四、靜電危害

　　1靜電的危害形式和事故后果

　　靜電危害是由靜電電荷或靜電場能量引起的。在生產(chǎn)工藝過程中以及操作人員的操作過程中，某些材料的相對(duì)運(yùn)動(dòng)、接觸與分離等原因?qū)е铝讼鄬?duì)靜止的正電荷和負(fù)電荷的積累，即產(chǎn)生了靜電。由此產(chǎn)生的靜電其能量不大，不會(huì)直接使人致命。但是其電壓可能高達(dá)數(shù)十千伏以上容易發(fā)生放電，產(chǎn)生放電火花。靜電的危害形式和事故后果有以下幾個(gè)方面。

　　1)在有爆炸和火災(zāi)危險(xiǎn)的場所，靜電放電火花會(huì)成為可燃性物質(zhì)的點(diǎn)火源，造成爆炸和火災(zāi)事故。

　　2)人體因受到靜電電擊的刺激，可能引發(fā)二次事故，如墜落、跌傷等。此外，對(duì)靜電電擊的恐懼心理還對(duì)工作效率產(chǎn)生不利影響。

　　3)某些生產(chǎn)過程中，靜電的物理現(xiàn)象會(huì)對(duì)生產(chǎn)產(chǎn)生妨礙，導(dǎo)致產(chǎn)品質(zhì)量不良，電子設(shè)備損壞。

　　2靜電的特性

　　(1)靜電的產(chǎn)生

　　實(shí)驗(yàn)證明，只要兩種物質(zhì)緊密接觸而后再分離時(shí)，就可能產(chǎn)生靜電。靜電的產(chǎn)生是同接觸電位差和接觸面上的雙電層直接相關(guān)的。

　　1)靜電的起電方式

　�、俳佑|——分離起電。兩種物體接觸，其間距離小于25×10-8cm時(shí)，由于不同原子得失電子的能力不同，不同原子外層電子的能級(jí)不同，其間即發(fā)生電子的轉(zhuǎn)移。因此，界面兩側(cè)會(huì)出現(xiàn)大小相等、極性相反的兩層電荷。這兩層電荷稱為雙電層，其間的電位差稱為接觸電位差。根據(jù)雙電層和接觸電位差的理論，可以推知兩種物質(zhì)緊密接觸再分離時(shí)，即可能產(chǎn)生靜電。

　�、谄茢嗥痣�。材料破斷后能在宏觀范圍內(nèi)導(dǎo)致正、負(fù)電荷的分離，即產(chǎn)生靜電。這種起電稱為破斷起電。固體粉碎、液體分離過程的起電屬于破斷起電。

　　③感應(yīng)起電。例舉一種典型的感應(yīng)起電過程。假設(shè)一導(dǎo)體A為帶有負(fù)電荷的帶電體，另有一導(dǎo)體B與一接地體相連時(shí)，在帶電體A的感應(yīng)下，B的端部出現(xiàn)正電荷，B由于接地，其對(duì)地電位仍然為零，而當(dāng)B離開接地體時(shí)，B成為了帶正電荷帶電體。

　�、茈姾蛇w移。當(dāng)一個(gè)帶電體與一個(gè)非帶電體接觸時(shí)，電荷將發(fā)生遷移而使非帶電體帶電。例如：當(dāng)帶電霧滴或粉塵擅擊導(dǎo)體時(shí)，便會(huì)產(chǎn)生電荷遷移;當(dāng)氣體離子流射在不帶電的物體上時(shí)，也會(huì)產(chǎn)生電荷遷移。

　　2)固體靜電

　　固體靜電可用雙電層和接觸電位差的理論來解釋。雙電層上的接觸電位差是極為有限的，而固體靜電電位可高達(dá)數(shù)萬伏以上，其原因在于電容的變化。

　　將兩種相接近的兩個(gè)帶電面看成是電容器的極板�？梢酝浦娙萜魃系碾妷簎與電容器極間距離d成正比。兩個(gè)帶電面緊密接觸時(shí)，其間距離d只有25×10-8cm。若二者分開為l cm，即d增大為400萬倍。與其對(duì)應(yīng)，如接觸電位差為0.01 V，則(在不考慮分開時(shí)電荷逆流的情況下)，二者之間u可達(dá)40，000 V。

　　橡膠、塑料、纖維等行業(yè)工藝過程中的靜電高達(dá)數(shù)十千伏，甚至數(shù)百千伏，如不采取有效措施，很容易引起火災(zāi)。

　　3)人體靜電

　　人體靜電引發(fā)的放電是釀成靜電災(zāi)害的重要原因之一。人體靜電的產(chǎn)生主要由摩擦、接觸——分離和感應(yīng)所致。人體在日常活動(dòng)過程中，衣服、鞋以及所攜帶的用具與其他材料摩擦或接觸——分離時(shí)，均可能產(chǎn)生靜電。例如，當(dāng)穿著化纖衣料服裝的人從人造革面的椅子上起立時(shí)，由于衣服與椅面之間的摩擦和接觸一分離，人體靜電可達(dá)10 000 V以上。

