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          火工品海上运输的静电危害及防护                    【摘要】本文通过研究静电放电特点，分析火工品海上运输的静电来源及静电放电对火工品的危害根据国际静电防护体系标准，提出四种静电防护原则，具体阐述了多种防静电方法关键词：火工品静电放电静电危害静电防护1静电的产生机理及特点1.1静电静电是一种处于静止状态的电荷，通常是在物体之间接触分离的过程中发生电子或其他带电粒子的转移而产生的，也可以通过静电感应、电容感应、压电效应和电磁辐射感应的方式产生1.2静电放电静电放电简称ESD，是指具有不同静电电位的物体互相靠近或直接接触引起的电荷转移静电对火工品造成危害主要是通过ESD，其主要有电晕放电、刷形放电和传播型放电以及火花放电三种形式，如表11.2.1静电放电的特点（1）静电放电是一种高电位，强电场，瞬时大电流的过程在大多数情况下静电放电过程往往会产生瞬时脉冲大电流，产生的瞬时脉冲电流是在纳秒或微秒量级完成的，其强度可达到几十安培甚至上百安培，可以瞬间使空气电离、击穿，并伴随这发光、发热过程，形成局部的高温热源，使得电火工品性能变差或失效，也可瞬时引起火工品的意外发火，造成燃烧爆炸事故。

2）静电放电会产生强烈的电磁辐射形成电磁脉冲过去在研究静电放电的危害时，普遍主要关心的是静电放电产生的注入电流对电火工品及电子元器件的危害和静电放电的火花对易燃易爆气体、粉尘等的引燃、引爆问题，忽视了静电放电的电磁脉冲效应静电放电过程是电压、电流瞬时变化的过程，会产生强电磁辐射脉冲，可能引起射频干扰，造成火箭与地面的无线通讯中断，导航系统不能正常工作，卫星姿态失控等严重后果1.3静电感度静电感度是指度量火工品在外界能量刺激下，发生爆炸的难易程度，即火工品对静电激发能量的敏感程度，通常用50%发火概率下的静电电压或静电能量来表示表2所示几种电火工品的静电感度1.4静电对火工品的危害随着电子技术的发展和产品复杂程度的提高，高技术产品也带来了过高的静电感度，导致爆炸事故频频发生静电要形成危害必须满足以下三个基本条件：（1）产生并积累足够的静电荷，形成“危险静电源”，以至局部电场强度达到或超过周围介质的击穿场强，发生静电放电；（2）在危险静电源存在的场所，有易燃易爆气体混合物存在，并达到爆炸极限浓度，或有电火物品、火炸药之类的危险品，或有静电敏感器件及电子装置等静电易爆易损物；（3）危险静电源与静电易爆易损物之间形成能量耦合，并且能量等于或大于危险静电源的最小点火能或静电敏感度。

静电损害的严重程度取决于静电积累的程度（静电电压）和静电敏感产品的静电感度静电电压越高，危害越大；产品的静电感度越大，越易于受到静电的危害2静电来源2.1包装材料弹药等火工品的内包装材料通常采用质优价廉的聚乙烯塑料、聚苯乙烯泡沫、玻璃钢等材料，这些材料虽然有较好的缓冲防护性能，但是其电阻率很高，与弹药外壳以及箱体摩擦易产生和累积电荷，进而造成静电威胁2.2运输设备在火工品拆垛、搬运、装卸、码垛和运输过程中，各种搬运拆码车辆、机具都是可能的静电源但由于火工品一般是箱装物资，几乎不存在裸露情况，且装卸机具一般静电能量较小，所以箱内的火工品基本上不可能与上述静电源直接耦合静电能量，静电威胁相对较小海上运输过程中，船体会发生横摇和纵摇，遇到恶劣天气甚至会发生垂荡，贮存于船舱的物品可能会发生晃动，使得火工品与其包装箱，以及包装箱与船体地板之间发生相对摩擦，从而产生静电2.3人体静电人是一切活动的主体，在火工品的生产运输中也离不开人的身影，人体也是静电的主要来源之一人体静电的产生方式有接触分离带电、感应带电和吸附带电等三种一般情况下，人体电阻较小是良导体，不会在人体积聚电荷，但是由于人体综合电阻与衣服阻隔的影响，与大地形成绝缘状态时，将孤立成为导体，积聚静电荷，并形成很高的电位。

