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國家標準

防止靜電事故通用導則GB12158-2006
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 GB12158-2006防止靜電事故通用導則

防止靜電事故通用導則

GENERAL GUIDELINE FOR PREVENTING ELECTROSTATIC ACCIDENTS

GB12158-2006

前言

本標準是對GB12158 1990《防止靜電事故通用導則》的修訂。

本標準的第5、6、7、8章為強制性條文。

本標準修訂過程中主要參考了PD CI.CTR 50404

2003《機械安全避免靜電危害的指南和推薦規范》、AN—SIESD-S20.201999《建立一個靜電放電控制大綱》、IEC79—20 1996—10《爆炸性氣體的靜電點燃危險性》。

本標準主要進行了以下修訂:

——增加了相對濕度較低時靜電危害容易發生,控制濕度可以防止靜電危害發生的描述;

——增加了防止靜電危害管理措施的要求;

——調整和增加了對靜電消除器的使用規定;

——增加了對暴露表面、分層結構、金屬網、防靜電繩索或軟管、金屬鏈、惡劣天氣、合成材料等因素的對應要求;

——修改了對管道施工中跨接的要求;

——增加了非金屬材料制造罐、管道的表面電阻和體電阻率的界限要求;

——增加了人體靜電的防護措施的內容;

——刪除了附錄中最小點燃能量數據,增加了質量濃度上下限;

——增加了多種物質的引爆、引燃的界限。

本標準的附錄A為規范性附錄,附錄B、附錄C和附錄D為資料性附錄。

1范圍

本標準描述了靜電放電與引燃,規定了靜電防護措施、靜電危害的安全界限及靜電事故的分析和確定。

本標準適用于存在靜電引燃()等靜電危害場所的設計和管理。其他的靜電危害(如靜電干擾、靜電損壞電子元件)可以參考本標準的有關條款。

本標準不適用于火炸藥、電火工品的靜電危害防范。

2規范性引用文件

下列文件中的條款通過本標準的引用而成為本標準的條款。凡是注日期的引用文件,其隨后所有的修改單(不包括勘誤的內容)或修訂版均不適用于本標準,然而,鼓勵根據本標準達成協議的各方研究是否可使用這些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件,其最新版本適用于本標準。

GB 6950輕質油品安全靜止電導率

GB 6951輕質油品裝油安全油面電位值

GB 12014防靜電工作服

GBT 15463--1995靜電安全術語

3術語和定義

下列術語和定義適用于本標準。

3.1靜電導體static conductor在任何條件下,體電阻率小于或等于1×106Ω·m(即電導率等于或大于1×10-6Sm)的物料及表面電阻率等于或小于1×107Ω的固體表面。

3.2靜電亞導體static sub-conductor

在任何條件下,體電阻率大于1×106Ω·m,小于1×1010Ω·m的物料及表面電阻率大于1×107Ω,小于1×1011Ω的固體表面。

3.3靜電非導體static non-conductor在任何條件下,體電阻率大于或等于1×1010Ω·m(即電導率小于或等于1×10-10Sm)的物料及表面電阻率等于或大于1×1011Ω固體表面。

