Защита от статического электричества.

⇐ ПредыдущаяСтр 23 из 26Следующая ⇒

Статическое электричество - это совокупность явлении, связанных с возникновением, сохранением и релаксацией свободного электрического заряда на поверхности и в объеме диэлектрических и полупроводниковых веществ, материалов изделий или на изолированных проводниках.

Электростатическое поле (ЭСП) создается при эксплуатации установок высокого напряжения постоянного тока, электризации диэлектрических материалов, при работе с сыпучими продуктами, тканями и др. В технологических процессах, сопровождающихся трением, измельчением, разбрызгиванием, распылением, фильтрованием и просеиванием веществ, на самих материалах и на оборудовании образуется электрический потенциал, измеряемый тысячами и десятками тысяч вольт. Приобретение телами избыточного заряда связано в большинстве случаев с явлением контактной электризации. При соприкосновении тел, различающихся по температуре, концентрации заряженных частиц, энергетическому состоянию атомов, шероховатости поверхности и другим параметрам, происходит перераспределение между ними электрических зарядов. При этом у поверхности раздела тел на одном из них концентрируются положительные заряды, а на другом — отрицательные. Образуется двойной электрический слой, аналогичный конденсатору, емкость которого

С = ee₀ S/d,

где e - относительная диэлектрическая проницаемость воздуха; e₀ - электрическая постоянная; S - площадь соприкасающихся поверхностей; d - толщина двойного электрического слоя.

В процессе разделения контактирующих поверхностей часть зарядов нейтрализуется, а часть сохраняется на телах. Если электропроводность тел мала и процесс разделения происходит достаточно быстро, то величина заряда Q уменьшается незначительно. Это относится прежде всего к диэлектрикам, удельное объемное электрическое сопротивление которых превышает 10⁸ Ом×м. При удалении поверхностей друг от друга величина d возрастает, емкость С уменьшается, поэтому разность потенциалов U = Q/C между телами увеличивается, достигая в ряде случаев очень больших значений.

Электризация твердых тел усиливается в процессе трения, так как при этом расширяются зоны соприкосновения тел и выделяется теплота, изменяющая энергетическое состояние атомов взаимодействующих поверхностей. Например, при трении резиновой ленты транспортера о ролики, а также при проскальзывании трансмиссионных ремней относительно шкивов возникают электрические потенциалы, достигающие 40 кВ и более. При механической обработке некоторых пластмасс на станках и вручную зафиксирован потенциал до 20 кВ.

Изолированные от земли тела, попадая во внешнее электрическое поле, способны приобретать заряд за счет электрической индукции. Особенно опасна индукционная электризация проводящих объектов, так как при разряде с них выделяется большое количество энергии.

При транспортировке пневмотранспортом материалов происходит электризация частиц при их соударении друг с другом, а также со стенками технологического оборудования. Чем ниже относительная влажность воздуха, выше дисперсность, удельное электрическое сопротивление материала и кинетическая энергия частиц, тем интенсивнее процесс электризации.

Статическое электричество на производстве может вызывать пожары и взрывы, вероятность их возникновения зависит от концентрации горючей смеси и зажигающей способности электрических разрядов. Согласно ГОСТ 12.1.018 «Статическое электричество. Искробезопасность» зажигающую способность разрядов определяют экспериментально путем сравнения максимально возможного заряда в импульсе q_max, возникающем с вероятностью не более 10^-6, с допустимым значением заряда q_ддля исследуемой смеси. При условии, что q_max < q_д, разряды статического электричества считают безопасными. Допустимое значение заряда для газов и паров q_д = 4×10^-8W^0,6 Кл, а для пылей q_д = 3,3×10^-8W Кл, где W - минимальная энергия зажигания, мДж, которую определяют экспериментально. Для большинства газо- и паро-воздушных смесей q_д не превышает 2,6×10^-8 Кл, а для пылевоздушных смесей составляет (3¸20)×10^-7 Кл.

Воздействие статического электричества на человека может проявляться в виде слабого длительно протекающего тока или в форме кратковременного разряда через его тело. Такой разряд вызывает у человека рефлекторное движение, что в ряде случаев может привести к попаданию работающего в опасную зону производственного оборудования и закончиться несчастным случаем. Кроме того, электростатическое поле повышенной напряженности отрицательно влияет на организм человека, вызывая функциональные изменения со стороны центральной нервной, сердечно-сосудистой и других систем организма.

У людей, работающих в зоне воздействия электростатического поля, встречаются разнообразные жалобы: на раздражительность, головную боль, нарушение сна, снижение аппетита, повышенную утомляемость и др. Характерны своеобразные «фобии», обусловленные страхом ожидаемого разряда. Склонность к «фобиям» обычно сочетается с повышенной эмоциональной возбудимостью.

