Понятие о статическом электричестве знакомо всем из школьного курса физики. Статическое электричество возникает в процессе появления зарядов на проводниках, поверхностях различных предметов. Появляются они в результате трения, возникающего при соприкосновении предметов.
Все вещества состоят из атомов. В атоме находится ядро, вокруг которого расположены в одинаковом количестве электроны и протоны. Они способны перемещаться из одного атома в другой. При движении формируются отрицательные и положительные ионы. Их дисбаланс приводит к тому, что возникает статика. Статический заряд протонов и электронов в атоме одинаков, но имеет разную полярность.
Статика появляется в быту. Статический разряд может происходить при низких токах, но высоких напряжениях. Опасности для людей в этом случае нет, но разряд опасен для электроприборов. Во время разряда страдают микропроцессоры, транзисторы и другие элементы схемы.
Возникает статика при следующих состояниях:
Статика часто возникает во время грозы или перед ней. Грозовые облака при движении по воздуху, насыщенному влагой, образуют статическое электричество. Разряд происходит между облаком и землей, между отдельными облаками. Устройство молниеотводов помогает провести заряд в землю. Грозовые облака создают электрический потенциал на металлических предметах, вызывающих легкие удары при прикосновении к ним. Для человека удар не опасен, но мощная искра способна вызвать возгорание некоторых предметов.
Каждый житель неоднократно слышал треск, который раздается при снятии одежды, удар от прикосновения к автомобилю. Это является следствием появления статики. Электроразряд чувствуется при нарезании бумаги, расчесывании волос, при переливании бензина. Свободные заряды сопровождают человека везде. Использование различных электрических устройств увеличивает их появление. Они возникают при пересыпании и измельчении твердых продуктов, перекачивании или переливании горючих жидкостей, при перевозке их в цистернах, при сматывании бумаги, тканей и пленки.
Заряд появляется в результате электрической индукции. На металлических корпусах автомобилей в сухое время года создаются большие электрические заряды. Экран телевизора или монитор компьютера способен заряжаться от воздействия луча, создаваемого в электронно-лучевой трубке.
Статический заряд пытались использовать многие ученые и изобретатели. Создавались громоздкие агрегаты, польза от которых была низкой. Полезным оказалось открытие учеными коронного разряда. Он широко используется в промышленности. С помощью электростатического заряда красят сложные поверхности, очищают газы от примесей. Все это хорошо, но существуют и многочисленные проблемы. Электроудары бывают большой мощности. Они способны иногда поражать человека. Это случается и дома, и на рабочем месте.
Вред статического электричества проявляется в ударах разной мощности при снятии синтетического свитера, при выходе из автомобиля, включении и выключении кухонного комбайна и пылесоса, ноутбука и микроволновой печи. Эти удары могут оказаться вредными.
Возникает статическое электричество, которое сказывается на работе сердечно-сосудистой и нервной систем. От него следует защищаться. Сам человек тоже часто является переносчиком зарядов. При соприкосновении с поверхностями электроприборов происходит их электризация. Если это контрольно-измерительный прибор, дело может окончиться его поломкой.
Ток разряда, принесенного человеком, своим теплом разрушает соединения, разрывает дорожки микросхем, уничтожает пленку полевых транзисторов. В результате схема приходит в негодность. Чаще всего это происходит не сразу, а на любом этапе в процессе работы инструмента.
На предприятиях, обрабатывающих бумагу, пластмассу, текстиль, материалы часто ведут себя неправильно. Они склеиваются друг с другом, прилипают к различным видам оборудования, отталкиваются, собирают много пыли на себя, наматываются неправильно на катушки или бобины. Виной этого является возникновение статического электричества. Два одинаковых по полярности заряда отталкиваются друг от друга. Иные, один из которых заряжен положительно, а другой -- отрицательно, притягиваются. Так же ведут себя и заряженные материалы.
На полиграфических предприятиях и в других местах, где используются в работе легковоспламеняющиеся растворители, возможно возникновение пожара. Это происходит в тех случаях, когда на операторе надета обувь с токонепроводящей подошвой, а оборудование не имеет правильного заземления. Способность возгорания зависит от следующих факторов:
Разряды бывают искровыми, кистевыми, скользящими кистевыми. От человека исходит искровой разряд. Кистевой возникает на заостренных частях оборудования. Энергия его настолько мала, что он практически не вызывает угрозы пожара. Кистевой разряд скользящий возникает на листовых синтетических, а также на рулонных материалах с разными зарядами на каждой стороне полотна. Опасность он представляет такую же, как искровой разряд.
Поражающая способность -- главный вопрос для специалистов по технике безопасности. Если человек держится за бобину и сам находится в зоне напряжения, его тело тоже зарядится. Для снятия заряда нужно обязательно прикоснуться к заземлению или к заземленному оборудованию. Только тогда заряд уйдет в землю. Но человек при этом получит сильный или слабый электрический удар. В результате происходят рефлекторные движения, которые иногда приводят к травме.
Длительное пребывание в заряженной зоне приводит к раздражительности человека, к снижению аппетита, ухудшению сна.
Пыль из производственного помещения удаляется с помощью вентиляции. Она скапливается в трубах и может воспламениться от статистического искрового разряда.
Самое простейшее средство защиты от него -- заземление оборудования. В условиях производства используются для этой цели экраны и иные приспособления. В жидких веществах применяются специальные растворители и присадки. Активно используются антистатические растворы. Это вещества с низкой молекулярной массой. Молекулы в антистатике легко перемещаются и вступают в реакцию с влагой, содержащейся в воздухе. За счет этой характеристики с человека снимается статика.
Если обувь оператора на токонепроводящей подошве, он должен обязательно прикоснуться к заземлению. Тогда уход статического тока в землю нельзя будет остановить, но человек получит сильный или слабый удар. Действие статического тока мы чувствуем после ходьбы по коврам и паласам. Удары током получают водители, выходящие из машины. От этой проблемы избавиться легко: достаточно прикоснуться к двери рукой, сидя на месте. Заряд стечет в землю.
Хорошо помогает проведение ионизации. Делается это с помощью антистатической планки. Она имеет много иголок из специальных сплавов. Под действием тока в 4-7кВ воздух вокруг разлагается на ионы. Используются и воздушные ножи. Они представляют собой антистатическую планку, через которую вдувается воздух и очищает поверхность. Заряды статики активно образуются при разбрызгивании жидкостей, обладающих диэлектрическими свойствами. Поэтому для снижения действия электронов нельзя допускать падающей струи.
Желательно использовать антистатический линолеум на полу и чаще проводить уборку с помощью средств бытовой химии. На предприятиях, связанных с обработкой тканей или бумаги, проблему избавления от статики решают смачиванием материалов. Повышение влажности не дает накапливаться вредному электричеству.
Чтобы снять статику, необходимо:
Хорошо увлажняют атмосферу комнатные цветы, кипящий чайник, специальные приспособления. Антистатические составы продаются в магазинах бытовой химии. Они распыляются над ковровой поверхностью. Можно изготовить антистатик самостоятельно. Для этого берут смягчитель ткани (1 колпачок), выливают в бутылку. Затем емкость наполняется чистой водой, которую разбрызгивают над поверхностью ковра. Салфетки, смоченные антистатиком, нейтрализуют заряды на обивке сидений.
Увлажнение кожи производится лосьоном после душа. Руки протираются несколько раз в день. Следует поменять одежду на натуральную. Если она заряжается, обработать антистатиками. Рекомендуется носить обувь с кожаной подошвой или ходить по дому босиком. Перед стиркой желательно насыпать на одежду ¼ стакана соды (пищевой). Она снимает разряды электричества и смягчает ткань. При полоскании белья можно добавить в машину уксус (¼ стакана). Сушить белье лучше на свежем воздухе.
Все перечисленные меры помогают нейтрализовать статические проблемы.
Электростатические заряды возникают на поверхностях некоторых трущихся материалов - как жидких, так и твердых, в результате сложного процесса контактной электризации. Электризация возникает при трении двух диэлектрических или диэлектрического и проводящего материала, если последний изолирован.
Интенсивность образования электрических зарядов определяется различием в электрических свойствах материалов, а также силой и скоростью трения. Чем больше сила и скорость трения и больше различие в электрических свойствах, тем интенсивнее происходит образование электрических зарядов. Например, электростатические заряды образуются на кузове двигающегося в сухую погоду автомобиля, если резина колес обладает хорошими изолирующими свойствами. В результате между кузовом и землей возникает электрическое напряжение, которое может достигнуть 10 кВ и привести к возникновению искры при выходе человека из автомобиля - разряд через человека на землю.
