Требования норм по оценке и снижению опасности воздействия статического электричества

Статическое электричество — это совокупность явлений, связанных с возникновением, сохранением и релаксацией свободного электростатического заряда на поверхности или в объеме диэлектриков или на изолированных проводниках. Опасность взрывов и пожаров от материалов, создающих значительные электростатические заряды на поверхности и внутри материалов, на поверхностях технологического оборудования, достаточно хорошо изучена. Показано, что меры по обеспечению электростатической искробезопасности (ЭСИБ) следует отнести к очень важным. В данном пособии физика появления опасных электростатических зарядов не рассматривается, так как это достаточно полно изложено в учебниках по БЖД и в специальной справочной литературе, например в работах [2.57, 2.58].

Установлено, что опасность взрывов от применения электростатических веществ зависит от следующих основных параметров:

• — от критического расстояния между материалами (/_кр, м);
• — температуры самовоспламенения (Г_св, °С);
• — минимальной энергии зажигания (W_MHH, Дж);
• — минимального заряда зажигания (д_мин, Кл).

Для большого количества применяемых материалов существуют справочные данные по этим величинам, их получают на этапе начала анализа.

Наиболее просто обеспечить требования норм по снижению рисков от пожаров и взрывов для материалов слабой электризации. К таким объектам (материалам) относят заземленные в установленном порядке объекты, у которых удельное объемное электрическое сопротивление всех составных частей (р_у) не превышает 10⁸ Ом-м и у которых по технологии отсутствуют процессы разбрызгивания, распыления, измельчения или диспергирования. Дополнительно к таким объектам с неметаллическими материалами относят такие, у которых напряженность электростатического поля на поверхности (?, В/м) не превышает 0,4?_пр (Е_пр — это диэлектрическая прочность, В/м). В этом случае достаточно обычного заземления, причем сопротивление заземления в таком случае может быть существенно выше, чем в системе заземления для защиты от поражения электрическим током.

Наиболее опасны вещества сильной электризации.

В настоящее время действует ГОСТ Р 12.1.018—93 «Пожарная безопасность. Электростатическая искробезопасность. Общие требования» (в нем доработаны ряд вопросов, приведенных в ГОСТ 12.1.018—86). Он разработан с учетом международных стандартов МЭК. Для обеспечения искробезопасности надо выполнить условие: W < 0,4W_min, где W — максимальная энергия разрядов, которые могут возникнуть в объекте или с его поверхности, Дж; W_min — минимальная энергия возгорания веществ и материалов, Дж. Значения W_min для наиболее опасных материалов приведены в справочных таблицах, например в [2.58].

Для защиты от электростатических зарядов используют коллективные и индивидуальные средства защиты. Подробно в этом пособии они не рассматриваются. Их перечень приведен, например, в [2.57, 2.58].

Важной мерой для исключения искроопасности является обеспечение стекания электростатических зарядов с человека и оборудования, включая огнетушители в шкафах. Для этого надо, чтобы сопротивление изоляции человека от земли не превышало 10⁷ Ом. Исходя из этого выбирают покрытие полов, специальную обувь, одежду, браслеты на руки. Электропроводящим считается пол с сопротивлением растеканию тока не более 10⁷ Ом, а в зонах, наиболее опасных в аспекте возгорания веществ или объектов (W_mjn < 0,1 МДж), необходимо, чтобы это сопротивление было не более 10⁶ Ом. Электропроводящие участки антиэлектростатической одежды и обуви должны иметь значения сопротивления «человек — земля» от 10⁶ до 10⁸ Ом; антиэлектростатические кольца и браслеты — от 10⁶ до 10⁷ Ом. Сопротивление между точками электропроводящей системы, объединенной перемычками, — не более 0,2 Ом, что требует частого и тщательного контроля в местах, где установлены элементы для заземления и соединения элементов оборудования. В работе [2.58] приведены подробные рекомендации:

• — по грамотному исполнению заземления опасных объектов;
• — обеспечению электростатической искробезопасности металлических аппаратов, трубопроводов и аппаратов из стекла, из полимерных материалов;
• — устройствам для заземления и контроля качества цепи заземления средств транспорта, хранения ЛВЖ и сжиженных горючих газов.

В этой книге также приведена важная классификация неметаллических покрытий на электропроводящем заземленном основании: приведены назначение таких покрытий, критерии опасности и контроля безопасности. На таких опасных участках даже огнетушители, перед тем как начать тушить возгорание, надо «разрядить» от электростатики. Для этого надо сначала поднести корпус огнетушителя к заземленной конструкции, а затем можно включать. Рекомендуется использовать также любые аналоги заземлителей. Если этого не сделать, то сами огнетушители могут быть дополнительными и мощными источниками взрывов или пожаров (например, при тушении топливных баков автомобилей из полиэтилена и других неметаллических материалов).

При выборе средств индивидуальной защиты (СИЗ) надо обеспечить, чтобы в положении стоя электрическая емкость работника © не превышала значений от 70 до 1000 пФ, поэтому на поверхности одежды напряжение не должно превышать 2 кВ, чтобы возникающие разряды в импульсе (q) не превышали 0,1 мкКл. Подробнее порядок выбора необходимых СИЗ для работников приведен в гл. 14.