Защита от статического электричества ведется преимущественно по двум направлениям: уменьшением интенсивности генерации электрических зарядов и устранением уже образовавшихся зарядов, что достигается: заземлением металлических и электропроводных элементов оборудования; увеличением поверхностной и объемной проводимости диэлектриков; применением нейтрализаторов статического электричества; увеличением относительной влажности воздуха до 65-75 %; удалением зон пребывания персонала от источников электростатических полей (ограничение времени). При выборе средств защиты от статического электричества должны учитываться особенности технологических процессов, физико-химические свойства обрабатываемого материала, микроклимат помещений и др.

Одним из распространенных средств защиты от статического электричества является уменьшение генерации электростатических зарядов или их отвод с наэлектризованного материала, что достигается прежде всего заземлением электропроводных частей технологического оборудования. Заземляющие устройства, предназначенные для отвода статического электричества, обычно объединяются с защитными заземляющими устройствами для электрооборудования. Сопротивление заземления для защиты от статического электричества допускается до 100 Ом. Агрегаты, входящие в состав технологической линии, должны иметь между собой надежную электрическую связь, а линию в пределах цеха необходимо присоединять к заземлителю не менее чем в двух местах. Металлические вентиляционные воздуховоды в пределах цеха заземляют через 40-50 м.

Уменьшение интенсивности генерации электрических зарядов при разработке технологических процессов достигается использованием слабоэлектризующихся или неэлектризующихся материалов. Правильный подбор конструкционных материалов для изготовления или облицовки производственного оборудования позволяет значительно уменьшить или вообще исключить опасную электризацию. По электризационным свойствам вещества располагают в электростатические ряды в такой последовательности, что любое из них приобретает отрицательный заряд при соприкосновении с материалом, расположенным до него, и положительный - при контакте с материалом, расположенным за ним. Один из таких рядов имеет следующий состав: этилцеллюлоза, казеин, эбонит, ацетилцеллюлоза, стекло, металлы, полистирол, полиэтилен, фторопласт, нитроцеллюлоза.

Уменьшение силы трения и площади контакта, шероховатости взаимодействующих поверхностей, их хромирование или никелирование снижают величину электростатических зарядов. Этому же способствует создание воздушной подушки между движущимся материалом и элементами оборудования, например, между пленкой и поверхностью валков.

Кроме заземления для защиты от статического электричества принимают меры, основанные на уменьшении удельного поверхностного r_s и объемного r_v электрического сопротивления перерабатываемых материалов. Увеличение относительной влажности воздуха до 65-70% вызывает значительное снижение r_s. С этой целью применяют общее или местное увлажнение воздуха в помещении. Объемная электропроводность твердых диэлектриков может быть увеличена за счет введения в их массу электропроводящих наполнителей (ацетиленовой сажи, графита, алюминиевой пудры и др.). 20%-ное содержание ацетиленовой сажи в полимере снижает его r_v в 10¹⁰ раз. Для уменьшения удельного объемного сопротивления диэлектрических жидкостей в них добавляют антистатические присадки (введение присадок в очень малых количествах 0,02-0,03% приводит к снижению r_v в 1000 раз).

Эффективным способом снижения электризации на производстве является применение нейтрализаторов статического электричества, создающих вблизи наэлектризованного диэлектрического объекта положительные и отрицательные ионы. Ионы, несущие заряд, противоположный заряду диэлектрика, притягиваются к нему, нейтрализуя заряд объекта. По принципу действия нейтрализаторы разделяют на следующие типы: коронного разряда (индукционные и высоковольтные), радиоизотопные, комбинированные и аэродинамические. В качестве индивидуальных средств защиты могут применяться антистатическая обувь, антистатический халат, заземляющие браслеты для защиты рук и другие средства, обеспечивающие электростатическое заземление тела человека.

37. Горение и взрыв.

Пожаром называется процесс неконтролируемого горения неспециального очага, приводящего к материальным и иным потерям.

Горением называется сложный физико-химический процесс, в основе которого лежит химическая окислительно-восстановительная реакция, сопровождается выделением тепла и света. Чаще всего, на котором имеет место окисление горючего вещества кислородом воздуха. В этом сл. для горения необходимо горючее вещество, воздух и источник зажигания. Горючее вещество и окислитель образуют горючую систему. В качестве источника зажигания может быть нагретое тело или процесс, проводящее к нагреванию определенного объема горючей системы до его воспламенения. В установившемся процессе горения источником зажигания служит тепло, выделяющееся в процессе горения. В качестве источника зажигания на начальном этапе может быть открытое пламя, искра, электрическая дуга, нагрев при прохождении электрического тока, экзотермической и химической реакции, механический удар, сжатие, трение, тепло, выделяемое бактериями. В зависимости от соотношения горючего вещества и окислителя, горение может быть полным и неполным. В результате полного горения образуются продукты не способные к дальнейшему горению и взрыву: С + О₂= СО₂ .

При недостатке окислителя образуется неполное горение, в результате которого образуются продукты, способные к дальнейшему горению и взрыву. Как правило, эти продукты токсичны 2С + О₂ = 2СО.