На производстве в различных технологических процессах также образуются большие электрические заряды, потенциалы которых могут достигать десятков киловольт, например при измельчении, пересыпании и пневмотранспортировке твердых материалов, при переливании, перекачивании по трубопроводам, перевозке в цистернах диэлектрических жидкостей (бензина, керосина и др.). При пробуксовывании резиновой ленты транспортера относительно роликов или ремня ременной передачи относительно шкива могут возникнуть электрические заряды с потенциалом до 45 кВ.
Кроме трения, причиной образования статических зарядов является электрическая индукция, в результате которой изолированные от земли тела во внешнем электрическом поле приобретают электрический заряд. Особенно велика индукционная электроли-зация электропроводящих объектов. Например, на металлических предметах (автомобилях и т. п.), изолированных от земли, в сухую погоду под действием электрического ПОЛЯ высоковольтных линий электропередач или грозовых облаков могут образовываться значительные электрические заряды.
При прикосновении человека к предмету, несущему электрический заряд, происходит разряд последнего через тело человека. Величины возникающих при разрядке токов не велики, и они очень кратковременны. Поэтому электротравм не возникает. Однако разряд, как правило, вызывает рефлекторное движение человека, что в ряде случаев может привести к резкому движению руки, падению с высоты или его попаданию в опасную производственную зону.
Наибольшая опасность электростатических зарядов заключается в том, что искровой разряд может обладать энергией, достаточной для воспламенения горючей или взрывоопасной смеси. Искра, возникающая при разрядке электростатических зарядов, является частой причиной пожаров и взрывов. При напряжении 3 кВ искровой разряд может вызвать воспламенение почти всех паро- и газовоздушных смесей; при 5 кВ - воспламенение большей части горючих пылей.
Наибольшую опасность статическое электричество представляет на производстве и на транспорте, особенно при наличии пожаровзрывоопасных смесей, пыли и паров легковоспламеняющихся жидкостей.
В бытовых условиях (например, при хождении по ковру) накапливаются небольшие заряды, и энергии возникших искровых разрядов недостаточно для инициирования пожара в обычных условиях быта.
Для защиты от статического электричества используют:
Первый метод наиболее эффективен и осуществляется за счет подбора пар материалов элементов машин, которые взаимодействуют между собой с трением. Другим способом нейтрализации зарядов статического электричества является смешение материалов, которые при взаимодействии с элементами оборудования заряжаются разноименно. Например, при трении материала, состоящего из 40 % нейлона и 60 % дакрона, о хромированную поверхность электролизации не наблюдается.
Уменьшению интенсивности образования электростатических зарядов способствуют снижение силы и скорости трения, шероховатости взаимодействующих поверхностей. С этой целью при транспортировании по трубопроводам огнеопасных жидкостей с большим удельным электрическим сопротивлением (например, бензина, керосина и т. п.) регламентируют предельные скорости перекачки. Налив таких жидкостей в резервуары свободно падающей на поверхность жидкости струей не допускается: сливной шланг заглубляют под поверхность сливаемой жидкости.
Основным приемом реализации второго метода является заземление электропроводных частей технологического оборудования для отвода в землю образующихся зарядов статическою электричества. Для этой цели можно использовать обычное защитное заземление, предназначенное для защиты от поражения электрическим током. При невозможности заземлении элементов машин и оборудования на их поверхность наносят электропроводные покрытия (антистатики), а тканевые материалы (например, фильтров) подвергают специальной пропитке, увеличивающей их электропроводность. Исключительно важным является заземление газоходов вентиляционных систем, по которым транспортируется запыленный воздух.
Для увеличения интенсивности стекания статических зарядов с элементов машин воздух в помещении, где они установлены, увлажняют.
Люди постоянно сталкиваются со статическим электричеством, точнее с его проявлениями (в своей квартире, в автомобиле, на производстве и т.д.). Однако не многие из нас всерьез задумывались о природе его возникновения, физических свойствах, характеристиках, средствах защиты от статического электричества. Настоящая статья посвящена поиску ответов на перечисленные вопросы.
Для молекулы или атома любого вещества нормальным является равновесное состояние, т.е. число положительных (протонов) и отрицательных (электронов) частиц в атоме одинаково. Но электроны вещества могут легко (у разных материалов по разному) перемещаться от одного атома к другому, тем самым формируя положительный (недостающий электрон) или отрицательный (избыточные электрон) заряд атома. Именно такой дисбаланс в атомах и молекулах формирует статическое электрополе. Такие поля нестабильны и при первой же возможности разряжаются.
ГОСТ 17.1.018-79 “Статическое электричество. Искробезопастность» трактует термин «статическое электричество» как способность свободных электрических зарядов возникать, сохраняться и релаксировать в объеме и на поверхности полупроводников и диэлектриков.
Обязательным «спутником» статического поля является сухой воздух. При влажности выше 80% такие поля практически никогда не формируют т.к. вода является отличным проводником и не позволяет избыточному электричеству накапливаться на поверхности материалов.
Все мы помним со школьного курса физики опыт с эбонитовым стержнем, или пластмассовой расческой и куском шерстяной ткани. После натирания стержня тканью он был способен притягивать к себе мелко нарезанные кусочки бумаги.
Трение двух поверхностей является самым распространенным источников возникновения статического поля. Необязательно тереть два материала друг о друга. Статическое поле может возникнуть при одиночном контакте, к примеру, в случае наматывания/разматывания тканевой ленты.
Также источниками генерирования статического поля могут служить:
Статическое поле может быть «самоприобретенным» и «наведенным», т.е. полученным от другого сильно наэлектризованного объекта без непосредственного контакта с ним. Такой метод «принудительной электризации» называют индукцией.
Всем нам хорошо известен электрический треск при снятии верхней одежды или «электрический удар» от кузова автомобиля. Мы наблюдаем и нередко испытываем на себе действие статических разрядов при расчесывании волос, нарезании бумаги, переливании бензина и т.д.
Обязательным условием для генерирования статического электрополя является наличие магнитных полей. Таким образом, следует констатировать, что свободные заряды окружают нас постоянно. Но человеку этого мало и он активно использует в своей повседневной жизни и работе огромное количество различных электрических устройств, тем самым только увеличивая общую «электрическую напряженность» среды обитания.
Электростатические приборы и устройства, принцип действия которых основывался на трении, так и не смогли покинуть лабораторных полок и учебных, где они, преимущественно, используются в качестве демонстрационного материала.
Попытки использовать статические поля для генерации электрического тока тоже не принесло особых успехов. Генераторы Ван Дер Граафа и Феличи, которые были созданы в 30-ом и 40-ом году прошлого столетия, тоже не нашли себе широкого применения, т.к. это оборудование было достаточно громоздко.
К тому же их функционирование и техническое обслуживание обходилось очень дорого.
Очень полезным с точки зрения промышленного применения, оказалось открытие коронного разряда, который широко применяется в различных областях промышленности. В частности, с его помощью, можно очищать газы от различных примесей и наносить краску на поверхность любой конфигурации.
Значительно большее внимание сегодня уделяется проблемам, которые являются прямым следствием накопленного электростатического напряжения. Электроудары различной мощности могут поражать человека, как в домашних условиях, так и на работе.
К примеру, свитер из синтетической ткани, в результате трения со спинкой кресла или с материалом верхней одежды, способен накапливать разряд, который «даст о себе знать» при его снимании. Гораздо мощнее бьет при прикосновения к кузову автомобиля, который наэлектризовался от трения об воздух.
Любой электрический прибор, будь то кухонный комбайн, ноутбук, монитор компьютера или пылесос, обязательно несет в себе электростатический заряд, который «охотно» переходит в человека при контакте. Такой «переход» может вызывать, а может и не вызывать болезненные ощущения, но он однозначно вреден для человеческого организма.
Ученые давно доказали, что воздействие энергии статического электричества представляет опасность для здоровья человека, в частности для сердечно-сосудистой и центральной нервной системы.
В упоминаемом ранее, ГОСТе детально рассматриваются способы защиты от влияния статических полей, самым простым из которых является надежное заземление оборудования.
Что можно сделать защиты от статических полей помещений частного дома и промышленных помещений?
Видео: как избавиться от статического электричества.
https://www.youtube.com/watch?v=ls-hBlqJu9Y
Для защиты людей и высокоточного оборудования от воздействия статического электричества на производстве используют специальные экраны и другие электромеханические приспособления. Для подавления электризации в жидких полимерах применяют специальные присадки и растворители. Широко используются в качестве для защиты от статического электричества в быту и на производстве различные антистатики.
