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静电的危害及预防措施

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静电的危害及预防措施

contents
目

录
静电相关定义
静电产生因素
事故案例
防静电措施

PART 01
静电相关定义

静电并不是静止时的电，是宏观暂时停留在某处的电，静电现象是一种常见的带电现象。日常生活中，用塑料梳子梳头发或脱下合成纤维衣料的衣服时，有时能听到轻微的“噼啪”声，在黑暗中可见到放电的闪光，这些都是静电现象。
什么是静电呢？
  当两种不同物体接触或摩擦时，一种物体带负电荷的电子就会越过界面，进入另一种物体内，这种物质把电子传给另一种物质而带上正电，另一种物质得到电子带负电，这种电它不能象电线中的电荷那样定向移动，人们称之为静电荷，简称静电。静电的常用参数为电压，单位是“千伏”（KV）

什么是静电呢？
静电的特点：
感应放电
将导体移入带电与接地体之间，可感应静电，并对带电体和接地体产生火花放电；
尖端放电
导体尖端，曲率最大。电荷密度大，容易发生电晕放电和发展成火花放电；
能量不大
一般不超过数豪焦耳，少数达数十豪焦耳；
电压高
当电量不变，电压和电容成反比，由于工艺过程中电容变化很大，使静电电位可以高达数千伏至上万伏；
绝缘体上静电泄漏很慢
静电泄漏的快慢决定于材料介电常数和电阻率的乘积。而绝缘体的介电常数和电阻率都很大，所以静电泄漏很慢，保留危险状态时间长。
备注：6
物质都是由分子组成，分子是由原子组成，原子中有带负电的电子和带正电荷的质子组成。但是电子环绕于原子核周围，一经外力即脱离轨道，离开原来的原子A而侵入其他的原子B，A原子因缺少电子数而带有正电现象，称为阳离子；B原子因增加电子数而呈带负电现象，称为阴离子。

静电是如何产生的
当两个不同的物体相互接触时就会使得一个物体失去一些电荷如电子转移到另一个物体使其带正电，而另一个体得到一些剩余电子的物体而带负电。若在分离的过程中电荷难以中和，电荷就会积累使物体带上静电。所以物体与其它物体接触后分离就会带上静电。通常在从一个物体上剥离一张塑料薄膜时就是一种典型的“接触分离”起电，在日常生活中脱衣服产生的静电也是“接触分离”起电。

产生静电的方式（一）
固体、液体甚至气体都会因接触分离而带上静电。为什么气体也会产生静电呢？因为气体也是由分子、原子组成，当空气流动时分子、原子也会发生“接触分离”而起电。所以在我们的周围环境甚至我们的身上都会带有不同程度的静电，当静电积累到一定程度时就会发生放电。

产生静电的方式（二）
我们都知道摩擦起电而很少听说接触起电。实质上摩擦起电是一种接触又分离的造成正负电荷不平衡的过程。摩擦是一个不断接触与分离的过程。因此摩擦起电实质上是接触分离起电。在日常生活，各类物体都可能由于移动或摩擦而产生静电：工作桌面、地板、椅子、衣服、纸张、卷宗、包装材料、流动空气、流动的液体、漏斗等。

产生静电的方式（三）
另一种常见的起电是感应起电。除物体接触后分离能起电外，当带电物体接近不带电物体时会在不带电的导体的两端分别感应出负电和正电。

产生静电的方式（四）
PART 02
静电产生的因素

静电产生的主要因素：
01
材料性质包括材料内在化学组成，物质内部结构、应力应变力学特征、材料形状和导电性等。
02
周围环境条件包括接触物体（材料）周围气体组成与压力、温度、湿度等。
03
机械作用情况包括两种材料接触的类型、接触时间、接触面积、分离速度以及材料作用力的性质等。
04
材料配合种类不同材料间的摩擦，会产生不同极性的静电。不同材料附有不同的静电强度。

