石油化工靜電接地設計規範
SH3097-2000
國家石油和化學工業局2000-06-30批準 2000-10―01實施
1總則
1.0.1 為了防止和減少靜電傷害,保障石油化工企業可靠生產,在石油化工設計中,貫徹預防為主的方針,采取防靜電措施,做到技術先進、經濟合理、可靠適用,特製定本規範。
1.0.2 本規範適用於石油化工企業存在靜電危害的新建、擴建和改建工程的靜電接地設計。
1.0.3 靜電接地是防止靜電危害的主要措施之一。石油化工企業的防靜電設計,應由工藝、配管、設備、儲運、通風、電氣等專業相互配合,綜合考慮,並采取下列防止靜電危害措施:
1改善工藝操作條件,在生產、儲運過程中應盡量避免大量產生靜電荷:
2防止靜電積聚,設法提供靜電荷消散通道,保證足夠的消散時間,泄漏和導走靜電荷;
3選擇適用於不同環境的靜電消除器械,對帶電體上積聚著的靜電荷進時行中和及消散;
4屏蔽或分隔屏蔽帶靜電的物體,同時屏蔽體應可靠接地;
5在設計工藝裝置或製作設備時,應盡量避免存在高能量靜電放電的條件,如在容器內避免出現細長的導電性突出物和未接地的孤立導體等;
6改善帶電體周圍環境條件,控製氣體中可燃物的濃度,使其保持在爆炸極限以外;
7防止人體帶電。
1.0.4 靜電接地設計,除應符合本規範外,尚應符合國家現地有關強製性標準規範的規定。
靜電接地體的接地電阻計算,應符合現行國家標準《工業與民用電力裝置的接地設計規範》GBJ65-83的有關規定。
2名詞術語
2.0.1 工業靜電industrial staticelectricity
靜電是對觀測者處於相對靜止的電荷。由它所引起的磁場效應較之電場效應可以忽略不計。靜電可由物質的接觸與分離、靜電感應、介質極化和帶電微粒的附著等物理過程而產生。工業靜電是生產、儲運過程中在物料、裝置、人體、器材和構築物上產生和積累起來的靜電。
2.0.2 帶電體electrified body
正負電荷數量不相等,對外界顯示電的特性的物體或係統。
2.0.3 帶電區electrified area
帶電體上積聚靜電的部位。
2.0.4 物質靜電特征參數
1體積電阻率volumeresistivity
表征物體內導電性能的物理量。它是單位橫截麵積、單位長度上材料的電阻值,其單位為歐[姆]·米(Ω·m)
2表麵電阻率surfaceresistivity
表征物體表麵導電性能的物理量。它是正方形材料兩對邊間的電阻值,與物體厚度及正方形大小無關,其單位為歐[姆](Ω)。
3電導率conductivity
表征材料導電性能的物理量。其與電場強度之乘積等於傳導電流密度,即σE=j。電導率的單位為西[門子]/米(S/m)。
2.0.5 靜電起電、積聚和消散
1靜電起電electrostaticelectrification
由於物體的接觸分離、靜電感應、介質極化和帶電微粒的附著等原因,使物體正負電荷失去平衡或電荷分布不均,而在宏觀上呈現帶電的過程。
2靜電積聚electrostatic accumulation
由於某種起電因素使物體上靜電起電的速率超過靜電消散的速率而在其上呈現靜電荷的積累過程。
3靜電泄漏electrostatic leakage
帶電體上的電荷通過帶電體自身或其他物體等途徑向大地傳導而使之部分或全部消失的過程。
4靜電消散electrostaticdissipation[decay]
帶電體上的電荷由於靜電中和、靜電泄漏、靜電放電而使之部分或全部消失的過程。
5靜電靜置時間timeof repose;time ofrest
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)所帶靜電消散至可靠值以下,允許進行下一步操作所需要的時間間隔。
6電荷弛豫時間relaxation time of charge
帶電體上的電荷(或電位)消散(或下降)至其初始值的1/e時所需要的時間。
7雜散電流straycurrent
任何不按指定的通路而流動的電流,這些非指定的通路可以是大地、與大地接觸的管線和其它金屬物體或構築物。
2.0.6 靜電放電現象
1靜電放電electrostatic discharge
當帶電體周圍的場強超過周圍介質的絕緣擊穿場強時,因介質產生電離而使帶電體上的電荷部分或全部消失的現象。
2靜電放電能量electrostatic dischargeenergy
帶電體所形成的靜電場,通過靜電放電所釋放出來的總能量。
3電暈放電coronadischarge
發生在不均勻的、場強很高的電場中的輝光放電。電暈放電時,在電極周圍有微弱發光的電暈層。
4刷形放電brushdischarge
指發生於帶電量大的絕緣體與導體之間空氣介質中的一種放電形式。該放電形式放電通道不集中,呈分枝狀。
5傳播型刷形放電brushdischarge with propagation form
在高速起電場所及靜電非導體背麵襯有接地導體的情況下,在靜電非導體上所發生的放電能量集中、引燃能力強,並帶有聲光特征的一種放電。
6火花放電sparkdischarge
由於分隔兩電極間的空氣或其他電介質材料突然襲擊然被擊穿,使電流急劇上升,電壓急劇下降,引起帶有瞬間閃光、並有集中通道的短暫放電現象
7**放電discharge at sharp point
在帶電導體曲率半徑很小處所發生的放電現象
2.0.7 材料
1靜電導體staticconductor
一種具有較低的電阻率,除非使它與地絕緣,否則其上難於積聚靜電荷的材料。
2靜電非導體staticnon-conductor
一種具有很高的電阻率,因此能在其上積聚足夠數量的靜電荷而引起各種靜電現象的材料。
3導靜電材料staticconductive material
指金屬和碳等電導率大的材料,以及用其他方法(如在絕緣材料中摻入導電材料等)使物體具有導靜電性能的材料。
4防靜電織物anti-static fabric
通過某種工藝方法,使纖維表麵電阻率降低,從而形成或生產出的一種具有防止靜電積聚的織物。
2.0.8 靜電可靠有災害預防
