3.3. Блискавкозахист та захист

від статичної електрики

3.3.1. Технологічне обладнання, будівлі та споруди в залежності від призначення, класу вибухонебезпечних та пожежонебезпечних зонповинні бути обладнані блискавкозахистом, захистом від статичної електрики та вторинних проявів блискавок відповідно до вимог нормативних документівз проектування та влаштування блискавкозахисту будівель та споруд та захисту від статичної електрики.

3.3.2. Пристрої та заходи, що відповідають вимогам блискавкозахисту будівель та споруд, повинні бути закладені у проект та графік будівництва або реконструкції нафтобази (окремих технологічних об'єктів, резервуарного парку) таким чином, щоб виконання блискавкозахисту відбувалося одночасно з основними будівельно-монтажними роботами.

3.3.3. Окремі блискавковідводи повинні бути захищені резервуарні парки з ЛЗР та ГР загальною місткістю 100 тис. м3 і більше, а також резервуарні парки нафтобаз, розташованих на селитебних територіях.

3.3.4. Резервуарні парки загальною місткістю менше 100 тис. м3 повинні бути захищені від прямих ударів блискавки таким чином:

Корпуси резервуарів при товщині металу даху менше 4 мм - блискавковідводами, що окремо стоять, або встановленими на самому резервуарі;

Корпуси резервуарів при товщині 4 мм і більше, а також окремі резервуари одиничною ємністю менше 200 м3 незалежно від товщини даху металу - приєднані до заземлювачів.

3.3.5. Дихальна арматура резервуарів з ЛЗР та простір над нею, а також простір над зрізом горловини цистерн з ЛЗР, обмежена зоною висотою 2,5 м з діаметром 3 м повинна бути захищена від прямих ударів блискавки.

3.3.6. Захист від вторинних проявів блискавки забезпечується за рахунок наступних заходів:

Металеві конструкції та корпуси всього обладнання та апаратів, що знаходяться в будівлі, що захищається, повинні бути приєднані до заземлюючого пристрою електроустановок або до залізобетонного фундаменту будівлі за умови забезпечення безперервного електричного зв'язку по їх арматурі та приєднання до заставних деталей за допомогою зварювання;

У з'єднаннях елементів трубопроводів або інших металевих протяжних предметів повинні бути забезпечені перехідні опори не більше 0,03 Ом на кожен контакт.

3.3.7. Заземлене металеве обладнання, покрите лакофарбовими матеріалами, вважається електростатично заземленим, якщо опір будь-якої точки його внутрішньої та зовнішньої поверхні щодо магістралі заземлення не перевищує 10 Ом. Вимірювання цього опору повинні проводитися при відносній вологості навколишнього повітря не вище 60%, причому площа зіткнення вимірювального електрода з поверхнею обладнання не повинна перевищувати 20 см2, а при вимірюваннях електрод повинен розташовуватися в точках поверхні обладнання, найбільш віддалених від точок контакту цієї поверхні із заземленими металевими елементами, деталями, арматурою.

3.3.8. З'єднання блискавкоприймачів із струмовідводами та струмовідводів із заземлювачами повинні виконуватися, як правило, зварюванням, а при неприпустимості вогневих робіт дозволяється виконання болтових з'єднань з перехідним опором не більше 0,05 Ом за обов'язкового щорічного контролю останнього перед початком грозового сезону.

3.3.9. Заземлювачі, струмовідводи піддаються періодичному контролю раз на п'ять років. Щороку 20% загальної кількості заземлювачів та струмовідводів підлягає розтині та перевірці на ураження їх корозією. Якщо уражено понад 25% площі поперечного перерізу, такі заземлювачі замінюються.

Результати проведених перевірок та оглядів заносяться до паспорту блискавкозахисного пристрою та журналу обліку стану блискавкозахисних пристроїв.

3.3.10. Будівлі та споруди, де можуть утворитися вибухонебезпечні або пожежонебезпечні концентрації парів нафтопродуктів, підлягають захисту від накопичення статичної електрики.

3.3.11. Для запобігання небезпечним проявам статичної електрики необхідно усунення можливості накопичення зарядів статичної електрики на устаткуванні та нафтопродукті шляхом заземлення металевого обладнання та трубопроводів, зниження швидкості руху нафтопродуктів у трубопроводі та запобігання розбризкуванню нафтопродукту або зниження концентрації парів нафтопродуктів до безпечних меж.

3.3.12. З метою захисту від проявів статичної електрики заземленню підлягають:

Наземні резервуари для ЛЗР та ГР та інших рідин, що є діелектриками та здатні при випаровуванні створювати вибухонебезпечні суміші парів з повітрям;

Наземні трубопроводи через кожні 200 м та додатково на кожному відгалуженні з приєднанням кожного відгалуження до заземлювача;

Металеві оголовки та патрубки рукавів;

Пересувні засоби заправки та перекачування пального - під час їхньої роботи;

Залізничні рейки сливоналивних ділянок, електрично з'єднані між собою, а також металеві конструкції сливоналивних естакад із двох сторін по довжині;

Металеві конструкції автоналивних пристроїв;

Усі механізми та обладнання насосних станцій для перекачування нафтопродуктів;

Металеві конструкції морських та річкових причалів у місцях виробництва зливу (наливу) нафтопродуктів;

Металеві повітроводи та кожухи термоізоляції у вибухонебезпечних приміщеннях через кожні 40 – 50 м.

3.3.13. Заземлювальний пристрій для захисту від статичної електрики слід, як правило, об'єднувати із заземлюючими пристроями для захисту електрообладнання та блискавкозахисту. Опір заземлювального пристрою, призначеного тільки для захисту від статичної електрики, повинен бути не більше 100 Ом.

3.3.14. Усі металеві та електропровідні неметалеві частини технологічного обладнаннямають бути заземлені незалежно від застосування інших заходів захисту від статичної електрики.

3.3.15. З'єднання між собою нерухомих металевих конструкцій (резервуари, трубопроводи і т.д.), а також приєднання їх до заземлювачів здійснюється за допомогою смугової сталі перетином не менше 48 мм2 або круглої сталі діаметром понад 6 мм на зварюванні або за допомогою болтів.