3.4最小點燃能量minimum ignition energy

在常溫常壓條件下,影響物質點燃的各種因素均處于最敏感的條件,點燃該物質所需的最小電氣能量。

3.5間接接地indirect static earthing

為使金屬以外的靜電導體、靜電亞導體進行靜電接地,將其表面的局部或全部與接地的金屬體緊密相接的一種接地方式。

3.6爆炸危險場所explosion endangered places

爆炸性混合物(氣體及粉塵)出現的或預期可能出現的數量達到足以要求對電氣設備的結構、安裝和使用采取預防措施的場所。

3.7氣體爆炸危險場所的區域等級classification of hazard—ous areas

3.7.10區在正常情況下,爆炸性氣體(含蒸氣和薄霧)混合物連續地、短時間頻繁地出現或長時間存在的場所。

3.7.21區在正常情況下,爆炸性氣體(含蒸氣和薄霧)混合物有可能出現的場所。

3.7.32區在正常情況下,爆炸性氣體混合物不能出現,僅在不正常情況下,偶爾短時間出現的場所。

注:正常情況是指設備的正常起動、停止、正常運行和維修。

3.8緩和時間relaxation time of charge

帶電體上的電荷(或電位)消散至其初始值的1e(37)時所需的時間。

3.9靜置時間time of repose;time of rest

在有靜電危險的場所進行生產時,由設備停止操作到物料(通常為液體)所帶靜電消散至安全值以下,允許進行下一步操作所需要的間隔時間。

4放電與引燃

4.1典型靜電放電的特點和其相對引燃能力見表1。

1

放電種類

發生條件

特點及引燃性

電暈放電

當電極相距較遠,在物體表面的尖端和突出部位電場較強處較易發生

有時有聲光,氣體介質在物體尖端附近局部電離,不形成放電通道。感應電暈單次脈沖放電能量小于20腳,有源電暈單次脈沖放電能量則較此大若干倍,引燃、引爆能力甚小

刷形放電

在帶電電位較高的靜電非導體與導體問較易發生

有聲光,放電通道在靜電非導體表面附近形成許多分叉,在單位空間內釋放的能量較小,一般每次放電能量不超過4rnJ,引燃、引爆能力中等

火花放電

要發生在相距較近的帶電金屬導體間

有聲光,放電通道一般不形成分叉,電極上有明顯放電集中點,釋放能量比較集中,引燃、引爆能力很強

傳播型刷形放電

僅發生在具有高速起電的場合,當靜電非導體的厚度小于8mm,其表面電荷密度大于或等于2.7×10-4Cm2時較易發生

放電時有聲光,將靜電非導體上一定范圍內所帶的大量電荷釋放,放電能量大,引燃、引爆能力強

4.2在相同帶電電位條件下,液體或固體表面帶負電荷時發生的放電比帶正電荷時發生的放電,對可燃氣體的引燃能力可大一個數量級。

4.3在下列環境下,更易發生引燃、引爆等靜電危害。

——可燃物的溫度比常溫高;

——局部環境氧含量(或其他助燃氣含量)比正??諝?/span>

——爆炸性氣體的壓力比常壓高;

——相對濕度較低。

5靜電防護管理措施

本章規定了在靜電危險場所應采取的管理上的要求。

5.1靜電危害控制方案

在靜電危險場所,應制定靜電危害控制方案,并成為單位內部管理規范文件的一部分。其內容應包括:

——可能產生的靜電危害;

——靜電危害的表現形式;

——靜電危害的產生原因;

——靜電危害的控制措施;

——人員的培訓計劃;

——防靜電措施的驗證。

5.2人員

在靜電危險場所工作的人員,應定期的進行防靜電危害培訓。培訓應同本單位的實際工作結合,培訓的內容應包括法規的培訓、防靜電措施的執行方法、必要的演習及知識的補充。

對短期來訪的外來人員,應配備公用的個體防靜電裝備。進入靜電危害區域前,應由有經驗的工作人員以適合的方式告知有關規定。

5.3檢查

任何技術措施都有可能隨時間的推移而失效,在工作中應按照靜電危害控制方案對采取的防靜電措施進行定期檢查。檢查的頻率取決于控制對象的用途、耐久性及失效的風險。

5.4標志與記錄

所有靜電危險場所應設立明顯的危險標志。靜電危險場所必須有接地點、應使用的防靜電物品、必備的衣物、靜電危險區及運動方面的限制等標志。

所有的工作都應被記錄在案并保存。

6靜電防護技術措施

各種防護措施應根據現場環境條件、生產工藝和設備、加工物件的特性以及發生靜電危害的可能程度等予以研究選用。

6.1基本防護措施

6.1.1減少靜電荷產生

對接觸起電的物料,應盡量選用在帶電序列中位置較鄰近的,或對產生正負電荷的物料加以適當組合,使最終達到起電最小。靜電起電極性序列表見附錄B。

在生產工藝的設計上,對有關物料應盡量做到接觸面積和壓力較小,接觸次數較少,運動和分離速度較慢。

6.1.2使靜電荷盡快地消散

在靜電危險場所,所有屬于靜電導體的物體必須接地。

對金屬物體應采用金屬導體與大地做導通性連接,對金屬以外的靜電導體及亞導體則應作間接接地。

靜電導體與大地間的總泄漏電阻值在通常情況下均不應大于1×106Ω。每組專設的靜電接地體的接地電阻值一般不應大于lOOΩ,在山區等土壤電阻率較高的地區,其接地電阻值也不應大于1000Ω。

