Рейтинг: 4.2/5.0 (1846 проголосовавших)Категория: Инструкции
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.
Охрана труда
Правила содержат требования по защите от статического электричества в производствах химической, нефтехимической и нефтеперерабатывающей промышленности. Правила распространяются на проектируемые, строящиеся, реконструируемые и действующие промышленные, опытно-промышленные и лабораторные установки химической, нефтехимической и нефтеперерабатывающей промышленности.
I Общая часть
I-1 Назначение и область применения
II-2 Условия возникновения зарядов статического электричества и оценка опасности его накопления
II Мероприятия по защите от статического электричества
II-1 Общие положения
II-2 Отвод зарядов путем заземления
II-3 Рассеяние зарядов путем уменьшения удельного объемного и поверхностного электрического сопротивления
II-4 Нейтрализация зарядов
II-5 Предотвращение опасных разрядов с жидкостей
II-6 Отвод зарядов из газовых потоков
II-7 Отвод зарядов при переработке сыпучих и мелкодисперсных материалов
II-8 Защита футерованного и неметаллического оборудования
II-9 Отвод зарядов, возникающих на людях, передвижных емкостях и аппаратах
II-10 Отвод зарядов от вращающихся частей оборудования и ременных передач
III Эксплуатация устройств защиты от статического электричества
Приложения
ВНИИПО МВД СССР
ВНИПИнефти Миннефтехимпрома СССР
Гипрокаучук
Резинопроект Минхимнефтепрома СССР
Гипропласт Минхимнефтепрома СССР
ВНИИПХВ
МИТХТ им. М.В. Ломоносова
МИХМ
Гипрогрознефть
31.01.1972 Министерство химической промышленности СССР (USSR Ministry of the Chemical Industry )
31.01.1972 Министерство химической и нефтеперерабатывающей промышленности СССР
21.01.1972 Госстрой СССР (Государственный комитет Совета Министров СССР по делам строительства) (USSR Gosstroy )
11.01.1971 Госгортехнадзор СССР (USSR Gosgortekhnadzor )
26.05.1971 ЦК профсоюза рабочих химической и нефтехимической промышленности (Central Committee of the Labor Union of Chemical and Petrochemical Industry Workers )
СН 305-77 «Инструкция по проектированию и устройству молниезащиты зданий и сооружений»ГОСТ 16185-82 «Пластмассы. Метод определения электростатических свойств»ГОСТ 6433.1-71 «Материалы электроизоляционные твердые. Условия окружающей среды при подготовке образцов и испытаний»ГОСТ 6433.4-71 «Материалы электроизоляционные твердые. Методы определения тангенса угла диэлектрических потерь и диэлектрической проницаемости при частоте 50 Гц»ГОСТ 6581-75 «Материалы электроизоляционные жидкие. Методы электрических испытаний»Изучение проблемы статического электричества вызвано все более широким применением полимерных материалов, синтетических тканей и волокон, способных накапливать большие заряды статического электричества во время переработки или эксплуатации. Вредное проявление статического электричества влечет за собой самые различные последствия:
– во-первых, при высоких потенциалах статического электричества, достигающих десятков тысяч вольт, во взрыво- или пожароопасной среде в результате искровых пробоев возникают взрывы и пожары с человеческими жертвами и тяжелыми травмами;
– во-вторых, статическое электричество оказывает неблагоприятное воздействие на здоровье работающих с электризующимися материалами;
– в-третьих, в ряде производств вследствие высокой электризации нарушаются технологические процессы, появляется брак, снижается производительность труда.
Наибольшую опасность статическое электричество представляет для производств, связанных с переработкой и транспортировкой легковоспламеняющихся веществ и материалов, особенно в условиях взрывоопасной воздушной среды. Применение синтетических полимеров и диэлектриков во взрыво- и пожароопасных условиях практически всегда связано с реальной угрозой воспламенения, так как тепловая энергия, выделяющаяся при искровом разряде, во много раз превышает минимальную энергию воспламенения воздушных смесей – метана, ацетилена, паров бензина, ацетона и многих других веществ.
