مقدمه
معمولا طی فرآیندهای صنایع شیمیایی از گازها ، مایعات و گردهای اشتعال پذیر استفاده می‌شود. لذا این وسایل بسادگی در برابر خطر آتش سوزی و انفجار که بواسطه
تخلیه الکتریسیته ساکن روی می‌دهد آسیب پذیرند. به منظور ممانعت از تخلیه الکتریسیته ساکن ، رعایت مواردی نظیر راحتی مطلوب ، خنثی سازی و ایجاد اتصال به زمین لازم است.
سازمان ملی حفاظت در برابر آتش سالانه میزان خسارت ناشی از آتش سوزیها را بررسی و بر حسب مورد دسته بندی می‌کند.
میزان ضایعات ناشی از تخلیه الکتریسیته ساکن طی سالها 1991 تا 1995 سالانه بطور متوسط مبلغی حدود 6.7 میلیون دلار در ایالت متحده بوده است. در این مقاله روشهای کاهش خطر شروع آتش سوزی یا انفجار بر اثر الکتریسیته ساکن را مورد بحث قرار می‌دهیم. موقعیتهایی که بررسی می‌شود عبارتند از: انتقال مواد به ظروف محتوی مایع آتشگیر ، خشکاندن ، آسیاب کردن ، غربال کردن ، اختلاط و تخلیه سانتریفوژ.
وقتی دو سطح ضمن تماس ، نسبت به یکدیگر حرکت کنند، معمولا موجب ایجاد بار الکتریکی ساکن می‌شوند. این پدیده طی فرآیندهای صنایع شیمیایی بویژه وقتی که ذرات گرد هنگام جابجایی با یکدیگر برخورد می‌کنند یا وقتی مایعات نسبت به سطح جداره‌های لوله حرکت می‌کنند، ظاهر می‌شود. بار الکتریکی حاصل می‌تواند انرژی کافی برای شروع یک انفجار آزاد نماید. منابعی که بالقوه با ایجاد الکتریسیته ساکن موجب آتش سوزی می‌شوند عبارتند از تخلیه‌های جرقه زا که از رساناهای عایق دار و کارگران ایجاد می‌شوند؛ و تخلیه‌های جارویی که از مواد عایق کننده نظیر ظروف ، کیسه و پوششهای پلاستیکی بوجود می‌آیند.
جامدات خشک
حرکت گرد عامل تهدید کننده رایج در ایجاد الکتریسیته ساکن به شمار می‌آید. در صورت عدم رعایت موارد مناسب ایمنی ، الکتریسیته ساکن روی کیسه‌ها ، بشکه‌ها ، ظروف فله بر خرطومی ، سرسره‌ها ، قیفها ، مخازن جمع آوری که همه از جنس پلاستیک هستند و کارگرانی که اتصال به زمین ندارند ایجاد می‌شود. اغلب مخازنی که در واحدها می‌بینیم یک دریچه انتقال باز دارند که در روی قسمت فوقانی آنها قرار دارد. کارگران بطور دستی محتویات کیسه‌ها و بشکه‌های کوچکتر و بسته‌های پلاستیکی یا کاغذی را درون این مخازن می‌ریزند. برای ریختن محتویات بشکه‌های بزرگتر ، از جرثقیل زنجیری یا بالابر کمک می‌گیرند. گاهی یک جرثقیل زنجیری یا ماشین بالابر ، ظروف فله بر را در بالای ظرف معلق کرده و مواد را به داخل ظروف می‌ریزد.
افزودن گرد بطور دستی به ظرفی که حاوی مایعات اشتعال پذیر است روش درستی نیست، چون همانطور که گفته شد جابجا کردن و حرکت دادن گرد ، عاملی بالقوه در آتش زایی الکتریسیته ساکن است. در اینجا پنج پیشنهاد کاربردی به منظور کنترل خطرهای الکتریسیته ساکن ارائه می‌شود:
- جامدات را با وسایل بارگیری مناسب به داخل ظرفهای محتوی حلال اشتعال پذیر منتقل کنید. تعدادی از این وسایل واسطه عبارتند از شیرهای چرخان ، قیفهای ناودانی ورود بسته‌های مواد و نقاله‌های تغذیه کننده سیستمها که در دسترس هم هستند.