影响静电产生的主要因素：
  液体在搅拌、沉降、流动、冲击、喷射、飞溅等接触及分离的相对运动，形成双电层而产生静电。

液体静电的产生因素
①灌注液体流速越快，摩擦越剧烈，产生静电电压越高。
②空气越干燥，静电越不容易从空气中消除，电压越容易升高。
③液体管出口与液面的距离越大，液体与空气摩擦越剧烈，液体流对液面的搅动和冲击越厉害，电压就越高。

静电高低与下例因素有关：
④管道内壁越粗糙，流经的弯头阀门越多，产生静电电压越高。油品在输转中含有水分时，比不含水分产生的电压高几倍到几十倍。
⑤非金属管道，如帆布、橡胶、石棉、水泥、塑料等管道比金属管道更容易产生静电。
⑥管道上安装滤网其栅网越密，产生静电电压越高。过滤网产生的静电电压更高。

静电高低与下例因素有关：

流动带电

摩擦静电

剥离带电

喷出带电
利用管道输送液体时，由于液体与配管等固体接触，在液体和固体的接触面上形成双电层。随着液体流动双电层中一部分电荷被带走，产生静电；

由于物体相互摩擦，发生接触位置的移动和电荷的分离，从而产生静电；
相互密切结合的物体剥离时引起电荷分离产生静电；
液体、气体和粉尘从截面很小的开口部位喷出时他们越喷面的 摩擦以及相互之间的 撞击，变成飞溅的飞沫而产生大量的静电；
化工工艺生产过程中常见引发静电的工序：

冲撞带电

破裂带电

飞沫带电

滴下带电
粉尘类的粒子之间或粒子与固体之间冲撞形成飞快的接触和分离，产生静电；

固体或粉体类，当其破裂时出现电荷分离，破坏正负电荷的平衡，产生静电；
喷在空间的液体，由于扩展、飞散和分离，形成许多小滴组成新液面而产生静电；
附着于器壁的固体表面上的珠状液体逐渐增大后，其自重形成滴液，当其坠落时，出现电荷分离，产生静电。
化工工艺生产过程中常见引发静电的工序：
PART 03
静电的危害及案例

静电危害中最严重的是静电放电引起可燃物的起火和爆炸。

在炼油、化工行业，静电是火灾和爆炸的主要原因之一。因静电引起火灾爆炸事故的物质有：可燃气体，易燃液体，可燃粉尘。

静电的危害
危险化学品在管线输送中，虽然有静电的产生，但由于管线中充满危险化学品而没有足够的空气，不具备爆炸着火的条件。但当把带有电荷的危险化学品装入储罐，则因电荷不能迅速泄掉便积聚起来，使液面具有一个较高的电位，这时若液面上部空间形成了爆炸混合气体，就可能发生火灾爆炸。

在储罐区，静电所引起的电击虽然不会致人死亡，但是往往会导致二次事故，因此也要加以防范

静电的危害
有静电电荷产生，并足以发生火花的静电电荷积聚
1
使静电电荷发生火花间隙放电。
2
火花间隙放电中有可燃气体、或可燃气体、粉尘与空气混合达到爆炸极限浓度静电放电火花能量达到爆炸混合物最小点火能量。
3

静电形成危害的条件
事故经过
某年7月22日9时50分左右，某化工厂租用某运输公司一辆汽车槽车，到铁路专线上装卸外购的46.5t甲苯，并指派仓库副主任、厂安全员及2名装卸工执行卸车任务。约7时20分，开始装卸第一车。由于火车与汽车槽车约有4m高的位差，装卸直接采用自流方式，即用4条塑料管（两头橡胶管）分别插入火车和汽车槽车，依靠高度差，使甲苯从火车罐车经塑料管流入汽车罐车。约8时30分，第一车甲苯约13.5t被拉回仓库。约9时50分，汽车开始装卸第二车。汽车司机将车停放在预定位置后与安全员到离装卸点20m的站台上休息，1名装卸工爬上汽车槽车，接过地上装卸工递上来的装卸管，打开汽车槽车前后2个装卸孔盖，在每个装卸孔内放入2根自流式装卸管。

