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危險化學品儲罐區的靜電預防對策 

時間：2013年08月30日   發布者：無錫新龍科技有限公司儲罐部

  靜電在我們的日常生活中可以說是無處不在，人走過化纖地毯產生的靜電大約是35000伏，翻閱塑料說明書產生的靜電大約7000伏，最高時產生的靜電甚至達幾萬伏。在生活中，靜電能使人體受到傷害;在化工行業中，靜電能引發火災爆炸事故，造成損失。靜電引發的儲罐火災占全部火災爆炸的10%以上。在日常安全檢查中，我們發現許多企業不重視危險化學品儲罐區靜電的防治，一旦發生火災爆炸事故，后果慘重。本文通過對靜電產生的原因進行分析，提出預防措施，用以指導企業加強儲罐區的安全管理，防止火災爆炸事故發生。
　　一、儲罐區靜電產生的原因
　　危險化學品儲罐區生產作業的過程，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節。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。
　　(一) 危險化學品的電阻率影響靜電產生
　　據有關資料介紹，液體的電阻率在1010～1015?•m時，能產生危險的靜電，而在1013?•m是產生的靜電最大。高于1015?•m以及低于1010?•m時，靜電的產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，是最容易產生靜電的物質，需要特別注意。比較產生靜電的傾向，煤油>噴氣燃料>汽油。
　　(二) 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，后者產生靜電量更大。不但因液體分離而產生新的電荷，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生靜電。上部灌裝所產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生。
　　(三) 不同危險化學品相混合會增加靜電的產生量
　　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，化學品顆粒之間發生摩擦，更易導致靜電的產生。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。
　　(四) 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生靜電，反而使危險化學品靜電量增加。
　　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，但已經產生了大量的靜電。
　　(五) 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生最大靜電電位，往往需要經過一段時間，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。一般規定在3～5min以后再進行測量比較安全。不同類物質所需要的靜止時間見表3所示。
　   二、靜電的危害
　　危險化學品在管線輸送中，雖然有靜電的產生，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，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。針對儲罐區的特點，靜電的預防主要包括以下幾個方面。
　　(一) 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，應根據國家標準和行業規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，使液體表面產生并聚集大量靜電，造成高壓放電引發火災。
　　(2) 金屬取樣器及檢尺工具必須可*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開始前進行，作業結束后方可拆除。作業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。浮頂的一側尚應用10mm2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。
　　(二) 增濕
　　提高空氣中相對濕度有利于消除現場存在的靜電。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，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。
　　(三) 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。
　　化工行業中多采用酸鹽、環烷酸鹽、鉻鹽、合成脂肪酸鹽等作為抗靜電劑。國產抗靜電添加劑有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。
      (四) 工藝控制法
　　危險化學品在管道中流動所產生的靜電量，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，產生火花放電而引發的事故。
　　在容器內灌注液體時，應防止產生液體飛濺和劇烈攪拌現象，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過多道過濾，而過濾器會導致更多靜電的產生，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(網的目數大于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。
　　(五) 消除靜電產生的附加源
　　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。
　   (六) 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，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生一起用汽油搓洗工作服產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。
　　(七) 管道的連接
　　儲罐區輸送管道較多，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。活動的接地或跨接軟線應采用銅線。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。某化工廠生產車間，在生產環乙烷過程中，因輸送產品的管道及儲存產品的儲液池采用塑料制品，使大量靜電積聚，造成高壓放電，引發火災。
　　(八)注意接卸環節
　　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。
　　四、小結
　　總之，危險化學品儲存企業要充分重視儲罐區的防靜電工作，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，才能保障儲罐區的安全生產，減少事故發生和財產的損失。

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