對于某些特殊情況,有時為了限制靜電導體對地的放電電流,允許人為地將其泄漏電阻值提高到1×106Ω1×108Ω,但最大不得超過1×109Ω。

局部環境的相對濕度宜增加至50%以上。增濕可以防止靜電危害的發生,但這種方法不得用在氣體爆炸危險場所0區。

生產工藝設備應采用靜電導體或靜電亞導體,避免采用靜電非導體。

對于高帶電的物料,宜在接近排放口前的適當位置裝設靜電緩和器。

在某些物料中,可添加適量的防靜電添加劑,以降低其電阻率。

在生產現場使用靜電導體制作的操作工具應接地。

6.1.3帶電體應進行局部或全部靜電屏蔽,或利用各種形式的金屬網,減少靜電的積聚。同時屏蔽體或金屬網應可靠接地。

6.1.4在設計和制作工藝裝置或裝備時,應避免存在靜電放電的條件,如在容器內避免出現細長的導電性突出物和避免物料的高速剝離等。

6.1.5控制氣體中可燃物的濃度,保持在爆炸下限以下。

6.1.6限制靜電非導體材料制品的暴露面積及暴露面的寬度。

6.1.7在遇到分層或套疊的結構時避免使用靜電非導體材料。

6.1.8在靜電危險場所使用的軟管及繩索的單位長度電阻值應在1x103Ωm1×106Ωm之間。

6.1.9在氣體爆炸危險場所禁止使用金屬鏈。

6.1.10使用靜電消除器迅速中和靜電靜電消除器是利用外部設備或裝置產生需要的正或負電荷以消除帶電體上的電荷。

靜電消除器原則上應安裝在帶電體接近最高電位的部位。

消除屬于靜電非導體物料的靜電,應根據現場情況采用不同類型的靜電消除器。

靜電危險場所要使用防爆型靜電消除器。

6.2固態物料防護措施

6.2.1非金屬靜電導體或靜電亞導體與金屬導體相互聯接時,其緊密接觸的面積應大于20cm2。

6.2.2架空配管系統各組成部分,應保持可靠的電氣連接。

室外的系統同時要滿足國家有關防雷規程的要求。

6.2.3防靜電接地線不得利用電源零線、不得與防直擊雷

地線共用。

6.2.4在進行間接接地時,可在金屬導體與非金屬靜電導體或靜電亞導體之間,加設金屬箔,或涂導電性涂料或導電膏以減少接觸電阻。

1.5油罐汽車在裝卸過程中應采用專用的接地導線(可;卷式),夾子和接地端子將罐車與裝卸設備相互聯接起來。

l接地線的聯接,應在油罐開蓋以前進行;接地線的拆除應在濰卸完畢,封閉罐蓋以后進行。有條件時可盡量采用接地設潞與啟動裝卸用泵相互間能聯鎖的裝置。

.2.6在振動和頻繁移動的器件上用的接地導體禁止用單融線及金屬鏈,應采用6mm2以上的裸絞線或編織線。

6.3液態物料防護措施

6.3.1控制烴類液體灌裝時的流速

灌裝鐵路罐車時,液體在鶴管內的容許流速按式(1)計算VD≤0.8  (1)

式中V——烴類液體流速的數值,ms;D——鶴管內徑的數值,m。

大鶴管裝車出口流速可以超過按式(1)所得計算值,但不得大于5ms。

灌裝汽車罐車時,液體在鶴管內的容許流速按式(2)計算

VD≤0.5  (2)

式中V——烴類液體流速的數值,ms;D——鶴管內徑的數值,m。

6.3.2在輸送和灌裝過程中,應防止液體的飛散噴濺,從底部或上部人罐的注油管末端應設計成不易使液體飛散的倒T形等形狀或另加導流板;或在上部灌裝時,使液體沿側壁緩慢下流。

6.3.3對罐車等大型容器灌裝烴類液體時,宜從底部進油。

若不得已采用頂部進油時,則其注油管宜伸入罐內離罐底不大于200mm。在注油管未浸入液面前,其流速應限制在lms以內。

6.3.4烴類液體中應避免混入其他不相容的第二物相雜質如水等。并應盡量減少和排除槽底和管道中的積水。當管道內明顯存在不相容的第二物相時,其流速應限制在lms以內。

6.3.5在貯存罐、罐車等大型容器內,可燃性液體的表面,不允許存在不接地的導電性漂浮物。

6.3.6當液體帶電很高時,例如在精細過濾器的出口,可先通過緩和器后再輸出進行灌裝。帶電液體在緩和器內停留時間,一般可按緩和時間的3倍來設計。

6.3.7烴類液體的檢尺、測溫和采樣

當設備在灌裝、循環或攪拌等工作過程中,禁止進行取樣、檢尺或測溫等現場操作。在設備停止工作后,需靜置一段時間才允許進行上述操作。所需靜置時間見表2。

2 min

液體電導率

(Sm)

液體容積/ms

<10

1050(不含)

505000(不含)

