Учебное пособие

ОХРАНА ТРУДА

Статическое электричество

Статическое электричество — совокупность явлений, связанных с возникновением, сохранением и релаксацией свободного электрического заряда на поверхности и в объеме диэлектрических и полупроводниковых веществ, материалов изделий или на изолированных проводниках.

Электрический потенциал образуется в технологических процессах, сопровождающихся трением, измельчением, разбрызгиванием, распылением, фильтрованием и просеиванием веществ, на самих материалах и на оборудовании.

Наиболее опасное проявление статического электричества — возникновение искрового разряда и высоких потенциалов.

Перекачка диэлектрических жидкостей (бензина, керосина, бензола, толуола и др.) по трубопроводам и перевозка в емкостях сопровождаются значительной электризацией. Она особенно опасна при транспортировании легковоспламеняющихся жидкостей с удельным сопротивлением более 10¹⁰ Ом • м. Диэлектрические жидкости обычно содержат примеси, являющиеся носителями электрического заряда. Интенсивность образования зарядов возрастает с увеличением скорости движения жидкости, ее удельного сопротивления и площади контакта с твердой поверхностью.

Статическое электричество на производстве может вызывать пожары и взрывы, вероятность их возникновения зависит от концентрации горючей смеси и зажигающей способности электрических разрядов.

В промышленности вредное и опасное проявление статического электричества наблюдается при монтаже и сборке радиоэлектронного оборудования, изготовлении, испытании, транспортировке и хранении полупроводниковых приборов и интегральных микросхем, при переливании растворителей, нанесении покрытий распылением и ряде других процессов, где применяются диэлектрические материалы.

Воздействие статического электричества на человека может проявляться в виде слабого длительно протекающего тока или в форме кратковременного разряда, проходящего через его тело. Такой разряд вызывает у человека рефлекторное движение, что в ряде случаев может привести к попаданию работающего в опасную зону производственного оборудования и закончиться несчастным случаем.

На теле человека статическое электричество может накапливаться при ношении обуви с непроводящими электричество подошвами, одежды и белья из шерсти, шелка и искусственных волокон и при выполнении ряда ручных операций с веществами-диэлектриками.

Санитарно-гигиенические нормы допустимой напряженности электростатического поля (ЭСП) на рабочих местах установлены ГОСТ 12.1.045—84 ССБТ «Электростатические поля. Допустимые уровни на рабочих местах и требования к проведению контроля»; СанПиН 11—16—94 «Санитарно-гигиенические нормы допустимой напряженности электростатического поля на рабочих местах». Нормируемым параметром ЭСП является напряженность поля Е, которая измеряется в вольтах на метр (В/м) или киловольтах на метр (кВ/м).

Предельно допустимые уровни напряженности электростатического поля (Е_ПД) устанавливаются в зависимости от времени пребывания персонала на рабочих местах и не должны превышать: при воздействии до 1 ч — 60 кВ/м. Е_ПД в зависимости от времени воздействия ЭСП приведены в табл. 18.

Таблица 18
Зависимость расчетных значений Е_ПД от времени воздействия ЭСП

При напряженности электростатического поля менее 20 кВ/м время пребывания в электростатическом поле не регламентируется.

Если Е_ПД превышает 20 кВ/м, необходимо применять соответствующие меры защиты.

Защита от статического электричества

Сведения о способах защиты от статического электричества обобщены в Правилах защиты от статического электричества в производствах химической, нефтехимической и нефтеперерабатывающей промышленности и ГОСТ 12.4.124—83 ССБТ «Средства защиты от статического электричества. Общие технические требования».

Основными способами уменьшения напряженности ЭСП в рабочей зоне являются:

экранирование источника поля или рабочего места;
применение нейтрализаторов статического электричества;
применение антистатических препаратов или увлажнение электризующихся материалов;
замена легкоэлектризующихся материалов и изделий на не-электризующиеся;
подбор контактирующих поверхностей, исходя из условий наименьшей электризации;
уменьшение скорости переработки и транспортировки материалов;
поддержание оптимальной относительной влажности (не ниже 60%) ионного состава воздуха рабочих помещений;
удаление зон пребывания обслуживающего персонала от источников электростатических полей.

В отдельную группу выделяются способы, которые не предотвращают образования и накопления зарядов статического электричества, а направлены на то, чтобы возникший искровой разряд статического электричества не вызвал воспламенения горючей смеси.

Защита от статического электричества ведется по двум направлениям: уменьшением интенсивности генерации электрических зарядов и устранением уже образовавшихся зарядов.

Уменьшение интенсивности генерации электрических зарядов достигается использованием слабоэлектризующихся или неэлектризую-щихся материалов; уменьшением силы трения и площади контакта взаимодействующих поверхностей, их хромированием или никелированием; ограничением скоростей переработки или транспортирования материалов; предотвращением налива жидкости в резервуары свободно падающей струей, а также ее разбрызгивания, распыления или быстрого перемешивания. Расстояние от конца загрузочной трубы до дна сосуда не должно превышать 200 мм, а если это невозможно, то струю направляют вдоль стенки.

Устранение зарядов статического электричества достигается, прежде всего, заземлением электропроводных частей оборудования (выполняется независимо от других средств защиты).

Для обеспечения заземления вращающихся частей применяют электропроводную смазку.

Автоцистерны, передвижные аппараты и сосуды, предназначенные для транспортирования огнеопасных жидкостей, заземляют на время их наполнения и опорожнения. Для перекачки нефтепродуктов используют шланги из электропроводной резины. Заземление передвижных объектов осуществляют посредством колес из электропроводных материалов или с помощью специальных заземляющих устройств (металлических цепочек или ленточек из электропроводной резины).

Заземление работающих обеспечивается применением антистатических заземляющих браслетов, антистатической одежды и обуви.

Для обеспечения непрерывного отвода зарядов статического электричества в землю полы во взрывоопасных помещениях выполняют из бетона, антистатического линолеума и т.п.

Увеличение относительной влажности воздуха до 65...70% вызывает значительное снижение поверхностного электрического сопротивления и практически полностью исключает электризацию гидрофильных материалов (древесины, бумаги, хлопчатобумажной ткани и т.п.).

Введение антиэлектростатических присадок (олеата и ди-олеата хрома, хромистых солей синтетических жирных кислот и др.) увеличивает объемную электропроводность нефтепродуктов.

Применение индукционных, высоковольтных и радиоактивных нейтрализаторов статического электричества увеличивает электропроводность воздуха путем его ионизации. Во взрывоопасных помещениях применяют радиоизотопные и аэродинамические нейтрализаторы.

Для устранения взрывоопасных концентраций мелкодисперсной пыли необходимо устройство эффективной вытяжной вентиляции с индукционными нейтрализаторами.

Уменьшить образование электростатических зарядов при заливании жидкостей в резервуар можно также путем снижения скорости заливания (≤ 1 м/с).

К средствам коллективной защиты от статического электричества относят: заземляющие устройства; антиэлектростатические вещества; увлажняющие устройства; нейтрализаторы; экранирующие вещества (ГОСТ 12.4.124—83).

В качестве индивидуальных средств защиты следует применять антистатические обувь, халаты и др.