ICS 29.260.20
K 35
GB/T 3836.26—2019
EXPIOSiVe atmospheres—
Part 26 : EIeCtrOStatiC hazards—GUidanCe
(IEC TS 60079-32-1 : 2013 , EXPIoSiVe atmospheres—
Part 32-1: EIeCtroStatiC hazards, guidance, MOD)
2019-12-31 发布
2020-07-01 实施
国家市场监督管理总局労布 国家标准化管理委员会发布
《爆炸性环境》分为若干部分:
—第1部分:设备 通用要求;
—第2部分:由隔爆外壳“d”保护的设备;
——第3部分:由增安型“e”保护的设备;
——第4部分:由本质安全型“i”保护的设备;
--第5部分:由正压外壳“p"保护的设备;
——第6部分:由液浸型“。”保护的设备;
—第7部分:由充砂型“q”保护的设备;
—第8部分:由“n”型保护的设备;
—第9部分:由浇封型“m”保护的设备;
——第11部分:气体和蒸气物质特性分类 试验方法和数据;
—第12部分:可燃性粉尘物质特性 试验方法;
——第13部分:设备的修理、检修、修复和改造;
—第14部分:场所分类 爆炸性气体环境;
——第15部分:电气装置的设计、选型和安装;
——第16部分:电气装置的检查与维护;
一第17部分:由正压房间“p”和人工通风房间“V”保护的设备;
--第18部分:本质安全电气系统;
——第19部分:现场总线本质安全概念(FISCO);
一第20部分:设备保护级别(EPL)为Ga级的设备;
—第21部分:设备生产质量体系的应用;
一第22部分:光辐射设备和传输系统的保护措施;
一第23部分:用于瓦斯和/或煤尘环境的I类EPL Ma级设备;
—第24部分:由特殊型“s”保护的设备;
——第25部分:可燃性工艺流体与电气系统之间的工艺密封要求;
—第26部分:静电危害 指南;
—第27部分:静电危害 试验;
本部分为《爆炸性环境》的第26部分。
本部分使用重新起草法修改采用IEC TS 60079-32-1 = 2013«爆炸性环境 第32-1部分:静电危害 指南》。
一关于规范性引用文件,本部分做了具有技术性差异的调整,以适用我国的技术条件,调整的情
况集中反映在第2章“规范性引用文件”中,具体调整如下:
• 用等同采用国际标准的GB/T 3836.11代替IEC 60079-20-1;
• 用等同采用国际标准的GB 3836.14代替IEC 60079-10-1;
• 用修改采用国际标准的GB/T 3836.15代替IEC 60079-14;
• 用修改采用国际标准的GB/T 3836.27—2019代替IEC 60079-32-2 : 2015 ;
•用等同采用国际标准的GB/T 9572代替ISO 8031;
• 用等同采用国际标准的GB/T 10064代替IEC 60167;
• 用修改采用国际标准的GB/T 12476.3代替IEC 60079-10-2;
• 用等同采用国际标准的GB/T 15706代替ISO 12100;
• 用修改采用欧洲标准的GB 25286.1代替EN 13463-1;
•用修改采用国际标准的GB/T 26277代替ISO 16392;
•用修改采用国际标准的GB/T 32072代替ISO 9563;
• 用等同采用国际标准的GB/T 33204代替ISO 21178;
• 用等同采用国际标准的GB/T 34366代替ISO 21179;
•用修改采用欧洲标准的HG/T 3037代替EN 1360;
• 增加引用了 GB/T 1408. K GB/T 1408. 2, GB/T 10715、GB 12476. K GB/T 20023、 GB/T 23165、EN 1149(所有部分);
• 删除了 ASTM D257, ASTM D2624-07a, ASTM D4308-95, ASTM E582-88, ASTM E2019-03.BS 5958 (所有部分)、BS 7506-2、DIN 51412-KDlN 51412-2 JNlOSH TR 42, 并移至参考文献。
---将文中引用的IEC 60079-7 = 2007中试验方法26.14和26.15修改为GB/T 3836.27—2019中 4.10和4.11,两个试验方法已修订并列入了 GB/T 3836.27—2019o
—修改了 7.8.3.1中汽油、柴油的有关参数等内容,以符合我国实际情况。
本部分做了下列编辑性修改:
---纳入了 IEC TS 60079-32-1 = 2O13∕AMD1 :2017 的内容;
--删除附录G“试验”,试验部分内容见GB/T 3836.27—2019 ;
——删除第6章和附录A中关于IEC 60079-7 = 2007中试验方法26.14和26.15的注;
—删除7.3.2.1中关于导电储罐容量和容量单位的注;
——将表9a)和表9b)合并为一个表格。
本部分由中国电器工业协会提岀。
本部分由全国防爆电气设备标准化技术委员会(SAC/TC 9)归口。
本部分起草单位:南阳防爆电气研究所有限公司、国家防爆电气产品质量监督检验中心、中海油天 津化工研究设计院有限公司、托肯恒山科技(广州)有限公司、北京三盈联合石油技术有限公司、河南省 济源市矿用电器有限责任公司、新黎明科技股份有限公司、福建上润精密仪器有限公司、江阴市富仁高 科股份有限公司。
本部分主要起草人:张刚、王军、乔秦、张材、季鹏、周斌涛、郑振晓、王巧立、戈剑、徐东成。
1范围
《爆炸性环境》的本部分给出了设备、产品和工艺过程避免静电点燃和静电电击危害的指南,以及保 证设备、产品或工艺过程安全使用的操作要求。
本部分适用于对静电危害进行危险评定,或用于制定电气或非电气设备标准或专用产品标准。
工业流程与环境中通常导致问题的静电危害都予以考虑。这些流程包括固体、液体、粉末、气体、喷 雾及爆炸物的处理。对每种情况,确定静电危害来源及特性并给出具体处理建议。
本部分的目的是为控制静电提供标准的建议,例如,导体接地、减少起电、限制绝缘件的可起电面 积。在某些情况下,静电是工艺过程的一部分,例如,静电喷涂,但同时静电产生的负面影响是本部分关 注的内容。如果能够符合本部分的标准建议,则爆炸性环境中的静电放电危害可降低到可接受的低水平。
如果不能满足本部分的要求,也可采用其他至少达到同等安全水平的方法。
注:固体、液体、气体、爆炸物和人体静电的产生原因,以及静电如何导致点燃或静电电击的描述参见本部分附录A 和附录 B 及 IEC/TR 6134O-IO
本部分不适用于与雷电有关的静电危害,也不适用于电子元件损坏。
本部分不取代涉及特定产品及特定工业环境的标准。
2规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文 件。凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。
GB/T 1408.1 绝缘材料 电气强度试验方法 第1部分:工频下试验(GB/T 1408.1—2016, IEC 60243-1 :2013,IDT)
GB/T 1408.2 绝缘材料电气强度试验方法第2部分:对应用直流电压试验的附加要求 (GB/T 1408.2—2016, IEC 60243-2 : 2013,1DT)
GB/T 1410 固体绝缘材料体积电阻率和表面电阻率试验方法(GB/T 1410—2006 , IEC 60093: 19 80,1DT)
GB/T 3684 输送带 导电性 规范和试验方法(GB/T 3684—2006 ,ISO 284 : 2003 ,IDT)
GB 3836.1 爆炸性环境 第1部分:设备 通用要求(GB 3836.1—2010, IEC 60079-0=2007, MOD)
GB/T 3836.11 爆炸性环境 第11部分:气体和蒸气物质特性分类 试验方法和数据 (GB/T 3836.11—2017, IEC 60079-20-1 :2010,1DT)
GB 3836.14 爆炸性环境 第14部分:场所分类 爆炸性气体环境(GB 3836. 14—2014, IEC 60079-10-1 :2008,IDT)
GB/T 3836.15 爆炸性环境 第15部分:电气装置的设计、选型和安装(GB/T 3836.15—2017, IEC 60079-14 :2007,MOD)
GB/T 3836.27—2019 爆炸性环境 第 27 部分:静电危害 试验(IEC 60079-32-2 : 2015 ,MOD)
GB/T 9572 橡胶和塑料软管及软管组合件 电阻和导电性的测定(GB/T 9572—2013,
ISO 8031:2009,IDT)
GB/T 10064 测定固体绝缘材料绝缘电阻的试验方法(GB/T 10064—2006 , IEC 60167=1964, IDT)
GB/T 10715带传动 多楔带、联组V带及包括宽V带、六角带在内的单根V带 抗静电带的导 电性:要求和试验方法(GB/T 10715—2002,ISO 1813 : 1998,MOD)
GB 12476.1可燃性粉尘环境用电气设备 第1部分:通用要求(GB 12476.1—2013 , IEC 61241-0:2004, MOD)
GB/T 12476.3可燃性粉尘环境用电气设备 第3部分:存在或可能存在可燃性粉尘的场所分类 (GB/T 12476.3—2017,IEC 60079-10-2 : 2009 , MOD)
GB/T 15706
2010,IDT)
GB/T 20023
1999, IDT)
GB/T 23165
GB 25286.1
GB/T 26277
GB/T 32072
机械安全 设计通则 风险评估与风险减小(GB/T 15706—2012, ISO 12100:
无气喷涂用橡胶和/或塑料软管及软管组合件(GB/T 20023—2005, ISO 8028:
地毯 电阻的测定(GB/T 23165—2008,ISO 10965 : 1998,1DT)
爆炸性环境用非电气设备 第1部分:基本方法和要求
轮胎电阻测量方法(GB/T 26277—2010,ISO 16392 : 2007 ,MOD)
带传动抗静电同步带的导电性要求和试验方法(GB/T 32072—2015 ,
ISO 9563 = 1990,MOD)
GB/T 33204 轻型输送带 电阻测定(GB/T 33204—2016 ,ISO 21178 : 2013 ,IDT)
GB/T 34366 轻型输送带轻型输送带运转产生的静电场的测定(GB/T 34366—2017 , ISO 21179:2013,IDT)
HG/T 3037计量分配燃油用橡胶和塑料软管及软管组合件
IEC 61340-2-3静电 第2-3部分:用于防止静电电荷积聚的固体平面材料电阻和电阻率测定试 验方法(EleCtrOStatiCS—Part 2-3 : MethOdS Of test for determining the resistance and resist!Vity Of SOlid Planar materials USed to avoid electrostatic Charge accumulation)
IEC 61340-4-1静电 第4-1部分:特定用途的标准试验方法 地板覆盖物及固定式地板的电阻
(EleCtrOStatiCS一Part 4-1: Standard test methods for SPeCifiC applications一EleCtriCal resistance Of floor COVeringS and installed floors)
IEC 61340-4-3 静电 第4-3部分:特定用途的标准试验方法 鞋类(EleCtrOStatiCS一Part 4-3 : Standard test methods for SPeCifiC applications一FOOtWear)
IEC 61340-4-4 = 2018静电 第4-4部分:特定用途的标准试验方法 柔性集装袋(FIBC)的静电 分类[Electrostatics—Part 4-4 : Standard test methods for SPeCifiC applications一EleCtrOStatiC classification Of flexible intermediate bulk COntainerS (FIBC)]
ISO 6297 石油产品 航空和馅分燃料 电导率的测定(PetrOleUm PrOdUCtS一AViatiOn and distillate fuels一DeterminatiOn Of electrical COndUCtiVity)
ISO 21183-1 轻型输送带 第 1 部分:主要特性和应用(Light COnVeyOr belts一Part 1: PrinCiPal CharaCteriStiCS and applications)
ASTM F150 导电及静电耗散型弹性地板电阻的标准试验方法(Standard test method for electrical resistance Of COndUCtiVe and StatiC dissipative resilient flooring)
ASTM F1971 轮胎试验台负载测试电阻标准方法(Standard test method for electrical resistance Of tires Under IOad On the test bench)
EN 1081 弹性地板覆盖物 电阻测定(ReSiIient floor COVeringS一DeterminatiOn Of the electrical
resistance)
EN 1149(所有部分) 防护服 静电特性(PrOteCting ClOtheS一EleCtrOStatiC PrOPertieS)
EN 1149-3 防护服 静电特性 第3部分:电荷耗散测量试验方法(PrOteCting ClOtheS一Electrostatic PrOPertieS一Part 3 : TeSt method for measuring the Charge dissipation)
EN 1149-5 防护服 静电特性 第5部分:材料性能和设计要求(PrOteCtiVe ClOthing一Electrostatic PrOPertieS一Part 5 : Material PerfOrmanCe and design requirements)
EN 1361 航空燃油储运橡胶软管及软管组件 技术条件(RUbber hoses and hose assemblies for aviation fuel handling一SPeCifiCatiOn)
EN 14125 加油站地下管道(UndergrOUnd PiPeWOrk for PetrOl filling StatiOnS)
EN 14973 地下装置传送带 电气和可燃安全要求(COnVeyOr belts for USe in UndergrOUnd in
stallations一EleCtriCal and flammability Safety requirements)
NFPA 77 静电推荐实践规程(ReCOmmended PraCtiCe On StatiC electricity)
SAE J1645地面车辆推荐实践规程 燃油系统和元件 静电电荷缓解(SUrfaCe VehiCle recommended PraCtiCe一FUel SyStemS and COmPOnentS一EleCtrOStatiC Charge InitigatiOn)
油轮与油码头国际安全指南(ISGOTT)第5版,国际航运协会,2006 [International Safety GUide for Oil TankerS and TerminalS (ISGOTT) , fifth edition, InternatiOnal Chamber Of ShiPPing, 2006.]
3术语和定义
下列术语和定义适用于本文件。
3.1
抗静电 antistatic
防静电
导电性或耗散性。
注1:用于描述某种材料在接地时不会积聚显著的静电电荷。本部分中该词通常用来描述鞋的类型及与液体一起 使用的防静电剂(ASA)O
注2:最好根据具体情况选择导电性或耗散性。
3.2
导电性 COndUCtiVe
形容具有电阻率或电阻值低于耗散范围(见3.7),允许产生杂散电流弧和静电电击的特性。
注1:导电性材料或物体既不耗散也不绝缘。当接地时,不会积聚显著的静电电荷。
注2:固体材料、外壳和物体的导电范围限值见6.1(表1),散状物料的导电范围限值见9.Io对于某些特殊物体,其 他标准中有特殊定义(见3.3、3.8、3.9)。
注3:包含静电特性的产品标准或其他标准通常会包含“导电性”的特殊定义,这些定义仅适用于这些标准规定的 产品,与本部分的定义可能不同。例如,GB∕T 9572及GB/T 7528软管组件标准。
3.3
导电型防静电鞋 COndUCtiVe footwear
即使在特别危险条件下(例如,处理敏感爆炸物),穿上后人员站立在导电地面上,可保证与大地间 电阻足够低,能保证静电电荷的耗散,但不足以承受500 V耐压的鞋子。
注:见 IEC 61340-4-3 及 IEC 61340-4-5 o
3.4
电导率 COndUCtiVity
体积电阻率数的倒数。
注:单位为西门子每米。
导体 COndUCtOr
导电物体。
被污染的液体 COntaminated IiqUid
自由水分或其他不溶液体体积超过0.5%,或悬浮体超过10 mg/L的液体。
耗散性 dissipative
静电耗散性 electrostatic dissipative
形容具有电阻率或电阻值介于导电与绝缘之间的特性(见3.2和3.15)o
注1:耗散性材料或物体既不导电也不绝缘,但是像导电物体一样,与地接触时,即使在安全限制条件下接触,仍会 产生和/或耗散其设计应用的最大起电电流。
注2:固体材料、外壳和物体的耗散范围限值见6.1(表1),散状物料的耗散范围限值见9.1。对于某些特殊物体,其 他标准中有特殊定义(见3.3、3.8、3.9)。
注3:包含静电特性的产品标准或其他标准通常会包含“耗散性”的特殊定义,这些定义仅适用于这些标准规定的 产品,与本部分的定义可能不同。
耗散型防静电服 dissipative CIOthing
材料及设计要求符合EN 1149-5的服装。
耗散型防静电鞋 dissipative footwear
穿上后人员站立在导电性或耗散性地面上,可保证与大地间电阻足够低,能保证静电电荷的耗散, 但足以承受500 V耐压的鞋子。
注 1 :见 IEC 61340-4-3 及 IEC 61340-4-5 o
注2:符合GB 21148的防静电鞋可满足此功能。
静电电击 electrostatic ShOCk
静电释放电流通过人体或动物身体导致的病理学效果。
夕卜壳 enclosure
围绕和封闭设备的墙、门、盖、电缆引入装置、杆、轴、涂层等。
注1 :对于电气设备来说,外壳指GB 3836.1规定的外壳。
注2:柔性集装袋(FlBC)及其他类似的容器不是设备外壳,在9.6中单独考虑。
危险场所 hazardous area
可燃性或爆炸性气体/蒸气与空气的混合物或粉尘与空气的混合物出现或可能出现的量达到足以 要求采取专门防点燃措施的区域。
注:见 GB 3836.14 和 GB/T 12476.3。
高度起电 high Charging
静电起电率比简单人工操作高的流程。
示例:如摩擦、用布清洁、从座位起来、行走、擦拭衣服等。
注:典型的高度起电操作例子包括,例如,绝缘液体或粉末流动及高压喷雾起电过程。
杂混物 hybrid mixture
可燃性气体或蒸气与可燃性粉尘的混合物。
绝缘性 insulating
形容具有电阻率或电阻值高于耗散范围(见3.7)的特性。
注1:绝缘性材料或物体既不导电也不耗散。静电电荷可在上面积聚,即使与地接触时也不易耗散。
注2:固体材料、外壳和物体的导电范围限值见表1,散状物料的导电范围限值见9.1o对于某些特殊物体,其他标 准中有特殊定义(见3.3、3.8、3.9)。
注3:包含静电特性的产品标准或其他标准中通常有“绝缘性”的特殊定义,这些定义仅适用于这些标准规定的产 品,与本部分的定义可能不同。见GB/T 9572和GB/T 7528软管和软管组件标准。
注4:形容词“非导电性”常被用作“绝缘性”的同义词。本部分避免使用,因为“非导电性”可以理解为“绝缘性”“绝 缘性或耗散性”,以免混淆。
被隔离导体 isolated COndUCtOr
由于接地泄漏电阻超过表22规定的值,可积聚电荷的导电物体。
泄漏电阻 Ieakage resistance
接地电阻 resistance to earth
接触测量表面的电极与地之间的电阻。
注1:单位为欧姆。
注2:泄漏电阻取决于材料的体积和/或表面电阻率,以及所选测量点与地之间的距离。
注3:常见的配置(例如IEC 61340-4-1 ,GB/T 23165及ASTM F150中)使用直径(65±5)mm的环形电极。
最小点燃能量 minimum ignition energy
MIE
通过标准程序测量,能够点燃特定可燃性物质与空气或氧气混合物的最小能量。
注:气体及蒸气的 MlE 见 ASTM E582-88,粉尘云的 MlE 见 GB/T 3836.12 和 ASTM E2019-03o
多相液体 multiphase IiqUid
固体悬浮在液体中、气泡悬浮在液体中,有明显界面边界的相分离不融合混合物。
注:液体在气体中的悬浮物(雾或喷雾)不包括在多相液体中。
释放时间 relaxation time
固体表面或大容量液体或粉末中静电电荷以指数方式从初值衰减到l∕e(即约37%)的时间(参见
注:高电阻率液体产生的强电荷,可能是双曲线性释放而非指数性释放。
表面电阻 SUrfaCe resistance
接触测量表面的两个电极之间的电阻。
注1:单位为欧姆。
注2:常见的规格为符合(见GB 3836.1及GB/T 10064)为平行电极,长度100 mm,相距10 mmo
注3:表面电阻取决于电极规格,使用示例规格电极测量的表面电阻比表面电阻率低10倍。
注4:最好使用柔性导电橡胶带状电极,不用银色漆电极。
表面电阻率 SUrfaCe resistivity
通过表面相对两边单位长度和单位宽度的电阻。
注1 :可参照ASTM D257及BS 7506-2规定的规格。
注2:通常用欧姆表示。有时用欧姆每平方表示电阻率。这样表示不符合国际单位制,宜避免使用。
体积电阻率 VOIUrnereSiStiVity
绝缘材料按照GB/T 1410测量,耗散材料按照IEC 61340-2-3测量时,物体单位长度和单位横截面 的电阻。
注:单位为欧姆米。
4命名法
静电安全规程采用许多形容词对材料及物体的导电性能分类。不同的规程、不同的行业采用的形 容词不同,即便是相同的形容词,定义也可能不同。为了避免混淆,同时也为了方便翻译,这里列出了本 部分中系统采用的专用术语。
固体材料:按照体积电阻率分为导电性、耗散性或绝缘性(见3.2,3.7和3.15),范围限值见表IO
固态物体及纺织品:根据不同应用,按照表面电阻或泄漏电阻分为导电性、耗散性或绝缘性(见3.2、 3.7和3.15)o外壳和一些物体的范围限值见表1。对于某些特殊物体,其他标准中有特殊定义(见3.3、 3.8 和 3.9) O
散状物料(粉末等):按照体积电阻率分为低电阻率、中电阻率或高电阻率(范围限值见9.1) O
液体:按照电导率分为低电导率、中电导率或高电导率(范围限值见7.1.4)o
注:关于静电特性、概念和术语的更多信息见附录A〜附录F和GB/T 3836.27-2019o
电阻:在其他文件中多以指数形式描述。但是指数描述的数值太小,且静电学中常用的指数6,8,9 在印刷物或项目文档中容易被误读,在注中甚至不容易读出。因此,本部分中采用国际单位制(SI)词 头,不用指数形式:
电流:出于同样的原因,也采用国际单位制(Sl)词头,不用指数形式:
工业和日常生活中经常出现静电。大多数情况静电是无害的,有时完全没有被引起注意,有时也仅 是令人讨厌。但是静电有时也会带来危险。对于这种情况,通常可以通过电荷释放减少危害(参见附 录A) o
静电电荷造成的危害包括:
b) 静电电击和其他危害(例如,跌落、摔倒),见GB/T 15706;
d)造成电子设备损坏(不属于本部分内容)。
另外,在加工和装卸流程中静电可能引起操作问题,例如,造成物品相互吸附,或吸附灰尘。
产生静电方式如下:
a) 固体接触和分离,例如,传送带、塑料胶片等在滚筒上的运动,人的行走;
b) 液体或粉末流动,产生喷雾;
C)感应现象,例如,物体由于处在电场中而达到高电势或携带电荷。
大部分行业和工作环境中,静电电荷积聚会产生危害,出现问题,尤其是在化工、制药、石油及食品 加工行业,可能会造成点燃和爆炸危险。
由于涉及的工业流程众多,不可能全部给出详细信息。本部分尽量对每个流程有关的问题予以说 明,并对如何避免静电提出建议。这些信息有助于工厂操作者采取措施防止点燃潜在可燃性环境及产 生静电电击。
本部分分成若干章节以方便使用。本部分主要涉及下列相关静电问题:
a) 固体处理;
b) 液体储存及处理;
C)气体与蒸气处理;
d) 粉末储存及处理;
e) 爆炸物储存及处理;
f) 人体引起的静电问题;
g) 避免静电电击;
h) 机器和设备的接地及等电位联结;
i) 测量方法。
本部分也介绍了静电起电及危害相关的基本信息,参见附录A〜附录F和GB/T 3836.27—2019o 这些信息有助于读者更好理解文中给出的建议,有助于把这些建议应用于本指南中未涉及的领域。
本部分非常复杂,对于新读者来说,正确评价产品及工艺的静电危害可能不太容易。因此附录F 给出了通用应用信息,与正文相关章节对应并提供参考。
静电危害很少能够自我消除。除了静电危害的预防措施,也宜采取其他预防措施,如防爆措施。这 些预防措施宜与其他避免危害的措施一致,如防止其他原因引起的点燃、预防毒气危害等。考虑整个工 作系统的所有风险来源,采取的覆盖所有风险的安全措施协调平衡,这一点至关重要。接地系统可能会 影响到其他保护系统,例如,阴极保护或本质安全电气设备,对此宜特别注意。
6固体材料静电
按照体积电阻率固体材料通常划分为绝缘性材料、耗散性材料或导电性材料。外壳通常按照表面 电阻或电阻率划分(按照GB 3836.1 .GB/T 10064,GB/T 141OJEC 61340-2-3的方法或等效方法测 量)。GB/T 3836.27—2019也详细介绍了测量方法。两种分类等效,因为对于指定的电极几何形状,表 面电阻率是表面电阻的10倍。对于其他特定应用,可采用不同的定义(例如,地面的泄漏电阻)。这些 应用中常用的临界值见表Io
表1固体材料在温度(23±2)°C∖相对湿度(25±5)%条件下的 特性范围限值及物体分类示例
物体 |
单位 |
条款 |
导电性 |
耗散性“ |
绝缘性“ |
材料 |
体积电阻率(Q ∙ m) |
6.2.1 |
VIOO k∩ ∙ m |
100 kΩ ∙ m〜Vl GΩ ∙ m |
≥1GΩ∙m |
外壳 |
表面电阻(Q) |
6.2.1 |
<10 k∩ |
10 k∩~100 GΩ |
≥100 GΩ |
表面电阻率(Q) |
6.2.1 |
<100 k∩ |
100 k∩~<l TΩ |
≥1 TΩ | |
布料 |
表面电阻(Q) |
11.5 |
不适用 |
<2.5 GΩ |
≥2.5 GΩ |
鞋子 |
泄漏电阻(Q) |
11.3 |
<100 k∩ |
100 k∩~<100 MΩ |
≥100 MΩ |
手套 |
泄漏电阻(Q) |
11.6 |
<100 k∩ |
100 k∩~<100 MΩ |
≥100 MΩ |
地面 |
泄漏电阻(Q) |
11.2 |
<100 k∩ |
100 k∩~<100 MΩ |
≥100 MΩ |
管道 |
单位长度电阻(Ω∕m) |
7.7.2.1 |
Vl k∩∕m |
1 kΩ∕m~≤l MΩ∕m |
≥1 MΩ∕m |
软管b |
单位电阻(Q) |
7.7.3.1 |
<1 k∩ |
1 k∩~<l MΩ |
≥1 MΩ |
"如局部环境条件与(23±2)°C∖相对湿度(25 + 5)%的最不利试验条件有显著不同时,可对危险进行详细评估后 釆用其他试验条件。一些国家,尤其是在冬天,相对湿度(12 土 3)%、温度(23 + 2)°C适合用于设备取证的试验 条件。由于非金属的电阻很大程度上取决于测量电压,所以测量时要选择与测量目的及测试结果一致的测量 电压(一般 500 V~l 000 V)O b依据GB/T 9572,软管的电阻值在相对湿度(50+5)%的条件下测量,这是7.7.3.2表15中的最新值。ISO和 CENELEC过去使用的值稍有不同。特殊应用行业标准可能釆用其他分类(例如,GB∕T 9572中工业用导电软 管、车用耗散性防静电软管),这些并不表示静电安全。 |
外壳的要求是为了防止摩擦起电,因此没有必要把外壳内未指明的工艺所储存的电荷耗散掉。
过去没有除湿试验箱,出于安全考虑,通常在相对湿度50%条件下测量。现在已不用这种方法,在 相对湿度50%时的限值(软管除外)仅在其他文件中给出。在无法满足适当气候条件时,才宜使用这些 限值。由于相对湿度20%时材料的起电能力高于相对湿度30%时材料的起电能力,所以相对湿度 30%时的数值降低为相对湿度(25 + 5)%时的值。测量时尽可能采用相对湿度范围较低值。
除非试验方法另有规定,不均匀材质特性测量值宜取平均数,并在最接近的数量级处四舍五入。不 均匀材质在不同方向的电阻率可能不同。
在表示衣物耗散特性时,用电荷衰减率表示,不用测量电阻表示(见EN 1149-3和EN 1149-5) o
使用电气绝缘固体材料形式很多,包括管道、容器、板材、涂层及衬层等。在危险区域使用电气绝缘 固体材料,可能产生多种静电危害,尤其是下列情况:
a) 材料可能使导电物体对地隔离,从而产生很高电势引起火花(参见A.3.2);
b) 材料表面的电荷可能导致刷形放电(参见A.3.4);
C) 静电发生器中导电性和绝缘性材料组合(见12.3),可能导致剧烈的传播型刷形放电(参 见 A.3.5)o
如果采用绝缘材料,需要进行风险评估,以确定是否存在任何能导致现场绝缘材料直接产生静电起 电或者间接感应静电起电的工艺。
6.2使用导电或耗散材料代替绝缘材料
危险场所尽量减少使用绝缘材料,这是较好的做法。通常可以使用固有导电材料(例如,金属),过 去许多以绝缘形式使用的材料(例如,橡胶或塑料),现在可符合表1给出的导电或耗散材料要求的等 级。电导率的提高主要是通过添加导电成分(例如,炭黑),或者在其表面采用吸湿剂吸附空气中的湿 气,导电聚合物、带有导电单元的层合板以及金属镀膜,已被开发用于提高静电耗散性。
这些导电性和耗散性材料按照第13章可靠接地,且按照第13章具有持久耐用性,这一点非常重 要。同样,如果采用导电性涂覆或耗散性涂覆防止绝缘材料产生电荷,则涂覆的正确接地并且证明能持 久适用于特定的危险场所,这一点也非常重要(尤其是O区和1区)。
同样需要注意,使用炭黑等添加剂的比例过高,可能降低材料的物理性能(主要是强度和耐化学 性)。这会造成材料不适合某些应用。采用固有导电聚合物作为导电成分或涂层,可以避免这种情况。 宜注意确保耗散性添加剂有足够高浓度含量,并且分布均匀。
注:材料是否是耗散性材料或是导电性材料,无法通过颜色判断。黑色聚合物可能不是耗散性材料,现代的导电性 材料或耗散性材料可能有各种颜色。
纤维织物,例如,滤布,可加入不锈钢或其他导电性或耗散性纤维,成为耗散性材料。应注意确保洗 涤及机械应力作用不会影响纤维整体的导电性,也不会形成导电纤维隔离斑块。
6.2.2耗散性固体材料
如果材料的表面电阻、表面电阻率或体积电阻率符合6.1的复合标准,则被定义为耗散性材料。
一般来说,如果耗散性材料按照第13章要求接地,则不需要采取其他保护措施。但是,涉及高速分 离的过程(例如,传送机和传动带,见6.4)可能要求低电阻率和电阻。
注1:对于电阻率处于耗散范围上限的材料,如果要使其符合第13章的要求,则其制成品的几何结构会有明显限 制(例如,长管、细丝不符合接地要求,而有较大接地面积的薄片材料则符合要求)。
有些情况,尤其是有塑料薄膜或薄片的材料,通过添加材料使表面吸收湿气,从而提高表面导电性。 如果这种耗散性塑料薄膜或薄片用于低湿度条件则宜注意:在环境湿度过低(低于30%)时,材料可能 成为绝缘性材料并积聚静电电荷。
宜保证耗散性涂覆不能被洗掉、擦掉,也不能随时间推移而失效。否则,此类涂覆仅适用于作为减 少静电电荷积聚的临时措施。
包装材料用的耗散性添加剂宜与包装的产品匹配。如果产品吸收了其接触的耗散性添加剂,则可 能导致产品污染和/或使包装耗散性能丧失。
注2:新型静电耗散添加剂可增加体积电阻率,因此对湿度不太敏感,但是仍像其他添加剂一样受老化影响。
注3:硫化橡胶加炭黑制成的耗散材料,电阻可能会随着温度的降低而升高。此类材料在20。C可能为耗散性材料 (~100 MΩ),但是在0 °C时,可能为绝缘材料(〜10 TΩ)o
6.2.3导电性物体及耗散性物体的接地
除了非常小的物体,所有金属及其他导电性或耗散性材料都要根据第13章接地。被隔离物体的电 容取决于物体尺寸、周围材料及与其他导体的距离,同时安装条件下与未安装条件下也可能有很大差 别。被隔离物体的最大允许电容取决于气体、蒸气和粉尘的可燃性,如表2表示为i、n a、]IB及nc 类气体类别(GB/T 3836. 11,参见D. 3 ) , DI类粉尘(GB 3836. 1 ),危险场所分类(GB 3836. 14和 GB/T 12476.3,参见D.2),并考虑以下内容:
a) 对于HC类气体,如果物体达不到危险电势,并且不处于0区,则低于3 PF的电容不需要 接地。
b) 对于1区H A气体及20区、21区,如果没有高起电过程,则最大允许隔离电容可增至6 PFO
C)对于I类及粉尘20区和21区,如果没有高起电过程,并且处理的粉尘最小点燃能量大于
d) 表2的限值并不是防止引燃放电的绝对值,仅是将出现的风险降至可接受的低水平。
e) 手持装置及手动工具可认为通过使用者接地。在危险场所工作时,如有任何疑问,用户宜确保 设备接地。
f)人体会导电,会形成足够电容,引起引燃放电。因此在进入。区、1区、20区、21区或I类危险 场所之前,宜按照第11章接地。
表2爆炸性环境不同区域允许的最大隔离电容
区域 |
1类 |
∏ A |
∏B |
πc |
皿类 |
附加条件 |
0区 |
10 PF |
3 PF |
3 PF |
不准许有被隔 离导电物体 |
—— |
无高起电过程 |
1区 |
6 PF |
3 PF |
3 PF | |||
2区 |
在正常运行包括维护和清洁时,如果不可能 出现产生危险电势的起电过程,则无要求 |
—— | ||||
20区、21区 MIE<10 mJ |
—— |
—— |
—— |
6 PF | ||
20区、21区 MIE>10 mJ |
—— |
—— |
—— |
10 PF | ||
22区 |
一 |
一 |
一 |
在正常运行包括维护和 清洁时,如果不可能出现 产生危险电势的起电过 程,则无要求 |
注1:再分类的依据是可能安装设备的爆炸性气体环境的最大试验安全间隙(MESG)或最小点燃电流比(MICR)
(见 GB/T 3836.11),详见 C.6 及 D.3o
注2:手动摩擦通常不视为高起电过程。
表面电阻大于10 G∩的耗散性材料,可能不需要接地。如有疑问,则需要进行附加试验,证明未接 地物体的静电安全性(例如,6.3.9)。
6.3使用固体绝缘材料的预防措施
按照GB 3836.14和GB/T 12476.3的危险场所分类不同,用于危险场所绝缘材料的使用限制条件 不同:
a) 0区,在正常运行包括维护和清洁时,甚至在出现罕见故障时,如果不会出现产生危险电势的 起电过程,才能使用固体绝缘材料;
b) 1区,在正常运行包括维护和清洁时,以及可能出现故障时,如果不会出现产生危险电势的起 电过程,才能使用固体绝缘材料;
C) 2区,在正常运行包括维护和清洁时,如果不会出现产生危险电势的起电过程,才能使用固体 绝缘材料;
d) 20区、21区及22区,宜考虑火花、刷形放电、锥形放电及传播型刷形放电(参见A.3)o然而, 实践经验、实验证据及缺少的案例都表明,在没有可燃性气体或蒸气的情况下,即使是点燃性 敏感的粉尘云也不会被刷形放电点燃。
注1:清洁和擦拭布料中采用的混合纤维产生的静电电荷,足够产生点燃可燃性溶剂蒸气的放电。通常随着擦拭 动作速度加快、强度增大,产生的电荷增多。如果清洁或擦拭的材料为绝缘材料,同样也能积聚大量电荷,产 生引燃放电。对于棉制品或混合纤维,如果需要控制静电电荷,尤其用可燃性绝缘试剂进行清洁和擦拭时, 可在其中加入静电耗散成分。
注2:使用绝缘材料时,污染物(例如,油脂或水分)可能影响潜在点燃危害。
注3:如果放置于已起电的绝缘表面上,导电性固体、物体或液体可能形成危险的被隔离导电区域。
