является ионизация воздуха.

Для этого используется специальный прибор – ионизатор, который генерирует поток положительно и отрицательно заряженных ионов, распространяемых вентилятором. Они, притягиваются к молекулам противоположной полярности окружающих предметов и нейтрализуют статический заряд на них.

Если же не получается бороться со статическим электричеством вышеперечисленными способами, можно действовать более кардинально. Например, начать пользоваться повседневными предметами их других материалов слабоэлектризующимися или неэлектризующимися вовсе. Заменить чехлы в автомобиле, купить другие тапочки для дома и т.д.

Если же вы знаете другие действенные способы защиты от статического электричества – обязательно пишите о них в комментариях к статье, это будет полезно и интересно многим. Кроме того, как всегда приветствуется здоровая критика, вопросы, предложения, буду рад общению.

Защита от статического электричества. Возникновение и действие

Статическое электричество возникает вследствие сохранения зарядов электростатического поля на диэлектрических материалах. Оно отрицательно влияет на жизнь человека и эксплуатацию электрических устройств. Образование искр от статического электричества способствует пожарам и взрывам. Мощности энергии вполне хватит для возгорания газовоздушных смесей и пыли.

Заряд статического электричества может накапливаться на теле человека, если на нем одежда из шерсти или из химических волокон. Величина потенциала около 7 Джоулей не составляет опасности для человека, однако способна вызвать судороги и сокращения мышц. А это в свою очередь может создать условия для травмы на работе, падения с высоты и т.д.

Защита от статического электричества

Статическое электричество отрицательно влияет на функционирование точных приборов, радиосвязи, вызывает неисправности в работе. Работники, на которых постоянно воздействует статическое электричество, чаще болеют сердечно-сосудистыми заболеваниями и болезнями нервной системы.

Источники статического электричества
  • Действие различных излучений.
  • Резкое изменение температуры.
  • Взаимодействие тел друг с другом при движении.

Это явление оказывает негативное влияние и представляет опасность. Защита от статического электричества позволяет полностью предотвратить или значительно уменьшить его действие.

В бытовых условиях статическое поле часто возникает на шерсти животных, при снятии синтетической одежды, расчесывании волос, при ношении резиновой обуви, хождении по ковру в шерстяных носках, пользовании пластмассовыми изделиями.

Электростатическое поле не угрожает жизни человека, при разряде образуется слабый ток, который не способен слишком навредить организму человека. Он может создать лишь некоторое некомфортное состояние. Для предотвращения такого эффекта необходимо соблюдать всего лишь несколько простых правил: в морозную и сухую погоду не гладить животных, медленнее снимать шерстяную одежду, либо обработать ее специальным составом, при расчесывании волос применять деревянную или металлическую расческу.

Накапливанию электростатической энергии способствуют:
  • Железобетонные стены здания.
  • Слишком сухой воздух.

Для электронных устройств заряд электростатического поля является злейшим врагом. Некоторые элементы электронных устройств не способны выдержать высокие напряжения, возникающие при разряде. Чувствительные элементы могут выйти из строя или ухудшить свои параметры работы.

Если объектом воздействия электрического поля станут легковоспламеняющиеся жидкости, это создаст условия для их воспламенения. Эти жидкости при перевозке в цистернах могут накопить статический заряд. Также заряд возникает и от механизма или человека, подошедшего к ним близко. Поэтому в промышленном производстве, где имеются легковоспламеняющиеся жидкости, большое внимание уделяют устройству заземления подвижных конструкций, механизмов. Для пошива обуви и специальной одежды на производстве также применяются специальные ткани, которые не способны накапливать электрический заряд.

Принцип действия

Как образуется статический заряд. В нормальном состоянии физические тела обладают одинаковым числом отрицательных и положительных частиц. За счет этого баланса создается нейтральное состояние тела. При нарушении нейтрального состояния тело получает электрический заряд одного полюса.

Статикой называется состояние тела в покое, когда оно находится без движения. В веществе тела может возникать поляризация, которая выражается в передвижении зарядов между частями тела, либо от находящегося рядом предмета.

Вещества электризуются из-за разделения тел, изменения зарядов во время трения, резкого изменения температуры, облучения. Заряды электрического поля находятся на поверхности тела или удалены от поверхности на расстояние, равное межатомному расстоянию. Если тела не заземлены, то заряды концентрируются на контактной площади, а при наличии заземления заряд уходит в контур заземления.

Процессы накапливания зарядов и их стекание происходят в одно время. Тело электризуется при условии получения им большего заряда энергии, по сравнению с расходуемым зарядом. В результате становится понятно, что защита от статического электричества должна отводить накапливаемые заряды на заземляющий контур.

Величина статического электричества

Все физические вещества имеют свою характеристику на трибоэлектрической шкале, в зависимости от их способности создавать электрические заряды различных полюсов при трении. Основные такие вещества изображены на рисунке.

Чтобы иметь представление о размерах возникающих статических зарядов, рассмотрим несколько примеров:
  • Вращающийся шкив с приводным ремнем способен зарядиться до 25000 вольт.
  • Кузов автомобиля, движущегося по сухой дороге, может получить заряд до 10000 вольт.
  • Человек в шерстяных носках при хождении по сухому ковру способен накопить заряд на теле до 6000 вольт.

В результате становится понятно, что напряжение электростатического поля может достигнуть значительных размеров даже в быту. Этот заряд не причиняет человеку значительного вреда ввиду его малой мощности. Разряд протекает через большое сопротивление и исчисляется в нескольких долях миллиампера.

Влажность воздуха также снижает электростатический заряд. Она влияет на значение потенциала тела во время прикосновений с разными материалами. Поэтому защита от статического электричества может заключаться в применении увлажнителей воздуха.

В природной среде существует статическое электричество, достигающее огромных значений. Например, при движении облаков между ними возникают большие потенциалы энергии, которые выражаются в разрядах молнии. Мощность этих разрядов вполне хватит, чтобы сжечь деревянный дом или расколоть ствол многолетнего дерева.

В бытовых условиях при разрядах электростатического поля человек чувствует мелкие пощипывания в пальцах, видны искры от трения шерстяной одежды, снижается работоспособность человека. Электростатическое поле негативно влияет на состояние человека, но явных повреждений не наносит.

Существуют измерительные приборы, способные точно измерить значение статического потенциала накопленного заряда на теле человека и на корпусе какого-либо устройства.

Защита от статического электричества

Существуют различные методы защиты от разрядов электростатического поля, как в быту, так и в промышленных условиях. Они имеют свои отличия. Рассмотрим подробнее каждые из них.

Защита в бытовых условиях

Каждый человек должен представлять опасность, которую несут статические разряды для организма. Их необходимо знать, и уметь их ограничивать. Для решения этой задачи организуются разные мероприятия по обучению людей методам защиты, в том числе телепередачи.

На этих мероприятиях людям объясняют, откуда и как появляется статическое поле, методы его измерения и приемы выполнения профилактической работы. Например, чтобы избежать неприятных ощущений статического поля, для расчесывания волос целесообразно использовать деревянные расчески, вместо пластиковых. Дерево имеет нейтральные характеристики, и во время трения не создает заряды электростатического поля. В магазинах можно без труда приобрести деревянную расческу любой формы и вида.

Чтобы предотвратить образование статического потенциала на кузове автомобиля при езде по сухому дорожному покрытию, применяют специальные антистатические ленты, которые фиксируются сзади автомобиля на днище кузова. В торговой сети можно без труда выбрать любой вариант такой ленты.

Если автомобиль ничем не защищен от возможного разряда накопленного заряда потенциала, то напряжение можно снимать временным заземлением кузова автомобиля путем его соединения с землей через металлическую часть. Для этого можно использовать ключ зажигания. Снимать напряжение в обязательном порядке необходимо перед тем, как заправлять автомобиль бензином.

Когда на одежде из химических волокон образуется статический заряд, то рекомендуется пользоваться «Антистатиком». Это специальный баллончик в виде аэрозоля, который продается в магазинах. Он снимает статическое электричество с одежды, тканей, с синтетических чехлов на сиденьях автомобиля, особенно в зимнее время, когда воздух сухой. Но, чтобы не использовать различные баллончики и химию, рекомендуется носить одежду из натуральных материалов: хлопка и льна.

Если на обуви прорезиненная подошва, то это создает условия для накопления потенциала напряжения. Чтобы этого не произошло, достаточно в обувь положить специальные антистатические стельки, которые сделаны из натуральных материалов. В результате негативное влияние на человека уменьшится.

Слишком сухой воздух зимой в городских квартирах способствует накапливанию электростатического заряда. Для этого существуют специальные устройства – увлажнители воздуха. Если такого устройства нет, то вполне подойдет большая влажная салфетка, которую необходимо положить на батарею. В результате процесс накопления заряда уменьшится, обстановка в квартире улучшится. Также рекомендуется регулярно производить влажную уборку. Это позволит вовремя удалять пыль и наэлектризованные участки. Такой способ является лучшим.

Электрические устройства в быту при эксплуатации также накапливают статический заряд на корпусе. Для снижения действия статического заряда выполняют систему уравнивания потенциалов. Она подключается к заземляющему контуру всего дома. Акриловая ванна подвержена накоплению на ней статического заряда, и ее необходимо защищать системой уравнивания потенциалов. Даже чугунная ванна с акриловым вкладышем также подвержена этому негативному явлению.

Защита от статического электричества на производстве
В промышленном производстве применяют несколько способов сохранения функциональности оборудования:
  • Увеличение стойкости устройств и оборудования к воздействию электростатического разряда.
  • Блокировка проникновения заряда на рабочее место.
  • Недопущение возникновения электростатических зарядов.

Два последних способа дают возможность осуществлять защиту многих устройств, а первый способ применяется только для отдельных видов оборудования.

Высокую защиту от разрядов статического поля и сохранения функциональности устройства обеспечивает клетка Фарадея. Это металлическая клетка в виде сетки с мелкой ячейкой. Клетка ограждает оборудование со всех сторон. Она подключается к заземляющему контуру. Внутрь клетки не проходят электрические поля, в то же время магнитному статическому полю, клетка Фарадея не мешает. По такому же принципу защищают кабели, оснащая их металлическим экраном.

Защита от статического электричества делится по методам выполнения:
  • Конструкционно-технологические.
  • Химические.
  • Физико-механические.

Последние два метода дают возможность снизить образование зарядов и повысить скорость их ухода в землю. Первый метод выполняет защиту устройств от зарядов, но не отводит их на заземление.

Оптимизировать снижение электростатического заряда можно следующим образом:
  • Увеличением токопроводимости материалов.
  • Созданием коронирования.
Такие задачи решают с помощью:
  • Выбора материалов с хорошей объемной проводимостью.
  • Увеличением рабочих поверхностей.
  • Ионизацией воздушного пространства.

Для реализации этих задач создают магистрали для протекания на землю статических зарядов, минуя рабочие компоненты устройств. Если материалы имеют высокое сопротивление, то применяют другие способы.

Похожие темы:

Защита от статического электричества

Все тела по электрическим свойствам делят на проводники и изоляторы (диэлектрики). Если проводники способны проводить ток, то диэлектрики этой способностью не обладают. Поэтому на веществах и материалах, имеющих удельное объемное электрическое сопротивление более 105 Ом • м (диэлектрик), при трении, дроблении, интенсивном перемешивании происходит перераспределение электронов с образованием на поверхностях соприкосновения двойного электрического тока, что является непосредственным источником возникновения статического электричества.

Искровые разряды статического электричества могут вызвать взрыв и пожар.

Особенно большую опасность представляют разряды статического электричества, образующиеся при сливе и наливе легковоспламеняющихся и горючих жидкостей свободно падающей струей.

В производственных условиях накопление зарядов статического электричества может происходить на приводных ремнях, транспортерах, при движении пылевоздушной смеси в трубопроводах, например при транспортировке муки пневмосистемами или аэрозольтранспортом.

Заряды статического электричества могут накапливаться на людях, особенно если подошва обуви не проводит электрический ток, одежде и белье из шерсти, шелка или искусственного волокна, а также при движении по нетокопроводящему полу или выполнении ручных операций с диэлектриком. Потенциал изолированного от земли тела человека может превышать 7 кВ и достигать 45 кВ. Соприкосновение человека с заземленным предметом вызывает искровой разряд.

Энергия разряда этой искры может составлять 2,5 ... 7,5 мДж. Кроме того, статическое электричество оказывает неблагоприятное физиологическое воздействие на человека, подобное мгновенному удару электрическим током. Величина тока при этом незначительна и непосредственной опасности для человека не представляет. Однако искра, проскакивающая между телом человека и металлическим объектом, может явиться причиной производственного травматизма и при определенных условиях даже создать аварийную ситуацию.

В производствах, где существует опасность воспламенения взрывоопасных смесей разрядом с человека, необходимо обеспечить работающих электропроводящей (антистатической) обувью. Обувь считается электропроводящей, если электрическое сопротивление между электродом в форме стельки, находящимся внутри обуви, и наружным электродом меньше 107 Ом.

Покрытие пола, выполненное из бетона толщиной 3 см, спецбетона, пенобетона, считается электропроводящим.

Для предупреждения возможности возникновения опасных искровых разрядов с поверхности получаемых и перерабатываемых веществ, используемых в производстве диэлектрических материалов, оборудования, а также тела человека необходимо предусматривать меры защиты от разрядов статического электричества.

