安全培训讲义之一
工
业
静
电
知
识
一、工业静电概念
大自然中的各类物质都是有分子组成，分子又有原子构成，原子有原子核和电子。原子核带正电荷，电子带负电荷。如果某种物质得到（或失去）电子，原来的电性平衡被打破，该原子对外就显示电性，得到电子的呈负性，失去电子的呈正性。如果该物体对外没有导电性，或本身电阻大，得到（或失去）电子的区域无流失（或得到）电子的机会，此区域长期的保持电性，则就是该物体带上了“静电”。即“静电”就是附着在物体上很难移动的集团电荷。
工业静电是生产过程中，在物料、装置、人体、器材和构筑物上产生和积累起来的，它对安全生产、产品质量有极大的影响。
静电也广泛应用于生产，如除尘、喷涂、复印、筛选等。
工业用电和静电的不同之处在于：工业用电是生产所需能量的传送者，是以运动的形式（即电流）来表现的，易于控制，只要把电路断开，电流就中断。而静电是生产过程中以电荷存在的形式表现的，其电荷可以在物体上“保存起来”，不易控制，不易被抓住，它仅能以放电、泄漏等方式来消除。当然，“静电”并不是静止不动的电，它是宏观上暂时停留在某处的电。它是相对于我们使用的“流电”而言的。它会通过多种途径产生、积累、泄漏和消失。
二、工业静电产生的原因
静电起电过程是一个十分复杂的过程，人们对某些静电起因的认识还不十分清楚。实验证明，不同物质的原子核束缚电子的能力是不相同的，当两种物质紧密接触时，电子总是从束缚力小的一方移向束缚力大的一方，这时，在两种物质接触的界面两侧会出现数量相等、极性相反的两层电荷，这两层电荷叫双电层，它们之间的电位差称为接触电位差。当这两种物质迅速分离时（即摩擦），由于存在电位差，电子就不会完全复原，从而产生了电子的滞留，就形成了静电。静电的产生是同接触面上形成的双电层和接触电位差直接相关的。此外，还有吸附起电、感应起电、电解起电等。
1、物体上产生了静电荷，能否积聚起来，则要看该物质的电阻率。实践中得知，物质电阻率在106——108欧姆－厘米以下的，即使上面载存了电荷，也可瞬间消散，不会引起危害；物质电阻率在108——1010欧姆－厘米之间者，通常带电量不大；物质电阻率在1010——1015欧姆－厘米之间者，容易带静电；当物质电阻率大于1015
欧姆－厘米，就不易产生静电，但一旦带有了静电，就难以消除。
我公司使用的苯、甲苯、二甲苯、200＃汽油等溶剂以及酚醛、醇酸、聚酯等树脂电阻率一般在1011——1015欧姆之间，容易积聚静电。所以我们在工作中应该特别注意，无论是用管道输送或者是分装上述液体，都必须确保防静电线完好，防止因静电聚积放电而发生火灾事故。
2、需要指出的是，水是静电良导体，但当少量水混入油品中时，因为水滴和油品相对流动时会产生静电，反而会使油品静电量增多。所以，我们在工作中应注意，不要让水混入溶剂、树脂之中。金属虽是良导体，但它被悬空后（即与大地绝缘），就和绝缘体一样，也会带静电。所以，我们输送易燃物品的金属管道，也必须保证良好接地。
3、物体周围环境的空气湿度，对于物体静电的聚散有很大影响。吸湿性越大的物体，受湿度的影响越大。当空气的相对湿度在50－70％以上时物体表面会形成一层很薄的水膜，使物体表面电阻率大大降低，从而加速静电的泄漏。如果周围空气相对湿度低于40－50％，则静电不易逸散，而可能形成高电位。所以，防止静电危害，我们应特别注意空气相对比较干燥的秋末、冬季、早春等季节。
4、各类物体静电聚积的快慢、大小、多少（即达到静电饱和状态）与物体运动的速度有关，速度越快，时间缩短。因此，我们在生产过程中一定要控制物料的运动速度。
三、不同物态静电产生的途径
1、固体静电