1靜電可靠electrostatic safety
指在生產過程有各種環境(係統)中,不發生由於靜電現象而導致人的傷害、設備損壞或財產損失的狀況和條件。
2靜電故障electrostatic accident
由於某種靜電現象的作用,導致生產係統、設備、工藝過程、材料、產品等發生故障、損害(如生產率下降、產品質量**,以致失效、破壞等)的現象或事件。
3靜電災害electrostatic disaster
由於靜電放電而導致發生財產損失或人員傷亡的危害、損害的現象或意外事件(如火災、爆炸、靜電電擊以及由此而造成的二次事故等)。
4靜電電擊electrostatic shock
由於帶電體向人體,或帶靜電的人體向接地的導體,以及人體相互間發生靜電放電,其所產生的瞬間衝擊電流通過人體而引起的病理生理效應。
5二次事故secondary accident
由於靜電電擊使人體失去平衡,導致人員由高空墜落或觸及其他障礙物而引起的傷害;或造成已存在的火災、爆炸的後果進一步擴大等危害的現象或事件。
6靜電危險場所areaof electrostatic hazards
空間存在可由靜電引爆的爆炸性混合物,或對其進行直接加工、處理和操作等工藝作業場所的統稱。
2.0.9 靜電接地
1靜電接地係統electrostatic earthingsystem
帶電體上的電荷向大地泄漏、消散的外界導出通道。
2直接靜電接地directstatic earthing
通過金屬導體使物體接地的一種接地方式。
3間接靜電接地indirect static earthing
通過非金屬導電材料或防靜電材料以及防靜電製品使物體接地的一種接地方式。
4連接connection
將彼此間沒有良好導電通路的物體進行導電性連接,使相互間大體上處於相同電位的措施。
5靜電接地的電阻分類
a靜電泄漏電阻leakage resistance of staticelectricity
物體在不帶電的情況下,物體的被測點對大地的總電阻。
b靜電接地電阻earthing resistance of staticelectricity
指靜電接地係統的對地電阻。
直接靜電接地電阻為接地體或自然接地體的對地電阻和接地線電阻的總和。間接靜電接地電阻為被接地物體的接地極與大地之間的總電阻,主要由導電、防靜電材料或防靜電製品的電阻決定。
3一般規定
3.1 靜電接地的範圍
3.1.1 在生產加工、儲運過程中,設備、管道、操作工具及人體等,有可能產生和積聚靜電而造成靜電危害時,應采取靜電接地措施。
3.1.2 在進行靜電接地時,必須注意下列部位的接地:
1裝在設備內部而通常從外部不能進行檢查的導體;
2裝在絕緣物體上的金屬部件;
3與絕緣物體同時使用的導體;
4被塗料或粉體絕緣的導體;
5容易腐蝕而造成接觸**的導體;
6在液麵上懸浮的導體。
3.1.3 各種靜電消除器的接地端,應按產品說明書的要求進行接地。
3.1.4 在下列情況下,可不采取專有的靜電接地措施(計算機、電子儀器等除外):
1當金屬導體已與防雷、電氣保護、防雜散電流、電磁屏蔽等的接地係統有電氣連接時;
2當埋入地下的金屬構造物、金屬配管、構築物的鋼筋等金屬導體間有緊密的機械連接,並在任何情況下金屬接觸麵間有足夠的靜電導通性時;
3當金屬管段已作陰極保護時。
3.2 靜電接地方式
3.2.1 需要進行靜電接地的物體,應根據物體的類型采取下列靜電接地方式:
1靜電導體應采用金屬導體進行直接靜電接地。
2人體與移動式設備應采用非金屬導電材料或防靜電材料以及防靜電製品進行間接靜電接地。
3靜電非導體除應間接靜電接地外,尚應配合其它的防靜電措施。
3.3 靜電接地係統的接地電阻
3.3.1 靜電接地係統靜電接地電阻值不應大於106Ω。專設的靜電接地體的對地電阻值不應大於100Ω,在山區等土壤電阻率較高的地區,其對地電阻值也不應大於1000Ω。
3.3.2 當其它接地裝置兼作靜電接地時,其接地電阻值應根據該接地裝置的要求確定。
3.4 靜電接地端子和接地板
3.4.1 應在設備、管道的一定位置上,設置專有的接地連接端子,作為靜電接地的連接點。
3.4.2 接地連接端子的位置應符合下列要求:
1不易受到外力損傷;
2便於檢查維修;
3便於與接地幹線相連;
4不妨礙操作;
5盡量避開容易積聚可燃混合物以及容易鏽蝕的地點。
3.4.3 靜電接地端子有下列幾種:
1設備、管道外殼(包括設備支座、耳座)上預留出的裸露金屬表麵。
2設備、管道的金屬螺栓連接部位。
3接地端子排板。
4專用的金屬接地板。
3.4.4 專用金屬接地板的設置應符合下列要求:
1金屬接地板可焊(或緊固)於設備、管道的金屬外殼或支座上。
2金屬接地板的材質,應與設備、管道的金屬外殼材質相同。
3金屬接地板的截麵不宜小於50×10(mm),濟小有效長度對小型設備宜為60mm,大型設備宜為110mm。如設備有保溫層,該板應伸出保溫層外。
接地用螺栓規格不應小於M10。
4當選用鋼筋混凝土基礎作靜電接地體時,應選擇適當部位預埋200×200×6(mm)鋼板,在鋼板上再焊專用的金屬接地板。預埋鋼板的錨筋應與基礎主鋼筋(或通過一段鋼筋)相焊接。
3.5 靜電接地支線和連接線
3.5.1 靜電接地支線和連接線,應采用具有足夠機械強度、耐腐蝕和不易斷線的多股金屬線或金屬體,規格按表3.5.1選用。
表3.5.1靜電接地支線、連接線的濟小規格
3.6 靜電接地幹線和接地體
3.6.1 靜電接地幹線和接地體應與其它用途的接地裝置綜合考慮,統一布置。可利用保護接地幹線、防雷電感應接地幹線作為靜電接地幹線使用,否則應專門設置靜電接地幹線和接地體。
3.6.2 靜電接地幹線的布置,應符合下列要求:
1有利於設備、管道及需要在現場作靜電接地的移動物體的接地;
2靜電接地幹線在裝置內宜閉合環形布置,不同標高的接地幹線之間至少應有兩處連接。
3.6.3 下列接地幹線或線路不得用於靜電接地:
1照明回路的工作零線和三相四線製係統中的中性線;
2整流所各級電壓的交流、直流保護接地係統;
3直流回路的專用接地幹線;