- کلیه اقلام و ابزاری که از جنس فلزات یا سایر رسانا هستند به زمین اتصال دهید. اتصال به زمین را با استفاده از اهم سنج آزمایش کنید و اطمینان حاصل کنید که مقاومت نسبت به زمین برای تمامی ابزارهای رسانا کمتر از اهم است. وسایل رسانا که باید مورد آزمایش قرار گیرند عبارتند از بشکه‌ها ، دلوها ، سرتاسرها ، ابزارها ، سرسره‌ها ، قیفها ، ظروف جمع آوری و وسیله انتقال دهنده میانی که همه از جنس فلز هستند.
- کلیه کارگرانی که مسئول بار کردن گرد به ظروف حاوی مایع اشتعال پذیر هستند باید به زمین اتصال داشته باشند. مقاومت آنها نسبت به زمین باید چیزی کمتر از اهم باشد. برای دستیابی به این مقصود باید کارگران را به کفشهای ویژه ضد الکتریسیته ساکن مجهز کرد و از کفپوشهای ضد الکتریسیته ساکن یا رسانا در محیط عملیات استفاده کرد.
- تنها کیسه‌های کاغذی یا پلاستیکی ضد الکتریسیته ساکن را که دارای حداقل انرژی افروزش یعنی حدود 4 میلی ژول یا کمتر هستند، برای استفاده در داخل یا اطراف گازها ، بخارها و غبار آتشگیر بکار ببرید. اطمینان حاصل کنید که کیسه‌های ضد الکتریسیته ساکن به زمین اتصال داشته باشند. اگر اتصال مستقیم کیسه‌های ضد الکتریسیته ساکن به زمین مقدور نبود سعی کنید با ایجاد اتصال غیر مستقیم یعنی اتصال کارگر به زمین این امر را انجام دهید. مجهز کردن این افراد به دستکشهای ضد الکتریسیته ساکن نیز راهگشا خواهد بود.
کیسه‌های مناسب ضد الکتریسیته ساکن ، از موادی با مقاومت ویژه سطحی کمتر از اهم بر سانتیمتر مربع ساخته می‌شوند. سایر انواع از نظر کیفیت مناسب نیستند. بطور مثال برخی تعجب می‌کنند، وقتی می‌فهمند که کاغذ مورد مصرف در کیسه‌های کاغذی ، بخاطر افزایش دوام و نفوذ ناپذیری در برابر رطوبت ، گاهی اندود یا عمل آوری می‌شود. به این طریق مقاومت ویژه سطحی کاغذ به نقطه‌ای می‌رسد که ممکن است تجمع بار الکتریکی ساکن مخاطره آمیز باشد. کیسه‌های بی نام و نشان باید مورد آزمایش قرار گیرند.
- از پلاستیکها و سایر مواد عایق که حداقل انرژی افروزش آنها 4 میلی ژول یا کمتر باشد، در اطراف یا درون گازها ، بخارها و غبارهای آتشگیر استفاده نکیند. وسایلی که باید مراقبت شوند عبارتند از سرتاسر ، ابزار ، ناودان ، قیف و آستری یا پوشش که پلاستیکی هستند. در غیر این صورت از ابزار فلزی متصل به زمین یا ابزار پلاستیکی ضد الکتریسیته ساکن استفاده کنید.
خشکاندن
خشک کن‌هایی وجود وجود دارد که عمل آنها مشخصا از طریق برخورد مداوم ذرات جامد به دیواره‌های خشک کن انجام می‌گیرد. در اینجا نحوه کنترل خطرهای ناشی از
الکتریسیته ساکن ، در حن عملیات خشکاندن ارائه می‌شود. کلیه قسمتهای فلزی خشک کن را به زمین اتصال دهید. این اتصال را به نحوی انجام دهید که بتوان
مقاومت را نسبت به زمین بطور مداوم در حدی کمتر از 10 اهم حفظ کرد. هنگامی که فله جامد یا گرد در حال فرآوری از حداقل انرژی فروزش معادل 10 میلی ژول یا کمتر برخوردار باشد، خطر آفرین است. خطر دیگر آن است که امکان دارد حلال ، یک مایع اشتعال پذیر باشد. برای جلوگیری از افروزش ناشی از الکتریسیته ساکن ، ضروری است که همه جوانب احتیاط رعایت شوند. خشک کن را تحت جو خنثی قرار دهید و از ابزار حفاظتی مثل تهویه و موانع استفاده کنید.