两种固体物质接触之前都是中性的，紧密接触时出现双电层，在快速分离时分别带上正电荷和负电荷，即产生静电。摩擦是两种固体不断接触和分离的过程，是一种常见的静电产生方式。我们使用的各类粉料实际上是细小颗粒的固体，与大块固体相比，粉料具有分散性和悬浮性的特点。由于分散性，其表面积就大得多，与空气摩擦的机会也多；又因处于悬浮状态，粉料的颗粒与大地之间始终是绝缘的，故产生的静电也多。因此，我们在操作过程中，一定要精心操作，防止粉料弥漫，特别是锌粉、鋁粉等金属粉料。
2、液体静电
以我们使用的有机溶剂在管道力中输送为例：溶剂在管道内输送时，由于溶剂流动，与管壁摩擦、冲击，形成双电层，即管壁界面上是一层正电荷，溶剂界面上极薄的一层是负电荷，与其相邻的较厚的一层又是正电荷。正电荷随着溶剂流动形成液流电流，又叫流动电流。如果金属管道是接地的，静电就会导入大地，不会积累静电；如果管道用绝缘材料制成或者金属管道对地绝缘，则在管道上就会积累危险的静电，严重者可由静电火花引起爆炸或火灾。
液体不仅在管道内输送时会产生静电，其在搅拌、过滤、研磨、喷射、喷雾、飞溅、冲刷、灌装以及剧烈晃动等过程中，都会产生危险的静电。
四、静电的特点
1、静电电压高。生产过程中所产生的静电，电量小，但电压高，有些时候可以产生上万伏的静电位。
2、静电能量不大。静电电压高，但由于电量小，它的能量也小。静电能量越大，发生火花放电时表现的危险性也越大。
3、尖端放电。当物体带有静电后，静电荷会集中在物体的尖端，使得尖端电场强，易产生电晕放电，可能会发展成火花放电，所以物体的尖端有较大的危险性。
4、绝缘体上静电泄漏很慢。
5、会发生感应静电放电。
五、工业静电的危害
物体产生静电当其静电电场强度超过某一极限值时，会使带电物体附近空间的物质产生电离现象，叫做静电放电。它是静电泄漏的一种方式，同时，也是危害安全生产最重要的因素之一。静电放电有电晕放电、刷形放电、火花放电三种形式。其中，火花放电多发生在金属物体之间，放电时电极间的空气被击穿，形成很集中的放电通路，能量释放快、集中，危险性最大。
1、如果在爆炸、火灾危险性较大的场所，发生静电放电，其所产生的火花，则有可能将可燃物引燃，造成爆炸、火灾事故。
2、静电放电时产生的瞬间冲击电流，虽不会给人以致命的伤害，但由于遭受突然电击而惊慌会引起高处坠落、误操作等二次事故。
3、静电会妨碍生产的正常进行。
六、防止静电危害的措施
静电引起燃烧爆炸有四个基本条件：一是有产生静电的条件；二是静电能积累，并达到足以引起火花放电的静电电压；三是静电放电的火花能量达到引燃（爆）易燃物的最小点燃能量；四是周围有可燃气体、蒸汽和空气形成的可燃性气体混合物。所以，我们要采取适当的措施，消灭其中的任何一个，就能防止静电引起火灾爆炸。
防止静电危害的措施大致可分为三类：
1、工艺控制法。
（1）降低溶剂在管道中的流速，限制静电的产生量。流速与管经应满足以下的关系：
v2
d＝0.64。式中：v——流速，米/秒；d——管经，厘米。
（2）在装卸溶剂或树脂时一般应从容器（储罐）的底部注入，或使用鹤管从容器（储罐）上部插入底部注入，防止溶剂（树脂）强烈的冲击和飞溅，防止或减少静电的产生。
（3）管道（储罐、容器）内混有杂质时，能产生较多的静电，要注意清除容器内的积水或其它杂质。
（4）降低作业现场爆炸性混合物的浓度，消除或减少作业现场的爆炸危险。如合理通风，及时排出爆炸性混合物；封闭作业，消除或减少爆炸性混合物的逸出等。
2、泄漏法
接地是消除导电体上静电危害最常见最简便的办法，我们在生产过程中，为了避免静电火花造成事故，应采取下列措施：
（1）凡公司用来生产、储存、运输各种溶剂、油脂、树脂、油漆和可燃粉料的设备（如反应釜、加稀锅、过滤机、备料缸、砂磨机、调漆缸、三辊机等）、储罐、输送泵、灌装设施等，都必须有效接地，绝对禁止处于绝缘状态。
（2）公司内所有能产生静电的管道都必须连接成连续的整体，并接地。需要特别提醒的是：每当使用用绝缘材料制成的软管输送物料时，必须将软管内的螺旋状的金属丝与两端的金属管道（管件）相连，使之能通过金属管线接地。