另外,在所有区域如果不可避免要使用固体绝缘材料,为了防止引燃放电,宜采取6.3.2〜6.3.4给 出的预防措施。6.3.2〜6.3.4给出了预防引燃刷形放电的相关措施,6.3.4也给出了预防传播型刷形放 电的相关措施。
6.3.2可起电绝缘表面的尺寸限制
危险场所如果需要使用可起电绝缘材料,绝缘表面的最大允许尺寸取决于气体、蒸气和粉尘的可燃 性,如表3表示为I、KA、KB及H C类气体类别(GB/T 3836.11),或In类粉尘(GB 3836.1),危险场所 分类(GB/T 12476.3,参见D.2),并考虑以下内容:
a) 对于薄板材料,该面积为暴露的(可起电的)面积;
b) 对于弯曲物体或形状不规则物体,该面积为物体最大投影面积;
C)对于细长材料,例如,电缆护层或管道,该面积由横截面尺寸(即电缆护层或管道的直径)决定; 但细长材料盘绕时按薄板材料处理;
d) 对于通过流动液体或粉末的细窄管道或导管,可能要求更小的直径;
e) 常规电缆可以在所有区域使用,见GB/T 3836.15o然而,粗大电缆的特厚绝缘层宜进行实验 测试,例如,按照GB/T 3836.27—2019中4.11的试验。
用于危险场所的非导电性固体材料,不能超过表3规定的相应危险区域允许的最大面积或宽度,能 够用实验方法证明在任何时间都不会出现危险静电电荷或放电机理(见6.3.9)的情况除外。例如,挂在 天花板上的标志或灯,通常不会接触任何放电机理。对于这种情况,加设“只能用水润湿的布清洁,允许 自然风干”字样的警告牌,足以避免清洁时起电。
表3危险场所固体绝缘材料尺寸限制
分区 |
I类 |
∏ A |
∏B |
πc |
Dl类 | |||||
最大面积 2 mm |
最大宽度 mm |
最大面积 2 mm |
最大宽度 mm |
最大面积 2 mm |
最大宽度 mm |
最大面积 2 mm |
最大宽度 mm |
最大面积 2 mm |
最大宽度 mm | |
0 |
10 OOO |
30 |
5 000 |
3 |
2 500 |
3 |
400 |
1 |
一 |
一 |
1 |
10 000 |
30 |
10 000 |
30 |
2 000 |
20 |
一 |
一 | ||
2 |
无尺寸限制 (见 6.3.1) |
无尺寸限制 (见 6.3.1) |
无尺寸限制 (见 6.3.1) |
—— |
—— | |||||
20,21,22 |
—— |
—— |
—— |
—— |
—— |
无尺寸限制 (见 6.3.1) | ||||
注1 :宽度值适用于细管、电缆护层和其他宽度或直径小的材料。 注2:标志为∏ B的设备也适用于要求∏ A设备的场所,同样,标志为∏ C的设备也适用于要求H A或H B设备 的场所。 注 3:例如,GB 3836.1 .CENELEC TR 50404、TRBS 2153 JNlOSH TR42 及 BS 5958 也采用这些限值。 注4:再分类的依据是可能安装设备的爆炸性气体环境的最大试验安全间隙(MESG)或最小点燃电流比(MlCR) (见 GB/T 3836.11),详见 C.6 及 D.3o 注5:表3的限值并不是防止引燃放电的绝对值,仅是将出现的风险降至可接受的低水平。 注6:现有知识显示,在没有可燃性气体或蒸气(见A.3.4)的情况下,即使是敏感粉尘也不会被刷形放电点燃。 然而,在某些情况下比手动摩擦更强的电荷生成过程,可能产生传播型刷形放电(见6.3.4.2)o |
6.3.3接地的金属网
如果固体绝缘材料加入接地网(或金属框架),或者表面缠绕这种接地网,则表3给出的面积可以扩 大4倍。另外:
a) 网上的层厚度宜为6.3.4.2给出的值,以防止刷形放电;和
b) 宜按照6.3.4.3防止产传播型刷形放电;和
C)宜特别注意防止或发现断裂,断裂会导致导电部件隔离,产生比绝缘表面更大的静电危害。
6.3.4接地导电表面的绝缘涂覆
6.3.4.1 概述
接地导体表面(尤其是金属表面)的固体绝缘层或涂覆,由于几种原因会产生刷形放电和/或传播型 刷形放电。
6.3.4.2避免刷形放电
实践经验表明,在下列情况下刷形放电不可能引起点燃:
a) 避免高静电起电过程(例如,重复填充及排空带有绝缘内衬的导电性容器);和
b) 对于I类、]IA、]IB气体和蒸气,层厚度不超过2 mm,对于∏ C气体和蒸气,厚度不超过 0.2 mmo对于粉尘无厚度要求,但是粉末层能形成高电阻连续膜(例如,通过自身聚合或与水 反应)的情况除外。
注1:手动摩擦通常不视为高起电过程。
注2:涂覆越薄,手动摩擦表面产生的刷形放电引燃性越低,而表面由于静电起电过程更加剧烈,产生的传播型刷 形放电更易点燃。
对于这些情况,在危险场所没有必要采取特殊保护措施。但是,如果材料是氟化聚合物,则建议对 起电能力进行实验评估,例如,按照GB/T 3836.27—2019中4.11的试验。
6.3.4.3避免传播型刷形放电
导电性表面的绝缘层或涂覆层在高起电或重复起电时,会出现传播型刷形放电。可采用下列一种 或多种措施避免此类放电:
a) 金属或其他导电性材料避免采用薄绝缘涂覆。薄涂覆易产生传播型刷形放电。如果涂覆厚度 大于10 mm通常可以避免传播型刷形放电。
b) 减少涂覆的表面积或体积电阻率。目前尚不知道防止传播型刷形放电的精确数值,但是表1 给出的耗散材料值以及小于100 GΩ的泄漏电阻已足够低了。
C)采用介电强度低的涂覆(同种固体材料的击穿电压小于4 kV,机织布料击穿电压小于6 kV, 参见A.3.5)o此类涂覆可在产生传播型刷形放电产生之前被电气击穿。宜按照GB/T 1408.2 及GB/T 1408.1给出的方法,或GB/T 3836.27—2019给出的方法测量介电强度。
d)避免高起电过程或重复性起电过程(例如,高压电极附近的空气离子、高速流动的液体、气动传 输的粉末以及机器传输的纸或塑料薄膜)。
注1:溶剂漆或水溶性漆层或者松散粉尘层,由于空隙较小,通常产生的击穿电压较低,因此此类覆层不易产生传 播型刷形放电。
注2:烤漆或搪瓷击穿电压太高,通常不能避免传播型刷形放电。
注3:卷轴上缠绕复合物膜,或从导电性或绝缘性表面上提起的复合物膜,可能产生双极电荷,即,薄膜两个表面上 产生数量相同、极性相反的电荷。这会导致刷形放电,甚至有时会产生传播型刷形放电。
注4:手动摩擦通常不视为高起电过程。
6.3.5绝缘材料的导电性涂覆或耗散性涂覆
绝缘表面施加导电性涂覆或耗散性涂覆时,需要特别注意确保导电粒子均匀分布。如果分布不均 匀会导致形成隔离导电岛,隔离导电岛很容易被附近的绝缘表面传递电荷。这种隔离导电岛比绝缘表 面的静电危害更大。
导电性涂覆宜按照第13章规定,像其他导体一样接地。
6.3.6静电耗散剂
布料和地板中常用耗散性防静电剂,增加液体和材料的电导率。宜注意确保防静电剂浓度足够实 现所需功能。例如,耗散性防静电剂可能会被稀释或冲洗掉。因此,需要监控和维护其有效性。目前已 研制出永久性防静电聚合物添加剂,可以解决这些问题。
6.3.7 潮湿
某些固体绝缘性材料相对湿度保持在65%以上,表面电阻率就可以降低到耗散性水平。虽然潮湿 空气不导电,但是由于材料的吸水性,水/水分可能吸附在材料表面上。如果有合适的接地路径,这可能 足以防止静电积聚。
然而,有一些材料(例如,玻璃或天然纤维)的表面可以吸附足够的水分,能确保表面导电性足以防 止静电积聚;而另外一些材料(例如,聚四氟乙烯或聚乙烯)则不同,这些材料在相对湿度较高时也能积 聚静电电荷。同样,当湿度低于30%时,对湿度敏感的材料通常又具有较高的绝缘水平。因此,增加相 对湿度,并不是对所有情况都有效。总之,不宜把它作唯一的保护措施。对0区场所,这一点尤其重要。
6.3.8 电离/电荷中和
6.3.8.1 概述
空气电离可以使空气局部达到富离子状态,从而使固体绝缘材料上的电荷被中和。这种方法对中 和绝缘塑料板或薄膜上的电荷尤其有效。可采用6.3.8.2~6.3.8.5给出的方法。如果电荷产生的速率 超过空气中离子生成或离子移到起电表面的速率,或者没有足够所需极性的离子,则中和过程不会成 功。因此,这些装置正确安装及定期维护尤为重要,尤其要考虑诸如环境条件(例如,粉尘和温度)的影 响,与加工材料、机器部件及人员有关的装置位置可能对其有效性的影响。
操作过程中一个阶段电荷减少,并不妨碍下一阶段产生电荷,因此可能需要在多个位置放置离子发 生器。定位非常重要,宜根据现场测量的残余电荷或电势,确定单个装置安装的有效性。宜特别注意, 对薄膜和板材需要确保离子指向正确的侧面,避免形成双极层,形成传播型刷形放电。
只要保持清洁及灵敏,电晕点会一直保持功能。宜采取有效的维护措施,控制污染物积聚(例如,油 墨、镀膜溶液或纸屑)及腐蚀产物。
宜依据电荷生成率或电荷衰减时间选择离子发生器。1区IlC场所不宜使用离子发生器,经专家 进行风险评估可以使用的情况除外。另外也不宜用于0区作为唯一的安全措施。
6.3.8.2无源离子发生器
尖形电极如接地尖针、细导线或导电金属箔,当置于高度起电表面形成的电场中,会产生电晕放电。 这样提供的离子会中和壳体上的电荷。然而这种方法作用有限,而且如果无源离子发生器接地不当,也 会产生放电。
6.3.8.3有源离子发生器
有源离子发生器通过在一些电晕点上施加高电压产生离子。商业系统经常使用5 kV~10 kV的 交流电压。采用高压电源可消除无源离子发生器对电场低于电晕起始阈值以下电荷的控制限制。电晕 点的电流可通过高电阻或电容耦合进行限制。
有源离子发生器宜适用于其使用场所,并且设计和结构宜能防止其成为可能的点燃源。在设计时 要注意保证离子发生器提供的离子与工艺过程要求的离子平衡。
6.3.8.4放射性/软X射线离子发生器
放射性及软X射线源对周围空气进行电离,可用于耗散起电物体的电荷。这种电离作用本身不会 产生点燃危险,但是限制了有效性(随着放射性物质的衰减性能下降)。
采用高压或放射源的电离风机主要用于较为笨重物体耗散电荷。然而,由于离子再结合或者物体 壁吸附离子,离子浓度会迅速下降。这样很难远距离输送电离空气。含有高电压的部分宜置于非危险 区域,经防爆认证的情况除外。
注:可按照IEC 61340-4-7规定的方法对离子发生器的功能进行测试。
6.3.9确定放电引燃性的方法
如果6.3.2-6.3.8的要求不适用,可通过实验测定放电引燃性数值。
一种方法是将样品置于最不利条件下产生尽可能高的电荷(至少达到使用中可能出现的最高水 平),靠近接地的球以产生放电,并使放电通过已知MlE值的气体混合物。试验方法见IEC 61340-4-4 = 2018o
通常用放电转移的最大电荷表示火花和刷形放电的引燃性,而不用爆炸性气体混合物表示。试验 方法见GB/T 3836.27—2019中4.11o表4总结了所有极限值。
宜特别注意保证试验样品尽可能产生高的电荷,能够补偿感应电荷,且只能记录单一离散放电。
表4最大允许转移电荷
爆炸类别 |
EPL Ma EPL Mb 矿用 |
EPL Ga O区 |
EPL Gb 1区 |
EPL GC 2区 |
EPL Da 20区 |
EPL Db 21区 |
EPL DC 22区 |
I |
60 nC |
一 |
一 |
一 |
一 |
一 |
一 |
∏ A |
一 |
25 nC |
60 nC |
60 nC |
一 |
一 |
一 |
∏B |
一 |
10 nC |
25 nC |
25 nC |
一 | ||
∏C |
一 |
放电不可测 |
10 nC |
10 nC |
一 |
一 |
一 |
m |
一 |
一 |
一 |
一 |
60 nCa |
200 nCa |
200 nCa |
注1: 1区和21区的限值保证正常运行时不宜出现引燃放电。因考虑到异常情况及这些区域较高的安全要求, 。区和20区的限值减小。 注2:对于设备保护级别(EPL)的解释见GB 3836.1或附录EO 注3:所有数值都有一定的安全裕度。最近的工作显示,一直在用的IlB类数值安全裕度较小。为了补偿安全裕 度的差值,HB的数值从30 nC降低到25 nCo | |||||||
-数值仅适用于未接地的导电性部件或耗散性部件产生的火花放电。 |
6.4传送带和传动带
用于传动或运输固体材料的输送带,由于与接触表面(主要是传动轴和传送带)连续分离会产生大 量电荷,从而会产生点燃危险。产生的电荷量取决于输送带、传动轴以及滚轴的材质,并且随着输送带 速度和张力的提高,接触面宽度的增大而增加。
如果输送带耗散性足够,输送带获得的电荷只能通过接地导电滚轴对地安全耗散。通过输送带端 部运至料斗或斜槽的材料能够携带大量电荷。导电性或耗散性输送带不能移除绝缘传送物携带的 电荷。
传送带是随滚轴(通常为金属)转动运送物料的环形带。如果符合下列要求可认为传送带是耗散性 传送带:
b) 按照3.21规定的电极布局测量传送带两面的表面电阻均小于75 MQ;或者
C)多层不同材料制成的传送带,如果两个相对外表面之间的电阻(在温度23 °C、相对湿度50% 的条件下测量)小于1 GQ,则认为传送带为耗散性传输带。
注:按照GB/T 3684及EN 14973测量表面电阻的条件:温度(23+ 2.) °C,相对湿度(50±5)%,环电极直径25 mm 的、外环电极内径125 mm、外径150 mmO用3.21规定的电极配置测得的表面电阻小4倍。
按照GB 3836.14和GB/T 12476.3的危险场所分类,表5总结了不同危险场所传送带需要采取的 措施。
表5对传送带的要求
带速度 |
0区 |
1区 |
2区 |
20区 |
21区 |
22区 | |||
HC |
IIA 和 IlB |
MlE <10 mJ |
MlE >10 mJ | ||||||
≤0.5 m/S |
允许使用耗散 性,传送带及导 电性滑轮,不使 用传送带连接 装置 |
允许使用耗 散性"传送带 及导电性滑 轮,可以使用 传送带连接 装置 |
符合6.4.1即 可,除非经验 表明,引燃放 电情况频繁 发生 |
允许使用耗散性。传送带及导 电性滑轮,可以使用传送带连 接装置 |
符合6. 4. 1即 可,除非经验表 明,引燃放电情 况频繁发生 | ||||
0.5 m/S〜5 m/S |
不准许 | ||||||||
5 m/s~30 m/S |
耗散性。传送 带及导电性 滑轮,不使用 送带连接 装置 |
不准许 |
允许使用耗散 性"传送带及导 电性滑轮,不使 用传送带连接 装置 | ||||||
注:暂无速度〉30 m/s的传送带的相关信息。 | |||||||||
"关于耗散性传送带的定义见6.4.2o |
1区的要求(HA、]IB)同样适用于I类设备。然而,绝缘性煤尘传送带很难点燃导电性煤尘,因此 如果风险评估表明点燃风险很低则可以采用类似的传送带。
表5及6.4.2的内容不适用于通过电晕耗散电荷的传送带。此类传送带应由专家测试,如测量其在 最不利条件下的起电能力。
传送带上覆盖的蜡层或污物层可能增加其荷电率及电阻,从而增加充电危害。宜注意保证修理工 作不会增加这些数值。最基本的是保证用于连接传送带的绝缘性黏合剂不会中断导电通路。
ISO 21183-1中描述的轻型传送带经常需要符合高度专业化的客户需求,对这些情况,应使用具体 标准 GB/T 33204 和 GB/T 34366o
传动带指用于驱动旋转部件或机器的V形带或平带。由于接触表面的连续分离会生成的电荷数 量取决于传动带的材质、滑轮的材质,并会随着速率的提高、带子张力的提高以及接触面宽度的增大而 增加。按照GB/T 32072和GB/T 10715,如果满足如下条件,则可认为传动带材料为耗散性:
其中,L为传动带上两个导电性电极(例如,石墨、银粉漆、金属电极)间的距离,B为平带的宽度或 V形带侧面宽度的两倍,R为在温度(23±2)笆、无湿气凝聚时测得的电极间的电阻。
注:在旧文件中(如CENELEC TR 50404),接受准则为RXBWIOO kΩ ∙ m,其中R为安装好的两个滑轮间传动带 内侧中间点与地间的电阻,B为平带的宽度或V形带侧面宽度的两倍。因为这个R×B准则依据的是两滑轮 之间的距离,因此不可能作为传动带是否为耗散性的评判依据。因此,GB∕T 32072和GB/T 10715对耗散性 给出了独立于传动带长度的判定标准。如果两滑轮间的距离超过0.67 m,则两个标准都与上述的旧文件 一致。
按照GB 3836.14和GB/T 12476.3的危险场所分类,表6中总结了所有需要采取的措施。
表6传动带的要求
速度 |
0区 |
1区 |
2区 |
20区 |
21区 |
22区 | |||
HC |
U A 和 JlB |
MlE <10 mJ |
MlE >10 mJ | ||||||
≤0.5 m/s |
允许使用耗散 性"传送带及导 电性滑轮,不使 用传送带连接 装置 |
允许使用耗 散性"传送带 及导电性滑 轮,可以使用 传送带连接 装置 |
符合6.4.1即 可,除非经验 表明,引燃放 电情况频繁 发生 |
允许使用耗散性。传送带及导 电性滑轮,可以使用传送带连 接装置 |
符合6. 4. 1即 可,除非经验表 明,引燃放电情 况频繁发生 | ||||
0.5 m/S〜5 m/S |
不准许 | ||||||||
5 m/s~30 m/S |
耗散性-传送 带及导电性 滑轮,不使用 送带连接装 置 |
不准许 |
不准许 | ||||||
注:暂无速度〉30 m/s的传送带的相关信息。 | |||||||||
a关于耗散性传送带的定义见6.4.2o |
1区的要求(H A、]IB)同样适用于对I类设备。
表6及6.4.3的内容不适用于通过电晕耗散电荷的传动带。此类传动带应由专家测试,如测量其在 最不利条件下的起电能力。
带由多层不同材料构成的传动带,如果测得贯穿传动带的电阻(在温度23 °C相对湿度50%的情况 下测量)小于1 GQ,则认为其为耗散性。
传动带上覆盖的蜡层或污物层可能增加其荷电率及电阻,从而增加充电危害。宜注意保证修理工 作不会增加这些数值。最基本的是保证用于连接传送带的绝缘性黏合剂不会中断导电通路。
7液体中的静电
7.1 一般信息
7.1.1可燃性气体的出现
注:关于气体和蒸气易燃性和可燃性的一般信息参见附录C。
由于蒸发作用许多可燃性液体在处理过程中会导致形成可燃性环境。闪点是液体处理过程中形成 可燃性环境所需的液体最低表面温度。但是,由于闪点测量的不确定性,闪点测试条件和实际工业环境 条件的差异以及确定液体(非散装)表面温度的难度,因此我们谨慎的假设,即使液体温度低于闪点有一 定的安全裕量,仍然会存在可燃性环境。安全裕量取决于温度、液体成分等的不确定性程度。在控制良 好的条件下,纯净液体的安全裕量要求为5 °C,混合液体要求至少为11 OCO
对于闪点不超过60 °C的液体,如果储罐直接暴露于阳光且液体温度未受监控,则宜认为出现可燃 性环境。在环境温度较高且光照强烈区域,即使液体闪点高于60 °C,也可能产生可燃性环境。
当液体处理温度大大超过闪点时,饱和蒸气可能会造成过浓(即不易燃)环境。然而,液体之上的实 际环境可能不饱和(例如,由于通风影响),所以可能为可燃性环境。因此,除非能证明液面之上为非可 燃性环境,否则有必要假定为可燃性环境。所以,对于闪点低的液体,不宜依赖饱和环境作为唯一控制 措施。
在某些情况下,可燃性环境并不是由处理的液体造成的,而是由设备以前操作残留的挥发性液体或 蒸气,或者由附近的操作造成的。以前装载的闪点低的液体(例如,汽油)改装闪点高的液体(例如,柴 油)时,储罐会产生残留蒸气。很多油罐车发生火灾与改装不同的液体有关。
7.1.2对于点燃敏感性和限制的范围的建议
可燃性环境静电点燃敏感性取决于可燃性物料的浓度及最小点燃能量(MIE,参见C.6)o按照常 规经验,最易点燃的蒸气浓度约为可燃下限浓度的两倍。由于浓度的影响,MIE高的物料产生的混合 物在其最易点燃浓度时,比MIE低的物料产生的混合物仅在其可燃范围内的蒸气浓度时,更易于点燃。
对于由可燃性液体形成的均匀蒸气/空气混合物,通常在温度高于闪点10笆〜20 °C时形成最易点 燃蒸气浓度。中度挥发性可燃液体在常温环境下形成最易点燃混合物:这类液体包括甲苯(闪点6 °C)、 乙酸丙酯(闪点10 °C)、氤化甲烷(闪点2 OC)O
第7章给岀的通用预防措施用于防止MlE不低于0.20 mJ的物料在最易点燃蒸气浓度时被点燃。 因此这些措施适用于常规可燃性蒸气与空气形成的最易点燃混合物,如链烷和芳香族溶剂、煙类燃料以 及许多有机溶剂(参见表C.2中的MIE列表)。在正常环境温度条件下,处理上文中所提到的中度挥发 性可燃液体时其安全裕度最小。在这些操作中,宜特别注意确保严格执行建议的所有措施。
尽管爆炸组别不是依据MIE(参见C.6)确定的,但对于∏ A类蒸气的预防措施与MlE不低于 0.20 mJ的物质的预防措施类似。然而,如果液体之上的蒸气点燃敏感性更强的话,可能还需要附加预 防措施。对于MIE小于0.20 mJ的挥发气体(多数为H B和H C物质)或富氧混合物,更容易出现最易 点燃混合物。虽然没有给出对于这些非常敏感环境的通用建议,对一些特定情况还是给出了建议。文 中明确给出了敏感物质的附加安全措施。
当液体相对于接触的固体产生了移动,或者两相或多相液体运动时,液体产生静电电荷。液体喷射 同样会形成高度起电的薄雾或水沫。液体产生电荷、积聚电荷的细节参见A.1.3~A.1.7(起电)和A.2.2 (电荷积聚)。
7.1.4电荷积聚及电导率分类
某种特定液体静电积聚的水平(这是静电危害产生的原因),取决于液体的电导率和介电常数(相对 介电常数)巳。为了描述可能的危害及相关的预防措施,液体的电导率分类如下:
对于介电常数大约为2的液体(例如,炷类),电导率分类为:
对于介电常数远大于2或介电常数未知的液体,低电导率限值通常设为IOO pS/mO中电导率的上 限值仍设为10 OOO pS∕mo
注:对于介电常数未知的液体,认为IOO pS/m的电导率足够了,因为很少有低电导率液体相对介电常数大于4。
电荷积聚的危险等级通常与低电导率液体有关。然而,中电导率或高电导率液体在产生薄雾或水 沫的程序中也会产生静电积聚,如通过绝缘性管道传送中电导率液体或者进行两相混合操作时。
一般来说,极性溶剂如醇类、酮类以及水的电导率高,而饱和炷溶剂和纯净芳香族化合物的电导率 低。表7中给出了一些液体的电导率及释放时间。
注1: NFPA 77中有更完整的液体及其介电常数数据。
注2:含有生物成分的生物燃料及炷类燃料的混合燃料,由于成分不同电导率范围可能更大。
注3:测量液体的电导率的方法可参考ASTM D4308-95、DlN 51412-KDIN 51412-2及ISO 6297o
表7 —些液体的电导率及释放时间
液体 |
电导率 |
释放时间 S |
低电导率 (pS/m) | ||
高纯度链烷炷 |
0.01 |
2 OOO |
标准链烷炷 |
0.1 — 10 |
2 — 200 |
纯净芳香族化合物 (甲苯、二甲苯等) |
0.1 — 10 |
2 — 200 |
标准芳香族化合物 |
5 — 50 |
0.4~4 |
汽油 |
0.1 — 100 |
0.2 — 200 |
煤油 |
0.1 〜50 |
0.4〜200 |
柴油 |
1 — 100 |
0.2 〜20 |
表7 (续)
液体 |
电导率 |
释放时间 S |
白油 |
0.1 — 100 |
0.2 — 200 |
润滑油 |
0.01 — 100 |
0.02〜2 000 |
乙二醇之外的醍类 |
0.1 — 100 |
0.2〜200 |
所有的芳香族溶剂混合物 |
1 — 1 000 |
0.02 — 20 |
无防腐剂的天然气凝析油 |
10 — 100 |
0.2 — 2 |
中电导率 (pS∕m) | ||
含有性能添加剂或5%乙醇的汽油 |
50—1 000 |
0.02 — 0.4 |
含有耗散性添加剂的燃料和油类 |
50—1 000 |
0.02 — 0.4 |
重(黑)燃料油 |
50 — 10 000 |
2X 1OT 〜0.4 |
酯类 |
100 — 1 000 000 |
2X10-5 〜0.2 |
高电导率 (μS∕m) | ||
原油 |
>0.001 |
<0.02 |
含有10%以上乙醇的汽油 |
≥0.01 |
<0.002 |
含有防腐剂的天然气凝析油 |
>0.001 |
<0.02 |
乙二醇及乙二醇醍 |
1 — 100 |
2×10^7-2×10^5 |
醇类 |
1 — 100 |
2× 10-7—2X10-5 |
酮类 |
0.1 — 100 |
2X1()7 〜2X10T |
纯净水 |
5 |
10^6 |
水(非蒸偲) |
>100 |
<2X10^7 |
注:尽管酮类和酯类通常具有高电导率,但中链和长链酮类和酯类通常具有高起电率。 |
具有中电导率或高电导率的液体宜被认为是导电性或耗散性物质,需要接地。
7.1.5液体处理过程中的引燃放电
当储罐中注入低电导率的起电液体时,储罐中液体积聚的电荷会在液体中及蒸气空间内形成电场 和电势。由于液体表面的高电势,起电液体的表面与储罐的金属部件间会产生刷形放电。研究表明诸 如丙烷类的脂肪炷,如果其液体表面电势超过25 kV,则可能被蔓延到接地极的刷形放电点燃。
在电势很低的情况下(通常为5 kV~10 kV),如果储罐中有被隔离导体,例如,漂浮的金属罐或等 电位联结不当的部件,亦或者容器具有绝缘衬层使液体没有接地点,溅入了导电性足够产生火花的液体 时,也会产生点燃危险。
7.2液体处理操作中预防点燃危险的措施概要
7.2.1接地及避免被隔离导体
有意或无意间形成的与液体处理有关的被隔离导体,例如,金属储罐、储罐结构体或其他被隔离金 属物件,会由于液体携带的电荷而产生高电势。这可能导致火花放电。由于火花放电经常能点燃刷形 放电不能点燃的低电势易燃蒸气,所以尤为危险。因此液体处理系统的所有导电部件宜充分接地(见第
13章)。处理易燃液体的人员也宜接地(见11.Do
宜经常检查罐体,保证没有松动、接触不良的未等电位联结物件,例如,漂浮在液体上的小罐。
7.2.2 限制电荷产生
可以通过控制相关的过程参数以限制电荷的产生,适当的控制措施包括:
a) 储罐填充操作:
1) 通过限制泵送率或增加供料管线直径,限制罐体供料管线的线性流速(见7.3.2.2.3和 7.3.2.3.2〜7.3.2.3・5);
2) 保证在泵和滤网下游有足够的滞留时间使电荷释放;
3) 避免液体中出现第二种不溶相,例如,将油罐底部的水搅拌起来时可能出现这种情况。如 果不能避免液体中出现第二种不溶相,则进一步限制速度(见7.3.2.2.2和7.3.2.3.5.3);
4) 通过底部入口或延伸至接近罐底的注管注入以避免飞溅。如果在可燃性环境中必须使用 罐体上部的短注管,则降低流速至2 m/s,并且采用7.3.2.3.2的附加预防措施(例如,液体 沿容器壁流动)。对于高电导率液体,容器底部有接地区域就可以了。
b) 搅拌或搅动操作(见7.9):
1) 限制搅拌器输入功率或速度(例如,在BS 5958中,对于电导率Iooo pS/m的悬浮物,要 求最大功率为0.37 kW∕m3);
2) 避免液体中出现第二种不溶相;
3) 使用高电导率连续相(电导率大于10 000 pS/m) O
C)使用液体喷嘴的罐体清洁操作(见7.10):
1) 按照7.10的要求限制液体压力及清洁机的吞吐量;
2) 避免清洁液体中产生第二种不溶相,尤其是当使用再循环清洁液时;
3) 避免使用可形成大量隔离液体的无阻断喷嘴(见7.10)O
7.2.3避免可燃性环境
避免点燃危险最有效的方法就是避免形成可燃性环境,例如:
a) 避免系统中的蒸气空间;
b) 使用如氮气、二氧化碳或净化过的烟道气等惰性气体惰化罐体中的蒸气空间(注意8.4给出的 预防措施);
C)避免改装物料,避免使用常规蒸气收集系统,这种收集系统能使可燃性蒸气空气混合物进入 储罐;
d) 处理挥发性液体后,清理储罐并通风,以清除残留的可燃性液体、气体及蒸气;
e) 保证系统内连续吸入足够的新鲜空气。可能需要常规的气体试验及可能的强制通风措施。
如果储罐装有或曾经装过低闪点的可燃性液体,由于残留液体可能产生危险,因此用空气吹扫储罐 避免形成可燃性环境时,宜特别注意。
7.2.4促进静电耗散
如果不能避免可燃性环境,则可以通过限制电荷积聚控制点燃危害。对于处理系统中的部件,涉及 固体导体的等电位联结、人员接地,必要时甚至是将系统的绝缘部件更换为接地的耗散性或导电性部 件。对于液体本身,在液体中添加市场上可以买到的静电耗散添加剂(SDA),提高液体的导电性,可以 有效地促进静电耗散。当液体中添加剂浓度大约百万分之几时,就能轻易将电导率提高至可防止电荷 产生危险积聚的水平(见7.1.4)o
注1: SDA广泛用于航空燃料,通常添加的浓度对航空发动机和过滤器/水分离器性能的影响可以接受。
注2:有些SDA在特定溶液中可能失效,例如,低温、与水接触后、黏土过滤后或由于与其他部件相互作用。
将绝缘性(低电导率)溶剂更换为导电性更强的(中电导率或高电导率)溶剂,或者在绝缘性溶剂中 加入互溶的导电性溶剂,也可增强电荷耗散性。需要的导电性溶剂的量取决于液体种类以及所要求的 电导率水平。
7.3储罐及容器
根据储罐或者其涂覆和内衬是否划分为导电性、耗散性或绝缘性,对可能的危险及相关保护措施进 行分类(见3.2,3.7和3.15)o充分导电的储罐外壳任意一点与地间电阻不大于1 k。;充分耗散的储罐 外壳任意一点与地间电阻不大于1 MΩo
按照这种分类,7.3内容分为:
——导电性储罐和容器:7.3.2;
——完全由耗散性材料制成的储罐和容器:7.3.3;
——带有绝缘表面的储罐和容器:7.3.4;
罐体内部可产生静电危害的操作包括填充、运输(储罐及物料)、排空、测量及取样。如果进行这些 操作时罐体内部存在可燃性环境,则宜采取预防措施。
注:如果罐体内部无可燃性环境(见7.1.1),不需要采取7.3的预防措施。
其他操作如液体循环、搅拌、混合、结晶及清洁见7.9和7.10o
7.3.2中对于流速的标准限值主要用于炷类。这些限值也可谨慎地用于其他在20 °C时运动黏度小 于6 mm2/S的溶剂或燃料,但在处理生物燃料成分(参见C.8)材料或与炷类化学成分不同的混合物以 及处理经验有限的高流通量系统时,可能需要特别小心。对于像润滑油一类的高黏度液体(见7.4),已 知需要进一步采取措施,限制起电。
7.3.2导电性储罐及容器
为了描述可能的危害以及相关的预防措施,导电性罐可按照尺寸分为以下几种:
大罐(7.3.2.2)
中罐(7.3.2.3)
小罐和容器(7.3.2.4)
垂直圆筒形罐及方形或近似方形横截面的非水平圆筒形罐及细长横截面的非圆筒形罐 圆筒形罐 直径〉10 m
容积〉500 m3
2 r∏3<容积≤500 m'
容积W2 m3
1.3 mV有效直径WIO m
有效直径≤1.3 m
注:“近似方形”储罐的长宽之比不超过1.5,而“细长”罐的长宽之比则大于1.5。对方形罐的要求也能保证同样横 截面积的细长罐的安全,只是有些保守。
不考虑液体的电导率或罐体结构,宜采取如下的一般预防措施:
a)
b) C)
将罐体及所有相关的结构如管道、泵、过滤器外壳等接地(见第13章);
保证进入罐体或在罐体开口附近工作的人员接地(见第11章);
通过罐体底部侧边入口、底部入口或延伸至接近罐底的注管加注避免飞溅。
对于中电导率和低电导率液体,定期检查储罐,尤其是在维修孔每次打开后,要检查是否有松动的 金属物体,例如,可能形成被隔离导体的金属罐。
对于低电导率液体,需采取下列附加预防措施:
a) 泵与过滤器定位。将泵、过滤器及其他强电荷生成元件安装于储罐入口上游可保证足够滞留 时间的地方,使额外的电荷在液体进入储罐前释放掉(见7.5和A.2.2)o
b) 限制流速。对于未污染的单相液体输入流,流速在初期注入阶段宜控制在1 m/s之内直至:
1) 注管及其他罐体底部结构已没入2倍于注管直径的深度;
2) 管道中收集的水已经清理完毕。
注1: 1)是用来防止对注管或结构的放电,同时减少沉淀物及水的扰动。
注2:对于2)需要等半小时,或2倍于管道容积的液体被注入储罐所需时间,二者之中较短者。
初期注入阶段之后,未污染的单液相液体的流速可以提升至1 m/s以上。最大的安全流速尚 未确定,但有大量经验表明在流速7 m/s以下时不会产生危险电势。
因为两相流液体经常产生高电荷(参见A.1.4),所以,在整个加注过程中,两相流或受污染(见 3.6)输入流的流速都限制在1 m/s之内。
C)入口设计。液体宜水平进入储罐,以减小对罐底部的水或沉淀物造成的扰动,防止高荷电输入 液体喷射至液面。较好的方法是用水平三通或四通阀将液体水平引至四周罐壁上。
d) 控制底水。如果储罐底部有水或沉淀物,则宜通过监控及排水严格控制底层液面,使之至少低 于入口 2倍于注管直径的高度。C)中对入口的设计要求宜确保储罐底部的水或沉积物在液体 注入过程中不会被过多扰动。
e) 如果存在可燃性环境,并且不能保证储罐底部的水或沉积物不被扰动,则在加注过程中宜将流 速限制在1 m/s以下。
注3:通常情况下没有必要只是因为第二相液体以底水或沉积物的形式出现在罐体底部,就在整个加注过程 中都将流速限制在1 m/s以内。一般情况下,可以按照C)和CI)的预防措施处理与底水相关的风险。
f) 如果有可能,则宜避免低密度液体装入盛有远高于此浓度液体的罐中,因为浮力作用会使新加 入的高荷电液体浮于液体表面,从而产生高表面电势。基于同样的原因,也要避免将热的液体 装入盛有较冷液体的罐中,也要避免液体中有空气或其他气体。如果不能避免这些操作,则宜 将入口流速限制在1 m/s以下,尽量少产生电荷。
7.3.2.2.3带有浮顶或内部浮盖的罐
带有浮顶或内部浮盖的储罐内,可以通过浮顶或盖将可燃性环境与液体注入产生的电势隔离开。 因此,在初期注入阶段之后,如果顶或盖已经漂浮起来,则没有必要限制流速。但是,在顶浮起来之前流 速还宜限制在1 m/s之内。为了确保达到预期的隔离效果,至关重要的是浮顶或内部浮盖由导电性材 料制成并可靠接地(见第13章)。
有时候罐中会用漂浮的球状体或浮球来减少蒸发量。最基本的是这些球状体或球用耗散性材料或 导电性材料制成。这些球状体只能用于高电导率液体,因为在低电导率或中电导率的液体中,单个或成 组的球会与地隔离,从而可能导致火花。
7.3.2.2.4大型导电罐预防措施概要
表8总结了低电导率液体注入大型导电罐时需要采取的预防措施。如果把电导率提高至低电导率 范围以上,如使用静电耗散添加剂(SDA,见7.1.4和7.2.4),就没有必要采取这些预防措施。但是,对于 这种情况,最基本的是保证添加剂添加的可靠性,因为添加剂与液体混合失败会引起火灾或爆炸。如果 对添加剂可靠添加没有疑问,则宜保留对低电导率液体的预防措施。
表8低电导率液体注入大型导电罐的预防措施
预防措施 |
适用性 | |
带有浮顶或内盖的储罐 |
有固定顶,无浮盖的储罐 | |
流速控制在1 m/s以下 |
在顶或盖漂浮起来之前需要如此 |
在初期注入阶段、以及注入受污染的 或两相液体或浓度远低于原来盛装 液体浓度的液体时需要如此 |
流速控制在7 m/s以下 |
在顶或盖漂浮起来之后不必如此 注:通常需要限制流速,避免液体高 速流动损坏浮顶 |
对流速控制在1 m/s以下不适用的 所有情况,建议如此 |
保证在强电荷生成器(如微型过滤 器)与罐体之间有足够的滞留时间 |
在顶或盖漂浮起来之前需要如此 注:对这种情况可使用1 m∕s的流速 计算滞留时间 |
需要 |
避免注入的产品、夹带的空气或气体 喷射扰动底水 |
在顶或盖漂浮起来之前需要如此 |
需要 |
避免低浓度荷电液体进入装有较高 浓度液体的罐中(见7.3.2.2.2) |
不必要 |
建议尽可能如此。在不能避免这类 情况时将流速限制在1 m/s以下(见 本表第一行) |
中型导电罐(见7.3.2.1尺寸定义)包括固定式储罐及移动式罐如公路或铁路罐车。尽管航空器燃 料罐在尺寸上也在中型罐范围内,但航空容器的装载在7.8.1中另述。
对所有类型的液体,可采取下列预防措施:
b) 管道和软管:管道和软管宜分别符合7.7.2和7.7.3的要求。
C)人员:宜按照第11章的要求避免由人员起电引起的危害。
d) 注入速度:流速宜限制在7.3.2.3.5.2限定的范围内。
注:根据罐体设计、管道直径以及液体特性的不同,其流速限值也不同。
e) 空气和气体:除非能肯定操作不会使设备过压,否则不使用空气或其他气体来清洁管路。宜使 用氮气或氮气空气混合气清洁管路,不用其他压缩气体。为了避免流速过快(相关限值见 7.3.2.3.5.2),要使用可成功清理管路的最小压力源。尽量减小通过接收罐次表面夹带的气 体量。
f) 测量及抽样:测量及抽样可能引起额外的危害。宜按照7.6的要求处理。
7.3.2.3.2.2低电导率液体的附加预防措施
对低电导率液体,可采取下列附加预防措施:
a) 过滤器及其他高荷电设备:储罐上游管道内安装的精细过滤器、泵以及其他高荷电设备可产生 高水平的电荷。可按照7.5的建议处理。
b) 储罐排水:如果产品不能与水完全混溶则可能形成底水(例如,注入的产品内含有水,或有部分 水溶于其中或与湿气接触,以及由于温度循环使其水溶性变化),则储罐宜具备低位排水功能 以将水底清除。宜监视并控制水底的水位,使其至少比产品进口位置低2倍于管道直径的 距离。
