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危險化學品儲罐區(qū)的靜電如何預防與消除
發(fā)布時間：2015年11月06日 來源：網(wǎng)絡轉載
靜電在我們的日常生活中可以說是無處不在，人走過化纖地毯產(chǎn)生的靜電大約是35000伏，翻閱塑料說明書產(chǎn)生的靜電大約7000伏，最高時產(chǎn)生的靜電甚至達幾萬伏。在生活中，靜電能使人體受到傷害;在化工行業(yè)中，靜電能引發(fā)火災爆炸事故，造成損失。靜電引發(fā)的儲罐火災占全部火災爆炸的10%以上。在日常安全檢查中，我們發(fā)現(xiàn)許多企業(yè)不重視危險化學品儲罐區(qū)靜電的防治，一旦發(fā)生火災爆炸事故，后果慘重。本文通過對靜電產(chǎn)生的原因進行分析，提出預防措施，用以指導企業(yè)加強儲罐區(qū)的安全管理，防止火災爆炸事故發(fā)生。
一、儲罐區(qū)靜電產(chǎn)生的原因
危險化學品儲罐區(qū)生產(chǎn)作業(yè)的過程，通常包括易燃、可燃液體的裝卸、輸送、調合、采樣、檢尺、測溫及設備清洗等各種環(huán)節(jié)。易燃、可燃液體貯罐(槽)車、汽車罐(槽)車，鶴管以及設備、管線等設施都需要重點加強靜電防護。
1、危險化學品的電阻率影響靜電產(chǎn)生
據(jù)有關資料介紹，液體的電阻率在1010～1015?·m時，能產(chǎn)生危險的靜電，而在 1013?·m是產(chǎn)生的靜電最大。高于1015?·m以及低于1010?·m時，靜電的產(chǎn)生和積聚小到可以忽視的程度。特別是電阻率在106?·m以下時，對靜電來說就等于是導體的作用了，這時可以不考慮靜電問題。
原油、重油的電阻率是109～1010?·m，產(chǎn)生靜電的危險性小;汽油、煤油、清油、噴氣燃料等的電阻率為1012～1013?·m，是最容易產(chǎn)生靜電的物質，需要特別注意。比較產(chǎn)生靜電的傾向，煤油>噴氣燃料>汽油。
2、裝卸危險化學品方式造成靜電
裝卸危險化學品方式可分為兩種：一種為底部裝卸法，另外一種為上部裝卸法。這兩種方法相比，后者產(chǎn)生靜電量更大。不但因液體分離而產(chǎn)生新的電荷，更主要的是電荷沒有充分的時間馳張，所以表層電荷密度較高，同時還因危險化學品沖擊至罐壁造成噴濺飛沫而產(chǎn)生靜電。上部灌裝所產(chǎn)生的靜電量遠遠大于下部灌裝的靜電量。所以使用下部灌裝可以有效的減少靜電的產(chǎn)生。
3、不同危險化學品相混合會增加靜電的產(chǎn)生量
不同的危險化學品之間混合，不但會造成化學品之間發(fā)生一系列的化學反應，同時，由于化學品的密度和顆粒性質各有不同，導致輸送或混合的時候，化學品顆粒之間發(fā)生摩擦，更易導致靜電的產(chǎn)生。例如某廠用管線向罐中輸送航空煤油，同時又使用另一管線向同一罐中輸送危險化學品，后者管線中有殘留的殘渣也被送入罐中。當時流速雖然僅有2m/s，但卻因引起了重大的爆炸事故，損失達50余萬元。
4、罐底的沉積水會增加靜電電量
如罐底有沉積水，底部裝入危險化學品方式會攪起沉積水，從而產(chǎn)生很高的靜電電位。水是靜電的良導體，但當少量的水摻雜在危險化學品中，因為水滴與危險化學品相對流動時要產(chǎn)生靜電，反而使危險化學品靜電量增加。
5、靜電逸散時間因素
