静电的危害及防护(多媒体).ppt

静电的危害及防护 胡富民 一 静电的产生 只要两个物质之间存在着运动或摩擦 任何时候都会产生静电 而在石油化工 化工生产 储运中存在粉碎 撕裂 搅拌 喷射 冲刷 流送 晃动 采样 检尺等各种工序 所以静电随时可发生 必须强调 1 带电体上带有的静电量 是静电产生量和消散量相平衡后的稳定值 不是静电积聚越来越大 2 一个带静电设备或管道 必须连接成一个导电整体 等电位 否则就有可能发生静电放电现象 二 相关定义 1 静电积聚由于某种起电因素使物体上静电起电的速率超过静电消散的速率而在其上呈现静电荷的积累过程 2 静电泄漏带电体上的电荷通过带电体自身或其他物体等途径向大地传导而使之部分或全部消失的过程 3 静电消散带电体上的电荷由于静电中和 静电泄漏 静电放电而使之部分或全部消失过程 4 静置时间工艺生产 贮运过程中 在有静电接地的情况下 由停止生产 运输到物料所带静电消散至安全值以下 允许进行下一步操作所需要的时间间隔 5 缓和时间 电荷弛豫时间 带电体上的电荷 或电位 消散 或下降 至初始值的1 e 约37 时所需的时间 6 物质的静电导电性分类 1 静电导体 一种具有较低的电阻率 除非使它与地绝缘 否则其上难于积聚静电荷的材料 它的体积电阻率 106 电导率 10 6s m 的物料及表面电阻率 107 的固体表面 如 戊烷2 105 甲酸5 6 105 2 静电亚导体 能积聚少量静电荷 而且可在瞬间消散 它的106 体积电阻率 1010 的物料及107 表面电阻率 1011 的固体表面 如 乙醇6 4 106 乙醛1 7 106 丙酮1 2 107 3 静电非导体 一种具有很高的电阻率 因此能在其上积聚足够数量的静电荷 它的体积电阻率 1010 的物料及表面电阻率 1011 固体的表面 如乙醚2 54 1012 甲苯1 1014 三 静电的危害 静电在一定条件下将形成很高的电压 但其总电量不大 能量也不大 静电放电是静电消失的重要途径之一 在放电的过程中常伴有响声和火花 常常使生产和人身造成危害 1 火灾和爆炸 在可燃气体 液体 粉尘的输送和贮存 都有静电产生 而这些场所的环境存在爆炸性混合物 静电火花可能点燃导致火灾和爆炸发生 2 电击 生产工艺过程中产生静电能量很小 电击不致直接使人致伤 但人体可能因电击引起坠落 摔倒导致二次事故 3 妨碍生产 静电除造成不安全因素外 还可能直接影响生产 降低产品质量 如印刷行业 静电使纸对不齐 不能分开 影响印刷速度 和降低印刷质量 静电还可能引起电力 电子设备误动作或影响精度 纺织行业 静电使纤维缠绕 吸附尘土等危害 四 防止静电危害的措施 1 生产过程中尽量减少静电荷的产生 1 减少两物质相对运动的速度控制在1 6m s 2 增加环境空气湿度 可降低带电静电绝缘体的电阻率 3 使物体内外表面光滑和无棱角 可减少摩擦力2 静电中和法使静电电荷密集的地方设法产生带电离子 来中和原带电体的离子 有感应中和器 高压中和器 离子流中和器等设备 3 静电接地是泄漏和导走带电物体上的静电荷并消散入大地 4 静置时间靠一定的时间 自然接地系统消散静电荷 五 静电接地 1 接地方式 1 静电自然接地 带电体的带电区通过带电体本身的静电泄漏通道和带电体固有的自然接地系统与大地相连接称静电自然接地 因为任何物体 一般最终还是支撑在大地上或通过构筑物的基础也与大地联通 所以都有一定的接地本能 即使对它没有采取任何措施 带电区的电荷总能够通过各种自然渠道泄漏并消散至大地 只是速度有快有慢而已 如图1左边 2 静电人工接地 人为采取措施使接地状况满足于消除静电危害的要求 称静电人工接地 亦称静电接地 目的在增大泄漏和导流两个环节上做工作 使带电区的静电荷得以顺利泄出和迅速导走并消散入大地 如图1右边 图1表示静电人工接地包括增加带电体泄漏通道导电能力 接地螺栓及连接要可靠 和设置静电接地连接系统 