3.3.16. Гумотканинні рукави спіральні (РБС) заземлюються шляхом приєднання (паянням) мідного багатожильного дроту перетином понад 6 мм2 до йоржа та металевої обмотки, а гладкі рукави (РБГ) - шляхом пропуску всередині рукава такого ж дроту з приєднанням його до йорж.

3.3.17. Захист від електростатичної індукції повинен забезпечуватися приєднанням всього обладнання та апаратів, що знаходяться в будинках, спорудах та установках, до захисного заземлення.

3.3.18. Будинки повинні захищатися від електростатичної індукції шляхом накладання на неметалічну покрівлю сітки сталевого дротудіаметром 6 - 8 мм, зі стороною осередків не більше 10 см, вузлики сітки повинні бути проварені. Струмовідведення від стінки повинні бути прокладені по зовнішніх стінах споруди (з відстанню між ними не більше 25 м) і приєднані до заземлювача. До зазначеного заземлювача повинні бути також приєднані металеві конструкції будівлі, корпуси обладнання та апаратів.

3.3.19. Для захисту від електромагнітної індукції між трубопроводами та іншими протяжними металевими предметами (каркас споруди, оболонки кабелів), прокладеними всередині будівлі та споруди, у місцях їх взаємного зближення на відстані 10 см і менше через кожні 20 м довжини необхідно приварювати або припаювати металеві перемички, щоб не допускати утворення замкнутих контурів. У з'єднаннях між собою елементів трубопроводів та інших протяжних металевих предметів, розташованих у спорудженні, необхідно влаштовувати перемички зі сталевого дроту діаметром не менше 5 мм або сталевої стрічки перетином не менше 24 мм2.

3.3.20. Для захисту від заносів високих потенціалів підземних металевих комунікацій (трубопроводів, кабелів, у тому числі прокладених у каналах і тунелях) необхідно при введенні в споруду приєднати комунікації до заземлювачів захисту від електростатичної індукції або до захисного заземлення обладнання.

3.3.21. Всі заходи щодо захисту будівель та споруд від вторинних проявів грозового розряду збігаються із заходами щодо захисту від статичної електрики. Тому пристрої, призначені для вторинних проявів вторинного грозового розряду, повинні бути використані для захисту будівель та споруд від статичної електрики.

Відповідно до чинних правил захисту від розрядів статичної електрики повинна здійснюватися у вибухонебезпечних та пожежонебезпечних виробництвах за наявності зон класів В-I, B-Ia, B-II, B-IIa, П-I та П-II, в яких застосовуються та виробляються речовини з питомим об'ємним електричним опором Ом∙м.

В інших випадках захист здійснюється лише тоді, коли статична електрика надає небезпеку для обслуговуючого персоналу, що негативно впливає на технологічний процес або якість продукції.

Основними способами усунення небезпеки від статичної електрики є (слайд):

1) заземлення обладнання, комунікацій, апаратів та судин, а також забезпечення постійного електричного контакту із заземленням тіла людини;

2) зменшення питомого об'ємного та поверхневого електричного опору шляхом підвищення вологості повітря або застосування антистатичних домішок;

3) іонізацією повітря або середовища, зокрема, усередині апарату, судини і т.д.

Крім цих способів використовують: запобігання утворенню вибухонебезпечної концентрації, обмеження швидкості руху рідини, заміну ЛЗР на негорючі розчинники і т.д. Практичний спосіб усунення небезпеки від статичної електрики вибирається з урахуванням ефективності та економічної доцільності.

Зупинимося докладніше на зазначених вище способах усунення небезпеки від статичної електрики.

Заземлення (18 хв)– найпоширеніший захід захисту від статичної електрики. Його метою є усунення небезпеки виникнення електричних розрядів із провідних частин обладнання. Тому всі провідні частини обладнання та електропровідні неметалеві предмети підлягають обов'язковому заземленню, незалежно від того, чи застосовуються інші способи захисту від статичної електрики. Заземляти слід ті частини устаткування, які беруть участь у генеруванні статичного електрики, а й інші зазначеного вище властивості, оскільки вони можуть зарядитися згідно із законом електростатичної індукції.

У випадках, коли обладнання виконане з електропровідних матеріалів, заземлення є основним та майже завжди достатнім способом захисту.

Якщо на зовнішній поверхні або внутрішніх стінках металевих апаратів, резервуарів і трубопроводів утворюються відкладення непровідних речовин (смоли, плівки, опади), заземлення стає неефективним. Заземлення не усуває небезпеки та при використанні апаратів з емальованими та іншими неелектропровідними покриттями.

Неметалеве обладнання вважається електростатично заземленим, якщо опір розтіканню струму на землю з будь-яких точок його зовнішньої та внутрішньої поверхніОм за відносної вологості. Такий опір забезпечує необхідне значення постійного часу релаксації в межах десятої частки секунди у невибухонебезпечному та тисячні частки секунди у вибухонебезпечному середовищі. Постійна релаксація часу пов'язана з опором Rзаземлення апарату чи обладнання та його ємністю C співвідношенням τ = R∙ C.

Трубопроводи зовнішніх установок (на естакадах або в каналах), обладнання та трубопроводи, розташовані в цехах, повинні представляти на всьому протязі електричний ланцюг та приєднуватися до заземлюючих пристроїв. Вважається, що електрична провідність фланцевих з'єднань трубопроводів та апаратів, з'єднань кришок з корпусами апаратів тощо. досить висока, тому не потрібно встановлювати спеціальних паралельних перемичок.

Кожна система апаратів та трубопроводів у межах цеху має бути заземлена не менше, ніж у двох місцях. Всі резервуари та ємності місткістю понад 50 м 3 і діаметром понад 2,5 м заземлюють не менше ніж у двох протилежних точках. На поверхні горючих рідин у резервуарах повинно бути плаваючих предметів.

Наливні стояки естакад для заповнення залізничних цистерн та рейки залізничних колій у межах сливоналивного фронту повинні бути електрично з'єднані між собою та надійно заземлені. Автоцистерни, наливні судна, літаки, що знаходяться під наливом (зливом) горючих рідин та зріджених газівповинні також заземлятися. Контактні пристрої (без засобів вибухозахисту) для приєднання заземлювальних провідників повинні бути встановлені за межами вибухонебезпечної зони (не менше 5м від місця наливу або зливу, ПУЕ). При цьому провідники спочатку приєднуються до корпусу об'єкта заземлення, а потім до заземлювального пристрою.