Помимо вредного влияния на организм человека и непосредственной опасности от взрывов и пожаров, статическое электричество в ряде случаев является причиной снижения производительности труда. Вредная электризация наблюдается на многих предприятиях: в химической, полиграфической, текстильной и легкой, нефтеперерабатывающей и нефтедобывающей промышленности. Статическое электричество является помехой почти для половины технологических процессов. Опасность чрезмерного накопления электростатических зарядов ограничивает скорость налива нефтепродуктов до 1 м/с и заставляет вести многие технологические процессы (например, получение полипропилена) под давлением инертных газов, что существенно снижает производительность и повышает себестоимость продукции. Электризация ведет к пробою синтетических трубопроводов, нарушению герметичности изделий, выводу из строя полупроводниковых приборов, засвечиванию светочувствительных материалов, налипанию пыли, снижению качества продукции. Масштабы вредного и опасного проявления статического электричества в настоящее время таковы, что защита от него стала одной из актуальнейших проблем охраны труда.
Статическое электричество наносит большой ущерб. Это обусловливает необходимость разработки и внедрения эффективных мероприятий по защите от электризации в различных производствах. В настоящее время имеется достаточное количество методов и средств, предотвращающих нежелательную электризацию веществ и материалов. Из всего многообразия существующих мер защиты от статического электричества наиболее эффективными являются следующие: увеличение влажности воздуха; заземление оборудования и человека; применение антистатических добавок; ограничение скоростей транспортировки вещества; нейтрализация зарядов статического электричества.
Установлено, что при увеличении влажности воздуха на поверхности материалов образуется тонкая пленка влаги с растворенными в ней солями. Такая пленка обладает полупроводящими свойствами, что способствует рассеянию зарядов. Однако этот эффект не наблюдается в тех случаях, когда водяные пары не адсорбируются на гидрофобных поверхностях (полимерные материалы, волокна и пр.) или температура воздуха в рабочей зоне выше, чем температура, при которой пленка может удерживаться на диэлектрике, а также когда скорость движения диэлектрика больше, чем скорость образования адсорбированной водяной пленки, что зависит от химического строения вещества и степени загрязнения поверхности. Там же, где увеличение относительной влажности воздуха является эффективным средством борьбы с электризацией, многочисленные исследования и заводская практика показали, что при повышении влажности воздуха до 65–80 % электризация почти полностью устраняется. На практике увлажнение в помещениях производят с помощью кондиционирующих устройств, специальных увлажнителей, а в ряде случаев посредством периодической влажной уборки.
Обязательным мероприятием, позволяющим устранить электростатические заряды с металлического оборудования, является заземление. Незаземленное оборудование является источником повышенной опасности, так как энергия искры с металлических конструкций во много раз превышает энергию разряда с диэлектрика. Оборудование считается электростатически заземленным, если сопротивление утечки в любой точке при самых неблагоприятных условиях (низкая влажность воздуха и т. п.) не превышает 10 6 Ом. Необходимо отметить, что к электростатическим заземлителям не предъявляются столь жесткие требования, как при заземлении оборудования с целью защиты человека от поражения электрическим током. Сопротивление заземлителя при отведении электрических зарядов допускается до 100 Ом. Надежность соединения оборудования с заземлителями обеспечивается обычно сваркой, реже – болтовым креплением. При выполнении фланцевых соединений сопротивление между соседними фланцами не должно быть ниже 10 Ом, при этом применение специальных перемычек не обязательно. При установке временных заземлений (цистерны, измерительные устройства и пр.) выбор типа заземлителей определяется лишь их механической прочностью.
В ряде случаев необходимым является заземление человека, который может наэлектризоваться при выполнении работ или вследствие электростатической индукции. Для этого используют электропроводящие полы, заземленные площадки вблизи рабочих мест в сочетании с проводящей либо полупроводящей обувью. К электропроводящим полам относятся незагрязненные краской, маслами и прочими изолирующими веществами, бетонные, пенобетонные и ксилолитовые полы. При достаточно высокой относительной влажности деревянные полы также хорошо отводят статическое электричество. Если используются заземленные металлические площадки вблизи рабочего места, то необходимо полностью исключить возможность прикосновения человека к токоведущим частям опасного напряжения.
Для придания непроводящим полам, покрытым линолеумом, релином, полихлорвиниловой плиткой, антистатических свойств рекомендуется производить влажную уборку 10–20%-ным водным раствором хлористого кальция. Однако увеличение электропроводности полов неэффективно без применения проводящей обуви. Токопроводящей является обувь с подошвой из слегка увлажненной кожи или полупроводящей резины, а также обувь, пробитая медными, латунными или алюминиевыми заклепками, не искрящими при ходьбе.
