Erkki Korjuslommi Tksoft oy ESD : MAADOITUS JA POTENTIAALIN TASAUS
ALUSTUKSEN PÄÄKOHDAT 1. Staattisen sähköpurkauksen ehkäisy 2. Staattinen sähkö syttymisen aiheuttajana 3. 4. Esimerkkejä räjähdyksistä ja tulipaloista 5. Esimerkkejä syttyvien aineiden käsittelystä
1. Staattisen sähköpurkauksen ehkäisy 1.1 Laitekohtaiset toimenpiteet a) b) Sähköä johtavat materiaalit (kalusteet, lattiat, rakenteet ym) c) Johtavat pinnoitteet (eristävien maalien välttäminen) d) Ionisointi e) Suojakaasun käyttö f) Kaasupitoisuuden hallinta (joko laiha tai rikas seos) g) Ilman kosteuden säätely h) Vaarallisten prosessien kauko ohjaus i) Lämpötilan ohjaus < leimahduspiste
1. Staattisen sähköpurkauksen ehkäisy 1.2 Työmenetelmäkohtaiset keinot Irrallisten liuotinastioiden käsittelyssä maadoitus Sähköä osittain johtavat vaatteet ja jalkineet Johtavuutta lisäävät lisäaineet Henkilön varausten poisjohtaminen (maadoitusrannekkeet) Työkohteen sähköä osittain johtava lattiapinnoite Puoliintumisajan huomioon ottaminen säiliöiden operoinnissa Suljettu käsittely (räjähdysvaaran huomioon ottaen)
2. Staattinen sähkö syttymisen aiheuttajana 2.1 Syttymistapahtuma SYTTYMÄ & SYTTYMISKELPOINEN KAASUSEOS STAATTINEN SÄHKÖPURKAUS PURKAUKSEN ENERGIA > AINEEN MIE HAPPIPITOISUU S O 2 > L.O.I KEMIKAALIN PITOISUUS L.E.L > c < U.E.L. SÄHKÖKENTÄN VOIMAKKUUS > VÄLIAINEEN LÄPILYÖNTILUJUUS KAPPALEEN VARAUSENERGIA W = ½ x CU 2 > MIE
2. Staattinen sähkö syttymisen aiheuttajana M.Glor:Electrostatic Ignition Hazards Associated with Flammable Substances in the Form of Gases, Vapors, Mists and Dus
2. Staattinen sähkö syttymisen aiheuttajana /1/ 2.3 Syttymislähteiden energiatasot vs MIE /1/ Lawrence Britton: Static hazards using flexible intermediate bulk containers for powder handling / AIChE Process Safety Progress, Vol. 12. No. 4. October (1993)
2. Staattinen sähkö syttymisen aiheuttajana /1/ 2.4 Syttymismisenergia Aineiden syttymiseen tarvittava energia riippuu kaasun, höyryn tai pölyn pitoisuudesta ja kaasuseoksen happipitoisuudesta. Muita parametrejä ovat paine, lämpötila, ilman kosteus sekä myös aineen raekoko (pisarakoko). Aineiden syttymiselle ominainen tunnusluku on kaasujen, höyryjen, aerosolien ja pölyjen ominainen räjähdysalue (alempi ja ylempi räjähdysraja). Syttymisenergian ja kaasupitoisuuden välinen riippuvuus / a) butaani, b) metaani (Bartknecht / 1993 /Springer Verlag
2. Staattinen sähkö syttymisen aiheuttajana 2.5. Eräiden liuottimien ominaisuuksia /3/ /3/ the European Solvents Industry Group (ESIG) Safe Working with Industrial Solvents, Best Practice Guidelines nro 4
2. Staattinen sähkö syttymisen aiheuttajana 1.5. Eräiden pölyjen minimi syttymisenergia Aine maissijauho puuvilla (täyte) selluloosa selluloosa asetaatti aktiivihiili kromi hiili kaakao kahvi cork powder alumiini alumiini stearaatti mustaruuti MIE / mj 20 25 35 20 50 20 140 40 100 160 45 50 15 320 Ref 1 1 1 3 3 3 1 1 3 1 1 1 3
2. Staattinen sähkö syttymisen aiheuttajana 2.6 Vaarallisiksi tunnettuja käyttötilanteita kemian teollisuudessa 1. Liuottimien käsiannostelu astiasta toiseen 2. Kiinteiden jauhemaisten aineiden käsiannostelu 3. Säiliökäsittely (pinnan mittaus, pesut) 4. Jauheiden siirto (putkissa, kuljettimissa) siiloihin tms 5. Syttyvien kemikaalien purkaus ja lastaus (palavat nesteet) 6. Putkisiirto (virtausnopeus, suotimet) 7. Kemikaalien sekoitus (esim pinnoitteiden valmistuksessa) 8. Erikoistilanteet Kostean höyryn käyttö inertointiin CO 2 kaasun käyttö suojakaasuna 9. Purkaukset paineenalaisista laitteista Varopuhallukset
3. 3.1. Määritelmä Maadoituksella tarkoitetaan johtavien kappaleiden tai laiteosien yhdistämistä maahan (yhteiseen maadoituselektrodijärjestelmään). Potentiaalin tasauksella tarkoitetaan johtavien kappaleiden tai laiteosien toisiinsa
3. 3.2 Maadoitusresistanssi Palavien nesteiden säiliöiden osalta potentiaalin tasauksen resistanssi saa olla enintään 10 6 ohmia (KTMp 313/1985). Maadoitusvastuksen raja arvona on 20 salamavirtojen pois johtamiseksi. ESD suojauksen kannalta riittää käytännössä, jos resistanssi on alle välillä 1 Megohmi 1 Gigaohmi. Staattisten sähkövarausten purkautumiselle tärkeä on relaksaatioaika.
