Некоторые другие способы защиты от статического электричества

а) Подбор контактных пар. В ряде случаев подбор материала контактирующих поверхностей уменьшает ин­тенсивность генерации зарядов СЭ. При этом в некото­рых случаях идут по пути изготовления взаимодействую­щих поверхностей из однородных материалов. Для этого части станка, с которыми взаимодействует перерабаты­ваемый материал, облицовывают тем же материалом. На практике принятые меры далеко не всегда обеспечи­вают ожидаемый результат.

В текстильной промышленности при переработке хи­мических волокон положительных результатов добива­ются путем смешивания волокон из различных материа­лов, электризующихся зарядами противоположного зна­ка. Подбирая в определенных пропорциях смешиваемые волокна, стремятся к тому, чтобы суммарный заряд был минимальным.

Оптимальные пропорции смешиваемых волокон опре­деляются, как правило, опытным путем. Исходными данными для подбора смешиваемых материалов являет- 68

ся так называемый электростатический ряд, в котором ■атериалы расположены в определенной последователь­ности. В начале этой последовательности находятся ма­териалы, приобретающие в результате контакта (напри­мер, с металлом) наибольший положительный заряд, а в конце — наибольший отрицательный. В качестве при-шера приведен один из таких рядов.

' Трибоэлектрический ряд по Лемике: Положитель­ный конец ряда — стекло — человеческий волос — ■айлон— шерсть — шелк — вискоза — хлопок — бума-га — лубяное волокно — сталь — эбонит — ацетатный «елк —- синтетическая резина — дакрон — орлон — са-ран — полиэтилен — отрицательный конец ряда. I Между силой трения и электростатическим зарядом на перерабатываемом материале существует определен­ная зависимость: количество зарядов СЭ на обрабаты­ваемом материале увеличивается с увеличением силы Врения. В связи с этим плотность зарядов СЭ может Выть снижена за счет уменьшения силы трения. Сделать ■го можно, например, уменьшая натяжение полотна, ■итей и т. д. Кроме того, для уменьшения заряда СЭ меобходимо стремиться к уменьшению площади контак­тов взаимодействующих поверхностей.

б) Снижение скорости технологического процесса. Из­вестно, что при повышении скорости переработки воло­кон увеличивается заряд. Снизить величину заряда СЭ шутем уменьшения скорости переработки можно лишь в том случае, если удельное электрическое сопротивле­ние меньше 10⁸ Ом-м. В некоторых случаях однозначная [зависимость между зарядом и скоростью переработки [нарушается, а иногда наблюдается увеличение заряда с уменьшением скорости.

Максимально допустимые, безопасные в отношении возможности воспламенения паров жидкости в прием­ном резервуаре режимы транспортировки нефтепродук­тов по длинным трубам диаметром 100—250 мм опреде­ляются из соотношения

^<0,64, [где V — линейная скорость жидкости в трубе, м/с; й — [диаметр трубы, м.

При наличии в магистрали трубопровода фильтров, сепараторов и другого технологического оборудования, расположенного на небольшом расстоянии от приемного

резервуара, режим транспортировки нефтепродуктов выбирается из условия, чтобы плотность заряда на вхо­де в резервуар не превышала 30 мкКл/м³ при электро­проводности жидкости не менее 0,5 пкСм.

в) Увеличение емкости системы. Повышение электри­
ческой емкости системы в некоторых случаях дает ощу­
тимый эффект. Принцип этой защиты заключается
в устранении или ослаблении искрового разряда. Для
образования искры необходима определенная разность
потенциалов (минимальная 300 В), а чтобы искра смог­
ла зажечь горючую смесь, она должна обладать опреде­
ленной энергией (например, для паров бензина мини­
мальная энергия составляет 0,2 мДж). Из двух электро­
статических уравнений У=(}/С и ХР=0²/2С видно, что
величина потенциала и энергии обратно пропорциональ­
на емкости С системы. Отсюда следует, что с увеличе­
нием емкости данной системы уменьшаются потенциал
и энергия искры. Практически емкость системы увеличи­
вают, приближая заземленные объекты к наэлектризо­
ванному материалу. Например, устанавливают тонкий
заземленный металлический лист под движущимся заря­
женным диэлектрическим полотном и т. д.

г) Корректировка технологических операций. В ряде
случаев источником заряжения диэлектриков являются
технологические операции, сопутствующие основному
процессу.

