采取綜合防靜電措施 消除實驗室靜電影響

壹

GUIDE

靜電現(xiàn)象是世界普遍存在的現(xiàn)象，是事物內(nèi)在運動規(guī)律的表現(xiàn)。靜電存在力學效應、靜電感應效應以及放電效應，這些效應有時嚴重危害實驗室環(huán)境、傷害人員和設備、影響實驗室結果準確性，應引起重視和采取相應措施避免影響。

貳

實驗室靜電的危害

2.1

靜電的產(chǎn)生靜電是一種客觀的自然現(xiàn)象，是正負電荷在局部范圍內(nèi)失去平衡的結果。眾所周知，物體由分子、原子或離子組成，這些粒子周圍被高速運動的電子包圍，在一定條件下，不同的物質(zhì)間發(fā)生電子的轉(zhuǎn)移導致電子得失，或同種物質(zhì)內(nèi)部不同區(qū)域發(fā)生電子轉(zhuǎn)移，導致區(qū)域電荷平衡的失衡。電荷聚在在上述物體的表面，產(chǎn)生靜電。靜電不是靜止的電荷，是產(chǎn)生的電荷不能及時釋放而聚集在物體表面或內(nèi)部的電荷。靜電產(chǎn)生的主要原因有摩擦起電、接觸帶電及感應帶電。物體之間摩擦會引起電荷的轉(zhuǎn)移即為摩擦起電；兩種不同材質(zhì)的物體相互接觸后分離，物體就會帶電就是接觸帶電；當物體靠近帶電物體，物體就會帶電稱為感應帶電。

2.2

靜電的危害

靜電物體將產(chǎn)生靜電感應效應、靜電放電效應以及靜電力效應，在實驗室產(chǎn)生以下危害。

一是造成危險事故。靜電聚集的電壓能達到萬伏，甚至十幾萬伏，靜電放電瞬間沖擊會對人體中樞、神經(jīng)等部位導致傷害。如在干燥的實驗室經(jīng)常體驗到靜電放電導致感到全身麻木的感覺，看到指尖與實驗室金屬物發(fā)生放電的火光。靜電放電可以點燃可燃物、易燃物，甚至難燃物也會被點燃。靜電的瞬時釋放也會引起粉塵爆炸，引發(fā)粉塵的二次爆炸往往更加可怕。如，中國石化上海石油化工股份有限公司某聚丙烯裝置共有2條生產(chǎn)線，2000年2月12日21時15分和2000年9月16日7時40分分別發(fā)生閃爆。事故的引火源是風送物料自身的靜電，生產(chǎn)過程中氣體控制失誤是造成粉塵靜電爆炸的間接誘因。

二是影響實驗結果。靜電感應有可能導致實驗室設備性能或精度下降，導致實驗結果的嚴重偏離。同時靜電放電效應產(chǎn)生的瞬間高壓有可能擊穿高精密儀器，導致設備損壞。靜電現(xiàn)象導致實驗室電場強度發(fā)生變化，使實驗條件發(fā)生偏離，進而導致實驗結果偏離。廣州廣電計量檢測股份有限公司劉業(yè)興在2017年發(fā)表《熱工計量數(shù)字顯示儀表干擾問題的產(chǎn)生與抑制》一文，就發(fā)現(xiàn)了靜電對設備的影響。

三是影響實驗環(huán)境。靜電產(chǎn)生吸附效果，導致實驗室塵埃聚集，影響實驗室潔凈度。靜電導致實驗室內(nèi)部電場發(fā)生變化。

叁

實驗室產(chǎn)生靜電的場景

實驗室人員活動產(chǎn)生靜電，如實驗室人員走動中，鞋底與地板的摩擦；實驗室人員在操作過程中，衣服與固體材料的接觸和分離，靜電感應等條件使人體形成靜電。

試驗中不同材料之間相對運動，如摩擦、敲打等產(chǎn)生靜電。空氣中靜電荷聚集，化學反應產(chǎn)生電荷聚集。

帶靜電物體進入實驗室，如人員帶靜電、原材料、包裝物等帶靜電進入實驗室

生活中的靜電現(xiàn)象

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肆

防靜電的本質(zhì)與途徑

靜電的產(chǎn)生是難以避免，防止靜電的本質(zhì)是消除靜電影響，消除靜電影響的措施有三種，一是防止靜電荷聚集，二是泄放靜電荷，三是屏蔽靜電荷。

防止靜電荷積聚。在容易產(chǎn)生靜電荷積聚的表面覆蓋一層起電量小、甚至不起電的材料，即可減少、甚至不會產(chǎn)生靜電。或向靜電荷積聚區(qū)吹送電離的、含有正、負離子的空氣氣流，氣流中的正、負離子將遵循同性相斥、異性相吸的原理與絕緣體表面所積聚的靜電電荷進行中和，從而徹底將靜電消除。對接觸起電的物料，應盡量選用在帶電序列中位置較鄰近的，或?qū)Ξa(chǎn)生正負電荷的物料加以適當組合，最終達到起電最小的效果。在生產(chǎn)工藝設計上，對有關物料應盡量做到接觸面積和壓力較小，接觸次數(shù)較少，運動和分離速度較慢。

建立安全泄放通路。將產(chǎn)生聚集的靜電荷通過具備導電功能的材料疏導到相對電勢的“大地”，在靜電危險場所，所有屬于靜電導體的物體必須接地。對金屬物體應采用金屬導體與大地導通性連接，對金屬以外的靜電導體及亞導體則應間接接地。泄放時要求靜電電壓必須在10秒鐘內(nèi)降至100V，同時放電電流不能高于50mA。即是說，靜電的泄放既要快，又不能過快。過快的泄放變成了放電，容易產(chǎn)生明火。靜電的泄放路徑中需有一定的阻值。

構建靜電荷屏蔽環(huán)境。根據(jù)靜電荷聚集在導體表面，其內(nèi)部電場強度為零的原理，可以將受靜電場影響的設備、材料、工藝過程用金屬或?qū)щ娡繉痈采w，降低靜電影響。帶電體應進行局部或全部靜電屏蔽，或利用各種形式的金屬網(wǎng)，同時屏蔽體或金屬網(wǎng)應可靠接地，減少靜電的積聚。

伍

實驗室防靜電措施

實驗室防靜電要根據(jù)實驗室具體環(huán)境、工藝，分析靜電產(chǎn)生的環(huán)節(jié)，對實驗室影響的工藝、節(jié)點，主動出擊，采取相應措施。按照策劃-實施-檢查-改進的思路，降低靜電對實驗室安全和實驗結果產(chǎn)生的影響。

5.1

明確防靜電人員和程序

建立實驗室安全風險評價制度，落實安全風險評價機制。各實驗室要重視靜電有可能對實驗室造成的嚴重影響，在實驗室建設論證過程中，應當組織專家分析實驗室環(huán)境、工藝等存在的靜電影響風險，制定應對措施，在設計源頭通盤考慮防靜電設施建設和設備配備。指定責任人，落實防靜電設施建設、設備配備的具體責任，把防靜電工作落到實處。

5.2

培養(yǎng)人員良好行為

把防靜電教育納入安全教育工作，讓全體人員明白靜電可能造成的風險和后果，從思想上高度重視，從行為上，完全落實實驗室防靜電管理制度，該做的一定做到，不該做的堅決杜絕。讓全體人員了解產(chǎn)生靜電的場所、環(huán)節(jié)以及防靜電措施。如從事帶電作業(yè)的人員不允許佩戴戒指和金屬手鐲等導電物體，著裝符合防靜電要求，女士頭發(fā)盤卷等。從事靜電敏感的工作前，采取措施釋放人體靜電，如在室內(nèi)用手輕輕摸一下墻壁。釋放體表積聚的靜電在觸摸導體時，先用指甲接觸導體，也可以先接觸濕毛巾之類物品。

5.3

采取相應防靜電技術

對需要防靜電的區(qū)域進行鮮明標識并提醒實驗室應采取的措施。對靜電敏感的危化品區(qū)域、電子研究區(qū)域，實驗室地板應噴涂防靜電涂層或安裝耗散（靜電）地板、地毯、導靜電墊等，設備采接地措施。員工配備防靜電工作服、防靜電工作帽、手腕帶、腳腕帶、防靜電鞋、導電鞋等裝備，打通主要泄放通道。工作臺、工作椅具有可靠的接地通路，或增加防靜電罩。配備靜電測試儀器，及時發(fā)現(xiàn)靜電分布和影響。涉及爆炸物、易燃液體、易燃氣體等的儀器設備、操作臺等應采取接地、惰性氣體保護、安裝人體靜電導除裝置等防靜電措施。

5.4

控制實驗室內(nèi)部環(huán)境

溫濕度對靜電的影響很大，調(diào)節(jié)空氣溫度可以控制靜電聚集，如溫度控制在20℃左右，相對濕度控制在60%在右，靜電就難以產(chǎn)生。當空氣相對濕度低于50%，容易產(chǎn)生靜電，因此，通過中央空調(diào)調(diào)節(jié)實驗室內(nèi)部空氣溫度和濕度。或者通過實時監(jiān)控溫度的變化，并利用加濕器加濕室內(nèi)空氣，防止靜電發(fā)生。

文章來源未來實驗室學苑