4防雷引下線(兼有引流作用的金屬設備本體除外)。
3.6.4 靜電接地體的設計應符合下列要求:
1當靜電接地幹線與保護接地幹線在建構築物內有兩點相連時,可不另設靜電接地體;
2應充分利用自燃接地體以及其它用途的接地體;
3接地幹線和接地體材質宜選用耐腐蝕材料,當選用鍍鋅鋼材時,鋼材規格可按表3.6.4選用。
表3.6.4靜電接地幹線和接地體用鋼材的濟小規格
注:括號內數字為2類腐蝕環境中用鋼材的推薦規格。
3.7 靜電接地的連接
3.7.1 接地端子與接地支線連接,應采用下列方式:
1固定設備宜用螺栓連接;
2有振動、位移的物體,應采用撓性線連接;
3移動式設備及工具,應采用電瓶夾頭、鱷式夾鉗、專用連接夾頭或磁力連接器等器具連接,不應采用接地線與被接地體相纏繞的方法。
3.7.2 靜電接地的連接應符合下列要求:
1當采用搭接焊連接時,其搭接長度必須是扁鋼寬度的兩倍或圓鋼直徑的六倍;
2當采用螺栓連接時,其金屬接觸麵應去鏽、除油汙,並加防鬆螺帽或防鬆墊片。
3當采用電池夾頭、鱷式夾鉗等器具連接時,有關連接部位應去鏽、除油汙。
4具體規定
4.1 固定設備
4.1.1 固定設備(塔、容器、機泵、換熱器、過濾器等)的外殼,應進行靜電接地。若為覆土設備一般可不做靜電接地。
4.1.2 直徑大於或等於2.5m及容積大於或等於50m3的設備,其接地點不應少於兩處,接地點應沿設備外圍均勻布置,其間距不應大於30m。
4.1.3 有振動性能的固定設備,其振動部件應采用截麵不小於6mm2的銅芯軟絞線接地,嚴禁使用單股線。有軟連接的幾個設備之間應采用銅芯軟絞線跨接。
4.1.4 轉動物體的接地,可采用導電潤滑脂或專用接地設施(如在無爆炸、無火災危險環境內可采用滑環和電刷等)進行接地,但類似於閥杆、軸承轉動部分可不必進行上述連接。容易積聚電荷的皮帶或傳送帶,宜采用導電橡膠製品。
4.1.5 皮帶傳動的機組及其皮帶的防靜電接地刷、防護罩,均應接地。
4.1.6 可燃粉塵的袋式集塵設備,織入袋體的金屬絲的接地端子應接地。
4.1.7 設備內部的各部件之間的活動連接或滑動連接等部位,應保持其接觸電阻值在1000Ω以下。
4.1.8 固定設備與接地線或連接線宜采用螺栓連接,連接端子可設置在設備的側麵、設備聯合金屬支座的側麵或端部位置,接地端子與接地線的材料選擇應符合本規範弟3.4.4條與弟3.5節中有關條款。
4.1.9 與地絕緣的金屬部件(如法蘭、膠管接頭、噴嘴等),應采用銅芯軟絞線跨接引出接地。
4.2 儲罐
4.2.1 儲罐內各金屬構件(攪拌器、升降器、儀表管道、金屬浮體等),必須與罐體等電位連接並接地。
4.2.2 在罐頂取樣操作平台上,操作口的兩側應各設一組接地端子,為取樣繩索、檢尺等工具接地用。
4.2.3 浮頂罐的浮船、罐壁、活動走梯等活動的金屬構件與罐壁之間,應采用截麵不小於25mm2銅芯軟絞線進行連接,連接點不應少於兩處。浮船與罐壁之間的密封圈應采用導靜電橡膠製作。設置於罐頂的擋雨板應采用截麵為6~10mm2的銅芯軟絞線與頂板連接。
4.2.4 當儲罐內壁塗漆時,漆的導電性能應高於被儲液體,其體積電阻率應在108Ω·m以下。
4.2.5 為消除人體靜電,在扶梯進口處,應設置接地金屬棒,或在已接地的金屬欄杆上留出一米長的裸露金屬麵。
4.2.6 與儲罐管線相連接的法蘭,如需防雜散電流和電化學腐蝕時,可選用電阻為104Ω~106Ω的絕緣法蘭連接。
4.3 管道係統
4.3.1 管道在進出裝置區(含生產車間廠房)處、分岔處應進行接地。長距離無分支管道應每隔100m接地一次。
4.3.2 平行管道淨距小於100mm時,應每隔20m加跨接線。當管道交叉且淨距小於100mm時,應加跨接線。
4.3.3 當金屬法蘭采用金屬螺栓或卡子緊固時,一般可不必另裝靜電連接線,但應保證至少有兩個螺栓或卡子間具有良好的導電接觸麵。
4.3.4 工藝管道的加熱伴管,應在伴管進汽口、回水口處與工藝管道等電位連接。
4.3.5 風管及保溫層的保護罩當采用薄金屬板製作時,應咬口並利用機械固定的螺栓等電位連接。
4.3.6 金屬配管中間的非導體管段,除需做特殊防靜電處理外,兩端的金屬管應分別與接地幹線相連,或用截麵不小於6mm2的銅芯軟絞線跨接後接地。
4.3.7 非導體管段上的所有金屬件均應接地。
4.3.8 地下直埋金屬管道可不做靜電接地。
4.4 鐵路棧台與罐車
4.4.1 棧台區域內的金屬管道、設備、構築物、鐵路鋼軌等應等電位連接並接地,還應構成接地網。
4.4.2 區域內鐵路鋼軌的兩端應接地,區域內與區域外鋼軌間的電氣通路應絕緣隔離。每根鋼軌間應是良好的電氣通路,平行鋼軌之間應跨接,每個鶴位處宜跨接一次並接地。跨接線可用1×19-14.9mm2鍍鋅鋼絞線,接地線可用雙根φ5m鍍鋅鐵線,並用塞釘鉚進鋼軌。
4.4.3 在操作平台梯子入口處,應設置人體靜電接地金屬棒。每個鶴位平台處應設置接地端子,接地端子宜用接地線與接地幹線直接相連。罐車及儲罐用帶有接地夾的軟金屬線與接地端子連接。
4.4.4 金屬注液管與固定管道、鋼架等應進行等電位連接並接地,其靜電接地電阻應小於106Ω。
4.4.5 非金屬注液軟管宜采用防靜電材料製作。
4.4.6 罐車的罐體、車體應與注液管係統以及棧台鋼架等電位連接。在裝卸作業前,應用專用接地線與平台接地端子連接,裝卸完畢將頂蓋蓋好後方可拆除。
4.5 汽車站台與罐車
4.5.1 站台區域內的金屬管道、設備、構築物等應進行等電位連接並接地。
4.5.2 在操作平台梯子入口處或平台上,應設置人體靜電接地棒。
4.5.3 儲罐汽車在裝卸作業前,應采用專用接地線及接地夾將汽車、儲罐與裝卸設備等電位連接。作業完畢封閉儲罐蓋後方可拆除。接地設備宜與裝卸泵聯鎖。
4.5.4 注液管係統應符合本規範弟4.4.4條和弟4.4.5條的要求。
4.6 碼頭
4.6.1 碼頭區內的金屬管道、設備、構架包括碼頭引橋,棧橋的金屬構件,基礎鋼筋等應進行等電位連接並接地。裝卸棧台或船位陸上部分應設接地裝置。
4.6.2 較大碼頭區,區域內的管線應符合本規範弟4.3.1~4.3.7條的要求.
