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粉尘带静电
作者: 国达技术部   发布时间:2016-6-15  浏览次数:997

粉尘带静电给不少企业带来严重的损失,比如:粉尘带静电发生火灾,富士康科技在四川的工厂就是因粉尘造成的。

静电引发火灾事故的条件:

1、能够生产静电,比如有摩擦的情况

2、环境中有能够被引燃(爆)的物质,一般是混合爆炸性气体(或粉尘),或可燃气体蒸汽

3、足够的静电放电能量,能够达到引燃最低所需

一、粉尘带电

A.粉尘带电过程

粉体物料是指聚积的由物质分散成细小颗粒组成的粉末状物料。在工业生产加工过程中,物料颗粒之间或物料与器壁之间免不了互相碰撞摩擦,进行反复的接触和分离,这样,它们之间就会产生电子转子转移现象,使粉体及器壁分别带上不同极性的静电。

粉体是处于特殊形态下的固体,其静电的产生也符合偶电层的基本原理。粉体物料与整块固体相比,具有易分散、易飞扬而悬浮于空气中的特点。由于易分散性,粉体表面就比同样承重货架重量、同样材料的整块固体的表面积大很多倍,例如把直径l00mm的球状材料分成等直径的0.1mm的粉尘时,表面积就增加10002倍以上。表面积增加,表面摩擦的机会多得多,产生静电也就多得多。由于有悬浮性,粉尘颗粒处于悬浮时与大地总是绝缘的,因此所带静电不易泄漏。所以即使金属粉体处于悬浮状态时也易带电。烟火药混药过程中掺有铝粉、镁粉的药剂,静电也很高。就是电阻率很低的木炭,它与硫磺进行二味粉混料时,产生的静电也可达数千伏。在粉尘摩擦起电过程中,同时也存在着电荷通过器壁、管壁、工装、设备甚至大气向外泄放的过程。

B.影响粉尘带电的因素

影响粉尘带电的因素很多。粉体材料性质,包括化学组成、颗粒大小、形变状态、表面几何特性、化学结构,物料接触的器壁材料的导电性、接触面大小,接触时间,碰撞相对速度;环境的温度、湿度以及介质条件、周围是否存在电场等等。

一般说来,高绝缘物料易起电,器壁或管壁越租糙,粉尘带电越多,粉体颗粒越小,其表面积越大,越易受到静电力的干扰,所以带电荷就越多。实验表明,静电事故多数发生在粒径小于100μm左右的粉尘。粉尘被输送、搅拌、混合时间越长,发生摩擦和碰撞的次数愈多,粉体带电愈多。但颗粒在碰撞的同时,也发生着中和电荷的过程,因而经过一定时间后,静电的产生和消失接**衡,带电状态趋于饱和。此外,粉尘带电还与管道和器壁的结构有关。弯曲的管道比平直的管道容易产生静电,管道收缩部分比均匀部分容易产生静电;管道或料槽安装的角度对静电也有一定的影响。


C.粉尘静电的控制

(1)限制粉尘在管道中的输送速度。粉尘越细、摩擦碰撞的机会越多,且越容易产生静电。所以,粉尘越细,速度应越慢。具体的速度应根据粉尘种类,空气相对湿度;环境温度,器壁粗糙度等影响而有所不同,应通过电压测定来控制。

(2)管道内壁应尽量光滑,以减少防静电货架静电聚集。管道弯头的曲率半径要大,不宜急转弯,以减少摩擦阻力。

(3)粉尘捕集器的布袋,应用棉布或导电织品制作,因合成纤维织物易产生静电,不宜采用。

(4)在允许增加湿度的条件下,可将空气相对湿空气相对湿度增加到65%以上,以减少静电。

二、气体带电

纯净的气体即使流动也不会产生静电。但几乎所有的气体都含有固态或液态杂质。如管道中的铁锈,空气中的水分、尘埃等。这些含有微量杂质的气体在压缩、排放、喷射,或固态气化时,在阀门、喷嘴,放气管或缝隙等处仓储货架极易产生静电。甚至在气流冲过接地的金属网时,由于增加了气体与网的摩擦机会,反而会使静电上升。常见的气体带电情况如下:

(1)高压蒸汽冲洗油舱或储槽时,蒸汽与空气中的油雾高速冲击摩擦,使油粒产生大量的负电荷,与接地体发生火花放电,造成油气爆炸。以往,国外曾有3艘油轮在一个月内相继沉没的事件,其原因就是在喷射高压蒸汽冲洗油舱时发生爆炸而造成的。

(2)易燃易爆气体、水蒸气及其他气体,如通输送管道破裂,发生泄漏而高压喷出时,由于速度极快,均可产生高压的静电,亦发生火花放电而引起燃烧爆炸。曾发生过压力为2.1—2.2MPa的氢气,因管道破裂而高速喷出,引起重大爆炸事故。

(3)气体放空时高速喷出,也能产生静电。如氢气瓶放空时,氢气大量聚集在瓶颈部位,而当气流冲出过程中,产生静电的积聚,并发生火花放电,而引起燃烧爆炸。

(4)气体冲入易产生静电的液体时,在气泡与液面上会产生双电层,其中某种电荷虽随气泡上升而被带走,但却使下部的绝缘液体仍带有一定的静电。防止气体产生静电的主要措施是控制喷气压力。实践证明,以1.5MPa以下的蒸汽喷射时,就不易发生静电危险。一切高压气体的容器、管道均不得泄漏,喷气管口还应接地。此外,气体越纯净,其所含悬浮物质越少,静电危险相应会减少。

三、人体带电

A.人体带电

人体的体电阻率很低,可视为导体。当人体穿着绝缘鞋或站在绝缘地板上时,则人体能够通过接触而起电。人体也能通过感应而带电,还能与其他带电体接触而被传导带电。最为常见的是由于穿着的衣物带电。常见人体带电过程如下:

(1)人从椅子上站起来,或擦拭墙壁等过程(最初的电荷分离发生在衣物或其他相关物体外表面,然后,人体由感应带电)。

(2)人在高电阻率货架材料制成的地毯等绝缘地板上走动(最初的电荷分离发生在鞋和地板之间,然后,对于导电性鞋,人体由电荷传递而带电;对于绝缘鞋,人体是因感应而带电)。

(3)脱下外衣时的静电。这是发生在外层衣物与内层衣物之间的接触起电,人体则经过电荷传递或感应而带电。

(4)液体或粉体从人拿着的容器内倒出(该液体或粉体把一种极性的电荷带走,将等量异性的电荷留在人体上。

(5)与带电材料接触。如对高度带电粉体取样时的带电。当存在连续起电过程时,由于电荷泄漏和放电,使得人体最高电位被限制在约50kV以下。

A.人体带电的控制

(1)在有防爆要求的车间内,不得使用塑料、橡胶等绝缘地面,并尽可能保持湿润。操作人员应穿防静电鞋,以减少人体带电。如铺有地毯应夹织金属丝,并与自来水管等接地体连接,以尽快导除静电。

(2)在易燃易爆场所,工作人员不应穿合成纤维织物的衣服。

(3)易燃易爆场所的坐椅不宜采用人造革之类的高阻材料制造。

(4)对高压带电体应加屏蔽,人体应避免与高速喷射的气体接近,以防静电感应。

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