Walidacja

FILM – potężne wyładowania elektrostatyczne podczas prac przenośnika taśmowego. Jak obliczyć energię iskry elektrostatycznej

Wyładowania elektrostatyczne stanowią jedną z ważniejszych przyczyn pożarów i wybuchów w przemyśle. Ich energia może przekraczać nawet 1000 mJ, przez co są wstanie doprowadzić do zapłonu nie tylko gazów i par cieczy, ale także dużej części pyłów. Powyższy film pokazuje wyładowania elektrostatyczne do jakich może dochodzić w czasie pracy przenośników taśmowych. Takie zjawisko, w chwili gdy napotka atmosferę wybuchową może zadziałać podobnie jak iskrownik piezoelektryczny w zapalniczce.

Jak dochodzi do wyładowania elektrostatycznego?

Elektryzacja, czyli wzrost ładunków elektrycznych w wyniku tarcia, dotyku lub indukcji ma miejsce, gdy opór elektryczny ścieżki od naładowanego obiektu do ziemi uniemożliwia odprowadzanie nadmiaru ładunków. Gdy dwa przedmioty o różnych potencjałach elektrycznych znajdą się w pobliżu, wytwarza się między nimi pole elektryczne. W przypadku, gdy jego wartość przekracza wytrzymałość przebiciową atmosfery pomiędzy tymi ciałami, może dojść do przeskoku iskry.

Jak obliczyć potencjalną energię wyładowania elektrostatycznego

Energię potencjalną wyładowania elektrostatycznego W [mJ] można obliczyć, znając pojemność przedmiotu, na którym gromadzą się ładunki C [pF] oraz potencjał przedmiotu wywołany gromadzeniem się ładunków V [kV]:

W = ½ CV2

Przykład 1 – człowiek

Na podstawie powyższego wzoru, możemy obliczyć, iż człowiek o pojemności 200 pF w wyniku tzw. elektryzacji może naładować się elektrycznie do poziomu 30 kV [IchemE]. W rezultacie może prowadzić to do wyładowania elektrostatycznego o energii 90 mJ.

Przykład 2 – cysterna drogowa

Na podstawie powyższego wzoru, możemy obliczyć, iż człowiek o pojemności 5000 pF w wyniku tzw. elektryzacji może naładować się elektrycznie do poziomu 30 kV [IchemE]. W rezultacie może prowadzić to do wyładowania elektrostatycznego o energii 2250 mJ.

Przykład 3 – wiadro

Na podstawie powyższego wzoru, możemy obliczyć, iż człowiek o pojemności 20 pF w wyniku tzw. elektryzacji może naładować się elektrycznie do poziomu 30 kV [IchemE]. W rezultacie może prowadzić to do wyładowania elektrostatycznego o energii 9 mJ.

Minimalna energia zapłonu pyłów

Poniżej prezentujemy kilka przykładowych wartości Minimalnych energii zapłony dla pyłów. W tym miejscy należny podkreślić, że wartość ta jest zależna od kilku czynników jak choćby wilgotność materiału, czy też średnica jego drobin. Z tego względu najlepszą praktyką pozwalającą określić MEZ dla konkretnego pyłu jest przeprowadzenie jego badań.

Chmura pyłu Minimalna energia zapłonu [mJ]
Mąka pszenna 50
Cukier 30
Aluminium 10
Żywica epoksydowa 9
Cyrkon 5
Niektóre półprodukty farmaceutyczne 1

Minimalna energia zapłonu gazów / par cieczy

Atmosfera wybuchowe Minimalna energia zapłonu [mJ]
Propanol 0,65
Octan etylu 0,46
Metan 0,28
Heksan 0,24
Metanol 0,14
Dwusiarczek węgla 0,01

Post FILM – potężne wyładowania elektrostatyczne podczas prac przenośnika taśmowego. Jak obliczyć energię iskry elektrostatycznej pojawił się poraz pierwszy w Stowarzyszenie HAZEX | ATEX.