隨著涂裝行業(yè)在我國的蓬勃發(fā)展，各類涂裝線的安全、環(huán)保、職業(yè)健康風(fēng)險也逐步為人所知，尤其是涂裝線靜電安全事故因其風(fēng)險辨識不具體、控制措施不到位、原因分析不明確，給我們在涂裝生產(chǎn)安全管理方面提出了巨大的挑戰(zhàn)。
首先，我們對涂裝線的靜電安全常識還認(rèn)識不足，不管是從學(xué)校的專業(yè)教育、還是從企業(yè)的專門培訓(xùn)，都沒有很好的針對這一領(lǐng)域的適用資料，以致從事涂裝線現(xiàn)場安全管理的人員也沒有接受過這方面較系統(tǒng)的培訓(xùn)。其次，在我們梳理涂裝線的靜電安全風(fēng)險時，要么針對現(xiàn)有設(shè)備、要么跟隨工藝流程、或者試圖從人機(jī)料法環(huán)全方面進(jìn)行分析，但始終沒能找到一套既有代表性又具可操作性的解決方案。再次，對于涂裝線的靜電我們也需要能進(jìn)行簡便的日常檢測和監(jiān)控，確保其處于可控范圍。另外，涂裝線的靜電安全事故信息往往被所在企業(yè)封鎖于內(nèi)部，要靠“關(guān)系”或者“內(nèi)線”才能對事故的經(jīng)過和原因進(jìn)行猜測，沒有得到廣泛的分享和共同改進(jìn)提高。
 
1、涂裝線靜電安全常識
涂裝生產(chǎn)過程中有機(jī)涂料、溶劑的高速流動，有可能在管道、容器中積聚靜電電荷。涂裝生產(chǎn)往往用到靜電發(fā)生器，利用靜電原理施行涂料的涂覆，更易發(fā)生靜電電荷的意外釋放，造成危害。操作人員自身也有可能帶靜電，成為產(chǎn)生靜電危害的另一不確定因素。
1.1 靜電的產(chǎn)生
靜電是指積聚在某些物體或者材料表面的電荷。
靜電產(chǎn)生主要有兩種方式：①摩擦及分離；②靜電感應(yīng)。
在涂料的輸送過程中，產(chǎn)生靜電最主要的形式就是涂料液體（或粉末）的流動（摩擦及分離）。不同的工況下靜電的產(chǎn)生量差異十分顯著，涂料在管道中流動產(chǎn)生的靜電電荷大體與流速的平方成反比[1]。假定涂料的傾倒產(chǎn)生的靜電電荷的量級為1，那么涂料的泵送所產(chǎn)生的靜電電荷量級就是102，而涂料的噴涂所產(chǎn)生的靜電電荷量級就高達(dá)103。
在靜電噴涂過程中，涂料顆粒在高壓（60—120kV）電場的作用下，利用電暈放電帶上負(fù)電荷，而被噴涂的工件帶正電荷，兩者通過靜電磁場結(jié)合在一起。
人體在涂裝線內(nèi)活動過程中，由于處在不斷的運(yùn)動狀態(tài)而與其他非導(dǎo)體（如化纖織物、絕緣的地面）產(chǎn)生摩擦，容易積聚靜電電荷。人體對地位置/姿勢、鞋和地面情況、環(huán)境的濕度/風(fēng)速都會影響人體的對地電容，從而影響人體靜電放電的能量。
1.2 靜電的積聚
靜電產(chǎn)生后，如果材料導(dǎo)靜電性能好且有傳導(dǎo)接地路徑，靜電就可以消散；如果材料導(dǎo)靜電性能差且沒有傳導(dǎo)接地路徑，靜電就會積聚。靜電的積聚與材料的體電阻率相關(guān)。
導(dǎo)靜電材料：帶電體上的電荷能夠迅速耗散和泄露的材料（體電阻率≤1×106Ω·m）。
