了解工业环境中的静电

出版日期:2020年6月1日

Steven Horn, Mueller Electric Europe的欧洲产品经理,在工业工作场所的静电和接地。

静电是指非中性电荷的存在。当两种不同材料的物体相互摩擦接触时,就会产生静电,导致电子的迁移,这就是所谓的摩擦电效应。

两个物体间电荷的差异称为电位差或电压。带负电荷越多的物体就会想把它多余的电子分散到带正电荷的物体上,从而使物体之间的电荷相等。

工业环境中的静电危害

如果两个具有不同电势的物体彼此距离足够近,并且如果电压差足够大,则可能发生电子放电,通常称为火花。这种放电使两个物体之间的电位相等,就像它们通过电线连接在一起一样。

火花不仅会在易燃化学品、燃料或其他材料可能着火的地方造成火灾和爆炸的严重风险,在有大量粉尘或细粉的环境中,如面粉厂,也有爆炸的风险。

通过采取适当的安全措施控制静电电荷的积累,可以将静电危害降到最低。控制静电积聚最重要的方法之一是适当地连接和接地设备和容器。

工业环境中的大部分静电积聚是涉及摩擦的操作的结果,例如:

•流经管道、软管、阀门等的粉末或液体。

•混合或混合。

•喷涂或涂层。

•填充操作。

•输送机系统。

管道系统,灌装操作和流体输送

当低导电性液体(如油或燃料)在非导电管道中流动时,会产生静电。在向罐车加注或卸载易燃液体时,这尤其危险。负电荷积聚在管壁上,而正电荷被液体带走。非导电管不能驱散静电电荷。如果管道内存在易燃空气,可通过排放点燃,通常在加注管末端附近。

喷涂和涂层作业

涂料工业利用静电电荷将油漆和粉末涂料等物质涂在表面。这种工艺通常用于汽车和家电的涂装。喷漆枪在油漆或粉末上加一个正电荷,同时待喷漆部分已接地。接地部分吸引带电粒子,使涂层均匀,浪费最小。

在这种应用中,正确接地至关重要,因为产生的电荷会导致火花和点火。如果基板未有效接地,喷枪可能会点火,从而点燃带电粒子喷射。

运动

每当两种材料接触或分离时,就会发生电子交换。这包括一个人走路或移动的时候。手臂摩擦与地板表面接触的衣服和鞋子会产生静电,并在体内积累。这被称为“行走体电压”。当这个人第二次接触一个物体时,这个人的身体和物体之间的任何电位差就会被释放出来。

静态控制

静电的产生无法停止,但它的积累和扩散可以通过正确设计的机械、管道和过滤系统,以及使用适当的连接和接地设备来控制。为了防止在导电设备中积聚静电,必须尽量减小到地面的电阻。

等电位连接和接地

连接和接地是减少静电积聚的有效方法,从而最大限度地减少静电放电或点火的可能性。Bonding是将两个物体连接在一起的过程,而接地是将一个物体与地球连接的过程。

粘合使用导线和连接器将两个或多个对象连接在一起,以平衡它们之间的电位。具有相同电势的物体之间不会产生火花。

接地是消除静电的最安全的方法。导电物体用电线、夹子和夹子连接到地球上。

在潜在危险或易燃情况下,所有导电但被非导电物品(如垫圈、软管、管道、探头、喷嘴等)与地面隔离的物体应进行粘合。如果一件物品与接地或粘合剂隔离,它可能会充满足够的电荷,导致静电火花。

接地夹、夹具和组件

桶和罐等物品的导电性可能受到油漆、涂料、产品堆积或腐蚀的影响。这些涂层可以防止静电电荷的扩散。解决方案是使用带有夹子或夹具的接地组件,将油漆或涂层分开,以形成良好的金属对金属连接。下图显示了一种Mueller电气接地组件,一端有一个穿漆夹具,另一端有一个铜夹。

Mueller Electric制造许多不同类型的夹具、夹子和组件,它们是根据需要进行粘接和接地的项目和材料选择的。

在选择键合/接地组件时要考虑的一些重要标准包括:

•被接地的物体是否有需要穿透的油漆或其他涂层?

•在什么环境下使用组装;装配需要多坚固?

•需要什么类型和尺寸的夹子?

•被接地的物体是静止的还是需要移动?

•需要多少长度的电线?

•电线是绝缘的还是非绝缘的?

湿度

静电在干燥的环境中有积聚更多的趋势,因为空气中的任何水分都有助于分散物体上的静电。在工业环境中增加湿度并不总是可行的,但这是一个值得考虑的选择。建议通过使用工业加湿器将湿度水平保持在60%以上。

添加剂

液体的抗静电添加剂,如燃料,可以增加导电性,有助于减少静电积聚。

材料、地板和服装

导电地板、鞋底和特殊的衣服可以帮助人们在行走或移动时驱散静电。在储存和处理易燃材料时,容器的类型应考虑安全因素。绝缘和非导电材料增加静电积累的风险。

控制填充速度和松弛时间

液体流速越高,产生的静电荷越多。一旦配药完成,最好等待,然后再对设备做进一步的操作,如打开盖子,移动物体或清洁。这个弛豫时间取决于液体的类型。

总结

在许多生产、制造和工业环境中,静电是一种无形的危害。为保护工作人员、设备和设施的安全,采取适当的防静电措施是非常重要的。

有关更多信息,请访问:www.muellerelectric.com

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