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危险化学品储罐区的静电预防对策
时间：2013年08月30日 发布者：无锡新龙科技有限公司储罐部
静电在我们的日常生活中可以说是无处不在，人走过化纤地毯产生的静电大约是35000伏，翻阅塑料说明书产生的静电大约7000伏，最高时产生的静电甚至达几万伏。在生活中，静电能使人体受到伤害;在化工行业中，静电能引发火灾爆炸事故，造成损失。静电引发的储罐火灾占全部火灾爆炸的10%以上。在日常安全检查中，我们发现许多企业不重视危险化学品储罐区静电的防治，一旦发生火灾爆炸事故，后果惨重。本文通过对静电产生的原因进行分析，提出预防措施，用以指导企业加强储罐区的安全管理，防止火灾爆炸事故发生。
一、储罐区静电产生的原因
危险化学品储罐区生产作业的过程，通常包括易燃、可燃液体的装卸、输送、调合、采样、检尺、测温及设备清洗等各种环节。易燃、可燃液体贮罐(槽)车、汽车罐(槽)车，鹤管以及设备、管线等设施都需要重点加强静电防护。
(一) 危险化学品的电阻率影响静电产生
据有关资料介绍，液体的电阻率在1010～1015Ω•m时，能产生危险的静电，而在1013Ω•m是产生的静电最大。高于1015Ω•m以及低于1010Ω•m时，静电的产生和积聚小到可以忽视的程度。特别是电阻率在106Ω•m以下时，对静电来说就等于是导体的作用了，这时可以不考虑静电问题。
原油、重油的电阻率是109～1010Ω•m，产生静电的危险性小;汽油、煤油、清油、喷气燃料等的电阻率为1012～1013Ω•m，是最容易产生静电的物质，需要特别注意。比较产生静电的倾向，煤油>喷气燃料>汽油。
(二) 装卸危险化学品方式造成静电
装卸危险化学品方式可分为两种：一种为底部装卸法，另外一种为上部装卸法。这两种方法相比，后者产生静电量更大。不但因液体分离而产生新的电荷，更主要的是电荷没有充分的时间驰张，所以表层电荷密度较高，同时还因危险化学品冲击至罐壁造成喷溅飞沫而产生静电。上部灌装所产生的静电量远远大于下部灌装的静电量。所以使用下部灌装可以有效的减少静电的产生。
(三) 不同危险化学品相混合会增加静电的产生量
不同的危险化学品之间混合，不但会造成化学品之间发生一系列的化学反应，同时，由于化学品的密度和颗粒性质各有不同，导致输送或混合的时候，化学品颗粒之间发生摩擦，更易导致静电的产生。例如某厂用管线向罐中输送航空煤油，同时又使用另一管线向同一罐中输送危险化学品，后者管线中有残留的残渣也被送入罐中。当时流速虽然仅有2m/s，但却因引起了重大的爆炸事故，损失达50余万元。
(四) 罐底的沉积水会增加静电电量
如罐底有沉积水，底部装入危险化学品方式会搅起沉积水，从而产生很高的静电电位。水是静电的良导体，但当少量的水掺杂在危险化学品中，因为水滴与危险化学品相对流动时要产生静电，反而使危险化学品静电量增加。
例如，某油船向岸上直径40英尺的油罐输送煤油时，开泵后1分钟，油罐内引起爆炸，将罐顶炸飞。事故的原因是这条管线在输送煤油以前，曾经输送过汽油，因此要用水来清扫管线;同时与这个管线相连接的汽油管线有微量的汽油泄漏，致使形成爆炸性混合气。这样，清扫时残留的水分与煤油被一起送进油罐，尽管流量不是很大，但已经产生了大量的静电。
(五) 静电逸散时间因素
危险化学品储罐在注入危险化学品过程中，从停止注入到大液面产生最大静电电位，往往需要经过一段时间，这个时间通常称为延迟时间。为了安全，当需要直接测量液位或危险化学品液温时，应该躲过罐内静电荷的逸散时间。罐的容量越大，静电逸散时间越长。一般规定在3～5min以后再进行测量比较安全。不同类物质所需要的静止时间见表3所示。
二、静电的危害
危险化学品在管线输送中，虽然有静电的产生，但由于管线中充满危险化学品而没有足够的空气，不具备爆炸着火的条件。当把带有电荷的危险化学品装入储罐，则因电荷不能迅速泄掉便积聚起来，使液面具有一个较高的电位，这时若液面上部空间形成了爆炸混合气体，就可能发生火灾爆炸。另外，静电放电会造成计算机、自动控制装置等电子设备的故障和误动作。在储罐区，静电所引起的电击虽然不会致人死亡，但是往往会导致二次事故，因此也要加以防范。