پس از خشک کردن ، تنها باید گردهایی را که حداقل انرژی افروزش آنها معادل 4 میلی ژول یا کمتر است به ظرف فلزی دارای اتصال به زمین یا ضد الکتریسیته ساکن منتقل کرد. طریقه فلزی بشکه‌های فیبری باید به طریقی مناسب به زمین اتصال داده شوند. تنها از پوشش یا آتسری ضد الکتریسیته ساکن منتقل کرد. طوقه فلزی بشکه های فیبری باید به طریقی مناسب به زمین اتصال داده شوند. تنها از پوشش یا آستری ضد الکتریسیته ساکن (با مقاومت ویژه سطحی کمتر از اهم بر سانتیمتر مربع) در بشکه‌های فیبری یا بشکه‌های فلزی استفاده کنید.
آسیاب کردن
آسیابها به منظور هر چه کوچکتر کردن اندازه ذرات گرد بکار برده می‌شوند. مکانیسم عمل برای کاهش اندازه ذرات از طریق تکرار برخورد مستقیم یا مالشی ذرات با دیگر سطوح انجام می‌گیرد. آنچه مسلم است برخورد مداوم ذرات گرد با جداره‌های داخلی آسیاب ، بار ساکن ایجاد می‌کند که احتمال دارد به حد خطرناکی برسد. به منظور کنترل خطرهای الکتریسیته ساکن حاصل از عملیات آسیاب توصیه‌هایی به شرح ذیل ارائه می‌شود:
- کلیه اجزای فلزی آسیاب را به زمین اتصال دهید. اتصالات به زمین را مرتبا مورد آزمایش قرار دهید تا اطمینان حاصل کنید که مقاومت آنها نسبت به زمین کمتر از 10 اهم است.
- گردهای آسیاب شده را که حداقل انرژی افروزش آنها 4 میلی ژول یا کمتر است در ظروف ضد الکتریسیته ساکن یا ظروف فلزی که اتصال به زمین دارند جمع آوری کنید.
- خنثی سازی یا استفاده از ابزار حفاظتی در برابر انفجار مثل تهویه و ایجاد موانع را در خصوص ظرف گیرنده رعایت کنید. این امر وقتی مقاومت ویژه حجمی مواد بزرگتر یا معادل اهم متر و حداقل انرژی افروزش گرد آسیاب شده معادل یا کمتر از 10 میلی ژول باشد ضرورت دارد.
- احتمال خطری را که در نتیجه گرمای حاصل از مالش و جرقه‌های حاصل از خرد کردن بوجود آیند، کاهش دهید. مرتبا آسیابها را سرکشی و تعمیر کنید تا بدین وسیله مانع ایجاد نقصهای مکانیکی و غیره شوید. با انجام مراقبتهای دائمی مانع ورود مواد خارجی به داخل آسیاب شوید.
غربال کردن
غربال یا سرند کردن برای جدا کردن اندازه‌های ذرات جامد استفاده می‌شود. یک غربال مجموعه‌ای است از رنده‌ها ، توریها و مشها. گردی که داخل غربال روان می‌شود امکان دارد بار الکتریکی ساکن ایحاد کند. بار الکتریکی ساکن تولید شده در جریان عملیات غربال گاهی موجب خطر آتش سوزی می‌گردد. در اینجا چند مورد از این حالات نا ایمن مطرح می‌شوند که باید نسبت به آن محتاط بود. تخلیه‌های جرقه زا که از طریق رساناهای عایقداری مثل توریها ، ناودانها و ظروف گیرنده بوجود می‌آیند.
پوشش پلاستیکی عایق کننده ظروف گیرنده از جاهای دیگری است که تخلیه بار در آن صورت می‌گیرد. گرد و غباری که هنگام غربال بوجود می‌آید می‌تواند اشتعال پذیر باشد. این گرد و غبار در نزدیکی قیفهای تغذیه یا گیرنده نیز می‌تواند تشکیل شود. خطرهای الکتریسیته ساکن حاصل از عملیات غربال کردن را می‌توانید به سه طریق کنترل کنید:
- کلیه وسایل فلزی را به زمین اتصال دهید.
- اگر به هنگام غربال کردن غبار زیادی تولید شده با استفاده از سیستم تهویه آن را خارج کنید.
- کلیه گردهای غربال شده‌ای را که دارای حداقل انرژی افروزش 4 میلی ژول یا کمتر هستند، فقط در ظرف فلزی که به زمین اتصال دارد یا در ظرف ضد الکتریسیته ساکن جمع آوری کنید.