Основными способами устранения опасности от статического электричества являются:

отвод зарядов путем заземления оборудования и коммуникаций;

однако заземление неэффективно, когда применяют аппараты и трубопроводы из диэлектрика или происходит в процессе технологических операций отложение на внутренней стороне стенки трубопроводов или оборудования нетокопроводящих материалов;

добавление в электризуемые вещества антистатических веществ (графит, сажа, полигликоли и др. ), позволяющих уменьшить сопротивление этих веществ;

увеличение относительной влажности воздуха (общей или только в местах образования зарядов статического электричества) до 70 ... 75 %;

применение антистатических веществ;

наиболее важным свойством антистатических веществ является их способность увеличивать ионную проводимость и тем самым снижать электрическое сопротивление материалов;

ионизация воздуха, заключающаяся в образовании положительных и отрицательных ионов воздуха, которые нейтрализуют заряды статического электричества;

ограничение скорости движения твердых и жидких веществ в коммуникациях и оборудовании;

заведомо безопасной скоростью движения и истечения диэлектрической жидкости является 1,2 м/с.

Практический способ устранения опасности от статического электричества выбирают с учетом эффективности и экономической целесообразности.

15. МЕРЫ ЗАЩИТЫ ОТ СТАТИЧЕСКОГО ЭЛЕКТРИЧЕСТВА ПОСТАНОВЛЕНИЕ Госгортехнадзора РФ от 17.

06.2003 N 93 "ОБ УТВЕРЖДЕНИИ ПРАВИЛ УСТРОЙСТВА И БЕЗОПАСНОЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ ПУНКТОВ ПРОИЗВОДСТВА И МЕХАНИЗИРОВАННОЙ ПОДГОТОВКИ К ПРИМЕНЕНИЮ ВЗРЫВЧАТЫХ ВЕЩЕСТВ В ОРГАНИЗАЦИЯХ, ВЕДУЩИХ ВЗРЫВНЫЕ РАБОТЫ"
действует Редакция от 17.06.2003 Подробная информация
Наименование документПОСТАНОВЛЕНИЕ Госгортехнадзора РФ от 17.06.2003 N 93 "ОБ УТВЕРЖДЕНИИ ПРАВИЛ УСТРОЙСТВА И БЕЗОПАСНОЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ ПУНКТОВ ПРОИЗВОДСТВА И МЕХАНИЗИРОВАННОЙ ПОДГОТОВКИ К ПРИМЕНЕНИЮ ВЗРЫВЧАТЫХ ВЕЩЕСТВ В ОРГАНИЗАЦИЯХ, ВЕДУЩИХ ВЗРЫВНЫЕ РАБОТЫ"
Вид документапостановление, правила
Принявший органгосгортехнадзор рф
Номер документа93
Дата принятия01.01.1970
Дата редакции17.06.2003
Номер регистрации в Минюсте4743
Дата регистрации в Минюсте19.06.2003
Статусдействует
Публикация
  • На момент включения в базу документ опубликован не был
НавигаторПримечания

15. МЕРЫ ЗАЩИТЫ ОТ СТАТИЧЕСКОГО ЭЛЕКТРИЧЕСТВА

15.1. Мероприятия по защите от статического электричества необходимо осуществлять в соответствии с действующими нормативами.

15.2. Разработка технологических процессов и оборудования должна проводиться с учетом предотвращения опасной электризации веществ при их производстве и применении. Основные мероприятия по предотвращению опасных проявлений статического электричества должны быть указаны в директивном технологическом процессе.

При пуске нового или реконструкции производства следует проверить наличие и достаточность действующих устройств защиты от статического электричества и при необходимости обеспечить дополнительную его защиту.

15.3. Технологический регламент должен содержать параметры обрабатываемых в производстве веществ, характеризующие их электрические свойства (удельные электрические сопротивления) и чувствительность к электростатическим разрядам (минимальную энергию воспламенения), и описание средств защиты от статического электричества, а в технологических инструкциях и инструкциях по технике безопасности должен быть описан порядок их применения.

15.4. Наиболее вероятно возникновение и накопление электростатических зарядов на таких операциях, как просеивание, измельчение, смешение, загрузка и выгрузка из аппаратов, пневмо- и вакуум-транспортирование. Допустимые параметры технологического процесса, обеспечивающие электростатическую безопасность переработки каждого из видов продуктов, устанавливаются разработчиком директивного технологического процесса и регламента технологического процесса.

15.5. Для предупреждения возможности возникновения опасных электростатических разрядов необходимо предусматривать с учетом особенностей производства следующие меры защиты:

- заземление электропроводящего оборудования и коммуникаций;

- применение нейтрализаторов;

- подбор пар контактирующих материалов, электризующихся зарядами разных знаков;

- увлажнение окружающей атмосферы;

- применение электропроводных материалов для оборудования;

- применение спецодежды.

15.6. Для снижения интенсивности возникновения зарядов статического электричества следует:

- всюду, где это технологически возможно, паро- и пылевоздушные смеси очищать от взвешенных жидких и твердых частиц, жидкости - от загрязнений твердыми и жидкими примесями;

- поддерживать концентрацию горючих сред вне пределов взрываемости;

- всюду, где этого не требует технология производства, исключить разбрызгивание, дробление, распыление веществ;

- технологические процессы вести в соответствии с установленными параметрами;

- уменьшать скорости транспортирования и переработки, турбулентность потоков пыле-парогазовых смесей и жидкостей;

- исключать конденсацию и кристаллизацию паров и газов при истечении из трубопроводов, шлангов, форсунок, сопел.

15.7. Все технологическое оборудование (аппараты, емкости, коммуникации, покрытия рабочих столов и стеллажей, оснастка и др.), где возможно образование и накопление зарядов статического электричества, должно быть изготовлено из металла или электропроводных материалов и заземлено (электропроводными материалами являются такие, удельное объемное электрическое сопротивление которых не превышает 1Е5 Ом. м).

Аппараты, емкости, агрегаты, трубопроводы, в которых происходит перемещение, дробление, распыление, разбрызгивание продуктов, отдельно стоящие машины, агрегаты, аппараты, соединенные трубопроводами с общей системой аппаратов и емкостей, должны быть присоединены к внутреннему контуру заземления при помощи отдельного ответвления независимо от заземления соединенных с ними коммуникаций.

Последовательное включение в заземляющую шину (провод) нескольких заземляющих аппаратов, агрегатов или трубопроводов не допускается.

Допускается объединение заземляющих устройств для защиты от статического электричества с защитным заземлением электрооборудования.

Заземление смесительно-зарядной машины перед загрузкой должно осуществляться в соответствии с п. 9.6 настоящих Правил.

15.8. В конструкторской документации на технологическое оборудование должны быть указаны места для присоединения заземляющих проводников и способ их крепления.

В каждом производственном здании должна быть составлена схема (карта) заземления, в которой должны быть перечислены все оборудование, оснастка, инвентарь и т.п., подлежащие заземлению.

15.9. Сопротивление заземления любой наиболее удаленной точки внутренней поверхности оборудования, изготовленного из электропроводных (неметаллических) материалов, относительно внутреннего контура заземления не должно превышать 1Е6 Ом.

Сопротивление заземляющего устройства, предназначенного только для защиты от статического электричества, должно быть не более 100 Ом.

15.10. Заземляющие проводники и контур заземления должны быть проложены открыто, чтобы обеспечить возможность их осмотра. При этом должна быть обеспечена их устойчивость к механическим и химическим воздействиям.

Заземлители, наружный и внутренний контуры заземления должны быть выполнены в соответствии с требованиями правил устройства электроустановок и норм и правил по устройству молниезащиты зданий и сооружений.

Заземляющие проводники, предназначенные для защиты от статического электричества, окрашиваются в черный цвет с нанесением в местах присоединения к технологическому оборудованию и внутреннему контуру заземления одной поперечной полосы шириной 15 мм красного цвета. Допускается в соответствии с оформлением помещения окрашивать заземляющие проводники в иные цвета (кроме красного) с маркировкой красной полосой, как указано выше.

15.11. Соединение элементов контура заземления, присоединение заземлителей и заземляемых конструкций должны быть выполнены сваркой. В случае невозможности применения сварки допускается присоединение заземляющих проводников с помощью надежного резьбового соединения. При этом заземляющие проводники должны иметь на концах неразрезанное кольцо, электрически соединенное с основной жилой. Резьбовые соединения должны быть защищены от коррозии.

15.12. Трубопроводы, расположенные параллельно на расстоянии до 0,1 м друг от друга, должны соединяться между собой перемычками через каждые 20 м. При пересечении трубопроводов друг с другом, с металлическими лестницами и конструкциями на расстоянии менее 0,1 м они должны также соединяться перемычками.

Защитное заземление трубопроводов, расположенных на наружных эстакадах, должно отвечать требованиям норм и правил по устройству молниезащиты зданий и сооружений.

Металлические воздуховоды вентиляции должны быть заземлены через каждые 20 м с помощью проводников из алюминиевых сплавов диаметром не менее 5 мм, ленты сечением не менее 24 мм2.

15.13. Способные электризоваться движущиеся части машин и аппаратов, контакт которых с заземленным корпусом может быть нарушен, должны иметь специальные устройства (токосъемники) для обеспечения заземления.

Аппараты, в которых имеет место интенсивная электризация веществ, а также подвижные узлы виброоборудования (вибролотки, сита с механическим приводом и т. п.) должны быть заземлены не менее, чем в двух точках.

Рекомендуется применять антистатические клиновые ремни.

15.14. Для уменьшения удельного поверхностного электрического сопротивления веществ, составов и конструкционных материалов там, где это допускается условиями технологического процесса, рекомендуется поддерживать относительную влажность воздуха не ниже 65%.

15.15. Пересыпание веществ следует производить с возможно малой высоты. Повсеместно следует систематически, в сроки, установленные инструкциями, влажным способом очищать от осевшей пыли оборудование, воздуховоды вентиляции и другие конструкции в помещении.

Запрещается загрузка сыпучих продуктов непосредственно из бумажных, полиэтиленовых, полихлорвиниловых и других электризующихся мешков в люки аппаратов, содержащих пары горючих жидкостей. В этом случае следует применять загрузочные устройства из проводящих материалов, обеспечивающие наименьшее пыление веществ.

Отбор проб сыпучего вещества, измерение технологических параметров посредством вносимых пробоотборников и приборов следует производить после осаждения пыли.

15.16. Измерение параметров электризации в условиях производства проводится периодически в соответствии с утвержденным графиком проведения измерений, но не реже двух раз в год. Для проведения измерений должны применяться приборы в искробезопасном и взрывозащищенном исполнении, допущенные к применению для данных производств, обеспечивающие электростатическую безопасность измерений и прошедшие государственные или ведомственные испытания.

15.17. Приемка в эксплуатацию устройств защиты от статического электричества должны производиться одновременно с приемкой технологического и энергетического оборудования.

В процессе эксплуатации устройств защиты от статического электричества необходимо:

- перед началом работы проверить надежность электрического контакта заземляющих проводников в местах соединения и непрерывность электрической цепи по всей длине;

- не допускать загрязнения, механических повреждений, длительного воздействия щелочей, кислот, органических растворителей на элетропроводные покрытия технологического оборудования, рабочих мест.

15.18. Осмотр и измерение электрических сопротивлений заземляющих устройств технологического оборудования, трубопроводов и т.п. рекомендуется проводить одновременно с проверкой заземления электрооборудования. Результаты проверочных испытаний, а также ревизий и ремонтов заземляющего устройства должны заноситься в паспорт. Результаты измерения сопротивления заземления технологических аппаратов, оборудования, подвижного оборудования, транспортных устройств, оснастки должны регистрироваться в специальном журнале.

Рекомендуется контролировать средства защиты от статического электричества со следующей периодичностью:

осмотр и измерение сопротивления заземляющих устройств (заземлители, контуры) - 2 раза в год
измерение сопротивления электропроводной обуви - 1 раз в квартал
осмотр и измерение сопротивления заземления стационарного технологического оборудования - 1 раз в квартал
то же для подвижных частей оборудования, передвижного оборудования и пробоотборников - 1 раз в месяц
осмотр целостности заземляющих проводников у пробоотборников - перед началом смены

Планово-предупредительный ремонт средств защиты от статического электричества необходимо производить одновременно с ремонтом технологического оборудования и электрооборудования.

Защита от статического электричества

Статическое электричество (согласно ГОСТ 12.1.018) — это совокупность явлений, связанных с возникновением, сохранением и релаксацией свободного электрического заряда на поверхности (или в объеме) диэлектриков или на изолированных проводниках.

Возникновение зарядов статического электричества. Заряды статического электричества образуются при самых разнообразных производственных условиях, но чаще всего при трении одного диэлектрика о другой или диэлектриков о металлы. На трущихся поверхностях могут накапливаться электрические заряды, легко стекающие в землю, если физическое тело является проводником электричества и заземлено. На диэлектриках электрические заряды удерживаются продолжительное время, вследствие чего они и получили название статического электричества.

Статическое электричество возникает в результате сложных процессов, связанных с перераспределением электронов и ионов при соприкосновении двух поверхностей неоднородных жидких или твердых веществ, имеющих различные атомные и молекулярные силы поверхностного притяжения.

Мерой электризации является заряд, которым обладает данное вещество. Интенсивность образования зарядов возрастает с увеличением скорости перемещения материалов, их удельного сопротивления, площади контакта и усилия взаимодействия. Степень электризации заряженного тела характеризует его потенциал относительно земли.