静电引起甲苯装卸槽车爆炸起火事故
化工生产中静电事故案例：
   4根自流式装卸管全部放进汽车槽罐后，槽车顶上的装卸工因天气太热，便爬下汽车去喝水。人刚走离汽车约2m远，汽车槽车靠近尾部的装卸孔突然发生爆炸起火。爆炸冲击波将2根塑料管抛出车外，喷洒出来的甲苯致使汽车槽车周边一片大火，2名装卸工当场被炸死。约10min后，消防车赶到。经10多分钟的扑救，大火全部扑灭，阻止了事故进一步的扩大，火车槽基本没有受损害，但汽车已全部烧毁。

化工生产中静电事故案例：
二、背景材料据调查，事发时气温超过35℃。当汽车完成第一车装卸任务并返回火车装卸站时，汽车槽罐内残留的甲苯经途中30多分钟的太阳暴晒，已挥发到相当高的浓度，但未采取必要的安全措施，直接灌装甲苯。没有严格执行易燃、易爆气体灌装操作规程，灌装前槽车通地导线没有接地，也没有检测罐内温度。

化工生产中静电事故案例：
三、事故原因分析（1） 直接原因是装卸作业没有按规定装设静电接地装置，使装卸产生的静电火花无法及时导出，造成静电积聚过高产生静电火花，引发事故。（2） 间接原因高温作业未采取必要的安全措施，因而引发爆炸事故。事发时气温超过35℃。当汽车完成第一车装卸任务并返回火车装卸站时，汽车槽罐内残留的甲苯经途中30多分钟的太阳暴晒，已挥发到相当高的浓度，但未采取必要的安全措施，直接灌装甲苯。

化工生产中静电事故案例：
某年12月，在江苏丹阳某厂浆料车间，工人用真空泵吸醋酸乙烯到反应釜，桶中约剩下30kg时，突然发生了爆炸。工人自行扑灭了大火，1名工人被烧伤。经现场察看，未曾发现任何发生事故的痕迹，电器开关、照明灯具都是全新的防爆电器。吸料的塑料管悬在半空，管子上及附近无接地装置，有一只底部被炸裂的铁桶。????? ?此案例为较典型的静电事故，此次爆炸事故的原因是：醋酸乙烯的物料在快速流经塑料管道时产生静电积聚，当塑料管接触到零电位桶时，形成高底压电位差放电，产生火花引爆了空气中的醋酸乙烯蒸气。???

静电引起醋酸乙烯反应釜爆炸
化工生产中静电事故案例：
具体分析如下：
（1）醋酸乙烯是无色液体，有挥发性，曝光容易聚合成固体。其蒸气能与空气形成爆炸性混合物，遇火星、高热、氧化剂有火灾危险。闪点：-7.78℃；爆炸极限：2.6%-13.4%。属于易燃液体。 
（2）物料在管道输送过程中有静电积聚现象，塑料管由于其导电性能差，使静电积聚情况更加严重，物料中及塑料管壁上含有高位静电。 
（3）醋酸乙烯蒸气与空气形成可燃性混合气体。
（4）当带有高位静电的塑料管接触到铁桶时，形成放电，产生火花，引爆可燃性混合气体。

化工生产中静电事故案例：
巴顿溶剂公司静电火灾爆炸
2007年7月17日，美国堪萨斯州巴顿溶剂厂发生了爆炸，并引发了大火，大火摧毁了整个油库，火灾中有 40多个规格为3000 到 20000 加仑的储油罐被点燃，事故造成11名居民和消防员接受治疗。巴顿溶剂厂停产。爆炸将储油罐罐顶抛向空中，炸飞130英尺远，片刻，又破坏了两个储油罐，导致这两个罐中成分泄漏。随着火势蔓延，附近储罐中的成分被释放和点燃，一些碎片四溅并击中一个移动房屋和临近的商店。事故造成 6000居民被疏散。爆炸产生的浓烟飘散到空中超过200英尺，数公里外都能看到。
（美国化学安全调查委员会）调查发现，这起事故的发生与储油罐中的金属浮动液位计有关。

