2.1 主要阐明橡胶制品生产过程中产生静电的主要原因是:橡胶半成品与金属机台、木质工作台面及垫布的摩擦、剥离;橡胶半成品本身的撕裂。例如:在压延机上操作的工人,发现胶布能使人的头发竖起,使工人遭电击,是由于胶布与金属辊筒摩擦产生的静电,电位值达3~10×10000V;压延后的胶布卷,在裁断机导开架上将胶布和垫布剥离时,同样产生高达数万伏的静电电位,这属于剥离带电现象;在运输带电成型过程中,需撕裂胶布,在撕处产生很高的静电电位,并能见到静电火花,这属于撕裂带电。产生静电的量目前一般采用测量带电体的电位值表示,由于产生静电转移和积累的量随胶料配方、环境温度、相对湿度及外力作功的多少而变化,所以实际测定值是随诸因素变化而变化的。
2.2 主要阐述橡胶工业生产过程中产生静电积累的原因。由于大部分橡胶半成品电阻率大于1000000000Ω·cm,使产生的静电不易泄漏,又由于橡胶制品生产的特点往往是橡胶半成品在短时间内反复与其他物质摩擦多次,当静电荷的产生率大于泄漏率时形成静电积累。如在四辊压延机上测定静电电位时就发现在压延机出口处电位30kV,经过一次冷却辊后大于60kV,再经过二次冷却辊时更大于60kV(因静电表量程为60kV)。这说明静电产生于摩擦,短时间内反复多次摩擦产生静电积累,使静电电位值迅速升高,直至平衡(即产生率和泄漏率相等)。
2.3 主要阐述由于静电形成火灾或爆炸事故的条件。静电的产生和积累是客观存在的物理现象,想避免是不可能的。人们为了安全生产,必须尽力避免由静电造成的火灾、爆炸事故。为此必须首先了解和掌握事故的规律,本条中2.3.1~2.3.3所述是产生爆炸和火灾事故必须同时满足的三个条件,缺少其中的任何一个条件时就不可能产生爆炸和火灾事故。掌握这个规律后,就可以根据生产实际情况,努力破坏其中的任何一个条件,就可避免事故的发生。
例如:橡胶制品生产中的生胶塑炼、压延工序,静电电位达60kV以上,用肉眼可以看得到火花放电现象,一般情况下不能引起爆炸和火灾事故,主要是因为周围空间没有达到爆炸浓度的可燃性混合物。又如:在橡胶轴胎成型过程中起火次数频繁,采用“并联电容法”操作后,就有效地抑制了高电位的产生,使成型机头折叠瞬间不可能产生达到火花放电的高电位。因而在其他条件不变的情况下,能有效地消除静电起火事故的发生。再如:在涂胶工序,采用增湿法消静电措施后,使带电体表面电阻率降低,加速了胶布上静电的泄漏,使静电值下降,使火花放电能量大幅度下降,甚至不产生火花放电,从而达到了防止静电灾害的目的。
2.4 主要阐明对地绝缘的人体(例如:穿着绝缘性能好的胶底、塑料底鞋的人),可以带静电,而且静电电位很高,可以高达数千伏。北京市劳动保护科学研究所曾对北京橡胶一厂四辊压延机胶布出口处的操作工人进行测定,结果如下:环境温度10.5~14℃,湿度:49~54%。生产内容:帘布擦胶。线速度:40m/min。测定仪表:KS—471。电位值:胶布电位为-8×10000V;穿塑料布底鞋工人人体电位达-5kV;穿布底鞋的工人人体电位达-1.5kV。
2.5 主要阐明人体带电的危害,据日本资料介绍,静电火灾每年约发生100次左右,人体带电所酿成的火灾约占20%(《有关防止静电灾害的措施——答现场技术人员的提问》,化工防静电归口小组编《静电译文集(二)》)。国内也有因人体带电引起的事故,但没有统计资料可查。同时,以前对火灾事故的分析往往以“阶级斗争”入手,把由于人体带电引起的火灾事故往往分析为“故意破坏”,所以也无法准确统计这方面的数字。但在橡胶工业生产中,由于操作工人人体带电后造成对地或对其他人体产生火花放电,使人遭电击的现象是屡见不鲜的。有的橡胶厂曾发生过这样的情况:轮胎层布贴合机的操作工具台上放着蘸有汽油的毡刷,一位女工伸手去取毡刷时突然起火,引起工人手部烧伤;轮胎成型操作工人手持汽油刷,在紧张地操作的过程中,在把刷子伸向汽油盆时引起火灾事故。这类事故实际上就是由于人体带电引起的。如人体带电电位为3kV,人体对地电容为100×0.0000000000001F,则根据公式计算:
1 2 1 -12 2
W=—CV =—×100×10 ×3000
2 2
-4
=4.5×10J
=0.45mJ
这样,对介质的最小点火能量为0.45mJ以下的场合,就会产生气灾、爆炸危险。而人体电位达到3000V是经常可能产生的,一般汽油的最小点火能量为0.2mJ。为此,必须十分重视人体带电的问题。应采取严格而有效的措施,消除目前尚未为人们所重视的、由人体带电引起的静电危害。