При переработке и применении веществ и материалов с удельным электрическим сопротивлением более 106–107 Ом·см (для органических жидкостей более 109–1010 Ом·см) заземление металлических конструкций является лишь дополнительным мероприятием по отводу электростатических зарядов.
Следует отметить, что жидкие и газообразные диэлектрики, имеющие очень большое удельное сопротивление (выше 1017–1018 Ом·см) практически не электризуются. Такие высокие удельные сопротивления имеют «абсолютно чистые» материалы, не содержащие примесей. В этой связи тонкая очистка веществ может быть рекомендована как одна из мер по защите от электризации жидкостей и газов.
В большинстве же случаев эффективным средством защиты от статического электричества является снижение удельного объемного сопротивления веществ. Наиболее распространенным является метод введения проводящих композиций в структуру материала при его изготовлении. Таким образом получены проводящие резины, линолеумы, антистатические краски и лаки, неэлектризующиеся пластмассы. В качестве электропроводных композиций применяют сажу, графит, порошкообразную медь, серебро, лепестковый никель и другие добавки. Для увеличения поверхностной проводимости твердых диэлектриков разработаны различные пасты, составы, эмульсии, наносимые на электризующуюся поверхность. Успешно применяется металлизация поверхностей, покрытие хлористыми и фтористыми соединениями.
Снятие зарядов с внешней поверхности рукавов и трубопроводов осуществляется иногда с помощью навивки на них спирали из медного или стального заземленного проводника. Транспортерные ленты и некоторые ткани прошивают тонкими электрическими проводниками, а также применяют антистатические ткани.
Эффективным способом борьбы со статическим электричеством в текстильной и ряде других отраслей промышленности является смешение (комбинация) электризующихся волокон или подбор контактных пар. Например, у тканей из комбинации двух электризующихся волокон – нейлона и дакрона – необходимый эффект достигается тем, что каждое волокно в отдельности при трении электризуется взаимно нейтрализующимися зарядами противоположных знаков. Подбирая подобным образом контактные пары при изготовлении деталей технологического оборудования, можно устранить проявления статического электричества во многих производствах. Для снижения электростатических зарядов иногда идут по пути уменьшения площади соприкосновения электризующегося материала с рабочей поверхностью деталей машин и приспособлений. В этом случае поверхности рабочих столов, рабочих валов машин и другое оборудование покрывают сеткой или делают ребристыми.
Как известно, уменьшение электризации может быть достигнуто путем ограничения скоростей ведения технологических процессов, однако эта мера в условиях современного производства крайне нежелательна. Поэтому для устранения электризации при транспортировании электризующихся жидкостей идут на ограничение скорости лишь на одном из участков трубопровода. Это мероприятие известно под названием «релаксация электростатических зарядов». Принцип релаксации основан на выдерживании диэлектрической жидкости в течение некоторого времени в относительном покое в релаксационной емкости (участок трубопровода значительно большего диаметра). За время нахождения жидкости в релаксаторе заряды успевают стечь на его заземленные стенки. Практика показала, что релаксационные емкости на 95–98 % снимают электростатические заряды.
При заполнении резервуаров диэлектрическими жидкостями возможно образование зарядов при разбрызгивании. Поэтому наполнение емкостей начинается при малой скорости движения электризующихся жидкостей с постепенным увеличением ее по мере заполнения резервуара. Нельзя допускать резких перегибов трубопроводов; внутри них не должно быть выступающих частей, так как это вызывает дополнительную электризацию транспортируемых жидкостей.
Самостоятельную группу защитных средств представляют нейтрализаторы статического электричества. Принцип работы всех нейтрализаторов основан на генерации ионов в зоне заряженного материала. Эти ионы притягиваются силами поля заряженного вещества и нейтрализуют заряды. Ионизация воздуха происходит при облучении ультрафиолетовыми или рентгеновскими лучами, тепловым, инфракрасным или радиоактивным излучением, а также за счет коронного разряда.
В настоящее время для ионизации воздушной среды применяют как правило радиоизотопное α- и β-излучение, электрический коронный разряд и так называемый скользящий разряд. Во взрывобезопасных производствах для борьбы с электризацией обычно применяют ионизаторы с коронным разрядом на остриях. Они дают максимальную плотность ионизации. В зависимости от того, что в данном случае важнее обеспечить – минимальный остаточный заряд или нейтрализацию большого количества электричества – применяются либо электрические, либо индукционные нейтрализаторы.
