Stati ki elektricitet u svjetlu nove evropske regulative

Strana 1 od 22

Stati!ki elektricitet u svjetlu nove evropske regulative

Mr Vladimir Kapor dipl.el.ing. TAK Hazardous Areas, Beograd;

Ivica Ba!vanski dipl.ing.el. ELEM&ELGO Beograd

E-mail:[email protected], [email protected]

Nastanak stati!kog elektriciteta

Jedan od naj!eš"ih uzroka nastanka stati!kog elektriciteta je tzv kontaktno naelektrisanje, kod koga se dva nejednaka materijala dovode u kontakt i zatim razdvajaju, pri !emu oni dobijaju i !esto zadržavaju, po iznosu jednaka, a po znaku razli!ita naelektrisanja. Kontaktno naelektrisanje se može realizovati dinami!kim kontaktom dva !vrsta ili dva te!na, ali razli!ita materijala, ili me#usobnim kontaktom !vrstih i te!nih materijala. Naelektrisanje može nastupiti i kada su dva materijala u kontaktu ista po fizi!ko hemijskom sastavu, ali ako su im površine razli!ite zbog prisutva !vrstih ili te!nih kontaminanata. Generisanje naelektrisanja može se desiti i kod te!nosti iste vrste, ili oblaka prašine istog sastava, kod koje se molekule ili !estice kre"u jedna u odnosu na drugu. Me#utim, pod tim uslovima može do"i do razdvajanja jednakih koli!ina naelektrisanja razli!itog znaka i na taj na!in može do"i do stvaranja unutrašnjeg naelektrisanja u te!nosti ili oblaku prašine. Me#utim ukupno naelektrisanje te!nosti ili gasa nije se promijenilo u ovom slu!aju i posmatrano iz prespektive van ovog sistema ukupna koli!ina naelektrisanja je ravna nuli, odnosno koli!ina pozitivnih !estica jednaka je broju negativnih. $isti gasovi ne mogu biti naelektrisani na ovaj na!in, osim ako sadrže !vrste !estice ili kapljice te!nosti u suspenziji. (L1).

Kod kontakta !vrstih materijala razli!itog sastava, koji su na po!etku bez naelektrisanja i na normalnom potencijalu zemlje, mala koli!ina naelektrisanja se prenosi sa jednog na drugi materijal. Tako se izme#u ovih, sada suprotno naelektrisanih materijala stvara potencijalna razlika reda veli!ine oko 1V. Ako se nakon kontakta, materijali razdvajaju mora se utrošiti dodatni rad da se savlada privla!na Kulonova sila me#u njima i potencijalna razlika me#u njima raste. Pove"ana potencijalna razlika teži da izjedna!i naelektrisanja, odnosno da ih neutrališe dok god je preostao bilo kakav fizi!ki kontakt izme#u naelektrisanih tela. Ako su oba materijala elektri!no vodljivi rekombinacija naelektrisanja je prakti!no trenutna, te nakon razdvajanja ne preostaje prakti!no nikakvo naelektrisanje ni na jednom od njih. Me#utim ako je bar jedan od ova dva materijala elektri!ki nedovoljno vodljiv, rekombinacija nije potpuna i razdvojeni materijali zadržavaju bar deo od ovog naelektrisanja.

Kako je stvarno rastojanje materijala, koje je kad su u kontaktu ekstremno malo, ali ne i nula, potencijal koji se generiše kod razdvajanja može dosti"i zna!ajne iznose, bez obzira na to što je koli!ina naelektrisanja mala. Iskustvo pokazuje da se koli!ina naelektrisanja pove"ava kad kontakt materijala uklju!uje i njihovo trenje.

Kontaktno naelektrisanje te!nosti nastaje zbog postojanja jona ili, sa manjim zna!ajem submikroskopskih naelektrisanjih !estica. Joni ili !estice jednog polariteta adsorbuju se na površini cevi koja vodi te!nost i one privla!e jone suprotnog polariteta, te formiraju difuzan sloj nelektrisanja u blizini površine. Ovaj sloj !esto se naziva dvojni sloj. Ako je te!nost vodljiva dolazi do rekombinacije jona ili naelektrisanih !estica, ali ako je ona dovoljno nevodljiva, raznoimena naelektrisanja se održavaju relativno dugo. Ako sada dolazi do relativnog kretanja te!nosti u odnosu na !vrstu površinu generiše se visoka razlika potencijala koja je posledica rada koji je utrošen na razdvajanje naelektrisanja razlišitog polariteta. Ovakav se proces dešava kod kontakta !vrstih površina i te!nosti, ali kod kontakta te!nost/ te!nost.

Slika 1. Kontaktno naelektrisanje dva cvrsta materijala

Slika 1a. Dva materijala u medusobnom kontaktu

Slika 1b. Materijali nakon razdvajanja

cca1V

1V

više kV

više kV

www.izp.rs - Institut za preventivu, Novi Sad - Ex Tribina 5 ©® 2007www.izp.rs - Institut za preventivu, Novi Sad - Ex Tribina 5 ©® 2007


http://www.izp.rs/

http://www.izp.rs/

Strana 2 od 22

Vodljivi materijali mogu biti naelektrisani i indukcijom od drugog naelektrisanog objekta u njegovoj blizini. Pod delovanjem polja naelektrisanog objekta dolazi do razdvajanja suprotnih naelektrisanja na vodi!u koji se nalazi u zoni tog polja. Ako je vodi! u zoni elektri!nog polja izolovan od zemlje, on dobija odre#eni potencijal koji je zavisan od intenziteta polja i njegovog položaja u njemu i zahvaljuju"i ovom potencijalu i razdvojenim naelektrisanjima koje sadrži u stanju je da prouzrokuje elektrostati!ko pražnjenje.

Ako, dok je pod delovanjem polja, vodi! bude kratkotrajno uzemljen njegov potencijal se anulira, ali se pojavljuje neravnoteža naelektrisanja na njemu zbog toga što je deo naelektrisanja suprotnog znaka od naelektrisanja primarnog objekta odveden u zemlju.. Izvo#enje vodi!a iz elektrostati!kog polja, odnosno odmicanje od primarno naelektrisanog objekta stvara mogu"nosti da preostalo naelektrisanje produkuje varnicu. Primjer naelektrisanja indukcijom je kretanje !ovjeka u blizini naelektrisanog tela. Pri ovome se na tijelu !ovjeka indukuje izvjesna koli!ina naelektrisanja koja je srazmerna ja!ini polja, rastojanju od naelektrisane mase i kapacitivnosti tijela !oveka u odnosu na zemlju. Kada naelektrisana osoba do#e u kontakt sa osobom koja je nenaelektrisana, naelektrisanje se raspodijeli izme#u njih u mjeri u kojoj to dozvoljava prelazna vodljivost.

Jedan od mogu"ih na!ina naelektrisanja je i prijenos naelektrisanja sa jednog naelektrisanog tijela na drugo. Kod kontakta naelektrisanog tijela sa onim koje nije naelektrisano, naelektrisanje se podeli me#u njima saglasno njihovim kapacitetima, ali do mere do koje to dozvoljavaju njihove vodljivosti. Primer ovakvog naelektrisanja je kada naelektrisani mlaz, maglica ili prah udaraju u !vrsti objekat, ili kad mlaz gasovitih jona pada na nenaelektrisani objekat. Nakon razdvajanja naelektrisanja u pomenutim procesima ona "e se brzo rekombinovati bilo direktno, ili preko zemlje osim ako se ova rekombinacija na neki na!in zaustavili ili uspori. Ako je neki provodnik izolovan od zemlje ili od drugih uzemljenih provodnika ili ako je bar jedno od naelektrisanih tela od nevodljivih (loše vodljivih materijala) naelektrisanje može da se zadrži duže vreme. Kod procesa koji stvaraju stati!ki elektricitet postoji istovremeni proces stvaranja naelektrisanja i njegovog odvo#enja. Ako je proces odvo#enja naelektrisanja jednak po intenzitetu procesu stvaranja, nema akumulacije naelektrisanja, niti pove"anja potencijala i eliminiše se mogu"nost elektrostati!kog pražnjenja. Na slici 3 prikazan je jedan ekvivalentni strujni krug elektrostati!ki nabijenog provodnika. Ovaj strujni krug i razmatranje koje sledi provedeno je pod pretpostavkom da je proces naelektrisanja i proces odvo#enja konstantan u vremenu. Potencijal naelektrisanog provodnika u ovom slu!aju jednak je:

pri !emu je: U - Potencijal provodnika u voltima; C - Kapacitet provodnika prema zemlji (F); R - Otpornost odvo#enja prema zemlji (!); I - Struja elektrostati!kog naelektrisanja (A); t -Vreme od po!etka punjenja (s).

Kod velikog vremena t maksimalni potencijal iznosi:

Umax=IR . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . (2)

Maksimalna energija koja se akumuliše na provodniku iznosi:

Emax=1/2CU2max . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .(3)

Ukoliko je struja odvo#enja Io jednaka struji naelektrisanja, akumulacije naelektrisanja nema i dostignuti potencijal "e biti bezna!ajan. Maksimalna otpornost koja je dovoljna da spre!i opasnu akumulaciju stati!kog elektriciteta naelektrisanog provodnika zavisi naravno o koli!ini naelektrisanja kojom se provodnik elektriše, odnosno o struji I, jer ona odre#uje struju odvo#enja Io koja treba da odvede nastalo naelektrisanje sa tela prema zemlji.

)1...(................................................................................1 "#

$%&

'()

(RC

t

eIRU

Slika 2a. Tecnost u stanju mirovanja Slika 2b. Tecnost u stanju kretanja

Dvojni sloj Dvojni sloj

Slika 2. Kontaktno naelektrisanje kod kretanja tecnosti kroz cevovode



http://www.izp.rs/

http://www.izp.rs/

Strana 3 od 22

Elektrostati!ka varnica može nastati ako elektri!no polje koje nastaje od naelektrisanja provodnika premaši u bilo kojoj ta!ki dielektri!nu !vrsto"u vazduha, koja iznosi oko 30kV/cm kod površina elektroda malog radijusa zakrivljenosti i na relativno ve"em rastojanju. U nekim drugim uslovima ova !vrsto"a vazduha može biti sasvim razli!ita od ove vrednosti. Varnica "e proizvesti paljenje zapaljive atmosfere u kojoj može da se razvije, samo ako je njena energija ve"a od minimalne energije paljenja prisutne eksplozivne atmosfere. Da bi došlo do paljenja elektrostati!kom varnicom neophodno je da se zadovolje uslovi da je istovremeno elektri!no polje u bilo kojem delu prostora premašilo dielektri!nu !vrsto"u vazduha (!ime "e biti produkovana varnica) i da je u okolini te varnice formirana eksplozivna smeša unutar granica eksplozivnosti (LEL-UEL). Dakle, da bi došlo do paljenja stati!kim elektricitetom neophodno je da su

istovremeno postoje uslovi za nastanak (generisanje) elektriciteta, mora da do#e do akumulacije naelektrisanja, odnosno koli!ina rekombinovanih naelektrisanja mora biti manja od koli!ine razdojenih naelektrisanja, mora se desiti pražnjenje unutar eksplozivne atmosfere i kona!no energija pražnjenja mora biti ve"a od energije paljenja prisutne zapaljive smeše.

