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透过现象看本质-静电问题对各行各业的影响

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静电对医疗行业的影响  

随着工业发展和人们生活的不断提高,静电对人们的不良影响和危害日益显著。在工业方面石油、化工、煤矿冶金开采、饲料加工、制药、印刷等行业发展迅速,因静电引起的爆炸火灾事故逐渐增多。而近些年来,防静电在医疗等相关行业日渐得到重视。那么静电到底会给医疗行业带来哪些不良影响以及危害呢?

  1、 医院重症监护室和按装心电起博器的病人静电测试可以得知,在环境相对湿度50%以下时,一般穿着化纤服装的人活动时就会产生数千伏电压的静电,在干燥季节可达上万伏。此时带电人体可向周围低电位导体和低绝缘物体放电(医疗诊断仪器、监护仪器、电极等金属部位)。静电放电可产生从低频几百HZ到几GHZ的宽频带干扰。纳秒级的放电峰值能量可达几瓦到几百瓦,对精密电子医疗诊断仪器、医疗监护系统、心电起搏器等产生严重的静电噪声和电磁干扰,使其逻辑电路产生错误的翻转效应,使其不能正常工作甚至造成损坏,国内外对此都有过相关报道。

  国外就曾发生过因静电放电造成心电起搏器误动作,致使心脏病人发病造成生命危险而丧生的事例。同时平版运动心脏监护仪所监测的病人如果身穿普通化纤服装在运动时产生的静电可对监护仪产生严重干扰,使其无法 正常工作,国内已有很多同类报道事例。

  2、 医院、医药生产车间等医院、医药生产场所,可大量吸附空气尘埃,使医院,等很快变脏,使环境空气质量变差,洁净度降低。医药生产环境洁净度较低时,药品的合格品率会大幅降低。同时在药品粉剂和饲料加工生产时,还会发生爆炸和燃烧事故。我国山东省就发生过多起因静电引起的制药、饲料加工车间爆炸燃烧事故。

  目前在我国医院、制药和等方面基本上没有采取任何静电防护措施,静电损害问题已日益突出,必须引起有关方面的注意。下面针对静电防护,提出几点静电防护对策。

  在相对湿度较低时,可穿着防静电面料制作的衣物、被褥、用具面罩等。这些防静电制品可耗散和泄漏静电,并防止静电放电的发生。在室内(包括医院病房、监护室等)时可穿用防静电拖鞋、布底鞋、皮鞋等(不要穿塑料类和橡胶底的鞋)用于泄漏人体静电。目前医院、制药厂等环境大都没有设置防静电地坪,人体、设备仪器产生的静电没有向大地泄放通路,加剧静电放电的产生。目前用于工业厂房的防静电地坪有环氧自流坪、PVC地板砖(卷材)、水泥类地坪、防静电瓷砖、塑胶地坪等,以泄漏人体和设备(用品)等产生的静电。

  实践表明,在人们日常生活中只要采取了上述措施,静电的不良影响和危害就可大幅降低。国外欧美国家对医院重症监护室、制药等场所都定有洁净、静电防护(或电磁兼容等方面)的规范,取得了很好的效果.在没有相关规范和采取静电防护措施时,在重症监护室曾发生过多起静电放电(ESD)致使监护仪器误动作,干扰病人治病。也发生因此而导致病人死亡事故。相关的规范和管理健全后,这样的实例就很少发生了。在我国由于种种客观原因,静电防护的概念还没走入人们的日常生活之中,随这生活水平不断提高和科技进步,静电防护必将走入家庭、医院等场所,减少静电放电所带来的不良影响和危害。

静电对航天产品的影响

对于航天型号产品而言,静电也是产生质量隐患的一大元凶。在中国航天科技集团公司内,有一个事业部已将静电防护做成了事业,在他们眼里,不论你有无感觉到静电,静电无处无时不在。他们就是五院514所静电事业部。

“静电一般不会对产品产生可见损坏或立即失效,更多的是潜在损伤。”静电事业部副部长高志良介绍说,潜在损伤需要一段时间才会显现出来,会埋下型号产品上天后失效的技术隐患。从一个元器件到最终产品上天服役整个周期,静电防护贯穿了航天电子产品质量控制的始终。

30多年前,曾发生卫星在总装测试时出现静电放电的问题,促使静电防护开始成为航天型号生产中的重要一环。航天也成为国内最早制定防静电标准、规范电子产品静电防护的行业之一。