>5000

>10-8

1

1

1

2

10-1210-8

2

3

20

30

10-1410-12

4

5

60

120

<10-14

10

15

120

240

若容器內設有專用量槽時,則按液體容積<1×10m3取值。

對油槽車的靜置時間為2min以上。

對金屬材質制作的取樣器,測溫器及檢尺等在操作中應接地。有條件時應采用具有防靜電功能的工具。

取樣器、測溫器及檢尺等裝備上所用合成材料的繩索及油尺等,其單位長度電阻值應為1×105Ωm 1×107Ωm或表面電阻和體電阻率分別低于1×10101×108Ω·m的靜電亞導體材料。

在設計和制作取樣器、測溫器及檢尺裝備時,應優先采用紅外、超聲等原理的裝備,以減少靜電危害產生的可能。

在可燃的環境條件下灌裝、檢尺、測溫、清洗等操作時,應避開可能發生雷暴等危害安全的惡劣天氣,同樣強烈的陽光照射可使低能量的靜電放電造成引燃或引爆。

6.3.8在烴類液體中加入防靜電添加劑,使電導率提高至250pSm以上。

6.3.9當在烴類液體中加人防靜電添加劑來消除靜電時,其容器應是靜電導體并可靠接地,且需定期檢測其電導率,以便使其數值保持在規定要求以上。

6.3.10當不能以控制流速等方法來減少靜電積聚時,可以在管道的末端裝設液體靜電消除器。

6.3.11當用軟管輸送易燃液體時,應使用導電軟管或內附金屬絲、網的橡膠管,且在相接時注意靜電的導通性。

6.3.12在使用小型便攜式容器灌裝易燃絕緣性液體時,宜用金屬或導靜電容器,避免采用靜電非導體容器。對金屬容器及金屬漏斗應跨接并接地。

6.3.13容器的清洗過程應該避免可燃的環境條件,并且在清洗后靜置一定時間才可使用。

6.4氣態粉態物料防護措施

6.4.1在工藝設備的設計及結構上應避免粉體的不正常滯留、堆積和飛揚;同時還應配置必要的密閉、清掃和排放裝置。

6.4.2粉體的粒徑越細,越易起電和點燃。在整個工藝過程中,應盡量避免利用或形成粒徑在75μm或更小的細微粉塵。

6.4.3氣流物料輸送系統內,應防止偶然性外來金屬導體混入,成為對地絕緣的導體。

6.4.4應盡量采用金屬導體制作管道或部件。當采用靜電非導體時,應具體測量并評價其起電程度。必要時應采取相應措施。

6.4.5必要時,可在氣流輸送系統的管道中央,順其走向加設兩端接地的金屬線,以降低管內靜電電位。也可采取專用的管道靜電消除器。

6.4.6對于強烈帶電的粉料,宜先輸入小體積的金屬接地容器,待靜電消除后再裝入大料倉。

6.4.7大型料倉內部不應有突出的接地導體。在頂部進料時,進料口不得伸出,應與倉頂取平。

6.4.8當筒倉的直徑在1.5m以上時,且工藝中粉塵粒徑多數在30μm以下時,要用惰性氣體置換、密封筒倉。

6.4.9工藝中需將靜電非導體粉粒投入可燃性液體或}昆合攪拌時,應采取相應的綜合防護措施。

6.4.10收集和過濾粉料的設備,應采用導靜電的容器及濾料并予以接地。

6.4.11對輸送可燃氣體的管道或容器等,應防止不正常的泄漏,并宜裝設氣體泄漏自動檢測報警器。

6.4.12高壓可燃氣體的對空排放,應選擇適宜的流向和處所。對于壓力高、容量大的氣體如液氫排放時,宜在排放口裝設專用的感應式消電器。同時要避開可能發生雷暴等危害安全的惡劣天氣。

6.5人體靜電的防護措施

6.5.1當氣體爆炸危險場所的等級屬0區和1區,且可燃物的最小點燃能量在0.25mJ以下時,工作人員需穿防靜電鞋、防靜電服。當環境相對濕度保持在50%以上時,可穿棉工作服。

6.5.2靜電危險場所的工作人員,外露穿著物(包括鞋、衣物)應具防靜電或導電功能,各部分穿著物應存在電氣連續性,地面應配用導電地面。

6.5.3禁止在靜電危險場所穿脫衣物、帽子及類似物,并避免劇烈的身體運動。

6.5.4在氣體爆炸危險場所的等級屬0區和1區工作時,應佩戴防靜電手套。

6.5.5防靜電衣物所用材料的表面電阻率<5×1010Ω,防靜電工作服技術要求見GB 12014。

6.5.6可以采用安全有效的局部靜電防護措施(如腕帶),以防止靜電危害的發生。

7靜電危害的安全界限

7.1靜電放電點燃界限

7.1.1導體間的靜電放電能量按式(3)計算

W=(1/2)CV2(3)