C)储罐入口 :入口的位置宜该在储罐底部但要高于允许水底积聚的水位。可通过罐顶插入接近 罐底的注管或者通过底部注入(包括靠近底部的侧面注入)实现。为了尽量减少高荷电液体对 表面的飞溅以及对罐底部的水或沉淀物造成的扰动,入口的设计宜保证液体水平注入储罐。 用三通管入口引导液体与侧壁平行注入可达到理想效果。
注:对于带有侧边入口的固定罐,使用三通管入口比釆用导流板要更好,它可以保持高荷电液体靠近罐体底 部,并最小化罐体底部水和沉淀物的悬浮。
d)喷射注入:
1) 绝大多数情况下,宜采用上述低水位入口以及将液体水平引入的方法(见7.2.2),避免喷 射注入。
2) 某些流程需要顶部喷射注入方式(例如,化学反应容器中为了避免搅拌器的干扰)。对于 这种情况:
—注管宜插入容器内部靠近容器壁,注入液体宜向下引导并略微倾向容器壁(与垂直面 成15°〜30°角)。
—宜对操作的细节进行评估,以确定允许的注入速度。注入速度不宜超过正常流速或 Vd限值的50% (见7.3.2.3.5),也不宜高于2 In/SO
—注管(或其他突出物)的末端与最高液面宜至少有200 mm距离,以保证液体表面不 会产生放电。
挥发性小的可燃性液体(例如,润滑油),在最高处理温度时也不可能产生可燃性蒸气环 境,可以采用喷射注入,不必考虑上述注入限制条件(这些条件适用于可形成可燃性环境 的情况)。但是,采用这种处理方法时,要确保没有其他可燃性蒸气源,注入过程也不会产 生足够形成可燃性环境的雾或悬浮液滴。
7.3.2.3.3公路罐车的预防措施
公路罐车的预防措施与固定罐要求(7.3.2.3.2)大致相同,7.3.2.3.5.4规定的流速限制以及如下附加 要求不同:
a) 接地及等电位联结:
1) 底架、罐体、相关管道及卡车配件间等电位联结电阻不宜大于IMQ。对于整个金属系 统,电阻不宜大于10。,如果大于该值,宜检查是否存在腐蚀或连接松动等问题。
2) 在进行任何操作(例如,打开检修孔、连接管道)之前,宜将接地电缆连接至车辆。车辆与 框架指定的接地点之间的电阻宜小于10 Q,且在所有操作完成之前不宜移除接地。
3) 推荐将2)项接地电缆作为静电接地监控系统的一部分,静电接地系统持续监控车辆与框 架指定的接地点之间的电阻,并在电阻大于10 Ω时触发联锁装置阻止装载。推荐静电接 地监控系统能够区分与车辆储罐(或接地点)的连接和与其他金属物体的连接。这种类型 的系统可以阻止操作人员将接地系统连接到其他可能与车辆储罐处于电隔离状态的物体 (例如,挡泥板)上。
b) 上部装载:
1)装载臂(或料腿、下悬管)在开始注入前宜伸入罐体底部。
2)下悬管宜:
--垂直放置;
到达空间底部;
—在底部放置三通管或类似导流器使液流沿着空间底部运动。
如果可能有雷电,则公路罐车不宜在露天情况下装载可能在罐体外部形成可燃性环境的液体。 可在雨棚下或能提供充足伞状雷电保护的地方装载。
轨道罐车的预防措施与固定罐要求(7.3.2.3.2)大致相同,7.3.2.3.5.5要求的流速限制以及如下附加 要求不同:
a) 等电位联结:
1) 铁路的两条轨道之间、轨道与框架间宜等电位联结,等电位联结电阻宜小于1 MΩo
2) 两车轮间、罐体与车辆其他部分间的等电位联结电阻宜小于IMQ。因为有轨道提供等 电位联结,所以轨道罐车不需要独立等电位联结。
b) 循环电流/杂散电流:
1) 可在注管内安装绝缘法兰以防止杂散电流。对于这种情况下,加注前注嘴宜在与轨道车 辆等电位联结。
2) 用于装罐的旁轨宜与铁路轨道的其他部分隔离以防止杂散电流。轨道设备或轨道车辆不 宜使这些绝缘短路。
C)上部装载:
装载臂(下悬管)在开始注入前宜伸入罐体底部。下悬管宜:
D 垂直放置(上部自动化装载系统可以以较小角度插入注嘴);
2) 到达空间底部;
3) 在底部放置三通管或类似导流器使液流沿着空间底部运动。
d)雷电:
如果可能有雷电,则轨道罐车不宜在露天情况下装载可能在罐体外部形成可燃性环境的液体。 可在雨棚下或能提供充足伞状雷电保护的地方装载。
通常直接用速度或间接以流速与管道直径乘积(w∕)的形式表示流量限值。影响这些限制的关键 因素如下:
a) 罐体的尺寸及形状:最危险尺寸范围为3 m3~10 rɪ?,高而且细的罐体通常产生的电压最高。 大于或小于上述尺寸的罐体、水平细长的罐体或者长和宽(或者直径)远大于高度的罐体,其电 势较低。
注1:极细的罐体电压也可能较低,但其长宽比超出正常范围。
b) 采用中央导体:在接近方形的罐中(即所有尺寸相差不大),实心导体垂直放置在中心可使最大 电势减小一半。因为电势减小了,所以流速可以增大。在细长的水平罐体中或高、宽比例较小 的罐体中,中央导体减小电势的作用就不太明显了。采用中央导体发挥作用的例子如:上部装 载的公路罐车(填充臂为导体)以及用导管进行底部装载的公路罐车。
C)液体特性:最重要的是电导率,是液体是否为多相的表现。另外,在石油工业中发现,当车辆装 载低硫成分(质量分数V5OX1O-6)的中度蒸馅燃料时,静电点燃危险增大。
注2:低硫柴油可提高静电点燃危险,主要是由柴油加工流程相关的因素引起,但是,没有证据表明其他低硫 液体也会受此影响(例如,汽油、纯化学品或溶剂可能硫含量很低,但是没有证据表明它们的静电点燃 危险会提高)。
d)固定罐或移动罐:移动罐加注设施只能处理一系列尺寸范围及形状的罐,而固定罐加注设施可 设计用于特定用途的罐。对于移动罐,速度及財限值宜适用于最不利情况。为了运输中的 稳定性移动罐倾向于细长水平放置,而固定式罐一般是高而窄(高与直径比〉1)。
因为这些实际情况不同,所以对于固定式罐、公路罐车及轨道罐车,其流速及Vd限值也不同。同 样,对于公路罐车和轨道罐车,对于中度硫化煙类以及其他液体的限值也不同。
如果规定了流速和Vd限值,则在储罐上游的“释放区域”也宜满足这些限值。释放区域包括30 S 滞留时间内或储罐上游3倍释放时间液体流经的管道,两者中的较低值。如果要用释放时间来计算滞 留时间,则宜按照可能的最低电导率计算。如果最低电导率未知,则宜采取30 s方案。
为了保证流速或財限值在整个释放区域都符合要求,需要保证它们在区域中最严苛部分符合 要求。
对于无分支系统,最严苛部分为管道直径最小处,如果最小直径的管道长度小于5 m,且是唯一小 于第二小直径的标称尺寸管道部分,那么该部分认为是管道最严苛部分。
对于有分支的管道系统(例如,大型输送管道分成小管道从而使上游多管段供给多个罐,而下游管 道仅供给一个罐),严苛部分为Fs∕t∕s值最高处,其中FS为通过多管道区的最大流量,心为多管道区 管道直径,在评估Vd限值时m = 2,在评估速度限值时以=3(参见A.1.4)o
同时加注多个储罐的关键部分最大可接受流量为NS乘以单个储罐最大可接受流量,其中:
Ns = Fs/FT
FS为通过多管道区的最大可能流量,Ft为进入储罐的体积流量。多管道区流量增大可以接受,因 为液体被输送到不同储罐。因为流体流量会根据流速的平方而变化,所以对于多管道区允许的最大流 速或限值要相应地调整为单个储罐限值的N*2倍(参见A.1.4)o
初始缓慢开始阶段与主要加注阶段所采用的限值不同。
缓慢开始:对于罐体可能形成水底或沉淀物的中低电导率液体,初始流速不宜超过1 m/s,直到注 管出口浸入液面2倍于注管直径以下。缓慢开始加注是为了控制与沉淀物扰乱相关的危险。对于没有 底水及沉淀物的液体是否有必要缓慢开始加注仍有不同意见。测量表明在这种情况下缓慢开始加注并 没有显著降低最大电压。但是,仍然建议采用这些措施,避免替换管道中的水可能产生的问题。
如果分不同的阶段加注储罐,建议每个阶段都以不超过1 m/s的速度缓慢开始加注。
全流量:全流量阶段的流速与Vd限值取决于液体特性及储罐,如下所示:
a) 所有高电导率液体及中电导率单相液体:对于流速没有强制性的限制,但是建议警戒流速为
7 m/s。如果仅是由于用静电耗散添加剂(SDA)增加液体电导率提高流速,则最基本的是保证 SDA添加的可靠性,因为添加剂吸收不充分很可能导致着火或爆炸。如果不能保证SDA添 加的可靠性,则宜采用低电导率液体的流速限值。
b) 被污染或两相中电导率或低电导率液体:将两相混合物(例如,被污染的液体、有悬浮水或固体
的液体)注入储罐时,如果其连续液相为中电导率或低电导率,则其固定流速限制为1 m∕s0 这个限值也适用于注入中电导率或低电导率的液体时底水或沉淀物可能被搅拌起来的情况, 如水一直在积聚直到产品/水交界面靠近(距离不超过1倍注管直径)或超过入口平面。速率 不宜低于1 m/s太多,因为水可能在注管较低处积聚。
C)未被污染的低电导率液体:对于未被污染的(洁净的)、单相低电导率液体,其流速的限制要么 直接以数值方式给出流速,要么以Vd限值进行划分,其中V为在管道中的平均流速(单位: m/s), d为管道直径(单位:m)。对于垂直罐和水平罐的限值也不相同,区别如下: 1)垂直圆筒形罐或具有方形或近似方形横截面的容器:
注1:近似方形罐是指长宽比不超过1.5的罐。
通过无分支管路加注时,释放缓冲区域严苛部分(见7.3.2.3.5.2)的加注速率V宜为: /dY/2 m/s
最大流速不超过7 m/so
其中,D为罐体直径,对于长L、宽W的近似方形容器,其有效直径可通过D = 2(LW∕ Tr)U%因为方形截面的容器L=W)来确定;*为管道直径(O和*单位相同);K为常数, 主要取决于液体流速而受液体介电常数影响较小。在B.2.2中,当e = 2时,K =0.7 m/s, 在低电导率液体(e不高于5)介电常数下,最大偏离不超过6.3⅜o这样的小偏差在分析 的不确定度和安全余量范围内,所以普遍采用0.7 m/s的限值。
当通过分支管路加注多个储罐时,严苛部分可能出现在为多个储罐加注的地方。在这种 情况下,严苛部分的最大流速可在上述值的基础上乘以系数N投,其中NS为严苛部分最 大流量与进入罐体流量之比(见7.3.2.3.5.2和A.1.4)o
根据上述说明,得出用SChedUIe 40壁厚管通过未分支管路加注储罐的流量见表9a)(单 位:m3/min)和表 9b)(单位:USG/ min) O
注2:在北美,管道按照NPS(标称管道尺寸,外径以英寸为单位)划分,并有专门的表格规定其壁厚。在 欧洲,管道按照DNWZ径标称,外径以mm为单位)以及IN(内径标称,外径以mm为单位)划分。
表9中型垂直罐使用SChedUIe 40管注入流量限值
管道尺寸 |
罐体直径 | |||||||||||
a)以r∏3∕min为单位的流量限制(罐体直径单位为m) | ||||||||||||
NPS |
DN |
ID(mm) |
1 |
1.5 |
2 |
2.5 |
3 |
4 |
5 |
6 |
8 |
10 |
1 |
25 |
26.6 |
0.14 |
0.18 |
0.20 |
0.23 |
0.23 |
0.23 |
0.23 |
0.23 |
0.23 |
0.23 |
1.5 |
40 |
40.9 |
0.27 |
0.33 |
0.39 |
0.43 |
0.47 |
0.55 |
0.55 |
0.55 |
0.55 |
0.55 |
2 |
50 |
52.5 |
0.40 |
0.49 |
0.5β |
0.63 |
0.69 |
0.79 |
0.89 |
0.91 |
0.91 |
0.91 |
2.5 |
65 |
62.7 |
0.52 |
0.63 |
0.73 |
0.82 |
0.90 |
1.04 |
l.lβ |
1.27 |
1.30 |
1.30 |
3 |
80 |
77.9 |
0.72 |
0.88 |
LoI |
1.13 |
1.24 |
1.44 |
1.60 |
1.76 |
2.00 |
2.00 |
4 |
100 |
102 |
1.08 |
1.32 |
1.53 |
1.71 |
1.87 |
2.16 |
2.41 |
2.64 |
3.05 |
3.41 |
5 |
125 |
128 |
1.51 |
1.85 |
2.14 |
2.39 |
2.62 |
3.03 |
3.39 |
3.71 |
4.28 |
4.79 |
6 |
150 |
154 |
1.99 |
2.44 |
2.82 |
3.15 |
3.45 |
3.99 |
4.46 |
4.89 |
5.64 |
6.31 |
表9 (续)
管道尺寸 |
罐体直径 | |||||||||||
8 |
200 |
203 |
3.01 |
3.69 |
4.26 |
4.76 |
5.21 |
6.02 |
6.73 |
7.38 |
8.52 |
9.52 |
10 |
250 |
254 |
4.24 |
5.19 |
5.99 |
6.70 |
7.34 |
8.47 |
9.47 |
10.4 |
12.0 |
13.4 |
12 |
300 |
305 |
5.51 |
6.75 |
7.79 |
8.71 |
9.54 |
11.0 |
12.3 |
13.5 |
15.6 |
17.4 |
b)以USG/min为单位的流量限制(罐体直径单位为ft) | ||||||||||||
NPS |
DN |
ID(mm) |
4 |
5 |
6 |
8 |
10 |
12 |
16 |
20 |
26 |
33 |
1 |
25 |
26.6 |
42 |
47 |
51 |
59 |
62 |
62 |
62 |
62 |
62 |
62 |
1.5 |
40 |
40.9 |
80 |
89 |
97 |
113 |
126 |
138 |
146 |
146 |
146 |
146 |
2 |
50 |
52.5 |
116 |
129 |
142 |
164 |
183 |
201 |
232 |
240 |
240 |
240 |
2.5 |
65 |
62.7 |
151 |
169 |
185 |
214 |
239 |
262 |
302 |
338 |
343 |
343 |
3 |
80 |
77.9 |
209 |
234 |
256 |
296 |
331 |
363 |
419 |
468 |
529 |
529 |
4 |
100 |
102 |
315 |
352 |
385 |
445 |
497 |
545 |
629 |
704 |
802 |
904 |
5 |
125 |
128 |
442 |
494 |
541 |
625 |
698 |
765 |
883 |
988 |
1 130 |
1 270 |
6 |
150 |
154 |
582 |
650 |
713 |
823 |
920 |
1 010 |
1 160 |
1 300 |
1 480 |
1 670 |
8 |
200 |
203 |
878 |
982 |
1 080 |
1 240 |
1 390 |
1 520 |
1 760 |
1 960 |
2 240 |
2 520 |
10 |
250 |
255 |
1 240 |
1 380 |
1 510 |
1 750 |
1 950 |
2 140 |
2 470 |
2 760 |
3 150 |
3 550 |
12 |
300 |
305 |
1 610 |
1 800 |
1 970 |
2 270 |
2 540 |
2 780 |
3 210 |
3 590 |
4 100 |
4 620 |
2)对于其他中型罐的Vd限值(例如,水平罐或窄长非方形截面的垂直安装容器):
--W≤N ×0.50 r√∕s有中央导体,顶部注入或底部注入;
--Vd≤N X0.38 m'/s无中央导体,底部注入。
最大流速不超过7 m/sO
上述限值描述中,N表示受罐体长度L(水平最大尺寸)影响的因数。当L<2时,N = 1; 当2WLW4.6时,N = (L∕2)U2;当L>4.6时,N = 1.5。在确定罐体长度时,挡板之类的 内部结构不需要计算在内,如果储罐被分割为几个完全独立的腔,则每个腔都宜被视为一 个独立的罐。
这些限值适用于罐体上游释放区域管道的严苛部分(见7.3.2.3.5.2),当通过分支管路加 注多个储罐时,严苛部分可能出现在为多个储罐加注的地方。在这种情况下,严苛部分的 最大流速可在上述值的基础上乘以系数N*?,其中NS为严苛部分最大流量与进入罐体 流量之比(见 7.3.2.3.5.2 和 A.1.4)o
结合Vd和流速限值可得出可用的管道尺寸范围,通过未分支管路加注水平罐的流速及 体积流量限值见表IoO
表10使用SChedUJe 40管向固定水平矮罐(N = I)注入低电导率液体时的 流速和注入流量限值
管道尺寸- |
底部注入或无中央导体注入 |
顶部注入或带中央导体注入 | ||||
TX/ = 0.38 m2 /S |
Vd = 0.50 m2 /S | |||||
NPS |
DN |
ID mm |
流速 m/S |
注入流量 m3/ min |
流速 m/S |
注入流量 m3 / min |
1 |
25 |
26.6 |
7.0 |
0.23 |
7.0 |
0.23 |
1.5 |
40 |
40.9 |
7.0 |
0.55 |
7.0 |
0.55 |
2 |
50 |
52.5 |
7.0 |
0.91 |
7.0 |
0.91 |
2.5 |
65 |
62.7 |
β.l |
1.12 |
7.0 |
1.30 |
3 |
80 |
77.9 |
4.9 |
1.40 |
β.4 |
1.84 |
4 |
100 |
102 |
3.7 |
1.83 |
4.9 |
2.41 |
6 |
150 |
154 |
2.5 |
2.76 |
3.2 |
3.63 |
8 |
200 |
203 |
1.9 |
3.63 |
2.5 |
4.78 |
12 |
300 |
305 |
1.2 |
5.4β |
l.β |
7.18 |
a基于管道严苛部分直径(见7.3.2.3.5.2)。 |
本部分给出的流速、由、流量限值前提是假设7.3.2.3.2的所有要求都满足。有时候很难保证全部 满足要求(例如,不能一直保证加注时没有飞溅)。如有任何疑问,宜进行危险评定,并采取适当的附加 控制措施,这些措施可包括:
a) 将流速限制在表10规定的限值以下;
本条描述了用公路罐车装载未被污染的单相低电导率液体时,其流速和Vd限值与固定罐(7.3.2.3.5.3) 的差异。本条中没有明确提及的流速和由限值(例如,对于缓慢开始加注的限值和被污染液体的限 值),仍参考7.3.2.3.5.3对于固定罐给出的数值。
石油燃料之外的液体:可使用7.3.2.3.5.3中对于固定罐的流速限值,但不包含用同一注口加注不同 长度腔体的情况。对于这种情况,通常用最短腔体的N值计算也/限值和流速。如果最短腔体的长度 未知,则宜取N = IO这样可以保证最大流速适用于最不利腔体长度(L≤2 m)o对于这种情况的流速 及流量见表IoO
石油中间馅分燃料:为了适应不同的车辆设计,石油工业已经开始把可以承受高流速液体的罐车划 分为“适合高速加注的车辆”。这些车辆具有表11列出的特性,可以有效减少电势,而且在地方法规允 许的情况下,可以将标准车辆加注速度提高33%。宜设置较高流速加注限制点,规定仅加注适合高速 加注的车辆。
表11给出了被认为适合高速加注车辆的定义。用此定义对车辆分类时,宜限制流速,使Vd不超 过表12给出的相应限值。表12给出的次/限值取决于产品类型[低硫化(质量分数<50XIOY)或其他 中间馅分产品]、厢体特性(是否适合高速加注)以及产品电导率。
汽油:成品汽油的加注流量由通用限制Vd≤0.5 m2/S(V≤7 m/S)确定,不考虑车辆类型、汽油的电 导率及含硫量。该流量是基于对高挥发性和底部注入式车辆空气进入的有限范围的保护,以及操作经 验验证。该流量不适用于加注单一石油成分,如挥发性明显低于石油的石脑油。此类成分宜按照中间 憎分产品的加注要求加注。
根据表12的Vd限值及最大流速不超过7 m/s的要求,得出不同管道尺寸的流速及体积流量,见 表13。
表11符合ADR车辆要求适用于高速加注的车辆及厢体
项目 |
定义 |
车辆 |
如果车辆划分为适合高速加注的车辆,则该车辆上所有的厢体应为高速加注厢体 |
厢体 |
高速加注厢体为容积2 OOO L~15 OOO L,且带有下列一种导体的厢体或腔体: a) 全高度的隔板或涌浪挡板;或 b) 一个内置管;或 C)中央导体线。 而且液体任何部分的平面与导电性表面的距离不超过0.8 mo更大尺寸的厢体分类为高速加注厢 体时不需要此类导体。如果厢体装有满溢探头或其他探头,距离上文定义的“导体”至少0.5 m,探 头宜装有“探头扩展器”固定在探头上并置于厢体的底板上 |
中央导体 |
直径不小于2 mm、具有电气连续性的电缆/电线/管,固定于厢体或腔体的顶部或底板上,采用的 电缆/电线/管宜由抗腐蚀金属制成,并具有足够的机械完整性以防止正常的磨损 |
内置管 |
用于蘸取、保养或蒸汽回收,且与厢体或腔体外壳具有电气连续性的管 |
腔体 |
厢体内部按照ADR要求,通过隔板或涌浪挡板隔成的容量较小但超过7 500 L的空间 |
注:ADR是危险品公路运输欧洲协议。 |
表12 硫含量对公路罐车中间僧分产品Vd限值的影响
产品类别 |
电导率 pS∕ m | ||
>50 |
>10 |
<10或未知 | |
硫的质量分数〉50X KT。的柴油或汽 油以及其他中间硫化燃料 |
Vd ≤0.5 m2 /s |
Vd ≤0.5 m2 /S |
Vd≤0.38 m2/S (Vd≤0.5 m2/S) |
硫的质量分数≤50× IOf的柴油或 汽油 |
Vd ≤0.5 mz /s |
Vd ≤0.38 m2 /S (Vd ≤0.5 m2 /S) |
Vd ≤0.25 m2 /s (Vd≤0.35 m2/S) |
注:括号内的值适用于高速加注车辆(见表11)。
表13用SChedUle 40管道对公路罐车进行加注时流速及流量限值 (用软管加注限值类似)
管道尺寸- |
Vd =0.25 m2/S |
Vd =0.35 m2 /S |
Vd =0.38 m2/S |
Vd =0.50 m2/S | ||||||
NPS |
DN |
ID mm |
流速 m/S |
注入流量 m3 / min |
流速 m/S |
注入流量 m3 / min |
流速 m/S |
注入流量 m3 / min |
流速 m/S |
注入流量 m3 / min |
2.5 |
65 |
62.7 |
4.0 |
0.74 |
5.6 |
1.03 |
6.1 |
1.1 |
7.0 |
1.3 |
3 |
80 |
77.9 |
3.2 |
0.92 |
4.5 |
1.3 |
4.9 |
1.4 |
6.4 |
1.8 |
4 |
100 |
102 |
2.4 |
1.20 |
3.4 |
1.7 |
3.7 |
1.8 |
4.9 |
2.4 |
6 |
150 |
154 |
1.6 |
1.81 |
2.3 |
2.5 |
2.5 |
2.7 |
3.2 |
3.6 |
a基于管道严苛部分直径(见7.3.2.3.5.2)o |
如果车辆不符合ADR要求,则需要对车辆是否适合高速加注进行细致的评估。
表12的Vd限值以及表13的速度和加注流量的前提是假设满足7.3.2.3.3的所有要求。有时候很 难保证全部满足要求(例如,并不能一直保证加注时没有飞溅)。如有任何疑问,宜进行危险评定,并采 取适当的附加控制措施,这些措施包括:
a) 将流速限制在表12要求的M限值以下;
本条描述了用铁路罐车装载未被污染的单相低电导率液体时,其流速和Vd限值与固定罐(7.3.2.3.5.3) 的差异。本条中没有明确提及的流速和M限值(例如,对于缓慢开始加注的限值和被污染液体的限 值),仍参考7.3.2.3.5.3对于固定罐给出的数值。
给出这些限值的前提是,假设使用的标准铁路罐车箱体远大于公路罐车厢体。如果不是这种情况, 宜进行风险分析考虑是否采用(较低的)公路罐车Vd限值。
注:对于标准铁路罐车厢体,没有顶部加注、底部加注或中央导体的区别,因为这类厢体通常都较长,中央导体对减 少最大表面电压无效。
装载不同液体时的Vd限值如下:
a) 低硫(质量分数V50X1。—6)石油中间馅分燃料(柴油等)的Vd限{⅛ : Vd ≤0.53 m2 /s;
在对产品分类有疑问时,宜使用0.53 m2∕s的Vd限值。
根据限值及最大流速不超过7 m/s的要求得出不同管道尺寸的流速及体积流量,见表14o
表14加注铁路罐车时的流速及流量限值
管道尺寸a |
低硫柴油 |
标准产品 | ||||
眼=0.53 m2 /S |
τ%∕ = 0.75 m2 /S | |||||
NPS |
DN |
ID |
流速 m/S |
注入速率 m3 / min |
流速 m/S |
注入速率 m3 / min |
2 |
50 |
52.5 |
7.0 |
0.91 |
7.0 |
0.91 |
2.5 |
65 |
62.7 |
7.0 |
1.30 |
7.0 |
1.30 |
3 |
80 |
77.9 |
6.8 |
1.95 |
7.0 |
2.00 |
表14 (续)
管道尺寸a |
低硫柴油 |
标准产品 | ||||
Vd = 0.53 m2 /S |
W=O.75 m2 /S | |||||
NPS |
DN |
ID |
流速 m/S |
注入速率 m3 / min |
流速 m/S |
注入速率 m3 / min |
4 |
100 |
102 |
5.2 |
2.55 |
7.0 |
3.45 |
6 |
150 |
154 |
3.4 |
3.85 |
4.9 |
5.44 |
8 |
200 |
203 |
2.6 |
5.06 |
3.7 |
7.16 |
12 |
300 |
305 |
1.7 |
7.61 |
2.5 |
10.77 |
a基于管道严苛部分直径(见7.3.2.3.5.2)° |
表14的Vd限值以及表13的速度和加注流量的前提是假设满足7.3.2.3.4的要求。有时候很难保 证全部满足要求(例如,不能一直保证加注时没有飞溅)。如有任何疑问,宜进行危险评定,并采取适当 控制措施,这些措施包括:
a) 将流速降限制在表14要求的Vd限值以下;
7.3.2.4小型导电储罐及容器
小型导电容器(定义见7.3.2)的示例包括由金属制成的中型散装容器(IBC),水桶、圆桶、油桶等。 宜注意保证金属容器和圆桶无绝缘涂层,否则这些容器只能按照7.3.4的要求使用。
注1:某些类型涂层可能为透明状,故很难采用目视方法确认。
液体流动产生的电荷可导致低电导率液体表面形成刷形放电,或使孤立金属容器或部件(例如,回 转泵)产生火花。附近的人员宜接地,已避免成为危险带电体(见第11章)。
如果容器内部或容器外部可能形成可燃性环境(例如,注入容器内的液体为可燃性液体、容器在危 险区域加注或注入时存在前次注入残留的可燃性蒸气),则宜采取下列措施:
a) 在容器加注和排空过程中,系统的所有导电性和耗散性部件,例如,漏斗、注嘴等,都宜等电位 联结在一起并接地。
b) 金属漏斗宜可靠接地,并不宜成为被隔离导体,例如,在意外情况下金属漏斗和容器被绝缘套 管隔离。
C)不宜使用塑料漏斗,除非其材料为耗散性且可靠接地。
注2:目前汽车上采用的塑料填注颈,由于汽油蒸气过多、柴油燃料蒸气过少,被认为是安全的。如果使用生 物燃料则不一定安全。
d) 原则上,中型罐注入单相液体时不宜超过及速度限值。实际上,这些限值通常允许流量刚 好高于小型罐加注设备的限值。因此,对于加注速率通常没有要求。如果需要明确限制流量, 则建议加注速度不超过2 m∕so
e) 如果加注的液体为两相液体或被污染的液体,且连续液相为中电导率或低电导率液体,则加注 速度不宜超过1 m∕so
g) 如果容器上游加注系统采用了精细过滤器(例如,微孔过滤器),则宜采取7.5的预防措施。
只有由导电性或耗散性材料制成的IBC能用于H C类液体(也见7.3.4.5)。仅允许使用少量绝缘 材料(例如,过滤器盖或过滤器盖周围区域),但可起电绝缘材料的面积不宜超过6.3.2规定的限值。
7.3.3完全由耗散性材料制成的储罐和容器
完全由耗散性材料制成的储罐和容器可以看作等效于导电性罐,因为它们不会引造成其他危险。 这类罐体上宜清晰标示“静电耗散性罐”,并具有接地措施。
部分由耗散性材料、部分由绝缘性材料制成的储罐,如果每块绝缘性材料的面积都小于表3规定的 最大允许面积,则可认为该罐整体为耗散性罐,否则,宜视为是带有绝缘表面的罐。
7.3.4带有绝缘表面的储罐和容器
对于带有绝缘表面的储罐(包括带有绝缘涂层的金属罐),除了同类金属罐的要求之外,7.3.4.2〜 7.3.4.6给出的预防措施适用。
7.3.4.2由导电性或耗散性材料制成带有绝缘内涂层的储罐和容器
由于摩擦作用(例如,清洁工作)或与荷电液体接触,绝缘内涂层可能起电会引起额外的危险。
当涂层厚度小于50 μm时(例如,漆、酚醛树脂或环氧树脂涂层),如果不进行快速重复加注,则不 会产生附加危险。如果罐体底部液体有接地点,则涂层厚度可增至2 mm以内。
对于所有其他情况,还宜采取下列预防措施:
a) 涂层宜与容器壁良好接触(即无分离或脱层)。
b) 不管储罐或容器加注的是高电导率、中电导率还是低电导率液体,液体与地之间都宜有导电性 通路。导电性通路可以是向罐体最低部位突出的导电性接地导管、底阀或是罐体底座上的导 电板。
C)如果人员可以进入罐体(例如,为了进行清洁),则宜采取预防措施防止人员或手动工具起电。 通过要求人员穿着耗散性鞋和在罐体底部架设接地导电性或耗散性通道(例如,在人员可能行 走的地方添加耗散性涂层),或者采取其他措施确保人员接地,可以避免人员或手动工具起电。 d)由于快速重复性加注会导致引燃传播型刷形放电,所以宜避免快速重复性加注。如果涂层的 击穿小于4 kV(参见A.3.5),或者将涂层厚度增至10 mm以上,则可以避免引燃传播型刷形 放电。
虽然埋于地下的绝缘罐通常为中型罐,且与本条的罐起电特性相似,但处理方法不同,见7.3.4.6o
7.3.4.3由导电性或耗散性材料制成带有绝缘外涂层的储罐和容器
由导电性或耗散性材料制成带有绝缘外涂层的储罐和容器在使用时,由于外涂层可能起电,或者可 使导电物体绝缘,可能会引起额外的危险。当涂层厚度小于2 mm时,不可能产生可点燃炷类/空气环 境的刷形放电。同样,如果没有足够强大的外部放电源(例如,静电喷涂),也不可能产生传播型刷形放 电。但是,所有可能被涂层隔离的金属或耗散性物体宜接地,尤其是罐体或容器本身更宜可靠接地。宜 提供接地的导电性或耗散性通道避免人员带电。
7.3.4.4罐壁或容器壁带有内嵌导电层的储罐和容器
带有内嵌导电层以及内外绝缘层的储罐导电性能良好。因此7.3.4.2和7.3.4.3的预防措施及下列 措施共同适用:
a) 导电层宜牢固且可靠接地。
b) 如果液体不接触导电层,则宜通过储罐底座上的接地金属物体提供液体接地通路。接地通路 可以是金属板、底阀或通向罐体底部的注管。
C)如果导电层的型式为导电性网或框架,则其每个网孔的面积(即被电线圈住的面积)不宜超过 6.3.3对0区的要求值。
在快速重复性加注的情况下,内涂层会产生更多电荷从而可能导致传播型刷形放电。如果涂层的 击穿电压小于4 kV(参见A.3.5),则可以避免这种情况。
7.3.4.5外加导电性外壳或涂层由绝缘材料制成的容器和IBC
容积1 m3左右的小型罐或容器通常采用这种结构形式。静电特性与7.3.4.2的容器类似,但导电 性外壳提供的包覆可能并不完整,外壳与容器壁之间可能存在间隙,示例是外边包覆有导电护罩、网格、 网孔或涂层的塑料容器,例如,IBC。本条的建议主要针对IBC的应用,原则上适用于容积1 m3左右的 容器。容积更小的塑料容器通常没有导电性外壳。针对更小的容器,目前尚无建议,为了安全操作也可 以采用本条的建议。对于最大容积不超过5 L的此类型容器,也可采用7.3.4.6的建议。
如果文中其他部分出现外加导电性外壳的中型罐或大型罐,则宜考虑专家意见。
注1:虽然埋在地下的中型或大型绝缘罐,与本条的罐起电特性相似,但处理方法不同,见7.3.4.6o
针对IBC的使用,需要对更具点燃敏感性的材料给出特殊要求。对于IBC或类似的罐,全面覆盖 导电性外壳、涂层或网孔面积不大于IO 000 mm2的网格,防止外表面塑料起电至危险水平(符合下边 关于外壳与塑料接触的规定),并有助于限制内表面上产生的电荷,从而降低容器内部可燃性刷形放电 的危险。宜特别注意避免由绝缘容器不均匀导电涂层导致的导电岛。
注2:外涂层可能由不可充电层与IBC容器层挤压形成。容器层可能包含多层。
为了保证容器内壁、外壁以及容器内的液体都不起电至危险水平,宜采取下列所有措施:
a)对于仅适用于H A类液体以及乙醇、丙醇、丁醇、己醇、庚醇、1,2-乙二醇、乙苯以及3-乙酰乙酸 乙酯的容器的要求:
注3:只有少数液体不属于U A类,更多信息见GB/T 3836.11 o附录C.6给出了相关信息概要。
D容器宜完全被导电性护罩、网格、网孔或涂层包覆,但相关设计限定区域除外(即设计时已 考虑不完全覆盖的区域,并且证实没有危险)。如果外壳为网格状,则单个网孔面积不宜 大于 10 000 mm2 O
2) 任何未被导电性护罩、网格、网孔或涂层包覆的限定区域(例如,管盖或管盖周围区域)宜 为耗散性并接地,或者由其他措施保护不会在容器外部1区、容器内部0区出现点燃H a 类气体的危险(例如,将可起电区域的面积限制在6.3.2要求的值以内,或者进行表面处 理)。应在最不利的起电、湿度和污染条件下实验验证表面处理(例如,切削加工、用耗散 性材料均匀涂覆等)的有效性和耐久性(见6.3.9)o
3) 护罩、网格、网孔或涂层包覆宜与容器内壁所有面接触良好、紧密,相关设计限定区域除 夕卜。对于网孔大于3 000 mm2的护罩,在相关设计限定区域,例如,出口阀区域,护罩与 容器内壁的局部最大距离不宜超过20 mmo只有在容器边缘或角落区域,局部最大距离 可以放宽至40 mmO对于立体护罩、网格、网孔或涂层或网孔小于3 000 mm2的护罩,在 相关设计限定区域、容器边缘或角落,护罩与容器内壁的局部最大允许距离为40 mmo
注4:护罩与容器壁的距离越小起电区域就越小,一般产生的危险也会降至可接受的低水平。但通常情况下 要达到更小的距离不切合实际。
4) 所有的导电性及耗散性物体都宜等电位联结并接地。
5) 宜在液体与地之间一个提供最大电阻为1 MΩ的导电通路,例如,通过将接地的导电性注 管延长至接近容器底部、或接地的导电性底阀、或罐底放置的足够大的导电板。即使少量 的剩余液体,例如,1 L,也宜与罐底部接地点永久接触,防止液体成为荷电的被隔离导体。
6) 容器上宜设置黄色安全使用警告标示[见8)〜13)]。
7) 再次加注之前,宜检查容器是否仍然符合1)〜6)的要求。
8) 容器不宜再注入其他液体。
9) 容器外部为0区的环境时不宜使用。
10) 加注绝缘性液体(例如,甲苯)时,宜使用接地的导电性浸入管。该浸入管宜伸入距离底 板几厘米处,以防止绝缘性液体产生刷形放电。
注5:利用重力注入时,通常两值都符合要求。
12) 宜避免快速重复加注或其他高起电流程,这类高起电流程见7.5,7.9和7.IOo
13) 清理、加工等可能造成危险起电的过程之后,容器不宜立即加注。
b)对用于可产生HB类蒸气的液体的容器的要求。
1) 容器外宜包覆连续性接地的耗散性或导电性外表面,例如,通过涂层或挤压来实现。
2) 与容器壁自始至终无物理连接的网格或单独的护罩宜接地。
3) 未包覆导电性外壁表面的限定区域(例如,管盖或管盖周围区域)宜为耗散性并接地,或按 照6.3.2要求限制可起电面积加以保护。
4) 宜在液体与地之间提供最大电阻为IMQ的导电通路。
5) 容器上设置黄色安全使用警告标示[见6)]o
C)可产生IlC类蒸气的液体,只能用耗散性或导电性容器(见7.3.3)0
d)尽管IBC不用作搅拌或反应容器,但在加注或倒出之前有必要将液体搅拌均匀。由于这些过 程很可能导致强力放电,因此宜采取下列措施:
D 仅使用防爆搅拌装置;
2) 使用搅拌装置时将大块金属表面浸入液体内;
3) 将IBC和搅拌装置包括浸入于液体中的搅拌器都接地;
4) 完全浸入液体之前不启动搅拌装置;
注6:水溶性液相一般满足这一要求。
6) 搅拌单相液体时,将搅拌器圆周端速度降低至7 m/s以下;搅拌多相液体时,将搅拌器圆 周端速度降低至Im/s以下;
7) 对于可能产生强电荷的高荷电液体(参见A.1.3),需要进一步采取措施,如惰化;
8) 高速混合时需要进一步采取措施,如用表面活性剂。
7.3.4.6完全由绝缘材料制成的储罐和容器
如果罐体埋入地下,则起电特性与带绝缘内涂层的导电罐(见7.3.4.2)或有导电性外壳包覆的罐 (见7.3.4.5)相似。在这种情况下,如果有接地金属物体(例如,注管或底阀)与液体接触,并且避免快速 重复加注,则这些罐可用于装载可燃性液体。如果罐体壁厚超过2 mm,在清洁操作时罐体内表面可能 产生刷形放电,宜采取7.10的预防措施避免出现这种危险。
在所有其他情况下,没有导电性或耗散性夹层的储罐和容器,由于下列原因,产生的危险比7.3.4.2~ 7.3.4.5的情况更危险:
a) 它们可以使导电性和耗散性物体与地绝缘,例如,金属漏斗、工具、盖,甚至是液体池;
b) 与等效金属容器相比电势更高;
C)摩擦或与荷电液体接触可使绝缘壁起电;
d) 绝缘壁通常会阻碍液体释放电荷;
