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工業(yè)界的靜電危害與防范措施

  
評論: 更新日期:2011年04月24日

  (二)、增加濕度

  增加作業(yè)環(huán)境中空氣的相對濕度,在目前傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的制程中亦是常見的靜電危害防制方法。在高濕度(R.H.> 65 ﹪)環(huán)境中,若物質(zhì)表面具親水性,則容易吸附空氣中的水份,進(jìn)而降低物質(zhì)的表面電阻值,增加電荷散逸的速率,將電荷蓄積程度降至最低。這類物質(zhì)包括棉、紙及醋酸纖維素等。工廠制程中通常會采用加濕器、地面灑水、或水蒸氣噴出等方法,增加作業(yè)環(huán)境中空氣的相對濕度。

  若物質(zhì)表面為非親水性,則不易吸附空氣中的水份,致無法降低物質(zhì)的表面電阻值,因此不能增加電荷散逸的速率。這類物質(zhì)包括部份人造聚合物如:ABS(Acrylonitrile – Butadiene - Styrene,丙烯月青- 丁二烯 – 苯乙烯)、Teflon(鐵氟龍,氟碳聚合物)等。這類高斥水性物質(zhì)需要相對濕度提高至80 ﹪,甚至90 ﹪以上,才能有效降低物質(zhì)的表面電阻值,將電荷蓄積程度降至最低。

  (三)、抗靜電材料

  制程中物質(zhì)所蓄積的靜電會經(jīng)傳導(dǎo)路徑向大地散逸。若傳導(dǎo)路徑為絕緣性材料(導(dǎo)電性低)則靜電散逸率低,若傳導(dǎo)路徑為導(dǎo)電性材料(導(dǎo)電性高)則靜電散逸率高。物質(zhì)的表面電阻系數(shù)小于1011 Ω/m2或體積電阻系數(shù)小于1010 Ωm,即可避免物質(zhì)蓄積過量的靜電。該類物質(zhì)稱為抗靜電材料。但在含易燃性物質(zhì)的作業(yè)場所中,則抗靜電材料的表面電阻系數(shù)需小于108 Ω/m2或體積電阻系數(shù)需小于106 Ωm。

  對于工業(yè)制程中使用的各種材料,可經(jīng)由下列方法使之成為抗靜電材料:物質(zhì)本身具有抗靜電能力(如:棉、木材、紙及土壤等)、在絕緣材料的表面涂布抗靜電物質(zhì)(如碳粉、抗靜電劑等)、在絕緣材料制造過程中加入導(dǎo)電或抗靜電物質(zhì)(如碳粉、金屬、抗靜電劑、導(dǎo)電性纖維等)。

  (四)、靜電消除器

  利用高壓電在空氣中產(chǎn)生帶電離子。由于異性電荷會互相吸引而中和,離子可中和帶靜電物體的電荷,使其電荷蓄積程度降至最低,因此不會發(fā)生靜電放電。靜電消除器大致可分為被動式、主動式及輻射源式等三種。選擇靜電消除器時(shí),必須考慮作業(yè)環(huán)境因素才能發(fā)揮最大的靜電消除效果。一般而言,靜電消除器架設(shè)位置應(yīng)接近帶靜電物體而遠(yuǎn)離接地金屬對象,以發(fā)揮最大的靜電消除效果。此外,需注意因電離所產(chǎn)生臭氧的工業(yè)衛(wèi)生問題,以及高壓電源與帶電體產(chǎn)生短路及放電所引發(fā)的工業(yè)安全問題。

  (五)、限制速度

  工業(yè)制程中兩種物體可能因摩擦而產(chǎn)生靜電,并逐漸累積而發(fā)生靜電危害事故,因此降低摩擦速度可減緩靜電的產(chǎn)生,達(dá)成防制靜電危害事故發(fā)生的目的。在工業(yè)制程中受限于物質(zhì)特性與產(chǎn)量要求,限制速度的靜電危害防制方法,通常多應(yīng)用于易燃性液體的輸送作業(yè)。

  將液體原/物料輸送至儲槽或容器時(shí),若是低導(dǎo)電系數(shù)(小于50 pS/m )的易燃性液體且其中含有懸浮物、水等不兼容物,則在現(xiàn)場作業(yè)時(shí)應(yīng)限制易燃性液體流速低于 1 m/s 。若易燃性液體中未含有不兼容物,則液體流速應(yīng)限制低于 7 m/s。一般工業(yè)制程都能依據(jù)此原則進(jìn)行制程設(shè)計(jì)與生產(chǎn)操作。低導(dǎo)電系數(shù)的易燃性液體入料作業(yè)時(shí)所造成的噴濺亦是制程中潛在靜電危害來源之一??蓪⒁后w入料管線盡量接近儲槽/容器底部,或由儲槽/容器底部之入料管線進(jìn)行液體原物料輸送,或降低易燃性液體的流速,主要目的在于減少液體穿過液面時(shí)的摩擦以及引起液體的擾動,以避免因過多的摩擦產(chǎn)生大量的靜電。

  四、靜電災(zāi)害案例檢討

   工業(yè)制程中靜電可能伴隨各種不同作業(yè)而產(chǎn)生。如原料入料、攪拌、成品輸送、分裝等。若靜電蓄積至危險(xiǎn)程度,即會發(fā)生靜電放電,輕者造成人員電擊事件,嚴(yán)重者可能引燃周圍易燃性物質(zhì),發(fā)生火災(zāi)或爆炸事故,造成人員傷亡及財(cái)產(chǎn)損失。例如化學(xué)工廠中有許多不同的制程與作業(yè),其中某些日常重復(fù)性的工作,從未發(fā)生過危害事件,可是有一天某一組件或物料被更換,作業(yè)人員卻未發(fā)覺作業(yè)中的潛在靜電危害,致使引發(fā)嚴(yán)重的危害事件。

  (一)、災(zāi)害現(xiàn)場描述

  多年前在某化學(xué)工廠中曾有一位作業(yè)人員將小鐵桶裝滿甲苯時(shí)發(fā)生了火災(zāi),首先他將小鐵桶的塑料把手掛在管路閥件上,打開閥件后不久就看到甲苯起火燃燒,作業(yè)人員描述當(dāng)時(shí)的情況說:「我站在那里,甲苯就引火開始燃燒?!顾s快到附近拿一個(gè)小型滅火器,但不足以將火撲滅,所以又去拿一個(gè)大型的滅火器,可是這時(shí)候鐵桶中的甲苯已經(jīng)漫延到地面上造成一場嚴(yán)重的火災(zāi)。

  (二)、災(zāi)害原因分析

  事后工廠調(diào)查此一意外事故,發(fā)現(xiàn)該作業(yè)人員執(zhí)行此一工作已數(shù)年而且未發(fā)生事故。原先的鐵桶把手是木質(zhì)材料,現(xiàn)在被更換為塑料材料,經(jīng)量測發(fā)現(xiàn)干燥木頭的體積電阻系數(shù)為109Wm,塑料的體積電阻系數(shù)為1016Wm,另研究發(fā)現(xiàn)甲苯流動10秒產(chǎn)生1微庫倫的電量,經(jīng)由小鐵桶釋放出約25毫焦耳的能量,甲苯的最小引火能量為0.24毫焦耳,所以當(dāng)小鐵桶中蓄積足夠靜電荷并發(fā)生靜電放電時(shí),其能量足以引燃甲苯蒸氣發(fā)生火災(zāi)。

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