接地干线 接地体 等两个环节 使物体上产生的静电荷能够顺利地泄漏出来 并迅速导入大地 同时必须注意 静电接地 静电人工接地系统 仅是防止静电危害措施之一 它仅对静电导体 特别是金属 上的自由静电荷能起到很好导入大地消散 而对于一部静电非导电体上的自由静电荷 则需要经过一定的静置时间有静电自然接地系统才能导入大地 2 静电接地系统静电接地电阻值 也称静电总泄漏电阻 1 静电总泄漏电阻 指物体在不带电情况下 安置在物体上的试验电极与大地之间的总电阻值 它有物体本身的泄漏电阻与接地体电阻之和 应 106 电阻值 2 泄漏电阻 指物体在不带电情况下被测点到接地连接系统间的等效电阻 是总泄漏电阻中的主要部分 3 接地连接电阻 指带电体的连接端子与大地间的电阻 它应包含接地支线 接地干线 接地体之和的电阻与大地间的电阻 4 接地体的接地电阻 它有接地干线和接地体与大地的电阻之和应 100 电阻值 应注意 对于某些特殊情况 有时为了限制放电导体对地的静电电流 允许人为地将其泄漏电阻值提高到 109 3 静电接地连接要求 1 静电接地连接系统的各个固定连接处 应采用焊接或螺栓紧固连接 埋地部分应焊接 2 在设备 管道的接地端子与接地支线之间 一般可用螺栓紧固连接 不宜采用连接夹头连接器具与接地支线相连接 3 对移动式设备及工具 应采用电池夹头 鳄式夹钳与接地支线相连接 4 接地连接的具体做法应符合下列要求 a 当连接处采用搭焊时 其搭接长度必须为扁钢宽度的两倍或圆钢直径的六倍 b 当连接处采用螺栓紧固时 螺栓最小为M10 镀锌 有关金属接触面应去锈除油漆 并加防松螺帽或弹簧垫 当被连接的两端为不同材质时 宜涂导电膏 以防电化腐蚀 c 当连接处采用电池夹头等器具固定时 有关连接部位应去锈 除油污 5 当金属法兰采用金属螺栓或卡子相紧固时 一般情况可不必另装静电跨接线 在腐蚀条件下 应保证至少有两个螺栓或卡子间的接触面 在安装前去锈和除油污 以及在安装时加防松螺帽等 6 当被接地的物体是由非金属材料时 应选定或设置间接接地用端子进行接地 4 具体要求 1 固定设备 a 固定设备 塔 容器 机泵 换热器 过滤器 的外壳 应进行静电接地 若为覆土设备一般可不做静电接地 b 直径大于或等于2 5m及容积大于或等于50m3的设备 其接地点不应少于两处 接地点的间距不应大于30m c 有振动性的固定设备 其振动部位应采用不小于6mm2的铜芯软绞线接地 严禁使用单股线d 转动物体的接地 可采用导电润滑脂或采用专用接地设施 如滑环和电刷 进行接地 但类似于阀杆 轴承转动部分可不必进行上述连接 容易积聚电荷的皮带或传送带 宜采用导电橡胶制品 并接地 e 可燃粉尘的袋式集尘设备 织入袋体的金属丝的接地端子应接地 f 设备内部的各部件之间的活动连接或滑动连接等部位 应保持其接触电阻值 1000 g 与地绝缘的金属部件 如法兰 胶管接头 喷嘴等 应采用铜芯软绞线跨接引出接地 h 计量用的台秤 地衡应用连接线与接地干线相连接 i 在输送和灌装过程中 应防止液体的飞散喷溅 从底部或上部入罐的经油管末端应设计成不易使液体飞散的倒T形等形状或另加导流板 或上部灌装时 使液体沿侧壁缓慢下流 2 储罐a 储罐内部金属构件 搅拌器 升降器 仪表管道 必须与罐体等电位连接并接地b 在罐顶取样操作平台上 操作口的两侧应各设一组接地端子 为取样绳索 取样器 检尺棒等工具接地用 c 浮顶罐的浮船 罐壁 活动走梯等活动的金属构件与罐壁之间 应采用不小于25m2铜芯软绞线进行连接 连接点不应少于两处 浮船与罐壁之间的密封圈应采用导静电橡胶制件 d 当储罐内罐涂漆时 漆的导电性能高于被储液体 其体积电阻率应 108 e 为消除人体静电 在扶梯进口处 应设置接地金属棒 或在已接地的金属栏杆上留出一米长的裸露金属面 f 与储罐管线相连接的法兰 如需防杂散电流和电化学腐蚀时 如埋地油管 可选用电阻为104 106 的绝缘法兰连接 