e) 液体中或容器壁上残留的电荷会形成外部电场,由于感应作用会导致外部导体荷电产生刷形 放电或火花;
f) 在快速重复加注时,可产生高强度的刷形放电。
基于这些原因,罐内或罐外可能存在可燃性环境时,绝缘罐通常不宜在地面上使用。如果产品纯度 或其他流程要求使用绝缘罐或容器,则宜采取下列预防措施,或者邀请专家进行危险评估:
当外部为2区时,标称容积超过5 L的绝缘容器不宜用于装载可燃性液体,且仅能在下列条件下装 载不易燃液体:
a) 所有导电性和耗散性部件,尤其是金属漏斗,宜接地;
b) 加注过程中液体宜保持良好接地,例如,通过接地金属注管接近容器底部。在倒空容器时,接 收容器也宜采取适当预防措施;
C)加注过程中液体流速不宜超过同等规格金属容器的推荐值;
d)不进行会产生危险静电电荷的操作,例如,快速混合、搅拌或表面清理等。
由绝缘材料制成、容积超过5 L的容器不宜在1区使用。如果液体流速不大于1 m∕s,并且符合 2区预防措施的要求,则标称容积小于5 L的容器可在1区用于装载易燃性和非易燃性液体。
绝缘容器严禁在O区使用,储罐内部取样用的小容器(WI侦(见7.6)除外。
注:可选用容积大于5 L,外部有耗散层、内部有绝缘层挤压成型的小型容器。
7.3.5容器中衬层的使用
以下评定的前提是假设在危险区域(尤其是存在H A、]IB类爆炸性物质的O区、1区或2区)处理 衬层或容器。
导电性或耗散性衬层只有永久可靠接地,才可在各类任何容器中使用。从容器中去掉导电性或耗 散性衬层时,衬层还应保持可靠接地。
如果导电性或静态耗散性可移动式衬层用于有涂层的金属容器时未接地,则涂层的最大表面电阻 不宜超过1 GQ,且宜采取预防措施限制起电电流不大于1 mA,例如,将滤网置于上游安全距离(见7.5 和A.2.2)o或者采取措施确保衬层安全接地,例如,将部分衬层牢固地连接到未覆涂层的桶体部分。
绝缘性衬层只宜用于导电性容器或具有绝缘涂层的导电性容器,前提是能保证绝缘衬层与容器壁 一直保持紧密接触,如果加注导电性液体,液体适当接地(例如,通过接地的浸入管或接地柱等接地)。 另外涂层和衬层的总厚度不宜超过2 mmo宜避免在爆炸性环境中移除绝缘性衬层(例如,移除被溶剂 浸湿的衬层)。
被溶剂浸湿的导电性或耗散性衬层,宜由戴着静电耗散手套(见11.6)的适当接地的人员进行处理, 并存放在操作区域外部通风良好的地方。衬层宜放置在静电耗散袋内,叠放于接地的导电性或耗散性 表面如混凝土上,等待处理。
导电性或耗散性衬层的使用者宜对其进行简单的性能试验以检查批次缺陷。这个过程可能需要用 兆欧表对衬层顶部与底部之间进行一系列电阻测量,或者进行类似试验。衬层的特殊性能标准宜由衬 层供应商提供。
7.4高黏度液体
高黏度液体(运动黏度约IOO mr∏2∕s)比低黏度液体,例如,燃料或己烷等溶剂(运动黏度约1 mm2∕s), 在通过管道,尤其是通过过滤器时起电速度更快。高黏度液体可低至0∙01 pS/m的电导率使其可以将 电荷保持1 ho正因如此,在可燃性环境存在的情况下,7.3各部分对低黏度液体流速限制的建议并不 够充分。
幸好,绝大多数高黏度液体要么具有高电导率(例如,原油),要么挥发性不足以形成可燃性环境(例 如,大多数润滑油)。因此,这些高黏度液体通常不会引起点燃危险。但是在某些情况下点燃危险很高, 例如,以前装有挥发性可燃液体的公路罐车装载低电导率润滑油时。因为不知道高黏度液体的流量限 制,在处置低电导率、高黏度液体时,建议避免产生可燃性环境,例如,采用惰化的方法。
7.5高起电设备
7.5.1过滤器、水分离器和滤水管
液体流经细过滤器(包括水分离器)和滤水管时,电荷密度比流经管道时高得多。
尽管粗线网或滤网(网孔尺寸V15O Um)局部堵塞时电荷密度比管道的电荷密度大很多,但是通常 不被认为是高起电过程。通过监控压力下降可探测出是否出现局部堵塞。
微孔过滤器(网孔尺寸V3O Um)通常能产生很高程度的电荷,例如,曾经有记录显示,过滤系统电 荷密度超过5 OOO μC∕m3,管道流动电荷密度仅10 μC∕m3 O中度精细过滤器(30 UmV网孔尺寸V150 μm) 产生中等水平的电荷。
流量限制的基础是液体在管道流动过程中产生电荷。因此,如果在微孔过滤器、中度精细过滤器或 粗滤器下游储罐的蒸气空间内可能形成可燃性环境,那么在过滤器和储罐之间应设置充分的停留时间, 使液体中多余的电荷在流到罐体之前释放到安全水平。可通过过滤器下游的导电管道提供充分的停留 时间,如果需要,也可另外增加导电性释放缓冲腔体。
对停留时间要求以及过滤器/滤网的附加预防措施如下:
a) 对过滤器和储罐之间微孔过滤器、网孔尺寸小于150 μm的过滤器和可能发生堵塞的粗滤器 停留时间要求如下:
1) (确定)已知最小电导率液体:停留时间宜至少为最小电导率电荷释放时间的3倍(见表7 和A.2.2),尽管不用提供下一段中提到的未知电导率液体的值。
2) 未知电导率液体上限值:电导率未知或电导率很低的液体,最大停留时间要求如下:
——对于倾向于局部堵塞的微孔过滤器(网孔尺寸V30 Um)和中度精细过滤器(30 μm< 网孔/筛孔尺寸V150 μm) :100 s;
--对于无局部堵塞倾向的中度精细过滤器(30 VmV网孔/筛孔尺寸V150 Vm)和有堵 塞倾向的粗滤器:30 SO
注:该停留时间适用于所有导电性液体,高黏度液体除外(见7.4)。
b) 其他预防措施:
1) 确保过滤器内所有导电部件以及外壳上部件等电位联结在一起并接地;
2) 确保过滤器外壳、可能使用的静电释放腔体,在正常运行过程中保持液体充满,防止形成 可燃性环境。
如果对停留时间的措施无法实现,考虑使用SDA增加液体的电导率,或者更换成电导率更高的液 体。如果这些措施不可行,则宜对蒸气空间进行惰化。
如果采用比上限值短的停留时间,需要了解液体电导率的可靠知识,或对液体最小电导率进行控 制。在很多实际应用中,液体最小电导率未知,需提供等于上限值的停留时间。
对于高黏度、低电导率液体,例如,润滑油(见7.4),常规的最大停留时间是不够的。当要求的停留 时间未知,或者时间太长在实践中不易执行,则最基本的是避免接收罐中形成可燃性环境。
对于浮顶罐或罐内有浮动盖的储罐,可由顶部或内部盖浮起之前(见7.3.2.2.3),初始流速降至
1 m/s时开始计算停留时间。这是因为在顶部或内部盖浮起之后,不再有点燃危险。
自由悬挂过滤袋,即管道终端抛光过滤器,不宜用于爆炸性环境。即使液体是导电性液体,过滤器 也宜位于上游,使纤维与蒸气/空气混合物不接触。对于低电导率液体,过滤器宜位于适当停留时间的 管道终端上游(见上文)。
7.5.2泵和其他设备
其他设备,例如,泵和半关闭阀门,也会产生更多电荷。但是这些设备产生的电荷不会比微孔过滤 器产生的电荷多。因此,如果此种设备下游储罐中蒸气空间有可燃性环境,则中度精细过滤器的停留时 间适用于此种情况[见7.5.1,即设备与罐体间停留时间至少为3倍的释放时间(3Q,最大为30 s]o
7.6储罐内测量及取样
任何尺寸的罐中如果有可燃性环境,测量和采样可能会引起静电点燃,测量和采样设备或操作人员 可能起电。对于大型和中型储罐,如果罐中液体在灌装过程和搅动过程中高度起电,例如,混合操作时, 点燃危险非常高(见7.9)o如果用接地固定安装的潜入管靠近罐底(仪表井)进行测量或采样,则可以消 除这种危险。
在测量和取样过程中,液体与测量或取样设备之间,设备、操作人员和罐体检修孔或计量口之间会 产生引燃放电。为了避免这些危险,宜遵守7.6.2的建议。
7.6.2测量和取样过程中的预防措施
宜采取下列预防措施:
a) 测量和取样设备的所有导电性或耗散性部件宜接地,可以通过与罐体连接接地,如果罐体为绝 缘材料,则可以直接接地。连接件宜用耗散性或导电性材料,不宜使用金属链条。
b) 如果用于低、中电导率液体的测量或取样设备接地不能保证,宜使用小型玻璃或小型玻璃容器 (≤1 L),最好有静电耗散涂层和木质油尺。对于未接地的高电导率液体,也宜使用这种设备。
C)确保测量和取样人员不会引起点燃危险,并且要接地(见第11章)。
除非使用固定安装的测量设备,或者用接地固定安装的潜入管靠近罐底进行测量,否则宜采取下列 措施:
a) 如果操作过程中会产生电荷,并且罐内存在可燃性环境,则不宜在液面以上进行测量和取样。 泵送或循环低电导率、单相液体,泵送或循环低或中电导率、多相液体,以及很多清洁过程,都 会产生电荷。
b) 低电导率混合物沉降过程中不宜进行测量和取样。因此,如果包含第二相物质的低电导率液 体被泵入罐内或参与罐内混合操作,宜在完成操作后延时30 min进行测量和取样。这方面的 例子包括搅起的水或其他不溶固体颗粒。
C)惰化保护的容器内不宜通过打开检修孔进行测量和采样。在这种情况下,即使检修孔仅打开 几秒钟,惰化保护已经被破坏。
在有可能发生雷暴、暴雪、冰雹或其他大气电干扰情况时,不宜在户外对可燃性液体进行测量和 取样。
7.7用于液体的管道和软管组件
当液体在管道或软管组件内流动时,在液体和管道内壁电荷分离产生极性相反的静电电荷。如果 管道整体为导电性或耗散性且接地,则电荷不会在管道壁上积聚,由于液体电荷在罐内积聚,所有静电 危害仅限于储罐内。与储罐有关的静电危害见7.3。
如果管道或软管组件包含绝缘材料,管道壁上可能积聚电荷,管道或软管组件本身也会产生危险。 因此流动的液体或摩擦可使管道壁起电,金属部件可能被隔离并积聚电荷。对于整体或部分绝缘的管 道或软管,电荷积聚产生的危险按本条的规定处理。积聚的程度取决于管道材料的电阻率,液体的电导 率及系统的物理几何结构。这种电荷积聚可达到产生引燃放电的程度。
如果是低闪点可燃性液体,并且在管道内半空流动,则管道内部会出现点燃危险;如果管道周围是 可燃性环境,则管道外部也会出现点燃危险,或者内部外部可能同时出现。放电可能刺穿绝缘管道壁, 进而导致泄漏。泄漏会导致外部形成可燃性环境,并可能被放电点燃,或者会导致毒性危害(如果管道 输送的是有毒物质),或者造成环境危害。汽油前庭管路的附加要求见EN 14125o
7.7.2.2导电性或耗散性管道
导电性或耗散性管道的所有部分宜适当的等电位联结并接地(见7.7.1)o除非管道完全由导电性 或耗散性材料制成,否则存在绝缘内衬击穿的可能性(见7.7.2.3和7.7.2.4)o
7.7.2.3带有绝缘内衬的导电性或耗散性管道
当有绝缘内衬的导电性或耗散性管道输送低等或中等电导率液体时,静电荷会在内衬的内表面积 聚,并通过内衬向管道外壁产生放电。理论显示内衬的电势通常与内衬的厚度成正比。因此相比厚的 塑料套管内衬和薄的环氧树脂涂层内衬,前者更易产生危险放电。当内衬的体积电阻率约小于 IOO MΩ ∙ m时,即使在不利条件下(液体中电荷密度高、管道直径大、内衬厚),也不可能发生放电。在 典型条件下(电荷密度V IoOO μC∕ In3 ,管径约100 mm,内衬厚度V5 mm),如果内衬体积电阻率不大 于100 GΩ ∙ m,也不会产生放电。
注:绝缘内衬越厚,越容易产生刷形放电,不可能产生传播型刷形放电。参见A.3.4和A.3.5。
多数液体输送时,使用导电性或耗散性管路,可以包含厚的和/或导电性较差的内衬。对于这种情 况,管道所有导电部分需可靠接地,在整个操作过程中管内保持充满液体,确保管道内无可燃性环境。
管道内衬较厚且导电性较差时,如果有可燃性环境,液体宜缓慢注入和流出。总之,液体/空气界面 速度不准许超过1 m/s。微孔过滤器下游速度需要更低。
虽然管道内充满液体时没有静电点燃危险,但是电击穿会刺穿高度绝缘的内衬。为了避免此种危 险(例如,为避免腐蚀),通常可使用体积电阻率低的内衬。虽然小于100 GΩ ∙ m通常已经足够了,但 在静电产生速率较高时,可能需要小于100 MΩ ∙ mo
低、中、高电导率液体在绝缘管道流动时,能在管道壁产生很高的表面电荷密度、电场和电势,从而 导致下列危险:
a) 高电场或高电势可能直接导致管道内部或外部产生引燃放电;
b) 高电场会延伸到管道之外,进而与周围导电物体或与未接地的人体产生静电感应,产生火花;
C)管道内壁高电荷密度可能导致电击穿并刺穿管壁;
d)潮湿的空气进入管道并在管道内壁冷凝,形成导电小泡,可能对接地物体产生火花放电。
在地上,危险可能来自内部或外部放电、感应火花或管壁刺穿。如果管道内部或外部存在可燃性环 境,下列要求适用:
a)对于低中电导率液体,下列之一:
1) 确保管道端到端电阻在安全风险分析得出的限值之内;或者
2) 根据经验调整管道电阻和运行条件,直到根据试验室危险评定显示,在最不利条件下按计 划运行时不会产生引燃放电。
注1:两种方法都可以应用,例如,在SAEJl645中用于设计机动车塑料制品燃料输送系统。
b)对于高电导率液体,可使用低中电导率液体的预防措施或符合下列规定:
D 确保液体在上游管道端直接与接地导电部件接触,例如,阀门、罐体;和
C)采用第6章规定的预防措施,确保管道外壁不被外部影响而产生危险起电,例如,受蒸气冲击 或摩擦。
d) 为了避免感应起电产生火花,所有与管道接触的导电部件接地(例如,法兰、阀门、球阀的球和 管道内的导电层),以及所有管道附件的类似物体,除非它们安装后的电容值小于3 PFo
注2:安装后的电容指元件安装在工作位置后的电容。如果这个元件安装在接地表面附件,安装后的电容可 能比独立的元件电容大得多。
注3:在某些环境下,可能不用接地而采用其他方法避免导电物体产生静电放电,例如,用介电强度足够高的 绝缘材料密闭围绕导电物体。
e) 利用本条a)l)或a)2)给出的程序,设定电阻限值和限定条件,通过下列方式防止管道内部产 生引燃放电,或消除管道内部的可燃性环境:
D确保管道内一直充满液体;或者
2)进行惰化保护。
f) 防止刺穿,例如,使用介电强度高的管道外壁、限制流速,或采用7.7.2.3规定的管道绝缘内衬 的体积电阻率。
如果仅防止刺穿问题,最后一项预防措施单独使用。
如果管道经过分区的爆炸性危险区域,则宜符合6.3的要求。
地下埋设的绝缘管道,整个管道的外表面与地接触,通常不需要采取其他措施预防外部产生引燃放 电。外部与地的接触降低了内部产生刷形放电的危险,但是,如果管道壁电阻率很高,则不能全部消除 危险。因此需要采取下列附加措施:
a) 高电导率液体:
D 确保液体在某点与接地金属物体接触,例如,阀门;和
2) 防止放电刺穿外壳(例如,采用介电强度高的管壁、限制流速、选择电阻率低的管壁材质、 使用7.7.2.3给出的管道绝缘内衬限值);和
3) 将被隔离导电物体接地,或用介电强度足够高的绝缘材料密封环绕,防止放电(例如,用绝 缘帽封闭承插焊接的连接件)。
b) 中、低电导率液体:
地下埋设的绝缘管道也可用于输送中、低电导率液体,但需要加强措施避免刺穿或管道爆炸 (例如,降低流速、增加管壁材料的介电强度、进一步降低管壁电阻率、避免管道内出现爆炸性 环境)。对这些措施宜进行详细具体的危险评定。
埋设的管道部分挖掘时,由于液体流动及导电性或耗散性元件暴露,会导致电压增大。因此,管道 运行时不准许开挖,而且如果有可能存在可燃性环境,则管道上或管道旁所有由于静电感应能够起电的 导电物体都宜接地。然而,在潜在可燃性环境进行接地连接存在危险。
注:加油站埋设管线要求见7.8.4o
7.7.3软管和软管组件
7.7.3涉及的软管用于输送化学和矿物油。对喷涂用软管的要求见GB/T 20023o
7.7.3.2软管的静电安全设计目标
软管的静电安全设计需要达到以下目标:
a) 设备等电位联结:软管经常用于与设备等电位联结,也可对等电位联结部件如喷嘴和喷枪进一 步保护。软管端部连接件之间电阻不宜超过规定限值,软管连接件与连接的设备之间宜有可 靠的电气连接。
b) 防止引燃放电:当软管组件内部或外部存在可燃性混合物时,宜通过下列设计避免危险电荷 积聚:
1) 避免导电元件如软管接头、加强螺旋结构和管道阀门被隔离。对于有内螺旋和外螺旋结 构的软管,应保证两者,尤其是内螺旋结构与连接件可靠连接。对于螺旋结构用绝缘涂覆 保护的软管尤为重要。
注:对于由导电性或耗散性材料制成的软管,未涂覆的金属螺旋结构和端部连接件不必直接接触。
2) 根据实际情况布置导体,或者使用耗散性外部和/或内部表面,限制绝缘表面静电积聚。
3) 避免软管内形成起电的孤立液体“滴块”。
C)避免软管损伤:静电放电不宜使软管有任何影响性能的损坏,特别宜避免放电造成软管壁产生 针孔。
d)防止杂散电流:有时需要防止显著的杂散电流沿软管流动,但同时还保证静电电荷能够被耗 散。本部分中,这种软管分类为耗散性软管,能显著导通杂散电流的软管分类为导电性软管, 电阻很高不能耗散静电起电电流的软管被分类为绝缘性软管。
尽管这些定义与GB/T 9572和EN 12115对软管分级的定义不同,但是这种方法有助于从静电安 全角度对软管进行识别,因为GB/T 9572依据软管端部连接件之间电阻分类并不代表静电安全。这种 按照控制静电放电和杂散电流危险的分类在表15中进行了总结,并在表16中与GB/T 9572的软管分 类进行比较。
表15为控制静电和杂散电流危害对软管端到端电阻分类
分类 |
端到端电阻(R)限值 |
说明 |
导电性 |
R<l kΩ |
控制绝大多数静电危害,但需要附加措施处理高电阻的盖或内衬。 不限制电源系统故障、阴极保护系统和接地回路的杂散电流 |
耗散性 |
1 kΩ≤K<l MΩ |
控制绝大多数静电危害,但需要附加措施处理高电阻的盖或内衬。 将杂散电流限制在安全水平 |
绝缘性 |
1 MΩ≤K |
不能依靠绝缘性控制静电危害。 将杂散电流限制在安全水平 |
为了满足上述控制点燃的要求,可能需要根据液体的导电性、工艺要求和可燃性环境的点燃敏感
性,采用不同的设计类型。
7.7.3.3 避免点燃MIE<0.20 mJ的可燃性环境采取的设计原则
7.7.3.3.1端到端等电位联结(接地连续性)
端到端等电位联结一般由加强螺旋结构、嵌入软管壁的导线或编织的金属护套与末端导电连接件 等电位联结,实现端到端等电位联结。每根等电位联结导线或加强螺旋结构与端部连接件牢固连接,这 一点非常重要。等电位联结导线与端部连接件的连接宜牢固可靠,并且端部连接件之间的电阻宜定期 测试。宜根据具体应用情况,并与制造商协商确定测试频率和测试类型。
7.7.3.3.2 消除电气隔离导电元件
导电软管元件通常包括端部连接件、软管卡(夹子)、加强螺旋结构、嵌入导线和编织护套。各元件 措施如下:
a) 端部连接件:连接件与导电性或耗散性(防静电)软管部件等电位连接在一起,以满足端到端电 阻要求。
b) 软管夹:运送可燃性液体的系统宜避免使用被隔离的金属软管夹,因为软管内的起电电流会使 软管夹产生很高电势,从而成为潜在点燃源。
C)加强螺旋结构、嵌入导线和编织护套:如果没有导电性或耗散性内衬,这些部件会通过流动的 液体起电。这些部件的电容通常比较高,如果被隔立,可能会产生较大的放电能量。接地/等 电位联结唯一常用的方法是通过端部连接件接地/等电位联结,因此确保每一个部件都与软管 两端的连接件可靠连接,这一点非常重要。宜定期检查软管端到端电阻,确保等电位联结保持 完整。如果有多重端到端导体(例如,两个加强螺旋结构或两个挠性等电位联结线),一个端到 端连续性检查不能说明是否所有导体都可靠等电位联结。因此还需要在制造过程中进行严格 的质量控制,以及定期的目视检查,以发现影响导体完整性的损坏。此类型软管一旦出现任何 机械损坏的迹象,都宜停止使用,或者用于输送不燃液体。
7.7.3.3.3避免绝缘表面产生引燃刷形放电
可用下列一种方法实现:
a) 采用耗散性或导电性外层和/或内衬,并端部连接件等电位联结,消除可起电的绝缘表面。
b) 使用较小的软管直径(见表3),或者按照6.3.2限制加强螺旋结构间的间隙,限制可起电绝缘 表面的面积。这些限制措施可能无法防止针孔腐蚀,尤其是内衬较厚和/或电阻较高时(例如, 含氟聚合物)。
7.7.3.3.4避免传播型刷形放电
如果在较薄的绝缘层下采用导电性衬层,并且绝缘层的击穿电压大于4 kV,则会产生传播型刷形 放电(见6.3.4.2)o如果距离很近的加强螺旋结构不与液体直接接触,或者管壁很薄外部有编织护套, 则会产生传播型刷形放电,但是需要形成较高的表面电荷密度。通常软管壁材质为充分导电材料,电荷 通过管壁耗散到加强螺旋结构或护套时,电荷密度达不到要求的水平。对于使用含氟聚合物内衬的软 管组件,不会出现这种,但是使用耗散性(例如,添加碳)含氟聚合物材料或者内衬击穿电压不大于4 kV 的情况除外。
注:虽然击穿电压不大于4 kV可防止传播型刷形放电,但是会产生放电形成针孔。
7.7.3.3.5避免导电性液体隔离积聚产生放电
导电性液体积聚成团(滴块),在流动过程中,由于蒸气的冲击使其与软管接地端隔离,如果软管内 表面为绝缘表面,则滴块会产生电荷。起电的液体滴块接近接地的端部连接件时,会产生引燃火花。利 用导电性或耗散性软管内衬与端部连接件等电位联结,或者对于直径不大于200 mm(8 In)的软管,使 用较薄(Wl mm)的内衬及螺距为10 mm或以下的加强螺旋线,可以避免这种情况。
软管宜清楚标注出软管类型,防止使用错误型号的软管。GB/T 9572定义了 6种软管等级,包含 3种导电和防静电类型。软管等级命名法及电阻限制与旧版本GB/T 9572规定不同,分类总结见 表16o
注:软管通常包括完整的端部连接件一起供货,端部连接件是静电耗散的关键部件。因此,GB∕T 9572对软管的分 级仅覆盖含有端部连接件的软管组件。
GB/T 9572对每个软管等级给出的电阻范围限制,适用于该标准规定的每种类型软管的电阻测 量。当用于端到端电阻时,这些限值可把每个等级与表15的耗散分类联系起来。表16包含了每个软 管等级的耗散分级。
GB/T 9572 等级 |
GB/T 3836.27—2019 静电耗散分类 | ||
等级编号 |
名称/描述 |
软管组件端部连接 件之间的电阻(R) | |
M |
电气等电位联结 至少两个挠性金属等电位联结线带有或不带金 属螺旋结构 |
R<100 Ω |
导电性 |
— |
连续电气等电位联结 金属螺旋结构电气连接到两端的连接件上 |
R<100 Ω |
导电性 |
Ω Ω-L Ω-C Ω-CL |
导电性 含有导电橡胶层或塑料层 仅内衬导电 仅外层导电 外层和内衬都导电 |
R<l MΩ |
导电性 或 耗散性 |
Ω Ω-L Ω-C Ω-CL |
防静电性 包含防静电橡胶层或塑料层 仅内衬防静电 仅外层防静电 外层和内衬都防静电 |
1 kΩ≤Λ≤100 MΩ |
耗散性 或 绝缘性 |
— |
绝缘性 |
100 MQVR |
绝缘性 |
— |
不连续 |
10 kQ<R |
耗散性或绝缘性 |
注:本表列出的不同类型软管的分类等级和试验方法在GB/T 9572中有详细说明。 |
Q级防静电软管通常用于汽车领域及含氟聚合物内衬软管。对于这些应用及产生静电电荷级别不 高的应用中,100 MQ可作为耗散等级范围的上限值。但是当电荷生成率超过10 μA时,电阻100 M∩ 以下的软管不能安全耗散电荷[见7.7.3.5c)]o
除了端到端电阻,确保避免产生刷形放电和传播型刷形放电的其他要求,见7.7.3.3.3和7.7.3.3.4o 因此,端到端电阻通常不是软管符合性的唯一判定标准。
某些软管结构采用混合方法,即提供等电位联结又采用导电或防静电(耗散性)内衬或表层。例如, 设备接地要求电气等电位联结,但工艺上要求内衬加厚,如果加厚的内衬采用绝缘材料制成,则会导致 内部放电。这些混合设计结构不符合GB/T 9572和表16定义的任何分级,但是可用表17定义的混合 分级描述,对特定用途的软管选用和规定提供有用信息。
表17软管和软管组件的混合分级
基于GB/T 9572的混合分类 |
GB/T 3836.27—2019 | ||
混合分级 |
名称 |
组件终端连接件之间的电阻 (R) |
静电耗散性等级 |
M∕Ω-L |
与导电/防静电内衬等电位联结 |
ReIOO Ω |
导电性 |
M∕Ω-C |
与导电/防静电外层等电位联结 |
ReIOe) Ω |
导电性 |
M∕Ω-CL |
与导电/防静电外层和内衬等电位联结 |
R<100 Ω |
导电性 |
不能仅根据端到端电阻测量确定软管混合分级的安全性。也宜考虑其他测量,例如,内衬与终端部 连接件之间的电阻测量(见GB/T 9572)o
按GB/T 9572分级的软管组件特性如下:
a) 电气等电位联结(M级)和电气连续性等电位联结软管:电气等电位联结(M级)和电气连续性 等电位联结软管组件包括金属端到端等电位联结。宜按照7.7.3.3.2定期进行连续性检查和 目视检查,防止一个或多个等电位联结部件(即,连接线、加强螺旋结构或护套)形成电气隔离。 通常,这些软管等级能防止7.7.3.3.3描述的引燃刷形放电,对于维护良好的软管组件也不会 产静电点燃危险。但是某些类型的等电位联结软管组件,例如,含氟聚合物(PTFE)内衬软管 或有着非常厚内衬的软管或导电元件间有很大间隙的软管,仅靠等电位电气联结,不能防止绝 缘表面发生危险或破坏性电压。在这种情况下,宜使用有耗散性内衬的混合等级M/Q-L或 M∕∩-CL软管,而不是单纯的M级软管。软管等电位电气联结特性在其连接的设备部件之间 提供电气连续性,内衬的耗散特性防止软管表面积聚危险电荷。
由于端到端电阻较低,M级、M/Q-L级或M∕Ω-CL级软管可导通杂散电流,并且在杂散电流 被阻断时(例如,当软管断开连接时)产生点燃危险。如果杂散电流可能导致问题,则这些软管 宜使用绝缘法兰。
b) Q级,导电性:Q级导电性软管组件在一层或多层软管表面上附有导电或耗散层。Q-L级有导 电性或耗散性内衬,Q-C级有导电性或耗散性外层,Q-CL级有导电性或耗散性内衬和外层。 导电性软管组件的结构宜使所有导电性部件与端部连接件等电位联结,使每个组件的电阻符 合表16的规定。
导电性软管的结构使其在使用时仍能保持电气连续性。如果软管结构用这种方式始终保持软 管的电气连续性,则不需要定期进行连续性检查。
如7.7.3.4中的描述,导电性/耗散性内衬或外层或许加上电气连接,形成混合分级M/Q-L级、 M∕Ω-C 级和 M∕Ω-CL 级。
C) Q级,防静电性:Q级防静电软管组件的电阻适中(见表16),在大多数环境下较低的电阻可以 安全耗散静电电荷,但是电阻值又不算太低,足以将杂散电流限制在安全水平。它们与Q级 导电性软管组件的区别仅仅在于电阻边界限值不同,虽然二者的电阻范围有重叠部分。防静 电软管组件也可能是Ω级导电性软管。
仅流经管道或软管的起电电流可由附录A.1.4(也见NFPA 77)给出的关系式估算出来,通常 小于10 μAo当电荷产生率大于10 μA时,电阻不大于100 MΩ的防静电软管,不能安全耗散 电荷。尤其是高起电元件,例如,高处理量的精细过滤器,在其紧邻的下游起电电流会更高。 此类设备的直接下游需有距离满足7.5设定的停留时间要求,最好选用固定安装的导电性管 道,而不用软管。如果在该位置必须安装软管,在Ω级防静电范围上限的电阻可能太高,不能 安全耗散电荷,宜避免使用。对于这种情况,如果杂散电流没有问题,宜使用Ω-L级或Ω-CL 级导电性软管。如果杂散电流有问题,宜使用同时满足Q-L级或Q-CL级导电性和Q-L级或 Ω-CL级防静电要求的软管。
宜限制软管线中相互连接的Ω级防静电软管的数量,确保表16给出的接地电阻在软管线中 任何部位不被超过,否则宜另外提供接地连接点。
d)不连续性:端到端没有导电性等电位联结的软管。这种类型的软管通常由绝缘材料制成,其中 可能含有金属线或加强螺旋结构,但是与终端连接件没有连接在一起。
在可能产生杂散电流的情况下,优选端到端电阻在耗散范围内(见表15)的Ω级防静电软管,不用 等电位联结的软管,因为Ω级防静电软管既能防止杂散电流阻断产生的感应火花,同时也能防止静电 放电。如果没有防静电软管,也可使用电气等电位联结的软管组件(M级或混合分级)。对于这种情 况,可能需要嵌入绝缘法兰、连接件或软管段,防止杂散电流产生感应火花。如果采用了这些部件,软管 线绝缘件的两端宜分别接地。
可能形成可燃性环境的地方,不宜使用绝缘软管。
表18总结了每种软管可使用的范围。
表18可燃液体用软管选择表
等级 |
结构 |
高电导率液体 OlO 000 pS∕m) |
中等和低电导率液体 (<10 000 pS∕m) |
一 |
挠性金属 |
接受 |
接受 |
M |
电气等电位联结 |
普遍接受。 |
普遍接受丄。 |
— |
连续电气等电位联结 |
普遍接受" |
普遍接受姦 |
Q-L |
导电性内衬 |
接受 |
接受 |
Ω-C |
导电性外层 |
审查每个应用“ |
审查每个应用d |
Ω-CL |
导电性内衬和外层 |
接受 |
接受 |
Ω-L |
防静电内衬 |
接受 |
普遍接受' |
Ω-C |
防静电外层 |
审查每个应用" |
审査每个应用以 |
Ω-CL |
防静电内衬和外层 |
接受 |
普遍接受' |
M∕Ω-L |
等电位联结和导电性内衬混合 |
接受 |
接受 |
M∕Ω-C |
等电位联结和导电性外层混合 |
审查每个应用a |
普遍接受d |
M∕Ω-CL |
等电位连接和导电性内衬和外层混合 |
接受 |
接受 |
M∕Ω-L |
等电位联结和防静电内衬混合 |
普遍接受 |
普遍接受d" |
表18 (续)
等级 |
结构 |
高电导率液体 OlO 000 pS/m) |
中等和低电导率液体 (<10 000 pS/m) |
M∕Ω-C |
等电位联结和防静电外层混合 |
普遍接受 |
普遍接受- |
M∕Ω-CL |
等电位联结和防静电内衬和外层混合 |
普遍接受 |
普遍接受d" |
一 |
绝缘 |
禁止 |
禁止 |
一 |
不连续 |
普遍禁止仆 |
普遍禁止3。 |
“仅在高电导率液体连续柱状贯通软管的条件下接受。如果柱状流体被绝缘蒸气分割成隔离的片段,并且管壁 电阻很高(例如,厚内衬、含氟聚合物内衬),对嵌入导体的电容很小(厚内衬层、连接导体之间间隙很大),则可 能产生危险。采用较低流速(1 m∕s)直至液体柱连续或使用更多导电性内衬,可减少这些条件造成的危险。 b单靠电阻数据无法确定不连续软管的安全性。需考虑软管的具体结构。在特殊情况下,也许能够安全操作。 C对于海上应用,单个长度符合GB/T 9572不连续等级的海上用绝缘软管,可代替ISGoTT规定的绝缘法兰。 d如果内衬电阻很高(例如,厚内衬、含氟聚合物内衬),对内嵌导体或导电层的电容很低(厚内衬、等电位联结导 体之间间隙很大),可能会产生危险。可用导电性更好的内衬或混合等级(例如,M∕Q-L级或M/Q-CL级)降低 危险。 。在石油行业(例如,卡车运输业),有内嵌金属丝或外部加强螺旋结构的软管已经使用多年,没有出现问题。但 是电阻非常高的PTFE内衬出现过问题。因此,建议只有进行了详细的风险评估,才可使用电阻非常高的内衬。 f多数环境可使用Q-L级和Q-CL级防静电软管,但在高起电设备,如高处理量精细过滤器的紧邻下游,宜避免 使用,因为这些设备可能产生大于10 NA的电流。对于有疑问的情况,宜规定符合。级导电性标准、或同时满 足导电性的和防静电标准的电阻试验。 |
7.8特殊加注程序
7.8.1航空器燃料加注
航空器通常通过移动加油车或给油栓系统通过移动加油机给飞机供油。较小的机场通常采用柜式 加油系统(类似于加油站),远程机场可用防爆桶加注。燃料通过橡胶软管输送,在这些操作过程中,可 能会产生静电点燃危险。航空器加注系统的燃料中或航空器油箱(通常用金属制成)中会产生电荷,尽 管未来的航空器会采用复合材质的油箱或机翼部件等。航空器加注系统通常包括过滤监视器或油水分 离器,后者比较少见。
注:航空器加注系统详细要求在API/IP RP 1540中给出。
在软管连接或断开时,虽然不会产生静电危害,但是像电力设备或阴极保护系统产生的杂散电流, 有可能产生火花。防止静电点燃的措施宜与避免这些火花的预防措施一致。EN 1361规定了软管的设 计要求。
航空器加注通常用耗散性挠性软管组件(见7.7.3.2),因此在限制杂散电流的同时,能耗散静电电 荷。电气等电位联结(导电性)软管仅可用于一些特殊应用(如在泵的吸入端,金属螺旋会阻碍软管的收 紧)。对于给油栓系统,连接给油栓与入口连接件的软管宜为耗散性,不宜使用电气等电位联结软管。
7.8.1.3接地和等电位联结
7.8.1.3.1 概述
加油车的所有金属加注元件(例如,底盘、罐体、过滤器、仪表、管道、取样设备、等电位联结盘)之间 宜保持良好电气连接。在给油栓系统中,宜保持良好的电气连续性。
在连接加注软管之前,航空器与加注车之间宜先进行等电位联结。根据航空规则,等电位联结电缆 的总电阻宜小于25 Ωo在加油完成和断开软管连接之前,宜始终保持电缆等电位联结。宜始终使用航 空器等电位联结片。航空业指南严格禁止使用航空器其他金属部件进行等电位联结,如空速管、起落架 舱门等(除了翼上加油-见下面说明)。
在飞机加注口与加注软管末端金属部件间,宜有直接等电位联结。对于翼下加油,通过软管末端连 接件与飞机加注适配器之间金属与金属接触,进行等电位联结。对于翼上加油,通过加注过程中保持油 枪与金属加注口接触,进行等电位联结油枪与加注口之间可使用独立的等电位联结线,但是由于缺少合 适的连接点,这种方法通常不易实现。如果不用油枪等电位联结线,最大加注流速不宜超过 200 L/IninO
在航空业指南中,严禁使用漏斗进行翼上加油,因为漏斗降低了油枪的等级选择。
一些地方机场管理机构要求接地。如果有其他选择,建议不进行接地,因为多个接地点、多个接地 回路和循环电流会导致潜在问题。如果采用接地,加注车宜通过电缆与等电位电缆相连接地,或者使用 独立接地电缆与车辆等电位联结盘连接接地。
从大桶中加油宜遵循翼上加油的程序。特别指出的是,泵应与飞机和桶都等电位联结。容积小于 200 L的桶不准许使用于航空燃料加油。
7.8.1.3.2 流速
对于电导率大于或等于50 pS/m的燃料,航空器加注软管中最大流速不宜大于7 m/s,对于电导率 小于50 pS/m的燃料,航空器加注软管中最大流速不宜大于5 m∕so应当注意,在过滤器下游提供充分 的停留时间(见7.5.Do
7.8.2公路油罐车输油
公路油罐车可通过软管卷盘或松弛的软管,依靠重力或车辆上的泵进行加注。被隔离导体(例如, 软管连接件或作为整体的公路罐车)产生的火花、由非导电性软管产生的刷形放电或接受罐内的刷形放 电,可能造成静电点燃危险。
建议采取下列预防措施:
a) 使用导电性的或适当设计等电位联结的软管组件(见7.7.3)o
b) 确保车辆和所有金属连接件与罐体等电位联结。建议使用的软管组件提供要求的等电位联 结,这样不需要再另外进行等电位联结。如果企业标准要求独立的等电位联结,则宜在软管连 接前进行等电位联结[见7.3.2.3.3a)2)]o
C)通过松弛软管加油时,当车辆与接收罐连接时,先将软管与罐体加注管连接,然后在完成软管 与卡车连接之前,将软管端部连接件与卡车金属部件接触,进行电势平衡。
d) 通过软管卷盘输油时,在插入油枪或进行连接前,将软管端部接头或油枪与接收罐组件、管道 或连接件的金属部件接触。首次接触宜远离有可能存在可燃性蒸气的区域,如油罐放电装置 附近。
e) 如果不超过中等尺寸油罐的最大安全流速(见7.3.2.3.3),则罐内不可能产生点燃危险。如果 液体包含第二液相,流速不宜超过1 m∕so
f)宜定期检查软管电气等电位联结的连续性和机械连接情况(见7.7.3.3)0
7.8.3零售加油站
7.8.3.1 概述
零售加油站燃料处理工作包括用公路油罐车将燃料输送到站内的地下储罐,和从地下储罐向客户 车辆加油。向地下储罐送油和向客户汽车加油的过程中都会出现静电引起火花点燃。
在燃料输送和加注过程中是否形成爆炸性环境取决于燃料的种类。柴油蒸气也可能在高环境温度 下产生爆炸性混合物。
相反,汽油蒸气混合物通常在密闭空间内,例如,油箱内,由于浓度过高,不易点燃。但是在与新鲜 空气混合后,有可能到达爆炸界限范围内(例如,给汽车加注汽油时,在加油口附近总有一个区域混合物 浓度适合点燃,因此,加油口附近静电放电能引起着火,烧伤加油人员)。乙醇柴油中由于乙醇浓度较 高,在标准环境条件下,在封闭的油箱内会形成爆炸性环境,但是由于乙醇汽油的电导率较高不易产生 静电电荷。
根据上述说明,在下列场所会形成爆炸性环境:
—在汽油、柴油储罐内或者输油管内;
—加油后软管断开时,汽油输油管内进入空气形成爆炸性环境;
——补充加油时汽油加注口附近;
一汽油或乙醇汽油由于泄漏或溢出在管道外部易形成爆炸性环境,尤其是密闭的地下储罐或“加 注箱”在地下管道与油罐或车辆加油软管断开时。
加油站中有多种燃料,包括从无静电耗散添加剂(SDA)的低电导率炷类混合物到包含氧化物成分 (例如,乙醇)和炷类的高电导率混合物。即使对于低电导率燃料,限制流速使其足够小,以防止地下储 罐内和用户车辆油箱内由于液体积聚电荷形成危险电势。
然而,如果与操作有关的导体(例如,加注油枪、管道连接件、被加注的车辆、加油口或人员)被电气 隔离,则这些被隔离的导体上积聚的电荷会引起引燃火花放电。并且,处理系统中绝缘管道或其他绝缘 元件上积聚的电荷也会引起引燃刷形放电。如果在爆炸性环境(见上文)中产生放电则会引起点燃。宜 采取7.8.3.2和7.8.3.3列出的预防措施,避免向地下储罐输油及向客户车辆加油时引起静电点燃。
7.8.3.2向地下储罐输油
7.8.3.2.1带有金属管道的系统
宜采取下列预防措施:
a) 所有管件的接地方式宜能防止电气故障电流进入管道系统的风险(例如,采用合适的隔离电 阻)。