Tako, ako je maksimalni potencijal naelektrisanog tela Umax=IR manji od potencijala koji je u stanju da proizvede varnicu, do paljenja ne"e do"i. Smatra se da je granica minimalnog potencijala nastalog usled elektrostati!kog naelektrisanja u industrijskim uslovima, koji je u stanju da produkuje varnicu dovoljne energije za paljenje zapaljivih gasova ili para iznosi 300V, me#utim za paljenje u pogonima za proizvodnju

eksploziva opasan potencijal smatra se ve" i onaj od 100V. Uzimaju"i 100V kao najniži opasni potencijal, otpor uzemljenja zajedno sa otporima koji postoje izme#u naelektrisanog provodnika i zemlje treba da bude: 100

R< ------------- (!, A) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . (4)

I

Iz relevantne literature (L1) se može uzeti da je struja elektrisanja izme#u 10-11 do 10-4A. Iz ovoga sledi da se ukupan otpor izme#u naelektrisanog vodi!a i zemlje mora kretati u granicama 1013 do 106!. Ako se uzme kao najve"a mogu"a struja kojom se elektriše izolovani provodnik 10-4A, sledi da bi otpor od 106! prema zemlji ovijek omogu"avao bezbjednu disipaciju naelektrisanja. Ovaj grani!ni otpor uzemljenja vodi!a promoviše i pozitivna jugoslovenska regulativa (L4). Me#utim drugi relevantni izvori ukazuju da kod ve"ine industrijskih situacija struja nabijanja ne premašuje 10-6!, !emu bi odgovarao otpor uzemljenja od 108!. Ovaj podatak nam se !ini neuporedivo realnijim. Jasno je da provodnici koji imaju dobar kontakt sa zemljom imaju otpor prema zemlji mnogo manji od 106!, pa se preporu!uju mnogo manje vrednosti otpora uzemljiva!a. Zna se da je otpornost metala koji imaju dobar me#usobni kontakt prakti!no uvek manja od nekoliko oma. Stoga se vrednost od 100! veoma lako postiže i može se smatrati da ona nikad, !ak ni u slu!ajevima veoma snažne korozije ne može dosti"i maksimalnih 106!. U svakom slu!aju zahtevi za otpornosti veze sa zemljom za sve ure#aje koji se napajaju iz elektroenergetske mreže, kao i zahtevi koje postavlja zaštita od atmosferskog pražnjenja, mnogo su oštriji od zahteva koje se postavljaju za zaštitu od stati!kog elektriciteta i malo je verovatno da glavni metalni delovi postrojenja nemaju dovoljnu otpornost prema zemlji sa aspekta stati!kog elektriciteta, ako je uzemljenje uopšte provedeno. Me#utim ipak postoji izvesna mogu"nost da veza sa zemljom nekog ure#aja ili njegovog dela bude u pogonu izgubljena i tada nastaje radikalna opasnost. Naime elektri!no vodljiv, a od zemlje i uzemljenih predmeta izolovan predmet može biti uzrok stvaranja veoma velikih potencijala i snažnih varnica koje mogu biti uzro!nik teških havarija. Ovo iziskuje povremenu kontrolu uzemljenja svih metalnih masa koje mogu potencijalno primiti zna!ajne koli!ine naelektrisanja. Prema literaturi L1, a imaju"i u vidu napred izneseno, trebalo bi da sve metalne mase na kojima može do"i do akumulacije stati!kog elektriciteta imaju otpornost odvo#enja prema zemlji izme#u 10 do 100!. Ovakve vrijednosti "e odgovarati i zahtevima za zaštitu od atmosferskog pražnjenja, ali ipak treba imati u vidu da su i vrednosti od 106, pa i 108 ! još uvek dovoljne za odvo#enje

OTPORNOSTPREMA ZEMLJI (R)

KAPACITIVNOSTPREMA ZEMLJI (C)

STRUJA NAELEKTRISANJA (I)

STRUJA ODVO%ENJA (I0)

SLIKA 3. EKVIVALENTNI STRUJNI KRUG NAELEKTRISANOG PROVODNIKA



http://www.izp.rs/

http://www.izp.rs/

Strana 4 od 22

eventualno nastalih naelektrisanja, tako da i ako se vrednost od 10! premaši više puta, opasnost od akumulacije naelektrisanja na vodi!ima još uvijek ne postoji.

Kad se radi o metalnim strukturama koje ne sadrže plasti!ne ili druge loše vodljive delove, kao što su tehnološki reaktori, rezervoari, mlinska postrojenja, cjevodni sistemi, itd, koji su fiksna postrojenja sa vij!anim ili varenim spojevima izme#u pojedinih komponenti, ovakvi objekti su obi!no povezani na sistem uzemljiva!a namenjen zaštiti od visokih dodirnih napona i/ili sistem uzemljiva!a namjenjen zaštiti od atmosferskog pražnjenja i kod njih generalno ne predstavlja nikakav problem da se održi otpornost prema zemlji manja od 10! i ne postoji prakti!no rizik da ovaj otpor premaši 106!. Stoga se kod ovakvih postrojenja u najve"em broju slu!ajeva ne zahtijevaju nikakve posebne veze sa zemljom. Ako postrojenja sadrže elemente koji nisu u direktnoj galvanskoj vezi sa zemljom, kao što su dijelovi koji vibriraju i mogu imati vibracione uloške, obi!no od gume, ili oni koji su povezani nevodljivim fleksibilnim vezama sa ostatkom postrojenja potrebno je osigurati dodatne veze da bi se obezbijedilo da svaki metalni dio postrojenja ima otpornost prema zemlji reda 10!.

Ukoliko su cijevovodi izvedeni kao privremene instalacije i nisu dobro povezani sa masom postrojenja, ili sadrže odre#ene dionice nevodljivih cijevi potrebne su posebne dozemne veze. Posebna premoštenja prirubni!kih spojeva izvedenih sa vijcima nisu neophodna, (L1, L5). Naime, ispitivanjima mnogo vrsta razli!itih prirubni!kih spojeva utvr#eno je da su u svim ispitivanim slu!ajevima veze na prirubni!kim spojevima bile dovoljno vodljive i da postavljanje dodatnih spojeva od bakrenog provodnika ili Fe/Zn trake, kao u našoj tehni!koj praksi, nisu donele prakti!no nikakvo poboljšanje uzemljenja koje je i bez njih bilo sasvim zadovoljavaju"e. Ovo je samo još jedna od skupih zabluda koje su posljedica nesavršenosti regulative i njenog površnog tuma!enja. Ovo se, naravno, ne odnosi na eventualne izolacione umetke, radi galvanskog odvajanja delova postrojenja, na primjer kod realizacije katodne zaštite.

Neki od dijelova postrojenja mogu sadržavati elemente koji mogu umanjiti elektri!nu kontinualnost i uzemljenje. Kao primer uze"emo vezu preko ležajeva u kojima postoji mast ili ulje za podmazivanje ili veza izme#u rotiraju"ih osovina i fiksnih delova koja je ostvarena preko ovakvih materijala. Rješenje za ovakve probleme je !esto korištenje !etkica koje dodiruju metalne rotiraju"e osovine. Me#utim to donosi probleme adekvatnog podešenja !etkica i održavanja odgovaraju"eg kontaktnog pritiska, te je efikasnost ovog metoda u !itavom radnom periodu postrojenja, sumnjiva. Saglasno literaturi L1, otpornost masti za podmazivanje u ležajevima rijetko može da premaši 103! i stoga ovo može biti dovoljno za zna!ajan broj prakti!nih situacija, pod uslovom da je ukupna otpornost rotiraju"eg dela prema zemlji manja od 106!. Saglasno literaturi L1, preporu!ljiva otpornost prema zemlji za eliminaciju stati!kog elektriciteta treba da bude u skladu sa tabelom 1. Tabela 1. Preporu!ljive vrednosti otpora uzemljiva!a za eliminaciju stati!kog elektriciteta, prema L1

Tip instalacije Zone Preporu!ljiva otpornostuzem prema zemlji !

Komentar

Postrojenje sa velikim metalnim masama

Zone 0,1 i 2

10 Ovakve otpornosti su uglavnom dostižne

Veliki fiksni metalni elementi (reaktori, silosi za prašinu, itd)

Zone 0, 12, 11, 12

10 Ovakve otpornosti su uglavnom lako dostižne. Ponekad ovakve jedinice mogu biti montirane na nevodljive drža!e pa je potrebno dodatno uzemljenje

Metalni cevovodi Zone 0,1, 2, 11, 12

10 Ovakve otpornosti su uglavnom lako dostižne. Dodatno premoštenje potrebno ako se sumnja da je prelazna otpornost spojeva ve"a od 10!

Prenosne metalne jedinice burad, vagon i auto cisterne, itd

Zone 0, 1, 2

10 Uglavnom se traže posebni ure#aji za uzemljenje

Metalna postrojenja sa neprovode"im delovima (rotiraju"e osovine, mešalice, it

Zone 0, 1, 2

106 Ako se ne može ostvariti ova vrednost potrebni su posebni spojpovezivanje ovih delova koji su izolovani od zemlje.

Visoko otporni nevodljivi dijelovi sa ili bez izolovanih metalnih dijelova (metalni vijci i nitne na plasti!nim cijevovodima)

Zone 0, 1, 2

Nema generalno prihvatljivih vrednosti

Opasnost od stati!kog elektriciteta i požarageneralno isklju!ujuupotrebu plasti!nih materijala, osim osim ako se može dokazati akumulacija stati!kog elektriciteta nije mogu"a. Samo u ovom slu!aju uzemljenje u zoni 2 nije potrebno.

Dijelovi proizvedeni od vodljivog ili antistati!kog materijala

Zone 0, 1, 2,11, 12

106-108

Materijali koje smatramo nevodljivim ipak poseduju ve"u ili manju vodljivost koja "e omogu"iti postepeno odvo#enje naelektrisanja saglasno ve"oj ili manjoj vodljivosti ovog materijala u dužem ili kra"em vremenskom periodu. Smatra se da "e odvo#enje naelektrisanja, nakon prestanka generisanja nastupiti u



http://www.izp.rs/

http://www.izp.rs/

Strana 5 od 22

vremenu koje je jednako 5*, gde je * vreme relaksacije naelektrisanja. Za vreme * naeletrisanje opadne do na 1/e=0,37 od po!etne vrednosti. Vreme relaksacije može se izraziti kao:

+0+r

* = ------------- x1012 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . (5)

k

gdje je: * - vreme relaksacije (s), +0 – dielektri!na konstanta vakuuma (8,85x10-12F/m); +r – relativna dielektri!na konstanta nevodi!a; k – vodljivost materijala (pS/m).

Pražnjenje stati!kog elektriciteta

Stati!ki elektricitet predstavlja opasan izvor paljenja samo ako do#e do nekontrolisanog pražnjenja prema nekom drugom tijelu ili prema zemlji. Postoji više oblika pražnjenja stati!kog elektriciteta, mada razlika izme#u njih nije uvek sasvim precizno jasna i definisana. Najopasnije pražnjenje je pražnjenje u obliku varnice (spark discharge) koje nastaje pražnjenjem izme#u !vrstih ili

te!nih provodnika koje se karakteriše oštrim praskom i jasno definisanim i svetlim vidljivim kanalom pražnjenja u kome je visoka gustina struje, prema tome i energijekoja se isprazni u kratkom intervalu. Stoga je i snaga koju proces emituje velika, mada se radi o relativno veoma malim energijama. Ukoliko se u kanalu pražnjenja pojavi izvesna otpornost produžava se trajanje

varnice i smanjuje njena snaga. Proces pražnjenja se dešava kada elektri!no polje izme#u provodnika prekora!i probojnu !vrsto"u vazduha ili drugog izolatora izme#u njih sa energijom datom u izrazu 3. Tipi!ne vrijednosti kapaciteta, kao osnov za procijenu, za neke provodnike date su u tabeli 2 (L1).

Drugi mogu"i oblik pražnjenja sa provodnika karakteristi!an je za vrlo male provodnike ili provodnike sa šiljcima, ili oštrih ivica, odnosno sve one kod kojih postoje površine malog radijusa zakrivljenja, poznat je kao pražnjenje u obliku korone (corona disharge). Ono može da bude pražnjenje prema drugom telu ili zemlji, ali može da bude i disipacija naelektrisanja u atmosferu. Razlog za ovo pražnjenje je što je u neposrednoj blizini površina malog radijusa elektri!no polje veoma visoko, mada se njegov intenzitet brzo smanjuje sa rastojanjem od oštrih ivica. Pod dejstvom lokalnog polja velikog intenziteta vazduh u okolini biva jonizovan i na taj na!in naelektrisanje može da napusti objekat. Me#utim ve" malo dalje od provodnika jonizacija nije izražena, te se uspostavlja mala stabilna struja koja je ovisna o vodljivosti vazduha u ovom prostoru. Korona pražnjenje može se prepoznati po šište"em zvuku i slaboj svjetlosti koja se vidi u potpunom mraku. Ovo pražnjenje može biti trajno, a može se manifestovati kratkotrajnim diskretnim pražnjenjima. Gustina energije kod korona pražnjenja je mnogo manja od one kod pražnjenja u formi varnice. Ukoliko potencijal provodnika poraste, korona pražnjenje može da pre#e u pražnjenje varnicom. Pasivni neutralizatori stati!kog naelektrisanja funkcionišu na principu jonizacije prostora korona efektom i neutralizacije naelektrisanja na nekom telu rekombinacijom sa ovako stvorenim jonima.

Tabela 2. Tipi!ne vrijednosti kapaciteta nekih metalnih masa prema zemlji Objekat Kapacitet pF (10-12F)

Mali metalni dijelovi (mlaznica na cevi) 10-20 Mali kontejneri (kante, posude od 50dm3) 10-100 Kontejneri srednje veli!ine 250-500dm3 50-300 Velike procesne jedinice (rekacione posude) 100-1000 Ljudsko tijelo 100-300

"etkasto pražnjenje (Brush dishcharge) nastaje kad se naelektrisani materijal loše vodljivosti prazni prema provodniku i uglavnom ima oblik kratkih pražnjenja sli!nih varnici sa diskretnih delova površine loše vodljivih materijala. Svako od ovih pražnjenja je u stvari varnica koja je ograni!ena koli!inom naelektrisanja koja može da prote!e kroz površinu loše vodljivog materijala, a ako je provodnik prema kome se pražnjenje

LE

L

UE

L

STE

HIO

ME

TR

IJS

KA

SM

EŠA

EN

ER

GIJ

A P

AL

JEN

JA (

mJ)

Slika 4. ENERGIJA PALJENJA GASNIH (PARNIH) SMJEŠA SA VAZDUHOM

KONCENTRACIJA GASA U VAZDUHU (% vol.)



http://www.izp.rs/

http://www.izp.rs/

Strana 6 od 22

odvija sa oštrim ivicama ili šiljcima, pražnjenje na provodniku "e imati formu korone. Energija koja se razvije može biti dovoljna za paljenje, mada se smatra da ona ne može !esto biti ve"a od 4mJ. Ovo bi zna!ilo da korona pražnjenje može izazvati paljenje smeša zapaljivih gasova ili para sa vazduhom, ali verovatno"a paljenja prašine nije velika, jer prašine imaju uglavnom ve"e energije paljenja.