Это химические вещества, имеющие низкую молекулярную массу, что позволяет их молекулам легко перемещаться и, в дополнение к этому, вступать реакцию с атмосферной влагой. Совокупность этих характеристик позволяет им рассеивать очаги возникновения статических полей и снимать статистическое напряжение с человека.
5.1. Общие положения
5.1.1. Для предотвращения возможности возникновения опасных разрядов с поверхности оборудования, веществ, перерабатываются, а также с тела человека необходимо предусматривать, с учетом особенностей производства и меры, которые могут обеспечить отвод заряда:
Снижение интенсивности генерации заряда статического электричества;
Отвод заряда путем заземления оборудования и коммуникаций, а также обеспечение постоянного электрического контакта с заземлением тела человека;
Отвод заряда путем уменьшения удельного объемного и поверхностного электрического сопротивления;
Нейтрализация заряда путем использования различных средств защиты от статического электричества по ГОСТ 12.4.124-83.
5.1.2. Для снижения интенсивности возникновения заряда:
Везде, где это технологически возможно, горючие газы должны очищаться от взвешенных жидких и твердых частиц, жидкости - от загрязнения нерастворимыми твердыми и жидкостными примесями;
Везде, где этого не требует технология производства, должно быть исключено разбрызгивание, дробление, распыление веществ;
Скорость движения материалов в аппаратах и магистралях не должна превышать значений, предусмотренных проектом.
5.1.3. Снижение чувствительности объектов, окружающей и проникающего в них среды к зажигая воздействия разрядов статического электричества следует обеспечить регламентированием параметров производственных процессов (влагосодержания и дисперсности аерозависив, давления и температуры среды и др.), влияющих на W, и флегматизацию горючих сред.
5.1.4. В случае, когда невозможно обеспечить стекание возникающих зарядов, для предотвращения зажигания искровыми разрядами статического электричества среды внутри аппаратов при передавливание легковоспламеняющихся жидкостей, пневмотранспортуванни горючих мелкодисперсных и сыпучих материалов, продувке оборудования при запуске и т.п., необходимо исключить возникновение взрывоопасных смесей путем использования закрытых систем с избыточным давлением или инертных газов для заполнения аппаратов, емкостей, закрытых транспортных систем или другими способами.
5.1.5. В случае использования оборудования, которое изготовлено из материалов с удельным объемным электрическим сопротивлением более 10 5 Ом · м, необходимо руководствоваться требованиями раздела 5.8 настоящих Правил.
5.1.6. В случае переработки и транспортировки в электропроводном оборудовании (см. п.5.8.1) без распыления и разбрызгивания веществ, обладающих удельное объемное электрическое сопротивление менее 10 5 Ом · м, использование средств защиты от статического электричества в соответствии с этими Правил не нужно.
5.2. Отвод заряда путем заземления
5.2.1. Заземляющие устройства для защиты от статического электричества разрешается объединять с заземляющими устройствами для электрооборудования. Такие заземляющие устройства должны быть выполнены в соответствии с требованиями "Правил устройства электроустановок" (ПУЭ, раздел 1), и ГОСТ 12.1.030-81, ГОСТ 21130-75, СНиП 3.5.06-85 "Электротехнические устройства".
Сопротивление заземляющих устройств, которые предназначаются исключительно для защиты от статического электричества, допускается не выше 100 Ом.
5.2.2. Все металлические и электропроводные неметаллические части технологического оборудования должны быть заземлены независимо от того, принимаются другие меры защиты от статического электричества.
5.2.3. Неметаллическое оборудование считается электростатически заземленным, если сопротивление любой точки его внутренней поверхности относительно контура заземления не превышает 10 7 Ом.
Измерения этого сопротивления должны проводиться при относительной влажности окружающего воздуха 50 ± 5% и температуре 23 ± 2 ° C, причем площадь соприкосновения измерительного электрода с поверхностью оборудования не должна превышать 20 см 2, а располагаться при измерениях электрод должен в точках поверхности оборудования, наиболее удаленных от точек контакта этой поверхности с заземленными металлическими элементами, деталями, арматурой.
5.2.4. Металлическое и электропроводное оборудование, трубопроводы, вентиляционные короба и кожухи термоизоляции трубопроводов и аппаратов, расположенных в цехе, а также на наружных установках, эстакадах и каналах, должны представлять собой по всей длине непрерывную цепь, который в пределах цеха (отделения, установки) должен быть присоединен к контуру заземления через каждые 40-50 м, но не менее чем в двух точках.
5.2.5. Присоединению к контуру заземления при помощи отдельного ответвления (независимо от наличия заземления соединенных с ними коммуникаций и конструкций) подлежат объекты на поверхности и внутри которых может образовываться заряд: аппараты, емкости, агрегаты, в которых происходит дробление, распыление, разбрызгивание продуктов; футерованные и эмалированные аппараты (емкости); машины, которые стоят отдельно, агрегаты, аппараты, не соединенные трубопроводами с общей системой аппаратов и емкостей. Эти ответвления должны быть выполнены в соответствии со СНиП 3.05.06-85 "Электротехнические устройства".
5.2.6. Резервуары и емкости объемом более 50 м 3, за исключением вертикальных резервуаров диаметром до 2,5 м, должны быть присоединены к заземлителю с помощью не менее двух заземляющих проводников в диаметрально противоположных точках.
5.2.7. Фланцевые соединения трубопроводов, аппаратов, корпусов с крышкой и соединения на розбортуванни, не окрашенные неэлектропроводных красками, имеют достаточный для отвода заряда статического электричества сопротивление (не более 10 Ом), не требуют дополнительных мер по созданию непрерывной электрической цепи, например, установки специальных перемычек.
В этих соединениях запрещается применение шайб, изготовленных из диэлектрических материалов и окрашенных неэлектропроводных красками.
5.2.8. Заземления трубопроводов, расположенных на внешних эстакадах, должно быть выполнено в соответствии с действующей "Инструкции по устройству молниезащиты зданий и сооружений" РД 34.21.122-87.
5.2.9. Наливные стояки эстакад для заполнения железнодорожных цистерн должны быть заземлены. Рельсы железнодорожных путей в пределах сливного-наливного фронта должны быть электрически соединены между собой и присоединены к заземляющему устройству, не связан заземлением электротяговый сети.
5.2.10. Автоцистерны, а также танки наливных судов, находящихся под наливом и сливом сжиженных газов и пожароопасных жидкостей, в течение всего времени заполнения и опорожнения должны быть присоединены к заземляющему устройству.
Контактные устройства для присоединения заземляющих проводников от автоцистерны и наливных судов должны быть установлены вне взрывоопасной зоны.
Гибкие заземляющие проводники поперечным сечением не менее 6 мм 2 должны быть постоянно присоединены к металлическим корпусам автоцистерн и танков наливных судов и иметь на конце струбцину или наконечник под болт М10 для присоединения к заземляющему устройству.При отсутствии постоянно присоединенных проводников заземления автоцистерн и наливных судов должно проводиться инвентарными проводниками в следующем порядке: заземляющий проводник сначала присоединяется к корпусу цистерны или танка), затем к заземляющего устройства.
Возможно использование во взрывоопасной зоне заземляющих устройств, имеющих соответствующий уровень взрывозащиты.
5.2.11. Открытие люков автоцистерн и танков наливных судов и погружение в них шлангов должно производиться только после присоединения заземляющих проводников к заземляющему устройству.
5.2.12. Резиновые или другие шланги из неэлектропроводных материалов с металлическими наконечниками, используемые для налива жидкостей в железнодорожные цистерны, автоцистерны, наливные суда и другие передвижные сосуды и аппараты, должны быть обвиты медной проволокой диаметром не менее 2 мм (или медным тросиком сечением не менее 4 мм 2) с шагом витка 100-150 мм.Один конец проволоки (или тросика) соединяется пайкой (или под болт) с металлическими заземленными частями продуктопровода, а другой - с наконечником шланга.
При использовании армированных шлангов или антиелектростатичних рукавов их обвивка не требуется при условии обязательного соединения арматуры или электропроводного резинового слоя с заземленным продуктопроводом и металлическим наконечником шланга.
Наконечники шлангов должны быть изготовлены из меди или других металлов, которые не дают механической искры.
