На головну

Захист від статичної електрики

  1.  IX. РОЗВИТОК ТОНКИХ СПОСОБНОСТЕЙ І психоенергетичного захисту
  2.  Антимонопольна діяльність та захист конкуренції.
  3.  Апаратна захист пам'яті і процесора
  4.  Божественна захист серця
  5.  Хвороба - це захист від істини
  6.  У публічних виступах, маніпуляції і захист від них
  7.  Вектор електричного зміщення. Теорема Гаусса для електростатичного поля в діелектрику.

Вивчення проблеми статичної електрики викликано все більш широким застосуванням полімерних матеріалів, синтетичних тканин і волокон, здатних накопичувати великі заряди статичної електрики під час переробки або експлуатації. Шкідлива прояв статичної електрики тягне за собою самі різні наслідки:

- По-перше, при високих потенціалах статичної електрики, що досягають десятків тисяч вольт, у вибухо- або пожежонебезпечної середовищі в результаті іскрових пробоїв виникають вибухи і пожежі з людськими жертвами і важкими травмами;

- По-друге, статичну електрику справляє негативний вплив на здоров'я працюючих з електризуються матеріалами;

- По-третє, в ряді виробництв внаслідок високої електризації порушуються технологічні процеси, з'являється шлюб, знижується продуктивність праці.

Найбільшу небезпеку статичну електрику представляє для виробництв, пов'язаних з переробкою і транспортуванням легкозаймистих речовин і матеріалів, особливо в умовах вибухонебезпечного повітряного середовища. Застосування синтетичних полімерів і діелектриків у вибухо- і пожежонебезпечних умовах практично завжди пов'язане з реальною загрозою займання, так як теплова енергія, що виділяється при искровом розряді, у багато разів перевищує мінімальну енергію займання повітряних сумішей - метану, ацетилену, парів бензину, ацетону та багатьох інших речовин.

Крім шкідливого впливу на організм людини і безпосередньої небезпеки від вибухів і пожеж, статичну електрику в ряді випадків є причиною зниження продуктивності праці. Шкідлива електризація спостерігається на багатьох підприємствах: в хімічній, поліграфічній, текстильній та легкій, нафтопереробній та нафтовидобувної промисловості. Статичну електрику є перешкодою майже для половини технологічних процесів. Небезпека надмірного накопичення електростатичних зарядів обмежує швидкість наливу нафтопродуктів до 1 м / с і змушує вести багато технологічних процесів (наприклад, отримання поліпропілену) під тиском інертних газів, що істотно знижує продуктивність і підвищує собівартість продукції. Електризація веде до пробою синтетичних трубопроводів, порушення герметичності виробів, виведення з ладу напівпровідникових приладів, перетриманим світлочутливих матеріалів, налипання пилу, зниження якості продукції. Масштаби шкідливого і небезпечного прояву статичної електрики в даний час такі, що захист від нього стала однією з найактуальніших проблем охорони праці.

Статичну електрику завдає великої шкоди. Це обумовлює необхідність розробки і впровадження ефективних заходів щодо захисту від електризації в різних виробництвах. В даний час є достатня кількість методів і засобів, що запобігають небажаній електризацію речовин і матеріалів. З усього різноманіття існуючих заходів захисту від статичної електрики найбільш ефективними є наступні: збільшення вологості повітря; заземлення обладнання і людини; застосування антистатичних добавок; обмеження швидкостей транспортування речовини; нейтралізація зарядів статичної електрики.

Встановлено, що при збільшенні вологості повітря на поверхні матеріалів утворюється тонка плівка вологи з розчиненими в ній солями. Така плівка володіє напівпровідними властивостями, що сприяє розсіюванню зарядів. Однак цей ефект не спостерігається в тих випадках, коли водяні пари не адсорбуються на гідрофобних поверхнях (полімерні матеріали, волокна та ін.) Або температура повітря в робочій зоні вище, ніж температура, при якій плівка може утримуватися на діелектрику, а також коли швидкість руху діелектрика більше, ніж швидкість утворення адсорбованої вологої плiвки, що залежить від хімічної будови речовини і ступеня забруднення поверхні. Там же, де збільшення відносної вологості повітря є ефективним засобом боротьби з електризацією, численні дослідження і заводська практика показали, що при підвищенні вологості повітря до 65-80% електризація майже повністю усувається. На практиці зволоження в приміщеннях виробляють за допомогою кондиционирующих пристроїв, спеціальних зволожувачів, а в ряді випадків за допомогою періодичної вологого прибирання.