Propagativno !etkasto pražnjenje (Propagative brush dishcharge) se razvija iz obi!nog !etkastog pražnjenja kod loše provodljivog materijala u obliku plo!e sa zna!ajnim koli!inama naelektrisanja suprotnog znaka na suprotnim površinama plo!e. Ovakav naelektrisani predmet se ponaša kao dielektrik naelektrisanog kondenzatora. Ako se sada on primakne vodi!u rezultantno elektrostati!ko polje uzrokuje jonizaciju zna!ajnog dela površine plo!e. Tada dolazi do pražnjenja kroz jonizovani gas u okolini kod koga se naelektrisanje tog dela površine isprazni kroz ta!ku inicijalnog !etkastog pražnjenja. Ovakvo pražnjenje li!i na varncu i ima relativno veliku energiju i prema tome može biti veoma opasno.

Energije paljenja smeša zapaljivih gasova ili para zapaljivih te!nosti sa vazduhom zavise od vrste gasa i mogu se približno odrediti iz eksplozione grupe kojoj gas pripada. Tako gasovi eksplozione grupe IIC (vodonik, acetilen, ugljen disulfid) imaju energije paljenja reda 20,J, dok minimalne energije paljenja gasova i para eksplozione grupe B imaju energije paljenja oko 60,J, dok su minimalne energije paljenja para i gasova eksplozione grupe IIA reda 200,J i više. Energija paljenja date gasne (parne) smeše sa vazduhom je funkcija i koncentracije gasa (pare) u smeši. Najniža, minimalna, energija paljenja odgovara koncentraciji koja je jednaka ili vrlo bliska stehiometrijskoj koncentraciji gasa (pare). Kod koncentracija ve"ih ili manjih od ove ta!ke, energije paljenja rastu i u LEL, odnosno UEL asimptotski teže beskona!nosti (Slika 4).

Energije paljenja zapaljivih prašina u smeši sa vazduhom kre"u se uglavnom u intervalu od 1mJ do nekoliko J, a kad su u pitanju eksplozivi minimalne energije paljenja !esto je veoma teško odrediti, ali one prema literaturnim podacima mogu biti i samo 1,J.

Kako je pražnjenje varnicom najzapaljivije, nije teško zaklju!iti da je pražnjenje sa izolovanih provodnika najvažniji potencijalni uzro!nik paljenja eksplozivnih smeša. Mogu"nost paljenja sa izolovanih provodnika možemo oceniti pore#enjem akumulisane energije po jedna!ini 5 sa minimalnom energijom paljenja. Me#utim ovakvo pore#enje kod korona pražnjenja daje suviše pesimisti!ne rezultate, imaju"i u vidu da se kod tog oblika pražnjenja akumulisana energija disipira postepeno.

"etkasto pražnjenje je relativno manje energije, zbog toga što protok naelektrisanja ograni!ava otpornost materijala. Me#utim velika gustina energije uzrokuje ve"u opasnost od paljenja u odnosu na korona pražnjenje. Propagativno !etkasto pražnjenje sa nevodljivih materijala može biti veoma opasno, jer se i ovde osloba#a zna!ajan deo energije dat relacijom 5, dakle samo pražnjenje može biti gotovo jednalo opasno kao i pražnjenje varnicom.

Koni!no pražnjenje nastaje kada se visoko naelektrisana nevodljiva prašina sipa u silose ili velike kontejnere kada nastaju prostori koji velike gusto"e naelektrisanja unutar gomile koji dovode do snažmih elektri!nih polja na vrhu materijala koji ima kupast oblik. U takvim situacijama primje"ena su pražnjenja duž površine, koja su radijalna kod cilindri!nih kontejnera. Prema dostupnim iskustvenim podacima ovim tipom pražnjenja mogu se upaliti gasno parne smješe, ako su prisutne ili prašine male energije paljenja. Interesantno je da je naelektrisanje zna!ajno ve!e kod prašine ve"e granulacije u odnosu na one malih veli!ina !astica. Sre"om ove prašine generalno nisu eksplozivne, ali se problem pojavljuje ako se radi o krupnim granulama nevodljivog materijala koje su pomiješane sa finom sitnom prašinom.

Opasnosti kod pojedinih pražnjenja mogu se ocijeniti iz slijede"e tabele. Vidi se da najopasnija pražnjenja varnica i propagativno !etkasto pražnjenje koja mogu inicirati i oblak prašine

Tabela 3. Energije paljenja elektrostati!kih naelektrisanja Tip pražnjenja energija pražnjenja (mJ) Opasnost za gasne smeše Opasnost za oblak prašine Varnica <10.000 ++ + Korona <0,1 -/+ - $etkasto pražnjenje <3-4 + -/+ Propagativno !etkasto pražnjenje <3.000 ++ +

Djelovanje stati!kog elektriciteta na ljude

Mada se kod stati!kog elektriciteta na ljudima može pojaviti napon od više kV, pa i više desetina kV, ukupna energija koja se oslobodi pražnjenjem stati!kog elektriciteta relativno je mala. Tako, ako je potencijal ljudskog organizma 10kV, a ako je kapacitet prema zemlji 220pF, tada je energija koja je



http://www.izp.rs/

http://www.izp.rs/

Strana 7 od 22

akumulisana na !oveku 11mJ. Po nekim literaturnim podacima maksimalni teoretski potencijal nastao stati!kim naelektrisanjem na ljudskom telu je 100kV, dok je maksimalni izmereni potencijal reda 50kV. Kod ovog potencijala uz iste pretpostavke maksimalna akumulisana energija iznosi 0,275J. Osijetljivost ljudi na pražnjenje stati!kog elektriciteta individualna je osobina, tako da kod pražnjenja sa energijom 10mJ neke osetljivije osobe osjete nelagodnost, dok je kod drugih potrebno pražnjenje od više stotina mJ da do#e do snažne miši"ne kontrakcije. Smatra se da gubitak svijesti nastaje kod pražnjenja energije više Džula. Kako je energija pražnjenja sa naelektrisanog ljudskog tela rijetko iznad 100mJ ozbiljnije direktne posledice, izuzimaju"i neprijatne udare koji mogu izazvati psihološke efekte, nisu o!ekivane. Ve"a opasnost nastaje kod pražnjenja sa nekog naelektrisanog provodnika ili drugog naelektrisanog materijala ve"e kapacitivnosti, prema !ovjeku, jer ovakvo pražnjenje može u odre#enim situacijama imati i energiju koja može izazvati nešto teže posledice. Ipak, generalno se može re"i da opasnost od ozbiljnog direktnog fiziološkog dejstva pražnjenja stati!kog elektriciteta na ljudski organizam nije verovatna. Postoji verovatno"a da delovanje pražnjenja, izazove miši"ne kontrakcije i proizvede indirektne povrede koje su rezultat, na primer, pada sa visine. Mnogo teže posledice nastaju potencijalnim pražnjenjem u prostoru u kojem postoje zapaljive ili eksplozivne smeše gasova, para ili !ak prašina sa vazduhom i ovim efektima posve"en je, pre svega, ovaj rad.

Opasna naelektrisanja

Najverovatniji uzro!nik paljenja, obzirom na razvijenu eneriju i na!in pražnjenja bilo bi pražnjenje izolovanih elektri!nih provodnika, me#utim za ovakve situacije je i na!in zaštite sasvim jasan. Takve materijale potrebno je me#usobno povezati i spojiti na uzemljiva! preko dozemnih veza tako da relativno lako dolazi do disipacije naelektrisanja. Kad su u pitanju nevodljivi materijali, samo uzemljenje u odre#enim situacijama nije dovoljna mjera zaštite. Me#utim i ovde je uzemljenje neophodno, naime rekombinacija naelektrisanja preku uzemljenja nije trenutna, ali ona postoji i bez nje bi bilans “stvoreno-rekombinovano naelektrisanje” bio veoma nepovoljan i akumulacija bi mogla biti veoma velika. Iz tog razloga uzemljenje je neophodna i neizbežna, mada u nekim situacijama nedovoljna mera zaštite od stati!kog elektriciteta. Od ovoga se ne može odustati, bez obzira na primjenu drugih dodatnih mjera eliminacije naelektrisanja.

Osim naelektrisanja izolovanih provodnika, opasnosti nastaju kod svakog kretanja koje uklju!uje promjene u relativnom me#usobnom položaju kontaktnih površina razli!itih supstanci, posebno ako je jedna od njih ili obe loše vodljiva, kad je rekombinacija naelektrisanja otežana ili zaustavljena. Naj!eš"i ovakvi procesi kojima je imanentno nastajanje opasnih naelektrisanja su: - Protok loše vodljivih te!nosti, naprimer ve"ine te!nih ugljovodonika, velikom brzinom kroz cevovode i

pripadaju"e armature (spojnice, filtere, itd); - Kretanje nevodljivih traka preko transportnih sistema koje uklju!uje trenje; - Upotreba nevodljivog pogonskog klinastog remenja ili prenosnika; - Kretanje usitrnjenog !vrstog materijala (prašine) kroz levkove ili pneumatske transportne sisteme; - Kretanje vozila za prevoz zapaljih te!nosti; - Naelektrisanje na ljudima koji su izolovani od zemlje,

Naelektrisanje na te!nostima

Naelektrisanje loše vodljivih te!nosti nastaje kontaktnim naelektrisanjem, kako je objašnjeno u 1.1. Koli!ina naelektrisanja te!nosti zavisi od mnogih faktora, kao što je vodljivost te!nosti, ali i o uslovima proticanja. Poznato je da turbulentno kretanje generiše mnogo više naelektrisanja od laminarnog kretanja, tako da na primjer, prema L1 kod jednofaznih te!nosti, struja naelektrisanja proporcionalna je brzini kretanja te!nosti kod laminarnog kretanja, ali kod turbulentnog kretanja ona je proporcionalna kvadratu brzine kretanja te!nosti. Potpuno laminarno kretanje te!nosti nije mogu"e ostvariti u realnim transportnim sistemima, ali je potrebno težiti ovom cilju koliko god je to mogu"e, na primjer izbjegavanjem promjena pravaca cjevovoda koliko je to mogu"e, korištenjem što više ravnih dionica, itd. U realnim sistemima sa cjevovodima od vodljivih, na primjer, metalnih cijevi, struja i koli!ina naelektrisanja rastu sa pove"anjem brzine te!nosti u cevovodu, a opadaju sa pove"anjem vodljivosti te!nosti. Jedna od empirijskih jedna!ina koja opisuje ovu pojavu, gustina naelektrisanja loše vodljive te!nosti koja ima dovoljno nisku vodljivost da zadrži naelektrisanje i koja napušta cevovodni sistem beskona!ne dužine i ulazi u neki rezervoar ili kontejner može se izraziti kao:

. / 5v . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . (6)



http://www.izp.rs/

http://www.izp.rs/

Strana 8 od 22

gde je: . - gustina naelektrisanja (,C/m3), v – linearna brzina te!nosti (m/s).

Iz ovoga slijedi da je gustina naelektrisanja kod brzine od 1m/s jednaka 5,C/m3, dok je kod brzine od 10m/s ta gustina oko 50,C/m3. U prakti!nim razmatranjima cijev se može smatrati beskona!nom, odnosno primenjuje se izraz 6, ako je L>3v* (m, m/s, s). (vidi izraz 5)

Do pove"anja gustine naelektrisanja dolazi kod višefaznih te!nosti, na primjer pove"anje naelektrisanja nastaje ako te!nost sadrži vodu, što se lai!kim okom !ini nelogi!nim. Eliminacijom nerastvorene vode ili neke druge te!nosti u osnovnoj te!nosti postiže se redukcija generisanja stati!kog naelektrisanja. Do pove"anja naelektrisanja dolazi i kod prolaska te!nosti, posebno kroz fine filtere. Grubi filteri ne uti!u bitno na pove"anje gustine naelektrisanja kod jednofaznih te!nosti, me#utim kod višefaznih te!nosti oni podpomažu disperziju druge faze i time pove"avaju gustinu naelektrisanja. Fini mikronski filteri mogu pove"ati naelektrisanje za nekoliko redova veli!ine, te ako su u nekom cijevovodnom sistemu za transport loše vodljivih, zapaljivih te!nosti potrebni ovakvi fini filteri oni se postavljaju na po!etku cijevovoda, sa ciljem da se, u njima generisanom naelektrisanju, pruži dovoljno vremena za disipaciju kontaktom sa uzemljenim zidovima cijevovoda na ostatku puta prema rezervoaru.

Rasprskavanje mlaza te!nosti nakon napuštanja cijevi dodatno pove"ava naelektrisanje iz dva razloga. Te!nost koja neprekinuto te!e kroz cevovod predaje deo svog naelektrisanja preko površine cevi, kad do#e do raspršenja u kapljice, preostalo naelektrisanje je distribuirano po toj kapljici i mlaz je dodatno naelektrisan. Sa druge strane kada mlaz udara u neki objekat, na primjer zid rezervoara dolazi do ranije opisanog kontaktnog naelektrisanja i na taj na!in te!nost se može dodatno naelektrisati. Posebno je opasno raspšenje te!nosti koja sadrži vodu. Izbacivanje te!nosti iz mlaznica može tako#e zna!ajno pove"ati naelektrisanje. Do pove"anja naelektrisanja dolazi kod mešanja te!nosti u industrijskim miješalicama, na primjer. Koli!ina stvorenog naelektrisanja tako#e je ovisna o brzini miješanja, vodljivosti te!nosti i materijalu mješa!a.

