危険場所での発火源としての静電気

更新:20年2023月XNUMX日

静電気は一般的な現象であり、放電を引き起こし、危険な場所で火災や爆発を引き起こす可能性があります。 可燃性雰囲気で静電スパークが発生した場合、放出されるエネルギーが発火するかどうかが問題になります。

 

図1.石油化学プラントなどの危険な場所は、静電気の発火の影響を受けやすいため、特別な注意を払う必要があります。

 

電荷蓄積の危険性を評価するためのMIEベースのアプローチ

静電着火の問題は複雑であり、完全に受け入れられている理論はありません。 アプローチでは、利用可能な容量性エネルギーを可燃性混合物の最小点火エネルギー(MIE)と比較します。 MIEは、最も容易に発火する濃度で可燃性雰囲気を発火させることができる最小のエネルギーです。

 

図2.静電荷および放電のために爆発の可能性のある雰囲気の発火に至るステップ。

物体に発生する電位は、その電荷と静電容量の比率です。

 

ここで、

V =電位、ボルト単位

Q =クーロン単位で、体に蓄積された電荷

C =体と周囲の間の静電容量(ファラッド単位)

電荷がゼロから値Qに上昇すると、体のエネルギーが増加します。これは、プロセス中に行われた仕事に等しく、次のように表されます。

次の場合:

その場合、発火する可能性があります。

NFPA 497、「引火性液体、ガス、または蒸気の分類、および化学プロセス領域の電気設備の危険な(分類された)場所の分類に関する推奨プラクティス」には、可燃性下限(LFL)などの関連する物理的特性を持つ選択された可燃性材料がリストされています。 、可燃性上限(UFL)、およびMIE。

表1.一般的な化学物質のMIE。

可燃性蒸気の場合、MIEの「経験則」は0.025mJです。 2.3mmの高さから落下した小さなコイン(約25gの重さ)から放出されるエネルギーは0.25mJです。

人間からの静電気放電は60mJ以上に達する可能性があります。 安全上の注意は、100mJ以下のMIEで可燃性蒸気を発火させることができる人体を考慮することです。 触ると知覚できる火花は約20mJです。

可燃性液体は非常に揮発性であり、結果として生じる可燃性蒸気は施設全体に拡散する可能性があります。 発火源の存在下で濃度が可燃範囲に達すると、火災または爆発が発生する可能性があります。 ただし、蒸気と空気が適切に混合されていない場合、または混合気が希薄すぎるか濃すぎる場合は、発火しません。

 

蓄積と排出

電荷の分離、蓄積、および放電のプロセスは、可燃性および可燃性の液体の静電荷に関連するリスクをもたらします。

優れた導体製品は最高の静電発電機ですが、この特性により、迅速に放電することができます。

低抵抗率の液体は迅速に放電できず、静電荷を蓄積するため、(適切な名前の)静的アキュムレータになります。 低導電率の製品が最も危険です。

帯電した製品を受け取るゴム製タイヤのトラックタンクなど、接地されていない導電性の物体や、高度に精製された製品の液体は、通常、静的なアキュムレータです。

静電位の増加は電荷の蓄積を伴い、それが電界を発生させます。 気相での電界強度が高い場合、空気の絶縁耐力とほぼ同じ3 kV / mmの値に達する可能性があり、絶縁破壊によりスパークが発生する可能性があるため、最大の危険が存在します。 幸いなことに、電荷の散逸は地面に対する比較的高い抵抗で発生し、特定の可燃性雰囲気に点火する可能性のある放電の可能性を減らします。

緩和時間が短いと、巨大な静的電位が蓄積されません。 低発電機(通常はよりクリーンな製品)は、緩和時間が長いため、かなりの静的電位を生成する可能性があります。 

結論として、生成および蓄積された静電荷は、エネルギー量が焼夷火花を生成するのに十分であり、火花ギャップがある場合、可燃性混合物に点火する可能性があります。 これらの状態が共存するのを防ぐための行動を取ることは必須です。

 

危険場所での発火源としての静電気について

静電放電は、危険な場所で取り扱われる可燃性雰囲気に点火する可能性があります。

可燃性雰囲気のスパークギャップから蓄積された静電気を放出すると、スパーク放電が発生します。

火花が可燃性雰囲気に点火する能力は、そのエネルギーと持続時間に依存します。 火花のエネルギーが可燃性混合物の最小点火エネルギー(MIE)を超えると、火災または爆発が発生する可能性があります。