مایعات و جامدات
ترکیب و اختلاط: بسیاری از فرآیندهای شیمیایی مستلزم ترکیب یا اختلاط دو مایع یا دو جامد ، یا یک مایع و یک جامد هستند. فضای اتصال پذیر محیط می‌تواند منشأ خطر باشد. فضای محیط ، مجموعه بخارهای حاصل از مایع ، غبار و مخلوط بخار و گرد و غبار را در بر می‌گیرد. امکان دارد بر اثر برخورد مداوم سطوح مشترک مایع - مایع ، مایع - جامد و جامد - جامد ، بارهای ساکن عظیمی ایجاد شوند. این امر در مورد مایعات با رسانندگی کم ، بویژه آنهایی که حاوی فازهای جامد ، امتزاج ناپذیر یا چند فاز هستند، مشکلی جدی محسوب می‌شود.
بار ساکن می‌تواند روی مایعات و جامدات عایق شده و روی رساناهایی که متصل به زمین نیستند مثل همزنهای فلزی ، دیواره‌ها ، چرخها ، شیرها و سایر متعلقات فلزی جمع شود. رساناهای بی اتصال به زمین باردار شده ، سطوح مایعات باردار ، توده‌های جامد و گرد بعد از ترکیب همگی مواردی هستند که می‌توانند با ایجاد الکتریسیته ساکن آتشزا باشند. برای کنترل خطرهای الکتریسیته ساکن ناشی از عملیات ترکیب و اختلاط هفت پیشنهاد ارائه می‌شود:
- کلیه اجزای فلزی همزنها و مخلوط کنها را بطور مناسبی به زمین اتصال دهید. این اجزاء عبارتند از همزنها ، دیوارها ، چرخها ، شیرها و خود ظرف. برای اطمینان از اینکه مقاومت آنها نسبت به زمین کمتر از 10 اهم است، آنها را مرتبا تحت مراقبتهای معمول قرار دهید.
- کارگران به هنگام ترکیب یا اختلاط مایعات اشتعال پذیر یا توده جامد و گرد مستعد انفجار باید از اتصال مناسب به زمین برخوردار باشند. مقاومت آنها را نسبت به زمین در حد کمتر از اهم حفظ کنید. به اجرا در آوردن این امر مستلزم تهیه کفشهای ضد الکتریسیته ساکن برای کارگران و تهیه کفپوشهای ضد الکتریسیته ساکن یا رساناست.
- جهت حفظ ایمنی به هنگام عملیات ترکیب و اختلاط مواد ، خنثی سازی ضروری است. به هنگام عملیات ترکیب و اختلاط خصوصا مایعات با رسانندگی کم یا توده جامد با مقاومت ویژه زیاد ، با بار الکتریکی ساکن زیادی مواجه می‌شویم که مشخصه اینگونه عملیات است. در نتیجه امکان دارد تخلیه الکتریسیته ساکن از سطح مایعات و جامدات باردار شده مشکل باشد، می‌توان این عمل را به دور از اکسیژن انجام داد.
- معمولا مایعات دارای رسانندگی بزرگتر از 50 پیکو زیمنس بر متر رسانا به حساب می‌آیند. زمانی که این مایعات رسانا در یک ظرف فلزی ، ترکیب یا مخلوط می‌شوند ضروری است که تجمع بارهای الکتریسیته ساکن از طریق ایجاد اتصال ظرف و سایر متعلقات فلزی آن به زمین کنترل شود.
- برخی از ظروف بکار رفته در عملیات ترکیب و اختلاط دارای یک آستر عایق کننده داخلی از جنس شیشه یا پلی تترا فلوئور اتیلن (PTEE) هستند. لازم است را از طریق رابطی به زمین اتصال داد تا آزاد سازی بارهای الکتریسیته ساکن از محتویات ظروف انجام گیرد. راهکارهای مناسب برای انجام این کار استفاده از یک قطعه تانتال یا یک خروجی و شیر تخلیه رسانا در زیر سطح مایع است.
- مخازن همزن دار ممکن است مشکل آفرین باشند. آنها می‌توانند در مایعات با رسانندگی کم که حاوی فازهای جامد و امتزاج ناپذیر و چندگانه‌اند، بار الکتریکی ساکن ایجاد کنند. مهندسان عملیات لازم است که سرعت نوک همزن را حداکثر تا یک متر بر ثانیه محدود کنند. اگر در فرآیندی سرعت بیشتری برای نوک همزن لازم است باید سعی کنید تا رسانندگی مخلوط را با استفاده از یک افزودنی ضد الکتریسیته ساکن ، تا حد بیش از 50 پیکوزیمنس بر متر بالا ببرید. یا اینکه ، به عنوان آخرین راه حل ، محتویات ظرف را خنثی کنید.