5.3. Рассеивание заряда путем уменьшения удельного объемного и поверхностного электрического сопротивления
5.3.1. В тех случаях, когда заземление оборудования не предотвращает накопление опасного количества статического электричества, нужно принимать меры для уменьшения удельного объемного или поверхностного электрического сопротивления материалов, перерабатываются с помощью использования увлажняющих устройств или антиелектростатичних веществ.
5.3.2. Для уменьшения удельного поверхностного электрического сопротивления диэлектриков рекомендуется увеличивать относительную влажность воздуха до 55-80% (если это допускается условиями производства). Для этого нужно применять общее или местное увлажнение воздуха в помещении при постоянном контроле его относительной влажности.
Примечание.
Способ уменьшения удельного поверхностного электрического сопротивления путем повышения относительной влажности воздуха и создания тем самым адсорбированного слоя влаги на поверхности материала не эффективен в случаях, когда:
Когда материал, электризуется, гидрофобный;
Когда температура материала, электризуется, выше температуры окружающей среды;
Когда время движения материала в зоне влияния увлажняющего воздуха меньше, чем время образования адсорбированных влажной пленки;
Когда температура воздуха в рабочее зоне выше температуры, при которой пленка влаги может удержаться на материале.
5.3.3. Для местного увеличения относительной влажности воздуха в зоне, где происходит электризация материалов, рекомендуется:
Подача в зону водяного пара (при этом электропроводящие предметы, которые находятся в зоне, должны быть заземлены;
Охлаждение поверхностей наелектризувалися, до температуры на 10 ° C ниже температуры окружающей среды;
Распыление воды;
Свободное испарение воды с больших поверхностей.
Для общего увеличения влажности в помещении может быть использована система приточной вентиляции с промывкой воздуха в оросительной камере.
5.3.4. Для уменьшения удельного поверхностного электрического сопротивления, в случаях, когда повышение относительной влажности окружающей среды неэффективно, возможно дополнительно рекомендовать применение антиелектростатичних веществ (Приложения 5, 6, 7).
Нанесения их на поверхность материалов, электризуются, может осуществляться погружением, пропиткой или напылением с последующей сушкой, обтиранием поверхности изделия тканью, которая пропитана антиелектростатичним раствором.
Примечание.
Действие антиелектростатичних веществ при поверхностном нанесении их непродолжительная (до одного месяца) за неустойчивости к промыванию растворителями, долговременного хранения и трения.
Продолжительность антиелектростатичнои действия можно повысить введением в состав материалов, перерабатываются, различных полимерных связующих (например, поливинилацетат) или применением высокомолекулярных антиелектростатичних средств с пленкообразующими свойствами.
Введение антиелектростатичних веществ в состав материалов, перерабатываются, менее эффективно, однако свое действие эти вещества содержатся в течение нескольких лет.
Введение антиелектростатичних веществ может быть осуществлено различными способами:
Добавлением к мономеров перед их полимеризации;
Введением непосредственно в момент самой полимеризации;
Введением при вальцовке, экструзии или смешивании в смесителе.
5.3.5. Для уменьшения удельного объемного сопротивления диэлектрических жидкостей и растворов полимеров (клеев) может быть применена введения различных растворенных в них антиелектростатичних присадок, в частности, солей металлов переменной валентности, высших карбоновых, нафтеновых и синтетических жирных кислот (см. Приложения 8, 9).
5.3.6. Введение поверхностно-активных веществ и других антиелектростатичних добавок и присадок допустимо только в тех случаях, когда есть разрешение органов санитарного надзора и применение не влечет нарушений технических требований, предъявляемых к выпускаемой продукции.
5.4. Нейтрализация заряда на поверхности твердых диэлектрических материалов
5.4.1. В случаях, когда опасное воздействие электризации ограничивается каким-либо местом или небольшим количеством мест в технологическом процессе, или когда нельзя достичь отвода заряда статического электричества с помощью более простых средств (див.розд. 5.2, 5.3), рекомендуется осуществлять нейтрализацию путем ионизации воздуха в непосредственной близости от поверхности заряженного материала. С этой целью могут быть использованы нейтрализаторы статического электричества (ГОСТ 12.4.124-83), типы и основные технические характеристики которых приведены в Приложении 10.
5.4.2. Для нейтрализации зарядов статического электричества во взрывоопасных помещениях всех классов следует применять радиоизотопные нейтрализаторы, если они не запрещены другими нормативными документами. Их установка и эксплуатация осуществляется в соответствии с требованиями инструкций, к ним прилагаются.
Выбор необходимого типа радиоизотопных нейтрализаторов осуществляется согласно отраслевым методикам и рекомендациями.
Примечание.
При изготовлении продукции санитарно-гигиенического и бытового назначения (салфетки, тампоны, папиросная и мундштучный бумага, ткани и т.п.), а также тетрадных продукции применения радиоизотопных нейтрализаторов запрещается.
5.4.3. В случаях, когда материал (пленка, ткани, лента, лист) электризуется настолько сильно, что применение радиоизотопных нейтрализаторов не обеспечивает нейтрализацию заряда статического электричества, допускается установка комбинированных (индукционно-радиоизотопных) или взрывозащитных индукционных и высоковольтных (постоянной и переменной напряжения) нейтрализаторов.
5.4.4. Во всех случаях, когда позволяет характер технологического процесса и конструкция машин, следует применять индукционные нейтрализаторы.
Устанавливаться они должны таким образом, чтобы расстояние между их коронирующих электродами (иглами, струнами, лентами) и заряженной поверхностью было минимальным и не превышало 20-50 мм (в зависимости от конструкции нейтрализатора). Во взрывоопасных помещениях при этом необходимо принимать меры, исключающие возможность возникновения искрового разряда между заряженной поверхностью и коронирующих электродами.
5.4.5. В случае невозможности применения индукционных нейтрализаторов или недостаточной их эффективности в помещении, которое не является взрывоопасным, необходимо применять высоковольтные нейтрализаторы и ней-трализаторы скользящего разряда.
Примечание.
В случае использования игольчатых индукционных и высоковольтных нейтрализаторов необходимо предусмотреть меры, предупреждающие возможность травмирования обслуживающего персонала иглами нейтрализаторов.
5.4.6. Для нейтрализации заряда статического электричества в труднодоступных местах, на поверхности объектов, имеющих сложную конфигурацию, меняют непрерывно геометрические размеры, т.е. там, где невозможна установка нейтрализаторов в непосредственной близости от заряженной поверхности, следует применять аэродинамические нейтрализаторы с принудительной подачей ионов струей воздуха.
В случае, когда этот способ нейтрализации применяется в взрывоопасном помещении, ионизаторы (кроме радиоизотопных) должны быть взрывозащищенными или располагаться в соседних помещениях, не являющихся взрывоопасными.
Примечание.
В случае, когда на заряженном материале существуют как положительно, так и отрицательно заряженные участки, или когда знак заряда неизвестен, необходимо применять ионизаторы, обеспечивающих образование в воздушном потоке как положительных, так и отрицательных ионов.
Когда материал заряженный преимущественно зарядом одного знака, желательно обеспечить униполярные ионизацию воздушного потока (ионами противоположного знака). В этом случае степень ионизации воздушного потока уменьшается медленнее, чем при биполярной ионизации, что позволяет устанавливать ионизатор на большем расстоянии.
5.5. Предотвращение опасных разрядам из жидкостей
5.5.1. Когда в трубопроводах и технологической аппаратуре, в которых содержатся жидкие продукты, исключена возможность образования взрывоопасных концентраций паровоздушных смесей (температура жидкости ниже нижнего температурного предела взрываемости, среда не содержит окислителей и находится под избыточным давлением; аппараты и коммуникации заполнены инертными газами), скорости транспортировки жидкостей по трубопроводам и истечения их в аппараты не ограничиваются.
В других случаях скорость движения жидкостей по трубопроводам и истечения их в аппараты (резервуары) необходимо ограничить таким образом, чтобы плотность заряда, потенциал, напряженность поля в резервуаре (аппарате), которая заполняется, не превышали значения, при котором возможно возникновение искрового разряда с энергией, не превышает 0,4 минимальной энергии зажигания окружающей среды.
Максимально безопасные скорости движения жидкостей по трубопроводам и истечения их в аппараты (резервуары) определяются в каждом отдельном случае в зависимости от свойств жидкости и содержания в ней нерастворимых примесей, размера, свойств материала стенок трубопровода (аппарата), давления и температуры в аппарате, который заполняется. При этом явно безопасным является транспортировка по заземленных металлических трубопроводах жидкостей с удельным объемным электрическим сопротивлением до 10 5 Ом · м со скоростями до 10 м / с, а жидкостей с удельным объемным электрическим сопротивлением до 10 9 Ом · м - со скоростями до 5м / с.
