静电的危害及预防措施

静电的危害及预防措施 CONTENTS 1静电相关定义 2静电产生因素 3事故案例 4防静电措施 PART01 静电相关定义 什么是静电呢？ 静电并不是静止时的电，是宏观暂时停 。 留在某处的电，静电现象是一种常见的带电现象。日常生活中，用塑料梳子梳头发或脱下合成纤维衣料的衣服时，有时能听到轻微的“噼啪”声，在黑暗中可见到放电的闪光，这些都是静电现象 什么是静电呢？ 当两种不同物体接触或摩擦时，一种物体带负电荷的电子就会越过界面，进入另一种物体内，这种物质把电子传给另一种物质而带上正电，另一种物质得到电子带负电，这种电它不能象电线中的电荷那样定向移动，人们称之为静电荷，简称静电。静电的常用参数为电压，单位是“千伏” （KV） 静电的特点： 电压高当电量不变，电压和电容成反比，由于工艺过程中电容变化很大，使静电电位可以高达数千伏至上万伏； 尖端放电导体尖端，曲率最大。电荷密度大，容易发生电晕放电和发展成火花放电； 能量不大 一般不超过数豪焦耳，少数达数十豪焦耳； 感应放电 将导体移入带电与接地体之间，可感应静电，并对带电体和接地体产生火花放电； 绝缘体上静电泄漏很慢 静电泄漏的快慢决定于材料介电常数和电阻率的乘积。而绝缘体的介电常数和电阻率都很大，所以静电泄漏很慢，保留危险状态时间长。 静电是如何产生的 物质都是由分子组成，分子是由原子组成，原子中有带负电的电子 和带正电荷的质子组成。但是电子环绕于原子核周围，一经外力即脱离轨道，离开原来的原子A而侵入其他的原子B，A原子因缺少电子数而带有正电现象，称为阳离子；B原子因增加电子数而呈带负电现象，称为阴离子。 产生静电的方式（一） 当两个不同的物体相互接触时就会使得一个物体失去一些电荷如电 子转移到另一个物体使其带正电，而另一个体得到一些剩余电子的物体而带负电。若在分离的过程中电荷难以中和，电荷就会积累使物体带上静电。所以物体与其它物体接触后分离就会带上静电。通常在从一个物体上剥离一张塑料薄膜时就是一种典型的“接触分离”起电，在日常生活中脱衣服产生的静电也是“接触分离”起电。 产生静电的方式（二） 固体、液体甚至气体都会因接触分离而带上静电。为什么气体也会产生静电呢？因为气体也是由分子、原子组成，当空气流动时分子、原子也会发生“接触分离”而起电。所以在我们的周围环境甚至我们的身上都会带有不同程度的静电，当静电积累到一定程度时就会发生放电。 产生静电的方式（三） 我们都知道摩擦起电而很少听说接触起电。实质上摩擦起 电是一种接触又分离的造成正负电荷不平衡的过程。摩擦是一个不断接触与分离的过程。因此摩擦起电实质上是接触分离起电。在日常生活，各类物体都可能由于移动或摩 擦而产生静电：工作桌面、地板、椅子、衣服、纸张、卷 宗、包装材料、流动空气、流动的液体、漏斗等。 产生静电的方式（四） 另一种常见的起电是感应起电。除物体接触后分离能起电外，当带电物 体接近不带电物体时会在不带电的导体的两端分别感应出负电和正电。 PART02 静电产生的因素 影响静电产生的主要因素： 静电产生的主要因素： 01 材料性质包括材料内在化学组成，物质内部结构、应力应变力学特征、材料形状和导电性等。 02 周围环境条件包括接触物体（材料）周围气体组成与压力、温度、湿度等。 03 机械作用情况包括两种材料接触的类型、接触时间、接触面积、分离速度以及材料作用力的性质等。 04 材料配合种类不同材料间的摩擦，会产生不同极性的静电。不同材料附有不同的静电强度。 液体静电的产生因素 液体在搅拌、沉降、流动、冲击、喷射、飞溅等接触及分离的相对运动，形成双电层而产生静电。 静电高低与下例因素有关： ①灌注液体流速越快，摩擦越剧烈，产 生静电电压越高。 ②空气越干燥，静电越不容易从空气中消除，电压越容易升高。 ③液体管出口与液面的距离越大，液体与空气摩擦越剧烈，液体流对液面的搅动和冲击越厉害，电压就越高。 