防静电

油库安全技术一、静电二、减少产生静电的措施（工艺控制）三、静电的消除四、消除火花放电五、人体防静电六、杂散电流第三章油库防静电１、静电的定义所谓静电是指以电荷形式存在的相对观察者是静止的电荷。注意两点：——静电并不是绝对静止的，只是电荷在空间移动比较缓慢。——从电的本质看，静电和工业用电是一样的，但两者又有区别。四点区别：——起电方式不同。——能量相差悬殊。——表现形式不同。——欧姆定律的使用性不同。一、静电２、静电事故简介20世纪50年代后,人们才开始重视和研究石油储运过程中的静电火灾爆炸事故，由于一些神秘的无法解释的火灾爆炸事故带来了严重的损失，1956年壳牌石油公司投入了大量的人力和和物力，取得了可喜的成果。随着石油储运事业的发展，油品的流速不断提高，静电事故仍然频繁发生。据统计，石油火灾爆炸事故约10%属静电事故。影响液体流动带电的因素◆液体内杂质的影响液体内一些类型的杂质（如极性的）可离解出正负离子，是油品带电的必要条件。◆液体电导率的影响油品电导率过大或过小带电都困难，只有电导率居中时，带电较为容易。实验证明，石油产品在管道中流动时，电导率在0.1～103微微西/米时易带电，10～20微微西/米时最为严重。一般轻油，如汽油、煤油、航空煤油的电导率在5～20微微西/米范围内，故静电危险较大。注：电导率的单位为1/Ωm。一个电导单位＝10-12Ω-1m-1，叫一个微微皮可西门子／米，简称微微西／米。影响液体流动带电的因素◆水分的影响不是水与油的作用，而是水与杂质的作用。水可促使极性杂质的电离。油中含水1～6％时，静电起电能力增大10－50倍。◆流动状态的影响△由层流到紊流静电增加；△管材电阻率不同，静电消散不同；△管线粗糙度不同，带电不同，越粗糙带电越多；△管线越长，流速越快，带电越多；（有一饱和值）△温度越高，带电越多△重质油比轻质油更易带静电。3、静电的流散和积聚现以管道向油罐注油为例。如管径、流速一定，则油品流动电流就是一恒定值，用Ｉ表示。油品电阻率虽较高，但并非完全绝缘，而且金属罐接地良好，必有电荷泄漏。因此，可把油罐看成一个具有泄漏电阻的电容器，其等效电路如右图。通过推导，可得出在t时间内油罐注入的电量：Ｑ＝Ｑ１－Ｑ２＝ＩＲＣ（１－e-t/RC）＝ＩＬ（１－e-t/RC）RC式中：Ｑ１——t时间内注入油罐的电量；Ｑ２——t时间内油罐泄漏的电量；Ｒ——油罐泄漏电阻；Ｃ——油罐对地电容；Ｌ——Ｌ＝ＲＣ为液体的时间常数；t——注油时间。上式表明，油罐中的电量随注入时间按指数规律增加。当t→∞时电量达到最大值：Ｑmax＝ＩＲＣ＝ＩＬ注意：当Ｒ＝Ｃ＝0时，Ｑ＝0(一般不可能)静电的积聚的流散规律Ｑ如右图所示。图例：静电积聚曲线静电流散曲线t静电放电有四种类型：电晕放电（a）刷形放电（b）火花放电（c）沿面放电（d）电晕放电：电极相距较远，带电体或接地体有突出物或尖端、棱角，电场强度较大，能使局部空气电离，有时有紫色辉光，能量小于最小油汽引爆能。火花放电：没有分叉的放电。能量大于油汽最小引爆能，危险性最大。刷形放电，也叫流火放电。两电极间介质不均匀，因击穿成为通路，但又不集中在一点上，形成很多分叉。放电时有声和光，电极形状多呈球形。沿面（刷形）放电：指在液体和固体物质表面发生的静电放电，或由刷形放电发展而成，能量远远大于油汽最小引爆能。静电放电不仅在金属之间，在金属和非金属之间也会发生。当油面电位足够高时，油面可对金属罐放电，放电约在离油面1－12cm高处进行。右图为地面油罐静电放电示意图．油面对金属罐体放电形式、放电能量主要由静电电位和电极形状决定。二、减少产生静电的措施1、控制流速2、控制加油方式3、防止不同油品相混或油品含水和空气4、经过过滤器时，油品要有足够的漏电时间三、加速静电的泄漏，防止或减少静电的积累（消静电装置）1、接地和跨接（最常见的措施）2、抗静电添加剂3、设置静电缓和器4、设置静电消除器1、接地和跨接（最常见的措施）接地：消除导体上的静电：将设备容器及管线通过金属导线和接地体与大地连通而形成等电位，并有最小电阻。