По скорости горения различают: - диффузионное, - кинетическое - взрывное – детонационное.

Диффузионное горение происходит, если имеется линия раздела м/у горючим веществом и воздухом. Скорость диффузионного горения зависит от скорости диффузии кислорода воздуха в зону горения и обычно не превышает 1 м/с. Диффузионное горение чаще всего имеет место при пожарах.

Кинетическое горение происходит в заранее подготовленной смеси горючего вещества и воздуха. Скорость кинетического горения зависит от скорости теплопередачи в горючей системе. Если горючая смесь находится на открытом воздухе, то скорость горения обычно не превышает 10 м/с. Если горючая смесь находится в замкнутом объеме, то скорость горения резко возрастает до нескольких м/сек и горение протекает в виде взрыва. В некоторых случаях при определенных в горючей системе может возникать ударная волна, движущаяся со скоростью нескольких км/с.

38. Пожароопасность веществ.

1) Температура вспышки Т_вс - это минимальная температура, при которой под воздействием источника зажигания происходит вспышка паров над горючим веществом, но устойчивого горения не происходит. Жидкости, в которых Т_вс 45⁰С называются легко воспламеняющимися жидкостями (ЛВЖ). Если Т_вс > 45⁰С - горючие жидкости (ГЖ).

2) Температура воспламенения Т_в - это минимальная температура, при которой под воздействием источника зажигания начинается устойчивое горение вещества, не прекращающееся после удаления источника зажигания.

3) Температура самовоспламенения Т_с - минимальная температура, при которой начинает идти процесс устойчивого самонагревания вещества идущий Различают три группы этих веществ: вещества самовозгорающиеся при прикосновении с водой; вещества самовозгорающиеся на открытом воздухе; вещества самовозгорающиеся при смешивании друг с другом вплоть до его воспламенения. Вещества, в которых Т_с Т_{окр.среды} - называются самовозгорающимися.

4) Температура горения Т_г - это температура достигаемая в очаге горения.

5) НКПВ - нижний концентрационный предел воспламенения и взрыва (для Н₂ 2%)

6) ВКПВ - верхний концентрационный предел воспламенения и взрыва (для Н₂ 80%)

Если концентрация горючего вещества < НКПВ, такую смесь поджечь или взорвать невозможно. Если концентрация > НКПВ и < ВКПВ, то под воздействием источника зажигания такая смесь в замкнутом объеме взрывается, а выходя на открытый воздух горит кинетическим горением. Если концентрация > ВКПВ (90%) то такую смесь в замкнутом объеме поджечь или взорвать не возможно, а выходя на открытый воздух, она способна к диффузионному горению.

7) НТПВ – нижний температурный предел.

8) ВТПВ – верхний температурный предел.

НТПВ, ВТПВ – это значения температуры, при которых концентрация насыщенных паров над горючем веществом достигает нижнего или верхнего концентрационных пределов воспламенения.

9) Энергия зажигания Е_з – энергия электрического заряда, достаточная для зажигания данной смеси.

10) Нормальная скорость распространения пламени V_н м/с.

11) Низшая теплота сгорания Q_н МДж/кг.

12) Пожарная нагрузка Q. МДж, где G_i – кол-во горючего вещества, кг.

13) Удельная пожарная нагрузка q = Q/S МДж /м².

39. Категории помещений по взрыво-пожароопасности.

А – взрывопожароопасные помещения – помещения, в которых имеются горючие газы, легко воспламеняющиеся жидкости (ЛВЖ Т_вс 28^оС), а также вещества, способные к взрыву и горению при соприкосновении с водой, воздухом, при смешении друг с другом. Все это в количествах, достаточных для создания в помещении при взрыве избыточного давлении, превышающего 5МПа.

Б – взрывопожароопасные: помещения, где находится пылеволокно; ЛВЖ Т_вс 28^оС; горючие жидкости. Все это в количествах, достаточных для создания в помещении при взрыве избыточного давлении, превышающего 5МПа.

В1, В2, В3, В4 –помещения, где находятся вещества, способные к горению, но не ко взрыву. Различаются эти помещения величиной удельной пожарной нагрузки:

В1 >2200 МДж/м², В2 1401-2200 МДж/м², В3 181-1400 МДж/м², В4 1-180 МДж/м².

Г1 –помещения, где сжигаются горючие газы и легко воспламеняющиеся жидкости.

Г2 – помещения, где сжигаются горючие жидкости и твердые горючие вещества, а также, где производится обработка негорючих веществ в нагретом, раскаленном, расплавленном состоянии, или при обработке образуется пламя, искры, нагрев.

Д – обработка негорючих веществ в холодном состоянии.

Дата добавления: 2018-05-09; просмотров: 536; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

⇐ Предыдущая 17 18 19 20 21 222324 25 26 Следующая ⇒

Мы поможем в написании ваших работ!