静电高低与下例因素有关： ④管道内壁越粗糙，流经的弯头阀门越多， 产生静电电压越高。油品在输转中含有水分时，比不含水分产生的电压高几倍到几十倍。 ⑤非金属管道，如帆布、橡胶、石棉、水泥、塑料等管道比金属管道更容易产生静电。 ⑥管道上安装滤网其栅网越密，产生静电电压越高。过滤网产生的静电电压更高。 化工工艺生产过程中常见引发静电的工序： 流动带电 摩擦静电 剥离带电 喷出带电 利用管道输送液体时，由于液体与配管等固体接触，在液体和固体的接触面上形成双电层。随着液体流动双电层中一部分电荷被 带走，产生静电；由于物体相互摩擦，发生接触位 置的移动和电荷的分离，从而产生静电； 相互密切结合的物体剥离时引起电荷分离产生静电； 液体、气体和粉尘从截面很小的开口部位喷出时他们越喷面的摩擦以及相互之间的撞击，变成飞溅的飞沫而产生大量的静电； 化工工艺生产过程中常见引发静电的工序： 冲撞带电 破裂带电 飞沫带电 滴下带电 粉尘类的粒子之间或粒子与固体之间冲撞形成飞快的接触和分离，产生静电； 喷在空间的液体，由于扩展、飞散和分离，形成许多小滴组 固体或粉体类，当其破裂时出现电荷分离，破坏正负电荷的平衡，产生静电； 成新液面而产生静电；附着于器壁的固体表面上的珠状液 体逐渐增大后，其自重形成滴液，当其坠落时，出现电荷分离，产生静电。 PART03 静电的危害及案例 静电的危害 静电危害中最严重的是静电放电引起可燃物的起火和爆炸。 在炼油、化工行业，静电是火灾和爆炸的主要原因之一。因静电引起火灾爆炸事故的物质有：可燃气体，易燃液体，可燃粉尘。 静电的危害 危险化学品在管线输送中，虽然有静电的产生，但由于管线中充满危险化学品而没有足够的空气，不具备爆炸着火的条件。但当把带有电荷的危险化学品装入储罐，则因电荷不能迅速泄掉便积聚起来，使液面具有一个较高的电位，这时若液面上部空间形成了爆炸混合气体，就可能发生火灾爆炸。 在储罐区，静电所引起的电击虽然不会致人死亡，但是往往会导致二次事故，因此也要加以防范 静电形成危害的条件 1 有静电电荷产生，并足以发生火花的静电电荷积聚 2 使静电电荷发生火花间隙放电。 3 火花间隙放电中有可燃气体、或可燃气体、粉尘与空气混合达到爆炸极限浓度静电放电火花能量达到爆炸混合物最小点火能量。 事故经过 静电引起甲苯装卸槽车爆炸起火事故 某年7月22日9时50分左右，某化工厂租用某运输公司一辆汽车槽车，到铁路专线上装卸外购的46.5t甲苯，并指派仓库副主任、厂安全员及2名装卸工执行卸车任务。约7时20分，开始装卸第一车。由于火车与汽车槽车约有4m高的位差，装卸直接采用自流方式，即用4条塑料管（两头橡胶管）分别插入火车和汽车槽车，依靠高度差，使甲苯从火车罐车经塑料管流入汽车罐车。约8时30分，第一车甲苯约13.5t被拉回仓库。约9时50分，汽车开始装卸第二车。汽车司机将车停放在预定位置后与安全员到离装卸点20m的站台上休息，1名装卸工爬上汽车槽车，接过地上装卸工递上来的装卸管，打开汽车槽车前后2个装卸孔盖，在每个装卸孔内放入2根自流式装卸管。 化工生产中静电事故案例： 4根自流式装卸管全部放进汽车槽罐后，槽车顶上的装卸工因天气太热，便爬下汽车去喝水。人刚走离汽车约2m远，汽车槽车靠近尾部的装卸孔突然发生爆炸起火。爆炸冲击波将2根塑料管抛出车外，喷洒出来的甲苯致使汽车槽车周边一片大火，2名装卸工当场被炸死。约10min后，消防车赶到。经10多分钟的扑救，大火全部扑灭，阻 止了事故进一步的扩大，火车槽基本没有受损害，但汽车已全部烧毁。 二、背景材料 据调查，事发时气温超过35℃。当汽车完成第一车装卸任务并返回火车装卸站时，汽车槽罐内残留的甲苯经途中30多分钟的太阳暴晒，已挥发到相当高的浓度，但未采取必要的安全措施，直接灌装甲苯。 没有严格执行易燃、易爆气体灌装操作规程，灌装前槽车通地导线没 有接地，也没有检测罐内温度。 