靜電耗散材料：帶電體上的電荷由于靜電中和、泄露、放電使之部分或全部消失的材料（體電阻率在1×106~1×1010Ω·m之間）。
靜電絕緣材料：不能耗散和泄露電荷的材料（體電阻率≥1×1010Ω·m）。
1.3 靜電的釋放
電荷經(jīng)由放電路徑而產(chǎn)生在不同電位之間移轉(zhuǎn)稱為靜電放電。
靜電放電形式：電暈放電、刷形放電、火花放電、雷型放電。
在干燥的季節(jié)若穿上化纖衣服和絕緣鞋在絕緣的表面行走等活動，人體身上的靜電可達(dá)幾千伏甚至更多。
據(jù)測試，當(dāng)靜電電壓達(dá)到2000伏時，手指就有感覺了；超過5000伏時就能聽到放電聲；超過8000伏時，就能看到電火花。
在靜電噴涂的兩電極（噴槍/旋杯、工件）間有明顯的放電集中點(diǎn)，在實(shí)施靜電噴涂時如果防靜電控制措施不到位，兩電極間的空氣可能被擊穿而釋放能量，瞬間的能量集中釋放容易產(chǎn)生火花放電。
涂裝生產(chǎn)過程中，隨時需要對易燃液體（或粉末）進(jìn)行處理（流動，攪拌，霧化...），作業(yè)（充填，抽取，噴涂...）過程中隨時會接觸到可燃物和爆炸性混合物。如遇靜電釋放產(chǎn)生火花或者其他外來點(diǎn)火能量就會發(fā)生火災(zāi)、爆炸事故。
 
2、涂裝線典型靜電風(fēng)險及其控制措施
在介紹典型的風(fēng)險前，我們先要對下文用到的幾個定義及其色標(biāo)予以明確。
接地體：接地良好的導(dǎo)靜電材料構(gòu)成的物體（綠色）。
絕緣體：由靜電絕緣材料構(gòu)成的物體（藍(lán)色）。
孤立導(dǎo)體：未接地的導(dǎo)靜電/靜電耗散材料構(gòu)成的物體。（紅色）
2.1 易積聚靜電位置
靜電易積聚在絕緣體（塑料桶/塑料薄膜/絕緣溶劑），或者積聚在孤立導(dǎo)體（??木質(zhì)托盤上的鐵桶/塑料桶中流動的溶劑/孤立的金屬夾具等）上。
包括但不限于：圓桶底下的橡膠車輪、金屬桶上的保護(hù)膜、金屬填充噴嘴上的非導(dǎo)電性的柔性軟管、非導(dǎo)電的噴涂噴槍和空氣管、金屬彎管上的非導(dǎo)電性的柔性軟管。
2.2 易產(chǎn)生靜電放電火花位置
包括但不限于：不接地的金屬固定裝置及設(shè)備、人體的某個部位（他們的鞋和地板是否絕緣）、可移動工具（如手推車、金屬桶、輔助設(shè)備、測量設(shè)備、手動工具）。
2.3 典型風(fēng)險點(diǎn)及其控制措施
2.3.1. 罐裝小容器和桶：絕緣體中的柔性管，噴嘴是一個孤立的導(dǎo)體，會積累靜電（除非接地）。噴嘴和接地元件之間存在靜電火花的風(fēng)險。
控制措施：使用耗散柔性管。
2.3.2. 填充小容器和油漆桶等：由于保護(hù)膜在存在，桶成了絕緣體。桶和接地元件或操作員之間存在靜電火花的風(fēng)險。
控制措施：禁用膜（+檢查該平臺是否是正確的接地），或用鉗地。
2.3.3. 用桶接液體：桶的塑料手柄是一個絕緣體，操作員拿塑料手柄時無法保證接地。帶電的液體和已接地排放口之間存在的靜電火花的風(fēng)險。
控制措施：把桶放在接地表面上。
2.3.4. 用桶接液體：塑料桶是一個絕緣體，里面的液體會積聚靜電。液面上升時，接地元件存在靜電火花的風(fēng)險。
