静电放电引起的着火、爆炸灾害

1.静电爆炸和火灾发生的条件

物体带电后，静电总是要泄放掉的。电荷的泄放有两个途径：一是自然逸散，二是不同形式的放电。静电放电是由电能转换成热能的过程，并有可能将可燃物点燃，成为着火或爆炸的火源。

静电放电要成为点燃的火源，必须同时具备以下几个条件：

① 有产生静电的来源；② 静电得以积聚，其静电电压足以引起静电放电；③ 静电放电的能量足够点燃可燃的混合物；④ 放电必须在爆炸混合物的爆炸浓度范围内发生。只有上述四个条件同时满足时，点燃才能发生。从消除静电危害的角度考虑，只要破坏其中的任何一个条件都可以达到防止点燃的目的。

爆炸范围：可燃性物质与氢气（空气）相混合，如果混合的比例不合适，这种混合物是不能着火和爆炸的。只有按适当的比例混合，才能使混合物着火或爆炸，这样的混合物称为爆炸混合物。形成爆炸混合物的小混合浓度叫爆炸下限；形成爆炸混合物的大混合浓度叫爆炸上限。低于下限（浓度）和高于上限（浓度）的混合物都不能形成爆炸混合物，在上下限（浓度）之间的浓度范围叫爆炸范围。

表 1所列为某些气体或蒸气与空气混合的爆炸范围。表2所列为某些粉尘与空气混合的爆炸范围。

2. 小点燃能量

小点燃能量又称小点火能量。在某些生产过程中，常因静电放电引起灾害。那么在生产工艺过程中，从安全角度出发，静电放电火花在什么情况下可以点燃可燃性混合物呢？这

表 1某些气体或蒸气与空气混合的爆炸范围

气体或蒸气名称爆炸范围/%气体或蒸气名称爆炸范围/%乙烯3.0～34.0丙烯2.0～11.01-丁烯1.6～9.3

顺2-丁烯1.75～9.3.0～34.0

丙烯2.0～11.01-丁烯1.6～9.3

顺2-丁烯1.75～9.7反2-丁烯1.75～9.7异丁烯1.75～9.71，3-丁二烯2.00～11.5

甲烷5.3～13.90乙烷3.1～15.0丙甲醇6.0～36.5乙醇3.3～19.0乙炔2.5～80.0乙醚1.7～4.8乙醛4.0～57.0丙酮2.2～13.0甲苯1.3～7.0苯1.4～8.0汽油1.3～6.0一氧化碳12.5～74.2二硫化碳1.0～50.0氢气4.1～74.2注：%为可燃气体所占体积的百分比。

表2某些粉尘与空气混合的爆炸范围

粉体名称爆炸下限/（g/m

）粉体名称爆炸下限/（g/m

）锆粉40镁粉20铝粉35钛粉45硅粉160铁粉120锰粉210锌粉500虫胶粉15丙40

镁粉20铝粉35钛粉45硅粉160铁粉120锰粉210锌粉500乙烯树脂粉40合成橡胶粉30环六甲亚甲基四胺粉15无水邻苯二甲粉15酪粉45水粉40纸浆粉60淀粉45大豆粉40小40

合成橡胶粉30环六甲亚甲基四胺粉15无水邻苯二甲粉15酪粉45水粉40纸浆粉6需要解决两个问题，一是找到小点燃能量，二是找到现场工艺条件下所能出现的大静电放电能量，然后将两者加以比较。如果后者比前者小得多，则现场工艺对静电是安全的；若两者接近或后者比前者大则是危险的，应采取防静电措施。可见小点燃能量是判断静电危险、保证安全生产和改进工艺的重要依据。小点燃能量是指在常温和常压下，将可燃性物质和空气混合，在敏感的条件下，即各种影响因素，诸如可燃物的性质和浓度、电极的形状和火花间隙、电路参数等都处于各自的敏感条件时，引燃所需的低能量叫做小点燃能量。小点燃能量可采用火花放电法、接点脱离放电法、金属线融断法等方法测量。如果发火方法不同，所得小点燃能量往往差异很大。其中电容火花放电法将有 95% 以上的能量消耗于发火过程中，且这种方法和静电火花放电的机理基本相同，因此，采用电容火花放电法较多，其能量按下式计算

w =12cv2

式中 w———放电能量；

c———电路的静电电容；

v———放电时的火花电压。

在可燃气体、易燃液体中，轻油小点燃能量为 0.2mj、乙炔的小点燃能量只有 0.019mj，氢的也只有 0.019mj，二硫化碳的只有 0.009mj等。工业粉尘的小点燃能量多在10 ～100mj之间。各种可燃性气体、蒸气和空气混合及各种可燃性气体与氧混合的小点燃能量可分别参考表 3和表 4。粉尘爆炸性混合物的小点燃能量可参考表 5。一般发表的数据没有规定粒子的大小，而合成树脂粉尘颗粒大小与小点燃能量之间的关系见表 6，减小微粒的大小或是增加细粉的百

分率，可以减少小点燃能量。另外有许多炸药的小点燃能量低达 0.001mj。

表 3 可燃性气体、蒸气的引燃危险性（和空气混合）

物质名称闪点

/℃爆炸极限极限体积/%

下限小点燃

能量

/mj丙烯乙醛（丙烯醛）< -17.82.8310.13丙烯腈-13.0170.16乙炔（气体）1.51000.019乙醛-37.84600.37丙酮-192.513.01.15氮杂环丙烯（氮丙环）-113.6460.48异丁烷（气体）1.88.50.52异丙胺-37.2

①2.010.42.0异丙硫醇———0.53异戊烷（2-甲基丁烷）-511.37.60.21乙烷（气体）3.015.50.24乙胺< -17.83.514.02.4乙基-甲基-酮-（2-丁酮）-6.11.811.50.53乙烯（气体）2.7360.07环氧乙烷、氧丙环-20

①3.01000.06烯丙基氯-31.72.911.20.772-氯丙烷-32.22.810.71.55氯丁烷-9.41.810.11.24氯丙烷< -17.82.61

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