В производстве накопление зарядов статического электричества часто наблюдается при: трении приводных ремней о шкивы или транспортерных лент о валы, особенно с пробуксовкой; перекачке огнеопасных жидкостей по трубопроводам и наливе нефтепродуктов в емкости; движении пыли по воздуховодам; дроблении, перемешивании и просеивании сухих материалов и веществ; сжатии двух разнородных материалов, один из которых диэлектрик; механической обработке пластмасс; транспортировании сжатых и сжиженных газов по трубам и истечении их через отверстия, особенно если в газах содержится тонко распыленная жидкость, суспензия или пыль; движении автотранспортера, тележек на резиновых шинах и людей по сухому изолирующему покрытию и т. д.

Сила тока электризации потока нефтепродуктов в трубопроводах зависит от диэлектрических свойств и кинематической вязкости жидкости, скорости потока, диаметра трубопровода и его длины, материала трубопровода, шероховатости и состояния его внутренних стенок, температуры жидкости. При турбулентном потоке в длинных трубопроводах сила тока пропорциональна скорости движения жидкости и диаметру трубопровода. Степень электризации движущихся диэлектрических лент (например, транспортерных) зависит от физико-химических свойств соприкасающихся материалов, плотности их контакта, скорости движения, относительной влажности и т. д.

Опасность разрядов статического электричества. Искровые разряды статического электричества представляют собой большую пожаро- и взрывоопасность. Их энергия может достигать 1,4 Дж, что вполне достаточно для воспламенения паро-, пыле- и газовоздушных смесей большинства горючих веществ. Например, минимальная энергия воспламенения паров ацетона составляет 0,25 ·10-3 Дж, метана 0,28 ·10-3, оксида углерода 8 ·10-3, древесной муки 0,02, угля 0,04Дж. Поэтому в соответствии с ГОСТ 12.1.018 электростатическая безопасность объекта считается достигнутой только в том случае, если максимальная энергия разрядов, которые могут возникнуть внутри объекта или с его поверхности, не превышает 40 % минимальной энергии зажигания веществ и материалов.

Электростатический заряд, возникающий при выполнении некоторых производственных процессов, может достигать нескольких тысяч вольт. Например, при трении частиц песка и пыли о днище кузова при движении автомобиля генерируется потенциал до 3 кВ; при перекачке бензина по трубопроводу — до 3,6кВ; при наливании электризующихся жидкостей (этилового спирта, бензина, бензола, этилового эфира и др.) в незаземленные резервуары в случае свободного падения струи жидкости в наполняемый сосуд и большой скорости истечения —до 18...20кВ; при трении ленты транспортера о вал — до 45 кВ; при трении трансмиссионных ремней о шкивы —до 80кВ.

При этом следует иметь в виду, что для взрыва паров бензина достаточно потенциала 300 В; при разности потенциалов 3 кВ воспламеняются горючие газы, а 5 кВ — большинство горючих пылей.

Статическое электричество может накапливаться и на теле человека при ношении одежды из шерсти или искусственного волокна, движении по токонепроводящему покрытию пола или в диэлектрической обуви, соприкосновении с диэлектриками, достигая в отдельных случаях потенциала 7 кВ и более. Количество накопившегося на людях электричества может быть вполне достаточным для искрового разряда при контакте с заземленным предметом. Физиологическое действие статического электричества зависит от освободившейся при разряде энергии и может ощущаться в виде слабых, умеренных или сильных уколов, а в некоторых ситуациях — в виде легких, средних и даже острых судорог. Так как сила тока разряда статического электричества ничтожно мала, то в большинстве случаев такое воздействие неопасно. Однако возникающие при этом явлении рефлекторные движения человека могут привести к тяжелым травмам вследствие падения с высоты, захвата спецодежды или отдельных частей тела неогражденными подвижными частями машин и механизмов и т. п.

Статическое электричество может также нарушать нормальное течение технологических процессов, создавать помехи в работе электронных приборов автоматики и телемеханики, средств радиосвязи.

Мероприятия по защите от статического электричества проводят во взрыво- и пожароопасных помещениях и зонах открытых установок, относящихся к классам B-I, B-I6, В-II и В-IIа. В помещениях и зонах, которые не относятся к указанным классам, защиту осуществляют на тех участках производства, где статическое электричество отрицательно влияет на нормальное протекание технологического процесса и качество продукции.

Меры защиты от статического электричества направлены на предупреждение возникновения и накопления зарядов статического электричества, создание условий рассеивания зарядов и устранение опасности их вредного воздействия.

Предотвращение накопления зарядов статического электричества достигается заземлением оборудования и коммуникаций, на которых они могут появиться, причем каждую систему взаимосвязанных машин, оборудования и конструкций, выполненных из металла (пневмосушилки, смесители, газовые и воздушные компрессоры, мельницы, закрытые транспортеры, устройства для налива и слива жидкостей с низкой электропроводностью и т. п.), заземляют не менее чем в двух местах. Трубопроводы, расположенные параллельно на расстоянии до 10см, соединяют между собой металлическими перемычками через каждые 25 м. Все передвижные емкости, временно находящиеся под наливом или сливом сжиженных горючих газов и пожароопасных жидкостей, на время заполнения присоединяют к заземлителю. Автозаправщики и автомобильные цистерны заземляют металлической цепью, соблюдая длину касания земли не менее 200 мм.

Снижение интенсивности возникновения зарядов статического электричества достигается соответствующим подбором скорости движения веществ, исключением разбрызгивания, дробления и распыления веществ, отводом электростатического заряда, подбором поверхностей трения, очисткой горючих газов и жидкостей от примесей. Безопасные скорости транспортировки жидких и пылевидных веществ зависят от их удельного объемного электрического сопротивления ρv. Так, для жидкостей с ρv ≤ 105 Ом ·м допустимая скорость должна быть не более 10 м/с, при 105 Ом ·м < pv < 109 Ом· м — до 5 м/с, а при ρv > 109 Ом·м скорости устанавливают для каждой жидкости отдельно, но, как правило, не более 1,2 м/с. При подаче жидкостей в резервуары необходимо исключить их разбрызгивание, распыление и бурное перемешивание. Наливную трубку необходимо удлинить до дна сосуда с направлением струи вдоль его стенки. При первоначальном заполнении резервуаров жидкость подают со скоростью, не превышающей 0,5...0,7 м/с.

Лучший способ снижения интенсивности накопления зарядов статического электричества в ременных передачах — увеличение электропроводимости ремней, например, с помощью прошивки внутренней поверхности ремня тонкой медной проволокой в продольном направлении или смазыванием его внутренней поверхности токопроводяшими составами (содержащими, например, сажу и графит в соотношении 1:2,5 по массе и др.). Следует также уделять внимание регулировке натяжения ремней и по возможности снижению скорости их движения до 5 м/с.

Если предотвратить накопление зарядов статического электричества заземлением не удается, то следует принять меры по уменьшению объемных и поверхностных диэлектрических сопротивлений обрабатываемых материалов. Это достигается повышением относительной влажности воздуха до 65...70 %, химической обработкой поверхности, применением антистатических веществ, нанесением электропроводных пленок, уменьшением скорости перемещения заряжающихся материалов, увеличением чистоты обработки трущихся поверхностей и т. д.

При невозможности использования средств защиты от статического электричества рекомендуется нейтрализовать заряды ионизацией воздуха в местах их возникновения или накопления. Для этого используют специальные приборы — ионизаторы, создающие вокруг наэлектризованного объекта положительные и отрицательные ионы. Ионы, имеющие заряд, противоположный заряду диэлектрика, притягиваются к объекту и нейтрализуют его. Для отвода статического электричества с тела человека предусматривают токопроводящие полы или заземленные зоны, рабочие площадки, поручни лестниц, рукоятки приборов и т.д.; обеспечивают работающих токопроводящей обувью с сопротивлением подошвы не более 108 Ом, а также антистатической спецодеждой.


Полезная информация:

Статическое электричество: опасность и меры защиты. Часть 1

Интенсивность возникновения зарядов в технологическом оборудовании определяется физико-химическими свойствами перерабатываемых веществ и материалов, из которых изготовлено оборудование, а также параметрами технологического процесса.

В случае разности потенциалов 300 В искровой разряд способен воспламенить почти все горючие газы, а когда разность потенциалов достигнет 5000 В, то и большую часть горючих пылей.

Так, например, при движении приводного ремня со скоростью 15 м/с разряд может достичь 80 кВ (при движении прорезиненной ленты транспортера - до 45 кВ, протекании бензина по стальным трубам - до 3,6 кВ). При движении автомобиля по бетонной дороге - до 3 кВ (вследствие скольжения колес и ударов частиц песка и гравия о металлические части кузова).

Искра, возникшая из-за разряда статического электричества, явилась, возможно, тем последним доводом, который окончательно склонил чашу весов в пользу самолетов в их споре с дирижаблями за господство в воздухе в конце 30-х годов прошлого века. Во всяком случае, попытки использования дирижаблей в качестве пассажирского воздушного транспорта прекратились как раз после гибели гигантского дирижабля от пожара, вызванного электрическим разрядом (г. Нью-Йорк, 1937 г.). Однако и самолеты подвержены воздействию статического электричества, возникающего на них в результате взаимодействия с жидкими и твердыми частицами облаков и осадков.

С увеличением скорости самолетов острота данной проблемы только возрастала: выяснилось, что ток, заряжающий самолет при полете в облаках и осадках, растет с увеличением скорости значительно сильнее, чем разряжающий ток. На самолетах наблюдались электрические разряды разных форм и связанные с этим явлением электромагнитные помехи и повреждения элементов конструкции. При заряжении самолета статическим электричеством резко возросла опасность поражения его молнией. По имеющимся оценкам, вероятность прямого поражения самолета молнией во время полета в грозовом облаке составляет 10-4, т.е. из 10000 пролетов через облако молния в одном случае почти всегда попадает в самолет. Когда самолет электрически заряжен, эта вероятность на два порядка выше: один случай поражения молнией приходится уже на 100 пролетов через облако. Заряженный самолет, таким образом, инициирует молнию, вызывая разряд атмосферного электричества на себя. Это не удивительно, если учесть, что потенциал самолета относительно окружающей среды может достигать полутора миллионов вольт!

Также известны случаи, когда по причине электростатических разрядов происходили серьезные аварии и пожары на технологических установках нефтепереработки, резервуарах и емкостях с горючими жидкостями и газами (Россия, Япония), отмечались жалобы персонала на неприятные ощущения и ухудшение самочувствия в работе.

 

Защита от статического электричества

 

В каждой организации в соответствующие технологические инструкции или инструкции по охране труда, видам работ и пожарной безопасности должны быть включены пункты по защите от статического электричества и эксплуатации устройства защиты от статического электричества.

Опасность действия статического электричества должна устраняться специальными мерами, которые создают утечку электростатических зарядов, предотвращающих накопление энергии заряда выше уровня 0,4 А/мин, или создают условия, исключающие возможность образования взрывоопасной концентрации взрывоопасной смеси (например, вытеснение горючей смет инертным газом).

меры, применяемые на производстве и в бытовых условиях

Статическим электричеством называется появление свободного заряда на поверхностях диэлектриков. Возникновение электростатического поля несёт в себе большую опасность для производственных циклов, связанных с горючими веществами, пылью, легко воспламеняющимися парами. Эти заряды могут порождать нарушения в работе электронных устройств и приборов. Защита от статического электричества необходима и для профилактики многих заболеваний.

Природа статического электричества

В равновесном состоянии молекулы и атомы любого вещества имеют одинаковое количество положительно и отрицательно заряженных частиц. Отрицательно заряженные частицы, электроны, могут перемещаться от одного атома к другому, создавая тем самым разные заряды атомов.

Там, где появляется лишний электрон, — заряд отрицательный. Где недостаёт электрона — положительный. Эти неподвижные в пространстве заряды создают электростатическое поле. Оно возникает в таких случаях:

  • При трении одного предмета о другой.
  • При резком перепаде температур.
  • Вследствие воздействия различных излучений (ультрафиолетового, радиоактивного).
  • Статические заряды накапливаются на теле человека при ношении синтетической или шерстяной одежды. Они возникают в кузове автомобиля при движении.

Очень опасно перевозить бензин в пластиковых канистрах. При трении жидкости о стенки образуется статическое электричество, которое может вызвать искру и воспламенить пары бензина.

Искры, возникающие в процессе разряда электростатических полей, способны вызвать возгорание в запылённых и загазованных помещениях.

Опасность для человека

Необходимость устранять опасности, связанные с появлением электростатического поля, существует и на производстве, и в быту. Защита от статического электричества на производстве является обязательной при взрывоопасных и пожароопасных производственных процессах. В соответствии с правилами техники безопасности необходимо защищать работников на предприятиях от поражения током.

Напряжённость электростатического поля невелика и при редком воздействии не вредит здоровью, но при этом возможно возникновение мышечных реакций, судорог, которые приведут к аварии. Длительное же воздействие электростатических полей может оказывать влияние на работу сердечно-сосудистой системы. Отрицательно действует электростатическое поле и на электронные приборы. В результате разряда они часто выходят из строя.

Защита на предприятиях

Статическое электричество и защита от него — вопросы, которые серьёзно прорабатываются при создании правил техники безопасности на предприятиях. Соблюдение их должно защитить персонал от поражения током и предотвратить нарушения технологического процесса.

Меры, применяемые на производстве, состоят в снижении интенсивности генерации полей и в отводе заряда. Для снижения интенсивности применяется:

  • Очистка горючих газов и жидкостей от загрязнений твёрдыми и жидкими примесями.
  • Отказ по возможности от дробления и распыления веществ в технологическом цикле.
  • Соблюдение проектной скорости перемещения материалов в магистралях и аппаратах.