3 管道系统a 管道在进出装置区 含生产车间厂房 处 分岔处应进行接地 长距离无分支管道应每隔100米接地一次b 平行管道净距小于100mm时 应每隔20m加跨接线 当管道交叉且净距小于100mm使应加跨接线 c 当金属法兰采用金属螺栓或卡子紧固时 一般可不必另装静电跨接线 但应保证至少有两个螺栓或卡子间具有良好的导电接触面 d 工艺管道的加热伴管 应在伴管进气口 回水口处与工艺管道等电位连接 e 风管及保温层的保护当采用薄金属板制作时 应咬口并利用机械固定的螺栓等电位连接 f 金属配管中间的非导电体管段 除需做特殊防静电处理外 两端的金属管应分别接地干线相连 或用不小于6mm2的铜芯软绞线跨接后接地 g 地下直埋金属管道可不做静电接地 h 做阴极保护的金属管段不得作静电接地 4 非导体屏蔽接地a 屏蔽材料应选用有足够机械强度且较细或薄的金属线 网 板 如截面积2 5mm2的裸铜软绞线 22号孔眼为15mm的镀锌钢丝网 等 也可利用设备 管道上的金属体作屏蔽材料 如橡胶夹布管的金属螺旋线 保温层的金属外壳 b 屏蔽材料应安装牢固 定点固定 不应有位移或颤动 c 屏蔽体的始末端仅每隔20 30m的合适位置应作接地连接 d 具体施工如图2 六 对金属管道法兰采取静电跨接线的意见 1 静电接地设计的相关规范和标准 1 HG T20675 1990 化工企业静电接地设计规程 2 SH3097 2000 石油化工静电接地设计规范 3 GB12158 2006 防止静电事故通用导则 4 HG T23003 92 化工企业静电安全检查规程 5 GB13348 2009 液体石油产品静电安全规程 6 GB50074 2000 石油库设计规范 7 GB50156 2006 汽车加油加气站设计与施工规范 8 GB50257 1996 爆炸和火灾危险环境电气装置施工及验收规范 9 GB50160 2008 石油化工企业防火设计规范 2 防雷接地的规范GB50057 94 建筑物防雷设计规范 3 静电接地电阻值 也称静电总泄漏电阻值 究竟多少 1 HG T20675 1990 化工企业静电接地设计规程 附录2 第9条 在任何条件和环境下 带电体的带电区对大地的总泄漏电阻值小于106 时 可认为此带电体的静电接地状态是良好 第2 3 1条 每组专设的静电接地体 其接地电阻值 一般情况下应小于100 在山区等土壤电阻率较高的场所 接地电阻值应小于1000 2 SH3097 2000 石油化工静电接地设计规范 第3 3 1条静电接地系统静电接地电阻值不应小于106 专设的静电接地体的对地电阻值不应大于100 在山区等土壤电阻率较高的地区 其对地电阻值也不应小于1000 3 GB12158 2006 防止静电事故通用导则 第6 1 2条静电导体与大地间的总泄漏电阻值在通常情况下均不应小于1 106 每组专设的静电接地体的接地电阻值一般不应大于100 在山区等土壤电阻率较高的地区 其接地电阻值也不应小于1000 4 GB13348 2009 液体石油产品静电安全规程 第3 1 2条静电导体与大地间的总泄漏电阻值在通常情况下应不小于1M 专设的静电接地体的接地电阻值不宜大于100 在山区等土壤电阻率较高的地区 其接地电阻值也不应大于1000 5 HG T23003 92 化工企业静电安全检查规程 第5 1 1各生产装置系统 或装置单元 的总泄漏电阻都应在1 106 以下 各专设的静电接地体的接地电阻不应大于100 6 GB50074 2002 石油库设计规范 第14 2 15条防静电接地装置的接地电阻 不宜大于100 注1 接地装置 按GB50057 94 建筑物防雷设计规范 第四章第三节接地装置 就是接地体 注2 本规范没有叙述静电接地电阻的数据 7 GB50156 2002 2006版 汽车加油加气站设计与施工规范 第10 3 4条防静电接地装置的接地电阻不应大于100 注1 