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静电的产生及危害及消除静电危害的措施

[日期:2022-03-15]   来源:云南技能培训网  作者:云南技能培训网   阅读:6143次

静电的产生及危害及消除静电危害的措施

 

与流电相比,静电是相对静止的电荷。静电现象是一种常见的带电现象,如雷电、电容器残留电荷、摩擦带电等。近 20多年来,人们对于静电现象、静电的利用以及静电的危害进行了较多的研究。静电的利用,可以列出电喷漆、静电除尘、静电植绒、静电复印等很多例子,但这些都是利用由外来能源产生的高压静电场来进行工作的,和下面叙述的生产工艺过程中产生的有害静电不完全一样。我们先从静电的产生讲起。

 

一、静电的产生

以下生产工艺过程都比较容易产生静电

1)固体物质大面积的摩擦,如纸张与辊轴摩擦,橡胶或塑料碾炼,传动皮带与皮带轮或辊油摩擦等;固体物质在压力下接触而后分离,如塑料压制、上光等;固体物质在挤出、过滤时,与管道、过滤器等发生摩擦,如塑料的挤出、赛璐珞的过滤等。

2)高电阻液体在管道中流动且流速超过1m/s时,液体喷出管口时,液体注入容器发生冲击、冲刷或飞溅时等。

3)液化气体或压缩气体在管道中流动和由管口喷出时,如从气瓶放出压缩气体、喷漆等。

4)固体物质的粉碎、研磨过程,悬浮粉尘的高速运动等。

5)在混合器中搅拌各种高电阻物质,如纺织品的涂胶过程等。产生静电电荷的多少与生产物料的性质和料量、摩擦力大小和摩擦长度、液体和气体的分离或喷射强度、粉体粒度等因素有关。

 

二、静电的危害

静电的危害方式有以下三种类型

(1)爆炸或火灾。

(2)电击。

3)妨碍生产。

清除静电危害的措施大致有

接地、泄漏法采取接地、增湿、加入抗静电添加剂等措施使静电电荷比较容易地泄漏、消散,以避免静电的积累。

中和法采用静电中和器或其他方式产生与原有静电极性相反的电荷,使原有静电得到中和而消除,避免静电的积累。

工艺控制法从材料选择、工艺设计、设备结构等方面采取措施,控制静电的产生,使之不超过危险程度。

 

三、接地

接地是消除静电危害最简单的方法。接地主要用来消除导电体上的静电,不宜用来消除绝缘体上的静电。单纯为了消除导电体上的静电,接地电阻100Ω即可;如果是绝缘体上带有静电、将绝缘体直接接地反而容易发生火花放电,这时,宜在绝缘体与大地之间保持106~109Ω的电阻。

 

四、泄漏法

采取增湿措施和采用抗静电添加剂,促使静电电荷从绝缘体上自行消散,这种方法称为泄漏法。

1.增湿

增湿就是提高空气的湿度。这种消除静电危害的方法应用比较普遍。增湿的主要作用在于降低带静电绝缘体的绝缘性,或者说增强其导电性,这就减小了绝缘体通过本身泄放电荷的时间常数,提高了泄放速度,限制了静电电荷的积累。至于允许增湿与否以及提高湿度的允许范围,需根据生产的具体情况而定,从消除静电危害的角度考虑,保持相对湿度在70% 以上较为适宜。

2.加抗静电添加剂

抗静电添加剂是特制的辅助剂,有的添加剂加入产生静电的绝缘材料以后,能增加材料的吸湿性或离子性,从而把材料的电阻串降低到106107Ω·cm 以下,以加速静电电荷的泄放;有的添加剂本身具有较好的导电性,依其本身的导电性泄放生产过程中绝缘材料上产生的静电。

3.采用导电材料或纸绝缘材料

采用金属工具代替绝缘工具;在绝缘材料制成的容器内层,衬以导电层或金属网络,并予以接地;采用导电橡胶代替普通橡胶等,都会加速静电电荷的泄漏。

 

五、静电中和法

静电中和法是消除静电危害的重要措施。静电中和法是在静电电荷密集的地方设法产生带电离子,将该处静电电荷中和掉。静电中和法可用来消除绝缘体上的静电。静电中和法依其产生相压电荷或带电离子的方式不同,主要有以下几种类型。

1.感应中和器

感应中和器没有外加电源,一般由多组尾端接地的金属针及其支架组成。感应中和器工作时,生产物料上的静电在中和器的金属针上感应出相反的电荷,在金属针尖端附近形成很强的电场,在这个强电场的作用下,和生产物料混杂在一起的气体或其他介质发生电离,产生正离子和负离子。在电场的作用下,正、负离子分别向生产物料和针尖移动,从而把生产物料上的静电电荷中和和泄放掉。

感应中和器不需外加电源,设备简易;但作用范围小,消除静电不够彻底。

2.外接电源中和器

这种中和器由外加电源产生电场,当带有静电的生产物料通过该电场区域时,其上电荷发生定向移动而被中和和泄放;另外,外加电源产生的电场还可以阻止电荷的转移,减缓静电的产生;同时,外加高压电场对电解质也有电离作用,可加速静电电荷的中和和泄放。

放射线中和器

这种中和器是利用放射性同位素的射线使空气电离,进而中和和泄放生产物料上积累的静电电荷。采用这种方法时,要注意防止射线对人体的伤害。

4.离子风中和法

这种方法是把经过电离的空气,即所谓离子风,送到带有静电的物料中以消除静电。这种方法作用范围较大,但必须有离子风源设备。

 

六、工艺控制法

前面说到的增湿就是一种从工艺上消除静电危险的措施。不过,增湿不是控制静电的产生,而是加速静电电荷的泄漏,避免静电电荷积累到危险程度。在工艺上,还可以采用适当措施,限制静电的产生,控制静电电荷的积累。例如

(1)用齿轮传动代替皮带传动,除去产生静电的根源。

(2)降低液体、气体或粉体的流速,限制静电的产生。

3)倾倒和注入液体时,防止飞溅和冲击,最好自容器底部注入,在注油管口,可以加装分流头,降低管口附近油流上的静电,且减小对油面的冲击。

4)设法使相互接触或摩擦的两种物质的电子逸出功大体相等,以限制电荷静电的产生等。

另外,还有一些不属于以上四项措施的其他措施,例如为了防止人体带上静电造成危害,工作人员可以穿抗静电工作服和工作鞋。采取通风、除尘等项措施也有利于防止静电的危害。


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