3. TaulukkoAineiden sähköisiä ominaisuuksia Taulukossa on eräitä esimerkkejä Aine Johtavuus / S m 1 Aineen dielektrisyys vakio, r Relaksaatioaika, / s Relaksaatioaika = /, missä = r o = dielekrisyysvakio = väliaineen johtavuus o = tyhjön (ilman) dielektr. vakio Ilma Demivesi Jää Asetoni Raakaöljy 10 5 6x 10 6 10 9 10 7 1,0 80 2 3 21 2 7 x 10 5 0,03 2x10 4 10 2 Keskitisleet 10 13 10 10 2 2x10 1 10 2 Puhtaat öljytuotteet 10 15 2 2x10 3 Muovit 10 8 10 17 2,5 5 10 3 10 6
3. 3.2 Maadoitukseen liittyviä ongelmia Metallilaipat muoviputkissa (lastausletkut) Nestekaasun komposiittipullojen venttiilit Käsin tehtävä maadoitus lastaus /purkaustapahtumassa Potentiaalin tasauksen palauttaminen korjauksen jälkeen Sähkön jakelujärjestelmän vuotovirtojen aiheuttama kipinöinti Syttyviä pölyjä sisältävien suursäkkien tyhjentäminen Suurten kemikaalisäiliöiden pesu (raakaöljysäiliöt laivassa)
4. Esimerkkejä räjähdyksistä ja paloista 4.1 Suurpalo liuottimen annostelusta Toukokuussa 1998 tapahtui kajaanilaisessa huonekalutehtaassa palo, joka alkoi tehtaan työntekijän annostellessa lakkabensiiniä astiasta toiseen. Potentiaalin oli ilmeisesti jäänyt tekemättä. Työntekijä loukkaantui vakavasti ja tehtaalle koituivat useiden miljoonien markkojen vahingot
4. Esimerkkejä räjähdyksistä ja paloista 4.2 Syttymä eteenisäiliön varopuhallusputkessa (1993) Nestemäisen eteenin varastosäiliön varopuhallus aukeaa suoraan ulkoilmaan muutaman metrin pituisen putken kautta. Putki on kiinnitetty laippaliitoksella varoventtiiliin. Vuoromies havaitsi varopuhallusputken suulla liekin. Palo sammui alennettaessa säiliön painetta. Syyksi todettiin staattinen sähkövaraus putkessa. Syynä varautumiseen oli, että putki oli eristetty venttiilistä eristämällä pultit ja käyttämällä eristävää tiivistemateriaalia. Tarkoitus oli ollut ehkäistä korroosiota eri aineista tehtyjen osien välillä.
4. Esimerkkejä räjähdyksistä ja paloista 4.3 Syttymät huoltoasemilla (U.S.A.) A. NIOSH (National Institute for Occupational Safety and Health on tiedottanut syttymistä tankattaessa irrallisia astioita (Jerry) pick up autojen lavalla., Yleensä lava oli peitetty eristävällä matolla. Fire Hazard: Filling gas can in pickup truck with plastic bed liner. Safe Practice: Always place gas can on ground before refueling. Touch can with gas dispenser nozzle before removing can lid. Keep gas dispenser nozzle in contact with an inlet when filling.
5. Esimerkkejä syttyvien kemikaalien käsittelystä 200 l metallitynnyri; huomaa maadoitus
5. Esimerkkejä syttyvien kemikaalien käsittelystä /3/ Tyypillinen muovinen IBC kontti; huomaa maadoitus
5. Esimerkkejä syttyvien kemikaalien käsittelystä /3/ Tyypillinen metallinen IBC kontti