化工生产中静电事故案例：
据分析：
这起事故的发生是由于静电火花引起的，静电的产生主要是由于石脑油在经过管线、泵时产生静电，同时，油品在从油罐车中用泵抽取液体到储罐内的过程中，由于有空气进入，产生泡沫和紊流，加剧了油品静电的产生。
处于储油罐油面上方的金属浮动液位计，正常情况下应是接地的。此时，虽然油品带电，但金属液位计不会带电，但随着液位计移动，液位计的浮子与钢尺之间会形成缝隙，这个连接点能够产生轻微的分离、从而使金属浮子处于绝缘状态，产生静电积聚，使带电的金属浮子与接地的钢尺发生静电放电，引燃了储罐内达到爆炸极限的油气蒸气。
因此，这起事故的发生，是由于两个金属部分间，浮子与钢尺的静电火花点燃爆炸性混合物引起的。

化工生产中静电事故案例：
巴顿溶剂公司静电火灾爆炸预防措施
CSB(美国化学安全调查委员会)给OSHA(美国职业安全与健康管理局）和其他单位提出了非导电可燃液体的MSDS(物质安全数据表)中必备信息的要求。
CSB也建议主要的6个石油和化工公司及他们的成员，提高可燃液体MSDS (物质安全数据表)中因易产生静电的告诫事项。
建议处理该类液体应采取的安全措施：
1、从厂家获取更多从MSDS中获取不到的详细技术信息；
2、用惰性气体清除储罐中氧气；
3、在液体中添加抗静电剂；油罐车、储油罐，特别是地面要进行防静电处理；
4、缓慢输送液体；
5、检验储罐浮动液位计是否有效跨接。

化工生产中静电事故案例：
PART 04
静电预防措施

（1）合理选用生产设备的材质，降低摩擦速度或流速等，减少静电的产生；
（2）采取静电接地措施来防止导体带电；
（3）采取屏蔽的措施限制非导体带电引起的
（4）使用静电消除器防止静电；
（5）在流体中加入适量防静电添加剂；
（6）采用工作地面导电化，穿防静电鞋、防静电工作服来防止人体带电 ；
（7）控制气体、蒸汽、危险性混合物和粉尘危险性混合物来防止爆炸和火灾。

化工厂一般防静电的措施 ：
在液体运输过程中，防止液体产生大量静电的措施
（1）液体在管道内的流速要稳定，并加以控制；
（2）管路中拐弯和缩口的数量应尽可能少，管的内壁要光滑，管内不应装设金属物和突击物，各管道直径不应变化；
（3）液体中不应混入空气、水、灰尘和氧化物等杂质。特别不应混入橡胶、沥青等胶体状溶解物；
（4）管路和软管内的端部应设直径大的，减少流速用的缓和器，其作用是将管路扩大，使可燃物体流经该缓冲区时即可将大部分电荷泄漏掉；

化工厂一般防静电的措施 ：
（5）运输易燃液体的槽车，罐内应设隔板，使液体不起波浪和飞溅，罐装量最宜在85%以上，还应采用铁链接地，保持中速行驶；
（6）对输送可燃液体的管道除必须按要求接地外，对绝缘材料制成的管道，应在管道内壁加衬铜丝网，并在管外缠绕钢丝，使其内外构成整体，然后其中进行接地，此外，放料槽与接地槽之间也应先用导线相互连接，然后再接地；
（7）罐体内部要定期清洗。

化工厂一般防静电的措施 ：
液体在装料和下料过程中的防静电措施
（1）装料速度应小，防止液体在罐内飞溅或内壁碰撞；
（2）液体应采用插底管从罐的底部装料和倒料，不应从罐顶往下喷淋倒入；
（3）可燃液体直接倒入其他容器时，应沿着器壁慢慢的倒入，应避免可燃液体飞溅；
（4）用泵等进行倒料时应避免起泡进入液体，装卸料时不应混入空气、水分和各种杂质；
（5）对高度绝缘液体，其可靠的防静电措施是加抗静电剂，把液体的电导率加到一个安全值。