危險化學品儲罐在注入危險化學品過程中，從停止注入到大液面產(chǎn)生最大靜電電位，往往需要經(jīng)過一段時間，這個時間通常稱為延遲時間。為了安全，當需要直接測量液位或危險化學品液溫時，應該躲過罐內靜電荷的逸散時間。罐的容量越大，靜電逸散時間越長。一般規(guī)定在3～5min以后再進行測量比較安全。5、消除靜電產(chǎn)生的附加源
危險化學品含水或者不同危險化學品相混合并通過壓縮空氣時，靜電的發(fā)生量將增大。危險化學品中含水5%會使電效應增大10~50倍。危險化學品通氣調和也是十分危險的。因此，危險化學品的灌裝和輸出要避免危險化學品與水，空氣混合以及不同危險化學品相混合。
危險化學品罐或管道內混有雜質時，能產(chǎn)生較多的靜電，因此要注意清除雜質。例如裝危險化學品前應將儲罐底部積水和其他雜物清除干凈。帶電物中，嚴防不接地的金屬物出現(xiàn)。
二、靜電的危害
危險化學品在管線輸送中，雖然有靜電的產(chǎn)生，但由于管線中充滿危險化學品而沒有足夠的空氣，不具備爆炸著火的條件。當把帶有電荷的危險化學品裝入儲罐，則因電荷不能迅速泄掉便積聚起來，使液面具有一個較高的電位，這時若液面上部空間形成了爆炸混合氣體，就可能發(fā)生火災爆炸。另外，靜電放電會造成計算機、自動控制裝置等電子設備的故障和誤動作。在儲罐區(qū)，靜電所引起的電擊雖然不會致人死亡，但是往往會導致二次事故，因此也要加以防范。
三、靜電危害的消除措施
消除靜電的主要途徑有兩條;一是創(chuàng)造條件加速靜電泄漏或中和;二是控制工藝過程，限制靜電的產(chǎn)生。第一條途徑包括兩種方法，泄漏法和中和法。接地、增濕、加入抗靜電劑等屬于泄漏法，運用感應靜電消除器、高壓靜電消除器、放射線靜電消除器及離子流靜電消除器等均屬于中和法。第二條途徑就是工藝控制法，包括材料選擇、工藝設計、設備結構及操作管理等方面所采取的措施。針對儲罐區(qū)的特點，靜電的預防主要包括以下幾個方面。
1、靜電接地： 接地是消除靜電災害最簡單、最常用的方法，主要用來消除導體上的靜電。為了防止靜電火花造成事故，應根據(jù)國家標準和行業(yè)規(guī)范采取正確的接地措施。
(1)儲罐內的各金屬構件，尤其是金屬浮體如果接地不良，容易形成孤立導體。當帶有靜電荷的危險化學品注入儲罐時，它將收集聚電荷，對地形成電位，在一定的條件下，極易發(fā)生火花放電而導致危害。例如在高電位情況下，靜電放電可以引起火花，長度可達20～30cm，5OOV靜電產(chǎn)生的火花可使苯蒸氣著火。某化工廠在使用管道輸送甲醇時，由于未采用金屬浮頂油罐，使液體表面產(chǎn)生并聚集大量靜電，造成高壓放電引發(fā)火災。
(2)金屬取樣器及檢尺工具必須可靠接地，也是為了防止形成孤立導體。操作平臺上設置的接地端子應避開氣體排放口。使用導電性繩索的取樣器的接地方式見圖 3所示。在取樣器端也可使用焊接。接地線的安裝是在作業(yè)開始前進行，作業(yè)結束后方可拆除。作業(yè)過程中最好使用具有防靜電性能的材料制成的工具。
(3)大于50m3，直徑2.5m以上的立式罐，應在罐體對應兩點處接地，接地點沿外圍的距離應不大于30m，接地點不要裝在進液口附近。
(4)為防止靜電感應而帶靜電，浮頂儲罐的浮頂應與儲罐本體(外壁)之間進行跨接。一般是采用25mm2的銅芯軟絞線，沿斜梯敷設至罐壁。防風雨密封的儲罐壁一側的端頭應使用導電性橡膠材料制造。浮頂?shù)囊粋壬袘?0mm2的銅絞線每隔3m跨接一次。