　　4)粉體靜電

　　粉體實(shí)質(zhì)是處在微小顆粒狀態(tài)下的固體，其靜電的產(chǎn)生也符合雙電層的基本原理。當(dāng)粉體物料被研磨、攪拌、篩分或處于高速運(yùn)動(dòng)時(shí)，由于粉體顆粒與顆粒之間以及粉體顆粒與管道壁、容器壁或其他器具之間的碰撞、摩擦，或因粉體破斷等都會(huì)產(chǎn)生危險(xiǎn)的靜電。

　　5)液體靜電

　　液體在流動(dòng)、過濾、攪拌、噴霧、噴射、飛濺、沖刷、灌注和劇烈晃動(dòng)等過程中，由于靜電荷的產(chǎn)生速度高于靜電荷的泄漏速度。從而積聚靜電荷，可能產(chǎn)生十分危險(xiǎn)的靜電。

　　6)蒸氣和氣體靜電

　　蒸氣或氣體在管道內(nèi)高速流動(dòng)，以及由閥門、縫隙高速噴出時(shí)也會(huì)產(chǎn)生危險(xiǎn)的靜電。類似液體，蒸氣產(chǎn)生靜電也是由于接觸、分離和分裂等原因產(chǎn)生的。

　　完全純凈的氣體即使高速流動(dòng)或高速噴出也不會(huì)產(chǎn)生靜電。但由于氣體內(nèi)往往含有灰塵、鐵末、液滴、蒸氣等同體顆�；蛞后w顆粒，正是這些顆粒的碰撞、摩擦、分裂等過程產(chǎn)生了靜電。例如，噴漆的過程實(shí)質(zhì)上是將含有大量雜質(zhì)的氣體高速噴出，就會(huì)伴隨比較強(qiáng)的靜電產(chǎn)生。

　　(2)靜電的消散

　　中和與泄漏是靜電消失的兩種主要方式，前者主要是通過空氣發(fā)生的;后者主要是通過帶電體本身及其相連接的其他物體發(fā)生的。

　　1)靜電中和�？諝庵械淖匀淮嬖诘膸щ娏Ｗ訕O為有限，中和是極為緩慢的，一般不會(huì)被覺察到。帶電體上的靜電通過空氣迅速的中和發(fā)生在放電時(shí)。

　　2)靜電泄漏。表面泄瀑和內(nèi)部泄漏是絕緣體上靜電泄漏的兩種途徑。靜電表面泄漏過程其泄漏電漉遇到的是表面電阻;靜電內(nèi)部泄漏過程其泄漏電流遇到的是體積電阻。

　　(3)靜電的影響因素

　　1)材質(zhì)和雜質(zhì)的影響

　　一般情況下，雜質(zhì)有增加靜電的趨勢。但如雜質(zhì)能降低原有材料的電阻率，加入雜質(zhì)則有利于靜電的泄漏。

　　液體內(nèi)含有高分子材料(如橡膠、瀝青)的雜質(zhì)時(shí)，會(huì)增加靜電的產(chǎn)生。

　　液體內(nèi)含有水分時(shí)，在液體流動(dòng)、攪拌或噴射過程中會(huì)產(chǎn)生靜電。液體內(nèi)水珠的沉降過程中也會(huì)產(chǎn)生靜電。如果油罐或油槽底部積水，經(jīng)攪動(dòng)后可能由靜電引發(fā)爆炸事故。

　　2)工藝設(shè)備和工藝參數(shù)的影響

　　接觸面積愈大，產(chǎn)生靜電愈多，接觸壓力愈大或摩擦愈強(qiáng)烈，會(huì)增加電荷的分離，以致產(chǎn)生較多的靜電。工藝速度越高，產(chǎn)生的靜電越強(qiáng)。下列是容易產(chǎn)生和積累靜電典型工藝過程：

　�、偌垙埮c輥軸摩擦、傳動(dòng)皮帶與皮帶輪或輥軸摩擦等;橡膠的碾制、塑料壓制、上光等;塑料的擠出、賽璐珞的過濾等。

　�、诠腆w物質(zhì)的粉碎、研磨過程;粉體物料的篩分、過濾、輸送、干燥過程;懸浮粉塵的高速運(yùn)動(dòng)等。

　�、墼诨旌掀髦懈鞣N高電阻率物質(zhì)的攪拌。

　�、芨唠娮杪室后w在管道中流動(dòng)且流速超過1 m/s;液體噴出管口;液體注入容器發(fā)生沖擊、沖刷和飛濺等。

　�、菀夯瘹怏w、壓縮氣體或高壓蒸氣在管道中流動(dòng)和由管口噴出，如從氣瓶放出壓縮氣體、噴漆等。

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