淺談靜電產(chǎn)生的原因及其危害

商富奎

摘要：文章介紹了靜電產(chǎn)生的原因及其危害，并分析了靜電引發(fā)火災(zāi)或爆炸的原因，提出了防止靜電危害的技術(shù)措施。

關(guān)鍵詞：靜電產(chǎn)生原因；靜電危害；靜電預(yù)防

中圖分類號：TM151

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：1009-2374(2009)04-0137-02

由靜電引起爆炸或火災(zāi)的慘重事故，屢見不鮮且觸目驚心。如1969年曾有3艘20噸級的巨型油輪因靜電放電爆炸起火；1970年又有兩架“波音”飛機(jī)因油料靜電引起油箱爆炸；醫(yī)院手術(shù)臺上，靜電火花也曾引爆了麻醉劑乙醚，并不止一次地造成過重大傷亡；1987#3月15日凌晨2時39分，我國最大的麻紡企業(yè)——哈爾濱亞麻廠發(fā)生了由亞麻粉塵微粒導(dǎo)致的爆炸火災(zāi)事故，其爆炸威力相當(dāng)于數(shù)噸TNT炸藥的當(dāng)量，爆炸聲震天動地，瞬間烈火熊熊，在這場爆炸火災(zāi)中，共死亡58人，受傷180多人。因此，對靜電可能會引起危害的嚴(yán)酷事實(shí)，切不可掉以輕心。

一、靜電的產(chǎn)生與危害

靜電通常是指相對靜止的電荷，它是由物體間的相互摩擦或感應(yīng)而產(chǎn)生的。在干燥天氣里用塑料梳子梳頭，可以聽到清晰的“噼啪”放電聲；夜晚脫毛衣時，還能夠看到明亮的藍(lán)色小火花；握手時，雙方驟然縮手或幾乎跳起的喜劇場面，這是由于人在干燥的地毯或木質(zhì)地板上走動，電荷積累又無法泄漏，發(fā)生了輕微電擊的緣故。

可能引起各種危害的靜電如未能采用科學(xué)方法加以防護(hù)，則會造成各種嚴(yán)重事故：靜電火花會引起爆炸與火災(zāi)；靜電放電還可能直接給人以電擊而造成傷亡；靜電的產(chǎn)生和積聚會妨礙正常生產(chǎn)與工作的進(jìn)行。例如，人們不大在意的狂風(fēng)卷起砂礫，會因摩擦而帶有大量靜電，它不僅會中斷通信，有時還會引起鐵路、航空等自動信號系統(tǒng)失誤，造成嚴(yán)重事故。所以對靜電可能造成的危害，必須切實(shí)采取有效措施加以防止。

二、靜電引發(fā)爆炸或火災(zāi)的原因

放電火花的能量超過爆炸性混合物的最小引燃能量時，即會引起爆炸或火災(zāi)。靜電爆炸和火災(zāi)多由于火花放電引起；對于引燃能量較小的爆炸性氣體或蒸汽混合物，也可由刷形放電而引發(fā)爆炸和火災(zāi)。帶靜電的絕緣體經(jīng)過一兩次火花放電后，其上仍然可能會殘存危險(xiǎn)的靜電；導(dǎo)體的火花放電卻正相反，它只能發(fā)生一次火花放電，其上靜電即全部消失。所以導(dǎo)體的火花放電，因是其積聚能量的集中釋放，故具有更大危險(xiǎn)性。

三、防止靜電危害的技術(shù)措施

防止靜電危害有兩條主要途徑：一是創(chuàng)造條件，加速工藝過程中靜電的泄漏或中和，限制靜電的積累，使其不超過安全限度；二是控制工藝過程，限制靜電的產(chǎn)生，使之不超過安全限度。第一條途徑包括兩種方法，即泄漏和中和法。接地、增濕、添加抗靜電劑、涂導(dǎo)電涂料等具體措施均屬泄漏法；運(yùn)用感應(yīng)中和器、高壓中和器、放射線中和器等裝置消除靜電危害的方法，均屬中和法。第二條途徑包括就材料選擇、工藝設(shè)計(jì)、設(shè)備結(jié)構(gòu)等方面所采取的相應(yīng)措施。

靜電防護(hù)的主要措施有下列四種：

(一)靜電控制法

控制靜電產(chǎn)生的方法有：

1.保持傳動帶的正常拉力，防止打滑。

2.以齒輪傳動代替帶傳動，減少摩擦。

3.灌注液體的管道通至容器底部或緊貼側(cè)壁，避免液體沖擊和飛濺。

4.降低氣體、液體或粉塵物質(zhì)的流速。

(二)自然泄漏法

使靜電從帶電體上自行消散的方法有：

1.易于產(chǎn)生靜電的機(jī)械零件盡可能采用導(dǎo)電材料制成。必須使用橡膠、塑料和化纖時，可在加工工藝或配方中摻入導(dǎo)電添加劑炭黑、金屬粉塵、導(dǎo)電雜質(zhì)等，從而制成導(dǎo)電的橡膠、塑料和化纖。

