PREPARATY / ŚRODKI ANTY(ELEKTRO)STATYCZNE

Prezentacja na temat: "PREPARATY / ŚRODKI ANTY(ELEKTRO)STATYCZNE"— Zapis prezentacji:

1 SZCZEGÓLNE ŚRODKI OCHRONY ANTYELEKTROSTATYCZNEJ (7) Zabieg „antystatyzacji”
PREPARATY / ŚRODKI ANTY(ELEKTRO)STATYCZNE SUBSTANCJE CHEMICZNE, KTÓRYCH UŻYCIE W CHARAKTERZE DOMIESZKI DO MATERIAŁU LUB PREPARACJI POWIERZCHNIOWEJ WYWOŁUJE ZMNIEJSZENIE ZDOLNOŚCI TEGO MATERIAŁU DO OSIĄGANIA I UTRZYMYWANIA STANU NAELEKTRYZOWANIA ŚRODKI WYKAZUJĄCE DZIAŁANIE, KTÓREGO EFEKTEM DOMINIUJĄCYM JEST ZWIĘKSZENIE PRZEWODNOŚCI ELEKTRYCZNEJ MATERIAŁU, A ZARAZEM – SKRÓCENIE CZASU ZACHOWYWANIA PRZEZEŃ STANU NAELEKTRYZOWANIA ŚRODKI WYKAZUJĄCE DZIAŁANIE, KTÓREGO EFEKTEM DOMINIUJĄCYM JEST OGRANICZENIE ZDOLNOŚCI MATERIAŁU DO ELEKTRYZOWANIA SIĘ Proste związki chemiczne: organiczne i nieorganiczne sole higroskopijne, różne substancje o charakterze elektrolitycznym, środki przewodzące. „Klasyczne” anty(elektro)statyki: związki chemiczne lub ich mieszaniny o stosunkowo złożonej budowie i wielostronnym działaniu.

2 Model cząsteczki laurynianu sodowego C12H25· COONa
SZCZEGÓLNE ŚRODKI OCHRONY ANTYELEKTROSTATYCZNEJ (8) Zabieg „antystatyzacji” MECHANIZM DZIAŁANIA PREPARATU ANTY(ELEKTRO)STATYCZNEGO NA PRZYKŁADZIE SOLI SODOWEJ KWASU LAURYLOWEGO (środek powierzchniowo czynny – anionowy) wg M. Bühlera; TEXTIL-PRAXIS XI-XII 1957 Model cząsteczki laurynianu sodowego C12H25· COONa CZĘŚĆ HYDROFOBOWA (wydłużony łańcuch alifatycznej reszty kwasowej) CZĘŚĆ HYDROFILOWA (polarna grupa karboksylowa z kationem sodu ulegającym dysocjacji)

3 a) b) Zachowanie się laurynianu sodowego w roztworze wodnym
SZCZEGÓLNE ŚRODKI OCHRONY ANTYELEKTROSTATYCZNEJ (9) Zabieg „antystatyzacji” MECHANIZM DZIAŁANIA PREPARATU ANTY(ELEKTRO)STATYCZNEGO NA PRZYKŁADZIE SOLI SODOWEJ KWASU LAURYLOWEGO (środek powierzchniowo czynny – anionowy) wg M. Bühlera; TEXTIL-PRAXIS XI-XII 1957 Zachowanie się laurynianu sodowego w roztworze wodnym układ (orientacja) cząsteczek przy mniejszym stężeniu preparatu układ (orientacja) cząsteczek przy 2-krotnie większym stężeniu preparatu a) b)

4 MECHANIZM DZIAŁANIA PREPARATU ANTY(ELEKTRO)STATYCZNEGO
SZCZEGÓLNE ŚRODKI OCHRONY ANTYELEKTROSTATYCZNEJ (10) Zabieg „antystatyzacji” MECHANIZM DZIAŁANIA PREPARATU ANTY(ELEKTRO)STATYCZNEGO NA PRZYKŁADZIE SOLI SODOWEJ KWASU LAURYLOWEGO (środek powierzchniowo czynny – anionowy) wg M. Bühlera; TEXTIL-PRAXIS XI-XII 1957 3. Zachowanie się cząsteczek laurynianu sodowego wobec fazy stałej (materiał ziarnisty M), wprowadzonej do wodnego roztworu preparatu

5 d > d0 MECHANIZM DZIAŁANIA PREPARATU ANTY(ELEKTRO)STATYCZNEGO
SZCZEGÓLNE ŚRODKI OCHRONY ANTYELEKTROSTATYCZNEJ (11) Zabieg „antystatyzacji” MECHANIZM DZIAŁANIA PREPARATU ANTY(ELEKTRO)STATYCZNEGO NA PRZYKŁADZIE SOLI SODOWEJ KWASU LAURYLOWEGO (środek powierzchniowo czynny – anionowy) wg M. Bühlera; TEXTIL-PRAXIS XI-XII 1957 Zachowanie orientacji cząsteczek antystatyku względem powierzchni materiału po odsączeniu roztworu i wysuszeniu materiału (A i B). I - bez zastosowania preparacji antystatycznej, II - po zastosowaniu preparacji antystatycznej A A d > d0 B B I II

6 SZCZEGÓLNE ŚRODKI OCHRONY ANTYELEKTROSTATYCZNEJ (12) Zabieg „antystatyzacji
PODSTAWOWE CZYNNIKI WPŁYWAJACE NA EFEKT ANTYSTATYCZNY UZYSKIWANY PRZY ZASTOSOWANIU ŚRODKÓW POWIERZCHNIOWO CZYNNYCH: Zmiana właściwości fizyko-chemicznych powierzchni materiału, a tym samym - zmiana warunków kontaktu, w szczególności zmniejszenie tarcia między cząsteczkami materiału; Zwiększenie odległości między powierzchniami stykających się materiałów, a tym samym – utrudnienie przemieszczania się między nimi nośników ładunków i zwiększenie ich pracy wyjścia; Zwiększenie przenikalności elektrycznej środowiska między powierzchniami zetkniętych materiałów, a tym samym - zwiększenie pojemności elektrycznej danego układu oraz zmniejszenie natężenia pola elektrostatycznego, wytwarzanego w przestrzeni granicznej

7 SZCZEGÓLNE ŚRODKI OCHRONY ANTYELEKTROSTATYCZNEJ (13)
Zwiększanie pojemności elektrycznej obiektów przewodzących odizolowanych od ziemi Obiekty przewodzące odizolowane od ziemi, to np.: wózki z metalowym nadwoziem na kołach z tworzywa izolacyjnego, ciało człowieka chodzącego w nieprzewodzącym obuwiu, pojemniki metalowe ustawione na nieprzewodzącym podkładzie. Przy danym – ustalonym stopniu naelektryzowania obiektu (wartość ładunku elektrostatycznego Q = const.) na wytworzone napięcie (U) wpływa pojemność elektryczna danego obiektu (C), zgodnie z zależnością: U = Q/C Wzrost pojemności (C) uzyskuje się przez zwiększenie przewodności elektrycznej materiału oddzielającego rozpatrywany obiekt od „ziemi” (np. – w efekcie obniżenia rezystywności materiału posadzki, spodów obuwia, ogumienia kół, podkładek, uszczelek itp.)

8 SZCZEGÓLNE ŚRODKI OCHRONY ANTYELEKTROSTATYCZNEJ (14)
Zapewnienie warunków dla relaksacji ładunku Stworzenie warunków umożliwiających szybki zanik wytworzonego ładunku elektrostatycznego w efekcie odpowiedniego wydłużenia czasu przebywania naelektryzowanego materiału wewnątrz aparatu technologicznego, np. przez: Rozszerzenie fragmentu rurociągu przesyłowego z cieczą, gazem lub materiałem sypkim w strefie poprzedzającej wprowadzenie transportowanego medium do zbiornika; Stosowanie wymaganych przerw między wykonywaniem kolejnych operacji technologicznych Efektywny czas relaksacji ładunku wynosi: r = 50rv gdzie: 0 = 8,854·10-12 F/m, r – względna przenikalność elektryczna materiału, v – rezystywność elektryczna skrośna materiału Za wystarczający uważa się na ogół czas relaksacji r = 10 min

9 SZCZEGÓLNE ŚRODKI OCHRONY ANTYELEKTROSTATYCZNEJ (15)
Jonizacja powietrza Ruchliwe jony gazowe, tzn. naładowane dodatnio lub ujemnie cząsteczki gazów zawartych w powietrzu, umożliwiają efektywną neutralizację ładunku elektrostatycznego o przeciwnym znaku; Jony gazowe wytwarzane są najczęściej pod wpływem emisji promieniowania jądrowego (zwłaszcza  i w mniejszej mierze – ) lub w efekcie elektrycznych wyładowań niezupełnych; Efekt jonizacyjny może być wywoływany w pobliżu powierzchni naelektryzowanego materiału lub też zjonizowane powietrze może być kierowane do strefy powstawania ładunku elektrostatycznego z pewnej odległości, przez nadmuch. Urządzenia techniczne, wyzyskujące zjawisko jonizacji powietrza do zobojętniania (neutralizacji) ładunku elektrostatycznego, noszą nazwę: jonizatorów, eliminatorów lub neutralizatorów ładunku elektrostatycznego

10 SZCZEGÓLNE ŚRODKI OCHRONY ANTYELEKTROSTATYCZNEJ (16)
Mechanizm działania indukcyjnych (a) i wysokonapięciowych (b) neutralizatorów ładunku elektrostatycznego I2 > I1 Oznaczenia: Iz – materiał izolacyjny; E – elektrody jonizujące (igłowe); ZWN – zasilacz wysokiego napięcia stałego (- 5 kV) Uwaga: Przy ładunku ujemnym Q- - mechanizm działania neutralizatora jest analogiczny, ale kierunek ruchu jonów - odwrotny

11 SZCZEGÓLNE ŚRODKI OCHRONY ANTYELEKTROSTATYCZNEJ (17)
Mechanizm działania radioizotopowych neutralizatorów ładunku elektrostatycznego Cechy charakterystyczne: Jonizacja bipolarna; efektywność neutralizacji ładunku dodatniego i ujemnego jest porównywalna; Natężenie prądu jonowego – zależne od aktywności źródła promieniowania Oznaczenia: Iz – materiał izolacyjny; R – źródło promieniowania  lub  (warstwa materiału radioaktywnego na bazie Po-210, Pu-239, Sr-90, Tl-204 i in)

12 SZCZEGÓLNE ŚRODKI OCHRONY ANTYELEKTROSTATYCZNEJ (18)
Mechanizm działania wysokonapięciowych (WJP) I radioizotopowych jonizatorów powietrza (RJP) (dmuchawy zjonizowanego powietrza) Oznaczenia: S – silnik (dmuchawa); O – naelektryzowany obiekt; R – źródła promieniowania; I – elementy jonizujące (igły) Strzałki wskazują kierunek przepływu powietrza

13 SZCZEGÓLNE ŚRODKI OCHRONY ANTYELEKTROSTATYCZNEJ (19)
Ekranowanie pól elektrostatycznych Uziemione ekrany metalowe – ciągłe (płyta) lub ażurowe (np. siatka) – należy stosować na stanowiskach obsługi urządzeń technologicznych w przypadku, jeżeli natężenie pola elektrostatycznego w danej strefie przekracza wartość: 2 · 104 V/m Cel: Zapobieganie indukowaniu się ładunku na ciele pracownika i na elementach (obiektach) przewodzących, odizolowanych od ziemi; Zapobieganie oddziaływaniu pola na systemy elektroniczne

14 OCHRONA PRZED ELEKTRYCZNOŚCIĄ STATYCZNĄ IDEA PROCEDURY PRZECIWDZIAŁANIA ZAPŁONOWI WYWOŁANEMU PRZEZ WYŁADOWANIE ELEKTRYCZNOŚCI STATYCZNEJ

15 OCHRONA PRZED ELEKTRYCZNOŚCIĄ STATYCZNĄ
Niektóre wymagania ochrony antyelektrostatycznej (wg PN-E do PN-E-05205)

16 5. ELEKTRYCZNOŚĆ STATYCZNA W STREFACH ZAGROŻENIA WYBUCHEM
Analiza przyczynowo – skutkowa wybranych zdarzeń wypadkowych OKOLICZNOŚCI POŻARÓW / WYBUCHÓW WYWOŁYWANYCH W PRAKTYCE WYŁADOWANIAMI ELEKTRYCZNOŚCI STATYCZNEJ (wybrane przykłady)

17 WYŁADOWANIE ELEKTROSTATYCZNE POWSTAJĄCE W CZASIE PRZEMIESZCZANIA TAŚMY Z MATERIAŁU NIE PRZEWODZĄCEGO ZA POMOCĄ METALOWYCH WALCÓW PROWADZĄCYCH (POWLEKARKI, DRUKARKI itp.); F – folia, tkanina, papier itp., W – metalowe walce prowadzące, M – korpus maszyny, P/ D – strefa powlekania / druku

18 WYŁADOWANIE ELEKTROSTATYCZNE W INSTALACJI TRANSPORTU PNEUMATYCZNEGO Z SYPKIM MATERIAŁEM PALNYM; Przewód rurowy (M) z naprzemiennie usytuowanymi odcinkami metalowymi oraz łącznikami rękawowymi (R) z elastycznego tworzywa sztucznego

19 MOŻLIWOŚĆ WYWOŁANIA WYBUCHU AEROZOLU SUBSTANCJI PALNEJ PRZEZ WYŁADOWANIE ELEKTROSTATYCZNE POWSTAJĄCE PODCZAS STOSOWANIA URZĄDZEŃ NATRYSKOWYCH LUB ROZPYLAJĄCYCH ) Wyładowanie z naelektryzowanej chmury aerozolu. Zdarzenie możliwe w przypadku stosowania urządzeń rozpylających, sterowanych zdalnie, wytwarzających chmurę aerozolu pod dużym ciśnieniem fazy nośnej – gazowej (w szczególności – powietrza) ) wyładowanie z izolowanego korpusu urządzenia; sytuacja dotyczy głównie urządzeń obsługiwanych ręcznie

20 WYŁADOWANIA ELEKTROSTATYCZNE POWSTAJĄCE PRZY NIENALEŻYCIE UZIEMIONYCH URZĄDZENIACH DO PRZESIEWANIA MATERIAŁÓW PALNYCH / WYBUCHOWYCH; S – sito, O – odbieralnik materiału, P – podkład z materiału izolacyjnego

21 WYŁADOWANIE ELEKTROSTATYCZNE POWSTAJĄCE MIĘDZY IZOLOWANĄ SIATKĄ SITA A JEGO UZIEMIONĄ OBUDOWĄ; (Przesiewanie substancji organicznej o dużym stopniu rozdrobnienia); S – sito trzęsakowe (zespół), I – tworzywo izolacyjne, w którym osadzono metalową siatkę sita

22 WYŁADOWANIE ELEKTROSTATYCZNE MIĘDZY IZOLOWANYM POJEMNIKIEM Z NAELEKTRYZOWANĄ CIECZĄ PALNĄ A CIAŁEM OPERATORA „UZIEMIONYM” PRZEZ KONTAKT Z APARATEM TECHNOLOGICZNYM; Napełnianie cieczą pojemnika metalowego ustawionego na palecie drewnianej (ciecz spływa grawitacyjnie z zawieszonego zbiornika międzyoperacyjnego); ZB – zbiornik metalowy, P – pojemnik metalowy, I – podest z materiału izolacyjnego

23 MOŻLIWOŚĆ POWSTAWANIA WYŁADOWAŃ ELEKTROSTATYCZNYCH W ZBIORNIKACH ZAWIERAJĄCYCH NAELEKTRYZOWANĄ CIECZ; A – między uziemionym próbnikiem a lustrem cieczy lub między izolowanym próbnikiem (naładowanym przez indukcję) a krawędzią króćca uziemionego zbiornika; B – między krawędzią uziemionego przewodu rurowego (przepust do pomiaru poziomu), a lustrem naelektryzowanej cieczy, znajdującej się poniżej wylotu tego przewodu

24 WYŁADOWANIE ELEKTROSTATYCZNE MIĘDZY CIAŁEM CZŁOWIEKA NAELEKTRYZOWANYM W KONTAKCIE Z SIEDZENIEM SAMOCHODU A METALOWYM PISTOLETEM URZĄDZENIA DO NALEWANIA PALIWA

25 WYBUCH MIESZANINY GAZU ŚWIETLNEGO Z POWIETRZEM, WYWOŁANY WYŁADOWANIEM ELEKTROSTATYCZNYM Z CIAŁA CZŁOWIEKA