靜電現象是一種常見的帶電現象,如在干燥天氣里用塑料梳子梳頭,可聽到“噼啪”放電聲。靜電的利用,可以列出電噴漆、靜電除塵、靜電植絨、靜電復印等很多例子,但這些都是利用由外來能源產生的高壓靜電場來進行工作的,和下面敘述的生產工藝過程中產生的有害靜電不完全一樣,以下著重講述靜電的產生、靜電的危害及消除靜電危害的措施。
一、靜電的產生 物質是由分子組成的,分子是由原子組成的,原子是由原子核和其外圍電子組成的。兩種物質緊密接觸后再分離時,一種物質把電子傳給另一種物質而帶正電,另一種物質得到電子而帶負電,這樣就產生了靜電。在生產中常見的靜電現象有:摩擦帶電、流動帶電、噴出帶電、沖撞帶電、破裂帶電、飛沫帶電等等。
二、靜電的危害 靜電的危害方式主要有以下三種類型:
1.火災或爆炸
火災和爆炸是靜電濟濟大的危害。靜電電量雖然不大,但因其電壓很高而容易發(fā)生放電,產生靜電火花。在具有可燃液體的作業(yè)場所,如油品裝運場所等,可能由靜電火花引起火災;在具有爆炸性粉塵或爆炸性氣體、蒸氣的場所,如煤粉、面粉、鋁粉、氫氣等,可能由靜電火花引起爆炸。
2.電擊
靜電造成的電擊可能發(fā)生在人體接近帶靜電物質的時候,也可能發(fā)生在帶靜電荷的人體接近接地體的時候,此刻人體所帶靜電可高達上萬伏。靜電電擊的嚴重程度與帶靜電體儲存的能量有關,能量越大,電擊越嚴重。帶靜電體的電容越大或電壓越高,則電擊程度越嚴重。
在生產工藝過程中產生的靜電能量很小,所以由此引起的電擊不會直接使人致命。但人體可能因電擊墜落、摔倒,引起二次事故。此外,電擊還能引起工作人員精神緊張,影響工作。
3.妨礙生產
靜電會妨礙生產,或降低產品質量。在紡織行業(yè),靜電使纖維纏結、吸附塵土,降低紡織品質量;在印刷行業(yè),靜電使紙線不齊、不能分開,影響印刷速度和印刷質量;在感光膠片行業(yè),靜電火花使膠片感光,降低膠片質量;在粉體加工行業(yè),靜電使粉體吸附于設備上,影響粉體的過濾和輸送;靜電還可能引起電子元件的誤動作;干擾無線電通訊等。
三、防靜電措施 靜電引起爆炸和火災的必要條件是:靜電的存在;靜電已達到放電的程度;危險場所的存在;可燃性物質的引燃能量很大或濃度已達到爆炸的極限。發(fā)生靜電電擊的必要條件是:靜電的存在;已達到放電的狀態(tài)。靜電造成妨礙生產進行的必要條件是:靜電量達到某種程度。
造成靜電危害的基本條件是:靜電的產生與存在;物體的帶電與放電;可燃物質危險性混合物的存在。因此,必須針對上述的基本條件采取減少靜電的產生,引導和消散靜電的存在,防止靜電放電,控制可燃物質危險性混合物的濃度等有效的措施,以防止靜電危害的發(fā)生。清、除靜電危害的措施大致有接地法、泄漏法、中和法、工藝控制法。
1.接地法
接地是消除靜電危害濟簡單的方法。接地主要用來消除導電體上的靜電,不宜用來消除絕緣體上的靜電。如果是絕緣體上帶有靜電,將絕緣體直接接地反而容易發(fā)生火花放電。
在有火災和爆炸危險的場所,為了避免靜電火花造成事故,應采取下列接地措施:
(1)凡用來加工、貯存、運輸各種易燃液體、氣體和粉體的設備、貯存池、貯存缸以及產品輸送設備、封閉的運輸裝置、排注設備、混合器、過濾器、干燥器、升華器、吸附器等都必須接地。如果袋形過濾器由紡織品類似物品制成,可以用金屬絲穿縫并予以接地。
(2)廠區(qū)及車間的氧氣、乙炔等管道必須連接成一個連續(xù)的整體并予以接地。其他所有能產生靜電的管道和設備,如空氣壓縮機、通風裝置和空氣管道,特別是局部排風的空氣管道,都必須連接成連續(xù)整體,并予以接地。如管道由非導電材料制成,應在管外或管內繞以金屬絲,并將金屬絲接地。非導電管道上的金屬接頭也必須接地。
(3)注油漏斗、浮動缸頂、工作站臺等輔助設備或工具均應接地。
(4)汽車油槽應帶金屬鏈條,鏈條的上端和油槽車底盤相連,另一端與大地接觸。
(5)某些危險性較大的場所,為了使轉軸可靠接地,可采用導電性潤滑油或采用滑環(huán)、碳刷接地的方法。
靜電接地裝置應當連接牢靠,并有足夠的機械強度,可以同其他目的接地用一套接地裝置。
2.泄漏法
采取增濕措施和采用抗靜電添加劑,促使靜電電荷從絕緣體上自行消散,這種方法稱為泄漏法。
(1)增濕。增濕就是提高空氣的濕度。濕度對于靜電泄漏的影響很大。濕度增加,絕緣體表面電阻大大降低,導電性增強,加速靜電泄漏。空氣相對濕度如果保持在70%左右,可以防止靜電的大量積累。
(2)加抗靜電添加劑??轨o電添加劑是特制的輔助劑,有的添加劑加入產生靜電的絕緣材料以后,能增加材料的吸濕性或離子性,從而增強導電性能,加速靜電泄漏;有的添加劑本身具有較好的導電性。
(3)采用導電材料或紙絕緣材料。對于易產生靜電的機械零件盡可能采用導電材料制作。在絕緣材料制成的容器內層,襯以導電層或金屬網絡,并予以接地;采用導電橡膠代替普通橡膠等,都會加速靜電電荷的泄漏。
3.中和法
中和法是消除靜電危害的重要措施。靜電中和法是在靜電電荷密集的地方設法產生帶電離子,將該處靜電電荷中和掉。靜電中和法可用來消除絕緣體上的靜電??蛇\用感應中和器、高壓中和器、放射線中和器等裝置消除靜電危害。
4.工藝控制法
前面說到的增濕就是一種從工藝上消除靜電危險的措施。不過,增濕不是控制靜電的產生,而是加速靜電電荷的泄漏,避免靜電電荷積累到危險程度。在工藝上,還可以采用適當措施,限制靜電的產生,控制靜電電荷的積累。例如:用齒輪傳動代替皮帶傳動,減少摩擦;降低液體、氣體或粉塵物質的流速,限制靜電的產生;保持傳動帶的正常拉力,防止打滑;灌注液體的管道通到容器底部或緊貼側壁,避免液體沖擊和飛濺等等。
還有不屬于以上四項措施的其他措施,例如為了防止人體帶上靜電造成的危害,工作人員可以穿抗靜電工作服和工作鞋,采取通風、除塵等措施也有利于防止靜電的危害。