2.在絕緣材料的表面噴涂金屬粉末或?qū)щ娖?，形成?dǎo)電薄膜。

3.對于表面易于吸濕的物質(zhì)，在不影響產(chǎn)品質(zhì)量前提下適當(dāng)提高相對濕度。物質(zhì)表面吸濕后，導(dǎo)電性增加，會加速靜電自然泄漏?？諝庀鄬穸热裟鼙３衷?0％左右，即可防止靜電的大量積累。

4.對于表面不易吸濕的化纖和塑料等物質(zhì)，可以采用各種抗靜電劑。其主要成分是以油脂為原料的表面活性劑，它能賦予物質(zhì)表面以吸濕性(親水性)和電離性，從而增強(qiáng)導(dǎo)電性能，提高靜電自然泄漏的效果。

(三)靜電中和法

利用相反極性的電荷中和(清除)靜電的方法有：

1.不同物質(zhì)相互摩擦能產(chǎn)生不同的帶電效果，故對產(chǎn)生靜電的機(jī)械零件要適當(dāng)選擇組合，使摩擦產(chǎn)生的正、負(fù)電荷在生產(chǎn)過程中自行中和，破壞靜電積累的條件。

2.在膠片生產(chǎn)和印刷生產(chǎn)中，因濕度不宜過大，可以裝設(shè)消電器產(chǎn)生異性電荷，以電暈放電方式中和靜電。

3.利用放射性同位素，可在不需要電源的情況下放射出硒粒子，以中和靜電。這種方法穩(wěn)定性好，效率高，即便在易燃、易爆的條件下也是比較安全的。

4.向粉塵物質(zhì)輸送管道中噴入“離子風(fēng)”，以中和靜電電荷，防止靜電引爆。

(四)防靜電接地法

接地法是防止靜電積累、消除危害的簡便有效方法。

1.實(shí)踐中應(yīng)注意的問題

(1)凡加工、運(yùn)輸和儲存各種易燃、易爆的氣體(液體)和粉塵的設(shè)備及一切可能產(chǎn)生靜電的機(jī)件、設(shè)備和裝置，都必須可靠接地。

(2)同一場所兩個及以上產(chǎn)生靜電的機(jī)件、設(shè)備和裝置，除分別接地外相互間還應(yīng)作金屬均壓連接，以防止由于存在電位差而放電。

(3)帶輪、滾筒等金屬旋轉(zhuǎn)體，除機(jī)座應(yīng)可靠接地外，在危險(xiǎn)性較大的場所還應(yīng)采用導(dǎo)電的軸承潤滑油或?qū)⒔饘傩D(zhuǎn)體通過滑環(huán)、碳刷接地。

(4)具有爆炸危險(xiǎn)和重要政治意義的場所或建筑物，其地板應(yīng)由導(dǎo)電材料制成(如用導(dǎo)電混凝土和橡膠等做地板)，而且地板也應(yīng)接地。除以上措施外，工作人員在靜電危險(xiǎn)場所還可穿上抗靜電的工作服和工作靴。

2.防靜電接地的具體要求

(1)工廠及車間的氧氣、乙炔等管道必須連接成一個整體，并接地。其他所有能產(chǎn)生靜電的管道和設(shè)備，如油料儲送設(shè)備、空氣壓縮機(jī)、通風(fēng)裝置和空氣管道。特別是局部排風(fēng)的空氣管道，都必須連接成連續(xù)整體并予以接地。

(2)車間內(nèi)每個系統(tǒng)的有關(guān)設(shè)備與管道應(yīng)連接牢固可靠，接頭處的接觸電阻不應(yīng)超過0.03；在兩個螺栓正常扭緊情況下或是使用金屬跨接線時至少應(yīng)有兩處援地。

(3)車間內(nèi)或棧橋上等處的平行管道，若相距10cm時，每隔20m要互相連接一次；相距不到10cm或者是相交的管道，則應(yīng)在交叉處連接；管道與金屬構(gòu)架相距10cm處也應(yīng)互相連接。

(4)凡輸氣管道干線兩端及分支管線處都應(yīng)接地；管道棧橋兩端應(yīng)與其上管道連接，且每隔200～300m要與管道連接一次；棧橋本體還應(yīng)作專門接地。

(5)儲存易燃?xì)怏w、液化氣體、液態(tài)碳?xì)浠衔锘蚱渌谢馂?zāi)危險(xiǎn)的貯罐等容器，都應(yīng)實(shí)施可靠接地；容積大于50m，的儲罐，應(yīng)沿其直徑方向布設(shè)接地且不得少于2處。

(6)使用中應(yīng)避免防靜電接地線及接地裝置意外碰傷、斷線；管道的法蘭處要求具有較良好的導(dǎo)電性。

(7)凡注油漏斗、浮動罐頂、工作站臺、磅秤、金屬檢尺等輔助設(shè)備或工具均應(yīng)實(shí)行良好的接地；油壺或油桶裝油時應(yīng)與注油設(shè)備跨接起來并且接地。