Индукционный нейтрализатор представляет собой токопроводящий или диэлектрический стержень, на котором закреплены заземленные иглы или метелочки из проволоки. При установке нейтрализатора над заряженной поверхностью у концов игл создается настолько сильное электрическое поле, что происходит ударная ионизация, в результате которой образующиеся ионы нейтрализуют заряды на поверхности наэлектризованного материала. Основное отличие электрических нейтрализаторов от индукционных заключается в том, что на иглы подается высокое (10–15 кВ) постоянное или переменное напряжение от специального источника, вследствие чего эффективность нейтрализации повышается. Эффективность нейтрализаторов чаще всего оценивается по величине ионизационного тока, протекающего через нейтрализатор на заземленное оборудование. Этот ток тем больше, чем выше уровень электризации материала.
Иногда в качестве нейтрализатора эффективно применяется тонкий проводник, натянутый вблизи заряженной поверхности или на пути движения жидкостей и сыпучих материалов. В большинстве случаев нет особой необходимости снижать степень электризации до нуля. Для различных веществ и материалов существует минимальная плотность зарядов, не влияющая на ход технологического процесса. Поэтому работа того или иного нейтрализатора может быть оценена по значениям начальной (до нейтрализатора) и конечной (после нейтрализатора) плотности зарядов. На практике для конкретного типа нейтрализаторов могут быть построены зависимости начальной и конечной плотности зарядов при различных параметрах технологического процесса.
Все большее распространение получают так называемые комбинированные нейтрализаторы – сочетающие в одном приборе радиоизотопный и индукционный нейтрализаторы. При этом эффективность нейтрализации существенно возрастает, так как большие заряды снижает индукционный, а малые – радиоизотопный нейтрализаторы.
Существенно расширилась область применения электрических и радиоизотопных нейтрализаторов, используемых для ионизации воздушного потока, который нагнетается в зону, где необходимо уменьшить электростатические заряды. Этот метод дает возможность обеспечить взрывобезопасность применения даже высоковольтных нейтрализаторов. Однако эффективность нейтрализаторов с нагнетанием ионизированного воздуха невысока из-за рекомбинации ионов в воздушном потоке. Даже резкое увеличение плотности ионов непосредственно у источника не может существенно изменить радиус действия такого нейтрализатора, так как интенсивность рекомбинации растет с увеличением плотности. Вероятно, наиболее перспективным методом, когда необходимо создать протяженную в одном направлении область ионизации, следует считать применение лазера.
В тех случаях, когда отвод и нейтрализация зарядов статического электричества весьма затруднены, можно применять метод предотвращения опасных разрядов без отвода или нейтрализации зарядов. В основе этого метода лежит механизм электрического разряда, для возникновения которого необходимо, чтобы разность потенциалов между заряженным телом и заземленными частями оборудования не превышала уровня, определяемого электрической прочностью воздуха. Для снижения потенциала заряженной поверхности стремятся повысить удельную электрическую емкость заряженной поверхности (или заряженных частиц) относительно земли. При увеличении емкости тела соответственно уменьшается энергия заряда с этого тела и понижается опасность воспламенения паро-газо-воздушных смесей. Иногда данный метод используют для уменьшения опасности разрядов с человека. Для этого в рабочих зонах создаются заземленные площадки (иногда под изоляционным покрытием пола), которые служат для увеличения емкости человека. Исследования показали, что таким образом можно увеличить емкость человека в 3–4 раза.
В ряде случаев применяют обычные меры по предотвращению возможности воспламенения – снижают концентрацию горючих веществ ниже нижнего предела взрываемости, создают атмосферу инертного газа, применяют электростатические экраны, по возможности заменяют горючие вещества негорючими.
Необходимо заметить, что внедрению какого-либо мероприятия по предотвращению электризации должно предшествовать тщательное изучение условий производства. Как правило, наиболее эффективным оказывается применение сразу нескольких из рассмотренных методов.
Опасность возникновения статического электричества проявляется в возможности образования электрической искры и вредном действии его на организм человека. Электризация — это комплекс физических и химических процессов, приводящих к разделению в пространстве зарядов противоположных знаков или к накоплению зарядов одного знака. При статической электризации напряжение относительно земли достигает десятков, а иногда и сотен тысяч вольт. Для воспламенения от электрической искры требуется минимальная энергия, так как малый объем газа от искры нагревается до высокой температура за предельно короткое время.