Kad te!nost dospije u kontejner, odnosno rezervoar, ukoliko je ona loše vodljiva naelektrisanje se može zadržati zna!ajno dugo, sve do isteka vremena 5*. Naelektrisanja istog znaka se me#usobno odbijaju i teže da se zadrže na vanjskim površinama te!nosti. Može se videti da se naelektrisanja, pod dejstvom Kulonovih sila, raspore#uju tako da se nalaze na što ve"oj me#usobnoj udaljenosti, odnosno teže da dostignu površine te!nosti. Ovaj proces nije trenutan, ve" zahteva izvjesno vrijeme koje zavisi o vodljivosti te!nosti. Naelektrisanja koja dospiju do površina te!nosti koje su ograni!ene zidom rezervoara bivaju postepeno predata zidu rezervoara i ako je on vodljiv i uzemljen, odvedena u zemlju u potpunosti tek nakon isteka vremena 5*. Naelektrisanja koja dospiju na slobodnu površinu te!nosti formiraju elektri!no polje unutar parnog prostora rezervoara i ako je ovo polje dovoljnog intenziteta, mogu dovesti do pražnjenja unutar tog prostora. Kako ovaj prostor dakle sadrži trajno ili !esto eksplozivne koncentracije, rezultat ovakvog pražnjenja može lako biti eksplozija. U toku trajanja procesa punjenja rezervoara imamo istovremeno dovo#enje naelektrisanja sa te!no!"u koja dolazi ve" naelektrisana i do procesa relaksacije naelektrisanja disipacijom preko uzemljenih zidova rezervoara. Najve"e naelektrisanje je neposredno nakon završetka punjenja rezervoara i ono se posle toga smanjuje u vremenu i to je razlog što se u odre#enom vremenu nakon toga ne smije vršiti uzorkovanje, mjerenje temperature ili koli!ine te!nosti mjernim šipkama, itd.

Smatra se da kod te!nosti !ija je specifi!na vodljivost iznad 50pS/m, !emu odgovara vrijeme relaksacije *=0,35s, ne može do"i do stvaranja opasnih potencijala. Ako u te!nosti koja dospijeva do rezervoara postoji dovoljno naelektrisanje formira se polje unutar te!nosti, ali i izvan nje prema vanjskom prostoru. Ako je stvoreno polje dovoljno visoko može do"i do pražnjenja unutar te!nosti i do pražnjenja izvan te!nosti. Pražnjenje unutar te!nosti ne može iz jasnih razloga produkovati eksploziju, može jedino produkovati hemijske promijene u te!nosti i eventualno koroziju posude, ali je potencijalno pražnjenje unutar parnog prostora daleko opasnije. Na slici 5a prikazan je jedan tipi!an rezervoar zapaljive te!nosti sa definisanim zonama opasnosti, a na slici 5b raspored naelektrisanja i približan izgled elektri!nog polja unutar tog rezervoara kod utakanja te!nosti. Nije potrebno posebno objašnjavati da opasnost od paljenja unutar cevovoda pod pritiskom nije izražena, obzirom na izostanak vazduha.

Interesantno je da, prema literaturi 3, manji rezervoari imaju ve"e iznose elektri!nog polja u odnosu na ve"e rezervoare, te se opasnosti kod manjih rezervoara ne smiju podcijeniti. Saglasno L15 najkriti!niji su rezervoari približno kubnog oblika i zapremine 1 – 5m3, što odgovara približno sekcijama rezervoara autocisterni. Manji potencijali dobiju se na!elno u rezervaorima koji nemaju kubi!ni oblik, odnosno onim



http://www.izp.rs/

http://www.izp.rs/

Strana 9 od 22

kod kojij je jedna dimenzija dominantna u odnosu na druge dvije. Kod ovih najkriti!nijih oblika i dimenzija posebno od velike je koristi prisustvo uzemljenog provodnika koji je postavljen na dole od centra prema dnu i koji prema ovom izvoru smanjue potencijal na približno 50%.

Jasno je da bi rezervoar od nevodljivog materijala ili izolovani vodljivi rezervoar bitno smanjili brzinu odvo#enja i time radikalno pove"ali opasnost od pražnjenja. Opisani proces nije stati!an jer kod utakanja te!nosti postoji istovremeno dovo#enje naelektrisanja sa te!noš"u koja dolazi i njegovo odvo#enje preko zida uzemljenog rezervoara, pa ako bi ovo zadnje bilo zna!ajno umanjeno ravnoteža bi se dostigla na znatno višem nivou naelektrisanja i na višem potencijalu. Ako je ipak neophodno koristiti rezervoare od nevodljivog materijala (npr. radi korozije kod visoko korozivnih te!nosti) tada se preporu!uje da se pri dnu rezervoara postavi uzemljena metalna plo!a koja "e odvoditi naelektrisanje. Površina ove plo!e treba da bude, prema L2: A=0,04V, (A – površina plo!e u m2, V – volumen rezervoara u m3). Me#utim mora se voditi ra!una da takva plo!a ne sme nikad ostati iznad nivoa te!nosti jer bi u tom slu!aju ona bila potencijalni uzrok pražnjenja sa površine te!nosti prema njoj ili obrnuto. Stoga ona treba da bude postavljena ispod izlaznog otvora za te!nost tako da nikad ne može ostati okružena zapaljivim parama.

Na slici 6a može se videti da akumulacija naelektrisanja najve"a ako te!nost u kontejner pada sa visine u vidu raspršenih kapljica i ako kontejner nije uzemljen, ili je izra#en od nevodljivog materijala. Uzemljenjem ovog rezervoara koli!ina naelektrisanja se nešto smanjuje, ali je smanjenje ve"e ako cijev za utakanje bude potopljena do dna kontejnera (6c). Ova cijev treba da bude vodljiva (fleksibilna metalna cijev ili cijev od vodljive gume) ili eventulano od nevodljivog materijala sa uzemljenom metalnom mrežom unutar cijevi.

Kod zaštite od pražnjenja naelektrisanja sa te!nosti postoje dva mogu"a principa, od kojih je prvi smanjenje generisanja naelektrisanja a drugi je pove"anje odvo#enja naelektrisanja. Dakle potrebno je uzemljiti rezervoar i povezati sve eventualno izolovane metalne dijelove, minimizirati uz najve"oj mjeri generisanje naelektrisanja i pove"ati disipaciju naelektrisanja.

U cilju smanjenja vjerovatno"e pražnjenja sa površine te!nosti potrebno je maksimalno izbjegavati da se sa bokova ili krova rezervoara pojavljuju oštri metalni predmeti koji poja!avaju elektri!no polje. Motke za mjerenje nivoa te!nosti, termometri, ure#aji za uzimanje uzoraka, i sli!ni ure#aji ne smiju se uvoditi u rezervoar u toku i neposredno nakon završetka transporta te!nosti dok naelektrisanje ne disipira, jer se na ovaj na!in pojavljuje mogu"nost pražnjenja izme#u površine te!nosti i metalne mase koja se njoj približava i koja oko svojih oštrih ivica može dodatno poja!ati polje. Tako se uzimanje uzoraka, merenje nivoa motkom za merenje i drugi sli!ni procesi ne smeju obavljati u vremenu kra"em od 3* ili 100s, nakon završetka utakanja. Ukoliko te!nost sadrži primese, na primer vodu, ovaj period treba da bude 30minuta, da se osigura relaksacija naelektrisanja pre ovih postupaka.

Slika 5b. SKICA RASPODELE NAELEKTRISANJA I PRIBLIŽAN SLIKA ELEKTRICNOG POLJA U REZERVOARU

Slika 5a. ZONE OPASNOSTI NADZEMNOG REZERVOARA LAKOZAPALJIVIH TECNOSTI PREMA JUS IEC 60079-10, PRIMER BR. 8



http://www.izp.rs/

http://www.izp.rs/

Strana 10 od 22

Slika 6b. UTAKANJE LO E VODLJIH TECNOSTI SA RASPRŠENJEM TECNOSTI PADOM IZ VISINE - KONTEJNER UZEMLJEN

Slika 6a. UTAKANJE LO E VODLJIH TEcNOSTI SA RASPRŠENJEM TE^NOSTI PADOM IZ VISINE - KONTEJNER NEUZEMLJEN

Slika 6c. UTAKANJE LO E VODLJIH TECNOSTI BEZ RASPRŠENJA TECNOSTI PADOM IZ VISINE - KONTEJNER UZEMLJEN

Ukoliko bi se te!nost kod utakanja rasprskavala u maglicu, na primer utakanjem sa visine, kapljice formirane na taj na!in bi zadržale svoje naelektrisanje bez mogu"nosti da ga predaju zidu rezervoara i došlo bi do novostvorenog naelektrisanja kontaktom kapljica sa zidom rezervoara i drugim !vrstim preprekama, kao i sa vazduhom, koje bi još više pove"alo akumulaciju u rezervoaru a u toku pada potpuno anuliralo disipaciju. Osim toga i sama maglica bi posedovala izvesno polje unutar oblaka, ali i izvan njega i to bi moglo biti tako#e opasno. Iz tog razloga utakanje zapaljive te!nosti slobodnim padom sa visine nije dozvoljeno i utakanje treba da bude pri dnu rezervoara, kako je prikazano na slici 6c. Me#utim ovaj na!in utakanja nosi u sebi rizik da se uzburka težih te!nosti koje se ne rastvaraju ili sedimenata na dnu rezervoara. Stoga se potrebno da se mesto na kome te!nost ulazi u rezervoar izvede tako da se smanji brzina te!nosti na ulasku, na primjer pove"anjem presjeka ulaznog dijela cjevovoda, !ime se osim pomenute koristi, postiže da se naelektrisana te!nost drži ve"im dijelom pri dnu rezervaoara i ne dolazi do površine te!nosti gdje je opasnost imanentna.

Potrebno je spre!iti da se te!nost niže gusto"e uvodi u rezervaor koji ve" sadrži te!nost ve"e gusto"e jer bi potisak doveo do toga da se snažno naelektrisana te!nost brzo na#e na površini. (L15)

Smanjenje koli!ine stvorenog naelektrisanja može se posti"i na više na!ina, a u najve"em broju situacija kombinacija mera iz jedne i druge grupe daje optimalne rezultate. Jedan od na!ina eliminacije bio bi pove"anje vodljivost loše vodljivih te!nosti, kad god je to mogu"e. Treba još jednom napomenuti da dodavanje vode za ve"inu zapaljivih te!nosti daje negativne rezultate. Pove"anje vodljivosti te!nosti iznad 50pS/m (specifi!na otpornost ispod 2x1010!m) prakti!no poništava mogu"nost akumulacije naelektrisanja. Me#utim, na žalost, odgovaraju"i aditivi koji pove"avaju vodljivost te!nosti a da pri tome ne pogoršavaju tehnološke osobine te!nosti za mnoge ugljovodonike, recimo za naftne derivate, nisu do sada poznati. Neki drugi dodaci i ne!isto"e u te!nosti mogu imati tako#e negativan efekat. Poznato je naime da kontaminanti velike molekularne težine pove"avaju akumulaciju stati!kog naelektrisanja, a da istovremeno ne pove"avaju zna!ajno vodljivost te!nosti.

Prema literaturi 3 posebno opasan je transport etera i ugljen disulfida (CS2), a opasnost respektivno opada kod nekih homologa benzena, benzina, kerozina, drugih naftnih derivata, nekih hlorinisanih ugljovodonika, estera, ketona i alkohola. Prema istom izvoru akumulacija naelektrisanja kod nižih alkohola u metalnim uzemljenim sistemima je zanemarljiva. Sirova ulja, prema istom izvoru, tako#e ne akumulišu toliko naelektrisanja da mogu uzrokovati paljenje.

Svi te!ni ugljovodonici nemaju jednaku vodljivost i neki od njih spadaju u materijale koji, zahvaljuju"i dovoljnoj vodljivosti, nisu skloni akumulaciji naelektrisanja. Kako je re!eno, ako te!nosti imaju specifi!nu vodljivost iznad 50pS/m generalno one ne akumuliraju zna!ajne koli!ine naelektrisanja. Kako neki relevantni izvori (L1) ovu granicu opasnih te!nosti pomeraju na 10 pS/m, moglo bi se zaklju!iti da je kod te!nosti vodljivosti izme#u 10 i 50pS/m mogu"nost akumulacije naelektrisanja umerena. Te!nosti !ija je specifi!na vodljivost manja od 10pS/m, odnosno volumnom specifi!nom otpornoš"u iznad 1011!m, sklone su stvaranju i akumulaciji elektriciteta i kod kojih mjere uzemljenja i izjedna!enja potencijala generalno nisu dovoljne za bezbedan rad. Za orijentaciju može se o!ekivati da sve visoko



http://www.izp.rs/

http://www.izp.rs/

Strana 11 od 22

rafinisane !iste zapaljive te!nosti imaju nisku vodljivost i mogu akumulisati zna!ajne koli!ine naelektrisanja, osim ako se merenjem vodljivosti (otpornosti) utvrdi druga!ije. Generalno se vodljivost može oceniti iz tabele 4.