Слід зазначити, що застосовувані досі для заземлення автоцистерн заземлюючі провідники не забезпечують необхідного рівня пожежо-безпеки технології наливу або зливу палива та інших ЛЗР. Тому в даний час розроблені та серійно випускаються спеціальні пристрої заземлення автоцистерн (УЗА) типів УЗА-2МІ, УЗА-2МК та УЗА-2МК-03, які відповідають вимогам ГОСТів та можуть встановлюватись у вибухонебезпечних зонах класу В-Iг.

Якщо для захисту від статичної електризації провідного неметалічного обладнання з футеровкою, що проводить, застосовується заземлення, то до нього застосовуються ті ж вимоги, що і до заземлення металевого обладнання. Наприклад, заземлення трубопроводу з діелектричного матеріалу, але з провідним покриттям (фарба, лак) може виконуватися приєднанням його до заземлюючого контуру за допомогою металевих хомутів і провідників через 20÷30 м.

Але заземлення не вирішує завдання захисту від статичної електрики резервуара, що заповнюється наелектризованою рідиною, лише виключає накопичення заряду (напливає з об'єму рідини) на його стінках, але не прискорює процес розсіювання заряду в рідині. Це тим, що швидкість релаксації зарядів статичної електрики обсягом діелектричної рідини нафтопродуктів визначається постійної часу релаксації . Отже, у заповнюваному наелектризованими продуктами резервуарі протягом всього часу закачування рідини і протягом часу, приблизно рівному, після її закінчення існує електричне поле зарядів незалежно від того, заповнюється цей резервуар чи ні. Саме в цей проміжок часу може існувати небезпека займання пароповітряної суміші нафтопродуктів у резервуарі розрядами статичної електрики.

З урахуванням сказаного вище, значну небезпеку становить забір проб із резервуара одразу після його заповнення. Але через проміжок часу, приблизно рівний після закінчення заповнення заземленого резервуара заряди статичної електрики в ньому практично зникають і проведення забору проб рідини стає безпечним.

Для світлих нафтопродуктів, що мають малу електропровідність (при Ом∙м), необхідний часвитримки після заповнення резервуара, що забезпечує безпеку подальших операцій, має бути не менше ніж 10 хвилин.

Заземлення резервуара і витримка необхідного часу після заповнення не дадуть потрібного ефекту безпеки, якщо в резервуарі є ізольовані предмети, що плавають на поверхні рідини, які можуть придбати заряд статичної електрики при заповненні резервуара і зберегти його протягом часу, що значно перевищує . У цьому випадку при контакті плаваючого предмета із заземленим провідним тілом може статися небезпечне іскроутворення.

Зменшення об'ємного та поверхневого питомих електричних опорів (8 хв).

При цьому збільшується електропровідність та забезпечується здатність діелектрика відводити заряди статичної електрики. Усунення небезпеки статичної електризації діелектриків у такий спосіб є дуже ефективним і може бути досягнуто підвищенням вологості повітря, хімічною обробкою поверхні, застосуванням електропровідних покриттів та антистатичних речовин (присадок).

А. Підвищення відносної вологості повітря.

Більшість пожеж від іскор статичної електрики відбувається зазвичай узимку, коли відносна вологість повітря велика. При відносній вологості 65÷70%, як показують дослідження та практика, кількість спалахів і спалахів стає незначною.

Прискорення стікання електростатичних зарядів з діелектриків при високій вологості пояснюють тим, що на поверхні гідрофільних діелектриків адсорбується тонка плівка вологи, зазвичай містить велику кількість іонів із забруднень і розчиненої речовини, за рахунок яких забезпечується достатня поверхнева електропровідність електролітичного характеру.

Однак, якщо матеріал знаходиться при вищій температурі, ніж та, при якій плівка може утримуватися на поверхні, зазначена поверхня не може стати провідною навіть при дуже високій вологості повітря. Ефект також не буде досягнутий, якщо заряджена поверхня діелектрика гідрофобна (незмочується: сірка, парафін, масла та інші вуглеводні) або швидкість її переміщення більша, ніж швидкість утворення поверхневої плівки.

Збільшення вологості досягається розпиленням водяної пари або води, циркуляцією вологого повітря, а іноді вільним випаром з поверхні води або охолодженням електризуючої поверхні на 10 о С нижче температури навколишнього середовища.

Б.Хімічна обробка поверхні, електропровідні покриття.

Зменшення питомого поверхневого опору полімерних матеріалів може бути досягнуто хімічною обробкою поверхні кислотами (наприклад сірчаної або хлорсульфонової). Внаслідок цього поверхні полімеру (полістирол, поліетилен і поліефірні плівки) окислюються або сульфуються і питомий опір зменшується до 10 6 Ом при відносній вологості повітря 75%.

Позитивний ефект досягається і при обробці виробів з полістиролу та поліолефінів зануренням зразків петролейний ефір при одночасному впливі ультразвуком. Методи хімічної обробки ефективні, але потребують точного дотримання технологічних умов.

Іноді потрібний ефект досягається нанесенням на діелектрик поверхневої провідної плівки, наприклад, тонкої металевої, що отримується розпиленням, розбризкуванням, випаровуванням у вакуумі або наклеюванням металевої фольги. Плівки на вуглецевій основі отримують розпиленням вуглецю в рідкому середовищі або порошку з частинками менше 1 мкм.

В. Застосування антистатичних речовин.

Більшість горючих і легкозаймистих рідин характеризуються високим питомим електричним опором. Тому при деяких операціях, наприклад з нафтопродуктами, відбувається накопичення зарядів статичної електрики, що перешкоджає інтенсифікації технологічних операцій, а також є джерелом вибухів та пожеж на нафтопереробних та нафтохімічних підприємствах.

Рух рідких вуглеводнів щодо твердого, рідкого чи газоподібного середовища може призвести до поділу електричних зарядів на поверхні зіткнення. При рух рідини по трубі шар зарядів що знаходяться на поверхні рідини, відноситься її потоком, а заряди протилежного знака залишаються на поверхнею труби, що контактує з рідиною, і якщо, металева труба заземлена, стікають у землю. Якщо ж металевий трубопровід ізольований чи виготовлений з діелектричних матеріалів, він набуває позитивний заряд, а рідина - негативний.

