2.15. Защита от статического электричества

Изучение проблемы статического электричества вызвано всё более широким применением полимерных материалов, синтетических тканей и волокон, способных накапливать большие заряды статического электричества во время переработки или эксплуатации. Вредное проявление статического электричества влечёт за собой самые различные последствия:

– во-первых, при высоких потенциалах статического электричества, достигающих десятков тысяч вольт, во взрыво- или пожароопасной среде в результате искровых пробоев возникают взрывы и пожары с человеческими жертвами и тяжёлыми травмами;

– во-вторых, статическое электричество оказывает неблагоприятное воздействие на здоровье работающих с электризующимися материалами;

– в-третьих, в ряде производств вследствие высокой электризации нарушаются технологические процессы, появляется брак, снижается производительность труда.

Наибольшую опасность статическое электричество представляет для производств, связанных с переработкой и транспортировкой легковоспламеняющихся веществ и материалов, особенно в условиях взрывоопасной воздушной среды. Применение синтетических полимеров и диэлектриков во взрыво- и пожароопасных условиях практически всегда связано с реальной угрозой воспламенения, так как тепловая энергия, выделяющаяся при искровом разряде, во много раз превышает минимальную энергию воспламенения воздушных смесей – метана, ацетилена, паров бензина, ацетона и многих других веществ.

Помимо вредного влияния на организм человека и непосредственной опасности от взрывов и пожаров, статическое электричество в ряде случаев является причиной снижения производительности труда. Вредная электризация наблюдается на многих предприятиях: в химической, полиграфической, текстильной и лёгкой, нефтеперерабатывающей и нефтедобывающей промышленности. Статическое электричество является помехой почти для половины технологических процессов. Опасность чрезмерного накопления электростатических зарядов ограничивает скорость налива нефтепродуктов до 1 м/с и заставляет вести многие технологические процессы (например, получение полипропилена) под давлением инертных газов, что существенно снижает производительность и повышает себестоимость продукции. Электризация приводит к пробою синтетических трубопроводов, нарушению герметичности изделий, выводу из строя полупроводниковых приборов, засвечиванию светочувствительных материалов, налипанию пыли, снижению качества продукции. Масштабы вредного и опасного проявления статического электричества таковы, что защита от него стала одной из актуальнейших проблем.

Статическое электричество наносит большой ущерб. Поэтому нужны разработка и внедрение эффективных мер для защиты от электризации на разных производствах. Уже есть достаточное количество методов и средств, предотвращающих нежелательную электризацию веществ и материалов. Из всего многообразия существующих мер защиты от статического электричества наиболее эффективными являются следующие: увеличение влажности воздуха; заземление оборудования и человека; применение антистатических добавок; ограничение скоростей транспортировки вещества; нейтрализация зарядов статического электричества.

Установлено, что при увеличении влажности воздуха на поверхно­сти материалов образуется тонкая плёнка влаги с растворёнными в ней солями. Такая плёнка обладает полупроводящими свойствами, что спо­собствует рассеянию зарядов. Но этот эффект не наблюдается, если водяные пары не адсорбируются на гидрофобных поверх­ностях (полимерные материалы, волокна и пр.) или температура воздуха в рабочей зоне выше, чем температура, при которой плёнка может удер­живаться на диэлектрике, а также когда скорость движения диэлектрика больше, чем скорость образования адсорбированной водяной плёнки (это зависит от химического строения вещества и степени загрязнения по­верхности). Там же, где увеличение относительной влажности воздуха яв­ляется эффективным средством борьбы с электризацией, многими исследованиями показано, что при повышении влажности воздуха до 65–80 % электризация почти полностью устраняется. На практике увлажнение в помещениях производят с помощью конди­ционирующих устройств, специальных увлажнителей, а в ряде случаев посредством периодической влажной уборки.