Для жидкостей с удельным объемным электрическим сопротивлением более 10 9 Ом · м допустимые скорости транспортировки и истечения устанавливаются для каждой жидкости отдельно, безопасной скоростью истечения таких жидкостей из заземленных металлических трубопроводов в заземленные металлические резервуары (аппараты) является 1,0 м / с.
5.5.2. Для снижения до безопасного значения плотности заряда в потоке жидкости, имеющей удельное объемное электрическое сопротивление более 10 9 Ом · м, при необходимости транспортировки ее по трубопроводам со скоростями, превышающими безопасны, необходимо применять специальные устройства для отвода заряда.
Устройства для отвода заряда из жидкого продукта должны устанавливаться на загрузочном трубопроводе непосредственно у входа в аппарат (резервуар), которая заполняется так, чтобы при максимальной скорости транспортировки время движения продукта по загрузочному трубопроводе после выхода из устройства до истечения его в аппарат не превышал 10% постоянной времени релаксации заряда в жидкости. Когда это условие конструктивно не может быть выполнена, отвод возникающего в загрузочном патрубке заряда должно быть обеспечено в середине аппарата, заполняется (резервуара) до выхода заряженного потока на поверхность жидкости, которая есть в аппарате.
5.5.3. Как устройства для отвода заряда из жидкого продукта могут использоваться:
Индукционные нейтрализаторы со струнами или иглами;
Релаксационные емкости, которые представляют собой горизонтальный участок трубопровода увеличенного диаметра.
При этом диаметр этого участка трубопровода должен быть не менее:
где Д р - диаметр релаксационной емкости, м;
Д т - диаметр трубопровода, м;
V т - скорость жидкости в трубопроводе, м / с.
Длина его (м) должна быть не менее
где e - диэлектрическая постоянная жидкости;
r v - удельное объемное электрическое сопротивление жидкости, Ом · м.
5.5.4. Как устройство для отвода заряда внутри аппарата (резервуара), которая заполняется, возможно применять:
Клетки с заземленной металлической сетки, охватывающие некоторый объем около конца загрузочного патрубка таким образом, чтобы заряженный поток из патрубка поступал Внутри клетки.
При этом объем клетки должен быть не менее
где V - объем клетки, м 3;
Q - производительность перекачки жидкости (расходы), м 3 / ч;
t = ee 0 r v - постоянная времени релаксации заряда в жидкости, с;
e - диэлектрическая проницаемость жидкости, безразмерная;
e 0 - электрическая постоянная, равна 8,854 · 10 -12 ф / м;
r v - удельное объемное электрическое сопротивление жидкости, Ом · м;
Специальные насадки на конце загрузочного патрубка, которые так формируют и направляют заряженный струю, вытекающую, чтобы обеспечить максимальное время распространения его на поверхности днища и стенок аппарата (резервуара), которая заполняется;
Нейтрализаторы погружного типа, которые представляют собой толстостенную трубу из диэлектрика с установленными в ней протяженными электродами-струнами.
5.5.5. Для обеспечения отвода заряда из потока жидкости электризуется, в широком диапазоне изменений удельного объемного электрического сопротивления от 10 9 до 13 Октябрь Ом · м может использоваться автономная система устройств защиты от статического электричества, которые состоят из индукционного струнного нейтрализатора и устройства для обеспечения релаксации.
5.5.6. Для предотвращения опасных искровых разрядов нужно не допускать наличия на поверхности горючих и легковоспламеняющихся жидкостей в аппаратах и резервуарах незаземленным электропроводных плавающих предметов.
Понтоны из электропроводящих материалов, предназначенных для уменьшения потери жидкости от испарения, должны быть заземлены с помощью не менее двух гибких заземляющих проводников, присоединенных к понтону в диаметрально противоположных точках.
Примечания:
1. При применении поплавковых или буйкових уровнемеров их поплавки должны быть изготовлены из электропроводного материала и при любом положении иметь надежный контакт с заземлением.
2. В случае, когда при существующей технологии производства невозможно предотвратить наличие на поверхности жидкости незаземленным плавающих предметов, необходимо принять меры, исключающие возможность создания над ней взрывоопасной среды.
3. Использование неэлектропроводных плавающих устройств и предметов (понтонов, пластмассовых шаров и др.), которые предназначены для уменьшения потерь жидкости от испарения, разрешается только по согласованию со специализированной организацией.
5.5.7. Жидкости должны подаваться в аппараты, резервуары, тару полным сечением трубы таким образом, чтобы не допускать их разбрызгивания, распыления.
5.5.8. Налива жидкости свободно падающей струей не разрешается. Расстояние от конца загрузочной трубы до дна приемной сосуда не должно превышать 200 мм, а когда это невозможно, то струя должен быть направлен вдоль стенки. При этом форма конца трубы и скорость подачи жидкости должны быть выбраны таким образом, чтобы предотвратить ее разбрызгивание.
При верхнем наливе аппарата, резервуара, цистерны и т.д. с помощью резинового шланга необходимо предусмотреть его вертикальное расположение.
Исключение составляют лишь случаи, когда гарантирована невозможность возникновения в приемной сосуде взрывоопасных концентраций парогазовых смесей.
5.5.9. Жидкости должны поступать в резервуары ниже уровня остатка жидкости в них находится.
В начале заполнения пустого резервуара жидкости, имеющие удельное объемное электрическое сопротивление более 10 5 Ом · м, должны подаваться в него со скоростью не более 0,5 м / с до момента погружения конца загрузочной трубы.
При дальнейшем заполнении скорость надо выбирать с учетом требований п.5.5.1.
5.5.10. Ручной отбор жидкости из резервуаров и емкостей, а также измерение уровня с помощью разного рода мерных линеек и метр-штоков через люки разрешается только по истечении времени, превышающего 3 (см. п.5.5.4) после прекращения движения жидкости, когда она находится в состоянии покоя. При этом устройства для проведения измерений должны быть изготовлены из материала с удельным объемным электрическим сопротивлением менее 10 5 Ом · м и заземлены.
В случае изготовления этих устройств из диэлектрических материалов должны соблюдать условия электростатической искробезопасности согласно ГОСТ 12.1.018-93.
5.6. Предотвращение опасных разрядам в газовых потоках
5.6.1. Для предотвращения возникновения опасных искровых разрядов при перемещении газов и паров по трубопроводам и аппаратах необходимо везде, где это технологически возможно, принять меры по исключению присутствия в газовых потоках твердых и жидких частиц.
5.6.2. Конденсация паров и газов при большом перепаде давлений вызывает сильную электризацию газовых струй при утечки через неплотности. Это требует повышенного внимания к герметизации оборудования, которое удерживает пары и газы под высоким давлением.
5.6.3. Не допускается присутствие в газовом потоке незаземленным металлических частей и деталей оборудования.
5.7. Отвод заряда при переработке сыпучих и мелкодисперсных материалов
5.7.1. Переработку сыпучих (в особенности мелкодисперсных) материалов предстоит вести в металлическом или электропроводном (см. п.5.8.1) неметаллической оборудовании.
Особенно важно соблюдать это требование в установках по транспортировке, сушке и размоле материалов в газовых потоках (струях.
5.7.2. В случаях применения для переработки сыпучих материалов антиелектростатичного или диэлектрического оборудования и трубопроводов (см. пп.5.8.2, 5.8.3) для улучшения условий стекания заряда с перероблюемого материала надлежит обращать особое внимание на тщательное выполнение требований, изложенных в пп. 5.8.5, 5.8.6, 5.8.8, 5.8.10, 5.8.11.
Для уменьшения электризации при пневмотранспортуванни гранулированных, измельченных и порошкообразных полимерных материалов по неметаллических трубопроводах принадлежит применить трубы из того же или близкого по составу полимерного материала (например, транспортировка порошкообразного или гранулированного полиэтилена лучше вести по полиэтиленовых трубах).
5.7.3. В установках по транспортированию и размола материалов в воздушных потоках (струях) воздуха, подаваемого должен быть увлажнен до такой степени, чтобы относительная влажность воздуха на выходе из пневмотранспорта, а также в месте размола материалов в мельницах, составляла не менее 65%.
Когда за технологическими условиями увеличение относительной влажности воздуха не допустимо, то рекомендуется применять его ионизацию (см. розд.5.4). При этом наиболее подходящими для использования в бункерах, циклонах, на конечных участках пневмотранспортных трубопроводов есть специальные устройства со стержневыми, иголочными или струнными заземленными электродами (индукционные нейтрализаторы).
