靜電是為人們所熟悉的一種電荷,黑夜脫腈綸衣時“噼噼啪啪”的火花,冬季皮膚干燥握手時的輕微電擊,無不說明了它的存在。人們也知道靜電在科技上的用途極廣,如除塵、紡紗、復(fù)印等等,無不與人們的生活密切相關(guān)。但您是否了解,靜電所引起的火災(zāi)和爆炸也時有發(fā)生。據(jù)統(tǒng)計,在個別如塑料、石油化工等領(lǐng)域,靜電火災(zāi)已占到了火災(zāi)總數(shù)的34%——編者按
一、靜電火災(zāi)原因:
靜電的起電方式有兩種,一是摩擦起電,即不同的物體相互摩擦、接觸、分離起電,比如傳動皮帶在皮帶輪上滑動,當它們分離時,傳動皮帶上就會形成電荷,呈現(xiàn)出帶電現(xiàn)象,電荷不斷積聚形成高電位,在一定條件下則對金屬物放電,產(chǎn)生有足夠能量的強烈火花,遇飛花麻絮、粉塵,可燃蒸氣、易燃液體等引起燃燒或爆炸。二是感應(yīng)起電,即靜電帶電體使附近的非帶電體感應(yīng)起電。比如,當石油罐上方的帶電雷云迅速消失或?qū)Φ匕l(fā)生瞬間放電后,油罐上的不平衡電荷就會發(fā)生移動形成電流產(chǎn)生火花,點燃可燃或易燃液體。
雖然說靜電火災(zāi)是由靜電火花所引起的,但并不是說所有的靜電火花都能引起火災(zāi),只有滿足了某些條件時火災(zāi)才能夠發(fā)生。一是具有產(chǎn)生和累積靜電的條件,包括物體自身帶電性質(zhì)、周圍與之相接觸物體的靜電起電能力以及能夠累積靜電荷的環(huán)境條件,靜電累積起足夠高的靜電電位后,將周圍的空氣介質(zhì)擊穿而產(chǎn)生放電,構(gòu)成放電條件;二是靜電放電能量,當大于或等于可燃物的最小點火能量時成為可燃物的引火源;三是周圍和空間必須有可燃物存在(如可燃氣體、易燃液體、可燃粉塵等)。
二、防止靜電火災(zāi)的主要措施
(一)減少靜電電荷的產(chǎn)生
由靜電的起電方式可以看出,靜電的起電取決于帶電材料和摩擦、感應(yīng)等因素,因此要防止靜電火災(zāi)應(yīng)從源頭上采取措施控制和減少靜電電荷的產(chǎn)生。
1、在生產(chǎn)工藝中正確選擇材料。
(1)在絕緣要求許可的前提下盡量選擇電阻率在10^9Ω以下的固體材料,以減少摩擦帶電。
(2)根據(jù)不同材料之間摩擦所產(chǎn)生的電荷正、負極性不同的原理,按靜電序列適當選用不同材料以使摩擦中產(chǎn)生的正、負電荷相互抵消。
2、改進生產(chǎn)工藝。在生產(chǎn)過程中采用濕法生產(chǎn),提高環(huán)境空氣相對濕度,降低物體摩擦速度和液體流速,盡量避免液體飛濺等措施,減少靜電荷的產(chǎn)生。
(二)控制靜電電荷的積聚。
靜電荷的不斷積聚是帶電體形成放電以至達到最小點火能量的過程。在實際工藝中,采取相應(yīng)的措施,使靜電荷加快泄漏是控制靜電積聚,使電火花處于“安全火花”范圍之內(nèi)的有效辦法。
1、對運輸、貯存、加工過程中的可燃氣體、易燃液體的設(shè)備裝置采取良好的接地措施。
2、對高電阻率的絕緣材料可以加入少量抗靜電添加劑以增加其導電性,促使絕緣材料上的靜電荷被順利導走。
3、對條件具備的特殊場所裝設(shè)靜電消除器,使正負電荷中和,減少物體帶電現(xiàn)象。
4、利用屏蔽效能將帶電體包圍屏蔽,使靜電作用不致向外擴散。
(三)減少和排除現(xiàn)場可燃物。
1、盡量用非可燃物取代易燃介質(zhì)。由于在石油化工等領(lǐng)域的生產(chǎn)工藝過程中大量地使用低閃點的有機溶劑和易燃液體(如煤油、汽油、甲苯等),在常溫常壓下這些物質(zhì)很容易形成爆炸性混合物,給靜電放電場合帶來很大危險,因此,應(yīng)盡量用非可燃性的洗滌劑(如苛性鉀、磷酸三鈉、碳酸鈉)水溶液取代煤油或汽油等溶劑。
2、減少氧含量或進行強制通風。對于比較重要和危險的場所(如大型油輪)可向系統(tǒng)填充氮氣;對于鎂、鋁等金屬粉塵,由于其易與空氣形成爆炸性混合物,宜用氦氣等惰性氣體進行填充,以減少因氧含量過高而帶來的火災(zāi)與爆炸危險,必要時也可通過強制通風降低易爆混合物的濃度。