Обов'язковою заходом, що дозволяє усунути електростатичні заряди з металевого обладнання, є заземлення. Незаземленого обладнання є джерелом підвищеної небезпеки, так як енергія іскри з металевих конструкцій у багато разів перевищує енергію розряду з діелектрика. Устаткування вважається електростатично заземленим, якщо опір витоку в будь-якій точці при найнесприятливіших умовах (низька вологість повітря і т. П.) Не перевищує 106 Ом. Необхідно відзначити, що до електростатичних заземлювачів не пред'являються такі жорсткі вимоги, як при заземленні обладнання з метою захисту людини від ураження електричним струмом. Опір заземлювача при відведенні електричних зарядів допускається до 100 Ом. Надійність з'єднання обладнання з заземлювачами забезпечується зазвичай зварюванням, рідше - болтовим кріпленням. При виконанні фланцевих з'єднань опір між сусідніми фланцями не повинно бути нижче 10 Ом, при цьому застосування спеціальних перемичок не обов'язково. В разі встановлення тимчасових заземлень (цистерни, вимірювальні пристрої та ін.) Вибір типу заземлювачів визначається лише їх механічну міцність.

У ряді випадків необхідним є заземлення людини, який може наелектризовані при виконанні робіт або внаслідок електростатичного індукції. Для цього використовують електропровідні підлоги, заземлення майданчики поблизу робочих місць в поєднанні з провідної або полупроводящей взуттям. До електропровідним полам відносяться незабруднені фарбою, маслами та іншими ізолюючими речовинами, бетонні, пінобетонні і ксилолітові підлоги. При досить високій відносній вологості дерев'яні підлоги також добре відводять статичну електрику. Якщо використовуються заземлені металеві площадки поблизу робочого місця, то необхідно повністю виключити можливість дотику людини до струмоведучих частин небезпечної напруги.

Для додання непровідним полам, покритим лінолеумом, релін, поліхлорвінілової плиткою, антистатичних властивостей рекомендується проводити вологе прибирання 10-20% -ним водним розчином хлористого кальцію. Однак збільшення електропровідності підлог неефективно без застосування проводить взуття. Струмопровідної є взуття з підошвою з злегка зволоженою шкіри або полупроводящей гуми, а також взуття, пробита мідними, латунними або алюмінієвими заклепками, які не іскрять при ходьбі.

При переробці і застосуванні речовин і матеріалів з питомим електричним опором більше 106-107 Ом · см (для органічних рідин більш 109-1010 Ом · см) заземлення металевих конструкцій є лише додатковим заходом щодо відведення електростатичних зарядів.

Слід зазначити, що рідкі та газоподібні діелектрики, що мають дуже велике питомий опір (вище 1017-1018 Ом · см) практично не електризуються. Такі високі питомі опору мають «абсолютно чисті» матеріали, що не містять домішок. У зв'язку з цим тонке очищення речовин може бути рекомендована як один із заходів щодо захисту від електризації рідин і газів.

У більшості ж випадків ефективним засобом захисту від статичної електрики є зниження питомої об'ємного опору речовин. Найбільш поширеним є метод введення проводять композицій в структуру матеріалу при його виготовленні. Таким чином отримані проводять гуми, лінолеум, антистатичні фарби і лаки, неелектрізующіеся пластмаси. Як електропровідних композицій застосовують сажу, графіт, порошкоподібну мідь, срібло, пелюсткові нікель і інші добавки. Для збільшення поверхневої провідності твердих діелектриків розроблені різні пасти, склади, емульсії, що наносяться на електризується поверхню. Успішно застосовується металлизация поверхонь, покриття хлористими і фтористий сполуками.