5.7.4. В случае, когда указанные в п.5.7.3 меры по каким причинам не могут быть применены, перечисленные процессы должны проводиться в потоке инертного газа.
Примечание.
Применение воздуха допускается только в случае, когда результаты непосредственных измерений степени электризации материалов в действующем оборудовании подтверждают безопасность ведения процесса.
5.7.5. С целью улучшения условий стекания заряда с тканевых рукавов, применяемых для затаривания гранулированных и других сыпучих материалов и соединение подвижных элементов оборудования с неподвижными, а также с рукавными фильтрами, принадлежит пропитывать их соответствующими растворами поверхностно-активных веществ (см. Приложение 5) с последующим просушкой, обеспечивая при креплении надежный контакт с заземленными металлическими элементами оборудования.
Для рукавных фильтров следует выбирать пропитку, которая не снижает после просушки фильтрующих свойств ткани.
Допускается применение металлизированной ткани.
5.7.6. Запрещается загрузка сыпучих продуктов непосредственно из бумажных, полиэтиленовых, полихлорвиниловых и других мешков в люки аппаратов, в которых содержатся жидкости при температуре выше их температуры вспышки.
В этом случае следует применять металлические шнековые, секторные и другие питатели.
5.7.7. Для предотвращения взрывов пыли от искровых разрядов необходимо:
Избегать образование взрывоопасных пылевоздушных смесей;
Не позволять падения и сброса пыли, образования клубов пыли и ее завихрения;
Очищать систематически оборудование и строительные конструкции в помещениях от пыли, осевший в сроки, установленные действующими нормами и правилами.
5.8. Защита футерованные и неметаллического оборудования
5.8.1. Электропроводным считается оборудования, в котором поверхности, имеющие контакт с веществами (сырья, полупродуктов, готовой продукцией), что перерабатываются, изготовленные из материалов с удельным объемным электрическим сопротивлением не более 10 5 Ом · м.
5.8.2. Антиелектростатичним считается оборудования, в котором поверхности, имеющие контакт с веществами, перерабатываются, изготовленные из материалов с удельным объемным электрическим сопротивлением не более 10 8 Ом · м.
5.8.3. Диэлектрической считается оборудования, в котором поверхности, имеющие контакт с веществами, перерабатываются, изготовленные из материалов с удельным объемным электрическим сопротивлением более 10 8 Ом · м.
5.8.4. Защита от статического электричества электропроводного неметаллического оборудования и оборудования с электропроводной футеровкой должна осуществляться методами, предусмотренными настоящими Правилами для металлического оборудования (см. разд. 5.2).
5.8.5. В случае использования антиелектростатичного и диэлектрического неметаллического оборудования не допускается наличие в них металлических частей и деталей, имеющих сопротивление относительно земли более 100 Ом.
5.8.6. Внешняя поверхность диэлектрических трубопроводов, по которым транспортируются вещества и материалы с удельным объемным электрическим сопротивлением более 10 5 Ом · м, должна метализуватися или краситься электропроводными эмалями и лаками (см.Приложение 11). При этом должен быть обеспечен электрический контакт между электропроводным слоем и заземленной металлической арматурой.
Вместо электропроводных покрытий допускается обматывать указанные трубопроводы металлической проволокой сечением не менее 4 мм 2 шагом намотки 100-150 мм, который должен быть присоединен к заземленной металлической арматуры.
Электропроводное покрытия (или обертывание) внешних поверхностей, сплошные электропроводные основы, отдельные электропроводящие элементы и арматура диэлектрических трубопроводов должны составлять по всей длине сплошное электрическую цепь, который в пределах цеха (отделения, установки) должен быть подсоединен к контуру заземления через каждые 20-30 м, но не менее чем в двух точках.
5.8.7. Для обеспечения необходимого контакта с заземлением антиелектростатичних неметаллических трубопроводов достаточно обвивкы их металлической проволокой согласно п.5.8.6 или укладки их на сплошной электропроводные основе.
5.8.8. Опоры трубопроводов из полимерных материалов должны быть изготовлены из электропроводных материалов и заземлены, или иметь заземлены прокладки из электропроводных материалов в местах, где на них опираются трубопроводы.
5.8.9. Жидкости с удельным объемным сопротивлением не более 10 9 Ом · м практически не электризуются при движении со скоростью до:
2 м / с - в трубопроводах и аппаратах с диэлектрических материалов и с диэлектрической футеровкой;
5 м / с - в трубопроводах и аппаратах с антиелектростатичного материала и с антиелектростатичною футеровкой.
5.8.10. Неметаллические антиелектростатични и диэлектрические емкости и аппараты должны покрываться снаружи (а когда позволяет имеющееся в аппарате среду, то и внутри) электропроводными лаками и эмалями при условии обеспечения надежного их контакта с заземленной металлической арматурой.
Надежный контакт электропроводного покрытия с заземлением может быть обеспечен путем окраски сплошным слоем электропроводной эмали всех внутренних и внешних поверхностей аппаратов (емкостей) с установкой под его опоры заземленных металлических (или электропроводящих неметаллических) прокладок.
При невозможности покрытия сплошным слоем внутренней и внешней поверхностей аппарата заземления внутреннего электропроводящего слоя допускается путем применения дополнительных электродов или проводников.
5.8.11. Для отвода статического электричества от веществ, которые находятся в середине диэлектрического оборудования и способны накапливать заряды при контактном или индуктивном воздействии от наэлектризованной поверхности этого оборудования, допускается ввод не менее двух заземленных электродов, стойких к данной среды.
При этом не должна нарушаться герметичность оборудования и электроды, которые вводятся, не должны выступать над внутренней поверхностью. Эти меры оказываются достаточными, когда удельное объемное электрическое сопротивление среды в аппарате не превышает 10 9 Ом · м для жидких сред и 10 8 Ом · м - для сыпучих.
5.9. Отвод заряда, возникающего на людях, передвижных емкостях и аппаратах
5.9.1. Передвижные аппараты и сосуды, особенно для транспортировки диэлектрических горючих и легковоспламеняющихся жидкостей, следует выполнять из электропроводящих материалов (см. пп. 5.8.1, 5.8.2). Транспортироваться по цехам предприятия они должны на металлических тележках с колещатамы из электропроводящих материалов, причем должен быть обеспечен контакт сосуда или аппарата с корпусом тележки.
При транспортировке взрывоопасных веществ, электризуются, на тележках или электрокарах с неэлектропроводных покрышками колес допускается обеспечение контакта тележки или электрокары с землей и электропроводной полом (см. п. 5.9.7) с помощью присоединенного к корпусу цепочки из меди или другого металла, который не дает механической искры, имеет такую длину, чтобы несколько колец при транспортировке постоянно находились на земле или на полу.
Примечание.
Для уменьшения шума при движении металлических тележек их колеса могут быть покрыты электропроводной резиной (см. Приложение 12).
5.9.2. В местах заполнения передвижных сосудов пол должен быть электропроводной (см. п.5.9.7) или на ней должны быть положены заземленные металлические листы, на которые устанавливаются сосуды при заполнении; допускается заземление передвижных сосудов с помощью присоединения их к заземляющему устройству медным тросиком со струбциной.
5.9.3. При заполнении передвижных сосудов наконечник шланга должен быть опущен до дна сосуда на расстояние не более 200 мм.
Когда диаметр горловины сосуда вместимостью более 10 л не позволяет опустить шланг внутрь, необходимо использовать заземленную воронку из меди или другого электропроводящие материала, который не дает механической искры, конец которой должен находиться на расстоянии не более 200 мм от дна сосуда.
В случае использования короткой воронки, к концу ее должен быть присоединен цепочку из электропроводящего материала, не дает механической искры, устойчивого к переливаемои жидкости который при опускании воронки в сосуд должен ложиться на дно.
5.9.4. Для предотвращения опасных искровых разрядов, возникающих вследствие накопления на теле человека заряда статического электричества при контактном или индуктивном влиятельные наэлектризованного материала или элементов одежды, электризуются при трении друг о друга, во взрывоопасных производствах необходимо обеспечить стекание этого заряда в землю.
Основным методом выполнения этого требования является обеспечение электростатической проводимости пола и использование антиелектростатичного обуви.
Примечание.