跨接：将金属设备以及各管线之间用金属导线相连造成等电位体。接地和跨接的目的在于人为地与大地造成一个等电位体，不致因静电电位差造成火花放电而引起危害。管线跨接的另一个目的是有杂散电流时，给它一个良好的通路，以免在断路处发生火花而造成事故。（1）油罐有避雷接地线，不必装接地设施油罐附件，如浮盖、量油筒、搅拌器等都应接地；取样器和温度测定器的吊绳一端也应接地。浮顶罐或内浮顶罐的罐体与浮顶；挡雨板与罐顶，活动走梯与罐顶应进行跨接非金属油罐应在罐内设置防静电导体，将该导体引到罐外进行接地，并使其与油罐上的金属管线相连接。（2）油罐汽车装卸油前，应对罐体接地，装油台和装卸栓也必须接地；装卸油后，先拆出油管后拆除跨接线和接地线打开罐盖以前，胶管的金属端头必须与罐体跨接（或接地）。操作人员操作时，先与接地金属接触，以消除人体静电。操作时，应穿防静电靴，以防人体活动时产生静电（3）铁路油罐车无须将罐车与接地输油管线跨接为了防止沿铁轨来的杂散电流，必须做到铁轨岔道的绝缘和铁轨接地，铁路栈台应与铁路轨绝缘。装油鹤管、油罐车、铁轨应保持等电位。（4）油轮船壳与水保持良好的导电连接装卸油先接地后接管、先拆油管后拆接地线输油管和船体跨接，形成等电位体（5）飞机加油时，油箱、管道、加油栓、阀门、泵、储油设备等均应互相连接起来，并予以接地降落时，应用一根电阻在10欧姆以下的金属线与地面接触，泄放静电（6）小型容器金属容器，应放置在接地的金属架或接地的装油台上非金属容器，在容器内插一根金属接地管灌注时必须用金属漏斗，并且漏斗必须接地（7）管线金属管线：法兰和固定螺栓时金属的可以不必跨接。要检修时，为了防止杂散电流，应加跨条防止火花的发生绝缘管线：必须按要求接地。可在管线内壁加衬铜丝网，并从管外缠绕铜丝，使其内外构成整体，然后集中接地。图Ａ铁路油罐车防静电接地图Ｂ汽车油罐车防静电接地跨接引线接地线接地体拖地链接地体2、抗静电添加剂抗静电添加剂实质上就是减少静电的添加物抗静电添加剂的作用不是“抗”静电，而是加入微量的这种物质时，可以成十倍、成百倍地增加油品的电导率，使其电荷得不到积聚，加速静电的泄漏，消除静电危险T1501烷基水扬酸铬渗透剂T603:改变油品电导率的基本成分稳定增效剂加入抗静电添加剂的数量不能太低，以防出现相反的效果。因为：抗静电添加剂通过过滤器时，产生了大量的静电，尽管油品的电导率增加了，能加速静电泄漏，但油品中的带电量也增加了，仍有可能增大油面电位。我国对抗静电添加剂使用量一般为百万分之一重量（1ppm）3、设置静电缓和器静电缓和器又叫张驰器，散驰器静电缓和器是一个装在管线上的金属容器，可以看成一个扩大直径的管线段用于散驰静电容器的直径和长度32sgsLDD4、设置静电消除器静电消除器又叫静电中和器：消除或减少带电体电荷的装置按工作原理和结构的不同分为感应式、外加电压式、放射线式和离子流式感应式：结构简单、使用方便、消电效率高。目前在灌装车中采用。消静电管结构示意图消除静电原理示意图静电缓和器：V1d1V2d2四、消除火花放电消除火花放电主要是消除罐内油品和罐内壁突出金属的放电；油面上的金属和容器壁的放电。为了消除火花放电，在油罐装油前必须清除罐底，不许有落入罐内的浮游导体和其他杂物。如液面计浮子、量油筒、垫片等金属杂物。检测取样等必须在量油筒内进行，若未装设专用的量油筒，如用导电的取样筒、量油尺等进行检测时，这些金属也相当于油面上的火花促进物。当油罐装油结束时，切不可进行检测，应该躲过罐内静电的泄漏时间（一般约为30min）才能进行检测。这是因为油罐在装油过程中，油面电位的最大值有时发生在停止装油之后。在进行装油作业时，罐顶不要站人，更不允许进行其他作业。