Наиболее характерные из них —операции внутри ре­зервуаров, в которые поступает продукт. Внутри резер­вуаров может быть: а) разбрызгивание поступающей диэлектрической жидкости; б) разбрызгивание во­ды, находящейся на дне резервуара, потоком поступаю­щей жидкости; в) прохождение пузырей воздуха или газа через слой жидкости или сыпучего материала; г) всклуб-ливание пыли в бункерах; д) 'перемешивание жидко­сти и сыпучего материала внутри контейнера.

Внесение корректировки в эти операции ослабляет опасные проявления СЭ, так разбрызгивание при запол­нении резервуаров исключается, если поток поступает под уровень жидкости. С этой целью наливную трубу опускают почти до дна резервуара, и струю направляют вдоль дна, чем уменьшают турбулентность и перемеши­вание осадка на дне.

Всклубливание пыли в бункерах можно исключить устройством скатов внутри бункера. Желательно, чтобы

Сыпучий продукт был монодисперсным и однородным. Шри большой неоднородности частиц по размерам вслед­ствие различной скорости осаждения возможно образо­вание двух разделенных в пространстве и противополо­жно заряженных облаков пыли, которые могут Способствовать развитию электрического разряда в аэро­взвеси.

д) Проведение технологических процессов в средах, в которых разряд СЭ не представляет опасности. В ря-ве технологических процессов с легковоспламеняющими­ся веществами в химической промышленности трудно предусмотреть мероприятия, исключающие опасное Ёскрообразование в результате электризации. В этих Влучаях технологические процессы проводятся в услови-■х, при которых появление электрических разрядов не Ёпасно. Названные условия обеспечиваются заменой го­рючих сред негорючими; поддержанием концентрации Ворючих сред вне диапазона взрываемое.™, а также про­ведением технологических операций в атмосфере газа,,не поддерживающего горения, например азота.

I е) Эксплуатация устройств защиты от статического электричества. Устройства защиты от СЭ эксплуатиру­ется в соответствии с «Правилами защиты от статиче­ского электричества в производствах химической, нефте­химической и нефтеперерабатывающей промышленно­сти». Устройства защиты от СЭ (нейтрализаторы зазем-тения и др.) принимаются в эксплуатацию одновременно к приемкой технологического и энергетического оборудо­вания в соответствии с требованиями, предъявляемыми 'действующими нормами по приемке в эксплуатацию за­конченных строительством предприятий, зданий и соору­жений.

Электрические нейтрализаторы должны эксплуатиро­ваться в соответствии с прилагаемыми к ним «Правила­ми технической эксплуатации», «Инструкциями по экс­плуатации» и «Правилами техники безопасности при Вксплуатации электроустановок потребителей».

Особое внимание в ходе эксплуатации электрических иейтрализаторов следует уделять состоянию поверхности разрядных электродов.

I Установка и эксплуатация радиоактивных нейтрали­заторов Всесоюзного объединения «Изотоп» должны производиться в соответствии с инструкциями на них. радиоактивные нейтрализаторы других конструкций до-

пускается к применению, если они удовлетворяют тре­бованиям «Санитарных правил по устройству и эксплуа­тации радиоизотопных нейтрализаторов статического электричества с эмалевыми источниками альфа- и бета-излучения №879-71», «Основных санитарных правил ра­боты с радиоактивными веществами и источниками ионизирующих излучений № ООП-72» и «Норм радиаци­онной безопасности НРБ-69».

Осмотр и ремонт нейтрализаторов должны произво­диться в соответствии с «Инструкциями по эксплуата­ции». График ремонта по возможности должен совме­щаться с графиком ремонта основного оборудования. В случае более частых ремонтов на время ремонта уста­навливаются резервные нейтрализаторы.

Профилактический ремонт радиоактивных нейтрали­заторов сводится к следующему: не реже 2 раз в месяц следует чистить активную поверхность источников, одно­временно проверяя наличие неисправностей. После сня­тия сетки поверхность источников протирают марлевым тампоном, смоченным в спирте или бензине.

Запрещается протирать поверхность источников кис­лотами и щелочами. Особое внимание должно уделяться отходам после чистки. Все отходы помещают в пласти-катовые мешки и сдают для захоронения на специаль­ные пункты, а если их активность не превышает пре­дельно допустимой, выбрасывают в неперерабатываемые отходы.