Вредное воздействие на организм человека статическое электричество оказывает не только при непосредственном его контакте с зарядом, но и за счет действия электрического поля, возникающего вокруг заряженных поверхностей.
Основные способы защиты от статического электричества следующие: заземление оборудования, сосудов и коммуникаций, в которых накапливается статическое электричество; увеличение поверхностной проводимости диэлектрика; увлажнение окружающего воздуха; ионизация воздуха или среды нейтрализатором статического электричества; подбор контактных пар; изменение режимов технологического процесса, использование операторами спецобуви с электропроводящей подошвой и др.
Организация молниезащиты промышленного предприятияПри превышении напряженностью электрического поля атмосферы критического значения возникает разряд, сопровождающийся ярким свечением — молнией и звуком (громом). Сила тока в канале молнии достигает 200 000 А, температура составляет 6000—10000 °С и более, время существования молнии 0,1—1 с.
Различают первичные проявления молнии (прямой удар) и вторичные проявления в виде электростатической и электромагнитной индукции. Прямой удар молнии может вызвать пожар и произвести разрушение сооружений. Вторичные проявления молнии опасны тем, что возможно искрение, которое устраняется посредством заземления всех металлических элементов.
Устройство, служащее для защиты объекта от прямых попаданий молнии, называется молниеотводом Он принимает удар молнии на себя и отводит ток в землю. Молниеотвод состоит из опоры, молниеприемника, токоотвода и заземлителя. Молниеприемники могут быть стержневыми, тросовыми (антенными), сетчатыми. Все здания и сооружения по степени требований к молниезащите делятся на три категории в зависимости от назначения и технологических особенностей объекта по степени пожаро- и взрывоопасности.
I категория — это здания (сооружения), отнесенные к зонам классов B-I и В-II. Молниезащита таких объектов предусматривается независимо от средней грозовой деятельности и места расположения объекта на территории России.
II категория — это здания (сооружения) зон классов В-Ia и В-IIа; молниезащита здесь выполняется при грозовой деятельности 10 ч в год и более.
III категория — это здания (сооружения) зон классов П-I, П-II и П-IIа, а также открытые зоны классов П-III. Молниезащита этих объектов предусматривается в местностях с грозовой деятельностью 20 ч в год и более.
Защитное действие молниеотвода характеризуется зоной защиты, под которой понимается пространство, защищенное с определенной вероятностью от попадания молнии. Граница зоны, охраняемой одним стержневым молниеотводом высотой до 60 м, определяется образующими двух конусов, высоты которых равны 0,8Н и Н, где Н — высота стержневого молниеотвода, м; а радиусы этих конусов соответственно равны 0,75Н и 1,5Н.
Границы зоны, охраняемой одним стержневым молниеотводом
Оптимальное расстояние между двумя спаренными стержневыми молниеотводами следует принимать равным двум-трем высотам одного молниеотвода. Молниеприемники и токоотводы должны иметьсечение не менее 50 мм2, они должны соединяться с заземлителями кратчайшим путем и не иметь петель и острых углов, которые могут быть источниками искровых и дуговых разрядов.
Величина импульсного сопротивления заземлителя не может быть замерена приборами и определяется по известным значениям сопротивления растеканию тока из таблиц.
Тросовые молниеотводы выполняют из стального многопроволочного оцинкованного троса сечением не менее 35 мм.
Охрана трудаСтатическое электричество возникает из-за перераспределения частиц, имеющих различные электрические заряды, между разными телами или в пределах одного тела. В твердых телах такими частицами являются электроны, а в жидких и газообразных – электроны и положительно заряженные ионы. При таком распределении между телами возникает разность потенциалов, которая еще более увеличивается при последующем удалении тел друг от друга.
Причинами возникновения статического электричества могут являться:
Это явление может представлять опасность, поэтому от него предусматривают специальную защиту, позволяющую полностью ликвидировать или существенно снизить его силу.
В быту люди часто сталкиваются с образованием статического электричества: при расчесывании волос, снятии одежды, поглаживании шерсти домашних животных. Для жизни человека это не опасно, так как при разряде статического потенциала возникает очень небольшой ток, который не может нанести организму существенного вреда. Следствием разряда является лишь некоторый дискомфорт. Чтобы его избежать, достаточно использовать деревянную расческу, медленнее снимать с себя одежду и не гладить кошек в сухую и морозную погоду.