Для отвода заряда требуется заземление всех металлических и электропроводных частей оборудования, металлических кожухов и трубопроводов. Заземлять следует и движущиеся приспособления и вращающиеся элементы, которые не имеют постоянного контакта с землёй. Увеличение проводимости диэлектрических материалов тоже способствует отводу заряда. Это достигается применением поверхностно-активных веществ, увеличивающих проводимость диэлектриков. Поддержание влажности воздуха не ниже 60−70% является успешным методом борьбы со статическим электричеством.

Нейтрализаторы применяются, если технологических мер оказывается недостаточно. Эти приборы используются для нейтрализации поверхностных электрических зарядов ионами разного знака. Для ионизации воздуха электрическим полем высокого напряжения применяются индукционные и высоковольтные нейтрализаторы.

В целях нейтрализации зарядов во взрывоопасных помещениях успешно применяются радиоизотопные нейтрализаторы. Ионизация происходит за счёт активного α или β излучения.

Индивидуальными методами защиты являются специальная обувь и одежда.

Обеспечение безопасности дома и квартиры

Свободный электрический заряд накапливают: резиновая обувь, синтетическая одежда, линолеум и пластик, ковры, железобетонные стены. Для защиты жилых помещений прежде всего нужно следить, чтобы влажность воздуха была не меньше 60%.

Существует большой выбор увлажнителей воздуха, которые способны решить эту проблему. Для нейтрализации электростатических зарядов применяются ионизаторы воздуха. Правила защиты от статического электричества:

  • Использовать в жилых помещениях зануление и заземление электропроводки.
  • Избавляться от пыли, не допускать её скопления на ковровых покрытиях.
  • Соблюдать правила электробезопасности.
  • Обрабатывать синтетическую одежду антистатиком.

Защита от свободных электрических зарядов поможет сберечь здоровье, избежать взрывов и возгораний, улучшить работу технологических устройств и электронных приборов. Эти меры очень важны как для охраны каждого дома, так и для безопасности и улучшения условий для работников на производстве.

Соединение и заземление - Контроль статического электричества

Несколько лет назад я расследовал инцидент, связанный с возгоранием, возникшим в результате переноса горючей жидкой смеси. Водитель поставщика химикатов доставлял товар покупателю. Продукт состоял из раствора растворителя, содержащего толуол и другие легковоспламеняющиеся ингредиенты. Когда водитель наполнял металлический контейнер емкостью 350 галлонов через верхнее сопло, внезапно возник пожар, в результате чего водитель получил ожоги.Он получил ожоги второй и третьей степени примерно на 20% тела.

В ходе расследования этого инцидента было установлено, что искра, возникшая в результате статического разряда, воспламенила пары растворителя. Есть два основных метода защиты от опасностей статического электричества - заземление и склеивание. Эти методы должны строго соблюдаться в зонах хранения, распределения или использования легковоспламеняющихся и горючих жидкостей. В этой статье описывается, как возникает статический разряд и как соединение и заземление помогают предотвратить потенциальные пожары из-за электростатических разрядов.

Статическое электричество
Статическое электричество возникает в результате взаимодействия разнородных материалов. Это может произойти при трении материалов друг о друга, например, в классическом примере ходьбы по ковру в сухой зимний день в шерстяных носках. Однако статические разряды также могут возникать, когда жидкость проходит через трубу, через отверстие в резервуар и / или при смешивании или взбалтывании смеси. Жидкость перемещает разные электроны от одного к другому, и трение электронов создает статическое электричество.Электростатический разряд (также называемый статической искрой) - это разряд электричества через промежуток между двумя не соприкасающимися точками, возникающий в результате разницы в электрическом потенциале. Искра, возникающая при скачке электрического заряда через зазор, обычно содержит достаточно энергии для воспламенения легковоспламеняющихся паров, если они находятся в концентрациях, поддерживающих горение. Нельзя полностью исключить возникновение статического электричества, поскольку оно обычно присутствует на каждом интерфейсе. Однако есть способы уменьшить возможность накопления статического заряда при перекачке легковоспламеняющихся жидкостей.Двумя наиболее важными способами предотвращения статических искр являются соединение и заземление.

Соединение
Соединение выполняется для устранения разницы в электрическом потенциале между двумя или более объектами. Адекватная связь между двумя или более проводящими объектами позволит зарядам свободно перемещаться между объектами, что не приведет к разнице в электрическом потенциале. Связывание не устраняет статический заряд, но выравнивает потенциал между соединенными объектами, так что между ними не возникает искры.Таким образом, вероятность искры между объектами существенно снижается.

Соединение может быть выполнено путем присоединения проводящего провода между объектами. Для безопасного склеивания важны следующие факторы:

Размер соединительной проволоки: Размер соединительной проволоки зависит от механической прочности, а не от допустимой нагрузки по току. Используйте толстый многожильный провод 12-го калибра, который выдержит длительное использование. Связующие провода поставляются промышленными поставщиками на катушках или в индивидуальной указанной длине.

Точка крепления на обоих объектах: Точка крепления на обоих объектах должна быть прочной и надежной и находиться на голой металлической поверхности. Использование зажимного устройства (навинчиваемого или подпружиненного) - хороший способ обеспечить надежное соединение. Соединение должно быть выполнено до начала передачи материала между емкостями. Если соединение выполняется после переноса, накопление статического заряда может привести к искре, поскольку соединительный провод подключается к одному из контейнеров.

Заземление
Заземление объекта служит другой цели, чем соединение. Связывание устраняет разницу в электрическом потенциале между контейнерами, соединенными вместе, но не устраняет разность потенциалов между объектом и землей. Чтобы гарантировать, что статический заряд не вызовет искру в результате этой разницы, должен быть обеспечен токопроводящий путь к земле. Правильное заземление обеспечит средство для непрерывной разрядки заряженного проводящего тела на землю.

Заземление может быть достигнуто путем присоединения проволочного проводника между контейнером и водопроводной трубой или 8-футового стального стержня, покрытого медью, встроенного в землю по всей длине. Общее сопротивление заземления должно быть ниже одного МОм. При использовании заглубленного стержня сопротивление зависит от влажности почвы. Важно проверить систему заземления, чтобы убедиться в ее целостности и надлежащем сопротивлении.

Скорость статического разряда
Электрические заряды могут накапливаться в легковоспламеняющихся жидкостях, когда жидкости протекают через системы трубопроводов или когда они перемешиваются в резервуарах для хранения в результате механического движения или разбрызгивания.Правильного соединения и заземления системы часто бывает достаточно, чтобы контролировать накопление статического электричества. Однако, если для переноса жидкости в резервуар для хранения или контейнер используются высокие скорости потока, на поверхности жидкости в резервуаре могут возникать высокие электрические потенциалы.

Скорость накопления статического заряда может быть намного больше, чем способность жидкости переносить его в заземленный металлический резервуар для хранения. Если накопленный в контейнере заряд накапливается достаточно, может возникнуть статическая искра, когда уровень жидкости приближается к телу с другим потенциалом.Такого рода статическую ситуацию можно контролировать, уменьшая скорость потока, избегая сильного разбрызгивания в бак и давая время, пока статические заряды не рассеются. Заполнения брызгами можно избежать, используя заливную трубу, разработанную в соответствии с NFPA 77.

В обзоре
При рассмотрении инцидента, описанного ранее, водителю не удалось подключить соединительный кабель к металлическому контейнеру. Драйвер также создал высокий уровень статического разряда из-за разбрызгивания продукта во время наполнения.Эти ошибки могут быть вызваны недостаточным обучением, отсутствием процедур компании и / или отсутствием контроля и контроля со стороны руководства. Контейнер также не имел должного заземления. Однако контейнер принадлежал заказчику и находился на его территории. При перемещении легковоспламеняющихся материалов на рабочем месте, где работает несколько работодателей, может потребоваться определенное планирование и координация, чтобы гарантировать соблюдение безопасных методов соединения и заземления.

Дополнительное руководство по контролю статического электричества можно найти в NFPA 77, Рекомендуемая практика для статического электричества.

Версия для печати

Поделитесь этой статьей!

Предотвращение электростатических рисков - Health and Safety International

Статическое электричество - это повседневное явление, предотвращение электростатических рисков должно быть. Мало кто из нас не испытал статического шока после того, как прошел по комнате и коснулся дверной ручки или вылез из машины.

Другие мешающие статические эффекты включают прилипание некоторых тканей к телу, прилипание пластиковой крышки для документов или притяжение пыли к телевизору или экрану компьютера.

Статическое электричество также помогает некоторым частям нашей повседневной жизни своим применением: фотокопированием, покраской, измельчением, удалением пыли и т. Д. Непосредственно связанное с атомной структурой материалов, используемых или обрабатываемых в промышленности, оно создается самопроизвольно, при определенных условиях. во время операций производства или погрузочно-разгрузочных работ. Статическое электричество может неожиданно быстро накапливаться на объектах, создавая удивительно высокое напряжение.

Риски несчастных случаев

Невидимое и незаметное статическое электричество часто появляется смягчающим, но всегда коварным образом.Это может вызвать несчастные случаи (пожары, взрывы и т. Д.) С катастрофическими последствиями: смерть, серьезные травмы и ожоги, значительный материальный ущерб. Среди основных причин несчастных случаев можно назвать:

  • Операции по перекачке нефтяных жидкостей (слив, перекачка из одной емкости в другую)
  • Очистка цистерн и ненадлежащее использование огнетушителей
  • Разряд порошка во взрывоопасной атмосфере (газ или пар легковоспламеняющихся жидкостей)
  • Разрушительные явления из-за людей, электрически заряженных, но изолированных от земли
  • Использование растворителей, в частности толуола, в установках с изолированными металлическими частями или изоляционными частями
  • Отсутствие эквипотенциальности между материалами

Европейский регламент

Три директивы, известные как «директивы нового подхода», относящиеся к свободному перемещению продуктов в Европейском Союзе, касаются проблем предотвращения и защиты взрывоопасных сред:

ДИРЕКТИВА ПО ОБОРУДОВАНИЮ 2006/42 / EC

Эта директива, принятая 17 мая 2006 г., заменяет директиву 98/37 / EC от 22 июня 1998 г.

Как и в предыдущей версии, эти риски покрывают два основных требования к здоровью и безопасности (EHSR):

EHSR 1.5.2.

Статическое электричество Оборудование должно быть спроектировано и сконструировано таким образом, чтобы предотвращать или ограничивать накопление потенциально опасных электростатических зарядов, и / или быть оборудовано системой разряда.

EHSR 1.5.7.

Взрывное оборудование должно быть спроектировано и изготовлено таким образом, чтобы исключить любой риск взрыва, создаваемый самим оборудованием или газами, жидкостями, пылью, парами или другими веществами, производимыми или используемыми оборудованием.В отношении риска взрыва из-за использования в потенциально взрывоопасной атмосфере оборудование должно соответствовать положениям конкретных Директив Сообщества.

Электрический материал, используемый в этих машинах, должен, кроме того, соответствовать конкретным действующим директивам в отношении опасности взрыва.

ДИРЕКТИВА ATEX 94/9 / EC

об оборудовании и защитных системах, предназначенных для использования во взрывоопасных средах:

Принят 23 Марс 1994 г., он применяется как к электрическому, так и неэлектрическому оборудованию, предназначенному для использования во всех типах взрывоопасных сред (газ, пар, туман, пыль).

EHSR 1.3.2

касается опасностей, связанных со статическим электричеством: «Электростатические заряды, которые могут привести к опасным разрядам, должны быть предотвращены соответствующими средствами».

ДИРЕКТИВА 89/686 / CEE, относящаяся к конструкции средств индивидуальной защиты

Принято 21 декабря 1992 г., оно определяет процедуры оценки соответствия и основные требования по охране здоровья и безопасности, применимые ко всему индивидуальному защитному оборудованию для профессионального использования, спорта, домашнего хозяйства и отдыха.

Одно конкретное требование (EHSR 2.6) касается СИЗ для использования во взрывоопасных средах.

«СИЗ, предназначенные для использования во взрывоопасных средах, должны быть спроектированы и изготовлены таким образом, чтобы они не могли быть источником электрической, электростатической или вызванной ударом дуги или искры, которые могут вызвать воспламенение взрывоопасной смеси».

Это означает, что СИЗ, предназначенные для использования во взрывоопасной среде, должны:

Обладают антистатическими свойствами, которые остаются эффективными в течение всего срока службы при правильном использовании и обслуживании в соответствии с инструкциями производителя.

Изготавливаться из материалов, которые заведомо не искрообразуют e.г. ударом, сотрясением или трением

Не содержит компонентов, которые могут вызвать искрение от удара или трения

Не включает незащищенные электрические компоненты или детали, которые не соответствуют (в соответствующих случаях) директиве 94/9 / EC от 23 марта 1994 г. о сближении законов государств-членов, касающихся оборудования и защитных систем, предназначенных для использования в потенциально взрывоопасных средах.

Две дополнительные директивы, известные как «Социальные директивы» по минимальным правилам, направленным на улучшение защиты рабочих в отношении здоровья и безопасности, также рассматривают следующие вопросы:

ДИРЕКТИВА ATEX 1999/92 / CE, касающаяся защиты рабочих, которые могут подвергнуться риску воздействия взрывоопасной атмосферы.

Эта директива, принятая 16 декабря 1999 г., устанавливает минимальные требования к безопасности и охране здоровья рабочих, потенциально подверженных риску воздействия взрывоопасной атмосферы, и, в частности, обязательства работодателей.