作为五院专业计量技术机构,514所一直致力于静电防护技术特别是检测技术的研究,形成了多项静电防护技术研究和标准成果,并成功应用到型号产品静电防护工作当中。

2007年,该所接到一个研究航天器放电的重要课题。通过试验、仿真、攻关,该所解决了载人航天器对接放电防控的关键技术,为我国天宫一号与神舟八号交会对接提供了重要的技术支撑。该所也获得了集团公司静电防护技术中心、工信部“工业(静电防护)产品质量控制和技术评价实验室”等资质。

在高志良看来,静电防护还存在诸多误区。他说:“静电防护不是简单进门摸一下金属球、穿上防静电服就能解决的。静电防护需要覆盖涉及静电放电敏感电子产品的每一个环节,甚至生产过程中的每一个操作。”

目前,该所正在努力推动静电防护的技术要求与管理要求相结合,从建立航天电子产品静电防护管理体系着手,推行一站式“治疗”静电理念,实施系统性静电防护。

该所还参考国外较为先进的实施经验和做法,成功推动了五院及其重点外协单位20余家开展静电防护管理体系建设与认证,全面覆盖了静电放电敏感电子产品的采购、制造、包装、标识、维修、测试、贮存和运输等科研生产活动;通过体系建设、认证、监督、检查、改进等方式,有效提升了研制人员静电防护意识,大大降低了因静电放电引起的质量事故。

结合航天电子产品静电防护体系化管理理念,该所已经建立了包含产品检测、物资配货、工程施工、培训咨询、体系认证、课题研究等基础业务为一体的静电防护系统解决方案,组织建立了覆盖全国的静电防护技术研究和防静电产品生产制造联盟,为航天单位提供静电防护整体方案设计到实施的全过程配套技术服务,一站式解决静电防护问题并确保符合技术标准和管理要求。

目前,航天电子产品静电防护已逐渐走上标准化之路。除参与集团公司内部标准的制订以外,该所在2014年起草的国家标准——《航天电子产品静电防护要求》已在全国宇航技术与应用标准化委员会立项。

静电对加油站设备行业的影响  

1、测温闪爆事故

    事故经过:

    某厂两操作工在晚间测铁路槽车油温时,由于怀疑温度不准,一名操作工去取手电筒,另一名操作工在槽车栏杆上等待,取回手电筒后,当两名操作工在车顶交接时发生爆炸起火,两名操作工摔到车底受伤。

    原因分析:

    事故前两名操作工都有静电起电机会,但从现场操作过程和燃痕分析,车上操作工带电放电可能性较大。该操作工手腕表带处烧伤严重,可认为是手表带与槽车口边缘放电,发生了这起事故。当时为喷溅式加油,人在车上时间过长,可能吸附荷电液雾带电并发生了放电。

2、清 仓清釜闪爆事故

    事故经过:

    某石化小本体法PP装置闪蒸釜清釜时,一名操作工(穿化纤工作服)准备由人孔向下探望,刚扶人孔时便发生了爆炸,烧伤3人,当时釜内未做强制通风。同年11月21日,在类似清釜作业中,当操作工用铁棍铲下堵釜料时,也发生爆炸,烧伤4人。

3PP装置D202反应釜闪爆

    事故经过:

    某石化公司有机合成厂清理PP装置D202反应釜自聚熔料时,发生闪爆,造成2人死亡,烧伤2人。5月18日、19日已开始清理,5月20日9:45第三批人清理20分钟时发生了闪爆,事后分析,清料中根阀内漏气体的逸出和人体静电,可能是造成这起事故的真正原因。

    模拟实验表明,作业人体带电在3~5 kV,手中金属工具荷电量高达0.3μC,都超过了引燃放电的危险界限。

4、清理HDPE装置闪蒸釜时发生闪爆

    事故经过:

    2006年1月11日,北京东方化工厂助剂二厂清理HDPE装置闪蒸釜时发生闪爆,烧伤1人。1月9日因设备出料困难,临时小修,打开闪蒸釜发现罐壁粘料严重(中部达40cm厚),通风30h后,于11日9:20进人持锹清料(着雨鞋),5分钟后发生闪爆。从人体烧伤部位分析,放电点在人体左上方,即可能是铜锹铲料时产生了静电和放电,并点燃了釜内残留气体(己烷)而造成闪爆。

    原因分析:

    类似事故在国内已发生多起,清釜作业过程中的气体积聚以及人体放电,是这类事故的主要原因。作业人和清釜工具,多数接地不良,都可以诱发高能放电。如果清料中出现气体积聚,就可能发生上述事故。

5、加油站汽车加油事故

    事故经过:

    一次某汽车加油站用油枪给汽车加油,中途操作工临时离开(未关油枪),返回后刚要握油枪时突然闪爆。

    原因分析:

    事故原因应为人体行走时带电,接触油枪瞬间手与油枪放电,引燃了周围油汽。

6、用小铁桶采样闪爆事故

    事故经过:

    某企业操作工用小铁桶从管线接丙酮,当时穿绝缘鞋,接完后当操作工试图关闭阀门时发生了闪爆。

    原因分析:

    用绝缘铁桶带压采样时,介质和铁桶以及绝缘人体都会带电。这起事故可能是带电人体或小铁桶与阀门发生了火花放电引起的。

    1973年8月盘锦炼厂用小铁桶在回流泵采样的闪爆事故;

    1976年冬某石化公司用搪瓷桶在回流泵采样的闪爆事故;

    2004年4月泰州石化总厂用小铁桶在减压塔采样的闪爆事故等,都与此原因有关。

7、处理LPG泄漏的爆炸事故

    事故经过:

    1994年1月13日20:40,某厂气分装置LPG泵房的6102A泵机械密封突然损坏,约1.7Mpa LPG从泵端面的Ф10mm冷却水管喷出。1名操作工在处理LPG泄漏中赤手关闭距6102A泵1米远的金属手轮时发生放电,并引爆泄漏气体,使现场处理泄漏的5人烧伤。

    原因分析:

    (1)事故后现场分析中排除了电气火花、机械撞击火花和明火引燃的可能;

    (2)1.7Mpa LPG自Ф10mm孔喷出时,周围空间会产生大量带电液雾,附近活动人体可以通过感应或捕集方式带电。现场操作工中的4人当时脚穿防静电鞋(水泥地面表面电阻为2×106Ω),积聚静电可能性不大;另1操作工陈某脚穿绝缘棉胶鞋(实测电阻为1.2×1011Ω,尼龙袜电阻为2.5×1013Ω),容易积聚静电。当时该操作工位于喷嘴1米距离,在关闭泵前0.7米垂直距离的手轮时,正处于液雾飞溅和吸附最密集处,容易带电,在赤手关320mm手轮阀门中容易产生放电机会。因此基本可以确认该事故是由该操作工在关阀门操作中发生人体放电而引爆的。LPG最小点火能0.28mJ,爆炸极限为1.9~37%,极易引燃。

8、永平矿炼厂采样事故

    事故经过:

    2000年12月12日,该厂一操作工在汽油罐上采样,采样结束后盖采样口时发生了闪爆。2002年2月2日,在采样时也发生了类似事故。

    原因分析:

    现场检查发现,当日空气湿度约25%RH,采样绳电阻高达1011Ω,采样结束后操作工没有释放人体静电就盖采样口,可认为是带电人体与采样口盖发生了放电。类似事故在国内外已发生多起,事故原因几乎都是人体带电并与周围接地体放电造成的,少数也有因静置时间不够造成的。

9、带电人体触摸设备放电闪爆事故

    事故经过:

    某厂操作工对一个1200加仑溶解槽用的排气系统鼓风机进行检修,向鼓风机的转轴加了润滑油。操作工回到排气塔时发现鼓风机不能转动,于是将人体靠着排气口伸手转动风扇,这时发生了火花放电和闪爆,操作工头部、脸和手被烧伤。当时排气口周围有有甲醇和苯混合物,操作工穿化纤工作服。

10、在阀门采样时的闪爆事故

    事故经过:

    某化工厂一操作工用10L金属罐在阀门接丙酮,当时穿着生胶鞋,在装完样品去关阀门时发生了火花放电和闪爆事故,火势蔓延到楼的其它部分。

11、给汽车加油时人体放电引燃事故

    事故经过:

    一汽车司机在加油站加油,卸下油箱盖子握在手里加油,然后脱下套头毛线杉,扔到车里。当加完油重新盖油箱盖子时,发生了火花放电,油箱起火。当时该司机穿普通绝缘鞋。

12、导油时不合格槽车导致静电积聚放电引发爆炸
    事故经过:

    2004年11月8日16时左右,辽宁省辽阳市某油库工作人员在把油罐的汽油导入油槽车时,油罐爆炸,在场的7人中,2人当场死亡,2人重伤,3人轻伤。据消防战士介绍,当赶到现场时火势已经很大。油罐车里的汽油流到了地面上,大火随着汽油在地面上燃烧。不远处有另外几个油罐,一旦火势蔓延到油罐,必将引起巨大的爆炸。经过几个回合的较量,火势终于得到了控制。17时30分左右,大火彻底被熄灭。
    原因分析:据调查,导油过程中使用的槽车是自己组装的,未经安全技术检定,油罐与槽车车体接触不良,导致静电积聚放电,引燃油气而引发爆炸的。使用不合格槽车导油是导致这起事故的直接原因。
13、 顾客身上静电放电引燃油箱
    事故经过:

    2002年12月19日上午,辽宁省凌海石油公司城内加油站加油员为桑塔纳轿车加满汽油后,在女司机锁油箱盖时,由于身上产生的静电传导到油箱,油箱突然起火,火苗从油箱嘴喷出近一尺高,并引燃了司机身上的裘皮大衣,正在司机连连后退不知所措时,加油员飞奔过去,用随手的皮手套捂住油箱口,二、三秒钟之后,火因窒息而熄灭,手套拿开后,仍有黑烟从油箱口冒出。同时,司机身上的明火也被其他加油员扑灭。从而避免了一起车毁人亡危及加油站和周边地区人身安全的重大火灾事故。
14、静电放电引燃油气,油箱向外窜火
    事故经过:

    1997年7月12日,一辆满载乘客的中巴在南京某加油站加油时,油箱内突然向外冒火,加油员在向外拔油枪时,少量余油溅到手背和衣裤上,手背和衣服着了火。当时车内乘客一片惊慌,有的匆忙往车下跑,还有的从车窗往外跳。这时,加油员并没有慌乱,立即关闭加油机,一面扑打自己身上的火,一面迅速推来 35kg干粉灭火机,在短短的5秒钟内扑灭了油箱火灾,避免了一次后果不堪设想的火灾事故。
    原因分析:

    汽车油箱内突然向外窜火,主要是由于静电放电引燃油气造成的。产生静电放电的原因可能是多方面的。如加油枪静电导出线由于经常弯曲而折断;加油机静电接地线断路;加油机静电接地电阻值超过规定值;油箱中含有杂质较多,加油过程中产生的静电较多。当静电积聚到放电电压时,静电放电引燃油气。
15、塑料桶灌装汽油引发着火
    事故经过:

    1996年4月,某加油站职工使用乙烯软管和金属漏斗,给小型货车上的塑料手提桶灌装汽油,大约灌装了15L时,突然漏斗内起火。当时,该职工穿的是纤维混纺工作服,橡胶鞋。
16、用化纤碎布擦拭引起着火
    事故经过:

    1980年8月10日,某加油站有人用化纤碎布擦拭设备上的油污后,将化纤碎布扔在油罐盖上走了。另一位职工进来,发现化纤碎布在冒烟,用手提抹布时起火。
    原因分析:

    用化纤碎布擦拭设备油污时发热,使油气浓度增大,同时,化纤碎布擦拭后带了静电,且不易散失。当把它放在油罐盖上时,静电放电火花引燃了夹在化纤气隙中的油气,但由于氧气不足,燃烧微弱而缓慢.故只冒烟。当用手提起时,化纤碎布与空气的接触面积增大,助燃物氧气供给充分,就燃烧起来了。
17、向塑料桶加油产生静电

    事故经过:

    1999年5月19日19时5分,一北京吉普121 客货车到加油站加油,当加油员给该车油箱加满后,车主为凑足100元的油款,要求将剩余的70号汽油用加油枪直接注入容量25㎏的塑料桶内,塑料桶就在吉普车旁边。当油品注到塑料桶2/3时,由于产生静电,“砰”的一声,燃起大火,大火将塑料桶烧毁,满地的火源,又把吉普车燃着,此时一位加油员拨打110 报警。同时,另一位加油员开始操纵35㎏干粉灭火机灭火,但由于对灭火机性能掌握不熟练,未能灭火。当吉普车被全部烧着后又把5m高的雨蓬引燃,39.6m2铝塑封檐板,5.6m2的雨棚镀锌钢柱板、两台电脑加油机、雨蓬内 射灯和部分线路、12m2铝合金开票收款厅、1台35㎏干粉灭火机全部烧毁,直接经济损失达2309万元。
  因为目前使用比较广泛的塑料桶大多是用聚苯乙烯、聚氯乙稀和聚乙烯制成的,这些材料的电阻率大,绝缘性能好,在与汽油强烈摩擦后极易产生和积聚静电荷,因此,决不能用塑料桶装汽油。
  事后认定的原因是:
  (1)违反安全管理制度,用加油枪直接向塑料桶容器内灌装汽油,静电引起爆燃。
  (2)岗位职工不会使用干粉灭火机,延误了扑灭初起火灾的最佳时间。
  (3)安全管理不严,管理不到位,职工安全意识淡薄,安全生产责任制和安全操作规程不落实。

来源:电磁兼容之家
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首次发布时间:2023-08-03
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