b) 宜定期检查接地情况。
C)精细过滤器这类设备会使燃料高度起电,只能在有足够释放时间的导电管道中使用。
7.8.3.2.2带有塑料管道的系统
由于防腐性能和二级防护性能得到改进和提高,塑料管道越来越多的用于输送燃油,例如,用于由 公路运输车向地下储罐输油、由地下储罐向加油机输油、用于油气回收和通风。
注1:对于热塑性和挠性金属管在此领域应用的特殊要求见EN 14125o
主要用两种不同的塑料管道系统:“非导电性”(绝缘性)管道和“导电性”管道(非导电性管道加入同 时挤出型的耗散内衬)。典型的塑料管道系统使用包含金属加热线圈(电熔连接,EFC)的接头,用以密 封管道和接头。根据安装方式不同,这些EFC有5 pF~3O PF的安装电容。塑料管道通常包含同时挤 出型的内衬,防止燃料渗透。同时具有耗散性内衬的管道,耗散性内衬通常在最里层。
这些类型管道系统的特定风险包括:
a) 低电导率或中电导率液体流动可能产生显著电荷,因此:
1) 对于完全绝缘(“非导电性”)管道:
——在埋设的管道壁或在关联的未接地接头上会产生高电压。
—在起电管道的内表面可产生放电。货车上软管加注点是一个关键部位,因为接地连 接件或连接器产生放电,或高起电塑料表面向低起电表面放电,在管道断开时如果有 空气进入,可能引起点燃。
一管壁积聚的电荷形成的静电场可使附近的导电性EFC、工具和管道外的其他物体出 现高电压,进而对附近接地的导电性物体产生放电火花。
—埋设管道壁可产生高电场,可能导致静电放电引起击穿和针孔。
2) 带有耗散性内衬的绝缘管道(“导电性管道”):
一如果内衬接地则不会积聚电荷,由接地内衬提供的屏蔽层降低了有关导体(例如, EFC)由于流动产生高压的风险。
但是,未接地的内衬部分或与之连接的接头可能产生电压。
b) 绝缘管道外表面摩擦起电可产生刷形放电。
C)同一系统中混合使用绝缘管道和导电性管道,会导致导电性部件隔离。只有保证所有导电性 部件都接地的情况下,才可以使用这种混合系统。特别宜注意保证金属法兰、连接器和绝缘 管道上的夹具接地,保证接地金属端导电性管道的内衬接地。
d)在系统维护过程中安装的管道,当出现可燃性环境时,可能会产生特定危险。在处理过程中 导电性管道和绝缘管道都会起电,产生潜在引燃放电。
1) 对于绝缘管道,管道外表面可能产生引燃刷形放电。
2) 对于有耗散性内衬的管道,表面积聚的电荷会在不正确的未接地衬层上感应,产生高电 压,会对人员造成电击和导致产生引燃放电。
绝缘管道由于燃料起电产生的高压取决于流速、加注量、管道外漏部分的长度、以及管道和燃料的 特性。起电特性和电荷耗散特性随着时间和温度的变化规律至今仍知之甚少。因此,在对最不利起电 特性有更好的了解之前,对于耗散特性宜采用较大的安全裕量。
在大量的管道安装实例中,仅有少数事故记录,所以现有的做法似乎广泛适用于如今的燃料。然 而,如果汽油中越来越多的使用含氧生物组分,会产生更高的电荷,现有的做法能否提供足够的安全裕 量,目前还无法判断。
注2:有迹象表明至少一些醍类和酯类比焼类燃料更易于高起电。
为了避免管道壁、阀门和连接器产生过多静电电荷和电压,建议采取下列预防措施:
a)塑料绝缘管道:
1) 为了避免产生针孔,按照GB/T 1408.2测量,管道壁的绝缘介电强度宜大于100 kVo厚 度至少4 mm的聚乙烯的绝缘介电强度通常超过这个值。
2) 外露的EFC宜该持久可靠的接地,或用气密方式密封。
3) 管道所有其他导电部件或连接处宜接地。
4) 宜对所有导电性和耗散性部件的接地进行定期检查。
5) 外露的全绝缘塑料管道部分宜尽可能短。
注3:将来如果加入生物成分可能会改变燃料的起电特性。
7) 每个管道通过大部分掩埋地下作为接地措施,有助于系统的安全运行。因此,在随后的安 装或检修过程中,只有在所有要掩埋的管道部分完全被土壤覆盖之后,才允许液体进入 管道。
8) 对于会导致燃料加强起电的设备,例如,精细过滤器,宜对可能产生的危险进行详细评定 之后,才可使用。
9) 车辆软管连接的加注口宜使用安全连接阀门,最好使用联锁装置,阻止空气进入系统与燃 料蒸气混合,例如,在软管与管道断开连接之前关闭阀门。
10) 管道和油槽的连接处会积聚可燃性蒸气,宜尽量减少暴露。
11) 管道外表面处可能出现可燃性蒸气,人员宜避免摩擦管道外表面。
12) 在系统维护过程中,宜注意避免将高起电管道带入可燃性环境中。
b)有耗散性内衬的塑料管道:
1) 衬层宜接地。耗散性内衬接地可防止内部起电,并屏蔽外部导体因流动起电。
2) 通过合理安排内部耗散层与外部接地连接布局进行接地。
3) 宜定期检查导电性和耗散性物体的接地。
4) 会导致燃料加强起电的设备,例如,精细过滤器,宜对可能产生的危险进行详细评定之后, 才可使用。
5) 在系统维护过程中,宜注意避免将高起电管道带入可燃性环境中。在管道引入可燃性环 境之前,耗散性内衬宜接地,在安装过程中宜保持接地,直至内衬通过安装系统可靠接地。
6) 管道外表面处可能出现可燃性蒸气,人员宜避免摩擦管道外表面。
7.8.3.3 为客户车辆加油
宜采取下列预防措施:
a) 泵宜正确接地。
b) 宜用导电性软管或者使用合理设计等电位联结的软管组件(见7.7.3.2),连接油枪和泵。对于 导电性软管,加注油枪通过软管的对地电阻宜小于1 MQ,对于电气等电位连接的软管,宜小 于100 Ωo详细要求见HG/T 3037o
C)场地表面对地泄漏电阻宜小于IOO MQ,在相对湿度小于50%的干燥条件下测量,确保车辆通 过轮胎接地。
d) 泵周围场地的耗散性面积宜足够大,保证客户车辆的四个轮胎在任何加油位置都能有效接触。
e) 油枪的手柄宜为导电性或耗散性材料,以保证加注人员在加注过程中接地。
注1:为避免静电电击,最后使用耗散性材料。
f) 如果加注油枪有闩锁装置,宜符合当地对自动关闭装置的要求。
g) 一般情况下对于车辆,插入加油口的标准油枪与一个轮胎连续接触的金属板之间的电阻不宜 大于10 GQ,此时其他轮胎在绝缘表面上。危险场所使用的轮胎,电阻限值不宜大于1 MΩo 详细要求见 GB/T 26277 和 ASTM F1971o
h) 车辆设计宜保证车载塑料加注系统的元件上,电荷不会积聚至危险水平,车载金属加注系统的 元件底盘充分等电位联结。详细要求见SAE J1645o
这些预防措施将确保下列部件接地:
a) 油枪直接通过导电性或耗散性软管组件接地;
b) 手持油枪的人员接地,佩戴绝缘手套的情况除外;
C)加注过程中车辆底盘通过与油枪接触以及通过轮胎接地;
d)车上导电性加注系统部件通过与底盘等电位联结接地。
经验表明,通过油枪和轮胎接地,足以耗散加油过程中产生的相对少量的电荷。
注2:加油过程中着火多数由人员产生的静电引起。
7.8.4移动式或临时液体处理设备
临时设备如果有过滤器或其他限制措施时,使用时宜当特别注意,例如,带有精细过滤器保护敏感 探头的便携式仪表标定设备。当使用此类设备时,宜采取保护措施,确保临时处理安排中,便携设备与 被加注罐体之间有充分的滞留时间(见7.5),并且能保证符合通用接地要求(见第13章)。
7.9车间流程(调配、搅拌、混合、结晶及搅拌反应器)
加工液体或悬浮液(混合、搅拌、调配或结晶)时静电会造成点燃危险。当处理低电导率液体,有时 候甚至是中电导率液体时,连续的液相悬浮液或固体颗粒物质上、或任何被隔离的金属物体上会附着电 荷。如果存在可燃性蒸气/空气混合物、雾或泡沫,则会有点燃危险。为了防止点燃危险,宜采取 7.9.2-7.9.6给出的措施。
含有两种不溶液相的液体或含有固体悬浮颗粒的液体通常会产生大量电荷(高电平电荷)。因此, 两相流液体另加流速限制条件。处理“污染”液体时也需要这些减小的流速,“污染”液体定义见3.6,即 自由水分或其他不溶液体体积超过O∙5%,或悬浮体超过10 mg/L的液体。
设备所有导电部件宜等电位联结并接地,见第13章。
通过采取第11章规定的防范措施,确保调配操作区域附件的工作人员不会产点燃危险。
在此工艺中,管道内以规定的速率泵入不同的成分进行混合。管道内通常没有蒸气空间,不会形成 可燃性混合物,因此混合时没有点燃危险。
为了避免混合时及之后流入接收罐的过程中产生的电荷在接收罐内形成点燃危险,宜采取7.3对 储罐加注的建议。
7.9.4容器或储罐内调配
如果采取适当的预防措施,任何电导率的混合液体调配成单相溶液时,不会产生太大危险(见7.3)o 如果混合物含有分散性液体或固体颗粒,通过增加系统中低电导率液体的电导率,可以减少静电的 产生。可通过使用与混合物兼容、导电性更好的溶剂或添加SDA(见7.2.4)提供电导率。
如果混合物中所有相都为液体,将连续液相的电导率提高至大于低电导率,通常可满足要求。如果 分散相一相或多相是固体,需要增大连续相电导率,使之大于100 pS∕m(通常是Iooo pS/m,但有时还 不够),同时限制搅拌器输入功率(例如,在BS 5958中,电导率1 000 pS/m的悬浮液建议最大功率为 0.37 kW∕m3 ) O
注:通过固体相吸收离子,可大幅度减小连续相电导率。
如果调配容器有绝缘内衬,例如,玻璃、陶瓷或塑料,宜通过在容器内底部或靠近底部放置接地导电 条或板,加强内容物电荷的释放。如果内衬很薄或导电性足够好,可以耗散电荷,能够避免形成危险表 面电势,则可能不需要采取这种保护措施。当处理低电导率或多相液体时,可能产生大量电荷,宜考虑 传播型刷形放电可能导致绝缘内衬产生针孔(参见B.1.4)o
全部液体系统的测量和取样宜按照7.6的建议进行。对于含有分散性固体相的液体,根据特定的 混合物采取不同的预防措施,没有通用建议。
也可按照8.4的建议,对调配容器内的蒸气空间进行惰化,增加液体电导率。这样就不需要限制搅 拌器的功率输入。
如果喷射不破坏液体表面,并且液体和设备的所有金属部件都接地,则电导率超过低电导率范围的 液体进行喷射混合不会产生危险。
对于低电导率液体,可通过添加兼容的SDA,提高电导率至中电导率范围。
也可对储罐内的蒸气空间进行惰化,提高液体电导率。
如果低电导率液体既不能使用耗散添加剂,也不能惰化,则风险等级取决于环境条件。为了控制罐 内液体表面的电势,可能需要寻求专家的建议。考虑的因素包括:
a) 罐内液体表面与内部喷射的靠近程度,由于喷射流入的液体携带的电荷在蒸气空间形成高 场强。
b) 在罐内底部存在的分离相(通常是水)。
C)储罐是否在混合的同时进行加注。
d)完成加注后延迟时间。
宜按照7.6的建议进行测量和取样。
高速混合,例如,生产乳化剂,比一般混合过程产生更多电荷。在高速混合不相容液体时,宜寻求专 家的意见,对7.9.4的预防措施进行补充。
7.10喷雾液体及罐清理
当清洁液体碰撞罐壁或管内突出物时,通常形成携带电荷的雾。由于冲洗液流产生的扰动,携带电 荷的雾通常均匀地分布在罐体内。
携带电荷的雾产生很高电势,在罐体中心电势的最大值主要取决于罐体尺寸和雾的电荷密度。电 荷密度取决于使用液体的种类(例如,水或油、洗涤剂)和采用的清洗系统(液体压力和流量、喷嘴直径)。
由于罐体内突出的接地导电物体产生刷形放电,可能会另外产生点燃危险。如果罐内空间电势超 过约58 kV,刷形放电可点燃碳氢化合物/空气环境,虽然罐清洁过程中很少产生如此高的电势。
如果罐内存在被隔离导体,即使电势很低也会产生引燃火花。一般来说,5 kV~2O kV的电势产生 的火花足以点燃碳氢化合物/空气环境。电势大小取决于被隔离导体的尺寸和火花间隙的长度。当使 用高流量喷嘴用液体喷射冲洗时,不可避免形成被隔离导体,因为当液体喷流破裂时会产生大体积的隔 离液体“滴块”。这些液块会被罐中心电势感应起电,当液块电势至少为15 kV时,接近接地导电物体 会产生引燃火花。因此,建议尽可能避免使用喷嘴,防止在喷流破裂过程中产生大体积隔离液块滴块。 还宜注意,液体不会在罐顶边缘或凹处积聚,然后滴落。
在清理操作结束后,随后的工序(例如,检查、计量、抽样)宜推迟,直至携带电荷的雾完全沉降消失。 对于大型储罐这个过程可能需要几个小时。
7.10.2使用低压或中等压力水流清洗储罐(最大1.2 MPa)
1969年三艘很大的油轮在喷射清洗罐时发生爆炸,随后的技术报告显示,罐内最大电势与雾的电 荷密度和罐体线性尺寸的平方成比例(换句话说与卩財3成比例,V为罐体容积)。这表示随罐体容积增 大点燃危险增加。
技术报告显示,清洗容积小于100 m3的罐危险等级很低,但是清洗容积10 000 m3或更大的罐体 则非常危险。容积限值在于这些两个限值之间。只有在所有条件都已知的情况下,采纳给出更精确的 容积限值。国际海事组织海上油轮的规定,装载能力为50 000总载重吨(dwt)或更大的油轮油罐只能 在油罐惰化条件下清洗。详细的说明见“油轮与油码头国际安全指南(ISGOTT)vo
7.10.3用低电导率液体清洗储罐
低电导率液体,例如,碳氢化合物,在喷洒过程中比水的起电程度低,因为它们仅包含少量的游离离 子。在之前描述中喷洒低电导率溶剂被认为是安全的。但清洗溶剂中不宜包含水也不宜包含固体颗 粒,因为它们会在溶剂中形成第二相。因此,清洗溶剂不宜循环使用,水或固体颗粒含量小于5%的情 况除外。
清洗过程中储罐内的液体宜排净,防止积聚的液体中产生静电。
在化学工业中,容器或更小的器皿(例如,搅拌容器)通常用高压喷头进行清洗,工作压力达到 50 MPa。估计在清洗过程中喷射使罐产生很高的电荷密度和电势。然而,实验显示,在下列条件下,含 有可燃碳氢化合物/空气环境的罐内点燃危险处于可接受水平:
a) 喷洒水:
1) 直径3 m以下的圆柱形金属容器;并且
b) 喷洒低电导率液体:
1) 容积5 m3以下圆柱形金属容器;并且
2) 喷头液体最大工作压力5 MPa,最大液体流量1 L/s。
清洗液体含有能形成第二相的其他液体或颗粒的量不宜超过0∙5%,并且在清洗过程中,宜排净第 二相液体或颗粒,避免电荷积聚。此外,所有导电部件宜接地。
已证实仅在上述限值范围内能够安全运行,但是超出上述限值并不一定产生危险。超出上述限值 时寻求专家的意见。
容器使用绝缘外壁的限值未知,但在任何情况下,都将低于金属容器的限值。这是因为,即使小型 容器,在清洗过程中塑料壁也会起电,从而可能使导电性液体形成起电水洼,当与接地部分接触时,会产 生引燃放电火花。或者,用低电导率液体可使容器壁高度起电,也会产生引燃刷形放电。
由于这些原因,在清洗过程中,宜避免绝缘容器中存在爆炸性环境,例如,事先将容器灌满水再排 空,或使用高闪点的清洗液体。如果预期有静电点燃危险,并且存在爆炸性环境,可能需要寻求专家 意见。
蒸汽清洗储罐会产生携带静电电荷的雾。试验数据显示,对于容积不大于100 m3的储罐,存在可 燃性环境时,携带静电电荷的雾不会产生点燃危险。但是,对于更大容积的储罐则可能存在危险。
淋水系统主要用于去除和驱散可燃性环境。淋水系统不在高压下工作,不会产生高度起电的雾。 由于淋水系统是驱散而不是积聚起电液滴,因此不可能导致静电点燃问题。
玻璃系统中的引燃放电主要是由低电导率液体或粉尘/空气混合物起电引起的。玻璃表面上有低 电导率塑料涂层会大幅度增加电荷积聚。
导电部件上(金属法兰、配件、阀门)会产火花放电。正常环境条件下,在塑料涂覆的玻璃上会产生 刷形放电。
未涂覆的玻璃表面仅在相对湿度较低的条件下产生刷形放电,例如,表面温度远大于环境温度时。
7.11.2低电导率液体采取的预防措施
采取7.2建议的预防措施可降低低电导率液体产生的危险。对于主要采用未涂覆玻璃的系统,还 需要考虑下列接地要求。
在含有IlC类气体或蒸气的O区场所(参见附录D),所有导电部件,例如,金属法兰、配件、阀门或 测量设备,宜接地,接地电阻宜小于IMQ。对于所有金属系统,电阻宜小于IO Ωo如果发现电阻显著 增高,宜进一步检查可能出现的问题,例如,腐蚀或连接松脱。
对于H A和HB类气体或蒸气环境,仅需对安装电容大于3 PF的导体部件接地。因此,小螺栓或 螺钉(电容不大于于3 PF)不需要接地。对于包含未接地导电部分的配件、阀门或密封件,如果电容大 于3 pF,并且不能接地(例如,由于有绝缘涂覆),则不适合用于玻璃系统中。
如果使用大量产生电荷的元件,例如,微型过滤器,则在玻璃与导电表面之间会产生刷形放电。对 于这种情况,法兰宜由绝缘材料制成。
在包含H B和H C类气体或蒸气的1区场所,电容大于3 PF的接地导体部件的要求适用。对于存 在IlA类气体的1区场所,电容不宜超过6 PFO
在2区,如果管道直径不大于50 mm,仅将靠近如泵、微型过滤器、喷嘴等强烈起电元件附近的导 电法兰接地即可满足要求。
对于直径50 mm及以上的管道,所有法兰和类似尺寸的金属部件都宜接地。
在塑料涂覆的玻璃(玻璃外部有塑料涂层)系统中处理低电导率液体时,限制条件与在绝缘系统中 处理相同的液体类似,见7.3.4.6o处理导电性或耗散性物质,例如,水、酸、碱或醇类,预防措施与未涂 覆玻璃相同。
玻璃中的导电性液体和玻璃金属内衬系统宜接地,例如,通过导电性入口或出口管道、或者系统底 部接地金属连接片接地(见7.3.4.2)o
当在玻璃系统中处理溶剂湿粉时,建议寻求专家的建议。
8气体中的静电
8.1概述
纯净气体或气体混合物在运动时很少产生静电,即使产生静电,电荷也非常少。如果气体中含有固 体或液体微粒,这些微粒可能起电。在工业生产过程中,这些微粒普遍存在。它们可由污染产生,例如, 灰尘或水滴,也可由气体本身冷凝产生,例如,二氧化碳制雪或饱和蒸汽中的水滴,或者是工艺过程产生 的,例如,喷砂或喷漆。
工艺中因颗粒物起电产生大量静电电荷的实例包括:气动输送物料、含有颗粒的压缩气体溢出或释 放、液化二氧化碳释放、使用工业真空吸尘器、喷漆。
这些机理产生的带电颗粒能够产生多种类型的引燃放电:由于撞击和积聚颗粒物,被隔离导体产生 的电荷能形成火花放电(参见A.3.2);当由带电颗粒构成的带电的云或喷流靠近接地金属凸起物时,能 产生刷形放电(参见A.3.4);带电颗粒撞击薄绝缘材料能产生传播型刷形放电(参见A.3.5);当带电的 颗粒积聚形成锥形时(例如,在筒仓内)会产生锥形放电(参见A.3.7)。没有证据表明在工业规模设备 中会发生闪电状放电(参见A.3.6)o
避免颗粒物产生静电电荷不可能,但是可以通过确保环境中不会成为可燃性环境,或者防止出现引 燃放电,可以避免出现点燃。避免引燃放电的预防措施如下:
a) 确保所有金属和其他导电性物体接地(见第13章);
b) 避免使用绝缘材料;
C)通过限制流速或者用适当的喷嘴设计降低电荷密度;
d)去除颗粒物。
有关气动传输粉末的建议见第9章。对其他工业生产过程的建议见8.2~8.80
涂覆前对表面进行清理或预处理需要进行喷(或射)砂。喷砂工艺可导致砂粒、喷砂设备、软管和软 管端部连接的喷嘴起电。由于砂粒在未接地金属物体上积聚或碰撞可产生火花,或者直接从喷射装置 部件上产生火花。
如果此种设备用于潜在可燃性环境,则区域内所有金属部件以及喷砂设备的所有部件,尤其是软管 端部连接的喷嘴,都宜接地。软管宜为导电性或耗散性软管。
8.3灭火设备
一些加压灭火器,尤其是使用二氧化碳的灭火器,能生成高度起电的云。如果仅有火灾,则不会出 现问题。然而,如果这样的设备用于潜在可燃性环境,则容器和相关管道宜接地。如果没有着火,在确 定区域内没有可燃性混合物之前,系统不宜进行测试、示范或惰化。
惰化一个系统,例如,使用二氧化碳正压惰化时,能引入大量带电的颗粒或液滴。如果系统内存在 可燃性环境,在加入足够惰性物质保证环境不具爆炸性之前,会导致产生引燃放电。
如果被惰化容器包含可燃性气体混合物或粉尘悬浮物,为避免点燃危险,避免注入颗粒物。如果可 能,使用不含颗粒物的气体或在高压释放过程中不凝结产生液体或固体相的气体,如清洁干燥的氮气。
含有任何种类可燃性混合物的容器惰化时,不宜用潮湿蒸汽进行惰化。如果在惰化之前能够将管 路中的全部冷凝水去除,则可以用干蒸汽惰化。
无论用哪种物质进行惰化,最好通过较大注孔缓慢加注。这样既可以减少带起污垢,减少管道剥落 物,也可以减少容器内激起尘土或喷雾。
8.5蒸汽清洁
由喷嘴产生的蒸汽含有带电液滴。容器内带电的雾可能形成高电场,导致产生引燃放电。
试验数据显示,对于含有可燃性环境、容积不大于IOO m3的罐,不会导致点燃危险。但是,对于较 大容积的罐可能存在危险。
因此,容积大于100 H?、含有可燃性环境的罐,不宜用蒸汽清洗。容积不大于100 m3的罐可用蒸 汽清洗,前提是蒸汽喷嘴和系统的其他金属部件可靠接地,被清洁的罐或容器也接地,且如果可能,宜使 用干蒸汽或过热蒸汽并防止在管道内冷凝。
8.6压缩气体意外泄漏
无论是可燃性气体还是非可燃性气体,如果含有液体或固体颗粒,在意外泄漏时,会产生危险电荷。 如果潜在泄漏可能形成可燃性环境,则容器或管道及附件导电物体都宜接地。如果导电物体能够被移 动到含有可燃性环境的区域,则导电物体在移动之前宜先接地。进入上述泄漏区域的人员,例如,进行 修理工作,人员也宜接地(见第13章),而且不宜将绝缘物体带入该区域。
8.7喷涂可燃性涂料或粉末
8.7.1概述
由喷涂涂料或粉末产生的液滴或颗粒物云雾通常高度起电。因此,喷涂设备、被喷涂物体及喷涂区 域内的其他物体(包括人员)也会起电。如果液滴或颗粒物云雾具有可燃性,则会产生点燃危险。静电 喷漆、粉末喷涂和绒屑喷布危险最大。即使用水性漆喷涂,仍可能产生传播型刷形放电,例如,汽车金属 车身进行静电上漆时。也可用局部抽气排风措施控制可燃危险。
注:这些工艺的安全要求见 EN 50050、EN 50059、EN 50176、EN 50177 和 EN 50223o
真空喷漆过程也会高度起电,宜注意8.7.2给出的预防措施。空气雾化喷涂设备的起电水平不高, 不必进行考虑。但是,如果遇到火花或静电电击,该设备宜按8.7.2的预防措施进行保护。
喷漆设备及喷漆室清洁时也需要采取预防措施,尤其是采用易燃溶剂喷涂时。
8.7.2接地
喷涂设备、油漆或粉末云雾附近的所有金属物体,尤其是被喷涂的物体宜接地(见第13章)。
夹具和吊钩会阻碍油漆或粉末沉积接地。可通过合理的设计结构及定期清理避免这个问题。设备 操作人员也宜接地(见第11章)。
8.7.3 塑料喷漆柜
由于会产生刷形放电,绝缘材料制成的喷漆柜不宜用于喷涂可燃性涂料。只有证明没有点燃危险 时,才能被用于喷涂粉末。导电性或耗散材料制成喷漆柜可用于所有类型的喷涂,但前提是要接地。导 电性或耗散性表面上要避免使用保护性绝缘箔,因为会引起传播型刷形放电危险。
8.8固定式和移动式真空吸尘器
8.8.1概述
真空吸尘器能产生大量静电电荷。灰尘、颗粒、液滴状物料或小物体通过管口和软管进入收集系统 时,会起电。如果系统内有金属部件,并且未进行等电位联结和接地,则会获得很高电压。金属部件之 间或者系统与地之间,会产生引燃火花放电(参见A.3.2)o系统内积聚的带电物质与接地金属之间也 会产刷形放电(参见A.3.4)o
8.8.2 固定安装系统
如果设备用于收集可燃性物质,则系统中所有金属和导电部件宜等电位联结并接地。特别重要的 是要确保金属管口与柔性收集软管始终保持等电位联结。收集软管宜为导电性或耗散性软管(液体见 表15,固体见9.3.3)o也可用电气等电位联结的软管,前提是从结构上不会产生刷形放电(见7.7.3),或 者不存在可燃性气体或蒸气。软管宜与收集系统等电位联结,收集系统也宜接地,并且最好位于危险场 所之外。
在某些情况下软管管线很长,如果用耗散性软管,则不能为管道末端连接的导电性部件(例如,管 口)提供足够小的接地电阻,因此,可能需要为这类导电性部件设置专用接地。
如果系统可能用于收集可燃性液体、蒸气或气体,则系统宜特殊设计用于此目的,避免产生刷形放 电危险。现有知识显示,敏感粉尘中如果没有可燃性气体或蒸气(参见A.3.4),刷形放电也不会产点燃 危险。
在存在可燃性蒸气,或者处理的非导电性粉尘的MIE值小于30 InJ时,宜始终使用接地的导电性 材料作为过滤介质。对于MIE小于30 mJ的可燃性金属粉尘,也宜使用这种织物,前提是现行规定没 有明确禁止使用是干燥介质型集尘器。对地电阻宜小于IOO MΩ。使用含有导电丝的织物有助于减少 电晕放电在粉末和过滤器上形成的电荷。
为了避免静电电击,所有收集系统的导电部件,即使不用于收集可燃性材料(见第13章),也宜 接地。
大的吸尘器系统宜按气动输送系统处理(见第9章)。
如果设备用于收集可燃性物质,则系统中所有金属和导电部件宜等电位联结并接地。尤其重要的 是要确保收集容器在使用时始终接地。这可以通过电源引线实现,或者对于压缩空气驱动的设备,可使 用导电性或等电位联结的压缩空气用软管。
不能接地的设备(例如,由于外壳是绝缘的,见3.15),管口与接收装置无电气连续性,不宜在危险场 所使用(参见附录D)。
真空吸尘车在任何操作前宜先连接现场指定的接地。如果区域内无现场接地,即需要便携式接地 柱,或者对现场接地效果有怀疑,宜在任何操作前检查接地电阻。当车辆连接到检查过的接地时,车辆 与接地之间的连接电阻对于纯金属连接不宜大于10。,对于其他连接不宜大于1 MΩo
此要求宜使用车载接地系统或便携式电阻表进行验证。软管的静电适用性宜按照7.7.3和9.3.3 进行验证。
9粉末中的静电
根据经验,由精细粉尘到颗粒或片状的散状物料,随着颗粒尺寸的减小、最小点燃能量(MIE)的减 小,可燃性提高。
宜依据可能出现的最小颗粒尺寸的最小点燃能量,进行爆炸危险评定。通常用60 筛筛选获得 最小颗粒物。
注1 :粉尘MlE表见BlA-RePOrt 12/97"粉尘可燃特性和爆炸特性”。确定MlE的方法在GB/T 3836.12和ASTM E2019-03中给出。
注2:众所周知,受多种参数影响,粉尘的MIE是可变的,这些参数在文献资料中通常没有详细说明(颗粒度分布、 溶剂/水分含量等)。
如果相关最小点燃能量大于1 J,且无可燃性气体或蒸气存在,通常不需要采取特殊措施防止静电 点燃危险。可能产生传播型刷形放电的情况例外[见9.2d)]o
注1 :可能需要减小静电电击危险的预防措施,见12.2o
散状物料根据体积电阻率分为三组:
注2:测量电阻率的方法见GB/T 3836.27—2019o
实践中低电阻率粉末很少见。即使是金属粉末导电性也不会保持很长时间,因为表面形成氧化膜, 增加了电阻率。但是炭黑除外。
在处理散状物料过程中,通常产生静电起电。除了避免电荷积聚的危险,还可能需要采取防爆措 施,例如,惰化、使用耐爆炸设备、泄爆或抑制爆炸措施。
9.2放电的产生和引燃性
粉末或设备上产生和积聚的电荷,仅在以放电的形式突然释放引起点燃时,才产生危险。起电粉末 和设备产生的放电形式有几种,它们的引燃性差别很大(参见A.3.2~A.3.7)o与粉末处理有关的放电 引燃性和细节如下:
a) 火花放电:通常通过对比存储能量(参见A.3.2),对比可燃性粉末的MIE(参见C.6),对火花放 电的引燃性进行评定。可通过将设备所有导电部件导电产品以及人员接地避免火花放电。
b) 刷形放电:现阶段知识表明,如果不存在可燃性气体或蒸气(参见A.3.4),仅依靠可燃性粉末 的MIE,可燃性粉末不能被刷形放电点燃。当处理大量中电阻率或高电阻率粉末时,刷形放 电不能避免(参见B.3.7)o
C)当在粉尘环境中使用绝缘塑料时,污染的出现(例如,溶剂、油脂或湿气)可能影响潜在的点燃 危险。
d) 在处理溶剂湿润的粉末时宜注意,它们会在长时间内释放MlE比纯粉末低得多的可燃性蒸 气。同时还宜考虑,MIE小于1 mJ是否是此机制造成的,而不是粉末本身造成的。
e) 电晕放电:电晕放电不能引燃可燃性粉末。当处理大量中电导率粉末或非导电性粉末时,电晕 放电不能避免。
f) 传播型刷形放电:传播型刷形放电释放的能量可以计算出来,一般超过1 J。计算实例和传播 型刷形放电的更多细节参见B.3.9o
g) 锥形放电:高度起电的粉末装入筒仓过程中会产生锥形放电。一般认为锥形放电能点燃可燃 性气体、蒸气和可燃性粉末(也参见A.3.7)o
h) 闪电状放电:理论上可能产生此种放电,但在工业生产中还未观察到。
9.3程序化措施
工艺参数的设置宜能最大程度减少静电起电。可以通过下列一项或全部预防措施实现:
a) 增加散状物料的电导率,例如,通过涂层;
b) 用接地导电设备代替绝缘设备;
C)粉末加湿;
e) 减少散状物料中的细颗粒,例如,避免磨损或摩擦产生细颗粒;
f) 避免分散,例如,用致密相输送代替稀释相输送;
g) 减小输送速度、流量和空气流速;
h) 避免大量散状物料;
i) 适宜采用重力运输,不用气动运输;
j) 气动运输中使用导电性或防静电软管。
如果用加湿方法从散状材料中耗散电荷,需要保持温度23 °C、相对湿度70%。对高速运输和温热 产品,这种方法可能无效。这种方法也会显著影响一些粉末的流动特性。
注:空气是不良导体。用加湿法耗散粉尘云电荷效果不佳。但是,较高的相对湿度确实降低了很多粉末的表面电 阻率,对大部分聚合物则不起作用,并且可能加快散状粉末表面电荷衰减率。
9.3.3气动传输的软管
7.7.3.4定义的防静电和导电性软管不适用于气动运输散状物料。对于这种气动输送的软管,内壁 任何地方泄漏电阻都宜小于IOO MQ(按照GB/T 9572测量)。
9.3.4 电离
通过电离可增加粉尘/空气混合物的电导率。电离可能避免粉尘积聚。在处理大量散状物料和大 量粉尘云时,则无法避免危险。
注1:对相对较大的距离很难提供必要的电离,例如,大于Ioo mmO此外,需要被中和的电荷总量通常比电离系统 提供的呈大。
当电场强度接近击穿值时,尖端、接地导电探头或导线的局部放电对于粉尘云和散状粉末都至关重 要。接地导电探头或导线不宜整体或部分断开。
注2:粉尘进入容器时,这种接地探针或导线放置在装入点,可以将单次放电的能量降到较低水平。当粉末进入绝 缘容器时,它们也可以为积聚的电荷提供一个安全的接地通道。
注3:分离部件(例如,如果探头或导线部分断裂)可能成为起电电容,引起火花放电。
注4:使用有源离子发生器时,尖端污染会导致电阻加热,可能引起火灾,需要避免这种情况。
9.4无可燃性气体或蒸气的散状物料
9.4.1概述
在下列条件下,可认为粉末在处理和加工过程中无可燃性气体或蒸气:
a) 非可燃性散状物料的气体或蒸气浓度低于其爆炸下限(LEL);
b) 可燃性性散状物料的气体或蒸气浓度低于其爆炸下限(LEL)的20%。
注:如果干燥程序刚结束时散状物料中残余溶剂浓度低于0.5%,随后在室温下处理粉末,并且不会产生精细颗粒, 通常认为不会产生可燃性气体和蒸气。
9.4.2导电性或耗散性材料制成的设备或物体
所有由导电性或耗散性材料制成的设备或物体在危险场所都宜接地,例如,用导电层层压及含不稳 定涂层的容器。
对于下列情况,接地要求可免除/放松:
a) 如果能够证明,在正常工作或可能出现故障时,由导电性或耗散性材料制成的物体不会起电; 或者
b) 被隔离物体存储的最大能量比散状物料的MIE小得多;或者
C)物体的电容不超过表2给出的值。
9.4.3由绝缘材料制成的设备和物体
由绝缘材料制成的设备或物体,仅在不形成危险电荷的情况下才允许使用。如果绝缘材料制成的 设备或物体以管道、软管、容器、护套、涂层和内衬的形式出现,则不能避免产生电荷。
如果绝缘表面10 mm距离内有导电背板支撑,则绝缘表面起电产生的传播型刷形放电,能量通常 能大于1 J。如果使用击穿电压小于4 kV的绝缘薄膜、绝缘层或绝缘涂覆,则不会产生能点燃散状物料 的传播型刷形放电。
由于被隔离导体材料起电可能产生火花放电,只有在所有导电性和耗散性材料都适当接地的条件 下,才允许组合使用导电性、耗散性和绝缘材料。
9.4.4粉尘分离器
在可燃性粉尘分离器中,绝缘过滤织物不宜隔断导电性或耗散材料构成的部件的接地连接,例如, 过滤套筒的支撑笼或固定过滤兜的金属夹具。特别是当散状物料的MIE小于3 mJ时,确保所有金属 部件如夹具等接地,且电容大于io pF,这些都非常重要。采用该限值条件的原因是,在实践中,即使很 小的金属部件(单个螺钉、夹子等),通过电缆连接确保经常接地,也基本上不能实现。接地和等电位联 结宜通过自身结构和/或使用材料的特性来保证。
因此,使用带有导电丝纤维的过滤织物,或使用末端缝有铜条的过滤兜,以使其与支撑笼或金属固 定夹具自然等电位联结,这种方法被证明非常有用。
在可燃性蒸气存在,或处理MIE小于30 mJ的非金属导电性粉末时,宜始终使用由导电且接地的 材料制成的过滤织物。如果多数规程没有明确禁止使用干燥介质型集尘器,这种织物也可用于MIE小 于30 mJ的可燃性金属粉尘。接地电阻宜小于100 MΩo使用带有导电丝的过滤网也能够通过电晕放 电减少粉末和过滤网上的电荷。
注:铝、镁、钛、错粉尘的MlE通常小于30 mJ,铁、钻、镣、铜、镒粉尘的MlE通常大于该限值。更多细节见NFPA 484“可燃性金属标准”。
9.4.5筒仓和容器
9.4.5.1 概述
散状物料进行处理和加工的方法,宜能避免产生危险电荷。散状物料及筒仓或容器壁上会积聚危 险电荷。
注1:这适用于大型筒仓和容器,也适用于小型移动容器、箱、桶、袋子、柔性集装袋或其他包装。柔性集装袋的特 殊要求在9.6给出。
图1〜图3详细阐述了如何分析筒仓或容器填装散状物料过程中,物料本身起电是否能达到危险 程度。如果需要,也要采取防止产生电晕放电、闪电状放电或火花放电的预防措施。根据散状物料的电 阻率选择流程图:
注2:在图2和图3中,W
锥形放电 表示锥形放电的最大预期能量。
作为替代方法,可测量粉末堆上方电场强度,可通过模拟筒仓内电场,同时考虑填装过程中电荷的 耗散,评估电场强度。宜根据荷质比、散状物料密度、粉末填充速率、相对介电常数、散状粉末的电阻率, 以及筒仓的几何形状,进行模型计算。如果径向电场保持在3 MV/m以下,则满足散状粉末的电场要 求。放电间隙上500 kV/m的平均电场与3 MV/m的限值之间的区别,基于筒仓内电场的分布,筒仓 内最大电场通常在径向指向筒仓壁处测量,不在粉尘堆上方轴向直接测量。
为了评定筒仓壁和容器壁产生的电荷,9.3和9.4的要求也宜考虑。
对于无可燃性气体和蒸气的筒仓或容器,在卸货过程中,散状物料预期不会产生危险电荷。此外, 所有卸货和传送装置需要单独进行分析。
注3:也见9.3o
但是宜牢记多数卸货操作也是连续筒仓或容器的填装操作。
在填装和清空过程中,导电性筒仓和容器宜接地,耗散性筒仓和容器宜与地接触。
见 9.4.5.2o
图1流程图:评定PWlMQ ∙m散状物料
见 9.4.5.2o
图2 流程图:评定1 MΩ ∙ mVp W10
GΩ ∙ m的散状物料
见 9.4.5.2o
图3流程图:评定p>10 GΩ ∙ m的散状物料
9.4.5.2可证明安全工艺过程的文件
如果按照图1〜图3的流程图,根据“可证明安全工艺过程的文件”的决定步骤,排除了点燃危险, 则对爆炸危险也宜进行了详细分析和评定。在评定时牢记,工艺、生产、设备、包装等方面的微小变化, 都可能极大地影响放电的产生和点燃性,以及爆炸性环境的出现及浓度的改变。即使是最小的变化以 及可能产生的结果都宜在防爆文件中解释说明。如果有效点燃源不能被排除,并且存在可燃性环境,则 对于这些情况,都宜采取保护措施(例如泄爆、惰化、遏制爆炸设计)。
9.4.5.3带导电性或耗散性衬层的导电性或耗散性容器
除了 9.3的措施,导电性或耗散性衬层只有安全接地并且在装入容器和取出过程中保持接地,才能 在危险区域使用。这可以通过以下方法实现,例如通过容器可靠接地,或者在衬层放入和取出过程中通 过人体可靠接地。否则不宜在危险区域放入或取出导电性或耗散性衬层。
9.4.5.4带有绝缘衬层的导电性或耗散性容器
由于有传播型刷形放电危险,一般宜避免使用绝缘衬层。除了 9.3列出的方法,如果至少还符合下 列条件之一,才可使用绝缘衬层:
d)文件证明不会产生传播型刷形放电。
注:根据衬层的厚度、电导率和击穿电压,以及散状物料的电气特性不同,可能会产生传播型刷形放电。由于薄涂 层和小于50 μm的聚合物涂层击穿电压很低,因此容器内部不用这类涂层。
如果散状物料的电阻率小于100 MQ,则宜接地。
例如,可通过引入一根或几根金属棒或金属管通到容器底部进行接地。在加注导电性散状物料前 宜先接地。
9.4.5.5绝缘容器
由于绝缘容器一般存在传播型刷形放电危险,因此宜避免使用。除了 9.3列出的方法,如果至少还 符合9.4.5.4中a)~d)的条件之一,才可使用绝缘容器。如果散状物料的电阻率小于100 MQ,则宜接 地。宜避免锥形放电。
注:根据容器的厚度、电导率和击穿电压,以及散状物料的电气特性不同,可能会产生传播型刷形放电。
9.4.5.6有衬层的绝缘容器
由于导电性衬层存在对地隔离的危险,因此在绝缘容器中一般不使用导电性衬层。如果必须使用 导电性衬层,则宜可靠接地。
绝缘容器中的绝缘衬层宜按照9.4.5.5,像绝缘容器一样进行评定。
9.5存在可燃性气体或蒸气的散状物料附加要求
9.5.1概述
存在可燃性气体或蒸气时,气体或蒸气混合物的浓度和悬浮散状物料的浓度(见3.14)共同决定了 是否会形成可燃性气体或蒸气/空气混合物,或者杂混物(空气中可燃性气体或蒸气和可燃性粉尘的混 合物)。混合物的最小点燃能量(MIE)主要由气体或蒸气的数量确定,通常比纯粉尘的MIE低。可燃 性气体/蒸气可由其他来源(例如,粉末添加到可燃性液体中)形成,或由粉末自身形成(例如,如果含有 大量溶剂或可能产生可燃性气体)。
处理溶剂湿润的粉末时宜当特别注意,因为当处理大量介质或绝缘粉末时,产生的刷形放电点燃形 成的气体/蒸气或杂混物环境是不可避免的。