В целях предотвращения взрывов и защиты от взрывов работодатель, в частности:

- оценить конкретные риски, возникающие из взрывоопасных атмосфер, принимая во внимание, по крайней мере, вероятность того, что источники воспламенения, включая электростатические разряды, будут присутствовать и станут активными и эффективными… (Статья 4) - принять соответствующие технические и / или организационные меры характер операции… (Статья 3) - обеспечить рабочих соответствующей спецодеждой, состоящей из материалов, не вызывающих электростатических разрядов, которые могут воспламенить взрывчатое вещество,… когда рабочие или рабочая среда действуют как носители заряда или производитель заряда.(Приложение 2.3)

ДИРЕКТИВА 89/655 / EEC относительно использования рабочего оборудования рабочими на работе

В этой директиве, принятой 30 ноября 1989 г., применимой к рабочему оборудованию, используемому на рабочих местах, изложены общие минимальные требования, касающиеся риска взрыва.

2.18. Все рабочее оборудование должно быть подходящим для предотвращения риска взрыва рабочего оборудования или веществ, производимых, используемых или хранящихся в рабочем оборудовании.

Предотвращение электростатических рисков

Общие меры

Способом эффективного предотвращения рисков является интеграция безопасности на самой ранней стадии проектирования оборудования и установок.Не существует стандартного уникального решения, а существует несколько возможных решений, которые можно применять по отдельности или одновременно в зависимости от выявленных рисков и характеристик установки.

Среди возможных технических мер профилактики можно выделить меры, предназначенные для:

  • Удаление или ограничение взрывоопасной атмосферы: вентиляция, герметизация контейнеров, воздухозаборники установок пневмотранспорта, инерция контейнеров и т. Д.
  • Избегайте появления пробивных разрядов: обеспечивайте эквипотенциальность и заземление электропроводящих элементов, используйте проводящие материалы, трубы, аспирационные трубки, ограничивайте использование неоднородных материалов, таких как композитные материалы (проводящие / изоляционные) и т. Д.
  • Ограничение образования и накопления электростатических зарядов: уменьшение трения между элементами различной природы и уменьшение контактного давления, заземления, увеличение проводимости изолирующих тел путем добавления или применения «антистатических» продуктов (например.г. полиолы, сероорганические соединения, фосфорная и фосфорная кислоты, увлажнение атмосферы, устранение зарядов, образующихся на непроводящих телах (использование индуктивных, электрических или радиоактивных нейтрализаторов), устранение зарядов (генераторы ионов, ионизаторы воздуха)
  • Поддерживать на оптимальном уровне риски, связанные со статическим электричеством (контроль и текущая проверка)

В дополнение к этим мерам технического характера, информирование и обучение рискам, связанным со статическим электричеством и его контролем, также являются важным шагом предотвращения.

Применение средств индивидуальной защиты

Общие вопросы: использование антистатических средств индивидуальной защиты рекомендуется в тех случаях, когда риски не могут быть должным образом контролироваться другими средствами, которые являются столь же или более эффективными, или в дополнение к организационным и техническим мерам.

В соответствии с Директивой 89/656 / EEC об использовании СИЗ работодатели должны:

- Предоставлять работникам СИЗ, соответствующие сопутствующим рискам, которые сами по себе не приводят к какому-либо повышенному риску, и должны - Предоставлять СИЗ в соответствии с соответствующими положениями Директивы 89/686 / EEC о конструкции СИЗ, в частности, с Основным здоровьем и безопасностью Требование 2.6, относящиеся к СИЗ для использования во взрывоопасных средах, - Обеспечить их хорошее рабочее состояние и удовлетворительное гигиеническое состояние посредством необходимого обслуживания, ремонта и замены.

Уже опубликовано несколько европейских стандартов на СИЗ, обладающие антистатическими свойствами (обувь, перчатки, одежда). Они содержат методы измерения для оценки их электрического сопротивления, другие термины - их способность устранять, рассеивать электростатические заряды. В этих стандартах обычно требуются предельные значения поверхностного сопротивления и вертикального сопротивления от 10 8 до 10 11 Ом, что подходит для всех ситуаций ATEX (газ, пар и пыль).Предлагается другой метод индукционной зарядки для оценки затухания заряда (миграция заряда через материал или через него, приводящая к уменьшению плотности заряда или поверхностного потенциала в точке, где был нанесен заряд) и коэффициента экранирования (связанного с электрическим полем). сила).

Среди всех стандартов EN, используемых в качестве эталона для сертификации СИЗ СЕ, можно указать:

Стандарты, касающиеся защитной одежды:

- EN 1149 «Защитная одежда.Электростатические свойства »: Часть 1: 2006 Метод испытаний для измерения поверхностного сопротивления (Заменяет EN 1149-1: 1995). Этот европейский стандарт определяет метод измерения поверхностного сопротивления материалов, предназначенных для использования в производстве одежды для защиты от электростатического разряда. (или перчатки), чтобы избежать зажигательного разряда. Этот метод испытаний не применим к материалам, которые будут использоваться при производстве защитной одежды или перчаток от напряжения сети.

Часть 2: 1997 Метод испытаний для измерения электрического сопротивления через материал (вертикальное сопротивление) Этот европейский стандарт определяет метод испытаний для измерения вертикального электрического сопротивления для материалов, предназначенных для использования в производстве защитной одежды.Этот метод испытаний не применим к материалам, которые будут использоваться при производстве защитной одежды или перчаток от напряжения сети.

Часть 3: 2004 Методы испытаний для измерения затухания заряда Этот европейский стандарт определяет методы измерения рассеяния электростатического заряда с поверхности материалов для одежды. Методы испытаний применимы ко всем материалам, включая однородные материалы и неоднородные материалы с поверхностно-проводящими волокнами и проводящими волокнами с сердечником.

Часть 4: Тест одежды (элемент исключен в 2005 году из рабочей программы CEN / TC 162)

Часть 5: Требования к рабочим характеристикам (prEN на стадии утверждения) Этот проект европейского стандарта определяет требования к одежде, рассеивающей электростатический заряд, чтобы избежать зажигательных разрядов. В воспламеняющейся атмосфере, обогащенной кислородом, требований может быть недостаточно. Этот проект стандарта не применяется для защиты от сетевого напряжения.

Стандарты, относящиеся к защитным перчаткам

- EN 420: 2003 - перчатки защитные - Общие требования и методы испытаний В соответствии с разделом 4.5 настоящего стандарта электростатические свойства должны быть проверены в соответствии с методом испытаний, описанным в EN 1149-1, EN 1149-2 или prEN 1149-3. Электростатические пиктограммы не должны использоваться для этого свойства. В этом стандарте указано, что эти испытания предназначены для одежды и не были подтверждены для перчаток. Некоторые межлабораторные испытания показали значительные расхождения в результатах испытаний для метода трибоэлектрической зарядки (метод 1 стандарта EN 1149, часть 3). Таким образом, важно предоставить исчерпывающую информацию об используемых тестовых параметрах вместе с любым результатом теста.

Стандарты безопасности, защитной и производственной обуви

В трех следующих стандартах EN антистатическая обувь - это обувь, сопротивление которой, при измерении в соответствии с EN ISO 20344: 2004, 5.10, превышает 100 к 2 и меньше или равно 1000 м 2:

- EN ISO 20345: 2004 - Защитная обувь для профессионального использования - Технические характеристики (защитная обувь обладает антистатическими свойствами, если маркировка содержит символ A или категории S1, S2, S3 или S4)

- EN ISO 20346: 2004 - Защитная обувь (защитная обувь обладает антистатическими свойствами, если маркировка содержит символ A или категорию P1, P2, P3 или P4)

- EN ISO 20347: 2004 - Профессиональная обувь (рабочая обувь обладает антистатическими свойствами, если маркировка содержит символ A или категорию O1, O2, O3, O4 или O5)

В соответствии с этими тремя вышеперечисленными стандартами каждая пара антистатической обуви должна быть снабжена листовкой, содержащей следующую важную информацию:

«Антистатическую обувь следует использовать, если необходимо минимизировать накопление электростатического заряда за счет рассеивания электростатических зарядов, тем самым избегая риска искрового воспламенения, например, горючих веществ и паров, а также если риск поражения электрическим током от любого электрического устройства или токоведущие части полностью не устранены.Однако следует отметить, что антистатическая обувь не может гарантировать адекватную защиту от поражения электрическим током, поскольку она создает только сопротивление между ступней и полом. Если риск поражения электрическим током полностью не устранен, необходимы дополнительные меры, чтобы избежать этого риска. Такие меры, а также дополнительные тесты, упомянутые ниже, должны быть регулярной частью программы предотвращения несчастных случаев на рабочем месте.

Опыт показал, что для антистатических целей путь разряда через изделие обычно должен иметь электрическое сопротивление менее 1000 м2 в любой момент на протяжении всего срока его службы.Значение 100 кОм определено как самый низкий предел сопротивления нового продукта, чтобы обеспечить некоторую ограниченную защиту от опасного поражения электрическим током или возгорания в случае выхода из строя какого-либо электрического устройства при работе с напряжением до 250 В. Однако при определенных условиях пользователи должны знать, что обувь может не обеспечивать надлежащую защиту, и поэтому необходимо постоянно принимать дополнительные меры для защиты пользователя.

Электрическое сопротивление этой обуви может значительно измениться из-за деформации, загрязнения или влаги.Эта обувь не будет выполнять предназначенную для нее функцию при ношении во влажных условиях. Следовательно, необходимо убедиться, что изделие способно выполнять предназначенную для него функцию рассеивания электростатических зарядов, а также обеспечивать некоторую защиту в течение всего срока его службы. Пользователю рекомендуется провести собственное испытание на электрическое сопротивление и использовать его через регулярные и частые интервалы.

Обувь, классификация I может впитывать влагу при длительном ношении, а во влажных и влажных условиях может стать токопроводящей.

Если обувь используется в условиях, когда материал подошвы загрязняется, пользователи должны всегда проверять электрические свойства обуви перед входом в опасную зону. Если используется антистатическая обувь, сопротивление напольного покрытия должно быть таким, чтобы оно не нарушало защиту, обеспечиваемую обувью.

При использовании между внутренней подошвой обуви и стопой пользователя не должны быть изолирующие элементы, за исключением обычного шланга.Если между подошвой и стопой вставлен какой-либо вкладыш, необходимо проверить электрические свойства комбинированной обуви / вкладыша ».

Использование рабочей одежды во взрывоопасных зонах: необходимо использовать антистатическую обувь и одежду. Пол также должен быть антистатическим, иначе носить антистатическую обувь бесполезно.

Нижнее белье или теплая одежда из изоляционных синтетических волокон может использоваться, если рабочие не снимают ее во взрывоопасной зоне.

Прочие неудобства, связанные со статическим электричеством, и их предотвращение

Помимо опасности возгорания и взрыва, статическое электричество может вызвать неудобства как для рабочих, так и для производственных процессов.

Физиологические эффекты

Если неудобство для рабочих само по себе не опасно из-за задействованной слабой энергии (несколько миллиджоулей), оно может стать болезненным при повторении и даже иметь очень серьезные последствия в результате неожиданности (например, падение с лестницы).Большинство людей не чувствуют разряда электростатического разряда, если они не заряжены до более 4000 В (порог чувствительности варьируется у разных людей и даже у разных частей тела).

Это явление разряда связано с накоплением зарядов самими людьми в результате трения о землю и сиденья, особенно в очень сухих погодных условиях.

Чтобы предотвратить это явление, которое часто встречается в офисах и рабочих помещениях, существует несколько простых средств:

- Использование антистатических материалов, предотвращающих появление зарядов, или использование материалов, облегчающих прохождение зарядов.- Поддержание высокой относительной влажности воздуха, во всех случаях выше 50%, а в некоторых тяжелых случаях выше 65%. - Применение антистатических или рассеивающих аэрозолей (эффект ограничен по времени)

Физические эффекты

- энергия, переносимая электростатическим разрядом или соответствующим электромагнитным полем, может повредить электронные компоненты или вызвать нарушение работы электронных устройств или материалов для обработки данных. Действительно, современные электронные компоненты (например, МОП) очень чувствительны к статическому электричеству; электростатические разряды очень слабой энергии могут испортить их.- Компоненты электроники также могут быть повреждены; электростатические разряды, способные вызвать помимо износа компонента потерю данных обработки данных. Требования, относящиеся к этому типу риска, изложены в европейском стандарте EN 61340-5-1 «Электростатика. Защита электронных устройств от электростатических явлений - Общие требования »и в Руководстве пользователя EN 61340-5-2. - еще одним эффектом электрического поля может быть притяжение пыли или частиц. Это явление может вызвать проблемы при изготовлении интегральных схем или печати схем.

В этих случаях, как и в предыдущих случаях, необходимо бороться со статическим электричеством:

- предотвращение образования электростатических зарядов: использование антистатических материалов, ношение антистатической обуви и одежды, - обеспечение рассеивания зарядов: заземление проводящих или рассеивающих материалов, заземление оператора с помощью браслета, нейтрализаторов…

Библиография

(С полным текстом Директив можно бесплатно ознакомиться на веб-сайте европейского законодательства EUR-LEX: http: // europa.eu.int/eur-lex/en/search/search_lif.html.)