Зняття зарядів з зовнішньої поверхні рукавів і трубопроводів здійснюється іноді за допомогою навивки на них спіралі з мідного або сталевого заземленого провідника. Транспортерні стрічки і деякі тканини прошивають тонкими електричними провідниками, а також застосовують антистатичні тканини.

Ефективним способом боротьби зі статичною електрикою в текстильній і ряді інших галузей промисловості є змішання (комбінація) електризуються волокон або підбір контактних пар. Наприклад, у тканин з комбінації двох електризуються волокон - нейлону і дакрон - необхідний ефект досягається тим, що кожне волокно окремо при терті електризується взаємно нейтралізуються зарядами протилежних знаків. Підбираючи подібним чином контактні пари при виготовленні деталей технологічного обладнання, можна усунути прояви статичної електрики в багатьох виробництвах. Для зниження електростатичних зарядів іноді йдуть по шляху зменшення площі дотику, що електризується, з робочою поверхнею деталей машин і пристосувань. В цьому випадку поверхні робочих столів, робочих валів машин та інше обладнання покривають сіткою або роблять ребристими.

Як відомо, зменшення електризації може бути досягнуто шляхом обмеження швидкостей ведення технологічних процесів, однак цей захід в умовах сучасного виробництва вкрай небажана. Тому для усунення електризації при транспортуванні електризуються рідин йдуть на обмеження швидкості лише на одній з ділянок трубопроводу. Цей захід відомо під назвою «релаксація електростатичних зарядів». Принцип релаксації заснований на дотриманні діелектричної рідини протягом деякого часу у відносному спокої в релаксационной ємності (ділянка трубопроводу значно більшого діаметра). За час перебування рідини в релаксатор заряди встигають стекти на його заземлення стінки. Практика показала, що релаксаційні ємності на 95-98% знімають електростатичні заряди.

При заповненні резервуарів діелектричними рідинами можливе утворення зарядів при розбризкуванні. Тому наповнення ємностей починається при малій швидкості руху електризуються рідин з поступовим збільшенням її в міру заповнення резервуара. Не можна допускати різких перегинів трубопроводів; всередині них не повинно бути виступаючих частин, так як це викликає додаткову електризацію транспортуються рідин.

Самостійну групу захисних засобів представляють нейтралізатори статичної електрики. Принцип роботи всіх нейтралізаторів заснований на генерації іонів в зоні зарядженого матеріалу. Ці іони притягуються силами поля зарядженого речовини і нейтралізують заряди. Іонізація повітря відбувається при опроміненні ультрафіолетовими або рентгенівськими променями, тепловим, інфрачервоним або радіоактивним випромінюванням, а також за рахунок коронного розряду.

В даний час для іонізації повітряного середовища застосовують як правило радіоізотопне ?- і ?-випромінювання, електричний коронний розряд і так званий ковзний розряд. У вибухобезпечних виробництвах для боротьби з електризацією зазвичай застосовують іонізатори з коронним розрядом на вістрях. Вони дають максимальну щільність іонізації. Залежно від того, що в даному випадку важливіше забезпечити - мінімальний залишковий заряд або нейтралізацію великої кількості електрики - застосовуються або електричні, або індукційні нейтралізатори.

Індукційний нейтралізатор являє собою струмопровідний або діелектричний стрижень, на якому закріплені заземлення голки або кісточки з дроту. При установці нейтралізатора над зарядженою поверхнею у кінців голок створюється настільки сильне електричне поле, що відбувається ударна іонізація, в результаті якої утворюються іони нейтралізують заряди на поверхні наелектризованого матеріалу. Основна відмінність електричних нейтралізаторів від індукційних полягає в тому, що на голки подається висока (10-15 кВ) постійне або змінну напругу від спеціального джерела, внаслідок чого ефективність нейтралізації підвищується. Ефективність нейтралізаторів найчастіше оцінюється за величиною помилки, іонізація, що протікає через нейтралізатор на заземленное обладнання. Цей струм тим більше, чим вище рівень електризації матеріалу.