不存在可燃性气体或蒸气时散状物料的低、中、高电阻率限值不适用于存在可燃性气体或蒸气的散 状物料,此时电阻率重要限值仅100 MΩ ∙ InO
下列要求仅适用于IlA和H B类爆炸性气体和蒸气。对于∏ C类爆炸性危险环境需要进行惰化。
9.5.2 电阻率大于或等于100 MΩ ∙ m的措施
一般情况宜避免开放处理电阻率大于或等于IOO MΩ ∙ m的溶剂湿润散状物料。当不可避免要开 放处理此类物质时,尤其是处理量很大时,通常需要采取附加爆炸预防或防护措施,具体如下:
a) 惰化;
b) 在真空下进行溶剂湿润物质加工;
C)在温度显著低于闪点条件下加工;
d) 在防爆设备内加工;
e) 排除杂混物;或者
f) 采取特殊构造措施。
注:由于处理电阻率大于或等于100 M∩ ∙ m的散状物料通常会高度起电,不能避免产生刷形放电,因此可能引起 点燃。
9.5.3 电阻率小于100 MΩ ∙ m的措施
如果散状物料电阻率小于100 MΩ ∙ m,例如,含有极性溶剂的散状物料,散状物料宜在导电性接地 设备中处理,或者能为散状物料提供足够大接地点的其他设备中处理。
注1:如果散状物料特别多,需要用代表性样品进行电阻率评定。评定时可不用电阻率,而根据溶剂特性和含量进 行评定。
注2:当加装到容器内或加入到液体中时,散状物料以及可燃性液体可能起电到危险水平。
9.5.4散状物料加装到容器中
将散状物料加装到含有可燃性气体或蒸气的容器中时,在容器空间内、在衬层上、在斜槽管道或漏 斗中、在掉落到接收装置的产品上、在接收装置上、在接收装置内的产品上或者在操作人员身上,可能导 致产生危险起电水平。因此,最好在封闭的和/或自动系统中,在惰化气体环境条件下加装散状物料。
注1:从金属桶、塑料桶或塑料袋子添加散状物料产生的电荷,在过去已造成很多火灾和爆炸事故。
注2:散状物料从容器、袋子卸出或在斜槽、管道或漏斗中流动时产生电荷。
宜尽可能避免手动向开放容器添加物料。如果向含有爆炸性环境的容器开放添加粉末不能避免, 宜采取特殊措施减少电荷产生:
a) 倒出物料被清空的容器或袋子宜由导电性或耗散性材料制成;
b) 在倒出清空过程中,导电性容器或袋子宜接地,耗散性容器或袋子宜与地接触。
注3:用于制造容器的耗散性材料包括纸、耗散性复合材料以及一些塑料层压纸。对于耗散材料如纸袋制成的包 装,通过操作人员的手与地接触就可以了。在此情况下,地板、鞋、手套也宜由耗散材料制成,并且接地电阻 不宜因受污染物影响而增大。
注4:在存储过程中,由于老化、吸附或相对湿度较低,包装袋的耗散特可能消失。在存储区域可能需要增加相对 湿度,尤其是在冬天。
注5:耗散性塑料袋通常不通过接地钳接地,而是与地接触,例如,仅通过操作人员接地。
注6:将麻布袋或袋子等放在导电性支撑架子或桌子上,通过干净的表面与地连接,这种做法比较有利。
C)绝缘衬层如果可能接触可燃性气体/蒸气,则不宜使用。
d) 导电性衬层只能在导电性或耗散性容器中使用。宜确保衬层与接地的容器良好接触,并在取 出和放入容器中时保持接地。否则,不宜在危险场所取出和放入容器。在处理过程中,衬层不 宜从容器上脱落。
e) 耗散性衬层可用于导电性或耗散性容器。宜确保衬层与接地的容器良好接触,并在取出和放 入容器中时保持接地。否则,不宜在危险场所取出和放入容器。在处理过程中,衬层不宜从容 器上脱落。
f) 宜尽可能避免使用多层包装或带有绝缘层的包装。如果由于其他原因需要使用,则宜符合下 列条件:
—绝缘涂层厚度大于2 mm;并且
—包装的所有导电层或耗散层宜始终接地或始终与地接触。
g) 添加散状物料的辅助装置宜为导电性设备,并宜接地。所有斜槽或漏斗的最大长度宜为3 m。
注7:辅助装置的例子有:铲子、漏斗、斜槽等。
h) 确保所有涉及的操作人员接地。
i) 散状物料添加的速率不宜超过1 kg∕so
然而,由于加装散状物料固有的高等级危险,可能还需要附加控制措施,以达到规定的安全水平。
如果由于添加散状物料在接收容器中形成悬浮物或乳状物,即使仅存在很短的时间,也宜考虑搅动 这样的多相系统时,不受起电过程影响,会产生危险电荷。对于这种情况,考虑7.9.4的规定。
注8:典型的例子:在生产染料、涂料和油漆时,添加颜料。
9.6柔性集装袋(FIBC)
9.6.1概述
柔性集装袋(FIBC)在工业中用于存储和运输粉末或颗粒物。它们通常由聚丙烯织物或类似强度 和承重的绝缘材料制成。
在加装和清空柔性集装袋时会产生静电电荷,并且积聚在产品上以及构成FlBC的织物或任何部 位上。可燃性环境中,如果积聚的电荷以引燃放电的形式释放,则会引起点燃。使用FIBC时,火花、刷 形放电、电晕放电、传播型刷形放电都可能出现。
根据加装和清空过程中存在的可燃性环境性质和敏感度不同,FIBC宜符合的要求和规定不同。 FlBC设计制造的最终目的是在应用中FIBC纤维不会产生引燃放电。由于可能产生不同引燃性的放 电(即不同种类的放电,例如,火花、刷形放电或传播型刷形放电),FIBC消除静电的必要性以及制造要 求要与预期用途相适应。因此开发了不同类型的FIBC,分别定义为A型、B型、C型或D型(见 IEC 61310-4-4):
——A型FIBC由片状织物或塑料膜制成,没有任何防静电产生的措施。
—B型FlBC由防止产生火花放电和传播型刷形放电的片状织物或塑料膜制成。
—C型FlBC由导电片状织物或塑料膜制成,或者内部编制导电线或丝,防止发生引燃火花放 电、刷形放电和传播型刷形放电。C型FlBC的设计要求在填装和清空时接地。
—D型FlBC由防静电织物制成,不需要接地,可防止产生引燃火花放电、刷形放电和传播型刷 形放电。
根据消除引燃放电的机理不同,不同类型FlBC宜满足的要求不同,既可以是纯粹的物理参数,例 如,击穿电压和电导率(B型和C型),也可以是证明不产生引燃放电的通用程序(D型)。这些要求见 IEC 61310-4-4o
这四种FlBC宜按表19的要求使用。对于其他FIBC或未知类型FIBC, K有经过专家详细评定 后,才能在可燃性环境使用。
绝缘材料制成的文件袋或包宜满足IEC 61310-4-4的要求,这些要求类似于6.3的要求。对于C型 文件袋,宜考虑它们有一层接地的导电性织物,能够防止表面高度起电。
表19不同FIBC的使用
FlBC中的产品 |
周围物质 | ||
粉尘的MIE" |
非可燃性环境 |
粉尘 21-22 Kb |
气体1-2区b (爆炸性气体∏ A∕∏B类)。 |
MIE>1 000 mJ |
A、B、C、D |
B、C、D |
C、Dtl |
3 mJ≤MIE≤l 000 mJ |
B、C、D |
B、C、D |
C、Da |
MIE≤3 mJ |
C、D |
C、D |
C、Da |
注1:当FlBC内部存在可燃性气体或蒸气时,例如,溶剂湿润粉末的情况,通常需要釆取附件预防措施。 注2:非可燃性环境包括MIE>1 000 mJ的粉尘。 注3: 3 mJ的MlE限值是基于锥形放电的引燃性。B型FlBC中锥形放电的能星比C型、D型FlBC高,因为C 型、D型FlBC的外壁接近零电势。基于这种情况,C型、D型FlBC锥形放电的电场分布最多仅跨越FIBC 的一半直径。依据A.3.7的公式计算,常用的B型最大FIBC (直径1.5 m)内,中等尺寸仅0.055 mm粉末 产生3 mJ能量,然而,在C型、D型FlBC中,0.27 mm或更大尺寸的粗粉就能达到3 mJ能量。但是这种 粗粉的MlE通常大于3 mjo | |||
a用电容放电电路,按照GB/T 3836.12和ASTM E2019-03进行测量(无添加电感)。 b分区的定义参见D.2。 。爆炸性类别解释参见D.3。 d D型宜限制用于∏ A∕∏B类爆炸性气体,MIE≥0.14 mjo |
实际中,为了使FlBC发生传播型刷形放电,通常需要按高度静电电荷生成的方法(例如,气动输 送)处理高电阻率粉末。如果不能满足这些条件,特别是对中等或高MIE粉末,然后进行详细的专家评 定可能得出结论,易燃传播型刷形放电的危险在可接受的低水平。
如果FlBC内安装有内衬,在爆炸危险环境中使用FlBC的能力可能发生变化。表20给出了能在 危险环境中安全使用的FlBC和内衬组合。特定的FlBC和内衬组合宜符合附加预防措施。这些预防 措施也在表20中列出。
表20内衬和FIBC:危险环境中允许和不准许使用的组合
FlBCa |
内衬s | ||
LI型 |
L2型 |
L3型 | |
B型 |
不准许 |
允许 |
允许 |
C型 |
允许° |
允许 |
不准许 |
D型 |
不准许 |
允许d |
不准许 |
注:被隔离的导电性内衬静电放电,会对操作者产生痛苦的电击,或破坏电气/电子设备的运行。 | |||
a无论采用何种类型内衬,A型FIBC不宜用于爆炸危险环境。 b在爆炸危险环境中,内衬不宜从清空的FlBC中取出。 C为了确保内衬合适地接地,在IEC 61340-4-4:2018中8.1规定的条件下,按照IEC 61340-4-4 : 2018中9.4的方 法测量,从内衬至少一面到FlBC接地点间的电阻宜小于10 MΩo d FIBC与内衬的组合宜满足在IEC 61340-4-4 = 2018中8.2规定的条件下,IEC 61340-4-4 = 2018中7.3.2的试验 要求。 |
不同类型内衬的材料要求如下:
——LI型内衬由至少一面表面电阻率小于IO MΩ的材料制成,如果必要,通过材料的击穿电压小 于 4 kV0
--L2型内衬由至少一面表面电阻率在1 GΩ~1 TΩ之间的材料制成,通过材料的击穿电压小于 4 kV0
--L3型内衬由表面电阻率大于1 TΩ的材料制成,通过材料的击穿电压小于4 kVo
注:仅某些结构的Ll型和L2型内衬需要测量击穿电压,即,当其中一面的表面电阻率大于1 TQ时。LI、L2、L3 型内衬更详细的要求见IEC 61340-4-4 = 2018o
两层绝缘层之间有导电层的材料制成内衬,不宜应用于B型或D型FlBCO如果这种内衬用于C 型FIBC,导电层宜牢固地与地连接。
对于其他类型的内衬或未知型式的内衬,只有经专家详细评定后,才能用于爆炸危险环境。
FlBC的绝缘吊装带或吊装环宜符合表3的宽度限值要求。B型或D型FlBC在带子和绳子之间 不宜使用金属连接件(锁扣)。对于C型FIBC,在带子和绳子之间使用金属连接件宜接地。
9.6.2 使用FIBC时的附加预防措施
在加装和清空过程中,被隔离的导电物体(例如,工具、螺钉、夹子等)不宜放在FlBC内,也不宜接 触,甚至也不宜暂时放置在任何种类的FIBC ±o即使对于C型FIBC, 一些FlBC材料的粗糙性会阻碍 放置在FlBC ±的导电物体接触到FlBC织物的导电成分。
在危险场所,在加装和清空过程中,所有FlBC附近(即1 m范围内)的导电物体宜适当接地。
宜采取预防措施,防止可能产生点燃危险或削弱电荷耗散的物质(例如,水、绣、油、油脂等)污染 FlBCO
10处理爆炸物和电子爆炸装置时的静电
10.1爆炸物的生产、处理和储存
10.1.1概述
被隔离导体或人体上积聚的静电点燃爆炸物造成严重后果甚至是灾难性后果。爆炸物的种类很多 (固体、粉末或液体),并且可能有多种存在形式,比如散状的、袋装的、塑型的、丸状的、压实的、模铸的或 被装入金属或塑料容器的。在处理或加工爆炸物之前,宜考虑10.1.2-10.1.4给出的建议,但是,还宜 参考本部分对进行特殊操作有关的条款。
导致爆炸物点燃的火花能量大小与爆炸物的种类和物理状态有关。一般来说,起爆药比发射药或 高爆炸药更敏感,而烟火敏感性广泛更大。
采取的预防措施范围取决于最小火花点燃能量,按照最小火花能量可将爆炸物分为三个等级。爆 炸物最小火花点燃能量是根据爆炸物的具体应用进行专门试验测出的,了解这一点很重要。
三个等级的爆炸物和对应的预防措施在10.1.2、10.1.3和10.1.4中给出。没有专家的意见,不宜偏 离这些建议。对于爆炸物工业中敏感或高敏感爆炸物,需要使用专门的接地技术。
宜保持大于40%的相对湿度。处理更加敏感的物质时,可能需要更高的湿度。
10.1.2 一级保护
相对不敏感的爆炸物最小火花点燃能量大于450 mJ,处理过程中,这里给出的预防措施可以保证 安全。
所有大的导电物体宜接地,例如,固定车间和设备系统。当采用金属导体的方法接地时,接地电阻 宜小于IO Ωo这个电阻表明金属导体与地可靠连接。非金属物质也可用于接地,前提是它们符合第13 章的要求。
10.1.3中级保护
这些敏感爆炸物的敏感性介于10.1.2和10.1.4处理的爆炸物之间,具有最小火花点燃能量大于
根据特定爆炸物的特性和处理的方法,对10.1.4给出的充分预防措施适当放松可以接受。宜根据 专家建议,确定每种具体情况的预防措施水平。
10.1.4二级保护
非常敏感爆炸物的最小火花点燃能量小于或等于1 mJ,需要采取以下预防措施:
a) 所有设备,包括移动式和便携式的物品,都宜接地。金属部件接地电阻不宜大于10 Q,其他材 质部件不宜大于100 kΩo宜严格排除绝缘材料。
b) 所有人员都要通过地板接地,地板的最大泄漏电阻50 kΩ,鞋子最大泄漏电阻100 kΩo每个要 求穿这种鞋子进入的区域入口,都宜安全装个人电阻监视器。当处理的物质点燃能量小于 0.1 mJ时,宜考虑给每个工作台安装个人电阻监视器。
C)外衣不宜由绝缘材料制成。在处理爆炸物的区域内,任何情况下都不宜脱掉衣物(见11.5)o
d) 宜避免易产生火花的导电性物体,例如,人员手上的戒指、湿的手指、导电性工具或导线。
e) 环境的相对湿度不宜小于65⅜o
O 宜注意防止很多小的电容电气耦合后形成较大的电容。
g)宜避免使用绝缘手套。当没有毒性或其他考虑因素时,最好完全不用手套。
10.2处理电子引爆装置
10.2.1概述
像电雷管这样的电子引爆装置,可能无意中通过引线、或在金属外壳与引线之间被静电放电引燃。 很多电子引爆装置,在下面这种情况,对于静电能量更加敏感。由于人员移动静电可能积聚在被隔离的 人员身上,在雷雨中、尘爆或干燥沙暴过程中人员和设备部件可能起电。在气动输送爆炸性颗粒物到炮 眼中时,也可能产生电荷。
10.2.2〜10.2.4给出了防止危险的预防措施,在电子引爆装置处理过程中,包括储存、分发和准备使 用时,都宜采取这些预防措施。
宜注意,在处理电子引爆装置时也有其他危险源,例如,电磁辐射的能量和点火电路连续性试验。 对这些情况宜参考相关指南。
10.2.2 接地
人员宜有充分的接地通路,例如,穿导电鞋,最好穿棉质衣物。然而,在一些环境中,如煤矿,人员连 续接地不可行,建议始终遵循10.2.3和10.2.4规定的程序。
区域内所有导电性设备,例如,铁轨和管道,以及所有机械设备均宜接地。宜注意,其他操作规程也 可能要求导体相互等电位联结,防止出现电势差,导致与它们接触的线路存在电流。
如果气动输送爆炸性颗粒物到炮眼中,则填装设备宜接地。宜使用导电性或耗散性软管组件,并且 宜接地。宜参考此领域的专门操作规程。
10.2.3储存和分发时的预防措施
从制造商接收到的电子引爆装置,引线折叠包覆,裸露端拧在一起。如果发现裸露端没有连接在一 起,则技术人员宜自身接地后将其连接起来。如果可能存在显著的电磁场,需要注意确保重新连接程序 不产生电磁辐射点燃危险。电子引爆装置不宜用绝缘材料包装和运输,例如,聚乙烯袋子或聚苯乙烯泡 沫袋。建议用金属包装或导电性包装,这种包装对电磁辐射危险也可提供一些保护。
10.2.4准备使用时的预防措施
当点火线被拉出时,裸露导线所有端部宜互相连接在一起并适当接地,例如,插入地下的金属棒,如 果很干则宜使其湿润。点火线和所有其他引线宜远离区域内的导体,如轨道或管道。
宜检查确认引爆装置引线连接在一起。如果需要,把它们连接在一起之后(见10.2.3),宜在点火端 通过接地棒或其他适当的方法接地。然后引爆装置引线可以展开平铺在地上。
然后,在连接到点火线上之前,在处理爆炸装置的金属外壳之前时,技术人员宜确保接地。
宜根据使用装置的类型,采取适当预防措施,防止大气中的放电(例如,闪电)。
11人体静电
11.1 总则
在MIE小于10 InJ的可燃性环境中,人员宜接地,防止携带静电电荷,这一点非常重要,由于多数 地板覆盖物和鞋底由绝缘材料制成,会导致与接地隔离。导致人体起电的机理很多,例如:
a) 走过地板;
b) 从座位上起来;
C)脱掉衣服;
d) 触摸塑料制品;
e) 容器中收集或倒出带电物质;
f) 站在高度起电的物体如移动的输送带附近。
如果携带静电的人接触导电物体(例如,门把手、栏杆、金属容器),接触点会产生火花。人们不太可 能看到、听到、甚至感觉到这种火花,但是火花能引起点燃。人体产生的火花能够点燃气体、蒸气,甚至 一些更敏感的粉尘。
在MIE小于10 mJ的可燃性环境中,人员宜接地,防止携带静电电荷,这一点非常重要。可使用导 电性或耗散性地板,并确保人员穿耗散性鞋,人员可以很好地接地。在2区和22区危险场所,只有在连 续产生电荷时,才需要人员接地。
注:通常情况下,人体获得的最不利的电压约20 kVo人体电容通常约150 pF,由此产生的最大存储能量约30 mJ。 然而,由于人体皮肤的欧姆电阻较高,大约三分之二的存储能量会消失。因此,除了接触大型导电性工具,人体 产生的火花最大等效点火能量仅10 mjo
11.2静电耗散地板
建议地板的泄漏电阻是1 MΩ~100 MQ(见第13章)。在许多工厂环境中传统的地板材料,例如, 裸露的混凝土或钢结构,能充分导电。为了保持导电的有效性,地板不宜用绝缘漆、橡胶垫或塑料膜等 覆盖,并且注意防止污染物积聚,例如,树脂或其他绝缘物质,宜定期检查地板的电阻。
如果是裸露的金属表面地板(例如,钢格栅和钢板),需要穿适当的鞋子(见11.3),防止人员受到危 险电击。
有几个标准中有测试地板导电性的不同测量方法。在IEC 61340-4-1中,用直径(65±5)mm、质量 2.5 kg(硬地)或5 kg(软地)的圆形电极压向地板进行试验。在GB/T 23165中,使用直径65 mm、5 kg 的圆形电极压向地板进行试验。在ASTM F150中,用直径63.5 mm、2.5 kg的圆形电极压在地板上进 行试验。在EN 1081中,采用三脚电极,并由一人站在上面压在地板上进行试验。
因为每种方法测得的电阻稍有不同,在产品说明书和测试报告中说明采用的测试方法很重要。
注1:理想的情况,上述不同方法测得的电阻差别很小。在现实中,粗糙的表面,如外部含有大量石头的混凝土场 地,由于使用的电极表面和施加的压力不同,会影响测量电阻。可以在符合IEC 61340-4-1的电极下垫上导 电性泡沫板,使粗糙度增加几毫米,改善测量结果。但是,这可能不符合人穿着硬底鞋的实际情况。
注2:该段的数值不一定适用于处理敏感爆炸物的情况,对这种情况见第10章的特殊要求。
11.3耗散型防静电鞋及导电型防静电鞋
有两种鞋可用于人员接地,防止人员产静电起电:
a) 耗散型防静鞋有电阻上限和下限要求(见3.9)o上限电阻很低,在大多数情况下足以避免静电 积聚,下限电阻可在在意外接触主电路时提供保护。这种类型的鞋适合于一般用途。
注1 : GB 21148定义(耗散型)防静电鞋按照GB/T 20991测量的电阻在100 kΩ~l GQ之间。GB 21148定义 的(耗散型)防静电鞋可能不满足本部分规定的电阻要求。
注2:不宜把穿耗散型防静电鞋作为防止接触主电源电路的主要保护措施,因为这可能鼓励人们在电气系统 带电作业,但是在某些情况下(例如,潮湿的时候),这种鞋可能无效。
注3:含有炭黑的橡胶制成的耗散性材料,电阻有时会随着温度降低而增大。
b) 导电型防静电鞋电阻很低(见3.3),例如,处理敏感性爆炸物的人可以穿。如果有意外接触主 电源电路的危险,不宜穿这种类型的鞋。这种鞋也不适合一般用途。
注4:除了在敏感爆炸物的情况下,通常只要求耗散型防静电鞋。
袜子或长袜通常不会对任一类型的鞋产生不利影响,有些类型的鞋套和矫正鞋垫会产生影响。
在导电性或耗散性地板上穿耗散型防静电鞋可控制和耗散人体上的静电电荷。通过耗散型防静电 鞋和导电性地板的对地电阻宜在100 kΩ~100 MQ之间。处理爆炸物时,通过鞋和地板的对地电阻宜 小于1 MQ,或者,如果爆炸物的最小火花点燃能量小于或等于1 mJ,该电阻宜小于150 kΩo
可用市场上销售的鞋子导电性测试仪测定电阻,即测量手持金属棒和人员站立的金属板之间的电 阻。作为替代方法,也可按照IEC 61340-4-3的方法,测量装满丸粒的鞋子与其紧压的钢板之间的 电阻。
鞋子上积聚杂物、使用矫形鞋垫及减小与地接触面积都能增加鞋子的电阻。宜经常测试鞋子的电 导率,以确认其功能。
11.4人体接地辅助装置
如果耗散型防静电鞋不能为人员提供充分的接地,宜使用辅助接地装置,这些装置包括手环、足跟/ 足尖接地球和导电性鞋套。
选择的辅助装置宜能防止危险静电电荷积聚,同时也不会增加触电致死的风险。在多数实际情况 下,确保对地电阻等于或小于100 MQ实现人员接地。通过接地装置防止触电在皮肤与地之间施加至 少100 kQ的电阻。基于皮肤接触和与地面的接触,尤其是在整个鞋子不与地接触时(例如,跪下时),接 地有效性会被减弱。接地装置防止电击至少宜有100 kΩ的电阻。
最简单的商用接地装置是一个加内置电阻的接地手环,防止电击的最小接地电阻约100 kΩo在通 风罩中或其他不限制操作人员移动的场所,这种类型的手环最实用。如果需要紧急外出,则需要分离手 腕系绳系统。罩子上可配带两个外置盘绕接地带,并配置袖口附件,使用者可以把袖口附件去掉保留在 身上。宜按照制造商规定的限值定期检查接地连续性。
11.5 衣物
由合成纤维纺织品制成的现代衣物虽然容易产生静电起电,但是在多数情况下,如果穿戴者采用合 适的接地方式,例如,合适的鞋子(见11.3)和地板(见11.2),或者用接地手环和接地连接带,则不会产生 点燃危险。但是,衣物款式和尺寸宜合适(参见GB/T 20097),在全身运动时所有部位都能按制造商的 规定系紧。衣物的贴身程度宜符合实际情况,在可能存在可燃性环境的场所不宜脱掉或松开(如0区、 1区、20区和21区)。
尽管接地的人员由于衣物引起点燃的可能性很低,但是电阻率较高的衣物会使人员起电(例如,人 员离开叉车时)大幅增加。
在高度起电的活动中如果出现MIE较低的气体或蒸气,可能需要穿戴耗散型衣物。表21给出了 何时需要耗散型衣物的指南。耗散型衣物的范围限值见表1。
可燃性环境用个人防护服的试验方法和性能要求见EN 1149o耗散型衣物宜覆盖所有其他衣物。 外层衣物宜通过与穿戴者身体接触接地或直接与地连接接地。如果衣物含有一体的导电纤维,则人员 通过小于100 MΩ的电阻接地即可。
注1:虽然丝绸和多数合成纤维是非常好的绝缘体,并且由这些材料制成的内衣也有产生静电现象,但没有证据显 示穿着这样的内衣会产生危险。
注2:穿着含有一体导电纤维的衣物并不能防止穿戴者遭到电击。
注3:含有炭黑的橡胶制成的耗散性材料,电阻有时会随着温度降低而增大。
注4:在欧洲,在可燃性环境中使用的衣物是II类个人防护装备,宜符合(EU)2016∕425的基本健康安全要求。
表21确定是否需要耗散型防静电服和其他个人防护装配
危险区域 |
起电可能性 |
0.02 mJ≤MIE≤0.20 mJ |
MIE>0.20 mJ |
0区 |
高 |
需要 |
需要 |
低 |
建议 | ||
1区 |
高 | ||
低 |
不需要 | ||
2区 |
高 |
建议 | |
低 |
不需要 | ||
20区、21区、22区 |
一 |
不需要 |
在富氧环境中,例如,液氧灌装厂可能存在的环境,冷却气体产生的蒸汽可能渗入衣物中,增加了衣 物可燃性,如果起电的人员或衣物产生静电放电,衣物很容易就能被点燃。
可燃性气体在富氧环境中的MIE可能比一般文献中记录的MIE小。如果确定可能存在富氧环 境,则宜确保进行危险评定使用的MIE是在富氧环境中测出的。
选择在MIE小于0.02 mJ的危险区域使用的耗散型防静电防护服或装备,宜听取专家的意见。
EN 1149-5规定的要求是以MIE大于或等于0.02 mJ的爆炸性环境为基础。
如果衣物被可燃性溶剂污染,在脱掉衣物或有其他高起电活动时,有静电点燃危险。如果没有直接 化学灼伤和有毒危害,被可燃性溶剂污染的衣物在脱掉之前宜浸入水中,或先将可燃性溶剂蒸发掉。
耗散型衣物中可能使用的金属纤维(例如,不锈钢、银涂覆纤维等)及其他电阻率很低的纤维不能防 止静电电击危险。因此,在可能有静电电击危险的区域使用这些纤维时宜注意。
注5:金属纤维能产生小的轻微冲击,在衣物接触皮肤的地方(例如,手腕和脖子处)能感觉到。这是由皮肤与金属 织物之间的局部放电引起的。
防护服防静电特性可能随穿着时间变化。在清理或暴露于不利条件之后,宜按制造商的说明对衣 物进行维护。例如,在每次清洗后,衣物可能需要进行重新特殊处理。
11.6手套
由绝缘材料制成的手套会使握在手中的物体起电并维持带电。因此,在0区和1区宜佩戴由耗散 性或导电性材料制成的手套。手套可在穿戴时与鞋子一起测试。通常在手持金属棒与人员站立的金属 板之间测量电阻。宜采用与鞋子相同长度电阻限值(见11.3)o
注1:上述试验程序适用于终端用户测试和日常检查手套/人/鞋子系统中的手套。对于型式验证试验,可能需要 应用其他产品标准,例如,CEN正在制定个人防护手套防静电产品标准。
注2:在某些情况中,手部保护的基础是防止暴露于有毒物质,规定手套同时满足静电耗散性和耐化学性是不可能 的。对此,可能需要提供其他方式使导电性手持物体接地。
注3:在欧洲,在可燃性环境中使用的手套是II类个人防护装备,宜符合(EU)2O16∕425的基本健康安全要求。
当手持导电性物体或工具预计通过人员佩戴的手套接地时,通过手套的电阻宜小于接地总电阻的 限值。对于一般用途,通过手套的接地电阻宜小于100 MQ,对于更加严格的应用(例如,处理敏感性爆 炸物),通过手套的接地电阻宜小于100 kΩo
11.7其他物品
塑料制成的防护头盔、呼吸器、遮阳板等可能起电,但是如果按照制造商的建议小心使用,它们在 1区、2区、20区、21区或22区使用时,如果没有高起电活动,则不太可能出现静电点燃危险。与衣物 一样,如果存在高起电活动(例如,擦拭遮阳板),同时出现MlE低的气体或蒸气,则可能有静电点燃危 险。表21给出的值也可用于其他个人防护装备。表21中显示使用耗散性物品的区域内,个人防护装 备宜由符合表1的导电性或耗散性材料制成,并且通过穿戴者身体接地。个人防护装备采用的绝缘材 料宜限制在表3所示的区域。
12静电冲击
12.1概述
释放的静电通过人体会引起静电电击。人体能够感觉到或释放的最小放电能量约为1 mJO随着 能量增加反应不同,一些人对10 mJ引起的肌肉收缩感觉不适,而其他人在感受到强烈的肌肉收缩时放 电已达到几百毫焦。毫无疑问,1 000 mJ会使所有人受到严重伤害。在一些事故中人员遭受电击失去 知觉,这时的放电能量估计达到几焦。
由于多数情况的静电放电能量小于100 mJ,因此造成严重伤害的情况非常罕见。不论这种电击本 身是否造成伤害,但电击引起的无意识的肌肉反应会引发事故,例如,造成工具跌落或人体急剧坠落,导 致受伤甚至死亡。除了这些危害,静电放电通常也会先点燃可燃性环境。
静电电击与其他型式的电击有一定的区别,其他形式的电击时间非常短(小于1 ms),通常是高压 电击,安全/危险级别用能量或电荷表示,不用电流表示。
12.2 与静电电击有关的放电
静电有几种放电类型,在A.3.2和A.3.7对不同放电类型的特性进行了论述。通常认为下面几种 放电是与人密切相关的静电电击。
a) 当人接近或接触高度起电的绝缘体(固体或液体)时会引起刷形放电;
b) 当人接触高度起电的导体时会引起火花放电;
C)以下原因会引起传播型刷形放电,例如,人触摸一面带正电另一面带负电的塑料板,或者接触 到塑料桶里面高度起电的粉末或颗粒。
如果静电释放的能量超过350 mJ或电荷转移超过50 通常认为对人体健康产生直接伤害。因 此,小型隔离金属物体(漏斗、金属罐、手持工具)产生的刷形放电或火花放电产生的的静电电击不会直 接造成伤害。但是,大型物体产生的火花放电以及一些传播型刷形放电会造成直接伤害,因为这些类型 的放电能量能超过1 J。
低至几毫焦的放电能量会导致无意识的运动,从而对健康造成间接伤害。这种电击造成人员无意 识接触到运动的机械装置或者跌倒,从而造成伤害。即使是轻微的电击也会引起焦虑,并导致精力不 集中。
12.3静电电击源
多数工业和非工业生产过程会导致静电电击,下面有介绍两种情况说明如何产生静电冲击。
第一种情况:
a) 有充分的起电源;和
b) 在物体上,通常是导体或者有导电性支撑的绝缘体上能够积聚电荷;和
C)人能接触到这个物体。
第二种情况:
a) 有充分的起电源;和
b) 人通过直接起电或感应获得高压;和
C)带电的人随后接触到接地物体。
充分起电过程示例如下:
a) 皮带或薄膜快速通过滚筒;
b) 气动输送物料;
C)泵输送低电导率液体通过过滤器或其他限制物;
d) 用静电喷涂设备喷涂;
e) 用高度绝缘的粉末或颗粒加装A型柔性集装袋;
f) 潮湿蒸汽逸出;
g) 喷射带电滴剂或颗粒的灭火器;
h) 叉车或其他车辆在绝缘表面上移动或使用绝缘轮胎。
12.4静电电击的预防措施
12.4.1静电电击的来源
电荷在人体上积聚,或者在被隔离的导电部件上积聚,或者在工艺或设备中的绝缘材料上积聚,都 会产生静电电击。
12.4.2由设备或工艺产生的可感知电击
许多类型的设备和工艺会引起静电起电,但通常未引起注意。但是有操作者报告他们所受到的电 击,对此宜进行研究。这些电击可能无害,但并非总是如此,有时会有设备故障和危险。
避免电击最有效的预防措施是将机械装置和设备的所有金属部件和导电部件接地(详见第13章)。 但是,这种措施有时无法实现,即使全部进行了接地,高度起电的绝缘材料(固体或液体)仍然会产生 问题。
其他预防措施包括:
a) 降低电荷产生率,这种方法适用范围有限,但是使用耗散性添加剂效果较好,尤其是对液态 物料。
b) 减少电荷在非导体上积聚,静电消除器可以有效消除移动薄膜和网状物上的电荷。
C)阻止人员接触带电部件,这种方法适用于静电喷涂过程(见8.7)或者其他高度起电的过程。可
采用合适的绝缘、接地网等防止人员接触这些部件。
d)使用接地电阻小于IOO MΩ的地板或地板覆盖材料。人、车辆包括叉车或者停车场的车,在高 阻地板上行走时会起电。
12.4.3人员起电产生电击
人员经常会直接(脱衣服或从地毯上行走)或感应(由于接近高度起电物体)起电,从而造成电击,虽 然不会直接造成伤害,但是却很烦人。
产生电荷的典型情况是在高电阻地板上行走或从覆盖了某些材料的座位上起立。当人们推着采用 绝缘轮子的手推车行走时,会加剧起电速度。
使用接地电阻小于100 MΩ的地板覆盖物,可以防止步行时由于电荷积聚导致的电击。
通过穿耗散性服装并通过静电耗散性或导电性地板和鞋(见11.2和11.3),可减少人体直接起电。
但是,一般不宜让人员低电阻接地(<100 kΩ),因为这样会导致更严重的电击,例如,当人员与高 度起电的导体或电力电源接触时。
12.5特殊情况预防措施
12.5.1气动输送
通过管道鼓风或抽吸把粉末、颗粒或微小物体从一个地方输送到另一个地方,通常会大量起电。被 输送的物料和输送系统的所有部分,包括管道和两端的容器,都会高度起电。
除了接地还宜采取下列预防措施:
a) 绝缘管道内堆积的导电性物体在清理之前要接地(可在接地导体上连接金属棒)。
b) 当气动输送的导电性物体收集在绝缘容器内时,容器底部宜有接地触点,或者宜防止人员接触 内部物体。
C)当气动输送的绝缘粉末或颗粒收集到大型绝缘容器(21 m')内时,宜防止人员接触内部物料 (见 9.2 和 9.6)o
12.5.2真空吸尘器
真空吸尘器与气动输送系统相似,输送的物料通过软管组件以及在系统内收集时会起电。
宜采取下列预防措施:
a) 固定式系统宜接地,金属或导电性软管和喷嘴宜等电位联结。
b) 便携式系统通常不会有问题,但是外部金属部件宜接地,尤其是在接近移动机械装置或在提升 平台上使用时。
12.5.3卷绕起电的薄膜或薄片
薄膜或薄片材料由于通过滚轴时起电,在卷轴上积聚大量电荷。最好用机器卷绕此类材料,但是也 宜采取下列预防措施:
a) 所有带电部件尤其是中央框架(或滚轴),在人员接触之前宜接地;
b) 使用静电消除器,尤其是在高摩擦力或高压力点(例如,滚轴)后适当的距离,例如,打印机第一 机架辐和压片间,进入打印机区域前,使用静电消除器;
C)滚轴、框架和滚筒用耗散性材料;
d)使用电导率至少10 000 pS∕In的油漆、油墨和胶水;
e) 增加相对湿度;
f) 减小薄膜速度;
g) 减小薄膜和滚轴间的压力和/或摩擦;
h) 可燃性气体或蒸气存在的场所,对于距离接地点至少150 mm的薄膜悬空长度,最大可允许的 电场宜为200 kV∕In ,或者,最大表面电荷密度宜小于2 μC∕In2 O
12.5.4 灭火设备
灭火器喷射的材料会大量起电,并且该系统(或其部分)没有接地,会产生很高电压。因此固定式灭 火系统的所有金属部件或导电部件都宜接地。
便携式灭火器可能也会产生电击,但是比较少见。总的来说使用灭火器的优点大于可能产生的电 击危险。
13接地和等电位联结
13.1概述
到目前为止避免静电危害最有效的方法是将所有导体接地。这样将会避免最常见的问题,即电荷 在导体上积聚,形成单个火花将所有存储的能量释放到大地或者其他导体上。
在有潜在可燃性环境的工业应用中,有很多导体,如果不适当接地,则会起电至危险水平。有些导 体是设备或者装置必不可少的部分,这些部分包括:设备结构、反应容器、管线、阀门、存储罐和桶。其他 包括偶然事故或失误造成的,例如,多余的导线长度、漂浮在中等或低电导率液体中的金属容器、绝缘材 料表面上的金属工具或导电性液体池。
注1:接地和等电位联结技术也用于电力供电系统和防雷保护,但是要求不同。第13章仅是对防静电的要求。
采用等电位联结降低导电物体之间的电势差,即使所构成的系统没有接地,也能使电势差达到安全 等级。另一方面,接地使物体和大地之间的电势均衡。等电位联结和接地示例如图4所示。
图4接地和等电位联结的区别
导电物体可以直接通过导电路径接地,或者与对地连接的其他导电物体等电位联结接地。由于与 地连接,一些物体是内在等电位或者内在接地。
接地物体和地之间的总电阻是接地线、连接装置、沿预定接地路径的其他导电材料和接地电极(例 如,接地棒)到大地的阻值之和。
接地连接的大多数电阻可能在接地电极和大地本身之间。根据接触面积、土壤的电阻率和土壤中 含水量的多少,接地电阻可能变化较大。
注2:耗散性物体根据其电阻率,可能也需要接地。绝缘材料不能接地。
13.2导体的静电耗散标准
13.2.1 基础理论
导电路径的电阻需要足够小,从而有利于电荷释放,并阻止电荷在导体上积聚形成危险电势。如果 电势为V,最大允许的电阻值R取决于导体上起电的速率,即起电电流IO依据这个原理,接地总电阻 不宜超过下式给出的可接受的最大值:
V= [R
当满足下列两个条件时,产生引燃放电:
a) 导体的电势差引起的电场强度超过环境的击穿强度;和
b) 火花释放的能量超过可燃性物料的最小点燃能量。
除了极少例外,接地的目的是为了防止所有引燃放电。因此需要确保导体电势达不到触发引燃放 电水平。典型工业作业中触发引燃放电的电势至少是300 V~l 000 VO用100 V作为静电耗散的安 全极限值,接地总电阻值R,可用下式计算:
R = Io0/1
式中,R单位是欧姆(Ω) ,ʃ单位是安培(A)。
13.2.2 实践标准
当说明接地要求时,各种情况即起电电流I的所有值都宜考虑。因为已知起电电流范围10 PA〜 100 ^A,对应的R值是10 TΩ~1 MΩo对于最大的I值,1 MΩ的对地电阻能够保证所有情况下的静 电安全释放。但是,在大部分工业作业中I不超过1 ^A,被隔离导体的电容C不超过100 pF(参见表 A.2中例子),对于这种情况,100 MΩ对地电阻可以充分释放静电。
与地良好接触的金属物体对地电阻宜小于10 Ωo虽然静电耗散电阻值达到1 MQ可以接受,但是 电阻值大于10。可能显示有问题(例如,腐蚀或连接松动),宜进行调查。重要的是所有连接可靠、永 久,且不易产生质量下降。
小型导电物体如人,如果电荷释放时间小于0.1 s,可认为静电接地。
为方便监控金属与金属的连接选择的电阻值和1 MQ(所有情况导体对地电阻的极限值)的阻值宜 有显著区别。然而,最重要的是所有连接可靠、永久,且不易产生质量下降。
可移动式导电物体需要特殊的接地连接件,接地电阻不宜超过1 MΩo
绝缘材料不可能有效接地。因此,如果为保证在存在可燃性环境的场所安全使用,则需要采取其他 控制措施。具体参考第6章。
在静电产生的风险非常低的2区和22区,金属部件仅为控制静电而接地可能没有必要。可采用耗 散性或导电性材料避免静电积聚。虽然多数情况可接受100 MΩ以下的接地电阻,但此类设备所有部 分适合的最大接地电阻是1 MΩo
表22列出了推荐的接地电阻。宜采用100 V试验电压,但是对于低电阻值,低电压可能更适合。
表22危险场所控制静电的最大接地电阻汇总
条款 |
安装类型 |
最大接地电阻a∙b'c'd'c |
备注 |
13.3.1.1 |
标准值 |
1 MΩ |
在一些情况下,例如,<100 pF,可达到100 MΩ |
13.3.1.2 |
大型固定式金属设 备(反应容器、粉尘 仓等) |
1 MΩ |
结构通常内在接地。对于安装在非导电性支撑物上的 设备要求特殊接地 |
