石油化工静电安全技术

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1、石油化工静电安全技术孙可平上海海事大学教授，博士生导师上海海事大学静电技术研究所所长中国物理学会静电专业委员会副主任兼秘书长上海市物理学会静电专业委员会主任JournalofElectrostatics十人编委会编委石油化工静电安全技术1.概述2.静电起电机理3.静电放电危害及案例4.静电危害综合防治对策5.GB13348-2009液体石油产品静电安全规程修改内容简述1.概述人们一般意义上所说的的静电，是指静电荷或静电场。所谓静电荷，是指相对于观察者而言静止的电荷或带电体。无论是静电荷或带电体，都会在

2、空间激发出静电场。静电场才是静电荷或带电体的物理本质。因为其对外表现是通过静电场来实现的。静电场是一种物质存在，有能量，有动量，对其中的其他带电体施加力的作用。静电放电（ElectrostaticDischarge,简写为ESD）则是另外不同的物理概念或物理过程。因为伴随着静电放电，往往有电量的转移、电流的产生和电磁场辐射。现代静电学的主要研究内容静电应用技术静电安全技术静电测试技术静电生物效应静电基础理论抗静电材料与制品消静电设备静电应用技术静电除尘技术静电喷涂技术静电复印与电摄影技术静电分选技术驻

3、极体静电药物传送（electrostaticdrugdelivery）静电推进(electrostaticpropulsion)静电起电机静电安全技术船舶静电安全技术石油和石油化工静电安全技术电子行业静电安全技术雷电与防雷技术（大气静电学）橡胶行业、塑料行业、制药、纺织、印刷、面粉、炸药、电火工品、航空航天等行业的ESD危害与防治因此如何进行静电防护及控制是各行业非常关注的安全问题之一。2.静电起电机理2.1静电的产生2.2影响静电产生的因素2.3固体静电2.4粉体静电2.5液体静电2.6气体（蒸汽）

4、静电2.7人体静电2.1静电的产生静电的产生主要是两个物体当它们相互紧密接触时，在接触面产生电子转移，而分离时造成两物体各自正、负电荷过剩，由此形成了静电带电。人类认识静电的历史历程BC600年即公元前六百年Thales就记载了丝绸与琥珀的摩擦起电现象。我国关于静电现象的最早记载见于汉代。东汉王充“论衡”中有“顿牟辍芥”等摩擦起电的论述。西晋张华“博物志”有“今人梳头，解著衣，有随梳解结，有光者，亦有咤声”的记载，与我们现代人的生活经历已很接近。人类认识静电的历史历程大约几百年前，人们就发现了不同金属

5、之间摩擦带电的序列不同，排出了早期的静电起电序列:(+)铝，锌，锡，镉，铅，锑，铋，汞，铁，铜，银，金，钯（－）。1879年Hlmholtz发现了偶电层理论，可以较好地解释静电起电序列。人类认识静电的历史历程早在1796年，伏打就发现，两种不同的金属A和B接触后，如果接触距离很小（达到或小于25×10-8cm），在接触面上就产生电势差。该电势差一般在十分之几伏到几伏之间，并且存在着一个系列，即：（+）铝、锌、锡、镉、铅、锑、铋、黄铜、汞、铁、钢、铜、银、金、铂、钯、MnO2、PbO2，前后任意两种固体

6、接触时，前者带正电，后者带负电。1879年亥姆霍兹（Helmholtz）指出，在固体接触面的两方，形成等量异号的电荷层，如图所示，称为偶电层。AB+++++-----现代静电学阶段：上世纪二、三十年代，量子力学的建立，开创了物理学的新纪元。人们对静电起电规律的认识，也发生了质的飞跃。偶电层理论得到了进一步的的完善。Harper1951年根据金属势能井理论，可以定量计算出两种不同金属接触时接触面上的面电荷密度（见下述）。两种金属接触分离以后，分别带上了静电。这很快得到了实验证实。1932年Kullrat

7、h将金属粉末从铜管内吹出去，粉末与铜管经历了接触分离过程，使这个对地绝缘的粉末发生器产生了26万伏的高电压。并观测到，吹铁粉或锑粉时，起电效果最显著。两金属接触后再分离产生的静电起源于接触电势差，这一点是由HarPer1951年证实的。根据金属内电子的势能井，很容易计算出接触面上的面电荷密度：金属与半导体接触，同样出现偶电层。但已不象两种金属那样对称，半导体表面电荷已有一部分深入到表面层内部。1971年Krupp根据金属——半导体接触面的势垒理论，计算了接触面上的表面电荷密度:如果两种高分子材料相接触

8、，则面电荷密度2.2影响静电产生的因素2.2.1物体的种类2.2.2物体电阻率2.2.3物质介电常数2.2.4杂质的影响2.2.5接触面积、接触压力2.2.6分离速度2.2.7环境的温度、湿度2.2.1物体的种类接触分离的两物质的种类及组合不同，会影响静电产生的大小和极性。通过大量实测试验，按照不同物质相互磨擦时带电极性的顺序，人们排出了静电带电序列表。下面列举三个典型的静电序列表，供参考。不同的静电序列⑴⑵（+）石棉－玻璃－云母－羊毛－猫皮－铅－镉－锌