当人体在行走、操作中与地板或其他物体接触、分离，或者在电磁环境中静电感应、空间电荷吸附等，都会使得人体电荷失去平衡，产生静电3火工品防静电主要方法3.1基本要求美国国家标准学会（ANSI）/静电放电（ESD）协会和IEC国际电工委员会分别发布了ANSI/ESDS20.20-2007和IEC61340-5-1国际静电防护体系标准IEC61340-5-1是国际标准，而S20.20是美国国家标准，两者并无本质区别，取得ANSI/ESDS20.20认证即可自由转换成IEC61340-5-1的申请这两个标准从系统工程的角度出发，对工厂ESD体系的建立、静电防护区的建立、敏感器件的包装、生产各环节的处理、人员培训和考核、内审制度的建立和检查，以及检测手段等各方面都做了明确的规定，规范了静电防护体系认证ANSI/ESDS20.20静电防护管理体系标准的组成如图4所示该体系分为两个主要部分：管理需求和技术需求管理需求包括：防静电控制程序计划、培训计划和符合性验证计划技术需求包括：接地系统、人员接地、EPA防护区、包装系统和标识静电防护工作需要通过系统性防护技术应用和管理措施的落实才能取得成效1）划分合理的静电放电敏感元器件防护等级，并根据敏感度识别等级建立相应级别的防静电工作区；根据《GJB3007－97防静电工作区技术要求》规定，EPA（防静电工作区）内的静电电位应满足以下要求：即在任何情况下，在EPA内贮存、使用或接受加工的未带ESD（静电放电）外防护的ESDS（静电放电敏感的）产品周围300mm空间之内任一物体的静电电位不得超过该级EPA允许的对地静电电位值。

2）加强生产工作中静电防护的管理流程控制3.2基本原理静电防护一般从控制静电荷的产生、积聚，以及使产生的静电荷迅速消除或泄露这两个方面着手静电防护管理技术实现的四项基本原则为：（1）等电位连接导体与敏感器件接触以实现等电位连接，避免因导体带静电而发生放电现象2）静电源控制绝缘材料无法通过接地使静电消除，因此必须对其周边进行静电源控制3）防静电包装移出ESD防护区的器件必须使用防静电包装，以防外界静电源的影响4）安全第一的原则ESD防护措施不能降低安全水准，如果安全与之冲突时，安全第一归纳起来有四种方法：一是“堵”，即防止静电产生；二是“疏”，即让产生的静电荷从带电体疏散掉，让生产过程和人体活动过程产生的静电荷比较容易地流散，避免静电积聚到诱发火花放电的电位，从而消除静电危害；三是“堵疏结合”；四是“灭”，即中和法，静电产生后予以中和，避免其积累3.3“堵”抗静电方式有效的控制静电起电率，是防止静电危害的基本对策之一堵”抗静电方式，一般是采取增加脚-壳间的绝缘强度的方法在雷管管壳与脚线构成静电放电回路的两极时，火花发生在回路中电绝缘最薄弱之处所以，在抗静电措施中，最常用的结构是在桥丝周围增加一个绝缘环或套筒；使用绝缘材料制造管壳，或是在点火药外表面涂上一层绝缘漆膜。

3.4“疏”抗静电方式3.4.1静电接地所谓静电接地，就是用接地的办法提供一条静电荷泄露的通道接地是火、化工企业消除静电危害最简单、最有效的方法但接地主要是消除导电体上的静电，而不能用来消除绝缘体上的静电并不是一切物体带电都可以解决一般来说，可能引起火灾、爆炸和危及安全的场所的金属导体、设备，属于静电导体的非金属材料，人体等都可以进行静电接地同时还必须考虑全系统接地的问题，否则接地反而会造成静电放电现象通常采取的接地方式有以下两种：（1）直接接地直接接地就是电气接地，即用金属导线把带电体直接和接地干线连接起来在各种类型的生产场所，电气设备的外壳按有关要求，应保护接地静电接地的作用是给静电荷提供泄露通路，但不能认为只要采取接地措施，静电危害问题就能解决，还要看具体情况2）间接接地间接接地就是使金属以外的物体进行静电接地，将其表面的全部或者部分与接地体紧密相接的一种接地方式或者说，通过具有一定电阻值的静电导体将带电体和接地体连接起来运输小车的车轮采用导静电轮胎或导电胶条拖在地上的方法，是一种简便进行的间接接地方式，对于旋转部件，需要导电性润滑油，弹压碳刷金属触头等来解决接地问题不过要注意动态和静态接地电阻变化情况，必须保证在旋转情况下满足接地要求。