(5)危險化學品其電阻率一般在1011?·m以上屬靜電非導體。帶電體上電荷的消散需要一個相當長的時間(稱為逸散時間)，因此當罐壁使用防腐涂料時，只要涂料的電阻率小于被儲介質的電阻率就不會妨礙電荷的逸散。
2、增濕
提高空氣中相對濕度有利于消除現(xiàn)場存在的靜電。提高空氣中相對濕度就是提高空氣中水蒸氣的飽和程度，在物體表面會吸收或吸附一定的水分，從而降低了物體表面的電阻系數(shù)，有利于靜電電荷導入大地。當然，用增加空氣濕度消除靜電也有其局限性，它應以不損害人員健康、不損壞設備和危險化學品品的質量為原則。在實施增濕消除靜電時，一般相對濕度在70%左右，靜電積累會很快減少。
3、添加抗靜電劑
抗靜電劑具有較好的導電性或較強的吸濕性。因此，在容易產(chǎn)生靜電的高絕緣材料中，加入抗靜電劑之后，能降低材料的體積電阻或表面電阻，加速靜電泄漏，消除靜電危險。
化工行業(yè)中多采用酸鹽、環(huán)烷酸鹽、鉻鹽、合成脂肪酸鹽等作為抗靜電劑。國產(chǎn)抗靜電添加劑有3個組分：烷基水楊酸鉻、丁二酸二異辛酯磺酸鈣和 “603”的共聚物。前兩種組分是改變危險化學品導電率的基本成分，后者是穩(wěn)定增效劑。抗靜電劑的使用可采用涂布法、浸漬法、噴霧法或采用混合在原料中，以降低內部電阻及表面電阻，提高物體的導電性能。
4、工藝控制法
危險化學品在管道中流動所產(chǎn)生的靜電量，與危險化學品流速的二次方成正比。降低流速便降低了摩擦程度，可減少靜電的產(chǎn)生。所以當儲罐輸入危險化學品和輸出危險化學品的時候，控制危險化學品輸送流速是減少靜電電荷產(chǎn)生的一個有效方法。2000年10月31日，河南某石化廠機修車間一名女職工提著一帶塑料柄掛鉤的方形鐵桶，到煉油三廠開手閥放汽油不久，油桶著火。原因是由于閥門開度過大，汽油流速快而導致靜電積聚，產(chǎn)生火花放電而引發(fā)的事故。
在容器內灌注液體時，應防止產(chǎn)生液體飛濺和劇烈攪拌現(xiàn)象，應從底部裝卸危險化學品或將危險化學品管延伸至接近容器的底部。一般規(guī)定，在鶴管沒有被危險化學品浸沒之前，流速只能限制在1m/s以下，以免產(chǎn)生靜電。當入口管浸沒200mm后可提高流速，最高不得超過6m/s。甲、乙類液體經(jīng)過添加抗靜電劑，或有專門靜電消除器與靜電報警儀同時具備的，流速可為6m/s。易燃液體灌注結束后，不能立即進行取樣等操作。應經(jīng)過一段時間，待靜電荷減少后再進行操作，以防靜電放電火花引起著火爆炸。某些危險化學品需要經(jīng)過多道過濾，而過濾器會導致更多靜電的產(chǎn)生，同管線相比是更大的靜電源。因此，從過濾器出口到貯器應留有 30s的緩和時間。管道出口前有過濾網(wǎng)(網(wǎng)的目數(shù)大于100目)或過濾器(過濾精度高于30μm)時，應使過濾器出口至管道出口的流動時間大于30s。
5、消除靜電產(chǎn)生的附加源
危險化學品含水或者不同危險化學品相混合并通過壓縮空氣時，靜電的發(fā)生量將增大。危險化學品中含水5%會使電效應增大10~50倍。危險化學品通氣調和也是十分危險的。因此，危險化學品的灌裝和輸出要避免危險化學品與水，空氣混合以及不同危險化學品相混合。
危險化學品罐或管道內混有雜質時，能產(chǎn)生較多的靜電，因此要注意清除雜質。例如裝危險化學品前應將儲罐底部積水和其他雜物清除干凈。帶電物中，嚴防不接地的金屬物出現(xiàn)。