13.3.1.3 |
金属管道 |
1 MΩ |
结构通常内在接地。如果电阻大于1 MQ,需要通过接 头特殊接地连接 |
13.3.1.4 |
移动式金属设备 (桶、道路罐车或轨 道罐车等) |
1 MΩ |
在装卸过程中通常需要接地连接。对于纯金属连接,建 议接地点和金属部件临时连接点之间的阻值为10 Ω |
13.3.2 |
带有绝缘部件的金 属装置(阀门等) |
1 MΩ |
在特殊情况下,可能接受lθθ/ʃ Ω的极限值,但是一般 情况下如果不能满足1 MΩ的要求,宜采用特殊的接地 连接。非常小的导电性设备不需要接地,见6.2.3 |
13.3.3 |
有被隔离金属部件 (例如,塑料管道上 的螺栓)的绝缘设备 |
通常无适用值 |
由于常见的静电点燃危险和火灾隐患,除非能够证明不 会积聚大量电荷,否则不建议使用这种材料。在2区和 22区如果不会积聚电荷,则不需要接地 |
13.3.4 |
由耗散性材料制成 的物体 |
1 MΩ~100 MΩ |
由于不存在高度起电过程,边界是绝缘材料的物体不需 要接地 |
11.2 |
可燃性环境中的地板 |
1 MQ〜Ioo MΩ |
地板表面的接地电阻 |
11.3 |
可燃性环境中人员 用于接地的鞋 |
100 MΩ |
手持式金属棒到一个脚底金属板的电阻 |
11.3 |
在爆炸装置或物料 处理区域人员接地 的鞋 |
1 MΩ |
手持式金属棒到一个脚底金属板的电阻。如果最小火 花能量WI mJ,则最大接地电阻宜小于150 k∩ |
13.3.5 |
通过本质安全电路 接地的外壳 |
100 MΩ |
该电阻与低压应用中的绝缘电阻一样 |
13.3.6 |
装卸过程中的船舶 |
所有金属部件等电 位联结 |
用独立的绝缘法兰,一边通过船与海接地,另一边通过 岸上的接地连接接地 |
7.8.1.3 |
加油中飞机 |
25 Ω |
遵循航空规定 |
7.8.3 |
加油中的车辆 |
100 MΩ |
加油站前空地的泄漏电阻 |
10 GΩ |
通过一个轮胎,加油枪和空地之间的泄漏电阻 | ||
1 MΩ |
通过一根导电性加注软管组件在油枪和地之间的泄漏 电阻。对于等电位联结的加注软管,最大值为IOOQ |
a表格内容宜与对应段落内容一起使用。
b宜使用相关条款规定的试验方法。
C在2区和22区,仅在连续积聚电荷时需要接地。
d为了预防雷电或满足电力电源接地要求,通常要求更小的接地电阻。
e表格中的数值不适用于保护静电敏感类电气设备或者爆炸物。
13.3 实际系统的接地要求
13.3.1全金属系统
13.3.1.1 概述
如果设备可以维护,接地电阻的标准值可以达到1 MΩo除非设备安装在绝缘支架上或者通过连 接处产生的污染会影响绝缘,否则一般不需要特殊接地连接。
在一些情况下,接地电阻可达到IOO MQ,尤其是导体的电容值不超过100 pF(见13.2.2,参见A.3.2)时。
对于全金属系统,电阻通常宜小于10 Ωo然而,对于使用如编织的等电位联结电缆的系统,电阻可 不超过25 Ωo
如果发现阻值明显增大,宜进一步检查查找可能的原因(例如,连接松动或腐蚀)。
13.3.1.2 主体结构
设备的主体结构及其主要部件,例如,反应器、磨粉机、搅拌器或容器,以及管道等,通常用螺栓或焊 接接头永久性金属安装。它们通常与电源接地系统直接接触,接地电阻低,接地电阻达到1 MΩ以上的 危险非常低,不用特殊接地连接即可达到较好接地效果,只有在装置的设计和使用不能保持低接地电阻 时,才需要特殊的接地连接。一些设备内部部分与主体结构没有直接的电气连接,例如,安装在弹性或 振动装配件或装载单元上的部分。如果不能接受规定的较大接地电阻(见13.3.2),这些部分宜采用特 殊接地连接,确保良好接地。
13.3.1.3 管道
管道有时是临时装置,可包括绝缘管道的长度。因此,如果导电性管道部分经绝缘部分或配件与地 隔离,则可能需要特殊的接地连接。由于这个原因,宜避免在整个金属管道中安装绝缘管或软管,因为 这相当于中断了等电位联结。而且这种管道或软管可能引起传播型刷形放电。但是,为避免形成接地 回路,有时需要绝缘法兰或者部分绝缘管道(见13.3.6)o
在金属管道上所有接头一般不需要采用等电位连接件,只有因为设计原因,没有金属与金属接触 时,才宜使用。当使用绝缘垫片及在管道外部刷漆而使螺栓不能与管道有可靠的电气接触时,才可能出 现这种情况。
13.3.1.4 移动式金属物体
设备的一些部分,例如,筒、漏斗和手推车,不能够通过主装置结构实现永久接地。很多情况下,它 们的接地电阻能远低于1MQ,但是这并不可靠。因此,宜采用合适的临时接地连接。作为最低要求, 在有可燃性混合物,同时可能产生静电时,如在容器装卸过程中,每个部分都宜接地。
移动式导电性物体(例如,装配有可导电性滚轴的手推车、金属桶等)通过与耗散性或导电性地板接 触而接地。但是,如果在地板或者物体表面有如污垢或油漆等污染物,对地泄漏电阻可能增大,达到不 可接受的数值,从而导致在物体上可能产生危险静电电荷。如果可能出现这种情况,该物体宜采用其他 方式接地(例如,接地电缆)。建议电缆和接地物之间的连接电阻为10 Ωo
在电荷可能积聚并引起静电危害期间,接地和等电位联结需要连续保持。在存在静电场的区域连 接或断开接地或等电位联结,会由于感应产生静电造成危险(见A.1.10)o
13.3.2有绝缘部件的金属装置
金属结构装置通常包括绝缘部件,可能影响电气连续性和接地。示例为润滑油脂,和大量的聚合物 如广泛应用的PTFE和聚乙烯。通常装置的所有金属部分直接接地或通过合适的接地连接装置接地, 所有的接地路径电阻都很小,但是绝缘部分可能产生问题。例如,之前提到的(见13.2.2),小于1 MΩ 的接地电阻可以充分地释放静电,在很多情况下,可以利用这个优势。一个重要的例子是用油脂润滑旋 转轴、搅拌器等。试验表明通过轴承润滑油膜的电阻不可能超过IO kΩo这样,不用特殊的接地装置就 能充分耗散静电。
注:经验表明,在一些高度起电过程中,由于电腐蚀作用,滚珠轴承使用寿命减少。可使用导电性/耗散性油脂减轻 这种问题(例如,石墨油脂)。
当绝缘部件采用聚合物时,电阻基本都超过1 MQ,唯一的解决办法是将被隔离导体与相邻的接地 金属部件等电位联结。
这种方法的实例如下:
a) 用PTFE填料和密封的球阀;
b) 由PTFE包裹的衬垫隔离的管道限位环;
C)塑料连接件中间的被隔离金属管道段;和
d)塑料管线末端的金属喷嘴。
如图5所示,让接地导体与流动的非导电物质接触可能产生电荷。因此为了耗散静电,流动的非导 电物质中不宜放置接地导体。
图5与流动绝缘物接触的危险接地导体
13.3.3绝缘材料
玻璃和绝缘聚合物之类的材料越来越多用作设备的主要部分。采用这类材料,接地电阻很难符合 防止静电危害的要求(见13.2)o由于这些材料不能有效接地,所以积聚的电荷能保留很长时间。
绝缘材料放电能量相对较小,但是足以点燃敏感可燃性混合物。被这些材料与地隔离的导电性物 体可能产生高能量的火花。具体示例如下:
a) 塑料管线上的金属部件,例如,连接螺栓和支撑法兰;
b) 通过一些类型的绝缘墙面覆盖层的金属网;和
C)绝缘材料表面上的导电性液体(例如,水)池或层。
由于绝缘材料电导率较低,并且易于引起火灾,如果可能,在有可燃性混合物或可燃性液体的场合, 宜避免使用绝缘材料。但是,有些情况,在不能完全排除可燃性混合的场所,仍然需要采用绝缘材料(例 如,处理强腐蚀性液体时)。
13.3.4导电性和耗散性材料
一些材料增加了聚合物的良好特性,例如,抗腐蚀性,同时体积电阻率很低,在与地接触时能防止电 荷达到危险水平,这种材料越来越广泛应用。按照13.2.1计算的接地电阻通常范围是IO kΩ~100 MΩo 对于一般用途,最大1 MQ是合适的,但是如果不能满足,可采用计算值。大于100 MΩ仅适用于特殊 情况,例如,没有强电荷产生机理,通过危险评定,建议用监控系统表明符合要求。
13.3.5通过本安电路接地
由于工厂工艺流程的要求,本质安全设备或本质安全装置运行多数不需要接地。但是在危险场所, 这类设备的导电性或耗散性外壳应静电接地。对于这些情况,即使内部连接可能不直接接地的电气设 备,为了使外壳充分接地,并且使电流保持在安全水平,接地电阻应小于100 MΩo
13.3.6船舶的接地
当从船舶上装卸可燃性液体时,可能同时产生静电电荷和爆炸性环境。因此,宜注意保证所有放电 电路上的金属部分处于相同的电位。另外,当用金属线把船舶和海岸连接在一起时,船舶的阴极防腐系 统和港口的电气设备,例如,电气机车,产生杂散电流,形成较大火花。为此,油轮与油码头国际安全指 南(ISGOTT)推荐一种绝缘法兰(绝缘电阻21 kQ)或者一种单一的不连续软管接头,用于连接从船舶 到海岸的软管线,以及用于通过船舶和海岸的线缆所有导电部分独立接地。在可能存在的爆炸性环境 中连接线路时,这种方法可以抑制杂散电流产生的引燃火花,并使线路的所有部分保持在相同电位。尽 管如此,仍宜注意确保船舶和海岸之间没有被隔离的导体,例如,在一条线路上使用的两个绝缘法兰。 出于这个原因,对于法兰或软管组件的绝缘电阻,上限是100 MΩ比较合理。
13.4接地系统的建立及监控
13.4.1设计
在设计阶段,宜检查确认装置可能的静电危害,并按照13.3的原则确定接地要求。如果没有其他 接地方式,可以通过连接到敲入或埋入大地的金属棒或金属板实现接地。但是,特殊的接地设备,例如, 等定位联结电缆、带子或者刷子,宜尽量少用。设计接地装置的重要特征如下:
a) 宜得到认可,并被认定对装置的安全操作必不可少。
b) 宜明显可见,或者对于装置的正确运行必不可少,如果出现任何问题,都宜能很快探测到。
C)宜坚固,安装后不会受到高电阻率污物的影响,例如,腐蚀产物或油污。
d) 宜易于安装和更换。
e) 用于移动式设备的接地电缆宜装配有坚固的夹子,可以刺穿油漆或锈层。在操作之前宜先连 接夹子,并一直保持到操作完成,危险静电全部耗散掉。
f) 在危险环境中如果忘记接地,建议用电晕尖端或装有内置电阻的特殊接地夹,缓慢靠近被隔离 物体,使之安全放电。
如果等电位/接地系统都是金属,则连续接地路径上的电阻一般小于10 Ωo这种系统也包括有多 个部件的系统。如果电阻较大通常表明金属路径不是连续的,一般由于连接松动或腐蚀造成。电源电 路或者防雷保护的接地系统比静电接地系统更充分。
注:MFPA 77有各种接地装置、连接件和设备的示意图。
如果使用导线导体,等电位或接地线的最小尺寸由机械强度确定,不是由其载流能力确定。用于频 繁连接和断开的等电位线宜是多股线或编织线。附加信息参见附录AO
接地导体可以是绝缘(例如,护套电缆或塑料涂覆电缆)导体或非绝缘(即裸露)导体。非绝缘导体 的优点是故障易于检测,但是有涂覆的导体可能更耐机械损伤和腐蚀。
永久性等电位或接地连接宜采用铜焊或熔焊,使其在整个寿命周期内保证低电阻。暂时性连接可 用螺栓、压力式接地夹或者其他特殊夹子。压力式夹子宜有足够的压力穿透任何保护涂层、锈层或者溢 出材料,确保接触到主金属的接触电阻小于IO Ωo
13.4.2 监控
静电保护接地检查被认为与其他目的检查完全不同,如电源和防雷接地系统的维护。宜在装置投 入使用之前,在定期维护时,以及在其他维护或变更之后进行检查。
基础监控是测量装置和大地之间不同部分的电阻,但是宜另外进行目视检查也非常重要。这有助 于发现接地装置的早期故障,降低变化导致导体断开的风险。
监控系统不仅宜能监控电阻,也宜能监测到电阻的任何变化。
14 对符合GB 3836.1设备的特殊要求
14.1概述
在本部分中,产品静电试验的限值与GB 3836.1中的限值不同。本部分规定的限值在某些情况下 更保守,因为它们适用的工业应用范围更广,这些应用中的物质状况与符合GB 3836.1的电气设备的情 况区别很大。这些更保守的限值依据的理论模型有经验数据支撑。
为了将所有有关的静电要求集中起来,在本部分这一章中列出GB 3836.1对静电的要求作为资料, 增加有用的解释性材料及对本部分其他内容的引用。
GB/T 3836.27—2019中的试验方法与GB 3836.1的试验方法等效,但一些情况的气候条件不同。 GB 3836.1范围内的设备可按照GB 3836.1规定的气候条件进行试验。
注:在设备中利用符合GB 3836.1规定限制的产品和材料,未发现引起任何意外点燃。
14.2外部非金属材料上的静电电荷
14.2.1适用性
本条的要求仅适用于电气设备外部非金属材料,包括用于外壳外表面的非金属部件。
注1:非金属涂层、薄膜、箔层和板通常附加在外壳外表面,为其提供附加环境保护。本条处理其储存静电电荷的 能力。
注2:通常认为玻璃不会储存静电电荷。
14.2.2避免静电电荷在I类或II类电气设备上积聚
电气设备宜设计成在正常使用、维护和清洁时避免由静电电荷引起点燃危险的结构。宜通过下列 一项或多项措施满足该要求:
a) 合理选材,使其在按GB/T 3836.27—2019的规定测量时,表面电阻应至少符合下列一项要求 (见 6.2.1):
——在相对湿度为(30±5)%的测量条件下,不大于IOO GΩ;
——在相对湿度为(50±5)%的测量条件下,不大于1 GΩo
注1:更多信息见6.Io
b) 限定外壳非金属部件的表面积,按照6.3.2确定,数值见表23o
如果非金属材料外露面积用接地框架围住,则表面积可增加四倍(见6.3.3)o
或者,对于有非金属表面的长条形部件,例如,管子、细棒或绳索,不必考虑表面,但其直径和宽
度不宜超过表23规定的值。
注2:外部电路连接电缆不属于第14章的范围。外部电缆的信息见GB/T 3836.15o
注3:对于液体管道和软管的要求不属于第14章的范围。对于液体管道和软管的要求见7.7。对于固体管道 和软管的要求见9.3.3o
C)限制涂覆在导体表面的绝缘层,绝缘层厚度宜至少符合下列一项要求:
一绝缘层预期不会承受大于人工摩擦的较强起电过程(见3.13),且厚度对于I类、H A、]IB 不大于2 mm,或者对于IIC不大于0.2 mm(见表23和6.3.4.2)。
——按照GB/T 3836.27—2019测量时,通过绝缘层厚度测量的击穿电压不大于4 KVO
注4:根据GB/T 1408.2,施加直流电源的绝缘材料,用直流进行击穿电压试验,试验方法见GB/T 1408.1,并 采用GB/T 1408.2的附加要求。试验方法和附加要求也在GB/T 3836.27—2019中给出。
d) 采用导电涂层的措施(见6.3.5)o非金属表面可覆盖黏结牢固的导电涂层。涂层和黏结点(拟 固定安装的设备)或外壳上最远的电位点(便携式设备)之间的电阻不宜超过1 GΩo宜按照 GB/T 3836.27—2019测量电阻,但要使用100 mm2的电极在表面和黏结点之间或外壳上最 远的电位点之间最不利的位置测量。
注5:对涂层材料有影响的环境条件包括气流中的小颗粒、溶剂蒸气和类似的东西。
e) 通过采用本部分的任何其他措施,避免静电电荷点燃危险。
f) 按照GB/T 3836.27—2019在最不利条件下测量,最大转移电荷在表23的限值范围内。
g) 对于特殊情况,GB 3836.1允许使用不符合a)〜f)要求、且具有放电危险的固定式设备,但是 需要标志“X”。对于这种情况,使用说明书宜向用户提供指南,通过使用措施将静电放电危险 降至最小。如果适用,设备还宜按GB 3836.1的规定设置静电电荷警告牌。如果在使用过程 中预期产生危险静电放电,则不宜采用加标志“X”的方法(例如,手持式设备或者连续起电的 固定式装置)。
注6:例如,对于操作人员接触到的电气设备的绝缘外壳,仅在清洁、维护和修理时,使用标志“X”。
表23 GB 3836.1范围内的设备绝缘固体材料、隔离导电部件 或耗散性部件用于危险场所的限值
项目 |
I类 |
□类 |
Dl类 | |||||
EPL Ma、Mb |
类别 |
EPL Ga |
EPL Gb |
EPL GC |
EPL Da |
EPL Db |
EPL DC | |
a) 表面积 |
≤10 OOO mm2 |
A |
≤5 OOO mm2 |
≤10 000 mm2 |
≤10 000 mm2 |
无限值 | ||
B |
≤2 500 mm2 |
≤10 000 mm2 |
≤10 000 mm2 | |||||
C |
≤400 mm2 |
≤2 000 mm2 |
≤2 000 mm2 | |||||
b)棒、杆宽度 |
≤30 mm |
A |
≤3 mm |
≤30 mm |
≤30 mm |
无限值 | ||
B |
≤3 mm |
≤30 mm |
≤30 mm | |||||
C |
≤1 mm |
≤20 mm |
≤20 mm | |||||
C) 避免刷形放 电的绝缘涂 层厚度 |
≤2 mm |
A |
≤2 mm |
无限值 | ||||
B |
≤2 mm | |||||||
C |
≤0.2 mm | |||||||
C) 避免任何引 燃放电的绝 缘涂层厚度 |
不准许 |
不准许 |
不准许 |
不准许 |
不准许 |
如果面积>500 mm2, ≥8 mm |
表23 (续)
项目 |
I类 |
口类 |
也类 | |||||
EPL Ma、Mb |
类别 |
EPL Ga |
EPL Gb |
EPL GC |
EPL Da |
EPL Db |
EPL DC | |
d)转移的电荷 |
≤60 nC |
A |
≤60 nC |
固体绝缘无限值 ≤200 nCa | ||||
B |
≤25 nC | |||||||
C |
≤ 10 nC | |||||||
e) 接地金属部 件的电容 |
≤10 PF |
A |
≤3 PF |
≤10 PF |
≤10 PF |
≤10 PFb | ||
B |
≤3 PF |
≤10 PF |
≤10 PF | |||||
C |
≤3 PF | |||||||
注1: b)项的宽度值适用于宽度或直径较小的薄管道、电缆护层和其他绝缘材料。 注2: a)项和b)项的限值不是防止放电的绝对值,仅是将引燃放电降至通常可接受的低水平。 注3: C)项的限值适用于导电性或耗散性材料的绝缘涂层或绝缘层。 注4: d)项的限值保证不会出现引燃放电。 注5: d)项的所有值有一定的安全裕量。现在的工作表明,用于IIB的值的安全裕量比所有其他值低。为了使所 有安全裕量相当,EtB的值从30 nC降至25 nC。但是这并不表示以前的值不安全,也不表示需要重新做 试验。 注6:再分类的依据是可能安装设备的爆炸性气体环境的最大试验安全间隙(MESG)或最小点燃电流比(MlCR) (见GB/T 3836.11)。详细信息见C.6和D.3。 注7: EPL GC的值不排除高起电过程的可能性。人工摩擦通常不看作是高起电过程(见3.13)o 注8:对于如盖用螺钉等未接地的金属紧固件,电容不大于3 PF通常可以接受。 | ||||||||
a仅对未接地的导电性部件或耗散性部件产生火花放电有效的值。 b对于承受粉尘快速移动的管道或管线中使用的设备,较低的电容限值在考虑之中。 |
14.2.3避免静电电荷在皿类电气设备上积聚
对于粉尘云或粉尘层易燃的绝缘表面,仅通过人工摩擦不可能产生静电放电。但是,如果不排除高 起电过程(见3.13),涂漆/涂覆的金属设备和塑料材质设备的设计宜能避免在正常使用时由传播型刷形 放电引起的点燃危险。
塑料外壳不能起电至能够产生传播型刷形放电的危险电荷密度。然而,外壳内部距离外表面8 mm 内不宜安装延伸的平面导电表面。
注1:内置印制电路板可被看作是一个延伸的平面导电表面,如果设备不可能承受多电荷产生机制(例如,粉末气 动输送过程,或粉末涂覆过程电荷喷射),则不适用于小型手持设备。手持设备正常操作起电不认为会导致 多电荷产生机制,因此不会导致可能产生传播型刷形放电的情况。
注2:面积不超过500 mm2的单一平面导体不认为是可延伸的平面,这允许支撑销或支架用于外壳内导电平板的 安装。
金属部件如测试棒或类似元件外部采用厚度至少8 mm的绝缘可以防止产生传播型刷形放电。当 评定使用或规定的绝缘层最小厚度时,允许在正常使用时出现的任何预期磨损。
如果用表面积超过500 mm2的塑料覆盖导电材料,并且不能排除比人工摩擦强的高起电过程(见 3.13),则塑料宜具有下列一项或多项特性值(见6.3.4.3):
a)合理选材使材料表面电阻符合14.2.2规定的限值;
b)按照GB/T 3836.27—2019规定的方法通过绝缘材料的厚度测量,击穿电压不大于4 kV;
C) 金属部件上的外部绝缘厚度不小于8 mmO
14.3外部导电部件上的静电电荷
设备的所有外部导电部件(金属、导电塑料等)宜用最大1 MΩ的接地电阻接地。对于电容小于 100 PF的部件,最大100 MΩ的接地电阻可以接受(见表22)。
对于可接触的金属部件(例如,塑料外壳上的铝标签),接地电阻大于100 MΩ时可能产生静电电 荷,成为点燃源,宜按照GB/T 3836.27—2019的电容试验方法进行试验。最大允许值见表23o
如果满足了表23e)对未接地金属部件的电容要求,则14.3的要求不适用。
附录 A
(资料性附录) 静电的基本原理
A.1 静电电荷
A.1.1引言
静电电荷的主要来源是接触产生电荷起电。如果两个之前不带电的物质接触,通常在它们的公共 边界会产生电荷转移。分开时,每个表面将携带极性相反的等量电荷。如果放置在其他带电荷物体产 生的电场中,或者靠近高电位导体,导电性物体就会起电。如果带电荷颗粒或电离微粒在物体上积聚, 则任何物体都会起电。
A.1.2 接触起电
固体/固体、液体/液体或固体/液体都会产生接触起电。气体接触不会起电,但是如果气体中悬浮 有固体颗粒或液滴就会起电,气体就会携带静电电荷。高压气体释放引起绝热膨胀,使空气中凝结的水 或凝结的气体(例如,二氧化碳)产生接触起电。
最初不带电的不同固体与大地等电位,当它们接触时,少量的电荷可以从一种材料传递到另一种材 料。所以两种材料就带极性相反的电荷,从而在它们之间就产生了一个电场。如果材料被分开,由于相 反的电荷和两者之间电势差的存在,就需要做功来克服随着距离增大而线性增加的吸引力。较高的电 势差有驱使电荷回到剩余接触点的趋势。两种导体电荷完全重新组合,分离后任意一种材料上几乎没 有剩余电荷。
如果一种材料或者两种材料都是非导体,电荷不会完全重新组合,分离后材料会剩余部分电荷。因 为当接触时电荷间的距离非常小,尽管涉及电荷数量非常少,但是分离时产生的电势会轻松达到几千 伏。对于粗糙的实际表面,如果在接触和分离时涉及摩擦,实际的接触面积也会增加,那么电荷数量就 会增加。
A.1.3液体接触起电
液体内部接触起电过程基本相同,但是它取决于离子或微小的带电粒子。一种极性的离子(或粒 子)能附着在接触面上,然后它们吸引相反极性的离子,在接触面附近液体中形成弥散电荷层。如果液 体之后相对于接触面移动,它能够带离一些电荷层,从而引起相反电荷的分离。典型的例子是液体沿着 固体壁(例如,管道、泵、过滤器)流动、液体搅拌或搅动、液体喷洒或雾化。如果液体含有不融合的相,如 悬浮的微细固体或者非常分散的液体或者气泡,由于接触面积增加很多,因此产生大量电荷。
与固体相同,如果液体充分绝缘防止重组,那么电荷分离所做的功会产生高压。固体/液体和液体/ 液体接触面上都会出现这种情况。
低电导率液体通常产生危险起电。喷洒液体时,无论液体电导率大小,由于电荷快速分离,液体雾 化或喷洒时能产生大量电荷。
虽然高电导率液体通常携带非常少的电荷,但是也有高起电导电性液体,尤其是一些有机醋酸盐、 乙醍和高酮,可能需要附加安全措施。这种液体包含乙酸乙酯和乙酸异丙酯,但是不包括丙酮。
生物燃料参见C.8o
A.1.4管道中流动液体产生电荷
A.1.4.1固定直径的管道
液体通过管道流动时,液体产生电荷,管道壁产生极性相反的等量电荷(如果是导电性管道且接地, 管道壁上的电荷立即耗散掉),导致电荷分离。湍流比层流产生的电荷更多。考虑到工业生产装置中的 液体通常是湍流,这里仅仅考虑更严酷的湍流。对于湍流液体,长管道中产生的流动电流基本与速度的 平方成正比。
注:对于层流液体,流动电流与速度成正比。
如果液体进入管道时不带电荷,液体携带的电荷密度以及形成的流动电流将随着在管道中移动而 增大,如果管道足够长,会逐渐接近一个固定值。对于大多数低电导率液体,尤其是饱和燃液体,电荷密 度的固定值p8不取决于液体的电导率或液体的介电常数,而是与流速V除以管道直径d大约成正比: ρ∞≈Kv∕d
式中,K是常数,单位为库仑秒每立方米(CSm-3)。
注:以前也用过其他表示方法,历史上p8^Ku(肖恩定律)比上述方法用得更多流量限值表示为Vd限值。 但是,f>8xKτ>/d似乎与报告的测试值更匹配(WalmSley and MillS 1992 , BrittOn和Smith 2012),更接近 于管道起电的理论公式(KOSZman and GaViS 1962 , WaImSIey 1982),通过选择合适的常数K ,可以得出与 现有条件相同的电流。通过对较小直径的管道(W50 mm)进行测量得出最大肖恩常数,然后对较大管道 (例如,100 mm)测得的最大电流进行高估。当该数据与上述公式匹配时,与依据管道直径相反,较大管 道中产生较低电荷。
K值有很多建议数值。对于大多数炷类,1.0 μCsm-3看起来是合理的,对于其他记录较少的液体 类型或有起电添加剂的液体,可能需要较大数值。在普通管道中,1.6 μCsm-3数值涵盖了所有的记录 的起电级别。
实际上,管道可以认为无限长,如果
式中:
L——管道长度,单位为米(m);
r ——液体静电释放时间,单位为秒(s);
εr——液体相对介电常数(对炷类εr~2);
7 --液体电导率,单位为西门子每米(S∕m)o
有证据表明,管道流动产生的电荷密度与低于取决于燃油电导率限值的电导率成正比。因此电导 率最低时,电荷密度并不是最大。对于这种情况电导率限值似乎与黏度成反比。例如,Hearn(2002)和 WaImSIey(2011)记录,当电导率分别达到50 pS∕m以及到200 pS∕m时,汽油的电荷与电导率成正比。 而WaImSIey和MinS(1992)记录的数据,柴油的黏度比汽油约高十倍,表明电导率达到大约7 pS/m 时,电荷密度与电导率成正比。而润滑油黏度更高,非常低的电导率能达很高的起电电荷(见7.4)o因 此,对于黏度不高于车用柴油的燃料和溶剂,可以合理的假定当电导率为3 pS/m时起电电荷开始下 降,这是最不利的数值。
注:这允许低于上述柴油数据有一个安全裕度。对于低黏度液体,例如,汽油,这个裕度可能更大。
高黏度液体,例如,润滑油,是一种特殊情况,在7.4中另行考虑。对于这种液体,电导率极低时预 期电荷开始降低。因此,电流减小至低于3 pS/m不宜看作适用于比车用柴油年度高的液体。
虽然通常不推荐使用绝缘管道,但是可用于一些特殊情况。对液体在绝缘管道或软管中流动产生 电荷发布的数据很少。但是,低电导率液体,<25εr pS∕m,流经绝缘管道时,产生的流动电流与导电性 管道类似,对于无限长的管道,可用导电性管道的公式估算出电荷密度。
当包含不融合的第二相介质,如分散液或悬浮固体的液体,通过管道用泵抽送时,起电率远远大于 单相介质。由于存在多种影响因素,起电水平很难预测。
A.1.4.2 不同直径的多种截面管道
通向液体槽的管道如果沿着它的长度直径不同,有N个部分直径各不相同,假定指数型(欧姆定 律)释放特性,第J部分到液体槽入口处的电荷密度是:
式中,Vj j和Lj分别是流速、直径和j部分的长度WreSj是j部分的出口末端和液体槽间的滞留时 间。T是液体的放电时间。乘方〃用于建议的分析(〃 =1,电荷密度与"d成正比)或肖恩定律分析(〃 =0,电荷密度与V成正比)。通常不建议使用肖恩定律分析,但是使用限值Vd时仍然需要使用。
当Zresj>3τ时,j部分产生的电荷到液体槽入口处剩余非常少,所以可液体槽上游部分大于3τ部 分的电荷可以忽略。由于允许双曲线放电最大有效放电时间为10 s,这样就出现了在7.3.2.3.5.2使用 的放电区域定义。
水槽入口总电荷密度是放电区域内所有部分的总和,即:
j=N J=N
这个公式在实际使用时比较繁琐,所以通过忽略指数项简化,把最糟糕(苛刻)部分的电荷用于整体 管道。这两项简化使估算的电荷密度大于实际值,所以简化估算过程同时增加了安全裕度。
去掉指数项,J部分的简化量是:
P=K (vj∕d,j ) = (4K∕π) (Fτ∕d"+2)
式中,Ft是液体槽的体积流速。公式显示最糟糕(苛刻)部分是直径最小的部分。最苛刻部分的电 荷密度使用到整体管道时,液体槽入口电荷密度估算为:
P = (4K∕π) (Ft∕d^)=KpJd吁2
式中,w代表最苛刻(直径最小)部分。水槽入口处相应的流动电流为:
A.1.4.3不同直径多种截面的分支管道
分支管道是,上游是单一管道,在一个或多个阶段,分成多个下游部分,通向独立的液体槽。对于这 种管道,计算特定部分到特定液体槽入口的电荷密度计算稍微有点复杂,因为当同时加注多个液体槽 时,上游部分的流速会大一些。
对于这种情况,丿部分对入口的电荷密度简化为:
P =KPjdrIJ
最苛刻部分仍然是v1∣d1n值最大的部分,但是速率巧必须从多个液体槽同时注满时最大可能流速 Fs计算得出,而不是从到单个液体槽估算的最大流速FT计算出。
在液体槽入口中,上游部分提供给流动电流的最苛刻情况是:
I = 5K∕4)p LdW/Ns
Ns = Fs∕Fτ是管道部分中的最大可能流速与流入液体槽中流速的比率。因此,同时供给几个液体 槽、最苛刻管道部分最大可接受速度或限值(基于LgPd限值),可在液体槽确定的标准值(未分 支管道)增加系数NV2o
A.1.5过滤器中产生电荷
管线中的过滤器能够成为大量电荷的产生器。粗滤器产生电荷类似于管道流动产生电荷,精细过 滤器产生的电荷能够超过管道流动产生的电荷几个数量级。
当电导率低于1 pS/m时,精细过滤器产生的电荷密度仍然很高。这与管道流动产生电荷不同。 经过过滤器到达液体槽的电荷,电荷密度可能非常大,而且放电时间非常长,从而导致非常高的电势。 所以把精细过滤器放在液体槽上游足够距离非常重要,从而使下游管道和/或放电槽中的滞留时间至少 是三倍的放电时间,从而使电荷耗散到安全水平。根据过滤器的精度不同,用30 s或IOO S的默认滞留 时间表示最苛刻的实际情况(见7.5)o
A.1.6液体搅拌和混合过程中产生电荷
搅拌和混合过程使液体和接触的固体表面之间产生相对运动。如果液体不包含第二相不融合介 质,则产生的电荷通常不是太多。如果连续相电导率低,则带有分散性液体或者悬浮固体的液体搅拌时 容易产生很多电荷。
A.1.7 沉降电势
低电导率液体中悬浮的固体颗粒或液滴沉降能导致电荷分离,因此能通过液体在重力方向生产电 势差。在大型液体槽中,例如,用泵把油水混合物输送到液体槽或搅拌水底部后,导致的沉降电势能导 致点燃危险。气体通过液体,例如,气泡上升,也能搅动水底或其他沉积物,从而能够增大液体槽内的 电场。
A.1.8液体射流的分解
液体射流分解成小的液滴,例如,液体槽清洗过程中射流喷射到障碍物上,无论液体的电导率高低, 形成的喷雾或薄雾都会有很多电荷。一般来说,液体导电性越强,产生的电荷越多。例如,喷射水比喷 射油产生的电荷多,但是油水混合物产生的电荷比单纯水或油产生的电荷多。
A.1.9粉末接触起电
考虑粉末积聚的电荷水平时,单位质量的粉末携带的电荷(荷质比),通常是一个重要参数。对于介 质电阻率和绝缘粉末(见9.1的定义),典型值介于10 pC/kg和1 mC/kg之间,并且主要取决于过程本 身(接触后的分离速度)、粉末的细度(与表面积比)及其化学成分,包括污染物(电阻率和相对介电常 数)。表A.1给出了不同过程中中等介电常数粉末产生的电荷量的测量数据。
表A.1粉末上积聚的电荷
操作 |
大量的电荷密度 μC∕kg |
摩擦起电粉末涂覆 |
10 000—1 000 |
气动输送 |
1 000 — 0.1 |
粉碎 |
IOO〜0.1 |
研磨 |
1—0.1 |
卷轴滚动传输 |
1 〜0.01 |
倾注 |
1 — 0.001 |
筛分 |
0.001 〜0.000 01 |
A.1.10 感应起电
任意带电物体周围存在电场。导体放入电场能够改变附近区域电势的分布,从而引起导体内相反 电荷分离。如果导体与地绝缘,根据其在电场中的位置导体可以产生电势,也就是说通过感应起电。由 于它的电势,加上它携带的分离电荷,导体能够产生静电火花。
如果电场中的被隔离导体临时接地,则会产生火花放电。火花使导体电势降低到零,导体降低电势 的同时获得了静电荷。当被隔离导体从最初带电荷的物体附近移开时,剩余电荷能引起二次火花。这 种类型的感应火花可能会有危险,例如,当人与地绝缘在带有静电电荷的物料附近走动时。
A.1.11传导产生电荷转移
当带电荷的物体接触未带电荷的物体时,两者之间就共享了电荷。这可能是静电起电的主要来源, 例如,带电荷的喷雾、薄雾或粉尘撞击或沉降到固体表面上。当一连串的气体离子在最初不带电的物体 表面积聚时,也能发生类似的电荷转移。
A.1.12通过电晕放电起电
物体起电的一种方法是,用几十千伏负电压的金属尖喷射电子。这种起电机理也会偶然发生,例 如,静电喷射设备的高压喷涂点或D型FlBC电晕针。
A.2静电电荷积聚
A.2.1 概述
在起电过程中分离之后,静电电荷通过直接接触或接地会很快重新组合。绝缘体由于本身的电阻, 电荷可以保留;而导体要保留电荷,则需要与其他导体以及大地隔离。
正常条件下,纯净的气体是绝缘体。粉尘云、薄雾或喷雾中悬浮的颗粒,不管导电性如何,悬浮颗粒 上的电荷可以保留较长时间。
对每一种情况,电荷以系统中非导体的电阻确定的速率流失,这个过程被称为放电。电阻、电阻率 或者电导率能否造成危险,主要取决于工业过程,这一点在后面予以讨论。
许多工业过程中,持续产生的电荷在被隔离的导体上积聚。例如,隔离的金属容器中倒入带电荷的 液体或者粉末时,电荷输入和泄漏的速率之间平衡造成被隔离导体的电势。等效电路如图A.1所示, 导体的电势用下式计算:
式中:
V——导体电势,单位为伏特(V);
C——电容,单位为法拉(F);
R——对地泄漏电阻,单位为欧姆(Q);
I——静电起电电流,单位为安培(A);
t ——起电时间,单位为秒(s);
当t足够大时达到最大电势VmaX O
图A.1静电起电导体的等效电路
通常可以测量被隔离导体的泄漏电阻和电容,用于确定电荷积聚是否达到危险等级。但是对与空 气中悬浮的粉尘和薄雾,这种评定方法不适用。
A.2.2液体中电荷积聚
液体中是否积聚电荷取决于两种相反的作用:电荷生成和电荷释放。
液体容器的导电性能影响电荷的释放速度。在没有电荷生成的情况下,液体中电荷密度呈指数率 衰减,典型的释放时间如下:
式中:
r——释放时间;
εr ——液体相对介电常数(饱和炷液体大约是2);
7——液体电导率。
指数释放是指在释放时间内,电荷衰减至原来的37%(更精确一点,衰减至l∕e,e是自然对数的基 数)。例如,某电导率7 = 1 pS/m (IO"12 S/m)的炷类液体,释放时间是τ = 18 s,而电荷下降到原来的 50%所用的时间是0.7τ = 13 SO
即使电导率很低的液体,在电荷密度很高时,电导率高于其未带电荷时的电导率。这就是所谓的双 曲线电荷释放。结果是,电导率很低的液体电荷耗散更快,电荷密度比上面计算的结果更大。
这种现象的有益之处在于,无论电导率大小或者电荷密度非常高,100 S的滞留时间足够把过滤器 下面水箱中的电荷密度降低到与管道液体的电荷密度相当的水平。
通常低电导率液体电荷会积聚至危险水平。对于中级导电性液体,如果起电速率较高,例如,流动 速度高或者搅拌某些悬浮物时,电荷积聚也会达到危险水平(见7.7和7.9)o高电导率液体接地时电荷 积聚的危险水平仍是未知数。
雾或者喷雾中悬浮的带电荷液滴,由于周围环境高度绝缘电荷不会耗散。电流传导不会引起电荷 释放,而下列过程会引起电荷释放:液滴附着在或者冲击到箱体结构上;在电荷密度较高时,槽内突起物 产生电晕。因此,无论液体导电性如何,带电荷的薄雾电荷释放速度通常比较缓慢。
A.2.3粉末电荷积聚
如果散状粉末的体积电阻率很高,那么即便容器接地或者与接地金属接触,粉末上的电荷也仍然不 会消失。电荷耗散至原有值的l∕e(e约为2.718)所需要的时间被称为释放时间,用下式表示:
τ = Sεrε0
式中:
εr——粉末相对介电常数;
S 粉末体积电阻率。
体积电阻率为10 G∩ ∙ m,相对介电常数为2的情况下,释放时间大约为0.2 SO这说明,0.2 S之 后,散状粉末接地释放了 2/3的电荷。
由于空气绝缘性能良好,空气中悬浮的粉末(粉尘云)电荷衰减不受粉末体积电阻率的影响。只有 在粉尘相互作用或接触到设备时粉尘颗粒上的电荷才会释放。对于这些情况,主要是空气流动引起颗 粒运动、重力及空间电荷场的作用造成电荷衰减。
不论是散状粉末还是空气中悬浮的粉末,它们的电荷量都取决于放电开始的时间。当电场(通常在 粉尘堆或粉尘云的边缘最强)达到空气的介电强度3 MV/m时,开始放电。
A.3 静电放电
A.3.1概述
只有当液体或者固体上的电荷向其他物体放电,或者主要是对地放电时,才会产生危险。放电类型 和点燃能力差别很大。在A.3.2~A.3.7分别予以介绍。
A.3.2 火花
两个导体之间、液体或者固体放电产生火花。放电过程特征明显,形成一个轮廓分明、携带高密度 电流的发光放电通道。通过整个通道后,气体全部电离。放电过程十分迅速,并产生刺耳的声响。