4.6.3 裝卸棧台應符合本規範弟4.4節及4.5節的要求。
4.6.4 在船位陸上入口處,應設置消除人體靜電的接地裝置。
4.6.5 為防止雜散電流,應采取以下措施:
1輸液臂或輸液管上,使用絕緣法蘭或一段不導電軟管,其電阻值在2.5×104Ω~2.5×106Ω之間。
2岸與船的人行通路不能全金屬連接。
3碼頭護舷設施與靠泊輪船之間應絕緣。
4岸上一側的金屬物隻能與碼頭岸上的接地裝置相連。
4.7 粉體加工與儲運設備
4.7.1 在填料與出料部分,應采取下列靜電接地措施:
1金屬和非金屬導體容器以及附近的所有金屬設備,包括料管,應進行等電位連接並接地。
2盛裝高體積電阻率粉料的容器,除應按本規範弟4.7.1-1條的要求進行外,在可能的條件下,宜將一根或多根接地板(管、棒)垂直插入容器內,實施粉體內的靜電分隔屏蔽。
3裝粉料用的袋、桶應放在地麵上或接地台麵上。
4.7.2 裝粉體加入可燃性溶劑中時,應采取下列靜電接地措施:
1操作人員必須接地。
2用導電材料作漏鬥、斜槽等填充裝置,並將其與容器進行等電位連接後接地。
3盛裝溶劑或粉料的容器應用導電材料製作並進行接地。盛裝粉料的容器允許塗抹小於2mm厚的絕緣層。
4.7.3 在粉體篩分、研磨、混合部分,所有導體部件,包括篩網,應進行等電位連接並接地。活動部件宜采用撓性連接。接受容器應按本規範弟4.7.1條的要求進行。
4.7.4 粉塵采用氣流輸送時,管道應采用導電材料,除應符合本規範弟4.3節的要求外,管段法蘭必須跨接並接地。
4.7.5 在粉塵分離器中,所有導體部件,包括過濾器支撐柱頭、框架,應進行等電位連接並接地。
4.7.6 大型料倉內部不應有突出的接地導體,如設置料位報警器等必須采取防靜電燃爆措施。料倉頂部進料口和排風口,應與倉頂取平。
4.8 氣體與蒸汽的噴出設備
4.8.1 在氣體與蒸汽的噴出設備上,所有的導體部件應進行等電位連接並接地。
4.8.2 用蒸汽(或氣體)清洗儲罐等設備時,噴射器應與被噴物以及周圍的金屬體等電位連接並進行接地。
4.8.3 裝在軟管上的金屬噴嘴、接頭等,應采用下列靜電接地措施:
1使用導電性或防靜電軟管時,應使噴嘴、接頭等與軟管可靠地連接並接地。
2裝在軟管上的金屬噴嘴、接頭等金屬部件,可用專用接地線與接地裝置連接。
3在使用氣體或蒸汽噴出設備作業前,應將專用的接地線連接好,作業完畢後方可拆除。
4.9 化纖設備
4.9.1 輸送帶托輥和終端皮帶滾輪應與料鬥采取跨接方式將其接地。
4.9.2 在設備上被非導體隔絕緣的孤立金屬部件,應采取跨接方式將其接地。
4.9.3 滾動軸、攪拌器旋轉部件的靜電接地電阻大於106Ω時,可使用導電性潤油劑或滑動電刷等進行接地。
4.9.4 氣流輸送設備應符合本規範弟4.7.4條的要求。
4.10 人體靜電接地
4.10.1 操作人員在可能產生靜電危害的場所,應采取下列措施:
1應正確使用各種防靜電防護用品(如防靜電鞋、防靜電工作服、防靜電手套等),不得穿戴合成纖維及絲綢衣物。
2操作人員應徒手或徒手戴防靜電手套觸摸接地金屬物體後方可進入工作場所。
3禁止在爆炸危險場所穿**服、帽子等。
4.10.2 在人體帶電易產生靜電危害的場所,應采取下列措施:
1工作台麵應敷設導電橡膠板,凳子的座麵應用導電材料製作。如果工作台、凳子的支腿是非金屬材料或有塑料(橡膠)套腳時,則台麵及座麵應有接地措施。
2應敷設導靜電地麵,導靜電地麵的體積電阻率應為1.0×105Ω·m~1.0×108Ω·m其導電性能應長期穩定,不易發塵,尚應定期灑水和**絕緣汙物等。
4.11 計算機房與電子儀表室的靜電接地
計算機房與電子儀表室的靜電接地應符合國標《電子計算機房設計規範》GB50174-93的規定。
附錄A
靜電接地的檢測方法
A.0.1 靜電接地的檢測,應在被檢測對象不帶電的條件下進行。被測對象包括設備中的接地係統、非金屬材料、防靜電產品等。
A.0.2 設備接地測量應符合下列規定:
1設備的金屬零部件之間、設備與專用接地極之間的接觸電阻、跨接電阻,可用普通萬用表測量;
2設備接地極電阻,包括接地級與土壤的接觸電阻,以及土壤的流散電阻,可用ZC係列接地搖表測量。接地板與電流電極間距應為40m,電壓電極與電流電極間距應為20m。
3設備中的非金屬器件(如用於接地的非金屬零件、絕緣法蘭等)的電阻測量規定如下:
當電阻小於1MΩ時,可用普通萬用表或高阻計測量;
當電阻大於或等於1MΩ時,可用500V以上高阻計或兆歐表測量。
A.0.3 非金屬材料導電性能測量應符合下列規定:
1板材、薄膜等的體積電阻率和表麵電阻率
a當體積電阻率大於或等於106Ω·m時,按《固體電工絕緣電阻、體積電阻係數和表麵電阻係數試驗方法》GB1410-78規定測量,測量儀表可用ZC36、ZC43等高阻計。試樣尺寸:方形100×100(mm)或圓形φ100mm。
b當體積電阻率小於106Ω·m時,按《導電和抗靜電橡膠電阻率(係數)的測定方法》GB2439-81規定測量,其中靜電計和電流表輸入阻抗大於1012Ω。
試樣尺寸:長70~150mm,寬10~150mm。