控制措施：禁止使用的塑料容器處理易燃液體。
2.3.5. 灌裝或抽出液體：柔性管（橡膠）和柱塞（聚四氟乙烯）是絕緣體，彎管和金屬管夾成為孤立導(dǎo)體。接地桶存在靜電火花風(fēng)險。
控制措施：使用耗散強(qiáng)的活管和金屬柱塞；如果是一個隔離器，使用柔性管的外部層的塑料夾子。
2.3.6. 灌裝或抽出液體：由于地板上有保護(hù)膜或者是帶有橡膠輪，使桶成為一個孤立的導(dǎo)體，并積累靜電荷。接地元件存在靜電火花的風(fēng)險。
控制措施：嚴(yán)禁在地板上使用保護(hù)膜，或桶用夾子接地。
2.3.7. 灌裝或抽出液體：桶是一個絕緣體（塑料），液體會積聚的靜電荷。與接地元件存在靜電火花的風(fēng)險（例如柱塞）。
控制措施：禁止使用的塑料容器處理易燃液體。
2.3.8. 攪拌：當(dāng)連接到一個氣動系統(tǒng)時，攪拌棒也有可能絕緣（與電動機(jī)應(yīng)通過定期的接地核查驗(yàn)證）。接地元件之間存在靜電火花的風(fēng)險。
控制措施：適當(dāng)?shù)貦z查攪拌棒是否接地。
2.3.9. 手工噴涂：如果輸送管和空氣管是不導(dǎo)電的，噴槍是一個孤立的導(dǎo)體，將積累的靜電荷。槍和接地元件之間存在靜電火花的風(fēng)險。
控制措施：確保管道體電阻率<106Ω·M。
2.3.10. 機(jī)器人和洗槍盒：如果機(jī)器人噴口是絕緣的，它是一個孤立的導(dǎo)體，將積累的靜電荷，同樣，如果洗槍盒部分是絕緣的。噴口和洗槍盒之間存在靜電火花的風(fēng)險。
控制措施：每次更換/維修后確保正確的接地。
2.3.11. 接地夾：如果圓桶帶有靜電，連接接地夾時，會出現(xiàn)火花風(fēng)險（比如在灌裝時）如果夾具安裝到灌裝孔，會產(chǎn)生易燃云，并發(fā)生火花繼而爆炸。
控制措施：安裝夾具時盡量遠(yuǎn)離加油孔。
2.3.12. 例外情況：在存儲油漆/溶劑區(qū)域，如果所有的容器都關(guān)閉、區(qū)域有良好通風(fēng)、沒有進(jìn)料或出料，那就沒有靜電的風(fēng)險，夾具也無需了
控制措施：在必要時使用夾具，以避免混亂。
 
3、涂裝線常用靜電接地電阻的測量方法
在上述的涂裝線典型靜電風(fēng)險點(diǎn)中，我們可以看到很多是由于未采取可靠的靜電接地引起的，因此對靜電接地電阻的測量成為我們控制并消除上述隱患的重要監(jiān)控手段。下面我們來介紹一下涂裝線內(nèi)常用的靜電接地電阻測量方法。
3.1 鞋子
3.1.1.選擇地板（金屬板，格柵，...）應(yīng)是導(dǎo)電的并是接地的；驗(yàn)證其電阻率是非常低的。
3.1.2. 操作人員持歐姆表另外一端站在已接地的地板上進(jìn)行接地測試（他不能碰其他東西）。
判斷方法：如果電阻值<108Ω，則鞋OK。
3.2 手套
3.2.1.確保地板和鞋都OK。
3.2.2.請操作人員佩戴手套，持歐姆表的一端進(jìn)行測量（他絕對不能碰任何東西）。
判斷方法：如果電阻值＜108Ω，則手套OK。
3.3 地板
3.3.1.確保鞋OK。
3.3.2.請操作員持歐姆表的一端進(jìn)行測量（他絕對不能碰任何東西）。