限制作业条件１、静电的来源及变化储油容器中静电的来源主要由两部分组成：——油品在运输过程中产生的静电；——油品进入油罐后产生的静电（这部分量少）静电位的变化情况：最100容器在装油过程中油高面静电位的变化如右图．电一般装油到1/4～3/4容器高位度时油面静电位最高，装％油结束后静电们逐步降低，20406080100但在延迟时间内油面电位油罐装油量％还在变化（升高趋势）．延迟时间:指从装油结束时刻到电最大电位出现时刻．右下图为油罐装位油达到容积90%停止作业后实测的电位变化曲线．其延迟时间为23.6秒，78秒后电位显著下降．这说明油罐停止装油后，液面会出现一个最大静电23.678位．泵停止工作后的时间（秒）２．作业限制条件为了避开油面上最大静电电位，防止静电事故的发生，对刚进油和运输后的容器进行作业时，需静置一段时间，以保证油品所带静电的泄漏而降低电位．“这段时间”被世界各国规定为安全标准。◆有的国家规定:按装油深度确定安全时间，每米油深１小时；◆还有的国家规定：不管储油容器的容积大小，进油后静置２小时方可作业；◆我国的安全标准，是根据油品电导率和储油容器的容积大小确定的．具体数据见下表：我国进油后作业前静置时间储油容器容积静置时间（分）电导率（西／米）10m310～50m351～5000m35000m310ˉ8111210ˉ12～10ˉ823103010ˉ14～10ˉ12456012010ˉ141015120240五、人体防静电1、人体静电类型2、人体静电电位变化3、人体极限电位4、人体防静电措施1、人体静电类型及电位变化人体静电带电有以下3种：（1）自身活动产生静电带电（摩擦）（2）人体与带电体接触（电荷转移、附着）（3）人体接近带电体（静电感应）2、人体静电电位变化在任何情况下，人体可能带电的前提是有一个绝缘的地方，即通过非导电的袜鞋与一层非导电地板。假如地面是导电的，则人体的带电电位计算公式如下：g-人体静电发生量，C/s;R-人体对地电阻（由袜鞋所决定的电阻）)1(RcteRgU工作人员所穿不同鞋、袜致使人体带电情况单位：KV袜鞋赤脚厚尼龙袜尼龙袜导电性袜橡皮底运动鞋20.019.021.021.0皮革鞋5.05.07.06.0静电鞋1054.05.55.06.0静电鞋1022.04.03.03.0穿脱各种材料内外衣情况下产生的静电值材料穿脱穿上时穿后5min脱下时内衣外衣静电电压V棉织棉织品00-500羊毛制品010-4555～4800合成纤维品-100～200-100～3000～400合成纤维棉织品10～3020～30600～1500涤棉织品0～10-30～-5羊毛制品50～30080～150经常在油库泵油间，灌发油间工作的人员和从事装卸作业的人员避免穿化纤衣服，应穿棉织品的内外衣和穿防静电鞋，也勿用化纤和丝绸类纱布去擦拭油泵、油罐口、量油口、油船舱口。由于静电电击的放电电流只发生在静电放电的瞬间才流过人体，所以推测静电电击灾害的发生界限，应以流过人体的电流总和（即电荷量来估定和表示）一般以约2～3×10-7库伦为界限，人体对地电容仅为50~200PF，以100PF计算，人体带点电压约要3000V以上才能产生电击，且放电能量大于0.2mJ。因此人体放电发生静电电击危险的界限是3000V。3、人体极限电位4、人体防静电措施预防人体带电有两个目的：（1）预防静电电击或因此引起的高处坠落等二次事故，预防人体的不快感和恐怖感而导致的工作效率降低；（2）预防人体静电带电的放电，而引起可燃性物质的爆炸和火灾事故（1）人体接地在特殊危险场所的作业人员，一般情况下作业人员应先接触设置在安全区内的金属接地棒，以消除人体电位，然后再操作。（2）穿防静电工作服在易燃易爆场所的作业人员应穿防静电服及防静电鞋穿防静电服不仅可以降低人体电位，还可以避免服装带高电位引起的火灾。防静电鞋不仅具有防止人体静电积聚的性能，而且还能防止因触及工频电而导致人体电击(3)危险场所严禁脱衣服在危险场所作业