三、事故原因分析 （1）直接原因是装卸作业没有按规定装设静电接地装置，使装卸产生的静电火花无法及时导出，造成静电积聚过高产生静电火花，引发事故。 （2）间接原因高温作业未采取必要的安全措施，因而引发爆炸事故。 事发时气温超过35℃。当汽车完成第一车装卸任务并返回火车装卸站时，汽车槽罐内残留的甲苯经途中30多分钟的太阳暴晒，已挥发到相当高的浓度，但未采取必要的安全措施，直接灌装甲苯。 静电引起醋酸乙烯反应釜爆炸 某年12月，在江苏丹阳某厂浆料车间，工人用真空泵吸醋酸乙烯到反应釜，桶中约剩下30kg时，突然发生了爆炸。工人自行扑灭了大火，1名工人被烧伤。经现场察看，未曾发现任何发生事故的痕迹，电器开关、照明灯具都是全新的防爆电器。吸料的塑料管悬在半空，管子上及附近无接地装置，有一只底部被炸裂的铁桶。 此案例为较典型的静电事故，此次爆炸事故的原因是：醋酸乙烯的物料在快速流 经塑料管道时产生静电积聚，当塑料管接触到零电位桶时，形成高底压电位差放电，产生火花引爆了空气中的醋酸乙烯蒸气。 具体分析如下： （1）醋酸乙烯是无色液体，有挥发性，曝光容易聚合成固体。其蒸气能与空气形成爆炸性混合物，遇火星、高热、氧化剂有火灾危险。闪点：-7.78℃；爆炸极限：2.6%-13.4%。属于易燃液体。 （2）物料在管道输送过程中有静电积聚现象，塑料管由于其导电性能差，使静电积聚情况更加严重，物料中及塑料管壁上含有高位静电。 （3）醋酸乙烯蒸气与空气形成可燃性混合气体。 （4）当带有高位静电的塑料管接触到铁桶时，形成放电，产生火花，引爆可燃性混合气体。 巴顿溶剂公司静电火灾爆炸 2007年7月17日，美国堪萨斯州巴顿溶剂厂发生了爆炸，并引发了大火，大火摧毁了整个油库，火灾中有40多个规格为3000到20000加仑的储油罐被点燃，事故造成11名居民和消防员接受治疗。巴顿溶剂厂停产。爆炸将储油罐罐顶抛向空中，炸飞130英尺远，片刻，又破坏了两个储油罐，导致这两个罐中成分泄漏。随着火势蔓延，附近储罐中的成分被释放和点燃，一些碎片四溅并击中一个移动房屋和临近的商店。事故 造成6000居民被疏散。爆炸产生的浓烟飘散到空中超过200英尺，数公里外都能看到。 （美国化学安全调查委员会）调查发现，这起事故的发生与储油罐中的金属浮动液位计有关。 化工生产中静电事故案例： 据分析： 这起事故的发生是由于静电火花引起的，静电的产生主要是由于石脑油在经过管线、泵时产生静电，同时，油品在从油罐车中用泵抽取液体到储罐内的过程中，由于有空气进入，产生泡沫和紊流，加剧了油品静电的产生。 处于储油罐油面上方的金属浮动液位计，正常情况下应是接地的。此时，虽然油品带电，但金属液位计不会带电，但随着液位计移动，液位计的浮子与钢尺之间会形成缝隙，这个连接点能够产生轻微的分离、从而使金属浮子处于绝缘状态，产生静电积聚，使带电的金属浮子与接地的钢尺发生静电放电，引燃了储罐内达到爆炸极限的油气蒸气。 因此，这起事故的发生，是由于两个金属部分间，浮子与钢尺的静电火花点燃爆炸性混合物引起的。 化工生产中静电事故案例： 巴顿溶剂公司静电火灾爆炸预防措施 CSB(美国化学安全调查委员会)给OSHA(美国职业安全与健康管理局）和其他单位提出了非导电可燃液体的MSDS(物质安全数据表)中必备信息的要求。 CSB也建议主要的6个石油和化工公司及他们的成员，提高可燃液体MSDS(物质安全数据表)中因易产生静电的告诫事项。 建议处理该类液体应采取的安全措施： 1、从厂家获取更多从MSDS中获取不到的详细技术信息； 2、用惰性气体清除储罐中氧气； 3、在液体中添加抗静电剂；油罐车、储油罐，特别是地面要进行防静电处理； 4、缓慢输送液体； 5、检验储罐浮动液位计是否有效跨接。 PART04 静电预防措施 （1）合理选用生产设备的材质，降低摩擦速度或流速等，减少静电的产生；