2同上规范 8 GB50160 2008 石油化工企业防火设计规范 第9 3 6条每组专设的静电接电体的接地电阻值宜小于100 注 本规范没有叙述静电接地电阻的数据 9 GB50057 94 建筑物防雷设计规范 建筑物的防雷分类由第一类 第二类 第三类之分 所以根据不同类型的设计 防雷冲击接地电阻有10 20 30 等 汇总表 4 静电接地设计规范和标准对金属管道法兰跨接线的要求 1 HG T20675 1990 化工企业静电接地设计规程 第2 7 5条当金属法兰采用金属螺栓或卡子相紧固时 一般情况下不必另装静电连接线 在腐蚀条件下 应保证至少有两个螺栓或卡子间的接触面 在安装前去锈和除油污 以至在安装时加防松螺帽等 2 SH3097 2000 石油化工静电接地设计规范 第4 3 3条当金属法兰采用金属螺栓或卡子紧固时 一般可不必另装静电连接线 但应保证至少有两个螺栓或卡子间具有良好的导电接触面 3 GB12158 1990 防止静电事故通则 第4 2 1中b采用法兰及螺栓联接的配管系统 一般不必另设跨接线 对于室外的架空配管系统 则应有关国家防雷规程执行 4 GB13348 2009 液体石油产品静电安全规程 对金属法兰未提出跨接线要求的条款 5 HG T23003 92 化工企业静电安全检查规程 第5 1 2条金属设备与设备之间 如管道与管道之间 使用金属法兰连接时 可不另接跨接线 但必须有两个以上的螺栓连接 其总泄漏电阻必须符合1 106以下 6 GB50257 96 爆炸和火灾危险环境电气装置施工及验收规范 第5 2 1 4当金属法兰采用金属螺栓或卡子相紧固时 可不另装跨接线 在腐蚀条件下安装前 应有两个及以上螺栓和卡子之间的接触面去锈和除油污 并应加装防松螺母 7 GB50074 2000 石油库设计规范 第14 3条防静电中 对金属法兰未提出跨接线要求的条款 但在第14 2 14条在爆炸危险区域内输油 油气 管道 应采取下列防雷措施 输油 油气 管道的法兰连接处应跨接 当不少于5根螺栓连接时 在非腐蚀环境下可不跨接 注意 提出法兰连接处跨接是防雷接地要求 8 GB50156 2000 2006版 汽车加油加气站设计与施工规范 第10 3 3条在爆炸危险区域内的油品 液化石油气和天然气管道上的法兰 胶管两端等连接处应用金属线跨接 当法兰的连接螺栓不少于5根时 在非腐蚀环境下 可不跨接 注 提出法兰连接处跨线是指防静电 但强调在爆炸危险区域范围内 9 GB50160 2008 石油化工企业防火设计规范 第9 3 3可燃气体 液化烃 可燃液体 可燃固体的管道在下列部位设静电接地设施 1 进出装置或设施处 2 爆炸危险场所的边界 3 管道泵及泵入口永久过滤器 缓冲器等 注 对金属法兰未提出跨接线要求的条款 10 GB50057 94 建筑物防雷设计规范 第3 2 2条第一类防雷建筑物防雷感应的措施 其中 二 当长金属物的弯头 阀门 法兰盘等连接处的过渡电阻大于0 03时 连接处应用金属线跨接 对有不少于5根螺栓连接的法兰盘 在非腐蚀环境下 可不跨接 第3 3 7条第二类防雷建筑物的防雷措施 其中二 长金属物连接处可不跨接 注 第一类防雷措施中金属法兰需要跨接线 另有一个附加条件 即法兰连接处的电阻大于0 03时 才要跨接 5 法兰跨接线的来源出于GB50057 94 建筑物防雷设计规范 第3 2 2条 第一类防雷建筑物防雷电感应的措施 应符合下列要求 其中二 当长金属物的弯头 阀门 法兰盘等连接处的过渡电阻大于0 03欧时 连接处应用金属线跨接 对有不少于5根螺栓连接的法兰盘 在非腐蚀环境下 可不跨接 注1 需法兰跨接条件a 防止感应雷的措施 b 防感应雷的冲击接地电阻是 10欧 C 法兰螺栓连接处接触电阻大于0 03 注2 法兰跨接也仅对第一类防雷电感应的措施 而第二 三类防雷建筑物就不需要了 注3 我国绝大多数的石化 化工企业都属第二类防雷 所以