Pranje praznih rezervoara u kojima još uvek egzistiraju zapaljive pare raspršenom vodom može ponekad imati opasne efekte. Kod takvih procesa potrebno je prethodno izbaciti zapaljive pare iz rezervoara.

Tabela 4. Vodljivost i vreme relaksacije za neke te!nosti prema L15 Te!nosti Vodljivost pS/m Vreme telaksacije (s)

Te!nosti niske vodljivosti Visoko rafinisani parafini 10-2 2.000 Tipi!ni parafini 1-1 - 10 2 - 200 Pre!iš"ena aromatska jedinjenja (toulen, ksilen, itd 1-1 - 10 2 - 200 Tipi!na aromatska jedinjenja 5 - 50 0,4 - 4 Benzin 1-1 - 102 0,2 - 200 Kerozin 1-1 - 50 0,4 - 200 Bijela ulja 1-1 - 102 0,2 - 200 Ulja za podmazivanje 1-2 – 103 0,02 – 2.000 Eteri 1-1 - 102 0,2 - 200 Patentirane smješe rastvara!a 1 – 103 0,02 - 20 Kondenzat prirodnog gasa bez inhibitora korozije 1 – 102 0,2 - 2

Te!nosti srednje vodljivosti Goriva i ulja koja sadrže disipativne aditive 50 - 103 0,02 – 0,04 Teška (crna) goriva ulja 50 – 105 2x10-4 – 0,4 Esteri 102 - 106 2x10-5 – 0,2

Te!nosti visoke vodljivosti Sirova nafta Kondenzat prirodnog gasa sa inhibitorom korozije

&103 '0,02

Alkoholi 106 – 108 2x10-7 - 2x10-5 Ketoni 105 – 108 2x10-7 - 2x10-4 $ista voda 5x106 10-6 Nedestilisana voda &108 '2x10-7

Te!nosti visoke vodljivosti >1.000pS/m; Te!nosti srednje vodljivosti >50pS/m - 1.000pS/m; Te!nosti niske vodljivosti <50pS/m

Tabela ja zna!ajna da se ocijeni opasnost od akumulacije naelektrisanja kod korištenja pojedinih te!nosti komparativnom metodom. Jasno je da je na primer, pove"an oprez neophodan kod rukovanja lakim naftnim derivatima, što je naravno poznato, ali i sa aromatima i esterima. Sa druge strane za praksu je tako#e veoma zna!ajan podatak da je opasnost kod alkohola i kiselina minimalna.

Jedan od na!ina za smanjenje generisanja stati!kog naelektrisanja na te!nostima je kontrola brzine transporta. Generalno se može re"i da je pove"anje pre!nika cevovoda kod iste brzine kretanja te!nosti akumulacija naelektrisanja ve"a, me#utim pove"anje brzine transporta kod istog pre!nika cevovoda tako#e pove"ava naelektrisanje. Dakle smanjenje brzine transporta povoljno uti!e na koli!inu akumulisanog naelektrisanja i time direktno i na opasnost od pražnjenja. Naravno da je za te!nosti !ija vodljivost manja i ograni!enje brzine transporta oštrije.

Tako saglasno L3, L6 i L7 ako brzina transporta ne premašuje vrednost iz jedna!ine 7 koli!ina nalektrisanja nije prevelika. Isti izraz daje literatura L6.

V2d00,64, (7)

gde je V brzina transporta (m/s), d dijametar cevi m a sa dimenzijom na drugoj strani jedna!ine u m3/s2. Ovo daje vrednosti koje su definisane u tabeli 5.

Svežiji izvod L15 daje druga!ije maksimalne vrijednosti brzine transporta posebno za razli!ite vrste te!nosti i sadržaj primjesa.

Tabela 5. Maksimalna brzina nisko vodljivih te!nosti u ovisnosti o dijametru cevovoda. D (mm) 10 25 30 100 200 400 600 Vmax (m/s) 8 4,9 3,5 2,5 1,8 1,3 1,0



http://www.izp.rs/

http://www.izp.rs/

Strana 12 od 22

Saglasno izvoru L1, brzinu transporta te!nosti !ija je vodljivost manja od 50pS/m treba da se ograni!i na 1m/s sve dok postoji bilo koja druga faza, na primer voda, koja se nalazi u te!nosti. Druga faza najverovatnije postoji u po!etku operacije punjenja rezervoara. Ovaj izvor kaže da je brzina transporta te!nost vodljivost manje od 50pS/m brzina ni u kom slu!aju ne sme premašiti 7m/s, a preporu!uje se da brzina ne premaši 2m/s. Brzina transporta prema L2 treba da je niža od ove dve vrednosti:

V=7 (m/s) i Vd=N (m/s, m, m2/s) (8)

Za te!nosti vodljivosti iznad 5pS/m za N se predlaže vrednost od 0,5m2/s, pa druga jedna!ina ima oblik:

Vd=0,5 (m/s, m, m2/s) (8a)

Za te!nosti vodljivosti manje od 5pS/m neki izvori predlažu N=0,38m2/s, dok je prema britanskim izvorima vrednost od 0,5m2/s sasvim dovoljna da osigura malu akumulaciju naelektrisanja.

Prema ovim podacima vrednosti brzine bi bile prema tabeli 6. Tabela 6. Maksimalna brzina nisko vodljivih te!nosti u ovisnosti o dijametru cevovoda prema BS 5958.

D (mm) 10 25 30 100 200 400 600 V1max (m/s) za dužinu cevi L<2m 7 7 7 5 2,5 1,25 0.83 V2max (m/s) za dužinu cevi 2m<L<4,5m 1L/2V1max 1L/2V1max 1L/2V1max 1L/2V1max 1L/2V1max 1L/2V1max 1L/2V1max V3max (m/s) za dužinu cevi 4,5m<L 7 7 7 7 3,75 1,88 1,25

Ovo se odnosi na situaciju ako cjevovodi imaju dužinu manju od 2m. Za cjevovode dužine 2m<L<4,5 m brzina se može pove"ati za faktor k1=(L/2)0,5. Ako je dužina cijevi iznad 4,5m brzina se može pove"ati faktorom 1,5, pod uslovom da se ne premaši brzina 7m/s.

Osim ovoga na po!etku punjenja kada je cijev iznad površine te!nosti nastali potencijal je ve"i, zbog smanjenja disipacije naelektrisanja preko uzemljene cevi za punjenje pa je neophodno da se kod po!etka punjenja rezervoara, dok je nivo te!nosti nizak, brzina utakanja ograni!i za 25% u odnosu na gore izra!unate vrednosti. Kod punjenja praznih rezervoara preporu!ljivo je, brzinu ograni!iti na 1m/s sve dok nivo te!nosti ne premaši ve"u vrijednost od:

-visine otvora ulaznog cevovoda za više od 500mm ili -za vrednosti dvostruko ve"e od unutrašnjeg dijametra cevi,

Jasno je da svi metalni delovi koji !ine dio transportnog sistema i koji su u kontaktu sa te!noš"u moraju biti uzemljeni jer u suprotnom predstavljaju veoma zna!ajan potencijalni izvor pražnjenja zna!ajne energije. Kod ovoga je bitno da se svi elementi sistema povežu tako da je otpornost !itavog sistema, uklju!uju"i otpornost uzemljiva!a manja od 106!. Preporu!ljivo je da ova vrednost ne premaši 10!, što je u najve"em broju situacija lako ostvarljivo i eksperimentima je pokazano da je kod prirubni!kih spojeva ostvarenih vijcima ova veza prakti!no uvek zadovoljavaju"a (vidi L5). Me#utim od ovoga se mogu izuzeti specijalni slu!ajevi korištenja izolacionih umetaka koji se postavljaju, na primjer, radi realizacije katodne zaštite. U takvim slu!ajevima potrebno je da se ovakvi izolacioni umeci premoste otpornoš"u nešto nižom od 106! koja omogu"ava da se naelektrisanja sa obje strane izjedna!e, pri !emu su zadržani uslovi koje funkcionalno treba da zadovolji izolacioni umetak.

Ukoliko je ograni!enje brzine prema predhodno iznesenom neprakti!no, potrebno je, u cilju redukcije naelektrisanja, na kraju cjevovoda, a ispred mjesta utakanja u rezervoar i iza svakog filtera, ugraditi odgovaraju"u dužinu cijevi pove"anog preseka (tzv. relaksacione komore) u kojoj "e brzina te!nosti biti lokalno umanjena i time bar dio naelektrisanja, kontaktom sa uzemljenom metalnom cijevi, biti bezbedno neutralisan. Brzina te!nosti u relaksacionoj komori treba da se snizi tako da se omogu"i da molekule te!nosti u komori borave dovoljno vremena da ve"ina do#e u kontakt sa metalnim zidom i preda svoje naelektrisanje. Konstrukcija komore treba da je takva da se na najmanju mjeru svede turbulencija koja dodatno pove"ava generisanje naelektrisanja. Dužina relaksacione komore, odnosno prosje!no vrijeme za koje molekula te!nosti boravi u relaksacionoj komori, treba da bude odre#ena slede"im izrazom:

L/V=3*; (*=++0/k vidi izraz 5) (m, m/s, s) (9)

L - dužina relaksacione komore (m); V – brzina te!nosti u komori (m/s); * - vrijeme relaksacije (s)

Za ve"inu ugljovodonika vrijedi ++0=18, odnosno *=18/k pa predhodna formula izgleda ovako:

L/V =54/k (9a)

Za te!nosti vodljivosti manje od 2pS/m, odnosno *>9s, prema literauri L2, L/V bi trebalo da bude ve"e od 100 sekundi.



http://www.izp.rs/

http://www.izp.rs/

Strana 13 od 22

Postoje još neka pravila kojih se potrebno pridržavati da bi se opasnost od pražnjenja redukovala na prihvatljiv nivo. Punjenje i pražnjenje posuda i rezervoara treba da se obavlja cjevovodnim sistemima, mada i u tom slu!aju postoje opasnosti koje su pomenute. Ne treba da se koriste kante ili vedra za pretakanje. Kod utakanja cijev treba da bude potopljena do dna posude (vidi sliku 6c) i tako postavljena da se minimalizuje turbulencija. Ukoliko je istakanje iz cijevi koja ne dostiže dno posude neizbežno, ograni!enje brzine mora biti još niže od vrednosti datih napred. Posude naravno moraju biti metalne i uzemljene. Generalno se smatra da pretakanje u i iz metalnih uzemljenih posuda zapremine do 25dm3, ne stvara opasnost, ali su, na primjer, metalne kante koje su visile na plasti!nim ru!kama i na taj na!in bile izolovane od zemlje bile uzrok mnogih požara. Potrebno je na najmanju meru svesti primenu nerastvorivih komponenti.

Opasnost postoji tako#e kada se neka te!nost uta!e u rezervoar ili posudu u kojoj je ranije bila te!nost druga!ijeg parnog pritiska, odnosno druga!ije isparljivosti. Ovakvi režimi rada u stru!noj literaturi naziva se preklopno punjenje (Switch loading). Posebna opasnost nastaje i kada se te!nost koja ima nizak pritisak para uta!e u rezervoar u kojem postoje pare od predhodne isparljivije te!nosti. U ve"ini slu!ajeva koncentracija unutar rezervoara "e, u toku ovog procesa, pro"i !itav eksplozivni dijapazon koncentracija. Najgora situacija je ako se kad se te!nost uta!e u rezervoar koji sadrži pare ugljovodonika sa nižom ta!kom paljenja, na primer kada se uta!e kerozin ili nafta u rezervoar u kome je predhodno bio benzin, !ije se pare još nalaze u rezervoaru. Sli!no bi bilo i sa punjenjem rezervoara ili kontejnera u kojima je predhodno bila recimo solvent nafta ili vajt špirit u rezervoar ili kontejner u kome je predhodno bio aceton, metil ili etil acetat, ili trietilamin. U ovakvim situacijama da bi se opasnost kontrolisala neophodno je poduzeti slede"e korake:

- Te!nost niže ta!ke paljenja koja je predhodno bila u rezervoaru mora se u potpunosti isprazniti iz rezervoara;

- Te!nost koja se uta!e mora se ubacivati brzinom manjom od 1m/s sve dok nivo te!nosti ne premaši nivo ulazne cevi za vrijednosti date na predhodnoj strani. Nakon toga brzina utakanja može se pove"ati do dozvoljenih brzina saglasno napred iznesenom.

Ukoliko je opasnost od pražnjenja teško pouzdano eliminisati ovim metodama mora se pristupiti inertizaciji (blanketiranju) parnog prostora rezervoara ili kontejnera. Poznato je naime da svi zapaljivi materijali radikalno menjaju svoju zapaljivost ako se sadržaj kiseonika (normalno oko 21%) u vazduhu mijenja. Koncentracija kiseonika u vazduhu kod koje u laboratorijskim uslovima materijal ne gori naziva se kiseoni!ki indeks materijala. Kiseoni!ki indeksi razli!itih gorivih materijala su razli!iti, ali se može re"i da, ako se dodavanjem nekog od inertnih gasova, azota, CO2, ili argona, sadržaj kiseonika svede ispod 10% prakti!no ne postoji mogu"nost paljenja, bez obzira na eventualno pražnjenje varnicom dovoljne energije.

