1tom299

11. ELEKTRYCZNOŚĆ STATYCZNA 600

11. ELEKTRYCZNOŚĆ STATYCZNA 600

4jC£₀C

D

Rys. 11.5. Schemat elektryzowania się cieczy podczas jej przepompowywania, wg [11.6]

1 — zbiornik. 2 pompa,

3    rurociąg o dużej średnicy,

4    — filtr, 5 — rurociąg o małej średnicy, 6 — przepływomierz,

7 — cysterna wanego w uziemionym rurociągu z materiału przewodzącego można wyznaczyć ze wzoru

t'max

(H.4)

przy czym: e — przcnikalność elektryczna względna cieczy; D — średnica rurociągu; £_max— maksymalne natężenie pola elektrycznego (wytrzymałość na przebicie cieczy).

Wszystkie przewężenia, takie jak filtry, zawory itp., są miejscami zwiększonej intensywności elektryzowania wskutek wzrostu prędkości i zwiększonej turbulencji, a w' przypadku zabrudzenia filtru — wskutek wymiany jonów między cieczą a powierzchnią filtru. Filtry o średnicy oczek większej niż 30 gm nie powodują znaczącej elektryzacji.

Wzmożone elektryzowanie występuje, jeśli ciecz zawiera nierozpuszczalne w niej domieszki innej cieczy, fazy stałej lub gazowej. 1 tak np. zawartość 0,1-:-0,2% wody powoduje zwiększenie generowanego ładunku w produktach ropy naftowej o 1 -r- 2 rzędów wielkości.W przypadku mieszania następuje intensywne generowanie ładunku wskutek kontaktowania się różnych faz.

Wyładowania elektrostatyczne mogą powstać wewnątrz pojemnika zawierającego ciecz (zbiornik, rurociąg), względnie w przestrzeni zewnętrznej. Wyładowania te zwykle następują do metalowych uziemionych elementów, względnie do człowieka. W wytycznych [11.24] podano maksymalne dopuszczalne wartości potencjału powierzchni cieczy oraz gęstości objętościowe ładunku dla niektórych cieczy organicznych, z uwagi na zagrożenie pożarowo-wybuchowe.

Kryterium rezystywmościowe wg normy [11.16] dotyczące cieczy opiera się na pomiarze rezystywności objętościowej wg normy PN-84/E-04409 i przyjmuje następujące wartości graniczne:

—    sg 10⁴ H m — ciecz jest niezdolna do niebezpiecznego naelektryzowania, jeżeli znajduje się w kontakcie z uziemionymi elementami;

—    10⁴ firn < o,, 5$ 10⁸ firn — ciecze o ograniczonej zdolności do niebezpiecznego naelektryzowania; ich naelektryzowanic może stwarzać zagrożenie w obiektach oraz strefach zagrożenia wybuchowego ZO;

—    q„ > 10⁸ fim — ciecze, których elektryzacja może wywoływać zagrożenie pożarowo-wybuchowe; w strefach zagrożonych wybuchem muszą być zastosowane odpowiednie środki ochrony.

Należy zauważyć, że kryterium rczystywnościow'e nie ma zatosowania w przypadku rozpylania cieczy i tworzenia obłoków. Nawet woda może się intensywnie elektryzować w tych warunkach. Problem ten występuje np. w przypadku mycia zbiorników strumieniem wody. Elektryzacja kropelek cieczy i mgieł może powodować powstanie pól elektrycznych o dużym natężeniu, a całkowita energia naelektryzowanego obłoku może osiągać wartość kilkunastu dżuli.

11.2.5. Elektryzowanie się gazów

Czyste gazy, pary lub ich mieszaniny nie elektryzują się. W praktyce jednak w gazach znajdują się zanieczyszczenia w postaci cząstek ciał stałych i./lub ciekłych, takie jak: rdza, kropelki wody, skroplony gaz, mgła itp. Elektryzowanie następuje w wyniku kontaktowania tych cząstek ze sobą, ściankami naczynia, przewodu itp., względnie rozrywania kropelek. Znajdujące się w strumieniu przepływającego gazu cząstki mogą więc elektryzować się, jak również przekazywać swój ładunek elementom, z którymi się kontaktują Strumień naelektryzowanego gazu może również indukować ładunki na elementach przewodzących znajdujących się w jego sąsiedztwie.

W wyniku opisanych procesów elektryzowania możliwe jest zainicjowanie zapłonu, jak również dokuczliwie oddziaływanie wyładowań elektrostatycznych na personel. W praktyce należy liczyć się z elektryzowaniem wszystkich gazów technicznych, ponieważ zawierają one wymienione poprzednio zanieczyszczenia. Elektryzowanie może nastąpić w warunkach ulatniania się lub wypływu gazu pod ciśnieniem poprzez otwory, zawory lub nieszczelne kołnierze. Szczególne środki ostrożności należy zachować w przypadku wodoru i acetylenu, z uwagi na ich małe minimalne energie zapłonu. Niebezpieczny może być również wypływ skroplonego dwutlenku węgla, stosowanego w charakterze gazu obojętnego dla ograniczenia możliwości powstania mieszaniny wybuchowej. Napięcie mierzone na dyszv przy wypływie skroplonego dwutlenku węgla może osiągać wartość do 12 kV.

Niektóre gazy, jak np. propan, przy gwałtownym rozprężeniu tworzą mgłę i zachowują się podobnie jak dwutlenek węgla. Stężenie wybuchowe propanu może wystąpić wewnątrz lub na zewnątrz aparatu technologicznego podczas jego napełniania lub opróżniania, jak również w warunkach niekontrolowanego wypływu wskutek braku hermetyzacji.

W przypadkach, gdy wskutek naelektryzowania gazu może wystąpić zagrożenie, należy przede wszystkim uziemić wszystkie przewodzące elementy, które mogą znaleźć się na drodze strumienia gazu. Ponadto należy w takich warunkach unikać stosowania elementów wykonanych z materiałów nieprzewodzących.

11.2.6. Powstawanie i gromadzenie się ładunku na ludziach

Ładunki elektrostatyczne mogą powstawać na ludziach na drodze kontaktowej w czasie chodzenia, zdejmowania odzieży albo wykonywania czynności domowych lub zawodowych, podczas których występuje wytwarzanie się ładunków. Elektryzacja ludzi może również nastąpić przez indukcję (rys. 11.6). Ciało człowieka może gromadzić ładunki elektryczne, jeśli jest odpowiednio odizolowane od ziemi np. przez nieprzewodzące obuwie lub podłogę. Stopień naelektryzowania w odniesieniu do ludzi określa się zwykle wartością napięcia względem ziemi: U = QJC, gdzie O — ładunek elektrostatyczny na ciele człowieka, C pojemność człowieka względem ziemi. Pojemność ta zależy od odległości między ciałem człowieka a uziemionymi przedmiotami i podłożem. Przy grubości podeszwy buta 5-^10 mm, pojemność C wynosi zwykle od ok. 70 do 250 pF. Pojemność

Rys. U.6. Elektryzacja człowieka przez indukcję

t

Rys. 11.7. Wartość napięcia na człowieku względem ziemi podczas poruszania się po izolacyjnym podłożu