정전기는 방전을 일으키고 위험한 장소에서 화재와 폭발을 일으킬 수있는 일반적인 현상입니다. 가연성 대기에서 정전기 스파크가 발생하는 경우 방출 된 에너지가 점화를 유발하는지 여부가 문제입니다.
그림 1. 석유 화학 공장과 같은 위험한 장소는 정전기 발화에 취약하며 특별한주의가 필요합니다.
전하 축적 위험을 평가하기위한 MIE 기반 접근법
정전기 점화 문제는 복잡하며 완전히 받아 들여진 이론은 없습니다. 접근 방식은 사용 가능한 용량 성 에너지를 가연성 혼합물의 최소 점화 에너지 (MIE)와 비교합니다. MIE는 가장 쉽게 점화 할 수있는 농도에서 인화성 대기를 점화 할 수있는 가장 작은 에너지입니다.
그림 2. 정전기 충전 및 방전을 위해 폭발 가능성이있는 대기의 점화로 이어지는 단계.
신체에서 발생하는 전위는 전하와 커패시턴스의 비율입니다.
여기서
V = 전위 (볼트 단위)
Q = 몸에 축적 된 전하 (쿨롱 단위)
C = 신체와 주변 사이의 정전 용량 (패럿 단위)
신체는 전하가 XNUMX에서 Q 값 (공정 중에 수행 된 작업과 동일)으로 상승 할 때 에너지가 증가합니다.
만약:
그러면 점화가 가능합니다.
NFPA 497, "화학 공정 영역의 전기 설비에 대한 인화성 액체, 가스 또는 증기 및 위험 (분류) 위치의 분류에 대한 권장 사례"는 LFL (낮은 가연성 한계)과 같은 관련 물리적 특성을 가진 선택된 가연성 재료를 나열합니다. , UFL (가연성 상한선) 및 MIE.
표 1. 일반 화학 물질에 대한 MIE.
가연성 증기의 경우 MIE "경험상"은 0.025mJ입니다. 2.3mm 높이에서 떨어지는 작은 동전 (약 25g 무게)이 방출하는 에너지는 0.25mJ입니다.
사람의 정전기 방전은 60mJ 이상에이를 수 있습니다. 안전 예방 조치는 MIE가 100mJ 이하인 인화성 증기를 발화 할 수있는 인체를 고려하는 것입니다. 만지면 감지 할 수있는 스파크는 약 20mJ입니다.
인화성 액체는 휘발성이 매우 높으며 그 결과 발생하는 인화성 증기는 시설 전체에 확산 될 수 있습니다. 점화원이있는 상태에서 농도가 인화성 범위에 도달하면 화재 나 폭발이 발생할 수 있습니다. 그러나 증기와 공기가 적절하게 혼합되지 않거나 혼합물이 너무 희박하거나 너무 풍부하면 점화되지 않습니다.
축적 및 방전
전하 분리, 축적 및 방전 과정은 가연성 및 가연성 액체의 정전기와 관련된 위험을 초래합니다.
좋은 전도체 제품은 최고의 정전기 발생기이지만이 특성을 통해 빠르게 방전 할 수 있습니다.
전도도가 낮은 액체는 빠르게 방전 할 수 없으며 정전기를 축적하여 (적절하게 명명 된) 정전기 축적기를 만듭니다. 전도도가 낮은 제품이 가장 위험합니다.
충전 된 제품을받는 고무 타이어의 트럭 탱크와 같이 접지되지 않은 전도성 물체와 고도로 정제 된 제품의 액체는 일반적으로 정전기 축적 기입니다.
정전기 전위의 증가는 전하 축적을 수반하여 전기장을 발생시킵니다. 증기상에서 전기장의 강도가 높을 때 가장 큰 위험은 공기의 절연 내력에 해당하는 3kV / mm 값에 도달 할 수 있고 절연 파괴로 인해 스파크가 발생할 수 있기 때문입니다. 다행히도 전하 소실은 접지에 대한 상대적으로 높은 저항에서 발생하여 주어진 가연성 대기를 점화 할 수있는 방전 가능성을 줄입니다.
짧은 이완 시간은 막대한 정적 전위의 축적을 허용하지 않습니다. 낮은 발전기 (일반적으로 청정 제품)는 긴 이완 시간으로 인해 상당한 정전기 전위를 생성 할 수 있습니다.
결론적으로, 생성되고 축적 된 정전기는 에너지의 양이 발화성 스파크를 생성하기에 충분하고 스파크 갭이있는 경우 가연성 혼합물을 점화 할 수 있습니다. 이러한 조건이 공존하지 않도록 조치를 취하는 것은 필수입니다.
위험한 장소에서 점화원으로서의 정전기 정보
정전기 방전은 위험한 장소에서 취급되는 인화성 대기를 점화시킬 수 있습니다.
불꽃 방전은 가연성 대기에서 스파크 갭을 통해 축적 된 정전기를 방출 할 때 발생합니다.
가연성 대기를 점화하는 스파크의 능력은 에너지와 지속 시간에 따라 다릅니다. 스파크의 에너지가 가연성 혼합물의 최소 점화 에너지 (MIE)를 초과하면 화재 나 폭발이 발생할 가능성이 있습니다.