Іноді в якості нейтралізатора ефективно застосовується тонкий провідник, натягнутий поблизу зарядженої поверхні або на шляху руху рідин і сипучих матеріалів. У більшості випадків немає особливої ??необхідності знижувати ступінь електризації до нуля. Для різних речовин і матеріалів існує мінімальна щільність зарядів, що не впливає на хід технологічного процесу. Тому робота того чи іншого нейтралізатора може бути оцінена за значеннями початкової (до нейтралізатора) і кінцевої (після нейтралізатора) щільності зарядів. На практиці для конкретного типу нейтралізаторів можуть бути побудовані залежності початковою і кінцевою щільності зарядів при різних параметрах технологічного процесу.

Дедалі більшого поширення набувають так звані комбіновані нейтралізатори - поєднують в одному приладі радіоізотопний і індукційний нейтралізатори. При цьому ефективність нейтралізації істотно зростає, так як великі заряди знижує індукційний, а малі - радіоізотопний нейтралізатори.

Істотно розширилася сфера застосування електричних і радіоізотопних нейтралізаторів, використовуваних для іонізації повітряного потоку, який нагнітається в зону, де необхідно зменшити електростатичні заряди. Цей метод дає можливість забезпечити вибухобезпечність застосування навіть високовольтних нейтралізаторів. Однак ефективність нейтралізаторів з нагнітанням іонізованого повітря невисока через рекомбінації іонів в повітряному потоці. Навіть різке збільшення щільності іонів безпосередньо у джерела не може істотно змінити радіус дії такого нейтралізатора, так як інтенсивність рекомбінації зростає зі збільшенням щільності. Ймовірно, найбільш перспективним методом, коли необхідно створити протяжну в одному напрямку область іонізації, слід вважати застосування лазера.

У тих випадках, коли відведення і нейтралізація зарядів статичної електрики дуже ускладнені, можна застосовувати метод запобігання небезпечним розрядам без відведення або нейтралізації зарядів. В основі цього методу лежить механізм електричного розряду, для виникнення якого необхідно, щоб різниця потенціалів між зарядженим тілом і заземленими частинами обладнання не перевищувала рівня, що визначається електричною міцністю повітря. Для зниження потенціалу зарядженої поверхні прагнуть підвищити питому електричну ємність зарядженої поверхні (або заряджених частинок) щодо землі. При збільшенні ємності тіла відповідно зменшується енергія заряду з цього тіла і знижується небезпека займання паро-газо-повітряних сумішей. Іноді даний метод використовують для зменшення небезпеки розрядів з людини. Для цього в робочих зонах створюються заземлення майданчики (іноді під ізоляційним покриттям підлоги), які служать для збільшення ємності людини. Дослідження показали, що таким чином можна збільшити ємність людини в 3-4 рази.

У ряді випадків застосовують звичайні заходи щодо запобігання можливості займання - знижують концентрацію горючих речовин нижче нижньої межі вибуховості, створюють атмосферу інертного газу, застосовують електростатичні екрани, по можливості замінюють горючі речовини негорючими.

Необхідно зауважити, що впровадження будь-якого заходи щодо запобігання електризації повинно передувати ретельне вивчення умов виробництва. Як правило, найбільш ефективним виявляється застосування відразу декількох з розглянутих методів.

 




 Система соціального страхування трудящих в РФ |  Особливості виплати допомоги по соціальному |  Соціальна допомога по безробіттю |  Соціальна допомога по старості |  І ВИРОБНИЧОЇ САНІТАРІЇ |  До різних видів діяльності |  Освітленість і її вплив на умови праці |  Шум і його вплив на організм людини |  Вібрація та її вплив на організм людини |  Токсикологічна класифікація шкідливих речовин |

© um.co.ua - учбові матеріали та реферати