Однако электронной технике статическое электричество может нанести ощутимый вред. Часть компонентов, из которых состоит электронное изделие, не рассчитано на действие столь высоких напряжений. Воздействие статического электричества на эти элементы может ухудшить их характеристики и даже вывести из строя устройство целиком.
Если же воздействию статического электричества подвергаются легковоспламеняющиеся жидкости (ЛВЖ), то это может привести к их возгоранию или взрыву их паров. Сами жидкости при транспортировке могут накапливать в своем объеме статический заряд, но он может возникнуть и от приблизившегося к ним человека или механизма. Поэтому на предприятиях, на которых выполняются какие-либо действия с ЛВЖ, особое внимание уделяют заземлению всех движущихся механизмов, металлоконструкций, трубопроводов, а также материалам, из которых изготовлена спецодежда и обувь работников.
Защита от статического электричества в бытовых помещенияхХоть для человека действие статического электричества и является всего лишь источником неприятных ощущений, но при разряде все-таки существует риск что-нибудь опрокинуть или даже получить травму. Да и постоянное ощущение на себе действия этих разрядов может принести серьезный дискомфорт. Поэтому в быту иногда приходится бороться с этим явлением. В помещениях регулярно проводят влажную уборку, проветривают и увлажняют воздух. Много пользы при защите от статического электричества приносит применение строительных материалов с антистатическим покрытием.
Защита от статического электричества на производствеВ отличие от бытовых помещений, защита от статического электричества на предприятиях имеет большую важность. В основном это касается предприятий по производству электронных изделий и компонентов, а также по производству и транспортировке ЛВЖ. Частным случаем защиты от статического электричества являются устройства молниезащиты, служащие для предупреждения поражения молнией людей, оборудования и возникновения аварийных ситуаций.
Комплекс мероприятий, необходимый в каждом конкретном случае, указывается в государственных стандартах, правилах промышленной безопасности, технологических регламентах и инструкциях по охране труда.
В основном все защитные мероприятия разделяются на несколько этапов:
Для исключения появления статических зарядов служит соединение проводящих ток частей оборудования между собой и с контуром заземления, сопротивлением не более 100 Ом. Заземлению также подлежат все трубопроводы, даже те, материал которых не проводит электрический ток. Для этого в них предусматривают оболочки и покрытия из токопроводящих материалов.
Снижения величин уровней статических зарядов добиваются путем выбора материалов, из которых изготавливается оборудование, подбора технологических параметров, при которых работа оборудования не сопровождается образованием статических потенциалов (например, скоростей движения жидкостей в трубопроводах) и так далее.
Поверхности, склонные способствовать образованию статического электричества, регулярно обрабатываются специальными реагентами, называемыми антистатиками, или выполняются токопроводящими. Также могут применяться ионизаторы или увлажнители воздуха.
Средства индивидуальной защиты работников от статического электричестваК таким средствам относятся спецодежда и спецобувь. Также на предприятиях, выпускающих электронные компоненты, обязательным является применение токопроводящего браслета, надеваемого на руку работника и связанного с контуром заземления.
Оцените качество статьи. Нам важно ваше мнение:
9.9.1. Здания и сооружения складов ГСМ и ЦЗС должны защищаться от:
а) прямого воздействия молнии;
б) вторичного проявления молнии (электростатической и электромагнитной индукции);
в) заносов высоких потенциалов;
г) проявлений статического электричества.
Все мероприятия по молниезащите и защите от проявлений статического электричества должны осуществляться в строгом соответствии с требованиями Инструкции по проектированию и устройству молниезащиты зданий и сооружений и нормативных документов МГА по этому вопросу.
9.9.2. Защита от проявлений статического электричества должна осуществляться следующими способами:
а) обязательным заземлением с помощью заземляющих устройств металлических частей технологического оборудования, подводящих трубопроводов и металлических конструкций, находящихся вблизи заземленных объектов, а также резервуаров для нефтепродуктов; выравниванием электрических потенциалов между средствами заправки и заправляемыми объектами;
б) соблюдением оптимальных режимов наполнения (слива) топливных емкостей;
в) установкой в необходимых случаях индукционных нейтрализаторов статического электричества (ИНСЭТ).
9.9.3. Заземляющие устройства для защиты от проявлений статического электричества следует, как правило, объединять с заземляющими устройствами для электрооборудования. Если по условиям эксплуатации они отсутствуют, необходимо сооружение специальных заземляющих устройств для защиты от проявлений статического электричества с сопротивлением не более 10 Ом.