Ступінь електризації нафтопродуктів залежить від складу і концентрації активних домішок, що містяться в них, фізико-хімічного складу нафтопродуктів, стан внутрішньої поверхні трубопроводу або технологічного апарату (наявності корозії, шорсткості і т.д.), діелектричних властивостей, в'язкості і щільності рідини, а також швидкості руху рідини, діаметра та довжини трубопроводу. Наприклад, присутність 0,001% механічних домішок перетворює інертне вуглеводневе паливо в електризується до небезпечних меж.

Один з найбільш ефективних способів усунення електризації нафтопродуктів - введення спеціальних антистатичних речовин. Додавання їх у тисячних чи десятитисячних частках відсотка дозволяє зменшити питомий опір нафтопродуктів на кілька порядків та убезпечити операції з ними. До таких антистатичних речовин відносяться: олеати та нафтенати хрому та кобальту, солі хрому на основі синтетичних жирних кислот, присадка «Сігбаль» та інші. Так, присадка на основі олеїнової кислотиолеат хрому зменшує ρ v бензину Б-70 в 1,2 ∙ 10 4 рази. Широке застосування в операціях з промивання деталей знайшли присадки «Анкор-1» та АСП-1.

Для отримання «безпечної» електропровідності нафтопродуктів за будь-яких умов треба вводити 0,001÷0,005% присадок. На фізико-хімічні властивості нафтопродуктів вони не впливають.

Для отримання провідних розчинів полімерів (клеїв) також застосовують антистатичні присадки, розчинні в них, наприклад, солі металів змінної валентності вищих карбонових і синтетичних кислот.

Позитивні результати досягаються при використанні антистатичних речовин на підприємствах з переробки синтетичних волокон, оскільки вони мають здатність збільшувати їхню іонну провідність і тим самим знижувати електричний опір волокон і одержуваних з них матеріалів.

Для приготування антистатичних речовин, що впливають на електричні властивості волокон, застосовують: вуглеводні парафінового ряду, жири, масла, гігроскопічні речовини, поверхнево-активні речовини.

Антистатичні речовини використовуються у промисловості полімерів, наприклад, при обробці полістиролу та поліметилметакрилату. Обробка полімерів антистатичними добавками проводиться як поверхневим нанесенням, так і введенням розплавлену масу. Як такі добавки застосовують наприклад ПАР. При поверхневому нанесенні ПАР ρ s полімерів знижується на 5÷8 порядків, але термін ефективної дії малий

(До одного місяця). Введення ПАР всередину перспективніше т.к. антистатичні властивості полімерів зберігаються кілька років, полімери стають менш схильними до дії розчинників, стирання і т.д. Для кожного діелектрика оптимальні концентрації ПАР різні та варіюються від 0,05 до 3,0%.

В даний час широко використовуються труби, виконані з напівпровідних полімерних композицій з наповнювачами: ацетиленової сажею, алюмінієвою пудрою. графітом, цинковим пилом. Найкращий наповнювач – ацетиленова сажа, що знижує опір на 10÷11 порядків навіть за 20% від маси полімеру. Її оптимальна масова концентрація до створення електропровідного полімеру становить 25%.

Для отримання електропровідної або антистатичної гуми до неї вводять наповнювачі: порошковий графіт, різні сажі, дрібнодисперсні метали. Питомий опір ρ v такої гуми сягає 5 ∙10 2 Ом∙м, а звичайною до 10 6 Ом∙м.

Антистатичними гумами марки КР-388, КР-245 користуються у вибухонебезпечних виробництвах, покривають підлогу, робочі столи, деталі обладнання та колеса внутрішньоцехового транспорту. Таке покриття швидше відводить заряди, що виникають, знижує електризацію людей до безпечного рівня.

Останнім часом розроблена маслобензостійка електропровідна гума з використанням бутадієнітральних та поліхлоропренових каучуків, яка широко використовується для виготовлення напірних рукавів та шлангів для перекачування ЛЗР. Такі рукави значно знижують небезпеку займання при зливі та наливі ЛЗР в авто- та залізничні цистерни та інші ємності, виключають застосування спеціальних пристроїв для заземлення заправних лійок та наконечників.

Ефективне зниження потенціалу ремінних передач та стрічкових транспортерів, виготовлених з матеріалів з ρ s =10 5 Ом∙м, досягається збільшенням поверхневої провідності ременя та обов'язковим заземленням установки. Для збільшення поверхневої провідності ременя його внутрішня поверхня покривається антистатичною мастилом, що відновлюється не рідше одного разу на тиждень.

Іонізація повітря (9 хв).

Сутність цього способу полягає у нейтралізації або компенсації поверхневих електричних зарядів іонами різного знака, які створюються спеціальними приладами – нейтралізаторами. Іони, що мають полярність, протилежну до полярності зарядів наелектризованих матеріалів, під дією електричного поля, створюване зарядами таких матеріалів, осідають на їх поверхнях і нейтралізують заряди.

Іонізація повітря електричним полем високої напруженості здійснюється за допомогою нейтралізаторів двох типів: індукційних та високовольтних.

Індукційні нейтралізатори бувають з вістрями (рис.2, а) і дротяними (рис. 2, б) У нейтралізатора з вістрями в дерев'яному або металевому стрижні укріплені заземлені вістря, тонкі тяганини або фольга. У дротяного нейтралізатора застосована тонка сталева тяганина, натягнута впоперек зарядженого матеріалу, що рухається. Працюють вони в такий спосіб. Під дією сильного електричного поля наелектризованого тіла поблизу вістря чи дроту відбувається ударна іонізація, у результаті якої утворюються іони обох знаків. Для підвищення ефективності дії нейтралізаторів прагнуть скоротити відстань між кінчиками голок або дротом і нейтралізованою поверхнею до 5÷20 мм. Такі нейтралізатори мають високу іонізаційну здатність, особливо нейтралізатори з вістрями.