判斷方法：如果電阻值＜109Ω，則地板OK。
3.4 柔性管
3.4.1.柔性管放在非導(dǎo)電性的表面上。
3.4.2. 用歐姆表測兩端的體電阻率。
判斷方法：如果體電阻率<106Ω·m，則柔性管OK。
目前，鉗形接地電阻測試儀開始廣泛應(yīng)用于電力、電信、氣象、油田、建筑及工業(yè)電氣設(shè)備的接地電阻測量。鉗形接地電阻儀在測量有回路的接地系統(tǒng)時，不需斷開接地引下線，能直接測出接地體電阻和接地引線電阻的綜合值，不需輔助電極，安全快速、使用簡便。這一儀器也可用于涂裝線內(nèi)各類接地線及管路的接地電阻。
 
4、國內(nèi)外涂裝線靜電事故典型案例
下面和大家分享幾起與涂裝線靜電相關(guān)的典型事故案例，希望大家能運(yùn)用前文所述的相關(guān)知識進(jìn)行分析，預(yù)防類似事故的發(fā)生。
4.1. 2005年墨西哥一工廠在定期清洗自動噴槍頭時，透明涂層上發(fā)生火災(zāi)。噴槍頭和洗槍盒之間所產(chǎn)生的高電壓火花引起火災(zāi)。
4.2. 2006年法國一工廠200升的清洗溶劑鐵桶在自動噴漆線上爆炸。桶內(nèi)的易燃清洗溶劑表面和絕緣軟管末端的金屬柱塞產(chǎn)生火花放電，導(dǎo)致滾筒內(nèi)的溶劑云爆炸。
4.3. 2007年美國一工廠中操作者將易燃溶劑灌裝入一個手提鋼罐時發(fā)生火災(zāi)。灌裝時手提鋼罐未可靠接地導(dǎo)致靜電積聚，火花放電點(diǎn)燃周圍的溶劑蒸汽。
4.4. 2010年中國一工廠手工靜電噴涂線內(nèi)擺放的一個清洗溶劑桶起火燃燒。該金屬溶劑桶未有效接地，且距離靜電噴槍過近，噴槍工作時與溶劑桶間發(fā)生火花放電點(diǎn)燃桶內(nèi)易燃液體及周圍蒸汽。
4.5. 2012年法國一工廠在定期清洗自動噴槍頭時噴房內(nèi)發(fā)生火災(zāi)?；馂?zāi)最有可能是噴槍頭和洗槍盒間產(chǎn)生靜電火花放電引起。
4.6. 2013年美國一工廠實(shí)驗(yàn)室易燃液體轉(zhuǎn)移過程中使用非導(dǎo)電的軟管，傳輸泵也未有效接地，操作人員接觸軟管時發(fā)生放電，從而引燃易燃液體及蒸汽導(dǎo)致發(fā)生火災(zāi)。
4.7. 2013年中國一工廠手工靜電噴涂線內(nèi)一噴涂工在試噴時點(diǎn)燃了自己所穿的安全鞋。安全鞋由于積漆導(dǎo)致接地不良，靜電噴槍接地?fù)p壞，兩者接近時放電所產(chǎn)生的火花點(diǎn)燃了鞋子上的漆霧。
 
5、結(jié)束語
通過以上介紹，希望大家能對涂裝線的靜電危害有了進(jìn)一步的認(rèn)識，掌握了一部分典型風(fēng)險點(diǎn)的辨識及相應(yīng)控制措施，并對靜電接地電阻的測量方法和涂裝線靜電事故有了一定了解。
隨著我國涂裝行業(yè)的發(fā)展進(jìn)步，涂裝設(shè)備的本質(zhì)安全明顯提高，但要減少涂裝線安全事故的發(fā)生，我們對涂裝線靜電風(fēng)險的管控水平亟待提升，希望本文能在這方面做出一定貢獻(xiàn)！
 
參考文獻(xiàn)
[1]沈立. 涂裝工程安全技術(shù)[M]. 北京: 機(jī)械工業(yè)出版社, 2012.