Iz razloga sigurnosti se ova koncentracija !esto održava ispod 8%. Ova mera nije jednostavna niti jeftina, ali je u situacijama kada se stvaranje snažnih elektri!nih polja unutar rezervoara za lako zapaljive te!nosti ne može izbe"i, mora primeniti.

Treba napomenuti da je svaki izolovani provodnik u unutrašnjosti rezervoara veoma opasan. Postoje podaci da su metalne kantice ili konzerve koje su zaboravljene u rezervoarima u toku !iš"enja i koje su, nakon punjenja rezervoara plutale po površini te!nosti bile uzrok mnogih akcidenata.

Naelektrisanje zapaljivih prašina

Pod prašinama podrazumevamo usitnjeni !vrsti materijal raznih granulacija, po!evši od mikronskih kao kod finih prašina, do granulata ili “!ipsa”. Prašine se mogu nalaziti u formi oblaka raspršene prašine ili kao nagomilana prašina. Naelektrisanje može nastati kontaktnim naelektrisanjem !estica me#usobno iako su istog sasatava, zbog razli!ite površinske kontaminacije, kao i zbog kontaktnog naelektrisanja prašine dinami!kim kontaktom sa !vrstim površinama sistema za pneumatski transport na primjer, ili kod mljevenja, prosijavanja, presipavanja ili mikronizacije. Ve"e naelektrisanje dobija se kod mljevenja i mikronizacije nego kod presipavanja i prosijavanja, dijelom i zbog toga što se ovde radi sa sitnijim !esticama. Naelektrisanje prašine raspršene u vazduhu nije dovoljno da se stvori elektri!no polje koje "e prouzrokovati jonizaciju gasa oko !estice i time omogu"iti neutralizaciju naelektrisanja. Me#utim približavanjem !estica me#usobno, dolazi do pove"anja ja!ine polja na granicama !estica i pražnjenja koje ujedno smanjuje ukupno naelektrisanje oblaka.

Kod sferi!nih !estica naelektrisanje po jedinici mase može se izraziti (L1) kao:



http://www.izp.rs/

http://www.izp.rs/

Strana 14 od 22

32

q=------- (,C/kg, ,C/m2, kg/m3, m) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . (10)

dr

pri !emu je: q – masena gustina naelektrisanja (,C/kg); 2 - površinska gustina naelektrisanja (,C/m2); d – gustina !estica (kg/m3); r – radijus !estica (m).

Iz ove jedna!ine vidi se da se ve"e naelektrisanje postiže kod finijih !estica koje su uz to i zapaljivije, odnosno koje imaju manju energiju paljenja od !estica ve"e granulacije.

Sa aspekta opasnosti od stati!kog naelektrisanja prašine se mogu podeliti na tri grupe:

- prašine male otpornosti, na primer metalne prašine sa specifi!nom volumnom otpornoš"u do oko 106!m;

- prašine sa srednjom specifi!nom otpornoš"u, kao mnoge organske prašine, npr brašno, sa volumnom otpornoš"u od 106 do 1010!m;

- prašine visoke otpornosti na primer mnogi sinteti!ki polimeri i neki minerali kao kvarc, specifi!ne otpornosti iznad 1010!m.

Najmanju opasnost predstavljaju dobro vodljive prašine, mada se one rije#e sre"u, jer !ak i metalne prašine oksidacijom vremenom gube svoju dobru vodljivost. U tabeli 6 date su izmerene vrednosti masene gustine naelektrisanja kod nekih od procesa za srednje vodljive prašine.

Kada se ove prašine nagomilaju naelektrisanje se održava zahvaljuju"i otpornosti koju materijal ima i otpornosti prema zemlji. Ako se prašina nakon procesa skladišti u vodljivom uzemljenom kontejneru ili je u kontaktu sa uzemljenim metalnim delovima disipacija naelektrisanja je odre#ena volumnom otpornoš"u prašine koja, osim otpornosti samog materijala, uklju!uje i otpornost izme#u !estica. Vreme relaksacije je dato izrazom:

*=++03 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . (11) pri !emu je: * - vrijeme relaksacije (s); + - relativna dielektri!na konstanta prašine; +0 - dielektri!na konstanta vakuuma (8,85x10-12F/m); 3 - volumna otpornost prašine (!m)

Tabela 7. Gustine naelektrisanja kod nekih tipi!nih operacija sa srednje vodljivim prašinama Operacija masena gustina dobijenog naelektrisanja (,C/kg)

Prosijavanje Presipanje Transport pužnim dodava!ima Mljevenje Mikronizacija

10-3 do 10-5 10-1 do 10-3 1 do 10-2 1 do 10-1 102 do 10-1

Kod volumne otpornosti od 1012!m bez otpornosti izme#u !estica ovo daje vrednost *=20s, što zna!i da i prašine srednje otpornosti na gornjem delu opsega mogu zadržati naelektrisanje relativno dugo.

Slika 7. Pore"enje energija paljenja gasova i prašina u odnosu na

energije koje razvijaju neki uobi!ajeni izvori Naelektrisanje kod prašina velike vodljivosti

može održati dugo vremena, !ak i kad su one u metalnom kontejneru. Vrijeme relaksacije može biti reda !asova i !ak dana. Jedna od mogu"ih mera zaštite, pove"anje relativne vlažnosti vazduha ovde !esto nema smisla jer su loše vodljive prašine uglavnom nehigroskopne. Prema L1 pražnjenje sa i unutar oblaka prašine rijetko može uzrokovati paljenje prašina sa minimalnom energijom paljenja ve"om od 20 do 30mJ. Neki drugi izvori ukazuju da je paljenje oblaka prašine mogu"e tek kod prašina sa energijom paljenja manjom od 5mJ. Najopasnija su

MIN

IMA

LN

A E

NE

RG

IJA

PA

LJE

NJA

(m

J)

0,01

0,1

GASOVI

1

10

RETKO

PRAŠINE

RETKO

100

1000

RETKO

SNOP VARNICAKOD BRUŠENJA

ELEKTROSTATICKE VARNICE;VARNICE OD MEHANICKOG UDARA

LUK KOD ZAVARIVANJA



http://www.izp.rs/

http://www.izp.rs/

Strana 15 od 22

pražnjenja sa izolovanih provodnika koji kontaktnim naelektrisanjem sa prašinom, ili indukcijom, ili podelom naelektrisanja da oblakom prašine mogu biti jako naelektrisani a pražnjenje može biti sa zna!ajnom energijom u obliku varnice koje je u stanju da upali i prašine ve"e energije paljenja.

Vidi se da je opasnost od paljenja oblaka prašine varnicom ili drugim oblikom pražnje stati!kog naelektrisanja realna, ali je veoma redukovana u odnosu na gasove ili pare zapaljivih te!nosti. Saglasno L1 i L3 generalno se može re"i da, ako postoji opasnost od stati!kog naelektrisanja i istovremeno mogu"nost paljenja zapaljivih prašina, zaštita se generalno svodi na kvalitetno i sigurno uzemljenje svih vodljivih masa u sistemu i odvo#enje naelektrisanja sa osoblja jer bi pražnjenje ovakvih naelektrisanja imalo formu varnice i time emitovalo veliku energiju. Pražnjenje sa nevodljivih masa, dakle sa prašine imalo bi formu !etkastog pražnjenja i sa velikom vjerovatno"om energija nije dovoljna da proizvede paljenje prašine (L1). Pražnjenje sa vodljivih materijala u formi varnice imalo bi potencijalno energiju dovoljnu za paljenje i zapaljivih prašina ve"ih energija paljenja.

Sistemi za transport, mljevenje, prosejavanje, itd zapaljivih prašina mnogo su manje pogodni za projektovanje mjera smanjenja generisanja naelektrisanja od onih koji rade sa zapaljivim te!nostima, jer ih je teško prilagoditi tako da to ima zna!ajan uticaj na stvaranje naelektrisanja i stoga ovaj pristup retko može biti primenjen. Iz literaturnih podataka može se videti jedino da je kod pneumatskog transporta loše vodljivih prašina manje naelektrisanje konstatovano kod ve"ih gustina prašine (semi bulked) nego kod malih gustina transportovane prašine.

Pove"anje relativne vlašnosti vazduha je jedan od potencijalnih na!ina poboljšanja disipacije naboja. Ono nije efikasno kod oblaka prašine, obzirom da atmosferski vazduh nije dovoljno vodljiv da disipira stati!ko naelektrisanje, bez obzira na stepen njegove relativne vlažnosti. Me#utim ovo može biti dobra mera disipacije kod nagomilanih prašina, tako što pove"ava površinsku vodljivost prašina koje apsorbuju izvesnu koli!inu vlage na površini !estica. Me#utim kod ve"ine loše vodljivih prašina koje su hidrofobne pove"anje relativne vlažnosti daje slab ili nikakav rezultat.

Jonizatori, bilo pasivni koji deluju kod korona napona, bilo aktivni visokonaponski ili radioaktivni, teoretski se mogu koristiti za pove"anje disipacije naelektrisanja, ali njihova primena nije ni jednostavna ni dovoljno efikasna. Prema literaturi L1 kod visoko otpornih prašina povoljan efekat na disipaciju naelektrisanja može se posti"i upotrebom pasivnih eliminatora sa oštrim šiljcima ili sa žicama postavljenim na mestima gde dolazi do nagomilavanja prašine. Ovim se ne eliminišu !etkasta pražnjenja, ali se smanjuje njihova energija.

Dakle kod prašina najvažnija je konzekventna primena uzemljenja svih metalnih masa, korištenje vodljivih uzemljenih kontejnera. Pri ovome se mora voditi ra!una da svi delovi opreme budu adekvatno uzemljeni, imaju"i u vidu da je pražnjenje sa izolovanih vodi!a uvek u formi varnice kojom se osloba#a relativno velika koli!ina energije koja može biti ve"a od dosta velikih energija paljenja organskih prašina. Sama parcijalna pražnjenja sa loše vodljivih prašina imaju mnogo niže energije i verovatno"a paljenja nije velika. Me#utim ako se zajedno sa prašinom u tehnološkom sistemu nalaze pare, na primer organskih rastvara!a, tada je opasnost neuporedivo ve"a. Tipi!an ovakav primjer su sušare za praškaste materijale u farmaceutskoj industriji (Fluid Bed Dryer). Hibridne smješe (smješe oblaka prašine i atmosfere sa parama alkohola ili drugih zapaljivih te!nosti) kakve nastaju u unutrašnjosti ovakvih ure#aja mnogo su opasnije od pojedina!nih smješa ovih materija. U tim situacijama poduzimaju se druge mere koje !esto uklju!uju inertizaciju prostora uvo#enjem inertnog gasa i koriš"enje protiveksplozionih odušaka, ili eventualno rad na temperaturama koje su zna!ajno niže od ta!ke paljenja datog rastvara!a.

Potrebno je, po mogu"nosti potpuno, izbje"i upotrebu nevodljivih kontejnera i drugih dijelova opreme. Ventilatori mogu da imaju plasti!ne dijelove samo iza filtera za prašinu, na strani !istog vazduha. Filtere po mogu"nosti izvesti sa metalnim ili grafitnim vlaknima i fiksno ih uzemljiti. Provoditi eliminaciju naelektrisanja sa ljudi kod rada sa prašinama energije paljenja manje od 10mJ, imaju"i u vidu da ljudski organizam može predstavljati izolovani, naelektrisani provodnik relativno velikog kapaciteta. Kod korištenja providnih kontrolnih stakala njihova površina treba da je što manja i ne preporu!uje se da veli!ina pojedina!nog okna bude ve"a od 100mm po bilo kojoj dimenziji.

Naelektrisanje !vrstih materijala

Nevodljivi materijali sve se više koriste kao delovi opreme ili konstrukcija u mnogim oblicima koji uklju!uju cijevi, kontejnere, rezervoare, plo!e, obloge itd. Posebno veliku primenu imaju danas sinteti!ki polimeri od kojih ve"ina ima volumnu specifi!nu otpornost ve"u od 1012!m, i površinsku otpornost ve"u



http://www.izp.rs/

http://www.izp.rs/

Strana 16 od 22

od 1012! i zbog toga su u stanju da akumulišu zna!ajne koli!ine naelektrisanja za dugo vremena (vrijeme relaksacije ve"e od 20s).

Štetno dijelovanje !vrstih nevodljivih materijala manifestuje se na više na!ina, na primjer djelovanjem !etkastih pražnjenja, zatim mogu"noš"u izolacije metalnih masa od uzemljenja, ali i !injenicom da kombinacija vodljivih i nevodljivih materijala u prisustvu zna!ajnih generatora naelektrisanja mogu voditi snažnim propagativnim !etkastim pražnjenjima. Iz ovih razloga korištenje nevodljivih !vrstih materijala mora se ograni!iti u eksploziono ugroženim prostorima, ovisno o njihovoj klasifikaciji.