Мал. 2. Схема індукційного нейтралізатора (слайд):

а- з вістрями; б-дротяного; 1- вістря; 1"- дріт; 2- заряджена поверхня.

Недоліками є те, що діють, якщо потенціал наэлектризованного тіла сягає кілька кВ.

Їхні переваги: ​​простота конструкції, низька вартість, малі експлуатаційні витрати, не вимагають джерела живлення.

Високовольтні нейтралізатори (рис.3) працюють на змінному, постійному та струмі високої частоти. Вони складаються з трансформатора з високою вихідною напругою та голчастого розрядника. У нейтралізатор на постійному струмівходить і високовольтний випрямляч. Принцип дії їх заснований на іонізації повітря високою напругою. Максимальна відстань між розрядним електродом і матеріалом, що нейтралізується, при нейтралізатор ще ефективний, у таких нейтралізаторів може досягати 600 мм, але зазвичай робоча відстань приймається рівним 200÷300 мм. Гідність високовольтних нейтралізаторів-достатня іонізуюча дія і за низького потенціалу наелектризованого діелектричного матеріалу. Недоліком їх є велика енергія іскор, що виникають, здатних спалахувати будь-які вибухонебезпечні суміші, тому для вибухонебезпечних зон вони можуть застосовуватися тільки у вибухозахищеному виконанні.

Схема високовольтного нейтралізатора (слайд).

Для захисту обслуговуючого персоналу від високої напруги до високовольтного ланцюга їх включаються захисні опори, які обмежують струм до величини в 50÷100 разів менше струму, небезпечного для життя.

Радіоізотопні нейтралізатори дуже прості за пристроєм, не вимагають джерела живлення. досить ефективні та безпечні при використанні у вибухонебезпечних середовищах. Вони широко застосовуються у різних галузях промисловості. При використанні таких нейтралізаторів необхідно передбачати надійний захист людей, обладнання та продукції від шкідливого впливу радіоактивного випромінювання.

Радіоізотопні нейтралізатори найчастіше мають вигляд довгих пластин або маленьких дисків. Одна сторона містить радіоактивну речовину, що створює радіоактивне випромінювання, що іонізує повітря. Щоб не забруднювати повітря, продукцію та обладнання, радіоактивну речовину покривають тонким захисним шаром і спеціальною емалі та фольги. Для захисту від механічних пошкоджень іонізатор поміщають у металевий кожух, який створює потрібний напрямок іонізованого повітря. У таблиці 3 наведені дані щодо радіоактивних речовин, що застосовуються в радіоізотопних нейтралізаторах.

Дані радіоактивних речовин радіоізотопних нейтралізаторів (слайд).

Таблиця 3

Найбільш ефективні та безпечні радіоактивні речовини з α-частинками. Проникаюча здатність α-часток у повітрі до 10см, а більш щільних середовищахзначно менше. Наприклад, лист звичайного чистого паперу його повністю поглинає.

Нейтралізатори з таким випромінюванням придатні для локальної іонізації повітря та нейтралізації зарядів у місці їх утворення. Для нейтралізації електричних зарядів в апаратах з великим обсягом використовують β-випромінювачі.

Радіоактивна речовина з γ-вивченням через високу проникаючу здатність та небезпеку для людей у ​​нейтралізаторах не застосовуються.

Основним недоліком радіоізотопних нейтралізаторів є малий іонізаційний струм, порівняно з іншими нейтралізаторами.

Для нейтралізації електричних зарядів можуть використовуватися комбіновані нейтралізатори, наприклад радіоактивно-індукційний. Подібні нейтралізатори випускаються промисловістю та мають покращені робочі характеристики. Робочі характеристики виражають залежність іонізаційного струму, що розряджає, від величини потенціалу зарядженого тіла.

Додаткові способи зменшення небезпеки статичної електризації (3 хв, слайд № 13).

Небезпека статичної електризації ЛЗР та горючих рідин може бути значно знижена або навіть усунена зменшенням швидкості потоку v. Тому рекомендується наступна швидкість vдіелектричних рідин:

При ρ ≤ 10 5 Ом∙м приймають v≤ 10 м/с;

При ρ > 10 5 Ом∙м приймають v≤ 5 м/с.

Для рідин з ρ > 10 9 Ом∙м швидкість транспортування та закінчення встановлюється окремо для кожної рідини. Безпечною для таких рідин зазвичай є швидкість руху або 1,2 м/с.

Для транспортування рідин з ρ > 10 11 -10 12 Ом∙м зі швидкістю v≥ 1,5 м/с рекомендується застосовувати релаксатори (наприклад, горизонтальні ділянки труби збільшеного діаметра) безпосередньо біля входу до приймального резервуару. Необхідний діаметр Д р,м цієї ділянки визначається за формулою

Д р =1.4 Д т ∙ . (7)

Довжина релаксатора L p визначається за формулою

L p ≥ 2.2 ∙ 10 -11 ξρ, (8)

де ξ - відносна діелектрична проникність рідини;

ρ – питомий об'ємний опір рідини Ом∙м.

При заповненні резервуару рідиною з ρ >10 5 Ом∙м до моменту затоплення завантажувальної труби рекомендується подавати рідини зі швидкістю v ≤ 1 м/с, а потім із зазначеною швидкістю v ≤ 5 м/с.

Іноді потрібно збільшувати швидкість рідини в трубопроводі до 4÷5 м/с.

Діаметр релаксатора, розрахований за формулою (7), виявляється у цьому випадку непомірно більшим. Тому для підвищення ефективності релаксатора рекомендується застосовувати їх зі струнами чи голками. У першому випадку всередині релаксатора і вздовж осі натягуються заземлені струни що більш ніж на 50% зменшує струм електризації, а в другому в потік рідини вводять заземлені голки, щоб відводити заряди від потоку рідини.

Максимально допустимі та безпечні (щодо можливості запалення парів рідини в промисловому резервуарі) режими транспортування нафтопродуктів довгими трубами діаметром 100÷250 мм можуть бути оцінені за співвідношенням

v т 2 Д т ≤ 0.64 , (9)

де v т- Лінійна швидкість рідини в трубі м / с, Д т- Діаметр труби, м.м.

