了解和掌握靜電產(chǎn)生和積累的諸因素,對于控制靜電的危害是十分必要的。靜電的產(chǎn)生和積累受材質(zhì)、工藝設(shè)備和參數(shù)、環(huán)境條件等因素的影響。
1. 材質(zhì)和雜質(zhì)的影響
材料的電阻率,包括固體材料的表面電阻率對于靜電泄漏有很大影響。只有容易得失電子,而且電阻率很高的材料才容易產(chǎn)生和積累靜電。生產(chǎn)中常見的乙烯、丙烷、丁烷、原油、汽油、輕油、苯、甲苯、二甲苯、硫酸、橡膠、賽璐珞和塑料等都比較容易產(chǎn)生和積累靜電。
雜質(zhì)對靜電有很大的影響,靜電在很大程度上決定于所含雜質(zhì)的成分。一般情況下,雜質(zhì)有增加靜電的趨勢;但如雜質(zhì)能降低原有材料的電阻率,則加入雜質(zhì)有利于靜電的泄漏。液體內(nèi)含有高分子材料 (如橡膠、瀝青)的雜質(zhì)時,會增加靜電的產(chǎn)生。液體內(nèi)含有水分時,在液體流動、攪拌或噴射過程中會產(chǎn)生附加靜電;液體宏觀運動停止后,液體內(nèi)水珠的沉降過程要持續(xù)相當(dāng)長一段時間,沉降過程中也會產(chǎn)生靜電。如果油管或油槽底部積水,經(jīng)攪動后容易引起靜電事故。
2. 工藝設(shè)備和工藝參數(shù)的影響
接觸面積越大,雙電層正、負電荷越多,產(chǎn)生靜電越多。管道內(nèi)壁越粗糙,接觸面積越大,沖擊和 分離的機會也越多,流動電流就越大。對于粉體,顆粒越小者,一定量粉體的表面積越大,產(chǎn)生靜電越多。接觸壓力越大或摩擦越強烈,會增加電荷的分離,以致產(chǎn)生較多的靜電。 接觸一分離速 度越高,產(chǎn)生靜電越多。液體流速和管徑對液體靜電影響很大。設(shè)備的幾何形狀也對靜電有影響。 例如, 平皮帶與皮帶輪之間的滑動位移比三角皮帶大,產(chǎn)生的靜電也比較強烈。過濾器會大大增加 接觸和分離程度,可能使液體靜電電壓增加十幾倍到100倍以上。
3. 環(huán)境條件和時間的影響
材料表面電阻率隨空氣濕度增加而降低,相對濕度越高,材料表面電荷密度越低。但當(dāng)相對濕度在 40%以下時材料表面靜電電荷密度幾乎不受相對濕度的影響而保持為某一最大值。由于空氣濕度受 環(huán)境溫度的影響,以致環(huán)境溫度的變化可能加劇靜電的產(chǎn)生。導(dǎo)電性地面在很多情況下能加強靜電 的泄漏,減少靜電的積累。周圍導(dǎo)體布置對靜電電壓有很大的影響。由q=cu可知,靜電電量q不 變時,靜電電壓u與電容c成反比。帶靜電體周圍導(dǎo)體的面積、距離、方位都影響其間電容,從而影 響其間靜電電壓。例如,傳動皮帶剛離開皮帶輪時電壓并不高,但轉(zhuǎn)到兩皮帶輪中間位置時,由于 距離拉大, 電容大大減小,電壓則大大升高。 又如,油料在管道內(nèi)流動時電壓也不很高,但當(dāng)注入 油罐,特別是注入大容積油罐時,油面中 部因電容較小而電壓較高。又如,粉體經(jīng)管道輸送時,在 管道中間脹大處和出口處,由于電容減小,靜電電壓升高,容易由較大火花引起爆炸事故。