Перечисленные работы целесообразнее выполнять, прибегая к услугам специализированных организаций, например специализированного управления по монтажу и наладке радиационной техники.

Контроль состояния заземляющих устройств, предназ­наченных для защиты от СЭ, производится одновремен­но с проверкой основного заземления электрооборудо­вания цеховых установок в соответствии с ПТЭ и ПТБ электроустановок потребителей.

Ч—твои

Приложение 1

Удельное объемное электрическое сопротивление углеводородов и нефтепродуктов при 25°С и концентрации присадки 0,01%

А

		Удельное объемное электрическое сопротивление, Ом-м г
Присадка	Беизол	Шклогексан	Изооктан	Бензин Б-70	1 Бензин А-66	Топливо ТС-1	Керосин осве­тительный
Без присадки.....................	0,2-10"	0,28-Ю12	1,0.10"	0,45-10"	0,17-10"	0,17-10"	0,48.10й
Олеат хрома.......................	0,24-10"	0,12-10°	0,4.10°	0,59-!08	0,32-108	0,50.108	0,9-Ю8
Опеат кобальта....	—	—	—	0,12.10»	0,11-10»	0,67-10»	0,71-10»
Нафтенат кобальта...	—	~	1,8.10"	—	—	—	—
Нафтенат меди....	0,14-10"	—	—	—	—	—	—
Соль хрома СЖК фр. С„—С20.....	...	___	__	0,23-10»	___	0,25-10»	___
Соль хрома СЖК фр. Сц—С11;.......................	___	___	—	0,18-10»	___	0,25-10»	___
Олеатдисалицилат хрома	.—	—	—	0,77-108	—	0,12-10;	—
Диолат хрома дикетона	—	—	—	0,63-Ю8	—	0,15-10»	—
Диолат хрома дикетона ЦТМ...................................	___	—.	—	0,14-10»	___	0,22-10»	___
Нафтенат хрома....	1,1-Ю»	—	0,83 109	0,45-10»	0,19-10»	—	—
	----	——		0,38-10»	0,4.10»	~*—	"~~

А

Удельное объемнее электрическое сопротивление (р^, Ом-м) резин на основе различных каучуков при наполнении их ацетиленовой сажей (АТ2-70)

Приложение 2

Тип каучука

Бутадиеновый СКД. Бутадпен-штрильиый: СКН-18.... СКН-26.... СКН-26М... СКН-40.... Бутилкаучук.... Изопреновый СКИ-3 Комбинация: СКИ-3-СКД (50:50). Фторкаучук СКФ-26 Хлоропреиовый каучук

1-10»= 7.5-10" 2.3-108 1,0-10» 1,5-10' 2,0-Ю11 3-1012 1,5-10" 6,4-Ю" 3,9.10»

Примечания; 1. Электрическое сопротивление, Ом-м лось потенциометрическим способом (методика МИТХТ им. М. 2. Удельное объемное электрическое сопротивление резин наполненными ацетиленовой сажей.

90.

0,07
0,10
0,10
0,07
0,07
0,07
0,06
0,05
0,06

0.10 0,17 0,14 0,10 0,10 0,10 0,09 0,08 0,02 0,10

11,2 1,8.10» 1,5.10е 7,8-10* 5.1 105 98,0 5,9 3,5 1,86 4,54-10*

0,13 0,29 0,24 0,18 0,12 0,13 0,11 0.09 0,02 0,16

0,22 0,44 0,32 0,28 0,85 0,21 0,20 0,18 0,03 0,23

0,32 3,35 0,82 0,51 0,61 0,89 0,25 0,21 0,06 0,50

Содержание сажи в резиновой смеси (массовых частей на 100 массовых частей каучука)

2,0	0,61
107,2	32,0
92,4	4,4
10,2	1,8
59,7	2,9
3,5	0,87
1,1	0,54
0,95	0,48
0,40	0,16
10,4	1,5

резине р > 10* измерялось по ГОСТ 6433-71; при р.,< 10» измерение

В. Ломоносова).

с сажей ПМ-100 имеет величину, в 5—10 раз большую по сравнению с

0,04

0,05 0,06 0,05 0,05 0,04 0,03

0,03

0,04

проводи-резинамв.