При операціях з сипучими та дрібно дисперсними матеріалами зниження небезпеки від статичної електризації можна досягти наступними заходами: при їх пневмотранспортуванні використовувати труби з поліетилену або з того ж матеріалу (або близького за складом до речовини, що транспортується); відносна вологість повітря на виході з пневмотранспорту має бути не менше 65% (якщо це неприйнятно, то рекомендується іонізувати повітря або застосовувати інертний газ).

Слід уникати виникнення пилоповітряних горючих сумішей, не допускати падіння пилу, його скиблення або завихрення. Необхідно очищати обладнання та конструкції будівлі від осілого пилу.

При операціях з горючими газами необхідно стежити за їх чистотою, відсутністю на шляхах руху незаземлених частин обладнання або приладів.

Хороший ефект за умовами пожежо- та вибухобезпеки від іскор статичної електрики та всіх інших джерел запалення досягається заміною органічних розчинників та ЛЗР на негорючі, якщо така заміна не порушує ходу технологічного процесу та економічно доцільна.

4.4.1. Для попередження виникнення іскрових розрядів з поверхні обладнання, нафти і нафтопродуктів, а також з тіла людини необхідно передбачати, з урахуванням особливостей виробництва, такі заходи, що забезпечують стікання заряду статичної електрики, що виникає:

• зниження інтенсивності генерації заряду статичної електрики;
• будову заземлення обладнання резервуарів та комунікацій, а також забезпечення постійного контакту тіла людини із заземленням;
• зменшення питомого об'ємного та поверхневого електричного опору;
• використання радіоізотопних, індукційних та інших нейтралізаторів.

4.4.2. Заземлювальні пристрої для захисту від статичної електрики слід, як правило, об'єднувати із заземлюючими пристроями для електроустаткування. Такі заземлювальні пристрої мають бути виконані відповідно до вимог ПУЕ-85, ГОСТ 21130-75 СН 102-76, Інструкцією з влаштування мереж заземлення. Опір заземлювального пристрою, призначеного виключно для захисту від статичної електрики, допускається не вище 100 Ом.

Усі металеві та електропровідні неметалеві частини обладнання резервуарів повинні бути заземлені незалежно від того, чи застосовуються інші заходи захисту від статичної електрики.

Лакофарбове покриття, нанесене на заземлене металеве обладнання, внутрішні та зовнішні стіни резервуарів, вважаються електростатичним заземленням, якщо опір зовнішньої поверхні покриття щодо заземленого обладнання не перевищує 10 Ом.

4.4.3 Резервуари місткістю понад 50 м 3 (за винятком вертикальних діаметрів до 2,5 м) повинні бути приєднані до заземлювачів за допомогою не менше двох провідників заземлення в діаметрально протилежних точках.

4.4.4. Нафтопродукти повинні закачуватись у резервуари без розбризкування, розпилення чи бурхливого перемішування. Налив нафтопродуктів вільно падає струменем не допускається.

Відстань від кінця завантажувальної труби до дна резервуара не повинна перевищувати 200 мм, а якщо це можливо, струмінь повинен бути спрямований уздовж стінки. При цьому форма кінця труби та швидкість подачі нафтопродукту повинні бути обрані таким чином, щоб унеможливити розбризкування.

4.4.5. Швидкість руху нафтопродуктів трубопроводами необхідно обмежувати таким чином, щоб заряд, що приноситься в резервуар з потоком нафтопродукту, не міг викликати з його поверхні іскрового розряду, енергія якого достатня для займання навколишнього середовища. Допустимі швидкості руху рідини трубопроводами та закінчення їх у резервуари залежать від таких умов, що впливають на релаксацію зарядів: виду наливу, властивостей нафтопродукту, вмісту та розміру нерозчинних домішок, властивостей матеріалу стінок трубопроводу, резервуару.

4.4.6. Для нафтопродуктів з питомим об'ємним електричним опором трохи більше 10 9 Ом. м швидкості руху та закінчення допускаються до 5 м/с.

Для нафтопродуктів з питомим об'ємним електричним опором понад 109 Ом.м допустимі швидкості транспортування та закінчення встановлюються для кожного нафтопродукту окремо.

Для зниження до безпечного значення щільності заряду в потоці рідини, що має питомий об'ємний електричний опір більше 10 9 Ом.м, при необхідності транспортування їх трубопроводами зі швидкістю, що перевищує безпечну, слід застосовувати спеціальні пристрої для відведення зарядів.

Пристрій для відведення зарядів з рідкого продукту повинен встановлюватися на завантажувальному трубопроводі безпосередньо біля входу в резервуар, що заповнюється так, щоб при максимальній з використовуваних швидкостей транспортування час руху продукту по завантажувальному патрубку після виходу з пристрою до закінчення в апарат не перевищувало 0,1 постійної часу релаксації заряду у рідині.

Якщо ця умова конструктивно не може бути виконана, то відвід заряду, що виникає в завантажувальному патрубку, повинен бути забезпечений всередині заповнюваного резервуара до виходу зарядженого потоку на поверхню наявної в резервуарі рідини.

Примітки. Як пристрої для відведення заряду з рідкого продукту можуть використовуватися нейтралізатори зі струнами, правила вибору, конструювання, монтажу та експлуатації яких викладені в РТМ 6.28-008-78 Пристрої відведення заряду з потоку рідини з протяжними розрядними електродами (нейтралізатори зі струнами).

В якості пристроїв для відведення заряду всередині резервуара, що заповнюється, можуть застосовуватися клітини із заземленої металевої сітки, що охоплюють деякий об'єм у кінця завантажувального патрубка таким чином, щоб заряджений потік з патрубка надходив всередину клітини. При цьому об'єм клітини повинен бути не меншим за V = Q τ /3600, де V — об'єм клітини, м 3 ; Q - швидкість перекачування нафтопродукту, м3/год; τ – постійна часу релаксації заряду у нафтопродукті, с.

4.4.7. Дані щодо електричних параметрів світлих нафтопродуктів та номограми щодо визначення допустимих швидкостей перекачування наведені у Рекомендаціях щодо запобігання небезпечній електризації нафтопродуктів при наливі у вертикальні та горизонтальні резервуари, автомобільні та залізничні цистерни, затверджених 12/XI.85 р. Держкомнафтопродуктом.