化工厂一般防静电的措施 ：
1、人体静电的消除，可以利用接地、穿防静电鞋、防静电服等具体措施，减少静电在人体上的积累。泥土、砂石、水泥等地面，电阻都不会超过106?，都是静电导体。在储罐区，应穿防静电鞋，其电阻必须在(0.5×105)~(1×108)?之间，还应穿防静电工作服，戴手套、帽子。穿防静电鞋时，必须考虑所穿袜子的导电性能，应穿可导电的防静电袜，以保障人体的静电能顺利通过防静电鞋导入地下，同时也要注意不能在防静电鞋的鞋底贴绝缘胶片。
2、在工作中，尽量不做与人体带电有关的事情。如不接近或接触带电体，在工作场所不穿、脱工作服。在有静电的危险场所操作、巡检不得携带与工作无关的金属物品，如钥匙、硬币、手表、戒指等。

防静电的措施 ：
例如：2019年8月10日，某汽修店经营部员工李某、陈某（死者）维修汽车过程中，将拆卸油箱内的汽油倒入塑料桶，移动塑料桶时产生静电火花引起汽油蒸气爆炸并蔓延成灾。事故造成4人死亡，其中包括2个小孩。

防静电的措施 ：
危险化学品储罐区生产作业的过程，通常包括易燃、可燃液体的装卸、输送、调合、采样、检尺、测温及设备清洗等各种环节。易燃、可燃液体贮罐(槽)车、汽车罐(槽)车，鹤管以及设备、管线等设施都需要重点加强静电防护。

储罐区静电产生的原因：
危险化学品储罐区的静电预防对策 
静电逸散时间因素
危险化学品储罐在注入危险化学品过程中，从停止注入到大液面产生最大静电电位，往往需要经过一段时间，这个时间通常称为延迟时间。为了安全，当需要直接测量液位或危险化学品液温时，应该躲过罐内静电荷的逸散时间。罐的容量越大，静电逸散时间越长。一般规定在3～5min以后再进行测量比较安全。

危险化学品储罐区的静电预防对策 
不同危险化学品相混合会增加静电的产生量
不同的危险化学品之间混合，不但会造成化学品之间发生一系列的化学反应，同时，由于化学品的密度和颗粒性质各有不同，导致输送或混合的时候，化学品颗粒之间发生摩擦，更易导致静电的产生。

例如某厂用管线向罐中输送航空煤油，同时又使用另一管线向同一罐中输送危险化学品，后者管线中有残留的残渣也被送入罐中。当时流速虽然仅有2m/s，但却因引起了重大的爆炸事故，损失达50余万元。

危险化学品储罐区的静电预防对策 
罐底的沉积水会增加静电电量
如罐底有沉积水，底部装入危险化学品方式会搅起沉积水，从而产生很高的静电电位。水是静电的良导体，但当少量的水掺杂在危险化学品中，因为水滴与危险化学品相对流动时要产生静电，反而使危险化学品静电量增加。

危险化学品储罐区的静电预防对策 
01
控制工艺过程，限制静电的产生；
就是工艺控制法，包括材料选择、工艺设计、设备结构及操作管理等方面所采取的措施。
02
创造条件加速静电泄漏或中和。
途径包括两种方法，泄漏法和中和法。接地、增湿、加入抗静电剂等属于泄漏法；运用感应静电消除器、高压静电消除器、放射线静电消除器及离子流静电消除器等均属于中和法。下面对第一条途径作一介绍。

针对储罐区的特点，预防与消除静电的主要途径有两条：
危险化学品储罐区的静电预防对策

1、控制危化品输送流速：
危险化学品在管道中流动所产生的静电量，与危险化学品流速的二次方成正比。降低流速便降低了摩擦程度，可减少静电的产生。所以当储罐输入和输出危险化学品的时候，控制危险化学品输送流速是减少静电电荷产生的一个有效方法。