三、静电危害的消除措施
消除静电的主要途径有两条;一是创造条件加速静电泄漏或中和;二是控制工艺过程，限制静电的产生。第一条途径包括两种方法，泄漏法和中和法。接地、增湿、加入抗静电剂等属于泄漏法，运用感应静电消除器、高压静电消除器、放射线静电消除器及离子流静电消除器等均属于中和法。第二条途径就是工艺控制法，包括材料选择、工艺设计、设备结构及操作管理等方面所采取的措施。针对储罐区的特点，静电的预防主要包括以下几个方面。
(一) 静电接地：接地是消除静电灾害最简单、最常用的方法，主要用来消除导体上的静电。为了防止静电火花造成事故，应根据国家标准和行业规范采取正确的接地措施。
(1) 储罐内的各金属构件，尤其是金属浮体如果接地不良，容易形成孤立导体。当带有静电荷的危险化学品注入储罐时，它将收集聚电荷，对地形成电位，在一定的条件下，极易发生火花放电而导致危害。例如在高电位情况下，静电放电可以引起火花，长度可达20～30cm，5OOV静电产生的火花可使苯蒸气着火。某化工厂在使用管道输送甲醇时，由于未采用金属浮顶油罐，使液体表面产生并聚集大量静电，造成高压放电引发火灾。
(2) 金属取样器及检尺工具必须可*接地，也是为了防止形成孤立导体。操作平台上设置的接地端子应避开气体排放口。使用导电性绳索的取样器的接地方式见图3所示。在取样器端也可使用焊接。接地线的安装是在作业开始前进行，作业结束后方可拆除。作业过程中最好使用具有防静电性能的材料制成的工具。
(3) 大于50m3，直径2.5m以上的立式罐，应在罐体对应两点处接地，接地点沿外围的距离应不大于30m，接地点不要装在进液口附近。
(4) 为防止静电感应而带静电，浮顶储罐的浮顶应与储罐本体(外壁)之间进行跨接。一般是采用25mm2的铜芯软绞线，沿斜梯敷设至罐壁。防风雨密封的储罐壁一侧的端头应使用导电性橡胶材料制造。浮顶的一侧尚应用10mm2的铜绞线每隔3m跨接一次。
(5) 危险化学品其电阻率一般在1011Ω•m以上属静电非导体。带电体上电荷的消散需要一个相当长的时间(称为逸散时间)，因此当罐壁使用防腐涂料时，只要涂料的电阻率小于被储介质的电阻率就不会妨碍电荷的逸散。
(二) 增湿
提高空气中相对湿度有利于消除现场存在的静电。提高空气中相对湿度就是提高空气中水蒸气的饱和程度，在物体表面会吸收或吸附一定的水分，从而降低了物体表面的电阻系数，有利于静电电荷导入大地。当然，用增加空气湿度消除静电也有其局限性，它应以不损害人员健康、不损坏设备和危险化学品品的质量为原则。在实施增湿消除静电时，一般相对湿度在70%左右，静电积累会很快减少。
(三) 添加抗静电剂
抗静电剂具有较好的导电性或较强的吸湿性。因此，在容易产生静电的高绝缘材料中，加入抗静电剂之后，能降低材料的体积电阻或表面电阻，加速静电泄漏，消除静电危险。
化工行业中多采用酸盐、环烷酸盐、铬盐、合成脂肪酸盐等作为抗静电剂。国产抗静电添加剂有3个组分：烷基水杨酸铬、丁二酸二异辛酯磺酸钙和“603”的共聚物。前两种组分是改变危险化学品导电率的基本成分，后者是稳定增效剂。抗静电剂的使用可采用涂布法、浸渍法、喷雾法或采用混合在原料中，以降低内部电阻及表面电阻，提高物体的导电性能。
(四) 工艺控制法
危险化学品在管道中流动所产生的静电量，与危险化学品流速的二次方成正比。降低流速便降低了摩擦程度，可减少静电的产生。所以当储罐输入危险化学品和输出危险化学品的时候，控制危险化学品输送流速是减少静电电荷产生的一个有效方法。2000年10月31日，河南某石化厂机修车间一名女职工提着一带塑料柄挂钩的方形铁桶，到炼油三厂开手阀放汽油不久，油桶着火。原因是由于阀门开度过大，汽油流速快而导致静电积聚，产生火花放电而引发的事故。