9.9.4. Железнодорожные пути и технологическое оборудование сливоналивных эстакад, пирсов и причалов должны быть надежно заземлены, а цистерны соединены гибким металлическим тросом с контуром заземления эстакады.
Все трубопроводы независимо от способа прокладки должны заземляться через каждые 200 м длины и дополнительно на каждом ответвлении. Фланцевые соединения трубопроводов и другого технологического оборудования, включая подвижные средства заправки, транспортировки, должны быть оборудованы шунтирующими перемычками.
9.9.5. Резервуары должны подсоединяться к заземлителю с помощью двух (не менее) заземляющих проводников (токоотводов) во взаимно противоположных точках.
9.9.6. Не допускается соединение заземлителя пункта налива с окрашенной поверхностью корпуса ТЗ, АТК с помощью магнитного соединителя.
9.9.7. Сопротивление переходных контактов ТЗ, АТЦ, ВС не должно превышать 0,03 Ом. Для антистатических топливных рукавов сопротивление любой точки их внутренней и внешней поверхностей относительно контура заземления не должно превышать 10 Ом.
9.9.8. Заземление на контактное устройство заземлителя должно производиться с помощью гибкого металлического троса со штырем на одном конце, другой конец должен быть надежно присоединен к корпусу заземляемого средства. Выравнивание потенциала должно также производиться с помощью гибкого металлического троса, один конец которого должен надежно присоединяться к корпусу ТЗ, АТЦ, ЗА, а другой конец должен быть оборудован зажимом для подсоединения к ВС или пункту налива.
9.9.9. Наконечники быстроразъемных соединений (ННЗ, НПГ и другие) должны быть оснащены тросами выравнивания потенциалов со штырем на конце для подключения к приемному штуцеру.
9.9.10. Для отвода статического электричества во время движения средств заправки и транспортировки топлива на их шасси должны быть закреплены заземляющие цепи, у которых постоянно соприкасающиеся с землей звенья выполнены из латуни или бронзы.
9.9.11. Металлическая бочкотара, в которую производится налив легковоспламеняющихся жидкостей, должна заземляться и электрически соединяться с наконечниками (кранами) наливных рукавов.
9.9.12. Металлические воронки, используемые для налива, должны заземляться, а через трубку воронки до дна приемного сосуда должен быть пропущен металлический провод (цепочка). Наливные краны и устройства для налива легковоспламеняющихся жидкостей подлежат обязательному заземлению. Применение воронок из пластмасс запрещается.
9.9.13. Для нейтрализации зарядов статического электричества при наполнении ТЗ, АТЦ на пунктах налива необходимо устанавливать ИНСЭТ. Индукционный нейтрализатор статического электричества устанавливается после группы фильтров по возможности ближе к раздаточному рукаву в горизонтальном или вертикальном положении. Он должен быть надежно соединен с заземлителем пункта налива с помощью токоотвода, один конец которого крепится к фланцу ИНСЭТ, а другой приваривается к заземлителю. Фланцы нейтрализатора оборудуются шунтирующими перемычками.
9.9.14. Для поддержания устройств для защиты от проявлений статического электричества в исправном состоянии необходимо проводить ежедневные, периодические (ежемесячные) и внеплановые проверки.
9.9.15. При проведении ежедневных осмотров необходимо проверять:
а) надежность присоединения тросов заземления и выравнивания потенциалов, отсутствие коррозии, надежность крепления и чистоту штырей и зажимов;
б) чистоту и надежность контактов заземляющих устройств; отверстие контактного устройства должно быть освобождено от грязи, льда и коррозии;
в) чистоту и целость сварных соединений в доступных осмотру местах;
г) надежность соединения токоведущих стренг топливных рукавов с корпусами наконечников. Обнаруженные дефекты подлежат немедленному устранению.
9.9.16. При проведении ежемесячного осмотра необходимо:
а) измерять сопротивление стационарных заземлителей;
б) проверять наличие и исправность электрической цепи тросов заземления и выравнивания потенциалов, стренг топливных рукавов с помощью измерителя сопротивления;
в) далее проводить работы в объеме ежедневных осмотров. Результаты проверки оформлять актом.
9.9.17. Внеплановые проверки проводятся по указанию руководителя предприятия ГА в объеме ежемесячного осмотра.