（3）灌装溶剂的漏斗，金属取样或检测器等设备或工具均应接地。
（4）汽车槽车卸油时，必须先与中间储罐进行防静电跨接，然后才能接通放料管放料，装卸完毕后，应先拆除放料管，后拆除跨接线。
（5）防静电接地的电阻值考虑到要同时防止设备漏电、雷击、雷的感应电压等，一般应控制在10欧姆以下。
3、增湿法
静电危险场所，在工艺条件许可时，可以用水拖地、直接洒水等办法，以提高场所环境空气的相对湿度，消除静电危害。一般相对湿度保持在70％以上较为适宜。
七、静电引起的事故案例
1、某油漆厂使用塑料管从53加仑铁桶里抽送甲苯到高位槽，抽第一桶时很顺利，第二桶抽到约三分之二时，发生了爆炸并引起燃烧，操作人员被烧死。其原因是甲苯与塑料管摩擦产生静电，塑料管未采取防静电措施，静电无法消除，导致静电放电火花点燃甲苯蒸汽引起爆炸燃烧。
2、某厂槽车卸油时，用胶管从储罐上部向储罐内卸油，二分钟后发生爆炸燃烧。原因是输油管距油面3米之多，油直接冲击储罐内液面产生静电，且槽车与储罐和输油胶管等卸油设施都无防静电装置，静电荷无法泄漏，产生了静电放电火花引起油蒸汽爆燃。
3、某厂用20目铁丝网钉在木框上做过滤器，将铁红酚醛漆浆由齿轮泵抽送经过滤器流入储槽，发生着火事故。原因为木框过滤器搁在储槽上，处于绝缘状态，漆浆与过滤器摩擦产生的静电无法泄漏而逐渐积累起来，最后静电放电火花引起燃烧。
4、某厂在熬炼酚醛树脂时，用一小铁勺子作为取样器取样，当铁勺取样后离开树脂液面时发生了燃烧。其原因是取样器在迅速离开树脂液面时，与树脂摩擦产生静电放电火花，点燃了釜内的溶剂蒸汽而发生燃烧。
5、某造漆厂生产醇酸树脂过程中，当操作人员将整包苯酐（塑料袋包装）从反应釜加料口投料口投料时突然发生了燃烧。原因有二个，一是整包苯酐从塑料袋倾倒出来时产生静电；二是苯酐的投料速度过快，造成苯酐粉尘与釜壁剧烈摩擦产生静电，静电释放时发生燃烧。
6、某油漆厂用20㎏烧碱加水注入反应釜内，用来清洗釜壁上的鋁粉脱浮液，当开动搅拌加热30秒时，操作人员听到釜内有开锅似的剧烈反应响声，就立即停止搅拌，但鋁粉浆与碱液从反应釜加料口激烈喷出，直冲房顶，几秒钟后发生爆炸和燃烧。其原因是烧碱与鋁粉剧烈反应产生氢气，从釜口喷出时发生强烈摩擦，产生高电位的静电，放电后引起爆炸、燃烧。
7、某化工仓库，向放置在磅秤上的53加仑铁桶内灌注甲苯，没多久就发生着火事故。其原因是磅秤盖板下是陶瓷弹子，造成盖板和铁桶处于对地绝缘状态，铁桶和盖板上又未装防静电线，灌注甲苯时产生的静电无法泄漏而积累，导致放电而引起燃烧。
八、公司在防静电方面存在的问题
公司防静电方面的设计合理，安装规范。但通过近几年的运行，有下面几种现象，值得我们重视，希望在以后的工作中能认真改正。
1、对防静电知识一知半解。认为静电相对于流电来讲，电压低、能量小，不会有大的危害，采取无所谓的态度。
2、对防静电设施爱护不够。在工作中对损坏的防静电设施不修复、不报告，听之任之。
3、对设备维修、维护、保养后不恢复安全设施（防静电线），不做彻底检查就投入运行。
4、特别应该指出的是：各部门使用橡胶、塑料软管输送易燃液体时，不做防静电连接，检查一次、指出一次、强调一次，才连接一次。待到更换软管时，又不做防静电连接，还需再检查一次、指出一次、强调一次，才再连接一次。
5、有一句话讲“无知者，无所畏惧”。有极少数人，不学习安全知识，自以为是，为自己一时方便、一时利益，胆大妄为，竟敢置自己的生命、员工的健康、公司安全于不顾，私自拆毁安全设施、安全附件。
希望全体员工认真学习安全知识，用安全知识武装自己，用安全知识规范自己的行为，让安全成为习惯，让习惯更加安全。不要用鲜血检验规程，要用教训避免流血。为了家人的幸福、为了自己的健康、为了公司的发展，请注意安全。
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