Опубликовано: 1 июля 2008 г. в Health and Safety International

  • 89/391 / EEC Директива Совета 89/391 / EEC от 12 июня 1989 г. о введении мер, способствующих повышению безопасности и здоровья рабочих на рабочем месте (OJEC L 183, 29.6.1989, стр. 1)
  • 89/655 / EEC Директива Совета 89/655 / EEC от 30 ноября 1989 г. о минимальных требованиях к безопасности и охране здоровья при использовании рабочего оборудования на работе (вторая индивидуальная директива по смыслу статьи 16 (1) Директивы 89 / 391 / EEC) (OJEC L 393, 30.12.1989 с. 13)
  • 94/9 / EC Директива 94/9 / EC Европейского парламента и Совета от 23 марта 1994 г. о сближении законов государств-членов, касающихся оборудования и защитных систем, предназначенных для использования в потенциально взрывоопасных средах (OJEC L 100, 19.4.1994, л. 1)
  • Руководство по применению Директивы Совета 94/9 / EC от 23 марта 1994 г. о сближении законов государств-членов, касающихся оборудования и защитных систем, предназначенных для использования в потенциально взрывоопасных средах, май 2000 г. (опубликовано Европейской Комиссией, 2001 г. ).ISBN 92-894-0784-0
  • 1999/92 / EC Директива 1999/92 / EC Европейского парламента и Совета от 16 декабря 1999 г. о минимальных требованиях для повышения безопасности и защиты здоровья рабочих, потенциально подверженных риску от взрывоопасных атмосфер (15-я индивидуальная директива в значении Статья 16 (1) Директивы 89/391 / EEC) (OJEC L 23, 28.1.2000, стр. 57)
  • Руководство по надлежащей практике для реализации Директивы 1999/92 / EC Европейского парламента и Совета о минимальных требованиях для улучшения безопасности и защиты здоровья рабочих, потенциально подверженных риску от взрывоопасных атмосфер, COM (2003) 515 final, 25.08.2003 Директива Совета 67/548 / EEC 67/548 / EEC от 27 июня 1967 г. о сближении законов,
  • 2006/42 / EC Директива Европейского парламента и от 17 мая 2006 г. по машинному оборудованию, вносящая поправки в Директиву 95/16 / EC, (OJ L 157 / 24,09.06.2006)
  • 89/656 / EEC Директива Совета от 30 ноября 1989 г. о минимальных требованиях к здоровью и безопасности при использовании работниками средств индивидуальной защиты на рабочем месте (третья индивидуальная директива по смыслу статьи 16 (1) Директивы 89/391 / EEC), OJEC L 393, 30.12.1989, стр.0018–0028
  • 89/686 / EEC Директива Совета от 21 декабря 1989 г. о сближении законов государств-членов, касающихся средств индивидуальной защиты (OJEC L 399, 30/12/1989, стр. 0018-0038)
  • Справочник «Статическое электричество», ED 874, 107 страниц, INRS, 2004 г. (доступно на французском языке по адресу http://www.inrs.fr/htm/electricite_statique.html)

Статическое электричество, его опасности и способы их предотвращения

Испытывали ли вы, что вас трясло от искры электричества, когда вы касались дверной ручки или поручня? Сегодня мы поговорим о статическом электричестве, опасностях этого частого явления и советах, как защитить себя от травм или повреждения имущества.

Что такое статическое электричество?

С научной точки зрения статика возникает, когда существует дисбаланс зарядов между двумя объектами. Когда две поверхности испытывают электрический дисбаланс, произойдет только одна из двух реакций:

  • Поверхности будут отталкивать друг друга, когда они имеют одинаковый заряд.
  • Поверхности будут притягиваться друг к другу, если у них будут противоположные заряды (положительный и отрицательный).

Обычно мы наблюдаем статическое электричество в следующих случаях:

  • Волосы на вашей голове встают дыбом, когда электроны от шляпы переходят на ваши волосы.
  • Если вы потрете воздушный шар о ковер или предмет одежды, он прилипнет к стене без клея.

Почему это опасно?

Опасность статического электричества возникает, когда перенос заряда настолько велик, что создает искру. Одним из наиболее частых случаев возникновения статического электричества является заправка автомобиля. Водитель может переносить избыточные электроны, которые могут вызвать искру при прикосновении к топливному насосу. Воздействие на искру летучего бензина может вызвать неожиданное возгорание.

Другая опасность - поражение электрическим током статическим электричеством. Когда объект накапливает слишком много электрического заряда без каких-либо средств разряда, вы можете получить удар током при прикосновении к заряженному объекту.

Советы по предотвращению повреждений статическим электричеством

Вот несколько эффективных советов, которые помогут свести к минимуму риски, вызванные статическим электричеством:

  • Избегайте ношения обуви с резиновой подошвой: Резина - отличный изолятор, поэтому носите резину обувь на подошве может создавать значительное количество статического электричества в вашем теле.
  • Заземлите свои бытовые приборы: Некоторые устройства в вашем доме могут со временем накапливать статическое электричество, если нет возможности их разрядить. Убедитесь, что в ваших приборах есть заземляющий механизм, чтобы снять избыточный статический заряд.
  • Заземлите себя: Если вы считаете, что несете статическое электричество, прикоснитесь к инертному металлическому предмету, чтобы разрядить электричество.
  • Поддерживайте влажность воздуха в помещении: Сухой воздух увеличивает риск накопления статического электричества в вашем доме.Лучший способ решить эту проблему - поддерживать относительную влажность выше 30%. Увлажнитель может помочь.
  • Сохраняйте кожу увлажненной: Если ваша кожа сухая, вероятность развития статического электричества выше. Вы можете нанести лосьон или увлажняющий крем на руки и кожу.

Final Word

Статическое электричество может показаться незначительной проблемой, но игнорирование источника проблемы может оказаться катастрофическим. Если вам нужна помощь в оценке электробезопасности вашего дома, не стесняйтесь звонить нам в Wire Craft Electric.Наши квалифицированные специалисты ждут решения вашей следующей проблемы, связанной с электричеством.

Как уменьшить статическое электричество в доме

Вы не одиноки. Повышенное статическое электричество является обычным явлением, особенно зимой. В холодные и сухие зимние месяцы в доме может накапливаться статическое электричество. Если это ваша текущая ситуация, вы можете искать способы уменьшить или удалить ее из своего пространства.

От того, какие ткани носить, до того, как избавить ковры от статического электричества, - у нас есть все, что вам нужно.Возьмите простыни для сушки и обувь на кожаной подошве, и скоро вы начнете зиму, не испытывая дискомфорта от чрезмерного накопления статического электричества в доме.

Как победить статическое электричество: домашние хитрости

Узнайте все о статическом электричестве, посмотрев это видео Ted-Ed:

1. Купите увлажнитель воздуха

Вот почему важна влажность. Летом в воздухе достаточно влажности, чтобы электроны могли оттекать от вашего тела.Это предотвращает накопление заряда. В сухую зиму с меньшей влажностью воздуха ваше тело неизбежно накапливает больший заряд. Влажный воздух лучше проводит электричество, чем сухой.

Во время дисбаланса зарядов, когда одно тело заряжено более положительно или отрицательно, чем другое, электроны ухватываются за возможность восстановить «равновесие нейтральных зарядов». Вот почему, когда вы касаетесь металла, кажется, что ваша кожа электрически заряжена - потому что это так! Электроны перетекают от вас к объекту, которого вы касаетесь, вызывая удар.Они больше не статичны - они прыгнули!

Система увлажнения всего дома или покупка автономного увлажнителя для конкретной комнаты поможет снизить статическое электричество в воздухе. Для достижения наилучших антистатических результатов рекомендуется поддерживать относительную влажность в помещении выше 30–50%.

Щелкните здесь, чтобы получить дополнительную информацию о важности увлажнения всего дома.

Увлажнителя может быть достаточно, чтобы все вместе исправить вашу ситуацию.Если нет, есть еще много решений.

2. Позаботьтесь о коврах

Используйте антистатическую обработку на коврах и ковриках. Распыление антистатического химического вещества уменьшит статический разряд вокруг вашего дома. Между вашими ногами и ковром не будет образовываться заряд, что снижает вероятность поражения электрическим током.

3. Протрите обивку салфеткой для сушки мебели

Возьмите простыни для сушки не для белья, а для обивки.Если протереть мебель и даже сиденья в автомобиле простынями для сушки, это уменьшит накопление статического электричества на этих поверхностях. Листы сушилки действуют как нейтрализаторы электрического заряда (и запаха). Держите немного в кармане.

Эти приложения помогут снизить статическое электричество в вашем доме. Для более комплексных действий есть способы снять статическое электричество с вашего тела. В совокупности вы сможете победить зимние удары.

1. Оставайтесь увлажненными

Поддержание гидратации кожи - один из способов уменьшить эффект статического шока.Использование лосьонов и увлажняющих кремов перед тем, как одеваться, и в течение дня поможет предотвратить накопление статического электричества на вашем теле. Как мы узнали ранее, чем суше воздух или ваша кожа, тем выше вероятность того, что вас поразит удар.

2. Носите антистатические ткани и обувь

Обувь на резиновой подошве является изолятором и накапливает статическое электричество на вашем теле. Добавьте к этому шерстяной свитер или шерстяные носки, и вы получите идеальное снаряжение для бега. Все синтетические волокна, включая полиэстер и нейлон, вызывают накопление статического электричества.Вместо этого носите обувь с кожаной подошвой и одежду из натуральных волокон, например, хлопчатобумажные носки и одежду.

Итак, Резина - нет. Кожа - да. Шерсть - нет. Хлопок - да.

3. Добавьте пищевую соду в прачечную

Знаете ли вы, что пищевая сода действует как барьер между положительными и отрицательными зарядами от накопления статического электричества? Он также действует как смягчитель воды и ткани.

Стирайте одежду не только из материалов с низким статическим зарядом, таких как кожа и хлопок, но и с помощью этой антистатической обработки. Добавьте ¼ стакана пищевой соды в обычный цикл стирки, чтобы предотвратить накопление статического электричества в белье.

Возможно, вам потребуется отрегулировать количество пищевой соды от пары столовых ложек для небольшой загрузки до ½ стакана для большей загрузки. ¼ чашки - это среднее рекомендуемое измерение.

Бонус: Билл Най, ученый!

По мере того, как наступают зимние месяцы, есть способы бороться с холодом, а также со статическим электричеством в вашем доме.Спросите, чем Hiller может помочь вам этой зимой и в предстоящем новом году, если у вас есть уход за печью, увлажнители воздуха для всего дома или даже генератор для всего дома.

С наступающим 2020 годом от Hiller!

Статическое электричество | Ганноверская страховая группа

Разряд статического электричества (например, электростатический разряд) может вызвать возгорание и взрывы, часто приводящие к большим потерям. На этой странице кратко описаны свойства статического электричества и меры противопожарной защиты, связанные с электростатическим разрядом.

Введение

Статическое электричество непреднамеренно генерируется во время многих промышленных операций. Такие операции могут включать перенос жидкостей между контейнерами; смешивание и смешивание жидкостей; или дробление, измельчение или просеивание порошков. Хотя возникновение статического заряда вызывает беспокойство, повреждение вызывает электростатический разряд (ESD). ESD - это быстрое высвобождение или перенос электронов от одного объекта к другому, что приводит к нейтрализации заряда на обоих материалах.

Для возникновения электростатического разряда требуются три условия: должен быть процесс, который генерирует статический заряд, заряд должен накапливаться, и накопление заряда должно быть достаточно большим, чтобы вызвать электрический пробой окружающей атмосферы. Тип разряда и количество выделяемой энергии будут зависеть от физических и химических свойств системы.

ESD могут вызвать возгорание и взрывы. Чтобы это произошло, разряд должен происходить в воспламеняющейся или взрывоопасной атмосфере, и разряд должен быть достаточно сильным, чтобы воспламенить атмосферу.Если смесь находится за пределами диапазона воспламенения или статический разряд не обладает достаточной энергией, воспламенения не произойдет. Контроль любого из условий, необходимых для электростатического разряда, может снизить опасность статического электричества. Одним из распространенных методов, используемых для контроля опасности статического электричества, является использование соединения и заземления, например, при перекачке легковоспламеняющихся жидкостей. Связывание и заземление уменьшают количество генерации / накопления заряда и нейтрализуют заряд.

Этот отчет представляет собой введение в статическое электричество и контроль электростатического разряда.В нем описаны различные проблемы пожара, которые могут быть вызваны статическим электричеством, а также кратко описаны физика, природа, возникновение и методы борьбы.

Статическое электричество

Ядро атома содержит протоны с положительным зарядом и нейтроны без заряда. Поле электронов с отрицательным зарядом вращается вокруг ядра. Основываясь на этой фундаментальной структуре атомов, поверхности всех материалов будут обладать электронами. Когда материалы с различными концентрациями слабо связанных поверхностных электронов приводят в контакт друг с другом, поверхностные электроны пытаются уравновесить, позволяя атому стать электрически нейтральным.Пока два материала находятся в контакте, поверхностные электроны свободно обмениваются. Эта «связь» наиболее распространена, когда материалы состоят из материалов с большим количеством свободных электронов на внешней оболочке атома.

Когда материалы разделены, перенос электронов прекращается, и на поверхности обоих материалов может оставаться электрический заряд. Когда объект теряет электроны (например, становится положительно заряженным) или приобретает электроны (например, становится отрицательно заряженным), он развивает статический заряд.

Оставленный в статическом режиме, этот заряд может увеличиваться в размерах до тех пор, пока не перейдет в другой материал с противоположным зарядом. Типичный пример этого статического заряда - натирание хлопка (например, носков) по полиэстеру (например, ковру). Человек, соприкасающийся (т. Е. Связанный) с хлопком, разовьет заряд. Когда этот человек касается другого предмета (например, дверной ручки) с меньшим зарядом, заряд переносится (то есть нейтрализуется). Если заряд имеет высокий потенциал, заряд может перекрывать воздушное пространство для рассеивания, что называется электростатическим разрядом.

