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采取综合防静电措施 消除实验室静电影响

发布时间:2022-03-26 09:53:27      点击次数:64

GUIDE

静电现象是世界普遍存在的现象,是事物内在运动规律的表现。静电存在力学效应、静电感应效应以及放电效应,这些效应有时严重危害实验室环境、伤害人员和设备、影响实验室结果准确性,应引起重视和采取相应措施避免影响。


实验室静电的危害

2.1


静电的产生静电是一种客观的自然现象,是正负电荷在局部范围内失去平衡的结果。众所周知,物体由分子、原子或离子组成,这些粒子周围被高速运动的电子包围,在一定条件下,不同的物质间发生电子的转移导致电子得失,或同种物质内部不同区域发生电子转移,导致区域电荷平衡的失衡。电荷聚在在上述物体的表面,产生静电。静电不是静止的电荷,是产生的电荷不能及时释放而聚集在物体表面或内部的电荷。静电产生的主要原因有摩擦起电、接触带电及感应带电。物体之间摩擦会引起电荷的转移即为摩擦起电;两种不同材质的物体相互接触后分离,物体就会带电就是接触带电;当物体靠近带电物体,物体就会带电称为感应带电。


2.2

静电的危害


静电物体将产生静电感应效应、静电放电效应以及静电力效应,在实验室产生以下危害。

一是造成危险事故。静电聚集的电压能达到万伏,甚至十几万伏,静电放电瞬间冲击会对人体中枢、神经等部位导致伤害。如在干燥的实验室经常体验到静电放电导致感到全身麻木的感觉,看到指尖与实验室金属物发生放电的火光。静电放电可以点燃可燃物、易燃物,甚至难燃物也会被点燃。静电的瞬时释放也会引起粉尘爆炸,引发粉尘的二次爆炸往往更加可怕。如,中国石化上海石油化工股份有限公司某聚丙烯装置共有2条生产线,2000年2月12日21时15分和2000年9月16日7时40分分别发生闪爆。事故的引火源是风送物料自身的静电,生产过程中气体控制失误是造成粉尘静电爆炸的间接诱因。

二是影响实验结果。静电感应有可能导致实验室设备性能或精度下降,导致实验结果的严重偏离。同时静电放电效应产生的瞬间高压有可能击穿高精密仪器,导致设备损坏。静电现象导致实验室电场强度发生变化,使实验条件发生偏离,进而导致实验结果偏离。广州广电计量检测股份有限公司刘业兴在2017年发表《热工计量数字显示仪表干扰问题的产生与抑制》一文,就发现了静电对设备的影响。

三是影响实验环境。静电产生吸附效果,导致实验室尘埃聚集,影响实验室洁净度。静电导致实验室内部电场发生变化。


实验室产生静电的场景


实验室人员活动产生静电,如实验室人员走动中,鞋底与地板的摩擦;实验室人员在操作过程中,衣服与固体材料的接触和分离,静电感应等条件使人体形成静电。

试验中不同材料之间相对运动,如摩擦、敲打等产生静电。空气中静电荷聚集,化学反应产生电荷聚集。

带静电物体进入实验室,如人员带静电、原材料、包装物等带静电进入实验室

生活中的静电现象

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防静电的本质与途径


静电的产生是难以避免,防止静电的本质是消除静电影响,消除静电影响的措施有三种,一是防止静电荷聚集,二是泄放静电荷,三是屏蔽静电荷。

防止静电荷积聚。在容易产生静电荷积聚的表面覆盖一层起电量小、甚至不起电的材料,即可减少、甚至不会产生静电。或向静电荷积聚区吹送电离的、含有正、负离子的空气气流,气流中的正、负离子将遵循同性相斥、异性相吸的原理与绝缘体表面所积聚的静电电荷进行中和,从而彻底将静电消除。对接触起电的物料,应尽量选用在带电序列中位置较邻近的,或对产生正负电荷的物料加以适当组合,最终达到起电最小的效果。在生产工艺设计上,对有关物料应尽量做到接触面积和压力较小,接触次数较少,运动和分离速度较慢。

建立安全泄放通路。将产生聚集的静电荷通过具备导电功能的材料疏导到相对电势的“大地”,在静电危险场所,所有属于静电导体的物体必须接地。对金属物体应采用金属导体与大地导通性连接,对金属以外的静电导体及亚导体则应间接接地。泄放时要求静电电压必须在10秒钟内降至100V,同时放电电流不能高于50mA。即是说,静电的泄放既要快,又不能过快。过快的泄放变成了放电,容易产生明火。静电的泄放路径中需有一定的阻值。

构建静电荷屏蔽环境。根据静电荷聚集在导体表面,其内部电场强度为零的原理,可以将受静电场影响的设备、材料、工艺过程用金属或导电涂层覆盖,降低静电影响。带电体应进行局部或全部静电屏蔽,或利用各种形式的金属网,同时屏蔽体或金属网应可靠接地,减少静电的积聚。


实验室防静电措施


实验室防静电要根据实验室具体环境、工艺,分析静电产生的环节,对实验室影响的工艺、节点,主动出击,采取相应措施。按照策划-实施-检查-改进的思路,降低静电对实验室安全和实验结果产生的影响。


5.1

明确防静电人员和程序


建立实验室安全风险评价制度,落实安全风险评价机制。各实验室要重视静电有可能对实验室造成的严重影响,在实验室建设论证过程中,应当组织专家分析实验室环境、工艺等存在的静电影响风险,制定应对措施,在设计源头通盘考虑防静电设施建设和设备配备。指定责任人,落实防静电设施建设、设备配备的具体责任,把防静电工作落到实处。


5.2

培养人员良好行为


把防静电教育纳入安全教育工作,让全体人员明白静电可能造成的风险和后果,从思想上高度重视,从行为上,完全落实实验室防静电管理制度,该做的一定做到,不该做的坚决杜绝。让全体人员了解产生静电的场所、环节以及防静电措施。如从事带电作业的人员不允许佩戴戒指和金属手镯等导电物体,着装符合防静电要求,女士头发盘卷等。从事静电敏感的工作前,采取措施释放人体静电,如在室内用手轻轻摸一下墙壁。释放体表积聚的静电在触摸导体时,先用指甲接触导体,也可以先接触湿毛巾之类物品。


5.3

采取相应防静电技术


对需要防静电的区域进行鲜明标识并提醒实验室应采取的措施。对静电敏感的危化品区域、电子研究区域,实验室地板应喷涂防静电涂层或安装耗散(静电)地板、地毯、导静电垫等,设备采接地措施。员工配备防静电工作服、防静电工作帽、手腕带、脚腕带、防静电鞋、导电鞋等装备,打通主要泄放通道。工作台、工作椅具有可靠的接地通路,或增加防静电罩。配备静电测试仪器,及时发现静电分布和影响。涉及爆炸物、易燃液体、易燃气体等的仪器设备、操作台等应采取接地、惰性气体保护、安装人体静电导除装置等防静电措施。


5.4

控制实验室内部环境


温湿度对静电的影响很大,调节空气温度可以控制静电聚集,如温度控制在20℃左右,相对湿度控制在60%在右,静电就难以产生。当空气相对湿度低于50%,容易产生静电,因此,通过中央空调调节实验室内部空气温度和湿度。或者通过实时监控温度的变化,并利用加湿器加湿室内空气,防止静电发生。


文章来源未来实验室学苑

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