4.4.8. Нафтопродукти повинні надходити в резервуар нижче рівня залишку нафтопродукту, що знаходиться в ньому.

При заповненні порожнього резервуару нафтопродукти повинні подаватися до нього зі швидкістю трохи більше 1 м/с досі затоплення кінця приймально-роздавального патрубка.

У разі подальшого заповнення швидкість слід обирати з урахуванням вимог п. 4.4.6.

4.4.9. Для запобігання небезпеці виникнення іскрових розрядів на поверхні нафтопродуктів не повинно бути незаземлених електропровідних плаваючих предметів.

4.4.10. Понтони з електропровідних матеріалів, призначені для зменшення втрат нафтопродуктів від випаровування, повинні бути заземлені за допомогою не менше двох гнучких заземлюючих провідників площею перерізу не менше 6 мм 2 приєднаних до понтону в діаметрально протилежних точках.

4.4.11. Понтони з неелектропровідних матеріалів повинні мати електростатичний захист.

4.4.12. Ручний відбір проб нафтопродуктів із резервуарів допускається не раніше, як за 10 хв після припинення руху нафтопродукту.

> ПОТ Р М-021-2002 Міжгалузеві правила з охорони праці під час експлуатації нафтобаз, складів ПММ, стаціонарних та пересувних автозаправних станцій (зміст)

5.4. Боротьба з проявом статичної електрики

5.4.1. Захист будівель та споруд нафтобаз, складів ПММ, АЗС, ПАЗС від статичної електрики повинен проводитись відповідно до вимог діючих державних стандартів.
5.4.2. Опір заземлювального пристрою, призначеного виключно для захисту від статичної електрики, повинен бути не вище 100 Ом.
5.4.3. Усі металеві та електропровідні неметалеві частини обладнання резервуарів повинні бути заземлені незалежно від того, чи застосовуються інші заходи захисту від статичної електрики.
5.4.4. Лакофарбове покриття, нанесене на заземлене металеве обладнання, внутрішні та зовнішні стінки резервуарів, вважається електростатичним заземленням, якщо опір зовнішньої поверхні покриття щодо заземленого обладнання не перевищує 10 Ом.
5.4.5. Резервуари місткістю понад 50 м3 (за винятком вертикальних діаметром до 2,5 м) повинні бути приєднані до заземлювачів за допомогою не менше двох провідників у діаметрально протилежних точках.
5.4.6. Продуктивність наповнення та випорожнення резервуара не повинна перевищувати сумарної пропускної спроможності встановлених на резервуарі дихальних, запобіжних клапанів та вентиляційних пристроїв.
Наповнення резервуара повинно проводитися без розбризкування та бурхливого перемішування рідини.
5.4.7. Максимальні швидкостірухи нафтопродуктів для забезпечення безпеки від електризації повинні визначатися відповідно до вимог діючих державних стандартів, Правил захисту від статичної електрики у виробництвах хімічної, нафтохімічної та нафтопереробної промисловості для запобігання небезпечній електризації нафтопродуктів при наливі у вертикальні та горизонтальні резервуари, автомобільні та залізничні цистерни в залежності від виду нафтопродукту, матеріалу та діаметра трубопроводу, розмірів резервуара та інших показників.
5.4.8. Для захисту від статичної електрики необхідно заземлювати металеве обладнання, резервуари, нафтопродуктопроводи, сливоналивні пристрої, призначені для транспортування, зберігання та відпустки легкозаймистих та горючих рідин. Система заземлення повинна представляти на всьому протязі безперервний електричний ланцюг.
5.4.9. Щоб уникнути небезпеки іскрових розрядів, наявність на поверхні нафтопродуктів незаземлених електропровідних плаваючих предметів не допускається.
На поплавкових або буйкових рівнемірах поплавці і буйки повинні бути виготовлені з електропровідного матеріалу і надійно заземлені.
При експлуатації резервуарів із металевими або виготовленими із синтетичних матеріалів понтонами електропровідні елементи понтонів повинні бути надійно заземлені.
5.4.10. Для відведення зарядів статичної електрики нижня поверхня понтона з пінополіуретану та його затвор покриваються електропровідним латексом або іншими аналогічними покриттями.
Вимір опору проводиться після полімеризації та затвердіння латексу (близько доби) у будь-якій точці понтона по відношенню до стінки резервуара.
5.4.11. Автоцистерни, а також наливні судна під час операцій зливу - наливу легкозаймистих та горючих нафтопродуктів повинні приєднуватися до заземлювачів за допомогою пристрою автоматичного контролю заземлення з іскробезпечним контактним пристроєм або безпосередньо до заземлювального пристрою.
Як заземлюючий пристрій необхідно застосовувати гнучкий (багатожильний) мідний провід перетином не менше 6 мм2. Наконечник заземлювального пристрою повинен бути виготовлений з металу, що не дає іскор при ударі.
5.4.12. Забороняється від'єднувати та приєднувати кабелі заземлення під час наливних операцій.
5.4.13. Рейки залізничних колій у межах наливного фронту повинні бути електрично з'єднані з трубопроводами через кожні 200 - 300 м і мати надійне заземлення в обох кінцях.
5.4.14. Огляд та поточний ремонт заземлювальних пристроїв необхідно проводити одночасно з оглядом та поточним ремонтом технологічного обладнання, електрообладнання та електропроводки.
5.4.15. Монтаж контактних з'єднань технологічного обладнання та приєднання до них мереж заземлення та занулення виконується відповідно до робочих креслень.
Місця розташування контактних з'єднань та відгалужень від них мають бути доступними для огляду.
5.4.16. Перехідний електричний опір у контактних з'єднаннях технологічного обладнання повинен бути не більше 0,03 Ом на один контакт.
Перехідний опір контактних з'єднань слід вимірювати приладами у вибухозахищеному виконанні.
5.4.17. Працівники, які проводять ревізію блискавкозахисних пристроїв, повинні складати акт огляду та перевірки із зазначенням виявлених пошкоджень чи несправностей.
Результати ревізії блискавкозахисних пристроїв, перевірочних випробувань заземлювальних пристроїв, виконаного ремонту слід заносити до спеціального журналу.
5.4.20. Відповідальність за стан пристроїв захисту від статичної електрики та блискавкозахисту несе служба головного енергетика. Відповідальні працівники зобов'язані забезпечити експлуатацію та ремонт пристроїв захисту від статичної електрики та блискавкозахисту відповідно до чинних нормативних документів.

