靜電在成品油管道輸送過程中的產(chǎn)生與防范

王絢 王泰

（中國石油天然氣股份有限公司管道廊坊輸油氣分公司，河北 廊坊 065000）

引言

油庫中儲存的石油產(chǎn)品如柴油、汽油、機油等，均為不良導(dǎo)體，它們在儲運系統(tǒng)的管道中流動時，與管內(nèi)壁摩擦容易產(chǎn)生靜電荷，當(dāng)周圍環(huán)境或天氣干燥時，更易產(chǎn)生靜電荷。管道中的這些靜電荷會不斷積累，滿足一定條件后對外放電，會造成嚴重的安全生產(chǎn)隱患，甚至?xí)l(fā)生生產(chǎn)事故，如電擊、火災(zāi)爆炸事故等。

一、靜電的危害

成品油具有易燃易爆易蒸發(fā)的特性，其化學(xué)性質(zhì)極其不穩(wěn)定，當(dāng)油品的溫度大于該油品的揮發(fā)溫度時，則油品產(chǎn)生的揮發(fā)氣體將與周圍空氣混合形成爆炸性氣體混合物，當(dāng)氣體濃度達到爆炸上限時，如遇靜電放電，將產(chǎn)生燃燒或者爆炸。在實際生產(chǎn)中，一個微小而短暫的靜電火花就可能引發(fā)熊熊烈火，繼而發(fā)生聯(lián)鎖爆炸。因此靜電防護具有十分重要的意義。

二、靜電的產(chǎn)生

（一）成品油管道輸送過程中的靜電

成品油在輸送過程中，由于油品分子之間、油品分子與其他物質(zhì)之間的摩擦，會產(chǎn)生靜電，而靜電的產(chǎn)生與物質(zhì)的導(dǎo)電性能、介質(zhì)作業(yè)過程有很大關(guān)系。根據(jù)大量實驗得出：物質(zhì)的電阻率小于106Ω·cm時，因其本身具有較好的導(dǎo)電性能，靜電則可以很快導(dǎo)出；電阻率大于106Ω·cm且小于1010Ω·cm的物質(zhì)不易產(chǎn)生靜電；電阻率大于1010Ω·cm且小于1015Ω·cm的物質(zhì)最易帶靜電，是防靜電工作的重點防控的區(qū)間；但當(dāng)電阻率大于1015Ω·cm，物質(zhì)就不容易產(chǎn)生靜電，可是一旦產(chǎn)生靜電，就難以導(dǎo)出。如：蒸餾水的電阻率是1×105Ω·cm不易產(chǎn)生靜電，而汽油的電阻率通常為2.5×1013Ω·m、柴油的電阻率通常為7.3×1014Ω·m，兩者很容易產(chǎn)生和積聚靜電。而靜電積聚程度，同樣受介質(zhì)流速、管道內(nèi)壁粗糙、流經(jīng)彎頭和閥門數(shù)量、管道上密集濾網(wǎng)、管線出口與油品的距離、較高溫度、干燥空氣等因素影響。靜電會積聚在輸油設(shè)備設(shè)施上形成高電位，其電量雖然不大，但電壓很高，若不及時導(dǎo)出，當(dāng)電壓增高到一定程度時，帶靜電物體接觸零電位物體（接地物體）或與其有電位差的人或物體（設(shè)備、工器具）時都會發(fā)生電荷轉(zhuǎn)移，就是我們?nèi)粘Ｒ姷交鸹ǚ烹姮F(xiàn)象。

（二）人體靜電的產(chǎn)生

人體靜電的產(chǎn)生有兩個條件，一是空氣干燥，二是穿著不導(dǎo)電的衣物或絕緣鞋。在干燥的冬季，人體的靜電會因積聚無法導(dǎo)出而攜帶靜電，由于電容性差，從而造成雖然電荷量不大，但電壓很高的狀況。當(dāng)人感覺到電擊時，身上的靜電電壓已＞2kV，當(dāng)看到靜電的微光時，身上的靜電＞4kV，當(dāng)聽到靜電的‘噼啪’聲時，靜電已高達7~8kV，對于石油石化行業(yè)而言，靜電放電的能量足以引燃爆炸性混合物，造成事故發(fā)生。