在容器内灌注液体时，为防止产生液体飞溅和剧烈搅拌现象，应从底部装卸危险化学品或将危险化学品管延伸至接近容器的底部。易燃液体灌注结束后，不能立即进行取样等操作。应经过一段时间，待静电荷减少后再进行操作，以防静电放电火花引起着火爆炸。检尺、测温、采样时，不应猛拉快提，上提速度不大于0.5 m/s，下落速度不大于1 m/s。
预防与消除静电的途径

2、消除静电产生的附加源：
危险化学品含水或者不同危险化学品相混合并通过压缩空气时，静电的发生量将增大。危险化学品中含水5%会使电效应增大10～50倍。危险化学品通气调和也是十分危险的。因此，危险化学品的灌装和输出要避免危险化学品与水、空气混合以及不同危险化学品相混合。

危险化学品储罐或管道内混有杂质时，会产生更多的静电，因此要注意清除杂质。例如装危险化学品前应将储罐底部积水和其他杂物清除干净。带电物中，严防不接地的金属物出现。
预防与消除静电的途径

3、管道的连接：
储罐区输送管道较多，必须做好防静电措施。一般管道法兰连接4个螺栓以下的需要跨接。法兰间连接时，如用绝缘垫片做密封，需要跨接。使用螺纹连接时，螺纹内用密封橡胶时要跨接。接卸管道必须用防静电软管。夹层内衬金属丝的塑料软管是普通加强塑料软管，并不是防静电软管。需用专门防静电软管，管内金属丝要检测是否贯通，同时与金属管要良好接触。装车鹤管的转动节头应加装跨接线，跨接线一般用不小于8 mm的圆钢焊接或用扁金属以螺栓压紧。活动的接地或跨接软线应采用铜线。导线的连接最好采用焊接。用螺栓加弹簧片压接的应增加重复接地，并注意避免油脂污染和锈蚀。
预防与消除静电的途径

4、注意接卸环节：
易燃液体装桶时，铁桶应放置在导电地面上使之自然接地，禁止铺设非导电橡胶垫。对于橡胶、塑料等绝缘材料的输油管，应在管道表面缠金属丝，并接地。用夹钳(类似电池夹子)连接的临时接地，要注意没有油漆、树脂、油脂污染。连接点要离开装料口、卸料口等有可燃蒸气的地方。

总之，危险化学品储存企业要充分重视储罐区的防静电工作，加强对员工的防静电安全知识培训，正确运用预防和减弱静电危害的措施，才能保障储罐区的安全生产，减少事故发生和财产的损失。
预防与消除静电的途径
1、卧室内尽量不放或少放家用电器。这样可以避免人体与电器在近距离产生电场而碰触起静电，看电视最好距离电视机2～3米。 
2、用“第三者”消除静电。为避免静电击打，可用小金属器件（如钥匙）、棉抹布等先碰触可引起静电的大门、门把手、水龙头、椅背、床栏等消除静电，再用手触及。 
3、用纯天然织物。内衣、床单、被罩等尽量使用棉、麻、丝等天然纺织物，尽量不要用或穿化纤质地的家纺用品和服装。 
4、用木梳、润发露。梳头使用木梳，洗发时使用润发露，能消除静电。 
5、地板、墙面、天花板等使用防空间静电材料。

生活中静电的预防措施
6、到自然环境中去。有条件的话，在地上赤足运动一下，因为常见的鞋底都属绝缘体，身体无法和大地直接接触，也就无法释放身上积累的静电。 
7、尽量少穿化纤类衣物，或者选用经过防静电处理的衣物。贴身衣服、被褥一定要选用纯棉制品或真丝制品。同时，远离化纤地毯。 
8、秋冬季要保持一定的室内湿度，这样静电就不容易积累。室内放上一盆清水或摆放些花草，可以缓解空气中的静电积累和灰尘吸附。 
9、长时间用电脑或看电视后，要及时清洗裸露的皮肤，多洗手、勤洗脸，对消除皮肤上的静电很有好处。 
10、多饮水，多吃蔬菜、水果、酸奶，同时补充钙质和维生素c，减轻静电对人带来的影响 ，最后少穿胶底的鞋,胶底的鞋基本于地绝缘了,静电无法释放。

生活中静电的预防措施
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