Під статичною електрикою розуміються електричні заряди, що у стані відносного спокою, розподілені лежить на поверхні чи обсязі діелектрика чи поверхні ізольованого провідника.

Контактна різниця потенціалів різна і залежить від діелектричних властивостей матеріалів, що стикаються, їх фізичного стану, величини тиску, з яким поверхні притиснуті один до одного, швидкості переміщення, від вологості і температури навколишнього середовища та ін.

Електризація твердих тіл можлива під час руху ремінних передач та конвеєрних стрічок.

Як показують проведені дослідження, інтенсивна електризація спостерігається при зіткненні частинок про поверхню трубопроводів у процесі пневмотранспортування пилоподібних матеріалів, деформації, дробленні (розбризкуванні) речовин, відносному переміщенні двох тіл, шарів рідини або сипучих матеріалів, що перебувають у контакті, при інтенсивному переміщенні, перемішуванні випаровування речовин.

Крім того, можлива електризація рідин, що мають низьку електропровідність, у тому числі при наливі, зливі та перекачуванні толуолу, бензину та інших нафтопродуктів із незаземлених резервуарів, цистерн, бочок; під час перевезення рідин у незаземлених ємностях; при їх фільтруванні через пористі перегородки та сітки тощо. Небезпека статичної електрики обумовлена ​​головним чином можливістю іскрового розряду, що може призвести до вибуху, пожежі та, отже, поразки людей.

Розряд статичної електрики виникає тоді, коли напруженість електростатичного поля досягає пробивної (критичної) величини. Для повітря пробивна напруга становить приблизно 30 кВ/см.

Фізіологічна дія статичної електрики на організм людини залежить від величини, що звільняється при розряді електричної енергії. Людина може зазнати слабких, помірних або сильних уколів або ударів. Уколи і поштовхи не є небезпечними для життя, оскільки сила струму мізерно мала. Однак можливі рефлекторні рухи, що призводять до падіння з висоти, дотику з не обгородженими частинами машин, що обертаються, і т.п.

на залізничний транспортз усього різноманіття технологічних процесів, що призводять до появи статичної електрики, основними є транспортування різних рідин у цистернах, перекачування нафтопродуктів на зливно-наливних естакадах.

Розглянемо процес електризації рідини. Механізм електризації рідини, що рухається трубою, пояснюється механічним руйнуванням подвійного електричного шару, що виникає на кордоні з твердою фазою. Оскільки будь-яка діелектрична рідина завжди містить у собі певну кількість носіїв електричного заряду, на межі розділу рідкої та твердої фаз відбувається утворення подвійного електричного шару.

При цьому заряди одного знака, що осідають на поверхні твердої стінки, нейтралізуються, а заряди протилежного знака, що знаходяться в об'ємі рідини, захоплюються потоком і потрапляють у приймальний резервуар. Якщо в резервуарі над поверхнею рідини є легкозаймиста пароповітряна суміш, то не виключена можливість вибуху та пожежі внаслідок розряду статичної електрики між поверхнею наелектризованої рідини та стінками резервуара або іншими заземленими елементами конструкції.

Утворення зарядів статичної електрики відбувається також при заповненні резервуарів вільно падає струменем, з розбризкуванням.

При цьому дрібні та великі краплі набувають зарядів протилежних знаків. Утворюється хмара дрібних крапель, що створює над поверхнею рідини електричне поле з високим градієнтом. Внаслідок цих явищ відбуваються електростатичні розряди.

Основні фактори, що визначають інтенсивність електризації нафтопродуктів, чистота нафтопродуктів та їх електричний опір; швидкість і характер руху (безперервним струменем або розбризкуванням); матеріал металу трубопроводів, резервуарів та інших пристроїв, якими рухаються нафтопродукти, а також стан їх внутрішньої поверхні. Особливо інтенсивно електризуються нафтопродукти за її фільтрації.

Встановлено, що бензин, протікаючи трубами, заряджається негативно, а трубопровід позитивно.

Розмір повного заряду, що передається наелектризованим продуктом приймальному резервуару:

де: - Заряд продукту, к / л;

Кількість перекачаного продукту, л.

Дані про мінімальну енергію займання паро і газоповітряних сумішей (при тиску 0,1 МПа та температурі 200С) наведено в таблиці 11.1

Таблиця 11.1

Для попередження можливості виникнення небезпечних іскрових розрядів з поверхні обладнання, речовин, що переробляються, а також з тіла людини передбачаються (з урахуванням особливостей виробництва) наступні заходи, що забезпечують стікання зарядів статичної електрики, що виникли:

Відведення зарядів за допомогою зменшення питомих об'ємних та поверхневих електричних опорів;

нейтралізація зарядів за допомогою використання індукційних нейтралізаторів та ін;

Відведення зарядів за допомогою пристрою заземлення обладнання та комунікацій.

Серед заходів щодо захисту від статичної електрики найбільш широке застосування для відведення електростатичних зарядів отримало заземлення, яке застосовується разом із вищерозглянутими заходами. Заземленню підлягають наливні стояки естакад заповнення цистерн і рейки не більше фронту зливно-наливних операцій. Заземлювальні пристрої для захисту від статичної електрики поєднують із захисними або грозозахисними заземлюючими пристроями. При цьому гранично допустимий опір заземлювального пристрою, призначеного виключно для відведення статичної електрики, має бути не більшим за 100 Ом. Неметалеве обладнання буде електрично заземленим, якщо опір будь-якої його точки щодо контуру заземлення не перевищує 107 Ом.

При малій ємності Опір розтіканню струму заземлювального пристрою може бути вище 107 Ом.

Розглянемо, у якому разі буде забезпечена безпека від можливих розрядів статичної електрики при наливі в ізольовану цистерну місткістю М = 1000 л. бензину зі швидкістю v = 100 л/хв. Швидкість електризації бензину = 1,1 · 10-8 А · с / л.

Визначимо потенціал на цистерні до кінця наливу. Загальний заряд, що передається електризованим бензином цистерні, становитиме.