（三）油品的物性

油流產(chǎn)生的靜電荷與接觸管道帶的電荷等量異號，影響油流帶電的因素也直接影響管道的帶電量。油品導(dǎo)電性是油流帶電的主要與決定性因素，而油品中雜質(zhì)與油溫決定其導(dǎo)電性。純凈油品分子具有對稱結(jié)構(gòu)，內(nèi)部正、負電荷的中心重合，整體呈電中性，而油品中含有雜質(zhì)時，雜質(zhì)會離解出正、負離子，使流動油品產(chǎn)生靜電荷，管道靜電荷也隨之增加。但并非油品中雜質(zhì)越多越容易起電，管道中積累電荷量與油品電導(dǎo)率呈“駝峰”型變化，即一定范圍內(nèi)，管道中電荷量隨油品電導(dǎo)率增加而增加，超過一定范圍時，隨油品電導(dǎo)率增加而減少。

三、靜電的防范措施及實例

（一）管道站內(nèi)、閥室設(shè)備設(shè)施接地

（1）按照《中國石化銷售企業(yè)油庫與輸油場站接地標(biāo)準手冊》（2014版試行），在輸油站，用于貯存、輸送、計量、過濾、截斷成品油的設(shè)備設(shè)施都必須設(shè)置接地。如：地上儲油罐需沿罐體周長均勻布置接地點，其罐壁周長間距不應(yīng)大于30米，且不少于兩組，另明確了儲罐內(nèi)浮頂、少于五根螺栓連接的油罐附件、油罐儀表、消除人體靜電裝置的接地要求，及相應(yīng)接地線、扁鐵材質(zhì)和尺寸，接地連接類型等。（2）其他接接地實例。針對輸送、存儲、檢尺設(shè)備設(shè)施材質(zhì)的要求，提出：一是輸送易燃易爆液體的軟管必須采用導(dǎo)電橡膠、導(dǎo)電塑料軟管或有金屬編織層的軟管，（保證確保軟管電阻率小于1×1010Ω·cm，表面電阻率應(yīng)小于1012Ω·cm）且導(dǎo)電軟管、金屬編織層應(yīng)可靠接地。二是嚴禁用塑料容器儲存易產(chǎn)生靜電的易燃易爆液體。三是油品取樣過程，必須通過靜電連接線，將取樣口、采樣金屬桶和周圍設(shè)備與地網(wǎng)連接。

（二）加速靜電的泄放和中和

靜電接地是最有效，最基本的消除靜電的措施，能有效阻止靜電的積聚。其通過金屬導(dǎo)線將設(shè)備設(shè)施與大地連接，形成通路，使油罐、輸油泵、管道上的電荷加速泄漏，或是設(shè)備間用金屬導(dǎo)線跨接，消除設(shè)備間的電位差，形成等電位，降低火花放電的可能性。接地的部位如下：管道在轉(zhuǎn)彎、變徑和分岔處；室內(nèi)金屬管道與附件通過工藝設(shè)備作防靜電接地，附件可不另作跨接。

（三）管道輸送中防護措施

(1)導(dǎo)走管道中的靜電荷。對于金屬管道必須接地，同時管路系統(tǒng)中的各種法蘭、閥門等須有效跨接，利用接地導(dǎo)線引入大地，導(dǎo)走管道中存在的靜電荷，減少靜電荷的積累而對外放電；對于絕緣管道，通過在管材中加入導(dǎo)電粒子，提高管道的導(dǎo)電性，或者在管道內(nèi)壁裝設(shè)導(dǎo)電絲網(wǎng)，導(dǎo)走管道中的靜電荷，同時還可以保持絕緣管道的強度。(2)保持管道內(nèi)壁光滑。油品流動時與管內(nèi)壁摩擦，不可避免地會產(chǎn)生靜電荷，而內(nèi)壁越粗糙，油品與管壁接觸面積就越大，沖擊與分離的機會就更多，進而產(chǎn)生更多的靜電荷。因此，必須保持管道內(nèi)壁光滑，盡量減少管路中拐彎、縮口、閥門等的使用。

結(jié)語

對于管道企業(yè)，只有在油品質(zhì)量上降低電阻率，在設(shè)計源頭防止湍流和沖擊，在施工階段嚴格實施設(shè)備設(shè)施防靜電接地，在操作過程中嚴格落實操作規(guī)程和企業(yè)規(guī)章制度，在直接作業(yè)環(huán)節(jié)落實特種設(shè)備作業(yè)管理制度要求，才能有效杜絕靜電事故的發(fā)生。