- U zoni 0 opasnosti !vrsti nevodljivi materijali mogu se koristiti samo ako se proces naelektrisanja ne može o!ekivati ni u normalnim pogonskim situacijama uklju!uju"i održavanje i !iš"enje, ali ni u rijetkim nenormalnim pogonskim situacijama,

- U zoni 1 !vrsti nevodljivi materijali mogu se koristiti ni u normalnim pogonskim situacijama uklju!uju"i održavanje i !iš"enje, ali ni u o!ekivanim nenormalnim pogonskim situacijama,

- U zoni 2 !vrsti nevodljivi materijali mogu se koristiti ni u normalnim pogonskim situacijama uklju!uju"i održavanje i !iš"enje,

- U zonama ugroženim zapaljivim prašinama (11 i 12, odnosno 20, 21 i 22 po evropskim normama) mora se voditi ra!una o mogu"nosti paljenja od varnice, !etkastih, koni!nih, ili propagativnih !etkastih pražnjenja, ali iskustvo ukazuje da se !etkasta pražnjenja uglavnom bezopasna kao uzro!nik paljenja prašina.

Ponekad se nevodljivi materijali mogu zamijeniti disipativnim materijalima kod kojih je površinska otpornost manja od 1011( kod relativne vlažnosti vazduha manje od 30%, odnosno 109( kod relativne vlažnosti od 50%. Ako se koriste ovakvi materijali koji su povezani sa uzemljenjem ovo je u ve"ini situacija dovoljna mjera predostrožnosti. Ovo se ne odnosi na procese kod kojih su velike brzine transporta, odnosno razdvajnja materijala mogu se zahtijevati i povoljniji parametri. Mnogi od nevodljivih materijala, kao guma, ili neki plasti!ni materijali koji su u normalnim uslovima veoma malo vodljivi mogu se na tržištu sada na"i u formi disipativnih. Ovo se uglavnom ostvaruje injektiranjem grafita, mada zna!ajne koli!ine grafita mogu degradirati fizi!ke osobine materijala. Ponekad se i disipativnost realizuje primjenom vodljivih ili disipativnih obloga. Me#utim, još uvijek nije dokazana njihova postojanost za primjenu u zonama 0 i 1.

Maksimalne dozvoljene površine nevodljivih !vrstih materijala ovisna je od zapaljivosti gasova ili para koje su izražene njihovom eksplozivnom grupom, ali i vjerovatno"om prisustva eksplozivnih koncentracija izraženom kroz klasifikaciju ugroženog prostora. Kod ovoga se podrazumjeva da je kod plo!astih oblika površina definisana kao izložena površina, kod objekata sa zakrivljenim površinama površina je projekcija objekta koja je najve"a, a kod kod uskih materijala kao što su plaštovi kablova ili cijevi, površina je definisana popre!nom dimenzijom, ili pre!nikom kabla ili cijevi.

Od suštinskog zna!aja je da nevodljivi !vrsti materijali koji se koriste u neugroženim prostorima ne premaše maksimalne površine ili širine date u tabeli 8a i 8b, osim ako se može dokazati da se opasna naelektrisanja ne mogu pojaviti ni u jednoj situaciji.

Tabela 8a. Ograni!enje površine nevodljivih !vrstih materijala u ugroženim prostorima Zona Maksimalna površina, cm2

Grupa IIA Grupa IIB Grupa IIC

0 50 25 4

1 100 100 20

2 Bez ograni!enja

Tabela 8b. Ograni!enje debljine nevodljivih !vrstih materijala u ugroženim prostorima Zona Maksimalna debljina, cm

Grupa IIA Grupa IIB Grupa IIC

0 0,3 0,3 0,1

1 3,0 3,0 2,0

2 Bez ograni!enja

Ovo je još jedan argument u prilog prednosti ku"išta za protiveksploziono zašti"ene elektri!ne ure#aje od metalnih legura u odnosu na ona od polikarbonata, o !emu smo imali rad na prethodnoj Ex Tribini.

Nevodljivi !vrsti materijali mogu se naelektrisati kontaktnim naelektrisanjem, na primjer prolaskom prašine ili te!nosti kroz plasti!ne cjevovode, ili preuzimanjem dijela naelektrisanja sa drugog naelektrisanog tijela, kao kod sipanja naelektrisane prašine u plasti!ni kontejner, kod koga može do"i do



http://www.izp.rs/

http://www.izp.rs/

Strana 17 od 22

pražnjenja sa prašine prema kontejneru. Kako su ovakvi materijali veoma slabo vodljivi maksimalno naelektrisanje nije odre#eno vodljivoš"u materijala prema zemlji, nego probojnom !vrsto"om atmosfere. Ovo naelektrisanje može dosti"i oko 30,C/m2 ako je plasti!ni materijal udaljen od metalnih masa. Me#utim ako je plasti!na plo!a na metalnoj podlozi, dolazi do redistribucije naelektrisanja i sada do proboja dolazi nakon dostizanja mnogo ve"ih koli!ina naelektrisanja nego u predhodnom slu!aju. Dakle eventualno pražnjenje ima ve"u energiju i time je opasnije.

Dakle i sam položaj materijala u odnosu na metalne uzemljene predmete u njegovoj blizini odre#uje koli!inu naelektrisanja. Tako je na slici 8a. prikazan raspored polja za jednu plo!u od loše vodljivog materijala relativno velikih dimenzija. Vidi se da je polje relativno homogeno i jednako na obje strane plo!e. Kada se toj plo!i približi druga metalna uzemljena plo!a sli!nih dimenzija dolazi do redistribucije polja i njegovog smanjenja na slobodnoj površini prema otvorenom prostoru, a pove"anja na površini koja je prema metalnoj plo!i. Kad se dve plo!e spoje, kao u slu!aju nevodljive presvlake na metalnoj površini, redistribucija je još izraženija i nevodljiva plo!a može nakupiti mnogo ve"e naelektrisanje prije nego što do#e do proboja odnosno prije nego što elektri!no polje na njenoj slobodnoj strani premaši probojnu !vrsto"u vazduha. $etkasta pražnjenja sa ovakvih materijala kada su udaljeni od metalnih uzemljenih masa, saglasno L1, mogu izazvati paljenje smješa !ija je energija paljenja manja od 4mJ, u kakve spadaju gotovo sve smješe para ili gasova sa vazduhom. Me#utim ako do#e do površinske kontaminacije nevodljive plo!e nekim materijalima koji su relativno vodljivi, !etkasto pražnjenje se može pretvoriti u pražnjenje varnicom koje je mnogo opasnije. Me#utim još mnogo opasnija pražnjenja nastaju u slu!aju kao na slici 8b, kada je recimo kontejner od loše vodljivog materijala montiran blizu uzemljene metalne mase. Ako je kontejner ispunjen naelektrisanom prašinom pražnjenje se može o!ekivati sa ta!ke gomilanja prašine prema unutrašnjoj strani kontejnera (koni!no pražnjenje) i sa metalne mase prema vanjskoj površini kontejnera. Zid

Slika 8b. IZOLOVANA NEVODLJIVA PLOCA I UZEMLJENA VODLJIVA PLOCA U BLIZINI

Slika 8c. NEVODLJIVA PLOCA NA VODLJIVOJ UZEMLJENOJ PLOCI

NEVODLJIVA PLOCA

UZEMLJENA METALNA PLOCA

NEVODLJIVA PLOCA


Slika 8a. IZOLOVANA NEVODLJIVA PLOCA

NEVODLJIVA PLOCA




http://www.izp.rs/

http://www.izp.rs/

Strana 18 od 22

kontejnera se sada ponaša kao visoko naelektrisani kondenzator i ovde se mogu o!ekivati propagativna

!etkasta pražnjenja kada se uzemljeni vodi!, recimo osoba, približi unutrašnjoj strani kontejnera, na primjer radi uzimanja uzorka.

Visoko otporne obloge na metalnim površinama, kao na slici 8c, imaju !estu primjenu. Energija pražnjenja je to manja što je manja debljina nevodljive prevlake i saglasno L1 vrlo tanke obloge, kao boja na metalnoj površini ili tanka epoksidna prevlaka imaju malu vjerovatno"u da proizvedu zapaljivo pražnjenje, zbog toga što "e prije do"i do dielektri!nog sloma same prevlake nego do pražnjenja prema okolini. Me#utim ako je nevodljiva plo!a ve"e debljine i ima ve"u dielektri!nu !vrsto"u, približavanje uzemljenog vodljivog predmeta može produkovati snažna propagativna pražnjenja koja oslobode skoro svu nakupljenu energiju. Razdvajanje visoko otporne obloge od metalne podloge uzrokuje posebno snažno pražnjenje izme#u njih dve.

Visoko otporni filmovi od polimera dobijaju zna!ajne koli!ine naelektrisanja kada se sa njima radi, recimo kada se premotavaju u tubu. Oni mogu produkovati snažne udare osoblju, ali takvo pražnjenje može zapaliti i eventualno prisutnu zapaljivu smešu. Ovakva pražnjenja mogu uzrokovati i ošte"enja površine filma poznata kao Lihtenbergove figure. Ponekad se mogu stvoriti i polarizaciona naelektrisanja, odnosno raznoimena naelektrisanja na suprotnim stranama filma.

Smanjenje opasnosti može se posti"i na primer pove"anjem vodljivosti loše vodljivih materijala, na primjer gume, odre#enim aditivima koji je naj!eš"e grafit. Poznate su primene ovih metoda kod proizvodnje antistati!kih podova i obu"e, ili kod klinastog antistati!kog remenja, itd. Ako se površinska i volumna otpornost svedu ispod 108!, odnosno 106!m respektivno može se smatrati da opasnost od akumulacije opasnih naelektrisanja više ne postoji. U ve"ini aplikacija i otpornosti od 1011!, odnosno 1010!m respektivno može se smatrati dovoljnim. Treba napomenuti da, ako se prenos snage, u prostoru ugroženom zapaljivim parama ili gasovima, vrši klinastim remenjem, ono mora biti izvedeno kao antistati!ko, odnosno sa pove"anom vodljivoš"u dodavanjem grafita u gumu. Upotrebu standardnog klinastog remenja za prenos snage u ugroženim prostorima, zonama 0, 1 i 2 mora se zabraniti. U praksi se o ovome vodi malo ra!una.

Poznato je da materijali koji imaju bar izvjesnu higroskopnost kod relativne vlage vazduha od 60-70% smanjuju svoju površinsku otpornost do nivoa koji je dovoljan da najve"i deo naelektrisanja disipira tako da je opasnost od zapaljivog pražnjenja relativno mala. Me#utim mnogi od polimera su hidrofobni i kod njih je ovaj efekat mogu"e ostvariti tek kod dostizanja relativne vlage od 80-90%, što je u realnim pogonskim situacijama prakti!no neizvodivo.

Dosta dobri rezultati na disipaciji naelektrisanja na visoko otpornim materijalima mogu se posti"i jonizacijom atmosfere u blizini naelektrisanja. Jonizacija se izvodi na tri na!ina:

- Pasivnim neutralizatorima (slika 9a) koji predstavljaju niz uzemljenih šiljaka, finih metalnih žica, ili metalnih vlakana, koji po nekad nazivaju elektrostati!kim !ešljevima, kod kojih na izvjesnom potencijalu dolazi do korona pražnjenja radi snažnog lokalnog pove"anja elektri!nog polja, time do lokalne jonizacije vazduha koja potpomaže disipaciju naelektrisanja. Loša osobina ovih neutralizatora je da oni po!inju da deluju tek kad stvoreno naelektrisanje uzrokuje relativno visoke potencijale, odnosno kad po!inje korona pražnjenje (korona naponi). Korona pražnjenje nije bezazleno u prostorima sa eksplozivnom atmosferom, posebno ako ona ima niže energije paljenja. Iz tog razloga ovi ure#aji nisu potpuno sigurni i prema L1 mogu se koristiti u prostorima ugroženim zapaljivim smešama !ija je energija ve"a od 200,J. Ovo prakri!no zna!i da se bez ograni!enja mogu koristiti samo kod prostora ugroženih eksplozivnom prašinom. U drugim situacijama moraju se postavljati izvan ugroženog prostora. Ovo nekad ima smisla, recimo kod nevodljivih traka koje se uvode u mašinu za štampanje kod koje se djelomi!na disipacija naelektrisanja može izvršiti izvan eksploziono ugroženog prostora;

- Visokonaponskim neutralizatorima (Slika 9b) kod kojih se efekat jonizacije šiljka poja!ava delovanjem snažnog izvora naizmjeni!nog (naizmjeni!ni neutralizatori) ili istosmjernog napona (istosmjerni neutralizatori). Postoje izvedbe koje su sigurne od dodira i one koje su atestirane za primjenu u eksploziono ugroženim prostorima, mada kod ovoga treba biti veoma oprezan. Ameri!ki standardi, na primjer, isklju!uju upotrebu visokonaponskih neutralizatora u zonama opasnosti, bez obzira na eventualni atest o protiveksplozionoj zaštiti. Naponi koji se dovode na šiljke variraju od 5 do 18kV, te su zbog poja!ane jonizacije vazduha efekti disipacije zna!ajno ve"i nego kod pasivnih neutralizatora. Radi poboljšanja efekta neutralizacije jonizovani vazduh se !esto vazdušnom strujom usmijerava ka objektu.



http://www.izp.rs/

http://www.izp.rs/

Strana 19 od 22

- Radioaktivni neutralizatori efekat jonizacije ostvaruju djelovanjem radioaktivnog izvora, nekog 4 emitera koji jonizuje vazduh iznad naelektrisane mase. Zbog potencijalnog ozra!ivanja i radioaktivne kontaminacije ovi neutralizatori se danas prakti!no više ne koriste.