Приложение 3

Физико-механические показатели проводящих [масло- и беизостойких резин

Показатели

Пластичность по стандарту

Предел прочности при раз­
рыве, кгс/см*......................

Относительное удлинение,
%..........................................

Остаточное удлинение, %, Удельное электрическое со­противление, Ом - м, при

Я вулканизации:

| в прессе.........................

V в котле.............................

Температура хрупкости, *С

Набухание в течение 24 ч, % по массе:

' в бензоле при 25°С.. в бензине БР1 при 25^вГ в топливе Т-1 при 70^вС

' * В каждой смеси содержится

Резиновая	смесь на основе	каучука*
СК.Н-18	СКН-26	Наирит КР
0,15—0,2,0	0,13—0.18	0,2—0.4
130—150	150—180	90—120
350—400 4—12	380—440 6—15	400—500 20—30
1,0-10-» 9,7 От —50 до 55	Б.1-10-» 3.7-10» От —47 до —50	4-Ю-1 6.0 От —30 До —40
80—90 0,5—1,0 6—8	60—80 До 0.6 4—7	90—120 5—8 20—30

80 массовых частей ацетиленовой сажи.

Приложение 4

Определение скленности диэлектрических материалов к электризации

Основными параметрами, характеризующими возможность элек­тризации материалов, являются удельная объемная и поверхностная Iэлектропроводность. Чем выше удельное сопротивление, тем больше [опасность электризации материалов и длительного сохранения за­рядов СЭ. Пороговыми значениями, при которых возможно прояв­ление СЭ для твердых диэлектриков, следует считать удельное со­противление 10⁸ Ом-м, для жидких 10⁹ Ом-м.

Методы определения электрических сопротивлений твердых ди­электрических материалов регламентированы ГОСТ 6433.2-71, I жидких — ГОСТ 6581 -75. Измерение сопротивлений в соответствии ■с названными ГОСТ выполняются при постоянном напряжении. При Ьротекании постоянного тока в ходе измерения электропроводности в жидкости могут развиваться поляризационные процессы, происхо­дит электроочистка, в результате чего уменьшается количество носи­телей электрического заряда. Это обусловливает появление значи­тельной погрешности измерений, которая, если не приняты специаль­ные меры, может достигать 100% и более. Результат измерений Влектропроводности будет существенно занижен. Для того чтобы погрешность измерений электропроводности жидких диэлектриков материалов свести к минимуму, необходимо соблюдение ряда тре­бований, которые ГОСТ не оговорены. К этим требованиям отно-

сятся:

1. Тщательное изготовление изоляции измерительной ячейки, которую рекомендуется делать нз кварца или фторопласта-4. Целе­сообразно использование измерительной ячейки типа ЭЖ-1, разрабо­танной "ленинградским филиалом СКВ АНН (Специальное конструк­торское бюро по автоматике в нефтепереработке и нефтехимии), для измерения электропроводности жидких углеводородов. Перед прове­дением измерений ячейка должна промываться в следующей после­довательности: 2 раза в спиртобензольной смеси (1: 1); 2 раза пет-ролейным эфиром или другим легкокипящим углеводородом с по­следующей сушкой, после чего 3 раза ополаскивают исследуемой жидкостью. Отмеренное количество пробы жидкости заливают во внешний сосуд измерительной ячейки и затем плавно погружают в него измерительный электрод с охранным кольцом.

2. Измерения проводят сразу после залива пробы жидкости в ячейку (исключение составляют масла и другие жидкости, обла­дающие большой вязкостью, в которых при заливе могут возникать и длительно сохраняться пузырьки воздуха).

3. Выполнение измерений при напряжении, подводимом к ячей­ке, не превышающем 1—2 В.

4. Производить отсчет показаний по первому отклонению стрел­ки индикатора до максимума с момента подачи напряжения.

Измерения электропроводности производят не менее 3 раз подряд, каждый раз заливая в ячейку новую порцию жидкости. Результаты трех последовательных измерений не должны разли­чаться между собой более чем на +57о- В качестве прибора для измерения электропроводности жидких диэлектриков рекомендуется использовать терраомметр ЕК6-7, предназначенный для измерения сопротивлений в диапазоне от 10⁷ до 10¹⁵ Ом. Погрешность прибора не превышает +10%. Возможно также использование терраомметров ЕК6-П и Е6-14. При проведении измерений ячейка с пробой жидко­сти помещается в экранирующую камеру.