В связи с большим распространением одежды из синтетических материалов, который сильно электризуется при движении и приводит к быстрому накоплению заряда на теле человека, устройство заземленных рукояток, перил, подмостей следует рассматривать как дополнительное средство отвода заряда с тела человека.
5.9.5. Антиелектростатични свойства обуви определяются отечественными и международными стандартами и техническими условиями на эту обувь.
В отдельных случаях для предоставления обуви антиелектростатичних свойств допускается прошивать или пробивать подошву электропроводными материалами, которые не дают механической искры, и получаются стельку.
Использование носков из шерстяной и синтетической пряжи не допускается, так как они препятствуют стоку заряда с тела человека.
5.9.6. В случае, когда работник выполняет работу в неэлектропроводных обуви сидя, заряд статического электричества, накопившегося на его теле, рекомендуется отводить с помощью антиелектростатичного халата в сочетании с электропроводной подушкой стула или с помощью электропроводных браслетов, которые легко снимаются, соединенных с землей через сопротивление 10 5 - 10 7 Ом.
5.9.7. Для обеспечения непрерывного отвода заряда с тела человека, с передвижных сосудов и аппаратов во взрывоопасных помещениях полы должны быть электростатически ведущей.
Примечания:
1. Покрытие пола считается электростатически ведущим, когда электрическое сопротивление между металлической пластиной площадью 20 см 2, положенной на пол и прижатой к ней силой в 5 кгс, и контуром заземления не превышает 10 6 Ом.
2. Рассеивающая пол - это пол, который характеризуется электрическим сопротивлением от 10 6 Ом до 10 9 Ом.
3. Астатическая пол - это пол, который характеризуется электрическим сопротивлением более 10 9 Ом и в какой сведено к минимуму возникновение зарядов при разделении контакта поверхностей или при трении с другим материалом, а именно подошвы обуви или колес.
4. Удельное объемное электрическое сопротивление некоторых покрытий пола приведена в Приложении 13.
5.9.8. Запрещается проведение работ внутри емкостей и аппаратов, где возможно образование взрывоопасных паро-, газо-и пылевоздушных смесей, в комбинезонах, куртках и другом верхней одежде из материалов, электризуются.
Примечание.
Для предоставления верхней одежде антиелектростатичних свойств рекомендуется пропитывать его растворами поверхностно-активных веществ с последующей просушкой, применение которых согласовано с органами Госсаннадзора Украине.
5.9.9. В случае, когда обслуживающий персонал при работе находится постоянно в электростатическом поле, созданном зарядом на материале, электризуется, или диэлектрическом оборудовании, в том числе дисплейных терминалах, напряженность электростатического поля на рабочих местах не должна превышать предельно допустимых значений, установленных ГОСТ 12.1. 045-84.
5.10. Отвод заряда от вращающихся и ременных передач
5.10.1. Способны электризоваться или заряжаться от наэлектризованного материала электропроводные части машин и аппаратов, которые вращаются и контакт которых с заземленным корпусом может быть нарушено благодаря наличию слоя смазки в подшипниках или применению диэлектрических антифрикционных материалов, должны иметь специальные устройства для обеспечения надежного заземления. Следует избегать применения во взрывоопасных помещениях подшипников или вкладышей к ним с неэлектропроводных материалов.
Лучшим средством для обеспечения контакта в электропроводных подшипниках является применение электропроводящих смазок.
В случае, когда нет возможности обеспечить отвод заряда от вращающихся, проще методами, допустимо применение нейтрализаторов (см. разд. 5.4).
5.10.2. В взрыво-и пожароопасных цехах рекомендуется непосредственно соединять электродвигатель с исполнительным механизмом или использовать редукторы и другие типы передач, изготавливаемых из металла и обеспечивают электрический контакт оси двигателя и исполнительного механизма.
5.10.3. При необходимости применения ременных передач они и все части установки должны изготавливаться из материалов, имеющих удельное объемное электрическое сопротивление не более 10 5 Ом · м, в частности, антиелектростатични клиновые ремни, а вся установка (ограждение и другие металлические предметы вблизи паса) должна заземляться.
5.10.4. В случае использования ремней, изготовленных из материалов с удельным объемным электрическим сопротивлением более 10 5 Ом · м следует применять одно из средств предотвращения опасной электризации:
Увеличение относительной влажности воздуха в местах расположения ременной передачи не менее чем до 70%;
Электропроводящие покрытия (смазки) пасов;
В особых условиях - ионизация воздуха с помощью нейтрализаторов установленных с внутренней стороны ремня, как можно ближе к точке его схода со шкива.
Примечания:
1. Как электропроводное покрытия для кожаных и резиновых ремней рекомендуется масло такого состава: на 100 ваг.ч. глицерина 40 ваг.ч. сажи. Эта смазка имеет наноситься на внешнюю поверхность с помощью щетки при остановке механизма в сроки, которые устанавливает администрация предприятия, но не реже одного раза в неделю.
2. Нужно принимать меры по недопущению загрязнения ремней маслом и другими жидкими и твердыми веществами, которые имеют удельное объемное сопротивление более 10 5 Ом · м.
5.10.5. Запрещается смазка ремней канифолью, воском и другими веществами, которые увеличивают поверхностное сопротивление во взрывоопасных помещениях всех классов.
Широкое использование во всех областях хозяйственной деятельности диэлектрических материалов и органических соединений (полимеров, бумаги, твердых и жидких углеводородов, нефтепродуктов и т.п.) неизбежно сопровождается образованием зарядов статического электричества, которые не только осложняют проведение технологических процессов, но и зачастую становятся причиной пожаров и взрывов, приносящих большой материальный ущерб. Нередко это приводит к гибели людей.
Статическое электричество - это совокупность явлений, связанных с возникновением, сохранением и релаксацией свободного электрического заряда на поверхности, или вобъеме диэлектриков, или на изолированных проводниках (ГОСТ 12.1.018). Образование и накопление зарядов на перерабатываемом материале связано с двумя следующими условиями:
♦ наличие контакта поверхностей, в результате чего создается двойной электрический слой, возникновение которого связано с переходом электронов в элементарных донорско-акцепторных актах на поверхности контакта. Знак заряда определяет неодинаковое сродство материала поверхностей к электрону;
♦ хотя бы одна из контактирующих поверхностей должна быть из диэлектрического материала.
Основными факторами, влияющими на электризацию веществ, являются их электрофизические свойства и скорость разделения поверхностей. Экспериментально установлено, что чем интенсивнее осуществляется процесс, т.е. чем выше скорость отрыва, тем больший заряд остается на поверхности.
Известны следующие пути заряжения объектов: непосредственное контактирование с наэлектризованными материалами, индуктивное и смешанное заряжение.
К чисто контактному заряжению поверхностей относится, например, электризация при перекачивании углеводородного топлива, растворителей по трубопроводам. Известно, что трубопроводы из прозрачного диэлектрического материала при перекачивании жидкостей даже светятся.
Наряду с контактным, часто происходит индуктивное заряжение проводящих объектов и обслуживающего персонала в электрическом поле движущегося плоского наэлектризованного материала.
Смешанное заряжение наблюдается тогда, когда наэлектризованный материал поступает в какие-либо емкости, изолированные от земли. Этот вид заряжения наиболее часто встречается при заливке горючих жидкостей в емкости, при подаче резиновых клеев, тканей, пленок в передвижные емкости, тележки и т.д. Образование зарядов статического электричества при контакте жидкого тела с твердым или одного твердо-
го тела с другим во многом зависит от плотности соприкосновения трущихся поверхностей, их физического состояния, скорости и коэффициента трения, давления в зоне контакта, микроклимата окружающей среды, наличия внешних электрических полей и т.д.
Заряды статического электричества могут накапливаться и на теле человека (при работе или контакте с наэлектризованными материалами и изделиями). Высокое поверхностное сопротивление тканей человека затрудняет стекание зарядов, и человек может длительное время находиться под большим потенциалом.
Основной опасностью при электризации различных материалов является возможность возникновения искрового разряда, как с диэлектрической наэлектризованной поверхности, так и с изолированного проводящего объекта.
Воспламенение горючих смесей искровыми разрядами статического электричества может произойти в том случае, если выделяющаяся в разряде энергия будет выше минимальной энергии зажигания горючей смеси.
Наряду с пожарной опасностью статическое электричество представляет опасность и для работающих.