当导体之间的电场强超过大气的介电强度,导体之间就会产生火花。导体击穿所需电势主要取决 于导体的形状以及导体之间的距离。在正常空气环境中,间距10 mm及以上的两个扁平面或半径面间 的击穿强度约为3 MV/m,随着间距缩短,击穿强度增大。
由于放电是在两个导体之间产生,储存的大部分电荷会在火花产生时消耗掉。对于多数实际情况, 这一过程消耗了大量储存能量。一个导体与另一个接地导体之间产生的火花能量可以用下式计算:
W = ɪQV = yCV2
式中:
W—耗散的能量,单位为焦耳(J);
Q——导体上的电荷数量,单位为库伦(C);
V——电势,单位为伏特(V);
C——电容,单位为法拉(F)。
上面得出的是能量的最大值,如果对地放电通路上存在电阻,则火花能量会更小。导体电容的典型 值见表A.2o
表A.2导体电容的典型值
物体 |
电容 PFa |
小金属物体(勺子、软管喷嘴) |
10 — 20 |
小容器(50 L的桶) |
10 〜Ioo |
中等容器(250 L~500 L) |
50 — 300 |
周围紧邻接地结构的大型设备(反应槽) |
100 — 1 000 |
人体 |
100 — 200 |
a 1 PF=IXlOF FO |
计算火花放电能量的实例:
研磨装置研磨出来的粉末装入未接地的金属容器中。对于这种情况,起电电流I能达到100 nA, 容器与地之间的泄漏电阻R是100 GQ,容器电容C是50 PFO那么容器的最大电压:
火花放电释放的最大能量:
A.3.3 电晕放电
电晕放电发生于导体的尖锐部分或者边缘(以下简称“尖端”),即曲率高的表面部分。当这样的接 地导体靠近高电势带电体,或者导体电势很高时,就会出现电晕放电。如果尖端表面的电场非常高(高 于3 MV∕m),放电过程则会加强。离导体表面越远,电场越弱,所以电离区域离尖端不会太远。它能直 接指向带电体,或者对于高电势导体,它会直接远离导体。
电晕放电很难看到,但是在暗光环境下,临近中心点上能看到光晕。在电离区域外,离子会慢慢耗 散,它们的极性取决于场强方向。放电的能量密度远远小于火花放电,因此,电晕放电通常不具点燃性。 尽管如此,在某些情况下,例如,如果尖端导体的电势增加,则它与另一个物体之间的电晕能形成火花。
A.3.4刷形放电
当圆形(与尖状相反)接地导体朝带电的绝缘物体移动时,会产生刷形放电,例如,人的手指与塑料 表面之间、接地金属突起和液体槽内液体表面之间。
刷形放电时间非常短,在适当环境下,能看到、听到。与火花放电不同,刷形放电仅涉及与系统有关 的一小部分电荷,并且放电不会将两个物体连接起来。尽管如此,刷形放电能点燃大部分的可燃性气 体、蒸气和杂混物。但是,现有技术表明,如果不存在可燃性气体或蒸气,无论粉尘的最小点燃能量 (MIE)大小,刷形放电不会引燃可燃性粉末。
试验证明,当刷形放电通过气体转化成火花放电时,能够点燃MIE达到3.6 mJ的气体环境。但 是,这些试验没有给出粉尘刷形放电可燃性的任何信息。
注:刷形放电能量在空间和时间上的分布与火花放电有很大差别。刷形放电对气体和蒸汽的引燃性能与对粉尘的 引燃性能不同。
A.3.5传播型刷形放电
对于这种类型的放电,需要有电阻率和介电强度很高的片状(或分层)材料,材料两个表面高度起电 (表面电荷密度高),但极性相反。
两个表面之间电气连接(短路)引起放电。这种放电通常具有明亮的树状结构,并伴有非常大的爆 裂声。带双极性电荷的薄板可以在“自由空间”,或者,更常见的是,一个表面与导电性材料(通常接地) 紧密接触。
下列方式可实现短路:
a) 击穿表面(机械或电击穿);
b) 两个电气连接的电极同时接近表面;或者
C) 一个表面接地时,用一个接地导体接触另一个表面。
放电从绝缘表面汇集了大部分分散电荷,然后流通到发生短路的地方。这种类型的放电条件很难 实现,尤其对于厚的板材。大多数情况下,厚度超过IO mm足以防止传播型刷形放电。厚度小于该值 的板材,表面电荷密度至少需要250 μC∕m2o
另一项要求是,即使对于像薄膜、网状物和板材这样的平面,带电荷的板材击穿电压至少需要 4 kV,对于纤维织物,至少为6 kVo这说明,油漆层上的电荷通常不会引起传播型刷形放电。
注:厚的编制材料或多孔材料能够承受4 kV以上的电压,如果它们包含不透水材料,即能够承受4 kV以上电压的 材料,则不会引起传播型刷形放电。
这种放电释放的能量会非常高(IJ或更多),取决于带电荷板材的面积、厚度和表面电荷密度。这 种放电能够点燃爆炸性气体、蒸气和粉尘环境。
A.3.6闪电状放电
原则上,当带电荷的颗粒使电场场强非常大时,电荷云内部或者从电荷云到地之间就会产生闪电状 放电。在火山喷发时,从大的火山灰云中能够看到这种闪电状放电。这种放电很显然能够点燃可燃性 环境,但是工业生产中产生的带电云中从来没有发现这种放电。
根据试验研究,在任意高度、体积小于100 m3或直径小于3 m的筒仓不可能出现这种类型的放 电。这些参数并不是安全上限值,仅是上述研究中设备的尺寸。另外,在清洗体积30 000 m'以下的船 舱时也没有发现闪电状放电。
如果平均电场场强小于500 kV∕m,则更大的筒仓或容器中也不可能产生闪电状放电。
A.3.7锥形放电
高度起电的绝缘粉末注入筒仓或大型容器时,在粉末堆中能够形成空间电荷密度很高的区域。这 样在粉末堆顶端产生很高电场。这种情况下,沿着表面能观察到大型放电(放射状,在圆筒型容器中)。
这种类型的放电条件复杂,影响因素有散状粉末的电阻率、起电电流、散状粉末的体积和形状及颗 粒大小。有报道表明这种类型的放电能点燃可燃性气体、蒸气环境以及敏感的可燃性粉尘环境。
根据对接地导电性筒仓的大量试验,这种类型的放电释放的能量大小取决于筒仓的直径和形成粉 末堆的产品颗粒大小(质量中值)。对于直径0.5 m~3.0 m的筒仓和中值在0.1 mm~3.0 mm的粉末, 锥形放电释放的最大能量可用数学公式估计:
式中:
W—锥形放电能量上限值,单位为毫焦耳(mJ);
D——接地导电性筒仓直径,单位为米(m);
d —锥形粉末堆粒度分布的质量中值,单位为毫米(mm)O
对于直径大于3 m和中值大于3 mm的筒仓,测量或试验用上述公式不适用。实际证据表明,点燃 效率较低,锥形放电的等效能量也低于上述公式的计算值。对于这些情形,建议征询专家意见。
从上述公式可以得出,粗粉末产生的锥形放电能量远远高于细粉末产生的锥形放电能量。因此最 危险的情况是,高度绝缘的颗粒与细粉末(精细)一起处理时形成的低MIE粉尘云。
如果筒仓用绝缘材料制成,用上述公式计算锥形放电的等效能量时,直径宜增加一倍。这个建议不 是基于实验数据,而是基于事实,即与接地导电性筒仓相比,接地导电性筒仓的最高电势通常在中心轴 上,筒仓壁不是零电位。如果强迫一面成为零电位,相反的一面则可能有最高电势,因此锥形放电能越 过整个直径,从而比相同直径的导电性筒仓积聚更多电荷。
A.4危险评定测量
为了识别静电危害及进行点燃危险评定,通常需要进行测量。另外,测量也可以验证防止危险的预 防措施是否有效。基于电阻、电荷量和/或空间电荷密度的测量建立的电势和电场分布计算机模型,在 处理液体或粉尘时可能非常有用。
进行危险评定测量静电现象(电荷、电荷密度、电势、电场、荷电率、电荷衰减、电流和电容)和相关材 料特性的通用方法见IEC TR 6134O-IO转移电荷的测量方法见GB/T 3836.27—2019中4.11o
另一种常用方法是,用非接触式静电电压表或场强计测量表面电压,从而确定导体或非导体上的危 险电荷。宜用测量值与标准推荐的安全值比较,评定点燃危险。在现场测量时,把接地仪表放入高度起 电的环境中之前,宜注意避免引起放电。对于测量可能产生的点燃危险宜单独进行评定。
对接地和等电位联结进行评定时,宜测量接地电阻或者等电位联结部件物体之间的电阻。通过电 阻测量可检查易于腐蚀的、移动、带有等电位夹具、绝缘层等的电气连接。检查人员接地时,地板和鞋类 的电阻测量法在IEC 61340-4-1和IEC 61340-4-3中给出。
注:所有这些测试方法的综合性总结见GB/T 3836.27—2019o
测量电阻和电阻率时宜注意电极结构。例如,用3.21注中描述的电极结构测量的表面电阻,比表 面电阻率小10倍。
评定材料是否能够点燃环境时,宜有专业人员在实际条件下,测量材料的最小点燃能量和可燃限 值。相关标准试验方法:ASTM E582-88(气体)、GB/T 3836.12(粉尘)和ASTM E2019-03(粉尘)。
附录B (资料性附录) 在特定情况下的静电放电
B.1固体绝缘材料引燃放电
B.1.1概述
绝缘材料表面会直接产生或者由隔离的导电部件引起各种类型的放电,从而使其带电。
B.1.2被隔离导体引起的火花
采用绝缘材料可以把金属元件或其他导电性物体对地隔离。靠近带电材料时,通过感应、电荷共享 或通过积聚喷射的电荷或带电荷颗粒,这类导体携带电荷。这些导体可以积聚大量电荷和能量,并且可 能够存储较长时间。多数能量最终作为引燃火花对地释放。
因此避免使用被隔离导体非常重要,被隔离导体宜等电位联结在一起并接地(见第13章)。
B.1.3固体绝缘材料刷形放电
接地导电物体接近带有大量电荷的绝缘材料时,会产生刷形放电。这种材料主要是塑料,在工业上 广泛应用。例如,水桶、管道、勺子、袋和各种类型的容器、输送带、地板和墙面涂料、仪器箱和许多建筑 材料。这些物体能够起电的方式很多,例如,触摸、擦拭、加注物料、物料进入或倒出,表面积聚带电颗粒 都会产生电荷。
刷形放电的引燃性取决于许多参数,尤其是起电区域的大小,实际上与起电材料的类型无关。然 而,众所周知,刷形放电能够点燃MIE低于约4 mJ的气体混合物。但是,现有技术表明,如果不存在可 燃性气体或蒸气,无论粉尘的最小点燃能量大小,刷形放电不会引燃可燃性粉末。
刷形放电通过气体转化成火花放电,测出刷形放电的等效能量。但是,这些试验没有给出粉尘刷形 放电可燃性的任何信息。
带正电荷的物体或材料,例如,带正电荷的液体比带负电荷的物体不易燃。
如果带电荷的板材未带电荷的一面与接地金属板接触,则刷形放电更弱(参见B.1.4)o
刷形放电点燃危险评定的参见A.4和6.3.9o
B.1.4固体绝缘材料传播型刷形放电
出现大量电荷产生机理时(例如,气动传输粉末、粉末涂覆过程中电荷喷射),带金属接地支撑的绝 缘板或绝缘层会产生大量表面电荷。如果绝缘层的击穿强度足以承受其中大的电场强度,则300 μC∕m2 的表面电荷密度可以把刷形放电转化成传播型刷形放电。
传播型刷形放电能够释放大量能量。因此,能够点燃几乎所有可燃性气体、蒸气和粉末,并可能导 致严重的静电电击。在特殊情况下,没有金属支撑,绝缘板也可发生双极起电。
B.2液体处理过程产生引燃放电
B.2.1概述
当向罐内加注低电导率带电荷液体时,罐内液体中积聚的电荷能够在液体表面产生很高电势,并在 剩余空间形成很强的电场。电场强度和电势分布取决于罐的大小与形状、液体的深度和介电常数。它 们与积聚的电荷量是成正比,也取决于电荷在液体内如何分布。
由于液体表面电势很高,在液体表面和罐内剩余空间内的金属突出物之间会形成引燃刷形放电。 对于带负电荷的液体,一个优化碳氢化合物/空气环境和理想的直径为12.8 mm球形突起,试验经表 明,如果邻近突起物的表面电势超过约一25 kV,则刷形放电成为引燃刷形放电。
如果罐内有隔离导体,则非常低的电势能够引起点燃危险。例如,浮在液体表面的容器如果移近接 地的金属突起物或者罐壁,能够获得周围的电势,并产生引燃火花。
实践中,多数情况已经有安全加注规则(例如,公路和铁路油罐车装载),但是,加注中型固定垂直轴 储罐的规则是从理论上推导出的(如果有重叠,则与有实证方法结果非常相似),因为这类储罐还没有实 际测量数据。B.2.2总结该理论方法。
B.2.2计算中型垂直轴储罐加注最大安全流速
最大安全流速是在整个加注过程中,保持最大表面电压低于规定的危险阈值(25 kV)的速度。为 了得出7.3.2.3.5.3推荐用于加注中型垂直储罐速度的限值,已经进行了计算[Britton和Smith(2012)、 BrittOn 和 WalmSley(2012)]O
这种计算方法不适用于大型储罐(直径〉10 m),因为,对于大型储罐这些计算中假设的均匀电荷 密度偏差较大。这种计算方法可用于小型金属容器,例如,桶和金属散装容器。但是,对于小型容器,通 常需要考虑通过位于容器轴线附近的落水管加注的好处,以及标准加注设备的流速一般都很低,不需要 给出明确的速度限制。
计算的结果不适合用Vd限值,利用该方法直接计算并列出最大安全速度和相关最大安全流速与 储罐和管道直径的关系。
最大安全速度的计算依据:
a) 加注过程中液体表面任何时候最大表面电势25 kV(参见B.2.1)o
b) 用A.1.4的公式得出管道流动起电管道入口电荷密度,电导率补偿小于3 pS/m经验常数为 1.0 UCSrn-3 O
C)欧姆定律释放模型,利用有效释放时间瞞『(从燃料剩余导电性直接得出的释放时间的两倍), 从管道入口电荷密度推导储罐内均匀的电荷密度。对于大多数实际情况,液体总电荷接近 Zreff,这里I是入口流动电流(充电密度X流速)。如果总电荷偏离IveU数值较小,则运用Zreff 代表最不利情况。因此根据液体总电荷I瞞『计算出最大安全速度。低于3 pS/m,电荷密度 (流动电流)与导电性成正比,有效释放时间与流动电流成反比。所以总电荷和表面电压与导 电性无关。因此3 pS/m的电压(Teff = 12 S)等于最不利情况,完成该导电性计算。
d) ASanO(1979) ʌBrittOn和Smith(1988)独立得出的公式,用于部分加注均匀起电液体的圆柱形 垂直轴金属储罐,计算液面中心电压。
e) BrittOn和Smith(2012)利用Asano/BrittOn和Smith公式,进行许多计算,并利用得出的数据 进行实证分析,得出不同加注条件下液面最大电势的简化结果。
根据BrittOn和Smith(2012)的公式(12)和A.1.4的电荷密度公式,得出计算最大安全加注速度P 的公式:
对于j = 2.2,K取值0.72 m∕s,图B. 1是不同管道和储罐直径利用该公式得出的限定速度。
分析中的不确定度(例如,在液体中均匀分布的电荷)不能保证使用常数的高精确值,所以,为简单
(<8)
图B.1计算出中型储罐最大安全加注速度
(JAL 7.3.2.3.5.2)
储罐直径/m
-1. |
0 | |
——*— |
-1. |
5 |
---S-- |
-2. |
0 |
-B— |
-2. |
5 |
------ |
-3. |
0 |
——■— |
-4. |
0 |
---0-- |
-5. |
0 |
——e— |
-6. |
0 |
■ ■ ■ ♦-- |
.8. |
0 |
——♦— |
-1 |
0 |
B.3粉末处理和存储过程产生的引燃放电
B.3.1概述
除少数例外,包括片状和粒状的各种颗粒,在管道传输过程中都很容易产生电荷。在气动传输中, 颗粒相互隔离,尤其如此。粉末或设备吸附的电荷,只要突然释放产生放电,局部产生很高的能量密度, 就成为潜在点燃源。带电粉末和设备放电类型和引燃性差别很大(参见A.3.2~A.3.7)o
B.3.2散状粉末放电
当高度起电的颗粒散装在容器中,在该粉末和容器之间就会产生锥形放电(参见A.3.7),如果有粉 末悬浮在空气中,则可能引起点燃。
如果系统仅含有颗粒(颗粒尺寸〉5OO μm),并且没有可燃性气体或细粉末(例如,未净化的树脂或 含有残余溶剂的粉末或磨擦产生的细粉末),则系统内没有点燃危险。但是颗粒剂和细粉末的混合物具 有潜在危险,因为它们还会产生刷形放电和引燃锥形放电。在没有粒状物的粉末中已经观察到这些类 型的放电,但是出现的频率较低。
B.3.3 粉末云放电
原则上,如果带电荷的颗粒形成的电场强度足够高,则粉末云内部或者从粉末云到容器壁之间产生 放电。实践中,例如,中型筒仓气动输送表明,这种放电是刷形放电或电晕发电。由粉末云产生火花和 闪电状放电还没有发现。到目前为止有证据表明,粉末云放电的点燃危险非常低,敏感环境可能是 例外。
B.3.4绝缘容器和人体放电
绝缘容器内起电粉末,或靠近这样容器的人,也会放电引起点燃。粉末与绝缘容器内壁之间的放电 可以导致容器壁极化。如果人体或导体接地并接触容器表面,则有产生传播型刷形放电刷的危险。传 播型刷形放电不仅具有高度引燃性,而且会导致严重的静电电击。摩擦或其他电荷产生机理,例如,蒸 气冲击,也会使绝缘容器外部起电。这些电荷也可能有点燃危险。
B.3.5粉末工艺中使用衬板
在一些操作中,尤其是桶内除了干燥粉末时,使用内衬如塑料袋防止污染非常方便。内衬用绝缘材 料制成,在加注和排空过程中会被产生电荷。当从容器中去掉内衬时产生电荷分离,会引起引燃放电。 然而,由于人接地不当产生的火花更危险。
在一些工艺中,例如,容器填充高度起电、高电阻率的粉末时,内衬甚至可能产生传播型刷形放电。 这种放电非常具有引燃性,能够引起严重的静电电击,宜采取预防措施防止产生这种类型的放电。
使用高度绝缘内衬还有一个后果是,即使外部容器导电并接地,也会使处理的物料绝缘。
B.3.6 粉末工艺火花放电
设备电隔离的导电部件起电、人或低电阻率粉末积聚都会产生火花放电。在多数情况下,几乎所有 储存的静电能量在火花中耗散。可通过1∕2CV'(参见A.3.2)测得的储存能量与可燃性粉末的最小点 燃能量(MIE)C参见C.6)比较评定火花放电的引燃性,或者通过测量转移电荷与已知的阈值限值进行 比较(见6.3.9)o
注:对隔离导体静电危害进行评定时,MIE的最相关值是使用无附加电感的电容电路测得的值(参见C.6)o
B.3.7粉末工艺刷形放电
在强电场中接地物体的尖端,例如,设备突出部分、测量探头、工作工具、人的指尖等,会产生刷形放 电。高度起电的设备表面、包装材料或者散装或悬浮在空气中高度起电的绝缘粉末都会引起这样的 电场。
目前根据实践经验的技术、试验证据及缺少事故案例都表明刷形放电不会引燃粉末云,但是粉尘云 与可燃性气体和蒸气混合(参见A.3.4)则能够引燃。
当处理溶剂加湿的粉末时,长时间内会释放易燃气体,其最小点燃能量比纯粉末低很多,宜特别注 意。处理的介质或绝缘粉末量特别大时,无法避免产生对气体环境有引燃危险的刷形放电。
也宜考虑粉末的MIE小于1 mJ是否实际上是由产生的气体环境引起的,而不仅仅是粉末引起的。 注:在粉尘环境中使用绝缘材料时,污染物(例如,溶剂、油脂或湿气)的存在可能会影响潜在点燃危险。
B.3.8粉末工艺电晕放电
非常小而尖的电极或者有尖锐边缘的电极,在电场非常强时产生电晕放电(参见A.3.3)o电晕放 电不足以点燃可燃性粉末。处理的介质或绝缘粉末量特别大时,无法避免产生电晕放电。
除非出现非常敏感的爆炸性环境,例如,由富氧、氢气或其他MlE非常低的气体引起,否则电晕放 电不产生点燃危险。
B.3.9粉末工艺产生传播型刷形放电
容器绝缘壁表面或设备涂层会产生传播刷形放电(参见A.3.5)o当粉末颗粒撞击这样的表面时, 能够形成很高的表面电荷密度,从而产生这种放电。例如,通过绝缘材料管道或通过带有绝缘衬层的金 属管气动输送粉末过程中,会产生传播型刷形放电。在散状起电的绝缘粉末过程中,离子沉积也会形成 很高的表面电荷密度。
粉末层起电通常不会产生传播型刷形放电,但是需要有一层介电强度很高的绝缘层。
假定(双极性)起电板像一个平行的板形电容器,板材作为绝缘体,可以计算传播型刷放电释放的能 量。例如,板材相对介电常数e = 2,表面电荷密度b = lX10-3 c/n?,厚度d = 150 ,面积A=O.25 In2 , 存储的能量W用下式计算:
通过设备壳壁和涂层仅使用导电性或耗散性材料,或者确保通过所有绝缘壁和涂层的击穿电压小
于4 kV,可以避免产生传播型刷形放电(参见A.3.5)o
附录C (资料性附录) 物质的可燃性
C.1概述
工业中使用的大多数碳氢化合物和许多其他物质都具有可燃性。这些物质以气体、蒸气、液滴或粉 末的形式与空气或其他氧化剂混合时,能够被静电放电点燃。被点燃的难易程度取决于许多因素, C.2~C.8给出部分因素。
C.2氧气浓度条件和环境条件的影响
氧气浓度、温度和大气压力对点燃性能影响很大。C.3~C.8大部分描述和数值适用于正常大气条 件,即温度一20 °C ~ + 6 0 °C,大气压力 80 kPa~110 kPao
在非正常环境条件下,特别是高温或氧气浓度高于21%的条件下操作,对可燃特性能够产生严重 不利影响(尤其是MlE)O
C.3气体和液体的爆炸极限
每一种物质都有爆炸上限和下限,只有在爆炸界限范围内的混合物才能够被点燃。碳氢化合物的 爆炸界限是,在空气中的体积比介于约1%和15%之间。爆炸界限范围更大的物质,例如,氢气、乙焕和 二硫化碳,特别危险。
通风通常是降低混合物浓度低于爆炸下限,从而使其不能点燃的最有效方法。
C.4惰化
惰性气体是不可燃气体,含氧少或不含氧,不支持燃烧。例如,氮、锅炉的烟道气、蒸气和二氧化碳。 在可燃性环境中添加惰性气体,可以降低氧气浓度至任何浓度的可燃性物质都不可能点燃的水平。用 氮气稀释限定氧气浓度(LoC),甲烷为10%(体积分数),乙烯为8%(体积分数)、氢气为3%(体积分 数)。这些值通常有安全系数,碳氢化合物规定的最大氧含量通常是5%〜6%(体积分数)。
惰化环境中如果再加入空气,则能够再成为可燃性环境。因此,要认识到从惰性容器中散发到空气 中的气体或蒸气也能够被点燃,这一点也至关重要。
防爆防护系统标准NFPA 69有防止形成可燃性环境的控制措施,并提供了依据LoC和所采用的 氧气控制系统类型确定的爆炸预防安全系数。
注:在空气中添加惰性气体降低氧气含量对人具有潜在危险。处在氧含量12%或以下的环境中,人会毫无征兆突 然失去意识,不能帮助或保护自己。处在氧含量12%~14%的环境中,人会产生下列物理反应:劳累呼吸增 加,脉搏上升,协调性、感知能力和判断能力受损。处在氧含量15%~19%的环境中会使人的协调性受损,并 可能诱发冠心病、肺或循环系统早期症状问题。涉及具体行业或应用可能有国家法规和/或规范,可以参考。
已知二氧化碳在燃烧时有时会成为氧气源,因此,使用二氧化碳进行惰化时宜注意。
C.5闪点
低于闪点的液体,液面上的蒸气/空气混合物通常不易点燃。为了避免点燃,建议液体的温度至少 低于闪点5笆,对于挥发性范围大的液体的混合物,至少低于闪点11 OCO 一般情况下,最好用闪点高的 溶剂。
注:对于闪点安全系数以及根据海拔修正的讨论,见BrittOn和Smith(2012年)。
宜当注意,可燃性液体在温度低于闪点时,其喷雾或细雾也能被点燃(例如,在燃油燃烧器中)。
C.6最小点燃能量
可燃性气体、蒸气和粉尘通常按其最小点燃能量(MIE)分类。通常采用最易点燃的物质和空气混 合物,使用电容火花放电测出这些参数。这有助于了解物质如何被静电放电点燃。对于多数气体和蒸 气,最小点燃能量在0.1 mJ和0.3 mJ之间。粉尘的最小点燃能量一般在10 mJ以上,但也存在较低值 (甚至1 mJ以下)的粉尘。
电路的电感、电阻和电容器类型不同,产生的火花放电引燃性不同。在一些情况下,电容性电路中 比MIE低的能量也可能引起点燃。注意确保使用合适的电路测定危险评定需要的数据。在评定静电 危害时,采用电容放电电路得出的数据,没有另加电感或电阻。对于气体混合物见ASTM E 582气体 混合物最小点燃能量和熄火距离标准试验方法,对于粉尘云见GB/T 3836.12粉尘/空气混合物最小点 燃能量确定方法和ASTM E 2019-03空气中粉尘最小点燃能量标准试验方法。
注1: ASTM E 582给出的复现性为±10%。
注2:需要特别注意冷凝蒸气的液相导电。
碳氢化合物中甲烷MIE最高(0.28 mj)o用乙烯(0.082 mJ)测试,与链烷煙试验气体(例如,丙烷) 区分。氢气被用于测试与乙烯区分。不含有双键或三键或环的碳氢化合物中苯MIE最小(0.20 mj)o 由此可以把MIE分为几个区间如表C.1所示:
表C.1典型MIE区间及实例
能量 |
最低值 |
最高值 |
实例 |
高MIE |
>10 mJ |
一 |
氨、二氯甲烷、三氯乙烯 |
较高MIE |
>0.28 mJ |
10 mJ |
卤代有机物 |
正常MIE |
0.20 mJ |
0.28 mJ |
芳香族和脂肪族碳氢化合物(无双键) |
低MIE |
0.08 mJ |
≤0.20 mJ |
乙烯、丁二烯、环丙烷、乙醛、乙SL苯 |
非常低MIE |
一 |
<0.08 mJ |
氢、乙焼、碑化氢、氯硅烷、二硫化碳、环氧乙烷、燃料和氧气的混合物 |
喷雾剂或分散的液滴测得的MIE值较少(例如,闪点38 °C-150 °C的有机溶剂静态云7 mJ,湍流 云大于150 mj)o由于必须提供汽化热,这些数值比等效的蒸气/空气混合物数值高。
在20世纪60年代和70年代,液体产生的可燃性蒸气通常根据最大试验安全间隙(MESG)分类, 因为按照点燃危险绘制MESG曲线时,有三个非常明显的数据群集。1978年在EN 50014标准中这 三个数据群集被命名为]I A、]IB和]I C。
后来对MESG值进行验证发现多数值过高。因此一些∏ A类液体(乙醇、丙醇、丁醇、己醇、庚醇、 1,2-乙二醇、乙苯,3-氧代丁酸乙基酯)归到H B类。1981年这些液体重新划为EtA/HB类,表示虽然它 们MESG属于Et B类,但它们需要与H A液体有相同的安全预防措施。
2003年这些液体重新划归∏ B类,但可与∏ A液体对照。然而,这种表达也有问题,已经有很多建 议克服这个问题(例如,把MESG边界限值0.90 mm修改为0.88 mm,采用了 MlE边界限值0.20 mJ 或0.18 mj)o由于MIE和MESG值只能采用较高的不确度测量,这些建议并不真正令人满意。所有 以前列为K A/ K B(见上文)的液体又简单地归为K A类。
表C.2列出的最佳混合物最小点燃能量MIE和最小点燃电荷MIQ,⅛在25 °C和大气压力测出的, 德国联邦物理技术研究院(PTB)于2009年出版的安全技术规程TRBS 2153附录中发布。要特别注意 甲醇的MIE已被重新确定为0.20 mJ,这与原来的外推值0.14 mJ不同。一些值已加入NFPA 77 (2004),这些值都标有上标ao
表C.2最小点燃能量MIE和最小点燃电荷MlQ
物质 |
MIE mJ |
MIQ nC |
最佳点燃浓度 (体积分数) % |
符合 GB/T 3836.11 的 爆炸组别 |
乙醛 |
0.38 |
一 |
一 |
∏ A |
乙酸乙酯 |
0.46 |
120 |
5.2 |
∏ A |
丙酮 |
0.55 |
127 |
β.5 |
∏ A |
丙烯醛 |
0.13 |
一 |
一 |
∏B |
丙烯睛 |
0.16 |
一 |
9.0 |
∏B |
烯丙基氯 |
0.77 |
一 |
一 |
∏ A |
氨 |
14 |
1 500 |
20 |
∏ A |
苯 |
0.20 |
45 |
4.7 |
∏ A |
1,3-T 二烯 |
0.13 |
一 |
5.2 |
∏B |
丁烷 |
0.25 |
60 |
4.7 |
∏ A |
2-丁酮 |
0.27 |
一 |
5.3 |
ΠB |
2-丁基氯 |
1.24 |
一 |
一 |
∏ A |
二硫化碳 |
0.009 |
一 |
7.8 |
∏C |
环己烷 |
0.22 |
一 |
3.8 |
∏ A |
环丙烷 |
0.17 |
一 |
6.3 |
∏B |
1,2-二氯乙烷 |
1.0 |
一 |
10.5 |
∏ A |
二氯甲烷 |
9 300 |
880 000 |
18 |
∏ A |
二乙基醍 |
0.19 |
40 |
5.1 |
ΠB |
乙醍氧气 |
0.001 2 |
一 |
一 |
—b |
2,2-二甲基丁烷 |
0.25 |
70 |
3.4 |
GA |
乙烷 |
0.25 |
70 |
β.5 |
GA |
乙醇 |
0.28 |
60 |
β.4 |
GB |
乙烯 |
0.082 |
32 |
8.0 |
GB |
乙烯氧气 |
0.000 9 |
一 |
一 |
—b |
乙快(乙快) |
0.019 |
一 |
7.7 |
πc |
表C.2 (续)
物质 |
MlE mJ |
MIQ nC |
最佳点燃浓度 (体积分数) % |
符合 GB/T 3836.11 的 爆炸组别 |
乙焕氧气 |
0.000 2 |
一 |
一 |
—b |
乙快氧化 |
0.061 |
一 |
10.8 |
∏B |
庚烷 |
0.24 |
60 |
3.4 |
∏ A |
己烷 |
0.24 |
60 |
3.8 |
∏ A |
氢 |
0.016 |
12 |
22 |
∏C |
氧气中的氢气 |
0.001 2 |
一 |
一 |
—b |
甲烷 |
0.28 |
70 |
8.5 |
∏ A |
甲醇 |
0.20 |
50 |
14.7 |
∏ A |
2-甲基丁烷 |
0.21 |
63 |
3.8 |
∏ A |
甲基环己烷 |
0.27 |
70 |
3.5 |
∏ A |
戊烷 |
0.28 |
63 |
3.3 |
∏ A |
顺-2-戊烯 |
0.18 |
一 |
4.4 |
∏B |
反-2-戊烯 |
0.18 |
一 |
4.4 |
∏B |
丙烷 |
0.25 |
70 |
5.2 |
∏ A |
氧气中的丙烷 |
0.002 1 |
一 |
一 |
—b |
I-丙焕(甲基乙快) |
0.11 |
一 |
6.5 |
□ B |
氧化丙烯 |
0.13 |
一 |
7.5 |
□ B |
四氟乙烯 |
4.1 |
一 |
一 |
∏ A |
丙烯酸氢糠酯-2H-二氢 |
0.22 |
60 |
4.7 |
HA |
甲苯a |
0.24 |
一 |
一 |
∏ A |
Iaa-三氯乙烷 |
4 800 |
700 000 |
12 |
∏ A |
三氯乙烯 |
510 |
150 000 |
26 |
∏ A |
三氯甲硅烷a |
0.017 |
一 |
□ C | |
二甲苯a |
0.20 |
一 |
一 |
∏ A |
a 来源于 NFPA 77,2007o b根据GB/T 3836.11,MESG值测定方法是爆炸组别分类的基础,仅适用于气体和蒸气与空气的混合物。 |
C.7可燃性粉末
所有的固体可燃性材料,包括金属,当以粉尘云的形式在空气中均匀散布时,可能会产生可燃性环 境。如果粉尘粒径小于0.5 mm,并且粉尘浓度在爆炸界限范围内(多数有机粉末通常约20 g∕m3至几 g∕m3),粉尘存在爆炸危险。特定物质的爆炸危险(爆炸灵敏度和强度)取决于颗粒尺寸和许多其他因 素。如果是非常细小的粉尘,则爆炸危险最高。
注:爆炸性粉末沉积在表面上比悬浮在空气中的MIE值低。因此,这样的爆炸性粉末在沉积时静电点燃危险比在 空气中悬浮时高。
C.8生物燃料
生物燃料是由再生生物系统制成的燃料。它们是按照自己的生物组分(E=乙醇、M=甲醇、B =生 物柴油)和在燃料中的含量(体积比)命名。
目前使用的生物柴油,由天然植物油脂和含有醇氧化生物量产生的乙醇制成。生物燃料并不仅限 于乙醇/汽油混合物或植物油,未来也可能制成其他混合物。由于很难一概而论未来会出现什么,所以 对生物乙醇/汽油混合物注意下列事项:
a) 如果汽油中加入乙醇,则往往清洗系统。这可能会导致在流动的燃料中增加水和固体含量, 二者都会增加电荷率。
b) 汽油中加入的乙醇越多,导电性越高而电荷率越低。
d)在一定条件下,E50〜EIoo燃料可在储罐中产生爆炸性环境,尤其是储罐变空时。因此燃料 车辆可能需要特殊的储罐设备,例如,灌装管中加阻火器。阻火器太细,可能会由于堵塞导致 其他问题。
附录D (资料性附录) 危险场所分类
D.1分区的原理
因静电起电引起火灾或爆炸的危险程度(例如,可能性)不仅取决于起电产生引燃火花的概率,也取 决于有可燃性环境出现的概率。可燃性环境经常出现的场所防止静电起电的措施,在可燃性环境不常 出现的场所并不总是必需的。分区就是根据有危险的可燃性环境出现的概率把场所分为不同的区。
D.2分类
a) O区:可燃性物质以气体、蒸气或薄雾的形式与空气混合形成的爆炸性环境连续出现、长期存 在或频繁出现的场所。
b) 1区:在正常运行时,可燃性物质以气体、蒸气或薄雾的形式与空气混合形成的爆炸性环境可 能偶尔出现的场所。
C) 2区:在正常运行时,可燃性物质以气体、蒸气或薄雾的形式与空气混合形成的爆炸性环境不 可能出现,如果出现,也仅是短时间存在的场所。
d) 20区:爆炸性粉尘环境以粉尘云的形式在空气中连续出现、长期存在或频繁出现的场所。
注:有粉尘堆积,但粉尘云不会连续出现、长期存在或频繁出现的地方,不属于20区。
e) 21区:在正常运行时,爆炸性粉尘环境以粉尘云的形式在空气中可能出现的场所。
f) 22区:在正常运行时,爆炸性粉尘环境以粉尘云的形式在空气中不可能出现,如果出现,也仅 是短时间存在的场所。
D.3爆炸类别
D.3.1概述
根据GB 3836.1,产生可燃性气体、蒸气和粉尘的物质分为D.3.2〜D.3.4的爆炸类别。
D.3.2 I 类
I类电气设备用于煤矿瓦斯气体环境。
注:I类防爆型式考虑了瓦斯和煤粉的点燃以及地下用设备增加的物理保护措施。
用于煤矿的电气设备,当其环境中除甲烷外还可能含有其他爆炸性气体时,宜按照I类和II类相应 可燃性气体的要求进行制造和试验。该类电气设备宜有相应的标志(例如:“Exd I∕∏BT3"或“Exd I ∕∏ (NH3),,)o
D.3.3 II 类
II类电气设备用于除煤矿瓦斯气体之外的其他爆炸性气体环境。
![类电气设备按照其拟使用的爆炸性环境的特性可进一步再分类。
![类电气设备的再分类:
—IlA类:代表性气体是丙烷;
—H b类:代表性气体是乙烯;
—H c类:代表性气体是氢气。
注1:再分类的主要依据是可能安装设备的爆炸性气体环境的最大试验安全间隙(MESG)或最小点燃电流比(MI-CR)(见 GB/T 3836.IDo
注2:标志IlB的设备可适用于∏ A设备的使用条件,标志∏ C类的设备可适用于IlA和IlB类设备的使用条件。
D.3.4皿类
皿类电气设备用于除煤矿以外的爆炸性粉尘环境。
DI类电气设备按照其拟使用的爆炸性粉尘环境的特性可进一步再分类。
皿类电气设备的再分类:
—DlA类:可燃性飞絮;
—DlB类:非导电性粉尘;
—DlC类:导电性粉尘。
注:标志MB的设备可适用于QIA设备的使用条件,标志QIC类的设备可适用于MA或QIB类设备的使用条件。
附录E
(资料性附录)
设备保护级别分类
根据GB 3836.1,爆炸性环境使用的设备分为以下设备保护级别(EPL):
Ma 级(EPL Ma)
安装在煤矿甲烷爆炸性环境中的设备,具有“很高”的保护级别,该级别具有足够的安全性,使设备 在正常运行、出现预期故障或罕见故障,甚至在气体突然出现设备仍带电的情况下均不可能成为点 燃源。
Mb 级(EPL Mb)
安装在煤矿甲烷爆炸性环境中的设备,具有“高”的保护级别,该级别具有足够的安全性,使设备正 常运行中或在气体突然出现和设备断电之间的时间内出现的预期故障条件下不可能成为点燃源。
Ga 级(EPL Ga)
爆炸性气体环境用设备,具有“很高”的保护级别,在正常运行、出现的预期故障或罕见故障时不点 燃源。
Gb 级(EPL Gb)
爆炸性气体环境用设备,具有“高”的保护级别,在正常运行或预期故障条件下不是点燃源。
GC 级(EPL GC)
爆炸性气体环境用设备,具有“一般”的保护级别,在正常运行中不是点燃源,也可采取一些附加护 措施,保证在点燃源预期经常出现的情况下(例如,灯具的故障)不会形成有效点燃。
Da 级(EPL Da)
爆炸性粉尘环境用设备,具有“很高”的保护级别,在正常运行、出现预期故障或罕见故障条件下不 是点燃源。
Db 级(EPL Db)
爆炸性粉尘环境用设备,具有“高”的保护级别,在正常运行或出现的预期故障条件下不是点燃源。
DC 级(EPL DC)
爆炸性粉尘环境用设备,具有“一般”的保护级别,在正常运行过程中不是点燃源,也可采取一些附 加保护措施,保证在点燃源预期经常出现的情况下(例如,灯具的故障)不会形成有效点燃。
附录F
(资料性附录)
静电系统评价流程图
本部分内容广泛,对于新的读者可能会比较复杂。为了使新读者或不经常用的读者便于理解, 图F.1给出了流程图有助于找出系统程序用于产品或工艺的静电评价。
流程图分为两条路径:第一个评价所有导电性或耗散性材料、部件和凹槽,第二个评价所有绝缘部 件。每一个路径结束时是“测试通过”或是在给定的条件下预期出现的放电类型。
这个流程图尽可能适用广泛用途。但是,也有可能不用的情况。对此情况,用户宜利用标准相关章 节要求具体处理。
图F.1系统静电评价的流程图
[1] GB/T 3836.12爆炸性环境第12部分:可燃性粉尘物质特性试验方法
[2] GB/T 5654液体绝缘材料相对电容率、介质损耗因数和直流电阻率的测量
[3] GB/T 7528橡胶和塑料软管及软管组合件术语
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[5] GB/T 20991个体防护装备鞋的测试方法
[6] GB 21148个体防护装备安全鞋
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