2纖維泄漏電阻,按《纖維泄漏電阻測試方法》FJ551-85進行測量,其中試樣量為2±0.1g。測試儀器則采用RC充放電原理的纖維泄漏電阻測試儀。
3輕質石油產品電導率,按《輕質石油產品電導率測定法》GB6539-86進行測量。樣品油大於1L,測量儀器為油品電導率測試儀。
A.0.4 防靜電產品導電性能測量應符合下列規定:
1防靜電鞋、導靜電鞋電阻,按《防靜電膠底鞋、導電膠底鞋電阻值測量方法》GB4386-84進行測量。當R≥1.5×105Ω時,測量電壓取500±25V;當R<1.5×105Ω時,測量電壓取100±5V,測試電功率不大於3W。
2地板、地毯等鋪地物電阻,用2個φ60±2mm(重量2±0.2kg,黃銅鍍鉻)專用電極測量,測量電極距離為1m,非柔性地麵可在電極下墊導電海綿(直徑φ60mm、厚5~6mm,體積電阻率0.1~1Ω·m)。測量儀器可采用絕緣電阻測試儀,直流開路電壓500V,短路電流5mA。
附錄B
靜電接地工作的注意事項
B.0.1 在可能產生靜電危害的場所,對移動設備、工具的靜電接地應按下列程序:
1在工藝操作或運輸之前,必須做好接地工作。
2工藝操作或運輸完畢後,經過規定的靜置時間,方可拆除接地線。
3接地線連接點位置宜避開火災、爆炸危險場所,且不應在裝卸作業區的下風向。
B.0.2 生產過程中,當設備、管道等局部檢修會造成有關物體靜電連接回路斷路時,應做好臨時性跨接,檢修後應及時複原,並重新測定電阻值。
B.0.3應正確使用接地用具和材料,並經常檢查,確保電氣通路完好性。如接地連接有斷裂點,在恢複其連接前,應采取措施確保周圍環境無爆炸、火災的危險。
B.0.4 易燃、易爆物品的取樣器、檢尺和測溫用的金屬用具,工作時不允許與金屬器壁相碰撞。
用詞說明
對本規範條文中要求執行嚴格程度不同的用詞,說明如下:
(一) 表示很嚴格,非這樣做不可的用詞
正麵詞采用“必須”;
反麵詞采用“嚴禁”;
(二) 表示嚴格,在正常情況下應這樣做的用詞
正麵詞采用“應”;
反麵詞采用“不應”或“不得”。
(三) 表示允許稍有選擇,在條件許可時,首先應這樣做的用詞
正麵詞采用“宜”;
反麵詞采用“不宜”。
表示有選擇,在一定條件下可以這樣做,采用“可”。
石油化工靜電接地設計規範條文說明
1總則
1.0.3 本條強調指出了靜電接地僅是防止靜電危害的措施之一,靜電接地對靜電導體(特別是金屬)上的自由靜電荷能起到很好的導流作用,而對於一部分靜電非導體上的自由電荷,則需要經過一定的靜置時間,才能導入大地。那種認為隻要將設備接地,就沒有靜電危害了的說法是不**的,必須澄清這一概念。
靜電接地係統是給從帶電體泄漏出來的靜電荷,提供一條導入大地的通道,如果沒有其它條件相配合,它隻能導走金屬體上的自由電荷。
石油化工企業近些年所發生的靜電事故,分析原因是多種多樣的,它不是單一的、孤立的一種因素。因此作好防靜電設計,必須相關專業密切配合。
避免靜電的大量產生,通常采取下列措施:1)根據靜電起電的規律,對接觸起電的有關物料,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,達到起電濟小的目的;2)在生產工藝的設計上,對有關物料盡量做到接觸麵積、壓力較小,接觸次數較少,運動和分離速度較慢以及減小處理規模等。
做好帶電物體的靜電接地,並采取增泄措施。通常的做法有:1)對由於摩擦而能持續產生靜電的部位、大量儲存帶電體的容器和移動式裝置等,盡量使用金屬材料製作,如需要塗漆,選擇漆的電阻率應小於帶電體的電阻率;2)對不能使用金屬材料的部位,盡量選用材質均勻、導電性能好的橡膠、樹脂、纖維或塑料等製作;3)在工藝條件允許的情況下,設置調溫調濕設備,保證相對濕度不低於50%~65%,或定期向地麵灑水;4)對於高帶電的物料,在接近排放口前的適當位置裝設靜電緩和器;5)在某些物料中,添加少量適宜的防靜電添加劑,以降低其電阻率。
目前,靜電消除器械有高壓電源式、感應式和放射式等類型的靜電消除器。在選擇時要注意下列事項 :1)設置場所的著火危險性;2)設置場所的溫度、濕度等環境條件;3)帶電物體的種類、使用狀態及帶電狀態等。
靜電屏蔽是一項重要的防靜電措施。就技術領域劃分,靜電屏蔽不屬於本規範的範疇。隻是靜電屏蔽體需要接地,此為靜電接地的一種。靜電屏蔽有整體屏蔽與分隔屏蔽之分。整體屏蔽是指以屏蔽導體複蓋帶電物體的整體,帶電物體產生的靜電作用,被屏蔽導體封入內部。分隔屏蔽是使帶電物體一部分以屏蔽導體從空間或表麵進行複蓋,用屏蔽導體隔開帶電物體,增加了帶電物體靜電電容,降低了靜電電位。
在爆炸危險區域內,發生爆炸事故須具備兩個條件:1)可燃物的濃度在爆炸極限以內;2)存在足以點燃可燃物的火花、電弧或高溫。排除其中之一,則可達到可靠的目的。
人體對靜電來說,可視為導體,所以隻要人體接地即可防止帶電。但是,由於作業者通常不停留在一定的場所,因步行和作業動作而繼續帶電。人體靜電有可能是危險場所的點火源,清潔廠房的汙染源,電子裝置的電磁幹擾源。
2名詞術語
2.0.1 工業靜電