Легкие «уколы» при работе с сильно наэлектризованными материалами вредно влияют на психику работающих и в определенных ситуациях могут способствовать травмам на технологическом оборудовании. Сильные искровые разряды, возникающие, например, при затаривании гранулированных материалов, могут приводить к болевым ощущениям. Неприятные ощущения, вызываемые статическим электричеством, могут явиться причинами развития неврастении, головной боли, плохого сна, раздражительности, покалываний в области сердца и т.д. Кроме того, при постоянном прохождении через тело человека малых токов электризации возможны неблагоприятные физиологические изменения в организме, приводящие к профессиональным заболеваниям. Систематическое воздействие электростатического поля повышенной напряженности может вызывать функциональные изменения центральной нервной, сердечно-сосудистой и других систем организма.
Использование для одежды искусственных или синтетических тканей приводит также к накоплению зарядов статического электричества на человеке.
Статическое электричество сильно влияет также на ход технологических процессов получения и переработки материалов и качество продукции. При больших плотностях заряда может возникать электрический пробой тонких полимерных пленок электро- и радиотехнического назначения, что приводит к браку выпускаемой продукции. Особенно большой ущерб наносит вызванное электростатическим притяжением налипание пыли на полимерные пленки.
Электризация затрудняет такие процессы, как просеивание, сушку, пневмотранспорт, печатание, транспортировку полимеров, диэлектрических жидкостей, формование синтетических волокон, пленок и т.п., автоматическое дозирование мелкодисперсных материалов, поскольку они прилипают к стенкам технологического оборудования и слипаются между собой.
При организации производства следует избегать процессов, сопровождающихся интенсивной генерацией зарядов статического электричества. Для этого необходимо правильно подбирать поверхности трения и скорости движения веществ, материалов, устройств, избегать процессов разбрызгивания, дробления, распыления, очищать горючие газы и жидкости от примесей и т.д.
Эффективным методом снижения интенсивности генерации статического электричества является метод контактных пар. Большинство конструкционных материалов по диэлектрической проницаемости расположены в трибоэлектрические ряды в такой последовательности, что любой из них приобретает отрицательный заряд при соприкосновении с последующим в ряду материалом и положительный - с предыдущим. При этом с увеличением расстояния в ряду между двумя материалами абсолютная величина заряда, возникающего между ними, возрастает.
В соответствии с ГОСТ 12.4.124 используются средства коллективной и индивидуальной защиты.
Средства коллективной защиты от статического электричества по принципу действия делятся на следующие виды: заземляющие устройства, нейтрализаторы, увлажняющие устройства, антиэлектростатические вещества, экранирующие устройства.
Заземление относится к основным методам защиты от статического электричества и представляет собой преднамеренное электрическое соединение с землей или ее эквивалентом металлических нетоковедущих частей, которые могут оказаться под напряжением. Оно является наиболее простым, но необходимым средством защиты в связи с тем, что энергия искрового разряда с проводящих незаземленных элементов технологического оборудования во много раз выше энергии разряда с диэлектриков.
ГОСТ 12.4.124 предписывает, что заземление должно применяться на всех электропроводных элементах технологического оборудования и других объектов, на которых возможно возникновение или накопление электростатических зарядов независимо от использования других средств защиты от статического электричества. Необходимо также заземлять металлические вентиляционные короба и кожухи теплоизоляции аппаратов и трубопроводов, расположенных в цехах, наружных установках, эстакадах, каналах. Причем указанные технологические линии должны представлять собой на всем протяжении непрерывную электрическую цепь, которая присоединяется к контуру заземления не менее чем в двух точках.
Особое внимание необходимо уделять заземлению передвижных объектов или вращающихся элементов оборудования, не имеющих постоянного контакта с землей. Например, передвижные емкости, в которые насыпают или наливают электризующиеся материалы, должны быть перед заполнением установлены на заземленные основания или присоединены к заземлителю специальным проводником до того, как будет открыт люк.
Нейтрализация зарядов статического электричества производится в тех случаях, когда не представляется возможным снизить интенсивность его образования технологическими и иными способами. Для этой цели используют нейтрализаторы различных типов:
· коронного разряда (индукционные и высоковольтные);
· радиоизотопные с α- и β-излучающими источниками;
· комбинированные, объединяющие в одной конструкции коронные и радиоизотопные
нейтрализаторы;
· создающие поток ионизированного воздуха.
Наиболее простыми по исполнению являются индукционные нейтрализаторы. В большинстве случаев они представляют собой корпус или стержень с закрепленными на них заземленными разрядниками, представляющими собой иглы, струны, щеточки. В этих нейтрализаторах используется электрическое поле, создаваемое самим наэлектризованным материалом.
Для снижения интенсивности электризации жидкостей используют струнные или игольчатые нейтрализаторы, которые за счет увеличения проводимости среды способствуют стеканию образующихся зарядов на заземленные стенки трубопроводов (оборудования) или корпус нейтрализатора.
В высоковольтных нейтрализаторах коронного и скользящего разрядов в отличие от индукционных используется высокое напряжение до 5 кВ, подаваемое на разрядник от внешнего источника питания. Однако необходимость использования высокого напряжения не позволяет применять их во взрывоопасных помещениях и производствах.
Во взрывоопасных помещениях всех классов рекомендуется использовать радиоизотопные нейтрализаторы на основе α-излучающих (плутоний-238, -239) типа HP и β-излучающих (тритий) типа НТСЭ источников. Эти нейтрализаторы малогабаритны, просты по устройству и в обслуживании, имеют большой срок эксплуатации и радиационно безопасны. Использование их в промышленности не требует согласования с органами санитарного надзора.
В случаях, когда материал (пленка, ткань, лента, лист и т.п.) электризуется с высокой интенсивностью либо движется с большой скоростью и применение радиоизотопных нейтрализаторов не обеспечивает нейтрализацию статического электричества, устанавливают комбинированные индукционно-радиоизотопные нейтрализаторы типа НРИ. Они представляют собой сочетание радиоизотопного и индукционного (игольчатого) нейтрализаторов либо взрывозащищенных индукционных, высоковольтных (постоянного и переменного тока), высокочастотных нейтрализаторов.
Весьма перспективными являются пневмоэлектрические нейтрализаторы марок ВЭН-0,5 и ВЭН-1,0 и пневморадиоизотопные марок ПРИН, в которых ионизированный воздух или какой-либо газ направляется в сторону наэлектризованного материала. Такие нейтрализаторы не только имеют повышенный радиус действия (до 1 м), но и обеспечивают нейтрализацию объемных зарядов в пневмотранспортных системах, аппаратах кипящего слоя, в бункерах, а также нейтрализацию статического электричества на поверхностях изделий сложной формы. Устройства для подачи ионизированного воздуха в данном случае во взрывоопасные помещения должны иметь на всем своем протяжении заземленный металлический экран.
В некоторых случаях эффективно использование лучевых нейтрализаторов статического электричества, которые обеспечивают ионизацию материала или среды под воздействием ультрафиолетового, лазерного, теплового, электромагнитного и других видов излучения.
Для снижения удельного объемного электрического сопротивления в диэлектрические жидкости и растворы полимеров (клеев) вводят различные растворимые в них антиэлектростатические присадки (антистатики), в частности, соли металлов переменной валентности высших карбоновых, нафтеновые и синтетические жирные кислоты. К таким присадкам относятся «Сигбол», АСП-1, АСП-2, а также присадки на основе олеатов хрома, кобальта, меди, нафтенатов этих металлов, солей хрома и СЖК и т.д. За рубежом наибольшее применение нашли присадки, разработанные фирмами «Экко» и «Шелл» (присадка ASA-3).
Электрическое сопротивление твердых полимерных материалов (пластмасс, резин, пластиков и пр.) можно снизить, вводя в их состав различные электропроводящие материалы (технический углерод, порошки и т.д.).
Во взрывоопасных производствах для предотвращения опасных искровых разрядов статического электричества, возникающих на теле человека при контактном или индуктивном заряжении наэлектризованными материаламиили элементами одежды, необходимо обеспечить стенание этих зарядов в землю. К непроводящим покрытиям относятся асфальт, резина, линолеум и др. Проводящими покрытиями являются бетон, пенобетон, ксилолит и т.д. Заземленные помосты и рабочие площадки, ручки дверей, поручни лестниц, рукоятки приборов, машин, механизмов, аппаратов являются дополнительными средствами отвода зарядов с тела человека.
К индивидуальным средствам защиты от статического электричества относятся специальные электростатические обувь и одежда.
В некоторых случаях непрерывный отвод зарядов статического электричества с рук человека может осуществляться с помощью специальных заземленных браслетов и колец. При этом они должны обеспечивать электрическое сопротивление в цепи человек - земля и свободу перемещения рук.