3.4.2控制湿度物体的电阻率一般都受温湿度的影响，尤其是表面电阻率受湿度影响最为明显因此控制湿度也是主要的防静电措施之一增湿适用于绝缘体上静电的消除，随着湿度的增加，绝缘体表面上形成薄薄的水膜，该水膜的厚度只有cm，其中含有杂质和溶解物质，有较好的导电性，能使绝缘体的表面电阻大大降低，能够加速静电的泄露根据《GJB3007－97防静电工作区技术要求》规定:静电防护区内应装设有温度、湿度调节装置，以维持其室温在(15～35)℃、相对湿度在45%～75%范围内敏感火工品存放的场所相对湿度一般要维持在60%-70%左右需要注意的是增湿主要是增强静电沿绝缘体表面的泄露，而不是增加通过空气的泄露，因此增湿对于表面容易形成水膜或表面容易被水润湿的绝缘体有效，而对于表面不能形成水膜、表面水分蒸发极快的绝缘体或孤立的带静电绝缘体，增湿也是无效的3.4.3防止人体静电火工品在运输、检测和装配等过程中离不开人的活动，人体静电也就成为了引起电火工品发生意外爆炸的最主要和最经常因素，所以国外对电火工品的一般要求都是以抗人体静电为主要目标防止人体静电事故的方法，原则上有以下几种：⑴研制不产生或少产生摩擦起电的新材料，根本上减少人体静电起电量；⑵采取接地等措施把人体静电安全的拽放到大地上去；⑶尽可能防止爆炸性气体及粉尘的形成。

第二种方法是人体防静电的最主要方法，也是最容易达成的措施人体接地的途径是穿导电性较好的防静电鞋和使用导电地板衣服带电也有一定的危险性，也需要采取防静电措施3.4.3.1防静电鞋目前，国外早已生产和使用各种防静电鞋子，我国也已由湖北襄樊橡胶三厂和北京门头沟橡胶厂生产防静电鞋但是穿上防静电鞋不一定始终保证安全比如，当鞋底黏上一层绝缘性能好的油漆或其他物质时，鞋自身电阻虽然不变，但鞋对地的拽放电阻将显著增强，防静电鞋失去作用因此，在现场穿用防静电鞋时必须定期检查电阻，并且注意以下几点：⑴如果地板电阻高，防静电鞋也不起作用，因此必须经常保持电阻低于欧⑵不要穿绝缘性能好的袜子⑶万一鞋子湿了，将会失去对低压动力电的防电击能力，应该换干鞋，，或者特别注意不要接触低压动力线路3.4.3.2防静电工作服⑴防静电工作服的防静电原理有以下两种：①利用抗静电剂的方法（利用拽漏效应）②利用导电纤维的方法（利用放电效应）利用抗静电溶剂也有两种方法，一种是纺丝时涂敷抗静电溶剂，另一种是纤维织品表面薄薄的涂一层抗静电溶剂利用抗静电溶剂是一种表面活性剂，它容易吸附空气中的水分，使纤维织品的表面电阻率下降，达到抗静电目的。

但是，由于空气相对湿度低的时候抗静电效果差，而且洗衣服时表面活性剂容易被洗掉，缺乏耐久性，在危险场合很少使用导电纤维主要有有机导电纤维和金属纤维两种导电纤维主要利用电晕放电的除电原理达到防静电目的当导电纤维接近带电体时，在导电纤维尖端处形成局部强电场，引起电晕放电，达到安全消除静电的目的所以，由导电纤维加工成的防静电服有不少优点：首先，它在低相对湿度环境中也有显著效果；其次，他的防静电效果几乎不受与之摩擦的物质种类的影响；第三，他的防静电性能维持很长；第四，即使在不穿防静电鞋的情况下，导电纤维防静电服也能减少人体电位因此，当人体偶然处于完全绝缘状态（如悬空状态）时，也能起到一定防静电作用⑵使用防静电服注意事项：①使用防静电服必须同时穿防静电鞋②除指定场所外不得随便脱防静电。