工業靜電是在工業生產、儲運過程中產生和積累起來的。它對可靠生產、產品質量有極大的影響。石油化工生產的特點是高溫高壓、易燃易爆、有毒有害。在生產場所內,塑料、橡膠、搪瓷等材料以及各類油品隨處可見,而粉碎、撕裂、摩擦、流送、噴射、攪拌、衝刷、晃動、采樣、檢尺等工序普遍存在。這也就是說,產生靜電危害的根源存在於人們的日常工作環境之中。因此,了解工業靜電的產生機理,分析其危害特點,對探討和掌握防靜電危害的措施,是十分重要的。
靜電產生的主要途徑如下:1)同類或不同類物體間緊密接觸後迅速分離;2)物體上附著了帶靜電的微粒;3)通過感應或極化作用,使不帶電的物體起電。
帶電體上帶有的靜電量,是靜電產生量和消散量相平衡後的穩定值。
2.0.4 物質靜電特征參數
體積電阻率是隨著物質混有雜質的多少及溫度的變化而變化。它是評價物質易於帶電的參數。
表麵電阻率是隨著物體表麵的吸濕狀態及髒汙程度等的不同而變化。
電導率是電阻率的倒數。
2.0.5 靜電起電、積聚和消散
靜置時間的作用是使帶電體得到必要的時間,足以把所帶的靜電荷泄漏出來並導入大地,這是靜電接地技術中的一個重要環節。無論是連續性或間歇性生產和儲運。對於在3.2.1中提及的靜電非導體,設置靜置時間是必需的。
液體流過泵、過濾器或高速流過管道時,其帶電量會激增。因此,控製流速並在必要部位設置一定長度的管段或緩和器,以使液體中靜電荷得到充分地泄漏。如在精細過濾器的出口,液體先通過緩和器後再輸出罐裝。一般認為液體在管段內以可靠流速流動30s,電荷密度就能下降到可靠值以下。“弛豫時間”可稱為液體在運行中的“靜置時間”。
對非導電液體,緩和管段長度可采用下列公式計算。
L/V=3τ
其中:L/V——停留時間(即液體在緩和區域內的時間)(s);
L——緩和區域的長度(m);
V——區域內的流速(m/s);
τ——液體的弛豫時間(s);
而弛豫時間由下式給定:
τ=εrεe/K
其中:εr——液體的相對介電常數;
εe——真空介電常數(88.5×10-12F/m);
K——液體電導率(ps/m);
2.0.7 材料
物質的靜電學分類,各國的各類情況不同。我國在已頒布實施的國家標準《防止靜電事故通用導則》GB12158-90以及化工標準《化工企業靜電接地設計規程》HGJ28-90中,將物質分為三類:靜電、導體、靜電亞導體、靜電非導體。
參考國外規範,在石油化工企業中,將物質分為兩類較為明了。需要說明的是:物質的導電性是隨著它的電阻率變化而改變,決不是用一個數量界限就能將物質斷然分割成為“導電”或“不導電”。
由於物質的定量數據不統一,故定義中未加定量上的內涵。
各國對物質分類見表1。
表1 各國對物質分類表
2.0.8 靜電可靠及災害預防
大致列出靜電危害的主要種類,特別提請注意由靜電放電引起的火災爆炸事故。
2.0.9 靜電接地
靜電接地係統可用一個簡單的模型圖1來說明。
1——帶電區2——帶電體的泄漏通道3——設備支架、外殼4——接地端子5——接地支線6——接地幹線7——接地體
圖1 靜電接地模型
帶電區至大地,整個係統的總電阻值為靜電泄漏電阻,而由設備外殼至大地的電阻稱為靜電接地電阻,接地體至大地的電阻稱為接地體對地電阻。
3一般規定
3.1 靜電接地的範圍
3.1.1 本條是將靜電接地的範圍作了原則性的規定。對一城有爆炸、火災危險的場所,可能產生的靜電危害已越來越多地受到人們的重視。而在非爆炸、火災危險場所,由於設備、管道、電子儀器等的靜電會導致妨礙生產和造成靜電電擊等,也應進行靜電接地。
對於物體能否產生靜電危害,要進行具體分析。要特別注意因靜電感應而帶電的問題。經常產生靜電的場合有:
1經過料槽或風力輸送機的粉末物質;
2從管道和軟管口噴出的蒸氣、空氣或氣體,而這時的蒸氣中帶有水份,空氣或氣體流中含有微粒物質;
3運轉中的非導體傳動皮帶或輸送皮帶;
4行駛中的車輛;
5進行著相互接觸並改變相對位置的運動物體。通常這些物體為不同的液體或固體;
6攪拌與混合物料時;
7刮削和破碎物料時。
3.1.2 需要接地的物體因疏忽而未進行接地,往往容易成為產生靜電故障甚至靜電危害的原因。所以特別強調一些容易忽略的部位。
這幾個部位容易形成孤立導體,有可能因靜電感應而帶電,又因泄漏通道的不暢,靜電荷積聚。一旦有放電的條件,所有的靜電荷能通過放電點瞬間全部放掉,會造成事故。
3.1.4 本條歸納了幾種不必采用專用的靜電接地措施的情況。其理由如下:
防雷、電氣保護、防雜散電流、電磁屏蔽等的接地係統的接地電阻值,對於滿足靜電接地的要求已是足夠了。
當金屬導體間有緊密的機械連接,其接觸麵間的電阻甚小,就靜電接地係統要求的泄漏電阻值106Ω來說,這些單個連接點的電阻值可以忽略不計,靜電電流是微安級的,因此可以認為,其導通性滿足靜電要求。
作陰極保護的管段,其靜電導通性已滿足靜電連接的要求,如要再作接地,會破壞陰極保護回路的直流電通路。
3.2 靜電接地方式
3.2.1 靜電學按照物質的電阻率將物體分為靜電導體和靜電非導體。而物體又有固本、液體、氣體、粉體等類型之分。
靜電導體和人體與移動設備的接地連接方式具體作法,可參見“具體規定”的有關章節。