Основные требования предъявляются к отбору проб жидкости для измерения электропроводности. Отбор пробы осуществляют в бутылку из светлого или зеленого стекла (коричневое стекло не допускается) с помощью пробоотборника, выполненного в соответ­ствии с ГОСТ 2517-69. Бутылки для отбора проб моют горячей водой со стиральным порошком, затем водопроводной водой, тщательно сушат в сушильном шкафу и закрывают пробками, обернутыми алю­миниевой фольгой или полиэтиленовой пленкой.

Пробы жидкости, отобранные для измерения электропроводно­сти, хранению не подлежат. Измерение электропроводности должно быть выполнено не позднее чем через 30 мин с момента отбора пробы.

В таблице приведены данные по удельным сопротивлениям наи­более широко используемых веществ.

Применительно к твердым диэлектрикам помимо удельной элек­тропроводности для оценки электризуемости определяют начальную плотность Со количества электричества на образце и время гтекгтшя половины этого заряда т_ст (ГОСТ 16185-70). Испытания проводят ие менее чем на трех образцах без дефектов в форме дисков диа­метром 100 и толщиной 1 мм. Зарядка образца, измерение плотно­сти заряда и времени полуразряца производят на специальной уста­новке, схема и конструкция которой описаны в Справочнике по электротехническим материалам под ред. Ю. В. Корицкого, В. В. Па-сынкова, Б. М. Тареева, том 2 (М., Энергия, 1977 г.).

Таблица

Удельное объемное сопротивление наиболее широко используемых веществ

Материал

Удельное объемное сопротивле­ние, Ом-м

Материал

Удельное объемное сопротивле­ние, Ом-м

Исбест Ацетон Бензин Б-70 Бумага (рисовая) Винипласт Г"лиЦерин Дерево сухое Дизельное топливо Щревеснослоистые ■ пластики ■амень некусст-г веиный Капр^и

Каучук натураль-I ный Керамические

[ ПЛИТКИ

Керосин Шинолеум Найлон Ренопласты

	10'=
	103
10" —Ю18
(2-	-8) 10'
	10"
1,	5-10*
10»	— Ю"
108	— 10"
10'	— 1010
109	— 10"
	10"
|0"	— 10"
105	— 10е
109	— 10"
106	— 10"
1010	— 10"
10"	— 10"

Поливинилхлорид

Полиэтичен

Почипропилен

Полистирол

Реактивное топли­во ТС-1

Резины

Смолы эпоксидные

Скипидар

Стекло

Стекловата

Стекло органиче­ское

Стеклопластики

Стеклотекстолиты

Толуол

Уайт-спирит

Углерод четырех-хлористый

Фенол

Фторопласты

10" — 10" 10"—10" 10"— 10"

10" Ю" _ Ю"

10* — 10"

10" — 10"

10' — 10^й

10" — 10"

10⁹—10"

10⁸—10"

10" —10" Ю" — 10" 10"— 10" 10" — 10" 10" — 10"

10»

Ю" — 10"

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Статическое электричество в химической промышленности. Под ред. Б. И. Сажина. Л., «Химия», 1977.

2. Правила защиты от статического электричества в производ­ствах химической, нефтехимической и нефтеперерабатывающей про­мышленности. М., «Химия», 1973.

3. Черкасов В. Н. Защита взрывоопасных сооружений от мол­нии и статического электричества. М., Стройиэдат, (1973.

4. Гефтер П. Л., Журавлев В. С. Устройства нейтрализации за­рядов статического электричества на оборудовании для переработки пластмасс и резины. М., ЦИНТИхимнефтемаш, 1973.

5. Василенок Ю. И. Защита полимеров от статического элек­тричества. Л., «Химия», 1975.

ОГЛАВЛЕНИЕ

Предисловие.................................................................... 3^

1. Основные сведения о статическом электриче­стве 5-

2. Способы измерений и приборы для оценки ■параметров, характеризующих статическую электризацию диэлектриков 20

3. Защита от статического электричества в про­мышленности 41

Приложения.................................................................... 73

Список литературы......................................................... 78.

Я

БОРИС КОНСТАНТИНОВИЧ МАКСИМОВ АЛЕКСЕЙ АЛЕКСАНДРОВИЧ ОБУХ