220V, 50Hz

Slika 9. NEUTRALIZATORI - JONIZATORI VAZDUHA

Slika 9c. PRINCIPIJLNA ŠEMA IZVEDBE JEDNOG RADIOAKTIVNOG NEUTRALIZATORA

Slika 9b. PRINCIPIJELNA ŠEMA JEDNE OD IZVEDBI VISOKONAPONSKOG NEUTRALIZATORA

RADIOAKTIVNI NEUTRALIZATOR - a EMITER

5-15kV

Slika 9a. JEDNA IZVEDBA PASIVNOG NEUTRALIZAATORA

UZEMLJENI PROVODNIK

Naravno da se i u ovom slu!aju konsekventno uzemljenje svih metalnih masa ne može izbje"i.

Opasna pražnjenja sa nevodljivih kontejnera mogu se eliminisati uzemljenjem njihovog sadržaja, na primjer postavljanjem uzemljene metalne mreže na dno kontejnera, a kod prašina postavljanjem uzemljenih šipki ili žica na mestu gde dolazi do padanja prašine. Ovaj metod nije prikladan kod prašina koje se pojavljuju zajedno sa parama niske energije paljenja zbog jonizacije koje ovi elementi mogu da produkuju.

Izvjesna poboljšanja mogu se posti"i ugradnjom uzemljene metalne mreže u visokootporni materijal, ili omotavanjem takve mreže po njegovoj površini. Unutrašnja mreža odvodi dio naelektrisanja, ali taj dio nije veliki radi visoke otpornosti materijala, me#utim mreža pove"ava kapacitet sistema, te se kod istog naelektrisanja ima manji potencijal, odnosno niže elektri!no polje. Kod mreže omotane na površini nevodljivog materijala situacija je sli!na, ali sada postoji mogu"nost korona pražnjenja i stoga ovo ne treba primjenjivati kada su prisutne veoma zapaljive smješe. I u jednom i u drugom slu!aju prekid veze metalne mreže sa zemljom može biti uzrok snažnih pražnjenja.

Naelektrisanje gasova

Gasovi generalno nisu skloni stvaranju i akumulaciji naelektrisanja, ali ako sadrže ne!isto"e, !vrste !estice ili kapljice te!nosti, kao r#a, kapljice vode, “snijeg” od CO2, maglice ukapljenih gasova, itd, oni mogu biti naelektrisanji kontaktnim naelektrisanjem, kontaktom sa cjevovodima i mlaznicama. Isticanje komprimovanog gasa može tako#e biti opasno jer dolazi do stvaranja “snijega”. Posebno je opasno isticanje vodonika ili acetilena koji predstavljaju gasove veoma male energije paljenja. Kao ilustraciju navodimo literaturni podatak da su, kod isticanja te!nog ugljen dioksida, mjereni potencijali i do 20kV. Kao dovoljne mjere zaštite mogu se prihvatiti uzemljenje svih metalnih masa i izbegavanje korištenja nevodljivih materijala, u opasnim ili nejasnim situacijama ograni!enje brzine transporta, i kona!no odstranjenje primjesa su dovoljna zaštita od stati!kog naelektrisanja u ve"ini realnih situacija.



http://www.izp.rs/

http://www.izp.rs/

Strana 20 od 22

Naelektrisanje na ljudima

Ljudski organizam, ako je izolovan od zemlje, ponaša se kao izolovani provodnik relativno zna!ajnog kapacitet (vidi tabelu 2). Pražnjenje dakle nastaje u obliku varnice i ima relativno veliku energiju. Tijelo je izolovano od zemlje preko nevodljivih podova, ili nevodljive obu"e koju !ovek nosi, te naelektrisanje nastaje i kontaktom ili preuzimanjem sa drugog naelektrisanog tijela ili eventualno indukcijom.

SLIKA 10. ELIMINACIJA ELEKTROSTATIÈKOG NAELEKTRISANJA NA LJUDIMA

Sl. 10b. VODLJIVA PODLOGA (NPR: ANTISTATIK POD) I NEVODLJIVA OBUCA

Sl. 10a. NEVODLJIVA PODLOGA I NEVODLJIVA OBUCA

Sl. 10c. VODLJIVA PODLOGA I VODLJIVA OBUCA

Današnji industrijski i drugi podovi, kao i mnogi #onovi na obu"i izra#eni su !esto od loše vodljivih

materijala koji izoluju !ovjeka od zemlje. Osim toga, nošenje odje"e od vješta!kih materijala, kao od sintetike ili svile, visoke otpornosti pospešuju stvaranje zna!ajnih koli!ina naelektrisanja. Pražnjenja sa ljudskog tijela mogu imati eneriju i do 100mJ i prema tome mogu upaliti sve gasne ili parne smeše sa vazduhom i najve"i dio oblaka eksplozivne prašine.

Kontaktno naelektrisanje može nastati na primjer kretanjem po nevodljivom podu, ustajanjem sa stolice, trenjem sa zidom u hodu, obla!enjem ili skidanjem ode"e, sipanjem te!nosti ili prašine iz kontejnera koji drži osoba, kada naelektrisanje jednog znaka biva odvedeno sa materijalom a naelektrisanje drugog znaka ostaje na !ovjeku, ili kontaktom sa jako naelektrisanim materijalom kod uzimanja uzoraka sa naelektrisane prašine na primer, ili indukcijom.

Eliminacija naelektrisanja postiže se ostvarenjem dovoljno provodne staze izme#u ljudskog tijela i zemlje, odnosno korištenjem antistati!kih i vodljivih podova i antistati!ke ili vodljive obu#e. Antistati!ki ili

disipativni podovi su, saglasno našim propisima, podovi otpornosti ispod 106!, bez ograni!enja donje vrijednosti. Propisi razvijenih zemalja razlikuju antistati!ke i vodljive podove, pod prvim podrazumevaju"i podove koji imaju otpornost izme#u 108! i 75k! (L1), dok neki drugi izvori antistati!kim podrazumevaju podove otpornosti izme#u 104! i 108! (L2), a vodljivi podovi nemaju ograni!enje minimalne otpornosti, a maksimalna je ograni!ena na 104!. Po ovim propisima ovi podovi se mogu koristiti tamo gde ne postoji mogu"nost udara dodirnim naponom.

Na slici 10a prikazan je slu!aj osobe koja se nalazi na podlozi od nevodljivog materijala i ima takvu obu"u. Na njemu se akumuliše naelektrisanje koje "e, u slu!aju na primjer dodira sa uzemljenim predmetom, biti oslobo#eno u formi varnice. Ukoliko se koristi vodljivi ili antistatik pod, ali je obu"a nevodljiva (Slika 10b), situacija se nije prakti!no ni malo promijenila. Ovim je jasno pokazano da je korištenje antistatik podova bez istovremene upotrebe antistatik disipativne obu"e, što je !est slu!aj u našoj tehni!koj praksi, potpuno besmisleno. Tek kombinacija obje ove mjere, dakle korištenje antistati!kih podova i antistati!ke obu"e omogu"ava disipaciju naelektrisanja sa !oveka (Slika 10c).

Osobine antistati!ke obu"e imaju generalno ve" i cipele sa obi!nim kožnim #onom. Me#utim, otpornost obu"e i podova mora se periodi!no kontrolisati jer postoji mogu"nost da do#e do nakupljanja smole, asfalta, lakova i boja ili nekih drugih nevodljivih materijala koji bi zna!ajno pove"ali ukupni otpor prema zemlji, ili pove"ali prelazni površinski otpor podova. U posebno ugroženim prostorima u kojima egzistiraju smješe male energije paljenja potrebno je osigurati da se nosi posebna ode"a od prirodnih materijala, kao svile ili pamuka, koji sadrže dovoljno prirodne masno"e koja osigurava izvesnu vodljivost. Preporu!uje se bez obzira na sve da se u ugroženim prostorima ne skida i ne obla!i odje"a. Na nivou Evropske zajednice postoje direktive koje ukazuju na kvalitet odje"e za nošenje u ugroženim prostorima. U svakom slu!aju, ako se koristi odje"a sa dispiativnim karakteristikama, ona treba da pokriva svu ostalu odje"u.



http://www.izp.rs/

http://www.izp.rs/

Strana 21 od 22

Zaklju!ak:

Problem sanacije stati!kog naelektrisanja, radi masovnog korištenja loše vodljivih sirovina, pove"anja tehnoloških brzina, ali i upotrebe opreme izra#ene od nevodljivih materijala, postaje sve ozbiljniji u savremenim industrijskim pogonima, posebno u prostorima u kojima postoji potencijalno eksplozivna atmosfera. Me#utim problem nije ni malo jednostavan i zaista ne postoje opšti algoritmi primjenjivi u svim o!ekivanim situacijama. U najve"em dijelu eliminacija je veoma optimisti!an pojam i realno se može ostvariti samo redukcija nivoa naelektrisanja na bezbjedniji nivo. Uglavnom, je ovo dovoljno, ali ne može se tvrditi i da je opasnost zaista potpuno eliminisana, osim u sasvim jednostavnim situacijama. Naj!eš"e je za postizanje prihvatljivog nivoa bezbjednosti neophodna kombinacija više razli!itih postupaka koji je moraju konzekventno upražnjavati, jer svako odstupanje može biti potencijalno opasno. Dakle generalna i univerzalna pravila nisu na raspolaganju, i dovoljna ali ne i potpuna sigurnost postiže se samo tvrdoglavo upornom i disciplinovanom primjenom kombinacije mjera zaštite koji odgovaraju konkretnom problemu, a koje su rezultat detaljne analize problema. Ako je tvrdoglavost dosta karakteristi!na za ove geografske prostore, discipina baš i nije. A sporadi!na ili povremena zaštita vjerovatno je samo odlaganje posljedica.

Osim ovoga, doma"a tehni!ka regulativa je veoma izvan vremena, ali se uporno primjenjuje u mjeri u kojoj se tehni!ki propisi uopšte poštuju. Me#utim vrijeme za njenu promjenu je davno isteklo i stoga je ovaj rad pisan sa namjerom da širem krugu korisnika približi, u mjeri u kojoj to dati prostor i vrijeme dopuštaju, savremenije i racionalnije poglede na rješavanje ovog problema.

Rekli bi smo u zaklju!ku da pristup ovom pitanju vidimo u u prihvatanju svjetskih iskustava, dobroj edukaciji stru!njaka za ovu oblast i upornoj primjeni ste!enih iskustava. Ovom radu smo namijenili zadatak iniciranja novih pogleda na problem i izmjena u regulativi koje su neminovne i radi evropske budu"nosti.



http://www.izp.rs/

http://www.izp.rs/

Strana 22 od 22

Literatura

1. BS 5958: Code of practice for: control of undesirable static electricity. Part 1. General consideration

2. BS 5958: Code of practice for: control of undesirable static electricity. Part 2. Recommendation for particular industrial situation

3. AS1020: Australian standard code of recmmended practice: the control of undesirable static electricity (SAA STATIC ELECTRICITY CODE)

4. Jugoslovenski pravilnik o stati!kom elektricitetu.

5. Vujevi", Begovi", Haznadar: Utjecaj premosnica na na elektri!na svojstva prirubni!kih spojeva metalnih cjevovoda; “Nafta” 3/86, Zagreb 1986

6. $SN 33 0230: Ochrana pred nebespe!nymi u!inky staticke elektrinu – Protection against harmful effects of the static electricity, 1978

7. $SN 33 2031: Overovani a prevoz tehnologickych zarizeni a letadel s ohledem na nebespe!ne u!inky elektrostatickych nabojy – Testing and exploitation of technological equipment and airplanes with regards to dangerous effects of electrostatic charges

8. Kapor: Stati!ki elektricitet (I, II) Požar, eksplozija, preventiva

9. Wright, Ginsburgh: What Experiments Shows about Static Electricity – Fire Protection Manual for Hydocarbon Processing Plants, Third Edition, Gulf Publishing Company Houston 1985

10. Wright: Fundamentals of Static Electricity – Fire Protection Manual for Hydocarbon Processing Plants, Third Edition, Gulf Publishing Company Houston 1985

11. Recomanded Practice on Static Electricity, NFPA 77 – 1983

12. Kapor, Karin, $engi": Metode mjerenja vodljivih podnih obloga i realizacija jedne metode pogonskog mjerenja vodljivosti antistatik obu"e; VI jugoslovensko savjetovanje o geoelektricitetu, stati!kom elektricitetu i gromobranima; Sarajevo 1986.

13. Gavis, Hoelcher: Phenomenological Aspects of Electrification - Fire Protection Manual for Hydocarbon Processing Plants, Third Edition, Gulf Publishing Company Houston 1985

14. Recommended Practice on Static Electricity, NFPA – 77, 1983.

15. Electrostatics – Code of practice for avoidance of hazards dze to static electricity, BSI A.03.03.PD50404/03, 2003.



http://www.izp.rs/

http://www.izp.rs/

Documents

Stati ki elektricitet u svjetlu nove evropske regulative