式申W——放電能量,J;

C一一導體問的等效電容,F;

V一導體間的電位差,V。

當其數值大于可燃物的最小點燃能量時,就有引燃危險。

7.1.2當兩導體電極間的電位低于1.5kV時,將不會因靜電放電使最小點燃能量大于或等于0.25mJ的烷烴類石油蒸氣引燃。

7.1.3在接地針尖等局部空間發生的感應電暈放電不會引燃最小點燃能量大于0.2mg的可燃氣。

7.2物體帶電安全管理界限

7.2.1當固體器件的表面電阻率或體電阻率分別在1 X 108Ω1×106Ω·m以下時,除了與火炸藥有關情況外,一般在生產中不會因靜電積累而引起危害。對某些爆炸危險程度較低的場所(如環境濕度較高、可燃物最小點燃能量較高等情

)在正常情況下,表面電阻率或體電阻率分別低于1×1011Ω1×1010Ω·m時,也不會因靜電積累引起靜電引燃危險。

7.2.2用非金屬材料制造液體貯存罐、輸送管道時,材料表面電阻和體電阻率分別低于1×1010Ω1×108Ω·m。

7.2.3在氣體爆炸危險場所外露靜電非導體部件的最大寬度及表面積,參見表3。

3

環境條件

最大寬度/cm

最大表面積/cm2

0

A組爆炸性氣體

0.3

50

B組爆炸性氣體

0.3

25

C組爆炸性氣體

0.1

4

1

A組爆炸性氣體

3.0

100

B組爆炸性氣體

3.0

100

C組爆炸性氣體

2.0

20

7.2.4固體靜電非導體(背面15cm內無接地導體)的不引燃放電安全電位對于最小點燃能量大于0.2mJ的可燃氣是15kV。

7.2.5輕質油品裝油時,油面電位應低于12kV。

7.2.6輕質油品安全靜止電導率應大于50pSm。

7.2.7對于采取了基本防護措施的,內表面涂有靜電非導體的導電容器,若其涂層厚度不大于2mm,并避免快速重復灌裝液體,則此涂層不會增加危險。

7.3引起人體電擊的靜電電位

7.3.1人體與導體間發生放電的電荷量達到2×10_7C以上時就可能感到電擊。當人體的電容為100pF時,發生電擊的人體電位約3kV,不同人體電位的電擊程度見附錄C。

7.3.2當帶電體是靜電非導體時,引起人體電擊的界限,因條件不同而變化。在一般情況下,當電位在30kV以上向人體放電時,將感到電擊。

7.4附錄D給出了爆炸性氣體、蒸氣及懸浮粉塵的點燃危險性表。

8靜電事故的分析和確定

凡疑為靜電引燃的事故,除按常規進行事故調查分析外還應按照下列規定進行分析及確認。

8.1檢查分析是否存在發生靜電放電引燃的必要條件。

8.1.1通過對有關的運轉設備、物料性能、人員操作以及環境情況的分析,推測可能帶有靜電的設備、物體和帶電程度,以及放電的物件、條件和類型。

8.1.2收集和測取必要的有關技術參數,并估算可能的放電能量。

8.1.3參考本標準第6章及第7章提出的有關界限,對是否屬于靜電放電火源作出傾向性意見,或對較為簡單明顯的情況作出相應的結論。

8.2對于較復雜的情況,則應根據實際的需要和可能,選取以下部分或全部內容,作進一步的測試,并通過綜合分析后,作出相應的結論。

8.2.1充分收集或測取有關技術參數,主要包括環境溫度濕度和通風情況、可燃物種類、釋放源位置及可能的爆炸性氣體濃度分布情況,已有的防火防爆措施及其實際作用,與靜電有關的物料的流量流速和人員動作及操作情況,非靜電的其他火源的可能性等。

8.2.2遺留殘骸件的分析檢驗,其方法是選出可能帶有靜電并發生放電的物件(主要是金屬件)通過電子顯微鏡作微觀形貌觀察,查明是否存在類似火山El”特征的高溫熔融微坑。以確定靜電放電的具體部位,肯定事故的原因。

8.2.3物件的起電程度和放電能量難以用分析的方法予以定量或半定量確定時,需參考事故發生時的具體條件,進行實物模擬試驗,加以驗證。模擬試驗可在現場或在其他適宜場所進行。

對有關情況數據作進一步綜合分析,觀察各種情況數據間的相互關系是否符合客觀規律和是否存在矛盾,必要時還須對其他情況或數據(包括非靜電技術方面的)作補充收集或測試,以便作出最終結論。

 

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