6、消除人體靜電
人體靜電的消除，可以利用接地、穿防靜電鞋、防靜電服等具體措施，減少靜電在人體上的積累。泥土、砂石、水泥等地面，電阻都不會超過106?，都是靜電導體。在儲罐區(qū)，應穿防靜電鞋，其電阻必須在(0.5×105)~(1×108)?之間，還應穿防靜電工作服，戴手套、帽子。穿防靜電鞋時，必須考慮所穿襪子的導電性能，應穿可導電的防靜電襪，以保障人體的靜電能順利通過防靜電鞋導入地下，同時也要注意不能在防靜電鞋的鞋底貼絕緣膠片。
在工作中，盡量不做與人體帶電有關的事情。如不接近或接觸帶電體，在工作場所不穿、脫工作服。在有靜電的危險場所操作、巡檢不得攜帶與工作無關的金屬物品，如鑰匙、硬幣、手表、戒指等。例如某化纖廠紡絲甲班休息室發(fā)生一起用汽油搓洗工作服產(chǎn)生靜電火花引起爆炸事故，燒死2人，燒傷9人。
上罐前必須采用人體觸摸接地的方式進行人體放電。上罐入口端的接地體可另設金屬棒，橫裝在入口處，擋住人員登罐，必須推開金屬棒完成放電后才可上罐，其安裝較為麻煩。另一種方式是可利用一段扶梯(約 lm長)，不涂防腐涂料，供人體放電用。金屬棒的安裝示意見圖6。也可以采用佩戴先進的防靜電腕帶等辦法去除靜電。
7、管道的連接
儲罐區(qū)輸送管道較多，必須做好防靜電措施。一般管道法蘭連接四個螺栓以下的需要跨接，四個以上的不需要。法蘭間連接時，如用絕緣墊片做密封，需要跨接;用金屬墊片的就不要靜電跨接。使用螺紋連接時，螺紋內用密封橡膠時要跨接，金屬管直接連接的不要跨接。接卸管道必須用防靜電軟管。夾層內襯金屬絲的塑料軟管是普通加強塑料軟管，并不是防靜電軟管。需用專門防靜電軟管，管內金屬絲要檢測是否貫通，同時與金屬管要良好接觸。裝車鶴管的轉動節(jié)頭應加裝跨接線，跨接線一般用不小于8毫米的圓鋼焊接或用扁金屬以螺栓壓緊?；顒拥慕拥鼗蚩缃榆浘€應采用銅線。導線的連接最好采用焊接。用螺栓加彈簧片壓接的應增加重復接地，并注意避免油脂污染和銹蝕。某化工廠生產(chǎn)車間，在生產(chǎn)環(huán)乙烷過程中，因輸送產(chǎn)品的管道及儲存產(chǎn)品的儲液池采用塑料制品，使大量靜電積聚，造成高壓放電，引發(fā)火災。
8、注意接卸環(huán)節(jié)
易燃液體裝桶時，鐵桶應放置在導電地面上使之自然接地，禁止鋪設非導電橡膠墊。對于橡膠、塑料等絕緣材料的輸油管，應在管道表面纏金屬絲，并接地。用夾鉗(類似電池夾子)連接的臨時接地，要注意沒有油漆、樹脂、油脂污染。連接點要離開裝料口、卸料口等有可燃蒸汽的地方。
例如，某油船向岸上直徑40英尺的油罐輸送煤油時，開泵后1分鐘，油罐內引起爆炸，將罐頂炸飛。事故的原因是這條管線在輸送煤油以前，曾經(jīng)輸送過汽油，因此要用水來清掃管線;同時與這個管線相連接的汽油管線有微量的汽油泄漏，致使形成爆炸性混合氣。這樣，清掃時殘留的水分與煤油被一起送進油罐，盡管流量不是很大，但已經(jīng)產(chǎn)生了大量的靜電。
四、小結
總之，危險化學品儲存企業(yè)要充分重視儲罐區(qū)的防靜電工作，加強對員工的防靜電安全知識培訓，正確運用預防和減弱靜電危害的措施，才能保障儲罐區(qū)的安全生產(chǎn)，減少事故發(fā)生和財產(chǎn)的損失。
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