Снятие статического электричества на производстве

Защита от статического электричества. Возникновение и действие

Статическое электричество возникает вследствие сохранения зарядов электростатического поля на диэлектрических материалах. Оно отрицательно влияет на жизнь человека и эксплуатацию электрических устройств. Образование искр от статического электричества способствует пожарам и взрывам. Мощности энергии вполне хватит для возгорания газовоздушных смесей и пыли.

Заряд статического электричества может накапливаться на теле человека, если на нем одежда из шерсти или из химических волокон. Величина потенциала около 7 Джоулей не составляет опасности для человека, однако способна вызвать судороги и сокращения мышц. А это в свою очередь может создать условия для травмы на работе, падения с высоты и т.д.

Защита от статического электричества

Статическое электричество отрицательно влияет на функционирование точных приборов, радиосвязи, вызывает неисправности в работе. Работники, на которых постоянно воздействует статическое электричество, чаще болеют сердечно-сосудистыми заболеваниями и болезнями нервной системы.

Источники статического электричества

• Действие различных излучений.
• Резкое изменение температуры.
• Взаимодействие тел друг с другом при движении.

Это явление оказывает негативное влияние и представляет опасность. Защита от статического электричества позволяет полностью предотвратить или значительно уменьшить его действие.

В бытовых условиях статическое поле часто возникает на шерсти животных, при снятии синтетической одежды, расчесывании волос, при ношении резиновой обуви, хождении по ковру в шерстяных носках, пользовании пластмассовыми изделиями.

Электростатическое поле не угрожает жизни человека, при разряде образуется слабый ток, который не способен слишком навредить организму человека. Он может создать лишь некоторое некомфортное состояние. Для предотвращения такого эффекта необходимо соблюдать всего лишь несколько простых правил: в морозную и сухую погоду не гладить животных, медленнее снимать шерстяную одежду, либо обработать ее специальным составом, при расчесывании волос применять деревянную или металлическую расческу.

Накапливанию электростатической энергии способствуют:

• Железобетонные стены здания.
• Слишком сухой воздух.

Для электронных устройств заряд электростатического поля является злейшим врагом. Некоторые элементы электронных устройств не способны выдержать высокие напряжения, возникающие при разряде. Чувствительные элементы могут выйти из строя или ухудшить свои параметры работы.

Если объектом воздействия электрического поля станут легковоспламеняющиеся жидкости, это создаст условия для их воспламенения. Эти жидкости при перевозке в цистернах могут накопить статический заряд. Также заряд возникает и от механизма или человека, подошедшего к ним близко. Поэтому в промышленном производстве, где имеются легковоспламеняющиеся жидкости, большое внимание уделяют устройству заземления подвижных конструкций, механизмов. Для пошива обуви и специальной одежды на производстве также применяются специальные ткани, которые не способны накапливать электрический заряд.

Принцип действия

Как образуется статический заряд. В нормальном состоянии физические тела обладают одинаковым числом отрицательных и положительных частиц. За счет этого баланса создается нейтральное состояние тела. При нарушении нейтрального состояния тело получает электрический заряд одного полюса.

Статикой называется состояние тела в покое, когда оно находится без движения. В веществе тела может возникать поляризация, которая выражается в передвижении зарядов между частями тела, либо от находящегося рядом предмета.

Вещества электризуются из-за разделения тел, изменения зарядов во время трения, резкого изменения температуры, облучения. Заряды электрического поля находятся на поверхности тела или удалены от поверхности на расстояние, равное межатомному расстоянию. Если тела не заземлены, то заряды концентрируются на контактной площади, а при наличии заземления заряд уходит в контур заземления.

Процессы накапливания зарядов и их стекание происходят в одно время. Тело электризуется при условии получения им большего заряда энергии, по сравнению с расходуемым зарядом. В результате становится понятно, что защита от статического электричества должна отводить накапливаемые заряды на заземляющий контур.

Величина статического электричества

Все физические вещества имеют свою характеристику на трибоэлектрической шкале, в зависимости от их способности создавать электрические заряды различных полюсов при трении. Основные такие вещества изображены на рисунке.

Чтобы иметь представление о размерах возникающих статических зарядов, рассмотрим несколько примеров:

• Вращающийся шкив с приводным ремнем способен зарядиться до 25000 вольт.
• Кузов автомобиля, движущегося по сухой дороге, может получить заряд до 10000 вольт.
• Человек в шерстяных носках при хождении по сухому ковру способен накопить заряд на теле до 6000 вольт.

В результате становится понятно, что напряжение электростатического поля может достигнуть значительных размеров даже в быту. Этот заряд не причиняет человеку значительного вреда ввиду его малой мощности. Разряд протекает через большое сопротивление и исчисляется в нескольких долях миллиампера.

Влажность воздуха также снижает электростатический заряд. Она влияет на значение потенциала тела во время прикосновений с разными материалами. Поэтому защита от статического электричества может заключаться в применении увлажнителей воздуха.

В природной среде существует статическое электричество, достигающее огромных значений. Например, при движении облаков между ними возникают большие потенциалы энергии, которые выражаются в разрядах молнии. Мощность этих разрядов вполне хватит, чтобы сжечь деревянный дом или расколоть ствол многолетнего дерева.

В бытовых условиях при разрядах электростатического поля человек чувствует мелкие пощипывания в пальцах, видны искры от трения шерстяной одежды, снижается работоспособность человека. Электростатическое поле негативно влияет на состояние человека, но явных повреждений не наносит.

Существуют измерительные приборы, способные точно измерить значение статического потенциала накопленного заряда на теле человека и на корпусе какого-либо устройства.

Защита от статического электричества

Существуют различные методы защиты от разрядов электростатического поля, как в быту, так и в промышленных условиях. Они имеют свои отличия. Рассмотрим подробнее каждые из них.

Защита в бытовых условиях

Каждый человек должен представлять опасность, которую несут статические разряды для организма. Их необходимо знать, и уметь их ограничивать. Для решения этой задачи организуются разные мероприятия по обучению людей методам защиты, в том числе телепередачи.

На этих мероприятиях людям объясняют, откуда и как появляется статическое поле, методы его измерения и приемы выполнения профилактической работы. Например, чтобы избежать неприятных ощущений статического поля, для расчесывания волос целесообразно использовать деревянные расчески, вместо пластиковых. Дерево имеет нейтральные характеристики, и во время трения не создает заряды электростатического поля. В магазинах можно без труда приобрести деревянную расческу любой формы и вида.

Чтобы предотвратить образование статического потенциала на кузове автомобиля при езде по сухому дорожному покрытию, применяют специальные антистатические ленты, которые фиксируются сзади автомобиля на днище кузова. В торговой сети можно без труда выбрать любой вариант такой ленты.

Если автомобиль ничем не защищен от возможного разряда накопленного заряда потенциала, то напряжение можно снимать временным заземлением кузова автомобиля путем его соединения с землей через металлическую часть. Для этого можно использовать ключ зажигания. Снимать напряжение в обязательном порядке необходимо перед тем, как заправлять автомобиль бензином.

Когда на одежде из химических волокон образуется статический заряд, то рекомендуется пользоваться «Антистатиком». Это специальный баллончик в виде аэрозоля, который продается в магазинах. Он снимает статическое электричество с одежды, тканей, с синтетических чехлов на сиденьях автомобиля, особенно в зимнее время, когда воздух сухой. Но, чтобы не использовать различные баллончики и химию, рекомендуется носить одежду из натуральных материалов: хлопка и льна.

Если на обуви прорезиненная подошва, то это создает условия для накопления потенциала напряжения. Чтобы этого не произошло, достаточно в обувь положить специальные антистатические стельки, которые сделаны из натуральных материалов. В результате негативное влияние на человека уменьшится.

Слишком сухой воздух зимой в городских квартирах способствует накапливанию электростатического заряда. Для этого существуют специальные устройства – увлажнители воздуха. Если такого устройства нет, то вполне подойдет большая влажная салфетка, которую необходимо положить на батарею. В результате процесс накопления заряда уменьшится, обстановка в квартире улучшится. Также рекомендуется регулярно производить влажную уборку. Это позволит вовремя удалять пыль и наэлектризованные участки. Такой способ является лучшим.

Электрические устройства в быту при эксплуатации также накапливают статический заряд на корпусе. Для снижения действия статического заряда выполняют систему уравнивания потенциалов. Она подключается к заземляющему контуру всего дома. Акриловая ванна подвержена накоплению на ней статического заряда, и ее необходимо защищать системой уравнивания потенциалов. Даже чугунная ванна с акриловым вкладышем также подвержена этому негативному явлению.

Защита от статического электричества на производстве

В промышленном производстве применяют несколько способов сохранения функциональности оборудования:

• Увеличение стойкости устройств и оборудования к воздействию электростатического разряда.
• Блокировка проникновения заряда на рабочее место.
• Недопущение возникновения электростатических зарядов.

Два последних способа дают возможность осуществлять защиту многих устройств, а первый способ применяется только для отдельных видов оборудования.

Высокую защиту от разрядов статического поля и сохранения функциональности устройства обеспечивает клетка Фарадея. Это металлическая клетка в виде сетки с мелкой ячейкой. Клетка ограждает оборудование со всех сторон. Она подключается к заземляющему контуру. Внутрь клетки не проходят электрические поля, в то же время магнитному статическому полю, клетка Фарадея не мешает. По такому же принципу защищают кабели, оснащая их металлическим экраном.

Защита от статического электричества делится по методам выполнения:

• Конструкционно-технологические.
• Химические.
• Физико-механические.

Последние два метода дают возможность снизить образование зарядов и повысить скорость их ухода в землю. Первый метод выполняет защиту устройств от зарядов, но не отводит их на заземление.

Оптимизировать снижение электростатического заряда можно следующим образом:

• Увеличением токопроводимости материалов.
• Созданием коронирования.

Такие задачи решают с помощью:

• Выбора материалов с хорошей объемной проводимостью.
• Увеличением рабочих поверхностей.
• Ионизацией воздушного пространства.

Для реализации этих задач создают магистрали для протекания на землю статических зарядов, минуя рабочие компоненты устройств. Если материалы имеют высокое сопротивление, то применяют другие способы.

Решение 5 проблем из-за статического электричества. Снижаем расходы и повышаем производительность!

Как избавиться от проблемы притягивания пыли к готовой продукции? Как справиться с проблемой залипания готовых изделий на транспортёрах? Как уберечь сотрудников от ударов током? Как исключить риски возникновения пожара на производстве и не попасть под уголовную ответственность?

В этой статье мы постараемся разобрать 5 основных проблем, возникающих из-за статического электричества, и приведем примеры их решения. Это поможет вам сэкономить ваши ресурсы.

1. Притягивание пыли к готовой продукции

Только что изготовленная деталь на любом пластиковом производстве имеет на себе заряд статики. Так как она временно размещается в открытой таре хранения, то на этап упаковки деталь зачастую приходит, покрытая слоем пыли или облоя. Чтобы избежать возможных рекламаций от конечного клиента, операторам при упаковке или окончательной сборке деталей, приходится уделять много времени на тщательную очистку. Этот процесс — достаточно трудоёмкий! Он приводит к снижению производительности всего производства и требует дополнительных затрат на оплату труда сотрудников.

Приведем следующий пример. В «Политехнику» обратилась компания по производству автокомпонентов. На их производстве изготовленные детали укладываются в стопки и перемещаются на сборку и упаковку. Во время транспортировки и ожидания следующей операции на детали из-за статики налипает заводская пыль. Оператору приходится дополнительно тратить время и силы на их очистку. Кроме этого, происходит регулярный возврат изделий от заказчика, если оператор просмотрел пыль или оставил следы рук.

Тщательно изучив проблему, мы предложили операторам на этапе сборки и упаковки изделий использовать пистолет со сжатым воздухом и ионизацией. Мы убедили производителя использовать индивидуальную упаковку каждого изделия для минимизации загрязнения деталей. Для исключения следов от рук операторы начали пользоваться антистатическими перчатками.

После внедрения наших предложений предприятие увеличило свою прибыль за счет повышения производительности, а также исключило убытки от возврата продукции от клиентов.

2. Прилипание легких пластиковых изделий к конвейерной ленте

На пластиковых литейных предприятиях зачастую используется достаточно быстрый цикл производства. Как следствие, большое количество изготовленных деталей одновременно попадают на конвейерную ленту. Сильное трение между ними образует статический заряд, который заставляет детали прилипать к конвейерной ленте. Это приводит к тому, что изделие при сбросе с ленты не попадает в тару для хранения или не разделяется на нужные группы. Данная проблема порождает лишние затраты:

1. требуются дополнительные ресурсы на проверку партии на наличие брака,
2. требуется остановка линии для очистки конвейерной ленты,
3. возникает необходимость использования дорогих, но малоэффективных смазывающих антистатических средств.

Всё перечисленное снижает производительность линии и повышает себестоимость продукции.

Приведем следующий пример. Компания производит мелкий пластиковый конструктор, детали которого попадая на конвейерную ленту после сброса с ТПА, “трутся” между собой и со временем начинают к ней примагничиваться. Это доставляет много проблем операторам, так как деталь не попадает в коробку или в коробку вместе с деталями попадают литники.

Для устранения этой проблемы перед конвейерной лентой была размещена ионизирующая планка для снятия статики с изготавливаемого изделия. Вторым шагом данная конвейерная лента была заменена на антистатическую. Благодаря этим изменениям, было исключено повторное появление статики из-за трения во время транспортировки детали. Перечисленные меры позволили исключить остановки производственных линий для очистки и необходимость дополнительных проверок изделий на наличие брака. Результатом внедрения стало повышение производительности и снижение производственных издержек.

3. Залипание изделия в пресс-форме

Короткие циклы работы термоплатавтоматов, наличие полостей в изготавливаемых изделиях, диэлектрические свойства пластика — всё это может быть причиной “зависания” изделия в гнезде пресс-формы. Требуется много рабочего времени на забор детали вручную. Чтобы избежать данной проблемы производители вынуждены увеличивать расход сжатого воздуха для выталкивания изделия из пресс-формы и использовать дополнительные смазывающие средства. В конечном счете, такие меры приводят к росту себестоимости изделия.

На примере завода по производству тонких пластиковых стаканчиков из поликарбоната разберем данную проблему. При большой скорости производства некоторые стаканчики из-за статики не выпадали из пресс-формы. По этой причине ТПА останавливался и выдавал ошибку. Для устранения данной проблемы специалисты нашей компании предложили заземлить все производственные машины и установить ионизаторы с воздухом над пресс-формами. Этого оказалось достаточно для того, чтобы полностью решить поставленную задачу. Это позволило увеличить производительность производства и снизить себестоимость изделий.

4. Угроза здоровью сотрудников.

Практически на всех производствах в той или иной мере проявляется статическое электричество. Особенно часто оно возникает там, где присутствуют большие скорости движения материалов, трение деталей, намотка/размотка рулонов и т.д. Как же статическое электричество влияет на человека?

Производственный персонал, который находится в поле статического электричества или периодически испытывает на себе действие статических разрядов, подвергает свое здоровье серьезной опасности. Особенно оно вредно для женщин в периоды ранней беременности и людей, обладающих какими-либо хроническими заболеваниями, например: ишемическая болезнь сердца, проблемы со щитовидной железой и т.д.

Исследования ученых доказали, что длительное пребывание в поле статического заряда может оказать негативное воздействие на организм человека и способствует появлению:

обострения хронических заболеваний,

функциональных нарушений в Центральной Нервной Системе;

спазма сосудов и резкого повышения артериального давления;

Поражение статическим зарядом происходит, когда работник перемещает изделия или находится в электрическом поле, сконцентрированном вокруг мощного статического заряда. В обоих случаях, в момент контакта человека с металлическими частями оборудования, происходит удар статического электричества. Негативное влияние статического электричества на здоровье сотрудников увеличивает расходы на оплату больничных листов и оплату за вредные условия труда.

Проверяющие органы строго следят за соблюдением техники безопасности на производстве и соответствием нормативных условий работы сотрудников. Игнорирование данных норм и непринятие мер по нейтрализации статического электричества несут угрозу штрафов и санкций за нарушение закона об охране труда. Возможность возникновения по этой причине несчастного случая на производстве несет риск наступления уголовной ответственности у работодателя.

Для исключения подобных ситуаций, можно предпринять следующие меры:

обеспечить надежным заземлением в нескольких точках все установленное оборудование;

установить шины-ионизаторы для создания душевого потока ионизированного воздуха над рабочим местом. Ионизированный воздух нейтрализует заряд на продукции, с которой обращаются работники;

установить ионизирующие планки и другое антистатическое оборудование во всех источниках статического электричества;

использовать обувь на антистатической подошве для отвода заряда с тела человека, если пол в рабочем помещении не изолирован.

Принятие мер по предотвращению аккумуляции статического заряда в теле человека защитит здоровье сотрудников и повысит эффективность их работы. Шаги по защите от статического электричества помогут избежать штрафов и сократят расходы на оплату больничных листов или поиск новых сотрудников.

5. Угроза возгорания

При изготовлении изделий, где используется опасные газы, горючие вещества, легковоспламеняющиеся, токсические и дымообразующие материалы — очень важен статический контроль. Трение, нарушение влажности в помещении, плохое заземление — всё это может привести к возгоранию и серьезному пожару. Игнорирование норм противопожарной безопасности влечёт за собой не только серьезные штрафы и санкции (штрафы до 400 000 р. либо приостановления деятельности на 90 суток (КоАП РФ Статья 20.4.)), но и невосполнимые убытки в случае сильных возгораний: потеря оборудования, цеха или предприятия в целом. Именно поэтому не стоит забывать обо всех мерах пожарной безопасности и уделить особое внимание проблеме защиты от воздействия статического электричества.

Сократить риски возникновения пожаров на предприятии помогут: заземление всех металлических деталей оборудования, использование промышленного увлажнения, внедрение ионизации и применение других мер защиты от воздействия статического электричества. На производствах, где наиболее опасные зоны, важно, чтобы всё оборудование, в том числе и ионизирующее, было выполнено во взрывозащищенном исполнении. Такие меры предосторожности позволят избежать штрафов и убытков от пожара, а так же возможной уголовной ответственности за нарушение норм Противопожарной Безопасности.

Профессиональную консультацию по решению задач статического контроля и различным видам антистатического оборудования вы можете получить у специалистов компании «Политехника». За 30 лет работы наша компания реализовала более 1 000 различных проектов в производственном секторе. Обратившись к нам, Вы сэкономите время, получив полную компетентную информацию по любому вопросу статического контроля.

На российском рынке компании «Политехника» эксклюзивно представляет антистатическое оборудование английского производителя «Meech». Данная компания является ведущим мировым лидером по производству систем для снятия статики уже более 50 лет. Она имеет большой опыт в производстве широкого спектра антистатического оборудования: ионизирующие планки, приборы статического контроля, ионизирующие форсунки, ионизирующие пистолеты, антистатические щетки. Именно поэтому вся продукция «Meech» отличается исключительной надежностью и высокими техническими характеристиками.

Защита от статического электричества дома и на производстве

Статическое электричество. Какие мысли приходят в голову при упоминании этого выражения?

Мне вспоминается детство и темная комната, где я снимаю свитер через голову и ощущаю легкие покалывания и вполне видимые разряды между волосами на голове и данным предметом гардероба. Даже если глаза закрыты, всё равно вижу, чудо да и только.

Если перенестись в воспоминаниях ближе к годам после университета, то можно вспомнить, как ставишь ссобойку в микроволновку и при прикосновении к дверце устройства, происходит легкий удар током, вызывающий опаску и недоумение.

По дороге на работу, особенно в зимний период, бывает шерстяной свитер и синтетическая куртка составляют дуэт с кожей. И вот ты прощаешься с любимым человеком до вечера, и между вашими губами в прямом смысле проходит электрический разряд, доставляя обоим дополнительные эмоции, усиливая сожаление о недолгой разлуке.

И уже на работе, находясь на составном полу над аккумуляторными батареями, можно потереть подошвой по поверхности пола, а затем дотронуться до напарника, что также даст ему разряд в плечи (ну тут еще подошва играет роль). Но не стоит так делать, а то можно и несчастный случай устроить. В том же помещении, открыв дверь релейного шкафа, можно увидеть напульсник из резинового материала, который соединен с шиной заземления. Дабы не угробить чувствительные микропроцессорные устройства, расположенные в шкафу.

Описанное выше напоминает о том, что мы повсеместно сталкиваемся со статическим электричеством, накапливаем и отдаем заряд — специально или случайно. Особенно это важно помнить, если профессия связана с производством, электроэнергетикой.

Физика возникновения и условия протекания статического электричества заслуживают отдельной статьи, в этой же поговорим о делах более приземленных… или заземленных =)

Правила защиты от статического электричества на производстве

Процессы, при которых может возникать электризация:

• перекачивание углеводородных жидкостей по диэлектрическим трубам
• заливка горючих жидкостей в емкости, изолированные от земли
• просеивание, сушка и прочее

Существуют предприятия, где статическое электричество свыше допустимой нормы способно привести к:

• взрыву, пожару, гибели персонала
• электрическому разряду травмирующей величины
• выводу из строя дорогостоящего оборудования, недоотпуску продукции, финансовым потерям
• выводу из строя микропроцессорных систем, ложным срабатываниям, опять же потерям и недоотпуску продукции в виде электроэнергии

Однако, некоторые об этом не задумываются, так как эти факторы уже давно известны и были проведены мероприятия по исключению воздействия данных факторов на персонал и оборудование. Они прописаны в ГОСТах, нормативах. Тут важно знать требуемые нормативы и следить на своем предприятии об выполнениях данных предписаний.

ГОСТ 12.4.124-83 — Средства защиты от статического электричества (СЗСЭ)

Средства защиты делятся на групповые и индивидуальные.

• заземление (сопротивление заземляющего устройства, предназначенного для защиты только от статического электричества по этому ГОСТу должно быть не более 100 Ом)
• нейтрализаторы (обеспечивают ионизацию поверхности или среды различными способами)
  • Индукционный (путем воздействия поля электростатических зарядов)
  • Высоковольтный (путем подачи высокого напряжения на электроды)
  • Лучевой (под воздействием излучения ультрафиолетового, радиоактивного, лазерного, теплового)
  • Радиоизотопный (ионизация воздушной среды радиоактивными источниками)
  • Аэродинамический (ионизированная среда подается к поверхности потоками воздуха)
• увлажняющие устройства
• антиэлектростатические вещества (от их воздействия должно снижаться удельное объемное электрическое сопротивление Rоб материала до 107 Ом*м, а удельное поверхностное Rп — до 10 9 Ом; содержание паров антистатиков на производстве не должно превышать предельно допустимых концентраций (ПДК) ) по ГОСТ 12.1.005-88);
• экранирующие устройства (должны быть заземлены согласно ПУЭ);

Индивидуальные антиэлектростатические (защита до 1кВ) защитные средства:

• спецодежда (Rп 7 Ом; R между землей и токопроводящей поверхностью одежды должно быть в пределах 10 6 -10 8 Ом)
• спецобувь (сопротивление между подпятником и ходовой стороной подошвы 10 6 -10 8 Ом); применяется совместно с рассеивающим напольным покрытием;
• кольца и браслеты (R между человеком и землей — 10 6 -10 7 Ом);
• средства защиты рук

ГОСТ 12.1.018-93 — Пожаровзрывобезопасность статического электричества

В данном нормативе вводится такой термин как искробезопасность. Для каждого объекта определяется величина энергии разряда статического электричества, которая может возникнуть на объекте W и минимальная энергия зажигания веществ и материалов Wmin.

Искроопасность (W) определяют следующие показатели:

• электростатические величины: удельное объемное и поверхностное электрическое сопротивление, относительная диэлектрическая проницаемость, постоянная времени релаксации электрических зарядов
• геометрические параметры
• динамические характеристики процессов: скорость движения соприкасающихся сред или тел; величины взаимного давления тел; скорость деформации тел
• параметры ОС: температура, давление, влажность, содержание аэрозолей, пыли, различных веществ

Далее должно выполняться условие: W

2020 Помегерим! — электрика и электроэнергетика

ЧАСТО ЗАДАВАЕМЫЕ ВОПРОСЫ

Данная статья включает несколько типичных вопросов, возникающих при борьбе со статикой. Вы можете найти более подробные ответы в разделе «Готовые решения» на сайте или позвонить по телефону:

+7 (926) 204-72-73

Что такое электростатика?

Существует два типа электричества — токовое, которое течет через проводники и используется как источник питания для машин и механизмов, поддерживающих современный мир, и статическое, которое обычно находится на непроводящих материалах и которое не течет как ток.

Электростатика — это изучение статического электричества. По многим причинам электростатика была заброшенной областью науки, поскольку статика была не так полезна, как «обычное» электричество. Это меняется, поскольку в промышленном мире статика является проблемой во многих отраслях производства. Но также она может быть продуктивно использована в современных промышленных методах и процессах.

Причины возникновения статического электричества в производстве

Пять основных причин возникновения статики:

• Соединение или разделение двух материалов, обычно между рулоном и пленкой или при трении материалов друг об друга.
• Быстрый нагрев, обычно, в печах для отверждения или сушки.
• Процессы резки — листовые резаки, обрезание или резка цилиндрическими ножами (слиттерами).
• Облучение определенными волнами ультрафиолетового спектра.
• Наведенная индукция — когда один заряженный объект создает заряд на другом объекте.

Как избавиться от статического электричества?

Если объект проводящий, просто заземлите его, и любой статический заряд, сгенерированный на нем, безобидно стечет на заземление. Если объект непроводящий, такой как пластик, бумага, ткань, стекло, дерево и т. п., тогда это становится более трудным, поскольку заряд не будет стекать по заземлению, а останется на месте. Поэтому он и называется статикой.

Увеличение окружающей влажности уменьшит генерацию статики на материалах, которые абсорбируют влагу (хлопок, текстиль, бумага), но это не очень эффективно для других материалов, не абсорбирующих влагу.

Как выбрать устройство для удаления статики?

Есть много факторов, которые нужно принять во внимание при выборе устройства для удаления статики.

Расстояние до материала: некоторые устройства разработаны для ближнего действия, другие — для дальнего. Как общее правило, советуем выбирать ионизатор ближнего действия, если ваша технология это позволяет. Ионизаторы ближнего действия дешевле и эффективно решают задачи.

Современные разработки: произошла революция в производительности оборудования для удаления статики. Она началась примерно в 2004 году с запуска компанией Fraser системы ионизаторов дальнего действия Ionstorm. С тех пор продвижение стало очень быстрым. Современные устройства удаления статики постоянного тока многократно лучше, чем старое оборудование с отдельными высоковольтными трансформаторами. Оборудование старого образца все еще может быть подходящим для многих применений, однако неразумно подходить к выбору устройства, основываясь только на его стоимости. Современные ионизаторы постоянного тока, как правило, на 10% дороже, но они обеспечивают до 100% больше мощности и имеют множество других преимуществ.

Выбор правильного антистатического устройства

Электростатика — не совсем точная наука, и многие правила могут казаться инженерам нелогичными. Некоторые проблемы могут иметь очевидные решения, но большинство из них более сложны и требуют опытного анализа.

Всегда стоит связаться с нами для получения консультации по конкретным применениям перед тем, как сделать окончательный выбор в пользу того или иного устройства.

Такие компании, как Fraser, имеют многолетний опыт диагностики проблем, связанных со статикой, и предлагают наиболее подходящее оборудование для их решения.

Использование статического электричества

Статическое электричество в промышленности обычно считается проблемой, которой следует избегать. Но оно может быть продуктивно использовано во многих современных процессах, таких как:

• Манипулирование клетками в биологических технологиях, например, при помощи электростатических пинцетов.
• Удаление пыли и загрязнителей из промышленных печей.
• Временная адгезия.

Временная адгезия — это быстрорастущая область применения для статического электричества. Это чистый, контролируемый и безопасный процесс, не требующий расходных материалов, и к тому же относительно дешевый. Для того, чтобы узнать как использовать статическое электричество для временной адгезии, свяжитесь с Fraser Anti-Static или его представителями в вашем регионе.

Удаление статики в конвертинге

Конвертинг — это сложная отрасль промышленности, включающая много технологических процессов для которых статическое электричество является основной проблемой. Сюда включаются резка рулонов и листов, нанесение покрытий, высечка и многие другие. Проблемами, вызываемыми статикой, могут быть неправильное поведение продукта, притяжение пыли, удары током операторов и даже пожары.

При скоростях производства, превышающих 1000 м/мин, борьба со статикой становится важнейшей частью многих процессов.

Компания Fraser стала поставщиком антистатических устройств для множества мировых производителей и поставщиков оборудования отрасли, так как мы предлагаем современное, экономически эффективное решение возникающих проблем.

Удаление статики в производстве и обработке пластиков

Статическое электричество может быть серьезной проблемой в пластиковой промышленности в связи с непроводящей природой материалов, используемых в ее процессах.

Литье под давлением или экструзия генерируют высокий уровень статического заряда, который остается на продукте, вызывая проблемы производства, качества и электробезопасности.

Обычно существуют достаточно экономически эффективные решения большинства проблем со статикой при работе с пластиками. Лучший способ узнать о них — обратиться в компанию Fraser или к ее представителям.

Удаление статики в печати

Печать на бумаге часто имеет проблемы со статикой, а печать на пластике — практически всегда вызывает эту проблему.

Это относится к офсетной, глубокой, флексографической, шелкотрафаретной, струйной, лазерной и любым цифровым печатным процессам.

Проблемами, вызываемыми статикой, могут быть неправильное поведение продукта, притяжение пыли, удары током операторов, пожары, плохое качество печати.

Решение проблем со статикой в чистых помещениях

Контроль статики в чистых помещениях очень важная тема, поскольку все больше производств требует использования контролируемых атмосфер. Чистые комнаты используются не только в электронике, медицине и высоких технологиях, как раньше, но они становятся общепринятыми во многих областях обработки пластика — литье под давлением, экструзия, конвертинг, сборка. Во всех этих технологиях статика может вызвать серьезные проблемы. Fraser Anti-Static разработала ряд антистатических устройств, которые были проверены и сертифицированы для использования в чистых помещениях. В этой статье вы найдете примеры самых распространенных проблем, от которых избавляет наше оборудование в СЧП.

Удаление статики в автомобильной отрасли

Растущее использование пластиков означает, что статика становится все большей проблемой в промышленности, связанной с автомобильной техникой. Обеспечение чистоты корпусов и деталей автомобилей и отсутствие на них статического заряда, притягивающего пыль перед окраской — очень критично для обеспечения качества покраски и контроля расходов. Если в слой краски на кузове автомобиля попала пыль, исправление этого дефекта может стоить тысячи долларов. Если забракован бампер или крыло, то стоимость может исчисляться сотнями долларов затрат.

Существуют хорошо проверенные методы для предотвращения проблем такого рода.

Решение проблем со статикой в текстильной промышленности

Текстильное производство было первой отраслью промышленности, где были обнаружены проблемы со статикой. В технологиях обработки хлопка статика вызывает неправильное движение и разрывы волокон. С появлением новых синтетических материалов и более высоких скоростей обработки разнообразие статических проблем в текстильной промышленности сильно возросло. Они начинаются с предварительных операций и встречаются вплоть до финальных термотрансферных и цифровых печатных процессов.

Где установить устройство для удаления статики

Как общее правило, антистатический ионизатор должен быть установлен непосредственно перед участком, где статика вызывает проблемы. Если вы разместите его слишком далеко перед участком, заряд может быть возобновлен при прохождении через валы или другие генерирующие статику процессы.

Как далеко от материала? Это зависит от типа устройства — существуют антистатические ионизаторы дальнего и ближнего действия. Какой бы из них вы не использовали, время жизни ионизированного воздуха, производимого устройством, ограничено и обычно правильная подсказка гласит: «Чем ближе, тем лучше». Минимальное же расстояние оговаривается производителем устройства.

Материал должен находиться в свободном пространстве. Это очень важное правило, которое часто игнорируется. Когда материал касается другого объекта, такого как вал или конвейер, статический заряд объединяется с этим объектом и не может быть качественно измерен и нейтрализован. Если вы поместите ионизатор для нейтрализации пленки там, где она двигается над валом, это не будет эффективно. Это наиболее частая ошибка при установке антистатического оборудования.

• Эмиттеры должны быть направлены на материал.
• Ионизатор на расстоянии больше 50 мм от валов или частей машины.
• Материал в воздухе.
• Расстояние до материала — минимальное для выбранного устройства. Чем ближе, тем лучше. Подбирается опытным путем.
• Расстояние между осями игл-эмиттеров если установлены два ионизатора напротив, смещение между ними — более 50 мм.
• Диаметр изгиба кабеля — не менее 70 мм.
• Зона установки сухая и свободна от масла.

Замена антистатического ионизатора

Как вы узнаете, работает ли ваш антистатический ионизатор? Самый простой способ — воспользоваться индикатором электрика, свечение или звуковой сигнал которого покажет, что ионизатор производит электрическое поле.

Если производится электрическое поле, следующее, в чем стоит убедиться — что ионизатор чист. Грязное устройство неэффективно, поскольку оно позволяет энергии утекать в стороны через пыль вместо тогою чтобы производить ионизацию.

Если в ионизаторе отсутствует электрическое поле, проблема может быть в неисправности самого ионизатора или высоковольтного блока питания. Большинство высоковольтных блоков питания имеют ограничение по току и отключаются в случае обнаружения неисправности в ионизаторе. Если вы используете несколько ионизаторов, отключайте их от блока питания по одному и смотрите, восстановится ли высокое напряжение. Таким образом вы найдете, какой ионизатор неисправен. Если высокое напряжение не восстановилось при всех отключенных устройствах, тогда проблема в самом блоке питания. Это может быть предохранитель, который легко заменить. Или это проблема трансформатора, и в этом случае вам нужно связаться с производителем для получения дальнейших консультаций.

Статическое электричество и защита от него

Если электрические заряды свободно перемещаются по проводнику, это называется электрическим током. Если они останавливаются без движения, начинают накапливаться на чем-либо, следует говорить о статическом электричестве. В соответствии с ГОСТом, статикой называют совокупность возникновения, сохранения и свободного накопления электрического заряда на внешней поверхности диэлектризованных материалов или на изоляторах.

Возникновение статического электричества

Когда физическое тело находится в обычном нейтральном состоянии, баланс отрицательно и положительно заряженных частиц в нем соблюдается. Если же он нарушается, в теле образуется электрозаряд с тем или иным знаком, возникает поляризация – заряды приходят в движение.

Дополнительная информация. Каждый физический объект способен производить заряды либо положительного, либо отрицательного направления, чем и характеризуются по трибоэлектрической шкале.

Например:

• позитивные: воздух, шкура, асбест, стекло, кожа, слюда, шерсть, мех, свинец;
• негативные: эбонит, тефлон, селен, полиэтилен, полиэстер, латунь, медь, никель, латекс, янтарь;
• нейтральные: бумага, хлопок, древесина, сталь.

Статическая электризация предметов может происходить вследствие различных причин. Главными из них являются следующие:

• непосредственный контакт между телами с последующим разделением: трение (между диэлектриками или диэлектриком и металлом), наматывание, разматывание, перемещение слоев материала друг относительно друга и другие подобные манипуляции;
• мгновенное изменение температуры окружения: резкое охлаждение, помещение в духовку и др.;
• радиационное воздействие, облучение ультрафиолетом или рентгеновскими лучами, наведение сильных электрических полей;
• процессы резания – на станках для раскроя или разрезания бумажных листов;
• специальное направленное наведение статистическим разрядом.

На молекулярном уровне возникновение статического электричества происходит вследствие сложных процессов, когда электроны и ионы со сталкивающихся неоднородных поверхностей с разными атомарными связями поверхностного притягивания начинают перераспределяться. Чем быстрее материалы или жидкости перемещаются друг относительно друга, ниже их удельное сопротивление, больше площади, вступающие в контакт и усилия взаимодействия, тем выше будут степень электризации и электрический потенциал.

Источниками возникновения электростатики, как в бытовых, так и в промышленных условиях, являются компьютерная и офисная техника, телевизоры и прочие агрегаты и приборы, питающиеся от электрического тока. Например, у самого простого компьютера имеется пара вентиляторов для охлаждения системного блока. При разгоне воздуха частички пыли, содержащиеся в нем, электризуются и, сохраняя заряд, оседают на окружающих предметах, коже и волосах людей и даже проникают в легкие.

Также статика в большом количестве накапливается на экранах мониторов. В домах и производственных помещениях электростатические заряды образуются на полах, покрытых линолеумом или ПВХ-плиткой, на людях (в волосах и на синтетической одежде).

В природе очень мощным бывает статическое электричество, возникающее при перемещении облачных масс: между ними возникают огромные потенциалы электроэнергии, что проявляется в грозовых разрядах.

В промышленности часто встречается образование статических зарядов в случаях:

• трения лент транспортеров о валы, ремней проводов – о шкивы (особенно в случаях буксовки и застревания);
• при прохождении горючих жидкостей по трубопроводам;
• заполнении цистерн бензином и прочими жидкими нефтяными фракциями;
• попадания и продвижения пылинок в воздухопроводах с большой скоростью;
• во время размалывания, перемешивания и отсеивания сухих веществ;
• во время взаимного сжимания диэлектрических материалов разного рода и консистенции;
• обработке пластических масс механическим способом;
• прохождении сжиженного газа (особенно содержащего суспензии или пыль) по трубопроводам;
• перемещения тележек с прорезиненными шинами по изолирующему половому покрытию.

Опасность статического электричества

Наибольшую опасность накопившееся статическое электричество представляет на промышленном производстве. Может произойти неожиданное воспламенение горючего материала искрами от прикосновения оператора с оборудованием на заземлении и последующим взрывом. Энергия электростатических разрядом иногда составляет около 1,4 джоулей – это более чем достаточно для приведения смесей пыли, пара, газа и воздуха, присутствующих в любых горючих веществах, в состояние горения. По ГОСТу наибольшая энергия накопленных зарядов на поверхности промышленного объекта не должна быть более 40 процентов от наименьшей энергии для загорания материала.

При протекании некоторых технологических операций, например:

• пересыпании и перевозке песка в грузовиках;
• прокачке топлива по трубопроводам;
• переливании спирта, бензола, эфира в незаземленные цистерны с большой скоростью;
• при транспортерных работах и др. генерируются электрические потенциалы от 3 до 80 киловольт.

Обратите внимание! Для того чтобы взорвались бензиновые пары, достаточно 300 вольт, горючие газы – 3 киловольта, а горючие пыли – около 5 киловольт.

Статика также негативно отражается на работе всех точных и сверхточных приборов, радиосвязном оборудовании, создает большие проблемы в функционировании средств автоматики и телевизионной механики. Многие детали сложных электронных приборов просто не рассчитаны на такие высокие значения напряжения, образуемые статическим разрядом. Он выводит эти детали из строя, в результате чего у приборов теряется точность работы.

На людях также могут скапливаться заряженные частицы, если они носят обувь с подошвами, не проводящими ток, шерстяную, шелковую или синтетическую одежду. Электризация происходит при движении (если половое покрытие не проводит электроток) и взаимодействии с диэлектрическими предметами.

Воздействие статики на человеческое тело осуществляется в виде продолжительно протекающего электротока слабого напряжения или же моментного разряда, что вызывает легкие и не всегда приятные покалывания на коже (иногда они оцениваются как умеренные или даже сильные уколы). В целом, такое воздействие потенциалом не выше 7 джоулей считается неопасным для здоровья, однако, даже слабый разряд тока может привести к рефлекторному сокращению мышц, что чревато различными производственными травмами (попадание в рабочие зоны механизмов, захват частей тела или одежды неогороженными двигающимися элементами машин, падение с высоты).

Если рассматривать действие статического электричества на человеческий организм на клеточном уровне, то в результате срабатывания нейрорефлекторного механизма происходит раздражение кожных нейронов и мельчайших капилляров. Это приводит к изменениям в ионном составе тканей нашего тела, что проявляется в повышенной утомляемости в течение дня, постоянному раздраженному психическому состоянию, нарушению ритма сна и другим проблемам в функционировании центральной нервной системы. Общая работоспособность снижается. Провоцируемые постоянным воздействием статического электричества спазмы кровеносных сосудов могут стать причиной брадикардии – уменьшения частоты сокращений сердечной мышцы и повышенного кровяного давления.

Способы защиты от статики на производстве

Против вредного и опасного проявления накопленного статического электротока в производственных условиях разрабатывается и применяется комплекс защитных мероприятий. В их основе лежат следующие методы:

• повышение проводящих свойств материалов и окружающей рабочей среды, что приводит к рассеиванию в пространстве периодически появляющихся электрозарядов статики;
• снижение скоростей обработки и перемещения материалов, что значительно уменьшает возможности генерирования статических электрозарядов;
• полномасштабное применение грамотно устроенного заземления, что помогает исключить накопление опасных потенциалов;
• повышение устойчивости самих машин и механизмов к действию статистических разрядов;
• недопущение проникновения электрического тока в рабочую зону.

Все способы, применяемые для предотвращения статических электрических разрядов, разделяют на конструкционные, технологические, химические, физические и механические. Три последних направлены главным образом на снижение активности генерирования электрозарядов и быстрейшему их уходу в почву. В то же время первые из перечисленных методов с заземлением не связаны.

В качестве высоконадежного средства защиты от статического электричества выступает так называемая клетка Фарадея. Она выполняется в виде мелкоячеистой сетки, ограждающей машины по всей площади, у нее имеется подключение к контуру заземления.

Благодаря такой конструкции, поля электричества не проникают внутрь клетки Фарадея, а на магнитное поле она никак не влияет. Электрические кабели, покрытые предварительно экраном из металлического листа, защищаются по таким же принципам.

Электростатический заряд можно оптимально уменьшить посредством возрастания токопроводимости промышленных материалов и проведением коронирования (т.е. создания на поверхности материалов воздушной плазмы коронным разрядом комнатной температуры). Достигается это с помощью специального подбора материалов, имеющих повышенную объемную проводимость, наращиванием рабочих площадей и повышением ионизации воздуха вокруг защищаемых механизмов. Специальные агрегаты – ионизаторы, генерируют положительно и отрицательно заряженные ионы, которые притягиваются к противоположно заряженным диэлектрикам и нейтрализуют их заряды.

Важно! Для веществ с высоким электросопротивлением такие способы защиты от статики не подходят.

Обязательным в перечне мероприятий по защите от статического электричества является заземление. В состав заземляющего устройства входит заземлитель (проводящий элемент) и проводник заземления между заземляющей точкой на почве и заземлителем. Достаточным заземление против электростатики считается при сопротивлении в любой точке оборудования не выше 1 мегаОм. Для оборудования часто используются проводящие пленки, покрывающие рабочую поверхность.

В рабочих помещениях настилаются антистатические полы, операторы должны работать в антистатической одежде и обуви (при этом сопротивление материала подошв не выше 100 ом).

Защита от статического электричества в быту

В бытовых условиях существует комплекс мер и мероприятий, помогающих предотвратить образование электростатических разрядов:

• влажная уборка, проводимая каждый день, снижает объем циркулирующей в воздухе пыли;
• недопущение пересыхания воздуха, ежедневное проветривание помещений;
• применение в уборке антистатических щеток;

• использование антистатических предметов мебели;
• отделка дома материалами, которые хорошо снимают статику: древесина, антистатический линолеум и другие;
• что касается одежды, шерстяную одежду снимать медленными движениями, а для снятия эффекта прилипания шелковых вещей – использовать антистатические спреи;
• не гладить шерсть животных при холодном и сухом воздухе;
• волосы расчесывать расческами из дерева или металла вместо пластиковых гребней.

Не стоит забывать о защите личных автомобилей от образования статики на кузове машины, особенно перед заправкой его бензином. Делается это с помощью простой антистатической полоски под днищем кузова.

Статическое электричество – это свободные электрические заряды, собираемые на различных диэлектриках. И в промышленности, и в быту происходит накопление совсем неполезного статического электричества, и необходима защита от него, поскольку такие заряды способны нанести вред как машинам, механизмам, так и промышленным объектам и здоровью человека. Только надежные методы способны свести на нет или же совсем не допустить этого отрицательного явления.

Видео