- ابزارهای نمونه برداری را از فلز ، پلاستیکهای ضد الکتریسیته ساکن یا مواد طبیعی نظیر چوب بسازید. چنین ابزارهایی باید به زمین اتصال داده شوند. در حین عملیات ، برای مایعاتی که رسانندگی آنها کمتر از 50 پیکوزیمنس بر متر است، نمونه برداری و اندازه گیری انجام ندهید. در این حالت احتمال ایجاد الکتریسیته ساکن هست. از جمله این عملیات عبارتند از پر کردن ظرف ، مخلوط کردن ، همزدن یا ته نشین کردن جامدات و ترکیبات امتزاج ناپذیر.
اندازه گیری یا نمونه برداری را پس از توقف عملیات انجام دهید. ولی باز هم برای انتقال بار الکتریکی ساکن به زمین ، زمان کافی در نظر بگیرید. البته این امر مستلزم آن است که در طراحی ، راه مناسبی جهت اتصال به زمین پیش بینی شده باشد. اندازه گیری و نمونه برداری برای مایعات دارای رسانندگی 50 پیکوزیمنس بر متر یا بیشتر ، در هر زمانی که مناسب بدانید امکان پذیر است.
مرکز گریز
دستگاه مرکز گریز (سانتریفوژ) ماشینی است که محصول جامد را از مایع زیر صافی جدا می‌کند. در یک مرکز گریز ناپیوسته کیک روی صافی نوعا بصورت دستی خارج می‌شود. ابتدا درب بالای دستگاه مرکز گریز باز می‌شود. یک کارگر به داخل محفظه اصلی می‌رود و کیک روی صافی را با استفاده از یک سرتاسر یا با بیرون آوردن محیط صافی ، از جداره‌ها جدا کرده و خارج می‌سازد. کیک صاف شده معمولا با دست به یک بشکه منتقل می‌شود.
در حین عملیات مرکز گریزانی و بر اثر عبور مایع زیر صافی از محیط صافی ، مایع زیر صافی بواسطه حرکت باردار می‌شود که خطرهای الکتریسیته ساکن را به دنبال دارد. محیط آتشگیر ممکن است از بخارهای اشتعال پذیر مربوط به مایع زیر صافی ایجاد شود. منابعی که بالقوه می‌توانند موجب افروزش ناشی از الکتریسیته ساکن شوند عبارتند از:
- تخلیه الکتریکی از رساناهای عایقدار ، مانند ظروف و ابزار فلزی دستگاه مرکز گریز که در خارج کردن کیک روی صافی مورد استفاده قرار می‌گیرند.
- تخلیه الکتریکی از محیط صافی که امکان دارد در حین عملیات یا در ضمن بیرون آوردن کیک روی صافی باردار شده باشند.
- تخلیه الکتریکی از کیک روی صافی.
- بار الکتریکی که امکان دارد مستقلا توسط کارگر و خارج از ماشینهای مرکز گریز ایجاد شده باشد.
به منظور حفظ ایمنی ، اساس کار را بر دور کردن منابع افروزش قرار دهید. استفاده از پوشش گازهای خنثی روش مناسبی جهت ممانعت از انفجار و آتش سوزی در حین عملیات محسوب می‌شود. اما دستگاه مرکز گریز در انتهای کار باید برای خارج کردن کیک روی صافی باز شود. در این مرحله معمولا رعایت ایمنی نمی‌تواند بر اساس خنثی سازی صورت گیرد، مگر اینکه کارگران از ماسک تأمین اکسیژن استفاده کنند. پیشنهادهایی برای کنترل خطرهای الکتریسیته ساکن مربوط به عمل مرکز گریزانی در ذیل ارائه می‌شود:
- تمامی قسمتهای فلزی دستگاه را به زمین متصل کنید.
- پیش از باز کردن درب دستگاه ، به اندازه کافی زمان دهید. این زمان باید متناسب با زمان لازم برای انتقال بار الکتریسیته ساکن از مایع زیر صافی به زمین باشد. از آنجا که این مقادیر زمانی معمولا در کتابها یافت نمی‌شود، باید از طریق آزمایش تعیین شود.
- کیک روی صافی را تنها در ظرف یا مخرن ضد الکتریسیته ساکن یا فلزی متصل شده به زمین جمع آوری کنید.
- کلیه کارگرانی که در اطراف دستگاه کار می‌کنند باید بطور مناسب به زمین اتصال داشته باشند به گونه‌ای که مقاومت آنها نسبت به زمین کمتر از اهم باشد.
مباحث مرتبط با عنوان