Генерация статического заряда

Различные материалы и процессы могут приводить к образованию статического заряда, включая движение жидкостей по трубам и шлангам, распыление жидкостей и перемещение мелкодисперсных твердых частиц. Генерация статического заряда происходит в точке контакта материалов, которую часто называют относительной границей раздела. Генерация заряда обычно происходит, когда контакт включает движение, например, жидкость по шлангу. Это относительное движение позволяет увеличивать потенциал статического заряда.

Статический заряд часто возникает, когда материалы, которые обычно являются изоляторами, например бумага, контактируют с неизолирующими материалами, такими как сталь. Этот тип генерации заряда часто называют трибоэлектрическим или трением. Движение бумаги по ролику из нержавеющей стали позволяет передать бумагу свободные выборы на поверхности ролика. Это вызывает появление на бумаге отрицательного заряда, который может сохраняться в течение длительного времени (например, нескольких часов). Доказательства этого типа зарядки можно ясно продемонстрировать, потерев полиэтиленовый лист (т.е.е., сэндвич-пленка) поверх куска нержавеющей стали. Статический заряд на полиэтилене позволит ему прикрепляться к материалам с более низким потенциалом, таким как стены, что приводит к «статическому сцеплению».

Общие промышленные условия, при которых может возникать статическое электричество, включают:

  • Поток жидкости по трубам и фильтрам.
  • Заливка жидкости между двумя отдельными емкостями.
  • Распыление проводящих жидкостей.
  • Протирание поверхности изоляционного материала.
  • Прохождение конвейеров по роликам.
  • Дробление, измельчение и просеивание.
  • Выгрузка порошка из пакетов.

Люди могут также накапливать статические заряды, ходя по изоляционным полам или коврам или снимая синтетическую одежду. Независимо от используемых материалов, процесс генерации заряда требует, чтобы разнородные поверхности контактировали друг с другом и передавали свободные электроны. В результате разделения один из материалов сохраняет заряд.

Электростатический разряд

Статические заряды со временем постепенно рассеиваются из-за естественного отталкивания одинаково заряженных атомов и молекул. Скорость рассеяния заряда будет зависеть от характеристик материала и наличия проводящего пути к материалу с другим электрическим состоянием. Если скорость генерации заряда больше, чем скорость рассеивания заряда, или объект изолирован от проводящего пути, так что заряд не может выравниваться, статический заряд будет накапливаться на объекте.

Этот разряд энергии происходит, когда накопленный заряд достигает достаточно высокого потенциала, чтобы перекрыть воздушное пространство другому материалу. Существует несколько типов электростатического разряда, в том числе искры, тлеющие коронки, щеточные разряды и объемные поверхностные разряды. По сути, тип разряда зависит от используемых материалов и формы области, где возникает перемычка между поверхностями. Электростатический разряд является важным источником воспламенения легковоспламеняющихся жидкостей, газов и некоторых видов пыли.

Легковоспламеняющиеся жидкости

Статический заряд возникает, когда жидкости движутся в контакте с другими материалами (например, с жидкостью, протекающей по трубе). Статический заряд также возникает во время смешивания, заливки, перекачивания, фильтрации или перемешивания жидкостей. Эта накопленная энергия представляет собой потенциальный источник воспламенения. Когда накопленный заряд рассеивается, возникающая энергия может воспламенить воспламеняющуюся паровоздушную смесь. Эта опасность наиболее велика, когда жидкости переносятся между контейнерами, могут стоять в открытых контейнерах или наноситься на поверхности, поскольку могут образовываться как статический заряд, так и воспламеняющаяся топливно-воздушная смесь.

Горючие газы

Как и в случае с легковоспламеняющимися жидкостями, статический разряд может привести к воспламенению горючих газов. Процесс, посредством которого это может происходить, в основном такой же, как и для жидкостей, за исключением того, что газы легче воспламеняются. Газы, не загрязненные твердыми или жидкими частицами, не генерируют значительного статического электричества. Однако статический заряд может возникнуть, если протекающий газ загрязнен пылью, оксидами металлов, частицами накипи, частицами жидкости или аэрозолями.

Пыль

Пыль, смещенная с поверхности, на которой она лежит, может генерировать значительный заряд. Общий развиваемый заряд зависит от химического состава материала, размера частиц и степени контакта с поверхностью. Генерация заряда возникает редко, если и пыль, и поверхность, на которой она лежит, являются проводниками. Однако это может произойти, если один материал является проводником, а другой - непроводником.

Когда горючая пыль взвешивается в воздухе и подвергается статическому разряду, может произойти взрыв.См. Дополнительную информацию по этой теме в разделе «Взрывы пыли».

Контроль электростатических разрядов

Для предотвращения воспламенения горючих смесей электростатическим разрядом можно использовать три основных метода. Они контролируют воспламеняющуюся смесь, контролируют накопление статического электричества и нейтрализуют заряд.

Контроль горючей смеси

Инерцирование горючих смесей, вентиляция помещения или перемещение оборудования, создающего статическое электричество, могут предотвратить возгорание горючих смесей, вызванное статическим электричеством.

Инертинг

Процесс инертизации легковоспламеняющейся смеси для предотвращения воспламенения достигается устранением или уменьшением содержания кислорода до точки, при которой смесь не может воспламениться. Наиболее эффективный метод инертизации смеси - введение в газовую смесь инертного газа, такого как азот, что приводит к дефициту кислорода в окружающей среде.

Вентиляция

Механическая вентиляция может использоваться аналогично инертированию. За счет использования механической вентиляции смесь может быть разбавлена ​​до уровня ниже ее воспламеняемости, в результате чего смесь будет слишком бедной для возгорания.Этот процесс также можно использовать для удаления горючей пыли от источников возгорания.

Переезд

Перемещение оборудования, производящего статическое электричество, является очень эффективным решением для контроля за воспламеняющейся средой. Этот метод желателен, потому что он устраняет источник возгорания и не полагается на другие методы контроля, которые могут дать сбой.

Контроль статической генерации

Контроль генерации статического электричества основан на контроле того, как эти материалы объединяются и разделяются.Тип материала, скорость контакта и продолжительность контакта - все это играет ключевую роль в генерации заряда. Контроль статического электричества зависит от материалов, контактирующих друг с другом.

Антистатические покрытия, добавки и спреи - все это снижает способность материала генерировать статический заряд за счет снижения поверхностного сопротивления материала, что позволяет статическому заряду течь на землю. Снижение поверхностного сопротивления материала позволяет электронам быстро рассеиваться, предотвращая высвобождение большого накопленного отрицательного заряда.

Углеводородное топливо содержит следовые количества материалов, которые могут диссоциировать на ионы. Во время потока топлива разделение заряда происходит на границе раздела между топливом и любым несмешивающимся материалом, например стенкой трубы. Эта статическая зарядка углеводородного топлива во время перекачки уже давно признана потенциальной опасностью взрыва. Опасность может быть уменьшена путем введения ограничений по расходу топлива во время перекачки продукта. Эта уменьшенная скорость потока позволяет электронному заряду рассеиваться быстрее, чем он может накапливаться на поверхности контейнера, тем самым предотвращая накопление статического электричества.

Нейтрализация заряда

Нейтрализация заряда - это процесс, при котором накопленные статические заряды одного электрического потенциала становятся нейтральными. Путем устранения (например, нейтрализации) заряда исключается возможность неконтролируемого рассеивания заряда и связанного с этим воспламенения. Методы нейтрализации заряда включают увлажнение, заземление и склеивание, ионизацию и статические гребни.

Увлажнение

Увлажнение - это процесс увеличения относительной влажности в рабочей зоне для предотвращения накопления статических зарядов на непроводящих материалах.Увлажнение наиболее эффективно для борьбы с накоплением статического электричества там, где в технологических процессах используются изоляционные материалы, такие как бумага, дерево и текстиль. Поскольку эти материалы обычно являются изоляторами, они могут накапливать статические заряды в результате обработки и повседневного обращения. При увеличении относительной влажности поверхности материалов становятся влажными. Эта влага увеличивает поверхностную проводимость, позволяя статическому заряду свободно рассеиваться. Чтобы быть эффективным, уровень влажности должен быть повышен как минимум до 60 процентов или выше.Увлажнение неэффективно для контроля статического электричества на материалах с высоким содержанием углеводородов из-за неспособности углеводородов поглощать воду.

Заземление (заземление) и соединение

Заземление и перемычка являются одними из наиболее распространенных методов рассеивания заряда. «Соединение» - это метод соединения двух или более проводящих объектов вместе с помощью проводящих проводов или кабелей. «Заземление» или «Заземление» - это метод соединения двух или более проводящих объектов с землей и представляет собой особую форму соединения.Некоторые объекты по своей природе связаны с землей (например, подземные трубопроводы или подземные или надземные резервуары для хранения). Связывание сводит к минимуму потенциальные различия между проводящими объектами. Заземление устраняет или сводит к минимуму разность потенциалов между проводящими объектами и землей.

Жидкости с температурой воспламенения 100 ниже 100 ° F (37,8 ° C) нельзя переносить между контейнерами, если оба контейнера не соединены или не заземлены. Правильное соединение или заземление необходимо для предотвращения накопления статического электричества, возникающего при переносе жидкостей.Положения для подключения или заземления включают:

  • Электрическое соединение (т. Е. Скрепление) контейнеров друг с другом перед перекачкой жидкости.
  • Электрическое соединение обеих емкостей с землей перед перекачкой жидкости.

Дополнительное руководство по контролю статического электричества можно найти в NFPA 77, Рекомендуемая практика по статическому электричеству , опубликованном Национальной ассоциацией противопожарной защиты (NFPA). Приложение A к NFPA 77 содержит подробные чертежи различных методов соединения и заземления.Эти чертежи можно использовать в качестве руководства по типам методов заземления и соединения, которые могут применяться в различных процессах дозирования.

Склеивающие соединения могут выполняться с помощью зажимов под давлением, пайки или сварки. Зажимы аккумуляторного типа или магнитные зажимы могут использоваться для обеспечения контакта металла с металлом, в зависимости от типа используемых металлов.

Заземление также может быть выполнено с помощью «статической гребенки». Статическая расческа - это просто металлический стержень с рядом острых игл.Если заземленную статическую гребенку поднести близко к изолированному заряженному телу (или заряженной изолирующей поверхности), ионизация воздуха в точках обеспечит достаточную проводимость, чтобы заряд мог быстро рассеяться. Статические гребни обычно используются для рассеивания энергии в процессе, в котором используются изоляционные материалы, такие как бумага и текстиль. Гребень изготовлен из проводящего материала, такого как сталь или медь, который электрически соединен с землей (нейтралью). Поддерживая постоянный контакт с продуктом, поверхностные заряды, улавливаемые изолятором, рассеиваются через гребенку на землю, тем самым устраняя накопление статического электричества.Этот метод очень эффективен и используется как в производстве, так и в обычных устройствах, таких как компьютерный принтер.

Ионизация

Статический заряд проводящего объекта может свободно течь по поверхности объекта. На проводящем сферическом объекте заряд равномерно распределяется по поверхности. На проводящем несферическом объекте самоотталкивание заряда заставит его накапливаться на поверхности с наименьшим радиусом кривизны.

Если проводящее тело окружено воздухом (или другим газом) и на проводящем объекте есть острые иглы, заряд будет концентрироваться на них и производить ионизацию воздуха, делая его проводящим.Острое острие иглы позволяет проводнику достигать лишь небольшого напряжения до того, как скорость утечки или скорость рассеивания заряда сравняется со скоростью генерации заряда. Следовательно, на таком объекте не будет накапливаться статический заряд.

Сводка

Когда разнородные материалы соприкасаются друг с другом, могут возникать статические заряды. Эти заряды могут представлять собой незначительные неудобства или значительный источник энергии воспламенения в определенных условиях. Контроль образования, накопления и разряда статического электричества требует целенаправленного анализа задействованных процессов и реализации мер контроля.

Список литературы

  1. Eckhoff, R.K. Взрывы пыли в обрабатывающих производствах . 2-е изд. Оксфорд, Великобритания: Elsevier, 1997.
  2. Международный совет кодов (ICC). Международный кодекс пожарной безопасности . Фоллс-Черч, Вирджиния: ICC, 2015.
  3. Luttgens, G., and N. Wilson. Электростатические опасности . 1-е изд. Оксфорд, Великобритания: Linacre House, 1997.
  4. .
  5. Национальная ассоциация противопожарной защиты (NFPA). Справочник по противопожарной защите . 20-е изд.Куинси, Массачусетс: NFPA, 2008.
  6. Рекомендуемая практика по статическому электричеству . NFPA 77. Куинси, Массачусетс: NFPA, 2014.

¹ Точка воспламенения . Точка воспламенения - это минимальная температура, при которой из жидкости выделяется достаточное количество пара для образования горючей смеси с воздухом.


АВТОРСКИЕ ПРАВА © 2016, ISO Services, Inc.

Рекомендации, советы и содержание этого материала предназначены только для информационных целей и не предназначены для рассмотрения всех возможных юридических обязательств, опасностей, нарушений кодекса, потенциальных убытков или исключений из надлежащей практики.Ганноверская страховая компания и ее филиалы и дочерние компании («Ганновер») прямо отказываются от каких-либо гарантий или заявлений о том, что принятие любых рекомендаций или советов, содержащихся в данном документе, сделает любые помещения, имущество или работу безопасными или в соответствии с любым законом или постановлением. Ни при каких обстоятельствах этот материал или ваше согласие с любыми рекомендациями или советами, содержащимися в нем, не должны истолковываться как устанавливающие наличие или доступность любого страхового покрытия с The Hanover.Предоставляя вам эту информацию, The Hanover не берет на себя (и, в частности, отказывается от каких-либо обязательств) перед вами никаких обязательств или ответственности. Решение о принятии или выполнении любых рекомендаций или советов, содержащихся в этом материале, должно приниматься вами.

