Статическое электричество. Способы и средства защиты

Статическое электричество – это разность потенциалов двух изолированных друг от друга объектов.

Накопление потенциалов происходит за счет механического перераспределения свободных электронов (за счет трения). При этом на одном из объектов избыток электронов и этот объект получает отрицательный потенциал, где недостаток – положительный.

Количество статического электричества зависит от емкости объектов. Главной опасностью статического электричества является электрический разряд. Энергия разряда: Дж, где с – емкость, ф; U – напряжение, В.

Отличительная особенность опасности статического электричества – является единичный разряд и происходящий в течении чрезвычайно короткого промежутка времени.

Источником статического электричества могут быть природные явления: процессы в атмосфере (разряд молнии), процессы в деревообработке (технологический процесс шлифования древесины).

Для того чтобы происходил процесс образования статического электричества необходимо:

1) процесс сухого трения

2) оба объекта или один из них должен быть диэлектриком (древесина и шлифовальная шкурка, перемещение древесной пыли по неметаллическим трубам, жидкости по резиновой трубе).

Однако величина заряда статического электричества технической природы недостаточна для создания опасных разрядов для жизни человека. Такие разряды опасны тем, что могут явится источником воспламенения пожароопасных материалов.

Условие воспламенения должно удовлетворить неравенству: W_искр W_min, мДж.

Средства защиты от разрядов статического электричества.

Средства, не допускающие образование разряда статического электричества:

1металлизация диэлектрических объектов (применение тонких металлов, пленок на поверхности объекта);

2изменение режимов трения (увлажнители);

3изменение скорости движения трущихся материалов.

Средства для устранения разрядов статического электричества (заземление): молниеотвод состоит из молниеприемника (1), мачты (2), токовода (3), заземляющего устройства (4).

Зона защиты такого молниеотвода имеет форму конуса. Защищаемые объекты находятся внутри этой зоны. Эффективность защиты 95-98%.

Средства защиты от несогласованных или ошибочных действиях персонала:

- знаки безопасности;

- предупредительные надписи;

- блокировочные устройства;

- средства индивидуальной защиты (СИЗ):

1) основные – которые допускают работу под напряжением меньше 380В (диэлектрические перчатки, монтерский инструмент с диэлектрическими рукоятками);

2) дополнительные – отдельно не применяются, только в комплексе с основными – диэлектрический коврик.

Горение и взрыв.

Пожар – неконтролируемое горение производственного объекта, материала и готовой продукции.

Горение – химико-экзотермическая реакция окисления (с выделением тепла).

Условия горения: 1. Наличие горючего материала. 2. Достаточное количество кислорода в воздухе. 3. Энергия источника воспламенения должна соответствовать неравенству - это три условия горючей системы.

Поражающие факторы при пожаре:

-высокая температура продуктов горения (2000-8000°С);

-ядовитые вещества продуктов горения (неустойчивые химические соединения веществ с кислородом: CO, NO, SO). Количество ядовитых веществ зависит от сгораемых материалов (синтетические вещества, оксиды фтора – опасные вещества I класса).

-удельная пожарная нагрузка g, МДж/м², - количество теплоты в МДж, выделившегося в 1 м² площади.

Гибель материальных ценностей зависит от g, по её величине присваивается класс опасности. Основополагающим фактором при гибели людей является второй фактор.

Взрыв – выброс энергии за короткий промежуток времени и в замкнутом объеме.

Виды взрывов: 1. Химический – разновидность процесса горения, источник давления – тепловая энергия. 2. Физический. Источник энергии – избыточное давление в сжатом объеме.

Факторы, учитываемые при взрыве: 1. Избыточное давление внутри аппарата р, МПа (опасное давление, если р≥0,7МПа). 2. Вместимость аппарата V, м³.

Взрывоопасно, если V≥0,025 м³(25 л) и рV≥0,02.

Для жидкости существует ещё один фактор – высокая температура (превышение температуры кипения на 15%) – жидкость относится к перегретым, при этом жидкость переходит во взрывоопасное состояние со скоростью взрыва

(1 л воды=1500 л пара).

Поражающие факторы при физическом взрыве:

1Ударная волна – скачок или импульс давления, который распространяется в виде сферической волны от центра взрыва со сверхзвуковой скоростью. Главная характеристика – избыточное давление не фронте ударной волны ∆р_Ф, кПа.

2Избыточное давление в помещении, в котором произошла разгерметизация объекта ∆р, кПа.

3Кинетическая энергия частей разрушившегося аппарата (паровой котел) W_к, Дж.

Поражающие факторы при химическом взрыве складываются из факторов при пожаре и поражающих факторов при физическом взрыве.

Схема образования химического взрыва природного газа на кухне:

1Помещение должно быть достаточно герметичным, система естественной вентиляции в нерабочем состоянии, дверь закрыта.

2Утечка газа из газопровода.

3Концентрация газа должна превышать к>НКПР (нижний концентрационный предел распространения пламени для данного газа).

4Должен быть источник воспламенения при .

Происходит воспламенение, при этом сгорает мгновенно вся газо-воздушная смесь. Температура до 2000°С, в результате расширения объема газа происходит взрыв (больше температура горения больше р). Чем больше размеры помещения, тем больше объем газо-воздушной смеси, больше разрушения.

При физическом взрыве пожара может и не быть.

Показатели взрывопожарной опасности материала:

Вещества и материалы: 1. Негорючие при нормальных условиях не горят, не тлеют и не обугливаются при воздействии открытого огня (конструкционные материалы-металлы, кирпич, бетон). 2. Горючие – или горят, или тлеют, или обугливаются при воздействии открытого огня.

Горючие вещества и материалы в зависимости от агрегатного состояния в соответствии с ГОСТ 12.1.004 – Для каждого класса горючих материалов составлены их основные показатели взрывоопасности:

1Твердые горючие вещества (древесные):

- температура самовоспламенения, °С, - температура вещества или материала, при которой во время стандартных испытаний образец материала загорает открытым пламенем (древесина-400°С);

- теплота сгорания Н_Т=13,8 МДж/кг для древесины.

2Жидкие (нефтепродукты):

- температура вспышки, °С, - температура, при которой над поверхностью жидкости образуется достаточное количество пара, способного дать вспышку от открытого огня. В зависимости от t_всп жидкости делят на два класса: 1. ЛВЖ, t_всп<60 °С (бензин, керосин, спирт). 2. Горючие жидкости, t_всп>60 °С (нефть, масло);

- Н_Т, МДж/кг.

3Газы (пары жидкости):

- НКПР, %; г/м³ – нижний концентрационный предел распределения пламени со скоростью, соответствующей скорости взрыва ( для водорода – 4%-ый НКПР).

- ВКПР, %; г/м³ (для водорода -75% водорода и 25 % воздуха – взрыв).

4Пыль: при взвешенном состоянии – НКПР,%; при осевшем состоянии – температура самовоспламенения, °С.

Древесная пыль относят к взрывоопасным веществам, но взрывоопасность зависит от размеров частиц (дисперсия). В связи с этим только при шлифовании пыль относят к взрывоопасным веществам.

⇐ Назад