Listrik statis adalah fenomena umum yang dapat mengakibatkan pelepasan muatan listrik, menyebabkan kebakaran dan ledakan di lokasi berbahaya. Pertanyaan ketika percikan elektrostatis terjadi di atmosfer yang mudah terbakar adalah apakah energi yang dilepaskan akan menyebabkan penyulutan atau tidak.
Gambar 1. Lokasi berbahaya, seperti pabrik petrokimia, rentan terhadap penyalaan listrik statis dan perhatian khusus harus diberikan.
Pendekatan Berbasis MIE untuk Mengevaluasi Bahaya Akumulasi Pengisian
Masalah pengapian elektrostatis rumit, dan tidak ada teori yang diterima sepenuhnya. Suatu pendekatan membandingkan energi kapasitif yang tersedia dengan energi penyalaan minimum (MIE) dari campuran yang mudah terbakar. MIE adalah energi terkecil yang mampu menyalakan atmosfer yang mudah terbakar pada konsentrasi yang paling mudah tersulut.
Gambar 2. Langkah-langkah yang mengarah ke penyalaan atmosfer yang berpotensi meledak untuk muatan dan pelepasan muatan elektrostatis.
Potensi yang dikembangkan pada suatu benda adalah rasio muatannya terhadap kapasitansinya:
di mana:
V = potensial, dalam volt
Q = muatan yang disimpan di tubuh, dalam coulomb
C = kapasitansi antara benda dan sekitarnya, dalam farad
Tubuh bertambah energinya ketika muatannya naik dari nol ke nilai Q - sama dengan pekerjaan yang dilakukan selama proses - direpresentasikan sebagai:
Jika:
Pengapian kemudian mungkin terjadi.
NFPA 497, “Praktik yang Direkomendasikan untuk Klasifikasi Cairan, Gas, atau Uap yang Mudah Terbakar dan Lokasi Berbahaya (Diklasifikasikan) untuk Instalasi Listrik di Area Proses Kimia,” mencantumkan bahan mudah terbakar yang dipilih dengan sifat fisik yang relevan - seperti batas mudah terbakar yang lebih rendah (LFL) , Batas atas mudah terbakar (UFL), dan MIE.
Tabel 1. MIE untuk bahan kimia umum.
Untuk uap yang mudah terbakar, MIE "rule of thumb" adalah 0.025 mJ. Energi yang dilepaskan oleh koin kecil - berat sekitar 2.3 g - yang dijatuhkan dari ketinggian 25 mm adalah 0.25 mJ.
Debit statik dari manusia bisa mencapai 60 mJ atau lebih. Tindakan pencegahan keselamatan adalah mempertimbangkan tubuh manusia yang mampu menyulut uap yang mudah terbakar dengan MIE sama dengan 100 mJ atau lebih rendah. Percikan yang terlihat saat disentuh memiliki sekitar 20 mJ.
Cairan yang mudah terbakar sangat mudah menguap, dan uap yang mudah terbakar yang dihasilkan dapat menyebar ke seluruh fasilitas. Jika konsentrasi mencapai kisaran mudah terbakar di hadapan sumber penyulutan, kebakaran atau ledakan dapat terjadi. Tetapi jika uap dan udara tidak tercampur dengan baik atau campuran terlalu kurus atau terlalu kaya, tidak akan ada penyalaan.
Akumulasi dan Debit
Proses pemisahan muatan, akumulasi, dan pelepasan muatan memberikan risiko yang terkait dengan muatan statis pada cairan yang mudah terbakar dan mudah terbakar.
Produk konduktor yang baik adalah generator elektrostatis terbaik, tetapi sifat ini memungkinkannya melepaskan dengan cepat.
Cairan dengan konduktivitas rendah tidak dapat dilepaskan dengan cepat dan mereka mengakumulasi muatan elektrostatis, menjadikannya akumulator statis. Produk dengan konduktivitas rendah adalah yang paling berbahaya.
Benda konduktif yang tidak dibumikan - seperti tangki truk pada ban karet yang menerima produk bermuatan - dan cairan dari produk yang sangat halus biasanya merupakan akumulator statis.
Peningkatan potensial statis menyertai akumulasi muatan, yang menimbulkan medan listrik. Bahaya terbesar muncul ketika intensitas medan listrik dalam fase uap tinggi karena dapat mencapai nilai 3 kV / mm, yaitu tentang kekuatan dielektrik udara, dan percikan api dapat terjadi karena kerusakan dielektrik. Untungnya, pelepasan muatan terjadi pada resistansi yang relatif tinggi ke tanah, mengurangi kemungkinan pelepasan yang dapat menyulut atmosfer yang mudah terbakar.
Waktu relaksasi yang singkat tidak memungkinkan akumulasi potensi statis yang sangat besar. Generator rendah - biasanya produk yang lebih bersih - dapat menghasilkan potensi statis yang besar karena waktu relaksasi yang lama.
Kesimpulannya, muatan elektrostatis yang dihasilkan dan terakumulasi dapat memicu campuran yang mudah terbakar jika jumlah energinya cukup untuk menghasilkan percikan pembakar, dan terdapat celah percikan. Mengambil tindakan untuk mencegah kondisi ini hidup berdampingan adalah suatu keharusan.
Tentang Listrik Statis sebagai Sumber Pengapian di Lokasi Berbahaya
Pelepasan muatan elektrostatis mampu memicu atmosfer yang mudah terbakar yang ditangani di lokasi berbahaya.
Pelepasan percikan terjadi saat melepaskan akumulasi listrik statis melalui celah percikan di atmosfer yang mudah terbakar.
Kemampuan percikan untuk menyalakan atmosfer yang mudah terbakar bergantung pada energi dan durasinya. Jika energi percikan melebihi energi penyalaan minimum (MIE) dari campuran yang mudah terbakar, kemungkinan besar hasilnya adalah kebakaran atau ledakan.