LC ДЕК 2018 2015-152
171-1199 (18.04)

Как устранить электростатический разряд в производстве электроники?

Электростатический разряд (ESD) - дорогостоящая неприятность для производителей электроники.В конце концов, как собираемая твердотельная электроника, так и собирающий ее человек или автоматизированный инструмент создают и несут электрические заряды. Передача электричества от одного к другому может нанести непоправимый ущерб электронной части.

Даже небольшое количество статического разряда, ниже уровня, заметного для человека, может разрушить производимую электронику. Следовательно, чтобы успешно производить твердотельную электронику, вы должны знать, как правильно устранить электростатический разряд.

Устранение электростатического разряда в производстве электроники

Статические заряды, как положительные, так и отрицательные, накапливаются в людях, животных и неорганических материалах. Некоторые материалы, такие как люди, пластмассы, пенополистирол и электронные устройства, собирают значительные расходы. Когда у положительного и электрического зарядов есть шанс уравновеситься, они будут проходить через все доступные для этого пути, включая вашу печатную плату.

Вы сами почувствовали это явление, как статический шок.Это то же самое, что молния. Разряда гораздо меньшего, чем даже статический разряд, достаточно, чтобы повредить электронный блок. Сильные или повторяющиеся разряды приведут к неработоспособности цепи, и даже напряжение электростатического разряда ниже 200 В может повредить полупроводники, разрушив оксиды затвора.

Для предотвращения случайного выброса необходимо соблюдать определенные правила процесса. Кроме того, всегда необходимо использовать специальное оборудование для предотвращения передачи статического электричества при производстве электроники.

Эти соображения следует рассматривать как простые затраты на ведение бизнеса. Хотя они действительно увеличивают накладные расходы завода, без механизма для постоянного предотвращения электростатического разряда, тот же завод может в конечном итоге потерять деньги из-за потери продукции и большого количества брака. Средний уровень потерь продукции из-за электростатического разряда оценивается в 8-33%.

Помимо явно поврежденных продуктов, электростатический разряд также может вызвать скрытое повреждение электроники. Это повреждение может вызвать отказ, когда продукт находится в руках потребителя.Для чувствительных или критических электронных устройств, таких как имплантируемые медицинские устройства или авионика, отказ на этом этапе может иметь серьезные последствия.

Рекомендации по предотвращению электростатического разряда

Лучший способ предотвратить электростатический разряд - это в первую очередь предотвратить накопление потенциала. Хотя невозможно полностью нейтрализовать все источники электрического заряда на работающем производственном предприятии, вы можете снизить потенциал, следуя нескольким передовым методам:

  • Не допускайте попадания воздуха на электронное оборудование, так как это увеличивает накопление электричества.Таким образом, любой блок электроники должен быть отделен от вентиляторов и систем отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха, а электронику нельзя очищать сжатым воздухом.
  • Держите электронику вдали от пластиков и других синтетических материалов, в которых накапливаются электрические заряды.
  • Установите систему заземления, предназначенную для рассеивания низкого напряжения. Чтобы узнать стандарты предотвращения статического разряда, обратитесь в Национальную ассоциацию противопожарной защиты.
  • Обработайте полы, особенно ковры и коврики, антистатическими составами.По возможности уберите ковры и коврики.

Помимо следования этим рекомендациям, подумайте о приобретении оборудования, которое снижает электростатический разряд.

Оборудование для предотвращения электростатических разрядов

Три основных элемента оборудования необходимы для предотвращения электростатического разряда во время производства:

Электростатические браслеты и пяточные ремни - это простые и недорогие устройства, которые операторы должны носить при работе на производстве электроники или рядом с ним.Эти антистатические устройства работают, чтобы постоянно заземлять человека, который их носит. Другими словами, они предотвращают электростатический разряд, предотвращая накопление электрического заряда.

Еще одним средством защиты от электростатического разряда является антистатический коврик для пола. Эти коврики предотвращают накопление электричества у рабочих при контакте с полом. Эти маты становятся незаменимым дополнением на предприятиях с особо чувствительной электроникой или на полах с высоким статическим потенциалом.

Производство электроники - дело осторожное.Создаваемые печатные платы и сборки являются деликатными, требующими точного контроля во время производства и использования защитных средств. Электростатический разряд может повредить электронику и снизить прибыль предприятия. Таким образом, очень важно, чтобы производители следовали передовой практике и использовали специальное оборудование для предотвращения электростатического разряда.

Опасности статического электричества, генерация и заземление в промышленности

Что такое статическое электричество?

Все предметы, проводящие или непроводящие, имеют электрический заряд.Объекты, соединенные друг с другом хорошим проводником, имеют одинаковый электрический заряд, по крайней мере, в точке рядом с соединением. Объекты с одинаковым электрическим зарядом не могут вызвать электростатический разряд (ЭСР), то есть искру.

Статическое электричество означает наличие ненейтрального электрического заряда на объекте. Этот заряд может быть положительным, что означает, что у объекта больше протонов, чем электронов, или отрицательным, что означает, что у объекта больше электронов, чем протонов. Статическое электричество может возникнуть, когда два объекта из разных материалов входят в фрикционный контакт, что приводит к обмену электронами, известному как трибоэлектрический эффект.

Если предоставляется возможность, более отрицательно заряженный объект захочет отправить свой избыток электронов более положительно заряженному объекту таким образом, чтобы уравнять заряды обоих объектов. Это аналогично тому, как жидкость в контейнере хочет стечь в контейнер, который находится под ним. Если оба контейнера находятся на ровной поверхности с трубкой между ними, то уровень жидкости в каждом контейнере будет одинаковым. То же самое происходит, когда два объекта электрически связаны друг с другом - оба объекта имеют одинаковый электрический заряд.

Разница в заряде между двумя объектами напрямую связана с величиной, называемой разностью электрических потенциалов или напряжением, измеряемой в вольтах (В). Чем больше разница в заряде, тем выше напряжение и тем больше энергии выделяется при электростатическом разряде. Разность потенциалов можно сравнить с высотой одной емкости с водой над другой - чем выше падает вода, тем больше кинетической энергии она имеет, когда достигает второй емкости.

Опасности статического электричества в промышленности

В промышленных процессах обычно напряжение превышает 30 кВ (для сравнения, батареи во многих распространенных электронных устройствах имеют номинальное напряжение от 3 до 5 В).Если два объекта с разным потенциалом поднести друг к другу достаточно близко и их разность потенциалов достаточно велика, произойдет самопроизвольный разряд электронов, называемый искрой. Эта искра выравнивает потенциал между объектами, как если бы они были соединены проводом.

Искры, вызванные статическим электричеством, являются основным источником пожаров и взрывов во многих отраслях промышленности. Искры выделяют энергию, которая может воспламенить легковоспламеняющиеся или взрывоопасные материалы. В то время как опасность возгорания может быть очевидна при использовании легковоспламеняющихся химикатов, отрасли, где много пыли, например, мукомольные заводы, также могут подвергаться риску взрыва из-за электростатических искр.

Искры могут не только вызвать возгорание или взрыв, но и вызвать серьезные ожоги или остановить сердце.

Опасность статического электричества можно свести к минимуму, приняв соответствующие меры безопасности для контроля накопления статических зарядов. Одним из важных способов борьбы с накоплением электростатического заряда является правильное заземление и соединение оборудования и контейнеров.

В промышленности статический заряд может создаваться оборудованием, имеющим какое-либо трение или контакт и разделение, а также в случаях, когда происходят быстрые изменения тепла.Люди могут накапливать свои собственные заряды просто за счет трения, возникающего при ходьбе, поэтому, когда они двигаются в непосредственной близости от машины, они могут получить удар током или искра может воспламенить горючие материалы.

Некоторые конкретные источники статического электричества в промышленности будут обсуждаться более подробно в этом техническом документе. Большая часть статического электричества в промышленности возникает в результате операций, связанных с трением, например:

  • Жидкость или порошок, протекающие по трубе, шлангу или отверстию
  • Смешивание или смешивание
  • Распыление или нанесение покрытий
  • Фасовочные операции
  • Конвейерные ленты

Ниже приведено видео, на котором показан взрыв на косметической фабрике в Нью-Йорке, вызванный статическим электричеством.На видео рабочий протирает резервуар для химикатов, прежде чем статическое электричество воспламенит легковоспламеняющуюся жидкость из резервуара. Через несколько секунд танк охвачен пламенем, а части одежды рабочего загорелись от взрыва.

Обзор

Выработку статического электричества невозможно остановить, но скорость его накопления и рассеивания можно контролировать с помощью надлежащей разработки оборудования, трубопроводов и систем фильтрации, а также путем использования надлежащего оборудования для соединения и заземления.Чтобы предотвратить накопление статического электричества в проводящем оборудовании, необходимо минимизировать сопротивление пути к земле (земле).

Земля - ​​это точка с нулевым электрическим потенциалом, названная так потому, что ее часто принимают за физическую землю или Землю. Электрический потенциал объекта можно понять только по отношению к другому электрическому потенциалу; по этой причине необходимо иметь общую контрольную точку (землю), от которой можно определять все напряжения в конкретной системе.В гравитационной аналогии вы не можете просто указать, что объект имеет высоту 5 м; вы также должны указать точку, с которой вы начали измерения (по совпадению, земля также является подходящей точкой отсчета здесь).

Если объект имеет ненулевое напряжение, он каким-то образом отделен от земли. Если он разделен проводником, то электроны могут течь между объектом и землей, и между ними возникает сопротивление. Эти три величины - напряжение, ток (поток электронов) и сопротивление - взаимосвязаны формулой, называемой законом Ома:

В = напряжение, в вольтах

I = ток в кулонах в секунду, т.е.е., Ампер

R = сопротивление, Ом

Надо работать, чтобы рассеять статическое электричество, создавая путь для прохождения электронов. Для этого пути обычно считается достаточным сопротивление 1 мегаом или меньше. Когда металл составляет систему соединения / заземления, сопротивление обычно составляет менее 10 Ом. Сопротивление более 10 Ом означает, что путь к земле не является непрерывным, и обычно указывает на наличие грязи, усталости системы, изношенных или ослабленных соединений, а также на возможность выхода системы из строя.Любая система заземления, которая считается приемлемой для молниезащиты или защиты силовой цепи, вполне подходит для решения по заземлению статического электричества.

Вот некоторые методы, которые мы обсудим для статического контроля:

  • Склеивание
  • Заземление
  • Влажность
  • Присадки
  • Одежда и материалы
  • Скорость заполнения

Соединение соединяет два или более проводящего оборудования вместе с помощью проводов, кабелей или других соединителей, чтобы уравновесить их статический заряд.Искры не могут возникать между объектами с одинаковым электростатическим потенциалом. Емкости необходимо соединять, даже если они соприкасаются, потому что краска или другие покрытия могут снизить проводимость. Простое прикосновение к другому объекту не гарантирует эффективного соединения для передачи статического заряда.

Заземление (или заземление) - лучший и самый безопасный способ снять накопившийся статический заряд. Заземлить объект - значит подключить его к земле через заземляющий стержень или электрод, воткнутый в землю.Заземление отводит статические заряды по мере их образования, удаляя избыточный заряд за счет передачи электронов между объектом и землей. В этом случае токопроводящие материалы или предметы соединяются с землей с помощью проводов, зажимов, кабелей и зажимов. Это похоже на склеивание, за исключением того, что одним из объектов является сама земля.

Хорошие соединения очень важны для заземления и соединения. Любой заземляемый или связанный объект нуждается в проводящем пути для движения заряженных электронов.Заземление предотвращает искрение между должным образом заземленными объектами и токопроводящим оборудованием.

В потенциально опасных или воспламеняющихся ситуациях все предметы, которые являются проводящими, но отделены от земли непроводящим оборудованием (например, прокладки, шланги и трубопроводы, распылительные форсунки, термометры и зонды), должны быть скреплены. Когда предмет изолирован от земли или заземления, он может стать достаточно заряженным, чтобы вызвать статическую искру.

Заземляющие узлы, кабели и зажимы

На проводимость таких предметов, как бочки и резервуары, могут влиять краски, покрытия или скопления продукта.Эти покрытия могут быть достаточно толстыми, чтобы электростатические заряды не рассеивались полностью. Решение состоит в том, чтобы использовать заземляющий узел с зажимами, которые могут прокалывать краску для хорошего соединения металла с металлом.

На фотографии слева показан один тип узла заземления Мюллера с зажимом для пробивания краски на одном конце и медным зажимом на другом. Существует множество различных конфигураций заземляющих / соединительных узлов, включая различные типы зажимов, зажимов и проводов, которые выбираются в зависимости от элементов и материалов для соединения / заземления.

Некоторые важные критерии, которые следует помнить при выборе узла заземления / заземления:

  • Есть ли на заземляемом элементе краска или покрытие, которое необходимо проткнуть для хорошего соединения?
  • В какой среде это используется? Насколько прочной должна быть сборка?
  • Какой тип зажима нужен? (плоский, с ямочками или зубцами?)
  • Заземляемые объекты неподвижны или их нужно переместить?
  • Какой длины нужен провод?
  • Важна ли чистота?
  • Нужно ли выдерживать тепло?
  • Провод должен быть изолированным или неизолированным?
  • Должен ли провод быть токопроводящим для протекания дополнительного тока?

.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *