Застосування спецодягу з матеріалів з антистатичними властивостями
Застосування спецодягу з матеріалів з антистатичними властивостями
Вимоги стандартів безпеки
Одяг з антистатичними властивостями слід застосовувати для зниження електростатичної іскронебезпечності об'єктів відповідно до ГОСТ 12.1.018-93 «ССБТ. Пожежвибухобезпека статичної електрики. Загальні вимоги". Матеріали антиелектростатичного спеціального одягу повинні мати питомий поверхневий електричний опір не більше 10E7 Ом згідно з ГОСТ 19616-74 відповідно до ГОСТ 12.4.124-83 «ССБТ. Засоби захисту від статичної електрики. Загальні технічні вимоги. Така спрощена концепція іскробезпеки спецодягу все ще переважає у певних колах, незважаючи на відсутність пояснень як вона працює (і чи працює взагалі), у яких вибухонебезпечних зонах та за яких умов.
Спеціалізовані стандарти вибухобезпеки, однак, встановлюють інші вимоги до електричних властивостей матеріалів антистатичного одягу. Так, наприклад, відповідно до ГОСТ 31613-2012 «Електростатична іскробезпека. Загальні технічні вимоги та методи випробувань» для забезпечення відповідності спеціального одягу вимогам електростатичної іскробезпеки необхідно, щоб питомий поверхневий електричний опір тканини не перевищував 10E9 Ом згідно з ГОСТ 19616-74.
Сучасні стандарти безпеки на захисний одяг пропонують більш інформативні методи випробувань, нові поняття та характеристики. Так ГОСТ Р ЕН 1149-5 (EN 1149-5) «Одяг спеціальний захисний. Електростатичні властивості» вводить поняття матеріалу, що розсіює електростатичний заряд. Такий матеріал повинен мати питомий поверхневий електричний опір 5 х 10E10 Ом (поверхневий опір не більше 2,5 х 10E9Ом) за методом EN 1149-1 або володіти властивістю зменшення заряду, що визначається за методом EN 1149-3.
Незважаючи на вищесказане, при виборі одягу для роботи у вибухонебезпечних зонах недостатньо керуватися вибірковими вимогами до матеріалів зі стандарту, що сподобався. Необхідно враховувати вимоги до заземлення працюючого та його одягу, склад матеріалів з яких він пошитий, умови довкілля, мінімальну енергію запалювання (МЕЗ) вибухонебезпечного середовища, тип робочої активності та відповідну ймовірність електризації одягу. У цій статті зачіпаються короткі теоретичні основи утворення електростатичного заряду на ізольованих поверхнях, розглядаються відомі фактори, що впливають на природу, що запалює, електростатичних розрядів з поверхні одягу і людського тіла, пропонується методика вибору антиелектростатичного спецодягу для застосування у вибухонебезпечних зонах.
Утворення електростатичного заряду
Утворення електростатичного заряду відбувається при взаємному контакті та подальшому розділенні поверхонь двох твердих тіл. Заряд виникає через те, що спочатку електронейтральні атоми однієї речовини втрачають один або кілька електронів, набуваючи позитивного заряду, а атоми іншої речовини приєднують один або кілька електронів, набуваючи негативного заряду. Це фізичне явище називається контактною електризацією або трибоелектризацією, від грецького «tribos» – терти та «elektron» – бурштин [1]. Властивість бурштину наелектризувати хутро тварин використовувалося ще давніми греками. Слід зазначити, що суперечки щодо механізму перенесення трибоелектричних зарядів продовжуються досі. Автори різних теорій приписують цю функцію електронам, іонам (що втратили електронейтральність)атомам) і навіть самої речовини [1].
При контактної електризації будь-який матеріал може заряджатися як позитивно, і негативно, залежно від цього, з яким другим матеріалом він входить у контакт. Шляхом експериментів поширені матеріали було вміщено у т.зв. трибоелектричні ряди за їхньою схильністю до набуття позитивного або негативного заряду (рисунок 1). Чим далі знаходяться матеріали один від одного в трибоелектричному ряду, тим вище магнітуда електростатичного заряду, що виробляється при їх взаємному контакті [2]. Знак трибоелектричного заряду надає на його запалювальну здатність не менший вплив, ніж його величина.
На жаль, жодна фізична характеристика не може описати всіх явищ, що відбуваються трибоелектризації, що підтверджує існування інших, менш вивчених механізмів зазначеного феномену [1]. Всі знання про нього переважно ґрунтуються на емпіричних даних і часто суперечливі. З цієї причини найбільше практичне значення для зниження електростатичної іскронебезпечності одягу мають сучасні методи випробувань, засновані на прямих вимірах характеристик, пропорційних заряду (наприклад, напруженості електричного поля після накопичення заряду EN 1149-3), в умовах наближених до реальних умов експлуатації. Взаємозв'язку механізму утворення статичного заряду з питомим поверхневим електричним опором не встановлено [2]. Ця характеристика електричних властивостей матеріалів пов'язані з характеристиками заряду. До трибоелектризації незаземленого працівника призводять, наприклад, такі поширені типи активності, як ходьба ізольованою статтю, вставання з крісла, зняття одягу.