非導體的帶電量,一般來說,取決於非導體的電導率或表麵電阻率。對於液體和粉體。視其電導率,而固體則以表麵電阻率為帶電指標。非導體的電導率很高時,通過間接方式接地,能起到防止帶電效果。但為了防止帶電,還需要相當長的時間,即靜置時間。
根據國外資料(日本的《靜電可靠指南》)介紹,非導體的帶電量,見表2。
表2 非導體帶電性的指標
有些靜電非導體,可以認為靜電接地已不能解決物體帶電問題,隻有通過靜電消除器等措施來進行靜電防護。但感應式靜電消除器也是需要進行接地才會起作用的。
3.3 靜電接地係統的接地電阻
3.3.1 將106Ω作為靜電泄漏電阻的可靠界限,參考了國標《防止靜電事故通用導則》GB12158-90、《液體石油產品靜電可靠規程》GB13348-92、日本《靜電可靠指南》、英國《防靜電通用規範》BS5958和美國《靜電作業規範》NFPA77-93。日本《靜電可靠指南》中,列出了一個判斷帶電狀態的粗略標準,見表3。
表3 日本判斷帶電狀態的標準
3.3.2 其它有途的接地裝置,其接地電阻值均已滿足靜電接地的要求。
3.4 靜電接地端子和接地板
3.4.1~3.4.2 對於靜電接地端子和連接板的設置,此處隻作了原則性規定。在工程設計中,需要根據具體情況,如設備、管道位置及接地幹線的布置,來確定其方位與高度。
3.4.3 裸露的金屬表麵為未鏽蝕的金屬麵,可用於焊接、夾接接地端子、接地支線等。
金屬螺栓連接部位可兼用於緊固接地支線。
接地端子排板設於現場,供移動物體現場靜電接地用。端子排板分為框架式與母線式。母線式端子見電氣裝置標準圖集《接地裝置安裝圖》(D563)。框架式端子排板見圖2。
圖2 框架式接地端子排板
3.4.4 設備有保溫層,其金屬接地板伸出保溫層的長度應大於接地連接用的濟小有效長度(60mm或110mm)。
鋼筋混凝土基礎的鋼板預埋件,是靜電接地體引出的重要部件。電氣專業提出需要設預埋件的位置,由土建專業進行埋件設計。
專用接地板組裝示意圖見圖3。
*X為保溫層厚度**鑄件的接地部位設置凸台,有絲扣孔
***接地板與接地線連接端,長度可為125,鑽2孔φ11。
圖3 專用接地板組裝示意圖
3.5 靜電接地支線和連接線
3.5.1 靜電的電流甚小,因此接地連接係統用材料不需要進行載流量的核算。提出接地支線的濟小截麵積和對材質的要求,是從機械強度和防腐角度考慮的。接地支線和連接線的規格,可根據實際情況和經驗進行選用。
3.6 靜電接地幹線和接地體
3.6.1 在石油化工的工程設計中,有許多的接地係統需要設計,如防雷、電氣保護、防靜電和防雜散電流等接地係統。這些接地係統采用共用接地較為適合。從電氣可靠的觀點看,濟經濟實用的接地措施是總等電位連接的共用接地。電氣專業在進行接地幹線平麵設計時,應當與其它專業配合,**安排。
3.6.2 靜電接地幹線在同一標高的平麵裏,呈閉合環形布置並和不同標高的接地幹線之間兩點連接,是為了確保接地連接的可靠性。對於某些平麵內隻有少數設備需要靜電接地,而且設備布置在廠房的一側時,可以不必在廠房內作環形布置,隻需與相鄰標高的幹線作兩點連接。
3.6.3 三相四線製中的中性線(N線),在三相負荷不平衡時或一相斷線時,對地會有較高的電位,如利用其作為靜電接地線,則將電位引入設備而造成事故。
整流所的保護接地係統將有泄漏電流存在。
直流回路的專用接地線有可能帶高電位。
靜電接地係統(除兼有引流作用的金屬設備本體外)與雷電引流線不相連接,是保證引流線完整性的措施。
3.6.4 保護接地係統能充分滿足靜電接地的要求。
靜電接地幹線和接地體可根據實際情況和經驗選用。
4具體規定
4.1 固定設施
4.1.1~4.1.6 與地絕緣的金屬,如固定塑料法蘭的金屬螺栓、油麵上的金屬浮體等要特別注意接地連接。可用鍍鋅薄鋼板大墊圈、鍍鋅鋼絲和可撓多股金屬線等相互連接並引出接地。
板框過濾器、油品過濾器、結片機等是易產生靜電的設備,要注意接地。
固定設備接地端子的位置見圖4所示;具有振動部件的設備接地方法見圖5所示。
圖4 固定設備接地端子位置
圖5 振動設備接地方案
4.2 儲罐
4.2.1 儲罐內的各金屬構件,尤其是金屬浮體如果接地**,容易形成孤立導體。當帶有靜電荷的油品注入儲罐時,它將收集聚電荷,對地形成電位,在一定的條件下,極易發生火花放電而導致危害。
4.2.2 金屬取樣器及檢尺工具必須可靠接地,也是為了防止形成孤立導體。操作平台上設置的接地端子應避開氣體排放口。使用導電性繩索的取樣器的接地方式見圖6所示。在取樣器端也可使用焊接。
圖6 使用導電性繩索的采樣器的接地示意
如果能采用具有防靜電性能的材料製成的工具是濟方便的。
4.2.3 為防止靜電感應而帶靜電,浮頂儲罐的浮頂應與儲罐本體(外壁)之間進行跨接。一般是采用25mm2的銅芯軟絞線,沿斜梯敷設至罐壁。防風雨密封的儲罐壁一側的端頭應使用導電性橡膠材料製造。浮頂的一側尚應用10mm2的銅絞線每隔3m跨接一次。做法請參見圖7及圖8。
圖7 浮頂與儲罐本體跨接
圖8 防風雨密封與儲罐側壁的跨接