在容器内灌注液体时，应防止产生液体飞溅和剧烈搅拌现象，应从底部装卸危险化学品或将危险化学品管延伸至接近容器的底部。一般规定，在鹤管没有被危险化学品浸没之前，流速只能限制在1m/s以下，以免产生静电。当入口管浸没200mm后可提高流速，最高不得超过6m/s。甲、乙类液体经过添加抗静电剂，或有专门静电消除器与静电报警仪同时具备的，流速可为6m/s。易燃液体灌注结束后，不能立即进行取样等操作。应经过一段时间，待静电荷减少后再进行操作，以防静电放电火花引起着火爆炸。某些危险化学品需要经过多道过滤，而过滤器会导致更多静电的产生，同管线相比是更大的静电源。因此，从过滤器出口到贮器应留有30s的缓和时间。管道出口前有过滤网(网的目数大于100目)或过滤器(过滤精度高于30μm)时，应使过滤器出口至管道出口的流动时间大于30s。
(五) 消除静电产生的附加源
危险化学品含水或者不同危险化学品相混合并通过压缩空气时，静电的发生量将增大。危险化学品中含水5%会使电效应增大10~50倍。危险化学品通气调和也是十分危险的。因此，危险化学品的灌装和输出要避免危险化学品与水，空气混合以及不同危险化学品相混合。
危险化学品罐或管道内混有杂质时，能产生较多的静电，因此要注意清除杂质。例如装危险化学品前应将储罐底部积水和其他杂物清除干净。带电物中，严防不接地的金属物出现。
(六) 消除人体静电
人体静电的消除，可以利用接地、穿防静电鞋、防静电服等具体措施，减少静电在人体上的积累。泥土、砂石、水泥等地面，电阻都不会超过106Ω，都是静电导体。在储罐区，应穿防静电鞋，其电阻必须在(0.5×105)~(1×108)Ω之间，还应穿防静电工作服，戴手套、帽子。穿防静电鞋时，必须考虑所穿袜子的导电性能，应穿可导电的防静电袜，以保障人体的静电能顺利通过防静电鞋导入地下，同时也要注意不能在防静电鞋的鞋底贴绝缘胶片。
在工作中，尽量不做与人体带电有关的事情。如不接近或接触带电体，在工作场所不穿、脱工作服。在有静电的危险场所操作、巡检不得携带与工作无关的金属物品，如钥匙、硬币、手表、戒指等。例如某化纤厂纺丝甲班休息室发生一起用汽油搓洗工作服产生静电火花引起爆炸事故，烧死2人，烧伤9人。
上罐前必须采用人体触摸接地的方式进行人体放电。上罐入口端的接地体可另设金属棒，横装在入口处，挡住人员登罐，必须推开金属棒完成放电后才可上罐，其安装较为麻烦。另一种方式是可利用一段扶梯(约lm长)，不涂防腐涂料，供人体放电用。金属棒的安装示意见图6。也可以采用佩戴先进的防静电腕带等办法去除静电。
(七) 管道的连接
储罐区输送管道较多，必须做好防静电措施。一般管道法兰连接四个螺栓以下的需要跨接，四个以上的不需要。法兰间连接时，如用绝缘垫片做密封，需要跨接;用金属垫片的就不要静电跨接。使用螺纹连接时，螺纹内用密封橡胶时要跨接，金属管直接连接的不要跨接。接卸管道必须用防静电软管。夹层内衬金属丝的塑料软管是普通加强塑料软管，并不是防静电软管。需用专门防静电软管，管内金属丝要检测是否贯通，同时与金属管要良好接触。装车鹤管的转动节头应加装跨接线，跨接线一般用不小于8毫米的圆钢焊接或用扁金属以螺栓压紧。活动的接地或跨接软线应采用铜线。导线的连接最好采用焊接。用螺栓加弹簧片压接的应增加重复接地，并注意避免油脂污染和锈蚀。某化工厂生产车间，在生产环乙烷过程中，因输送产品的管道及储存产品的储液池采用塑料制品，使大量静电积聚，造成高压放电，引发火灾。
(八)注意接卸环节
易燃液体装桶时，铁桶应放置在导电地面上使之自然接地，禁止铺设非导电橡胶垫。对于橡胶、塑料等绝缘材料的输油管，应在管道表面缠金属丝，并接地。用夹钳(类似电池夹子)连接的临时接地，要注意没有油漆、树脂、油脂污染。连接点要离开装料口、卸料口等有可燃蒸汽的地方。
四、小结
总之，危险化学品储存企业要充分重视储罐区的防静电工作，加强对员工的防静电安全知识培训，正确运用预防和减弱静电危害的措施，才能保障储罐区的安全生产，减少事故发生和财产的损失。
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