冶金工业生产中的静电危害及消除措施

2015-01-02袁乃收

山东冶金 2015年4期

关键词：消除冶金工业静电

袁乃收

（山钢股份济南分公司安全部，山东济南 250101）

经验交流

冶金工业生产中的静电危害及消除措施

袁乃收

（山钢股份济南分公司安全部，山东济南 250101）

静电作为一种常见的带电物理现象，在冶金工业生产中极易造成火灾和爆炸、自动控制系统紊乱和对人体的电击危害。结合冶金生产工艺特点和静电危害的原理及特性，提出静电接地、跨接、屏蔽、氮气惰化保护和人体静电消除的措施。关键词：冶金工业；静电；危害；消除

1 前言

静电作为一种常见的带电物理现象，其危害有很多，在冶金行业最突出的就是产生火花导致火灾和爆炸事故。电子计算机的电子元器件作为静电敏感元件，极易受到静电干扰从而影响正常生产，即引起生产中自动控制系统紊乱导致事故。人体静电和设备设施带静电，人体与接地体之间和人体与带静电体之间的放电，对人体产生静电电击。控制消除静电在冶金工业生产中的危害，是确保安全生产的重要因素。

2 冶金行业静电危害分析

2.1 静电引起火灾和爆炸

静电引起火灾和爆炸，主要是静电放电时产生火花，遭遇可燃性或爆炸性混合气体，火花的来源一般有如下几方面：

1）人体的静电放电产生火花。生产操作过程中，操作人员所穿衣服及携带工具等与身体摩擦时均可能产生静电，静电电压可高达上万伏[1]，当携带静电荷的人走近不带电的金属管道和其他导电的金属物体时，由于电位差的存在，人的手指等裸露皮肤与金属接触就会有静电释放产生电火花同时伴有电击震颤，即可引燃周围的可燃气体与空气的混合物、粉尘等，从而发生着火、爆炸事故。

2）可燃固体物料的输送产生静电引发事故。冶金生产中大量的物料需输送、分离、粉碎、研磨、搅拌。输送物料过程中皮带受到大面积摩擦和挤压，固体物质的离心分离时与管道、过滤器发生摩擦，高炉喷吹煤粉等过程中均可产生静电，而且随着转速、流速加快，所受压力增大，以及摩擦、挤压时的接触面过大、空气干燥且设备无良好接地等，均能导致静电荷聚集放电并伴随摩擦、挤压生热，造成轻质组分挥发，遇静电放电发生火灾危险性。

3）可燃液体物料输送产生静电引发事故。在冶金生产工序中还存在大量的液态物料的输送，通常情况下这些液态危险物品的电阻率较高，在生产过程中输送、灌装、运输，由于高速流动等与管壁摩擦，均产生静电。在没有良好静电导除装置时，便积聚电压。当发生泄漏喷溅时，遇有非等电位导体而发生放电现象，易引发火灾。

4）可燃气体输送产生静电引发事故。冶金行业存在大量的可燃压缩气体和液化气体，在输送过程中因其中含有液体或固体杂质，从管道口或破损处高速喷出，都会在强烈摩擦下产生大量静电，导致燃烧或爆炸事故。

2.2 静电引起生产中自动控制系统紊乱

计算机是最容易受到静电危害的电子设备之一，对静电具有很强的敏感度。由于静电放电过程是电位、电流随机瞬间变化的电磁辐射，高电磁灵敏度的电路以及元器件，如遇到静电放电现象，无论从硬性还是软性损伤，都会导致指示系统发生误动作而影响生产，酿成事故，造成损失。

2.3 静电对人体的电击伤害

在冶金生产物料输送过程中，由于高速运转、摩擦等，使管道和设备设施均产生静电，如果所携带静电不能及时导除，当操作人员接近这些带电体时，就可能受到意外电击，这种电击是瞬间冲击性电击。这种瞬间冲击性电击一般不会直接导致人的死亡，大多数人只是感觉到瞬间刺痛或电击引起的震颤，严重者可造成指尖灼伤。操作人员因屡遭电击后产生恐惧心理，致使工作效率下降。