4.2.4 輕質油品其電阻率一般在1011Ω·m以上屬靜電非導體。帶電體上電荷的消散需要一個相當長的時間(稱為免散時間),因此當罐壁使用防7腐塗料時,隻要塗料的電阻率小於被儲介質的電阻率就不會妨礙電荷的逸散。推薦值按《液體石油產品靜電可靠規程》GB13348-92的規程。
4.2.5 人體帶電所造成的危害已屢見不鮮。上罐前采用人體觸摸接地的方式進行人體放電是必須的。上罐入口端的接地體可另設金屬棒,橫裝在入口處,擋住人員登罐,必須推開金屬棒完成放電後才可上罐,其安裝較為麻煩。另一種方式是可利用一段扶梯(約1m長),不塗防腐塗料,供人體放電用。金屬棒的安裝示意見圖9。
圖9 用接地棒消除靜電
4.3 管道係統
4.3.1~4.3.2 廠內管線進入工藝裝置或建築物按防雷設計要求均有接地,已滿足靜電接地要求。廠內管線帶的靜電接地一般要單獨設計,要引起重視以免漏項。管線接地點大致在三個地方要注意:1.接入泵過濾器、緩和器等設備處是靜電量的變化所在,也是接地方便處;2.管線的分岔處一般考慮為接地點;3.平行的管線直管段一般80~100m的間隔處支架上設有管線支座,也是方便的接地點。
4.3.4 當有蒸氣伴管時,與其工藝管道的連接可參見圖10。
圖10 蒸氣伴管與工藝管道連接示意
4.3.5 常規的作法,參見圖11。
圖11 風管、保溫層罩連接
4.3.6~4.3.7 強調非導體管段上的金屬件必須接地,尤其中間的金屬接頭不要遺忘,以防造成靜電積聚。對軟管上金屬金具的接地參見圖12。
圖12 軟管連接金具的接地
4.3.8 直埋地下管線與土壤接觸足以達到靜電接地電阻值的要求。
4.4 鐵路棧台與罐車
4.4.1~4.4.2 在爆炸危險區域及附近的所有金屬管道、設備、構築物、鐵路鋼軌等進行等電位連接並接地是防止靜電危害的基本方法之一,鐵路鋼軌在區域內部也應與接地網相連。而為防止外部雜散電流引入,鐵軌在區域內外部交接處應進行絕緣隔離。
軌端的跨接為通常的做法參見圖13。
圖13 軌端跨接示意圖
軌道接地示意圖參見圖14。
圖14 鋼軌接地示意圖。
4.4.3 為方便作業,每一鶴位設一端子,並設置帶有專用夾的接地線。用於與罐車相連,接地端子宜使用專用線接入接地網。一般的接法如圖15。
圖15 火車槽車接地示意
另有些資料或工程上要求罐車的接地應有明確指示,如信號燈、儀器儀表指示,還有的提出要與輸液泵的操作進行程序聯鎖。由於目前可實現的工程經驗不足,可依據各自的條件決定。
4.5 汽車站台與罐車
4.5.1~4.5.4 汽車罐車與火車罐車基本狀況和操作要**一致的。對於汽車罐車可能要更多的注意軟管注送問題。本規範推薦使用防靜電軟管,對於使用嵌有金屬物的軟管應慎重,在使用中注意其電阻變化,兩端及中間的金屬連接件、鑲嵌的金屬件相互連接並接地,確保其導電性連接,保證管路的電阻在106Ω以下。
4.6 碼頭
4.6.5 碼頭主要問題是防止雜散電流燃弧造成爆炸性氣體的引燃。
絕緣法蘭的使用可參見圖16。
圖16 絕緣法蘭使用示意
4.7 粉體加工與儲運設備
4.7.1~4.7.6 生產粉體物質的設備中,絕緣的導本容易帶電。如粉體物質通過一段絕緣的金屬管道或風道時,管道或風道可能帶電到高電位,並且能夠對地產生高能量的電火花。懸浮的或成堆的帶電粉體物質,可通過感應或接觸,使其周圍的絕緣導體帶電。如將粉體物質注入非接地的金屬容器時,可能使容器產生火花放電。因此,裝置的全部導體部件必須接地。
在粉體物質生產係統中,存在著火危險時,除了采取必要的防靜電措施外,還要避免周圍存在點火能量很小的混合物。這樣采用的可靠措施有:在粉體注入與排出時,以適當的低速度進行;防止出現較大的粉塵雲,限製處理規模、盡量減小可燃氣體濃度。有條件時,使筒倉充惰性氣體。
4.8 氣體與蒸汽的噴出設備
4.8.1~4.8.3 純氣體或氣體混合物(如空氣)的運行,通常產生的靜電很少。氣體中混有的懸浮液粒或固體微粒,高速噴離噴嘴時帶上靜電,可能使其附近的絕緣導體帶電。
對於含有顆粒物質的任何壓縮氣體的逸散或釋放(如帶水的壓縮空氣的噴射等),都存在引起可燃性氣體蒸汽著火的危險,因此在爆炸危險場所,要極力防止它們噴出。
4.10 人體靜電接地
4.10.1~4.10.2 人體活動、接觸帶電粒子或感應都能使人體帶電。影響人體帶電的因素有:一是人體本身的因素,也就是人體本身的電容值與電阻值,人體電容值大約在100~1000pF之間,一般在100~150pF的範圍內變化,而人體的電阻值則變化較大。103~106Ω相差幾個數量級,人體的充電電流一般在10-9A的數量級。二是服裝、鞋帽等接觸物因素。三是地板、地毯、牆壁、溫濕度環境因素等。
人體帶電易產生靜電危害的場所,通常作法見圖17。
圖17 人體靜電接地環境示意
在有低壓動力電源的場所,為了防止人體觸電,要控製可能通過人體的電流。一般通過人體的電流要小於5mA。因此,防靜電材料阻值不是越低越好。
附錄A 靜電接地的檢測方法
A.0.2 常用的普通萬用表有DT830數字萬用表。
常用的ZC係列接地搖表有ZC-29型接地電阻測試儀。
當電阻大於1MΩ時,可用JDC-2型絕緣電阻測試儀。