2.5. Защита от статического электричества

Для устранения вредных и опасных проявлений статического электричества применяют такие меры, как: заземление корпусов производственного оборудования; заземление емкостей для хранения и транспортировки легковоспламеняющихся и горючих жидкостей; антистатическая обработка поверхностей; введение антистатических веществ в состав изделий; увеличение влажности обрабатываемых материалов и окружающей среды; ионизация среды; уменьшение скорости обработки материалов.

Заземление является обязательным и применяется даже в ущерб технологическому процессу. Этот способ является традиционным и наиболее широко распространен. Заземляются корпуса аппаратов и механизмов, наконечники сливных шлангов, автотранспорт для перевозки горюче смазочных материалов (бензовозы) и т.д. Заземление выполняется по правилам заземления электроустановок. Однако здесь сопротивление заземления не должно превышать 100 Ом.

Заземление является хотя и надежным способом защиты, но не всегда, поскольку с его помощью отводится на землю лишь часть заряда, накапливаемого на электропроводящих корпусах оборудования, а заряды, накапливаемые на диэлектрических материалах и частях оборудования, могут долго сохраняться и создавать опасность возникновения искровых разрядов.

Поскольку повышение влажности существенно уменьшает накопление зарядов, то этот метод защиты также находит достаточно широкое применение. Так, в промышленности при производстве и переработке синтетических волокон в качестве оптимальной рекомендуется [98] поддерживать влажность на уровне 85 – 90 %. Однако следует учитывать, что существуют материалы, которые не могут обрабатываться при большой влажности или качество которых при этом может снизиться. Поэтому этот способ не всегда применим.

Антистатическая обработка поверхностей с помощью определенных химических составов увеличивает электропроводность этих поверхностей и снижает вероятность возникновения на них зарядов или вообще препятствует их электризации. Кроме того, многие из этих материалов имеют хорошие смазочные свойства и уменьшают трение, а также могут обладать гигроскопичностью, что может снизить электризацию. Антистатические вещества вводят и в состав изделий. Например, при изготовлении шлангов для налива и перекачки легковоспламеняющихся жидкостей в состав материала добавляют графит и сажу. Иногда антистатические добавки вводятся и в состав жидкостей, что повышает их электропроводность. Однако данный метод пока еще не во всех отраслях промышленности, где существует опасность появления статического электричества, нашел широкое распространение. Например, в порошковой промышленности он применяется только для некоторых комбинаций материалов.

Надежным методом нейтрализации зарядов статического электричества является создание электрических зарядов противоположной полярности и направление их к заряженному объекту. При рекомбинации зарядов достигается желаемое нейтральное состояние. Данный метод защиты получил достаточно широкое распространение в промышленности. В зависимости от того, каким способом производится генерация зарядов (ионов), методы отличаются друг от друга. Из многочисленных способов создания ионов в воздухе практическое значение имеют следующие два: ионизация воздуха посредством управляемого коронного разряда; ионизация воздух с использованием рентгеновского, гамма- и ультрафиолетового излучения, а также a- и b-частиц.

В качестве примера рассмотрим принципиальную схему аппарата для нейтрализации статического электричества, в котором для генерации электрических зарядов используется коронный разряд (рис. 2.3) [98]. Заряды в данном случае нейтрализуются на синтетической ленте 3, которая приводится в движение роликами 1 и 2. Ионизатор 4, находящийся под высоким напряжением противоположной относительно зарядов наэлектризованной ленте  полярности, создает коронный разряд. Электрический ток разряда, т.е. количество зарядов, движущихся к материалу, растет с повышением напряжения. Таким образом, заряды,

направляющиеся к наэлектризованному материалу, будут компенсировать до требуемой величины его заряды. Наличие полярности и количество зарядов на материале контролируются электрометром 7. Регулируя напряжение регулятором 5 до тех пор, пока показания электрометра не станут равными нулю, можно добиться полной нейтрализации зарядов. Поскольку на внутренней поверхности ленты также может накапливаться заряд, то для полной нейтрализации возможно применение еще одного ионизатора, расположенного снизу от ленты. Однако экспериментально доказано [98], что практически для полной нейтрализации достаточно и одного ионизатора.

Рис. 2.3. Принципиальная схема аппарата для нейтрализации статического электричества

Радиоактивные нейтрализаторы в конструктивном исполнении достаточно просты и обычно имеют форму длинной пластины или диска с нанесенным на одной стороне радиоактивным препаратом. Чаще всего используют растворы радия (Ra) и полония (Po). Радий излучает частицы a и b с периодом полураспада Т1/2 = 1590 лет, а полоний – частицы a с периодом полураспада Т1/2 = 138 дней. Излучение a состоит из частиц гелия с зарядом 2e+ и глубиной проникновения в воздухе 30 – 75 мм. Излучение b состоит из электронов и имеет для радия глубину проникновения 1 м. Гамма-излучение по сравнению с a- и b-частицами обладает меньшей проникающей способностью.

Радиоактивные ионизаторы располагают на таком расстоянии от нейтрализуемого тела, при котором достигается максимальная эффективность. Здесь следует отметить, что регулировать количество генерируемых зарядов (ионов) в данном типе нейтрализаторов достаточно сложно и, как правило, такая регулировка отсутствует.