3 防范和消除静电危害的措施

通过分析冶金生产工艺特点和静电危害的原理及特性，防范和消除静电危害的措施主要采取以下3类：减少静电的产生；导除或消散静电；防止静电放电[1]。

3.1 静电接地

静电接地是比较有效和易于实施的消除静电方法之一。将带静电物体或有可能产生静电的物体（非绝缘体）通过导静电体与大地构成电气回路，它可以迅速导走静电。针对易燃易爆管道、储罐、机械设备，遵照SH 3097—2000石油化工静电接地设计规范、HGJ 28—90化工企业静电接地设计规程、GB 12158—2006防止静电事故通用导则，设置良好的接地装置，完善管理制度。对煤化工系统、氧气的生产和输配、加油站、自动化操作系统等设备设施，实行定期专项点检、监测维护，确保按照设计标准使接地装置保持完好有效。

3.2 静电跨接

为防止设备与设备之间、设备与管道之间、管道与容器之间、法兰与法兰之间连接处绝缘或者电阻偏大形成电位差，遵照GB 50235—97工业金属管道工程施工及验收规范的规定，在相邻设备或法兰间，特别是在可引起着火燃烧的部位，用一定截面积的金属导体，按标准要求将其连接在一起形成等电位连接，以消除电位差。另外，对非导体管道，在其连接处的内部或外部的表面缠绕金属导线，以消除部件之间的电位差，达到安全的目的。

3.3 静电屏蔽

针对自动化操作系统，为避免外界电场对自动化仪器设备的影响，或者为了避免电器设备的电场对外界的影响，使电子器件或测量设备免除干扰，严格遵照GB 50611—2010电子工程防静电设计规范采取对自动化设备设施实行静电屏蔽，有效保护多种仪表电路防静电干扰。

3.4 氮气惰化保护

针对冶金生产过程中高炉喷吹煤粉、停送煤气等危险生产工艺，为防止输送过程静电等造成爆炸，采用补充氮气和使用氮气吹扫置换的方法来惰化危险性[2]。另外，煤化工系统苯类储槽采取内浮顶加氮封的方式，消除苯类储槽因液位上下波动形成爆炸性混合气体，从而有效防止静电造成的事故。

3.5 人体静电消除

针对冶金生产的危险工艺，在有防爆和防静电要求的区域内，禁止使用塑料、橡胶等绝缘材料的同时，在人员出入口位置增设人体静电导除器。在易燃易爆危险性较高场所的工作人员，配备防静电工作服等装备，建立相关管理制度。作业人员出入危险区域，应先导除人体所带静电，方可进入。

4 结语

冶金工业作为高危生产行业，随着发展，大型化、高智能化操作系统的应用越来越广泛，对静电危害的防范重要性将会越来越显现，从设计开始，完善过程，做到防微杜渐，更好的确保安全生产。

[1]葛晓军，周厚云，梁缙，等.化工生产安全技术[M].北京：化学工业出版社，2008.

[2]职业安全卫生与锅炉压力容器监察局.工业防爆实用技术手册[M].沈阳：辽宁科学技术出版社，1996.

图1 棘轮棘爪结构示意图

原设计中采用的是单棘爪接触，棘轮与棘爪施力不平衡造成轴套与轴之间产生扭矩，轴套的中心发生偏移，造成轴与轴套不同心，加剧了齿轮的损坏。改进后的棘轮棘爪设计为双棘爪接触，在棘爪受力的时候形成力偶，轴套与轴不再形成偏心，减少了轴套与轴的磨损，进而成倍提高减速机棘轮棘爪部分的接触强度，减轻了齿轮偏载，再加上齿轮进行的齿形、齿向修形，在实际加载的情况下齿轮的接触区可以达到90%以上，延长了减速机的寿命。