2.6 提出静电导体火花放电能量的计算公式,这对确定火灾、爆炸危险场所是否需要采用防静电措施?应采取什么样的防静电措施?是非常重要的。因为在火灾爆炸危险场所能否由于静电引起火灾、爆炸事故,主要取决于静电放电的火花能量是否大于周围介质的最小着火能量,这个公式在静电安全技术中是常用的。但应注意的是:这个公式仅适用于带静电的导体对地发生火花放电的火花能量的计算。这是因为导体在放电时其电荷能量在瞬时全部放出,而绝缘体在放电时,只是将某一局部面积上的电荷能量放出不放电面积的大小与绝缘体的带电电位、对置电极的形状、绝缘体的不同种类等因素有关。根据复旦大学物理系对聚氯乙烯表面静电火花能量的测定数据表明,聚氯乙烯圆板对半径为0.5cm的金属小球(接地)放电时的火花能量,在圆板带电电位为(18kV)时为0.20mJ。所以,在确定带电橡胶半成品火花放电的能量时,应该对不同胶料配方的半成品做火花能量试验,才能比较准确地确定其安全电位值。由于橡胶制品的配方千变万化,通过做这类试验来确定安全电位显然是不可能的。为此,只能根据经验数据及目前可能达到的控制电位,订出带电体应达到的安全电位。本规程提出的安全电位是根据日本《静电安全指南》的数据提供的,目前没有条件做这类试验。德国《防止静电事故指南》指出了这一点:带电的非导体的总火花能量的计算是一个难题。这是因为火花放电的表面积多大是难以估计的。放电面积很少有1平方米以上的。目前我们采取的防静电措施,一般都能达到这个安全界限,所以采用这个界限不仅安全,而且可行。
2.7 阐述橡胶制品生产过程中静电危害的四个主要方面,以引起大家对防止静电危害工作的重视,并指出防静电工作应力求做到防止这四方面危害的产生。
2.7.1 由于静电火花放电,可能引起爆炸和火灾危险,产生爆炸和火灾必须有特定的条件,这条件就是2.3所述的必须同时满足的三个条件,橡胶工业生产中由于静电引起的火灾事故是频繁的,具体典型数字已在1.1中叙述。
2.7.2 由于带电体于人体的放电或带电人体对地的放电而导致电击的现象,在橡胶制品生产中的很多岗位普遍存在。如压延机、裁断机、运输带成型机、轮胎成型机、涂胶机等岗位的操作工人,经常会遭到电击,使人精神紧张,有不愉快的感觉,影响工人的情绪。由于人遭电击时,人的手会能动地向后撤,如后面带有高速旋转的回转体时或有伤害人体的其他部件时,则很可能由此导致人身事故,这类事故一般称为二次事故。
2.7.3 主要阐述橡胶半成品带静电后将产生力的作用,使橡胶半成品吸引周围空气中的大量灰尘,影响产品内在质量,在同性电荷的帘布贴合时,而产生气泡影响质量,影响工作效率。这是一个目前在我国还没有引起人们充分重视的问题。这在生产现场可以随时做演示实验。当你将细棉纱靠近带电体时,白棉纱犹如一条白蛇,伸着脑袋向胶布游去,当你放开棉纱时,棉纱将直飞向胶布。与胶布紧贴。这说明带电体对周围空间轻微物体的吸引力是相当大的。吸引力的大小与带电体电位的高低有关,当对带电体采取消除静电措施后,静电电位降低,就不会产生吸引棉纱现象。显然,尘埃是周围空间最轻的东西,必将被带电胶布吸附。半成品(胶布等)吸引大量灰尘后,必须要影响产品的内在质量。至于导致立式裁断机裁断后的帘布条出现两端宽窄不一致的现象,也是由于静电力的作用所引起的,这已为上海××厂在生产实践所证实。
2.7.4 静电火花放电必然要在周围空间产生电磁波,它将引起对电子设备运行的干扰。如在电子计算机房,由于人体带电造成的火花放电,将引起电子计算机的误动作,干扰计算机的正常工作。今后要在生产车间普遍采用电子技术,一方面要尽量提高电子设备的抗干扰能力,另一方面要尽量消除静电火花这个干扰源。
关于经常性的静电电击对人体健康的影响问题,目前我国尚未进行这方面的试验研究工作。国外说法不一致,仅苏联直接提出“静电放电的长期作用下,是产生许多病害的原因”(苏联“有爆炸危险构筑物的防雷和静电保护,1973年版”。引自《化工电气设计防静电技术参考资料(二)》。其理由是由于操作人员经常遭电击,使人精神紧张,心里烦燥,引起人体内分泌失调。根据我国橡胶工厂中经常遭受电击的操作人员反映:经常遭电击,使人精神紧张,心里烦燥,普遍出现血压降低、心跳过速、心律不齐甚至说话结巴等症状。但由于没有进行系统的调查、试验、研究工作,目前还不能作为编制本规程的依据,需请有关部门进行试验研究工作。但为了消除工作中干扰,使工人心情愉快地工作,提高工作效率,也应该予以足够重视,按规定采取必须的安全措施,使工人免遭电击。目前,存在一种倾向,凡是引起火灾、爆炸危险的静电问题,各级领导都比较重视,而对不致引起火灾、爆炸危险,仅使工人遭电击的场所就不够重视,这一点应引起各级领导的注意。
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